1. 网站地图
  2. 设为首页
  3. 关于我们


基于“做中学”理念的科学教育活动开发与设计 ——以《磁及其相互作用》为例

发布时间:2023-01-28 14:07
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1“做中学”教育的起源与发展
美国实用主义教育家杜威是美国进步主义教育运动的代表,他所提出的“儿童中心” “活动中心”“经验中心”的新三中心论变革了传统教育理念,拓荒了新教育领域。杜 威认为教育即“生活”、教育即“生长”、教育即“经验改造”。教育由于具有传递经验、 指导生活和适应社会的能力,因此可以将社会与生活的发展联系起来。从宏观上来看, 个人在社会中由于与他人接触并相互影响,导致“经验”上的改进,并提升道德品质和 知识技能,这便是杜威所提出的经验教育。“做中学”教育正是在经验教育的基础之上 逐渐发展壮大。
“做中学”理论的快速发展,可以追溯到上世纪六七十年代。在1957 年的10 月份, 由于前苏联成功发射了第一颗人造卫星,这使得美国朝野内外震动,美国政府开始认识 到在航空航天技术上与苏联的差距,并开始进行反思。随后美国人将产生差距的根源归 因于教育,重点是基础教育,于是美国开始大刀阔斧的对基础教育进行改革,以期能缩 短与前苏联的差距。美国首先是从芝加哥的公立学校入手,采用“动手做”的方式,开 展一系列科学探究实验,随后美国又制定了一套开展科学教育的活动标准,在标准中将 “探究式科学教育”列为开展基础教育改革的重要原则。从美国的“动手做”基础教育 改革开始,世界各国也纷纷效仿,开展了一系列教育改革的新路径,找到了一条又一条 素质教育改革的成功路径。
从二十世纪末到二十一世纪初,联合国教科文组织和国际科学理事会联合,共同在 全世界范围内推动这项课程教育改革。以“做中学”为核心内容的“探究式科学学习” 包含生命科学、地球和环境科学、物理和物质科学、设计和技术四大科学领域,而这四 大科学领域正是今天基础教育科学课程课标中的四大维度。在“探究式科学学习”中, 以探究作为科学学习的目的,将探究作为科学学习的方法,学生在探究过程中,将通过 探究得到的新知识新概念与原有的知识概念进行融合、修正。截至目前为止,美国、英 国、法国、加拿大等发达国家早已开始在中小学等基础教育学校进行科学教育改革,将 数学、语文以及探究式科学教育列为三大主要课程。
Inquiry based science education 探究式教育在不同的国家被赋予着不同的含义,在美 国被称为“动手做”,在法国被称为“动手和面团”,在加拿大被称为“以学生为中心的 1
指导教学法(SCI)”,在欧盟被叫做“花粉计划”。除发达国家以外,中国也在大力推行 发展素质教育的同时开展“探究式科学教育”,而这项内容,在中国有着被我们所熟知 的名字,那就是“做中学”教育理论。
1.1.2“做中学”教育理论对小学科学课程标准的影响
2017年 2月,教育部发布了关于印发《小学科学课程标准(2017 版)》的通知,新 课程标准的颁布,意味着我国的科学教育发展步入了全新的轨道。《小学科学课程标准
( 2017 版)》在课程性质、课程设计和思路、课程目标、课程内容与实施建议等多方面 做出了优化和改进,特别是在课程内容方面,新增加了“技术与工程”领域,以期望可 以提高学生的动手操作能力和动手实践能力,强化培养解决生活中实际问题的能力。 [1] 课程标准中出现的这些变化,为我国科学教育的建设发展指明了方向的同时,也对我国 科学教育教学提出了更新的、更高的要求。培养新型创新型人才的重点在于培养其探究 精神。尤其是在小学阶段,学生的好奇心和求知欲旺盛,同时又没有太多科学知识储备, 十分有利于培养其探究能力,“做中学”教育理论就是培养学生实践能力、创新能力的 一大法宝。基于此,教育部在制定小学科学新课标时,重点将“做中学”理念融入科学 课程内容之中,通过新增“技术与工程”领域,使得学生在教学活动中将“手、脑、心” 结合起来,增强学生的创新意识和创新能力。
此外,受到“做中学”教育理念的影响,《小学科学课程标准(2017 版)》在课程目 标的设置上由以前的三维目标转变为四维目标,新增“科学、技术、社会与环境”目标, 其目标就是为了进一步提升学生的科学素养尤其是技术素养。通过科学、技术、工程、 数学四门课程的融合学习,提升学生解决实际问题的能力。国家通过制定新版课程标准 这种宏观政策手段来推进“做中学”教育理论与我国教学实践相结合,足以看出我国对 创新型人才的需要和对“做中学”教育理论的重视。
1.2 研究内容
国家、社会以及个人团体多措并举,使得“做中学”教育理论在我国开展的形式多 样,内容丰富。由于“做中学”教育理论提出的时间已近百余年,关于“做中学”教育 理论的课程形式丰富多样,这其中不乏一些十分优秀成功的教育教学案例,但与此同时, 也存在着不少打着“做中学”的幌子实际则开展“教中学”的教学案例。可以说,目前 我国关于“做中学”的教育教学案例泥沙俱下、鱼目混珠。因此本研究希望在充分分析 “做中学”教育理念内涵的基础之上,给出适合中国学生的“做中学”教育特点,并将
2
“做中学”教育理念与小学科学的教学活动相结合,设计并实施基于“做中学”教育理 念的小学科学教学案例,其目的希望增强学生对科学知识的理解能力、提高学生科学探 究的热情、锻炼学生将所学知识应用到日常生活当中的能力。与此同时,促进“做中学” 教育与小学科学教学更好的融合。
具体研究内容如下:
1.对比国内外“做中学”教育理念的发展历程,研究国内外“做中学”教育目前开 展的情况。
2.探究“做中学”教育理念的理论基础,根据其理论基础,总结概况出“做中学” 教育的特点。
3.基于“做中学”教育理念设计小学科学教学系列案例《磁及其相互作用》,并设计 相应的教学评价量表。
4.实施《磁及其相互作用》教学案例,实施结束后对实施结果和实施收到的数据进 行归纳分析评价,对教学实施过程进行反思和总结。
1.3 研究方法
本论文在研究和撰写过程中采用文献研究法、案例分析法以及问卷调查法。
1.3.1文献研究法
文献研究法主要是指收集、鉴别、整理文献,并通过对文献的研究形成对事实科学 认识的方法,是科学研究中最常用也是最基本的研究方法。笔者在研究和撰写论文过程 中,通过中国知网、图书馆等途径,查阅与“做中学”理论、“磁”的教学等相关文献, 并进行了归类整理,了解并掌握了“做中学”教育理论的背景,国内外“做中学”教育 理论研究动态以及“磁”教学的重点难点,为本次研究打下了坚实的基础。
1.3.2案例分析法
在设计并实施“做中学”教学案例之前,笔者在中国知网下载了大量关于“做中学” 教学案例的文章,在图书馆阅读了大量科学课程教学的书籍,从内容选择、课程目标设 置、教学流程规划、教学评价等多个维度对“做中学”教育理念下的小学科学教学进行 分析,在总结归纳众多优秀教学案例的基础之上,设计出符合我国小学阶段的“做中学” 科学课。
1.3.3问卷调查法
问卷法是我国研究调查中使用较为广泛的一种方法,研究者用这种控制式的测量对 所研究的问题进行度量,从而搜集到可靠的资料和数据。笔者在教学实施的前后,通过 发放问卷调查的形式了解并掌握《磁及其相互作用》案例实施的效果。问卷从科学知识、 科学探究、科学态度以及科学、技术、社会与环境四个维度进行设计,以此作为依据分 析学生的相关素养是否有所提升。
1.4 研究意义
“做中学”教育理论强调从“做”中学,从“探究”中学。在教学过程中,强调学 生通过动手操作,从而发现问题、提出问题、提出假设、验证假设、得出结论。学生通 过“做中学”课程的学习可以提升解决问题能力和实践能力。通过本论文的撰写,希望 在理论方面可以进一步深化对“做中学”教育理念的研究,丰富小学科学课程资源的开 发和利用。与此同时在实践方面希望为一线小学科学教师进行“做中学”教育教学开发 设计提供一定的指导。
1.在理论方面,本研究将继续深挖“做中学”教育的理论研究和小学科学教育教学 研究,力求在差异中寻找共性,努力将“做中学”教育更好的融入到小学科学的教学之 中,探索适合中国学情的“做中学”教学之路,为其他教师从事小学科学教育和“做中 学”教育教学设计提供一定的借鉴意义。
2.在实践方面,开发小学科学“做中学”教育课程。笔者在小学实习实践过程中发 现,目前我国小学科学课堂主要还是以老师讲授为主,在发挥学生主体地位和激发学生 主动性方面做得还不足。这与科学课程的教学目标和教学要求背道而驰。因此要从科学 课程的各个方面融入“做中学”教育教学理念,让学生通过动手实践操作主动参与到课 堂学习中,只有这样才能弥补传统科学教学的缺陷,使“做中学”教育理念融入其中。
第二章 国内外研究现状
2.1 国外研究现状
“做中学”教育在国外无论是理论研究还是实践研究都十分成熟并趋于体系化,尤 其是对于美国而言,自“做中学”教育起源后,美国一直引领全球“做中学”教育的风 潮,世界各国也纷纷效仿美国,开始尝试探索一条适合本国教育的“做中学”教育道路。 笔者在施普林格网站以“HANDS-ON” Curriculum作为关键词进行检索,可以发现第 一篇关于“HANDS-ON” Curriculum的文献是在1846年发表,自1846年至2020年 大约有101884篇文章。通过梳理文献可将其研究的主题大致分为这几个方面:“做中学” 教育理论;“做中学”教育理念的学习模式;“做中学”教育实践研究;“做中学”教育 的评价方式。
2.1.1“做中学”教育理论
“做中学”教育理论是美国著名教育思想家杜威众多教育思想中十分重要的一项, 也是杜威教育思想的核心以及基础。自杜威“做中学”教育理论提出至今,经过了许多 教育思想家的演变和发展,目前国际社会所共同遵循的“做中学”教育理念,是杜威和 其学生克伯屈共同研究的结果。克伯屈曾在 1918 年发表《项目(设计)教学法:在教 学过程中有目的地活动与应用》[2],在文章中克伯屈系统阐述了“做中学”教育理念, 其核心要义是通过学生的各种“做”来开展教学活动。Kuhn Josepha[3]指出“做中学” 教学模式必须坚持通过“做”,让学生提高学习技能和知识,提高综合运用的能力,提 高科学素养。通过“做中学”的教学模式,教师要为学生构建多层次、多应用、多综合 的教学实验体系。Peter Sobchak[4]指出“做中学”教育理论是将学生的学习方式由被动 接受转变为主动探究。让学生主动发现知识,探寻学习中的乐趣,提升学生学习的效率。 在“做中学”教育理论下,教师和学生的关系发生了根本性的转变,教师不再是课堂的 主导者,而变成了引导者,是教学活动的组织者,教师将课堂还给学生,在学生探究活 动中组织学生,引导学生,支持学生,并参与其中。 2.1.2“做中学”教育理论的学习模式
关于“做中学”教育理论,目前国际上主要包含两种不同的教学模式:以美国为主 的“HANDS-ON”学习模式和以法国为主的“LAMAP”学习模式。对于这两种“做中 学”的教学模式,经过时间的检验其教育教学效果都得到了充分的检验,现将两种学习 模式进行介绍:
5
1.美国“HANDS-ON”学习模式
“HANDS-ON”学习模式是为了改变儿童在学习过程中严重脫离实际的问题,由美 国拉德曼教授所提出的,以此来推动教学改革。相比于法国“LAMAP”学习模式,
“HANDS-ON”学习模式的发展以及研究都更加成熟,除了体现在“做中学”教育理论 中,在其他教育领域均有所涉及。 Itai Gurvich 等[5]学者从儿童身心健康发展的角度论证 了 “HANDS-ON”学习模式的重要性,并发表《将“动手做”科学作为一种促进情绪和 行为障碍的儿童发展推 助器》( Hands-on Science as a Motivator for Children with Emotional/Behavioral Disabilities)的论文。Bradberry 和 Jennifer[6]提出一系列方法,使得 学生可以自主的进行“HANDS-ON”探究,并激发学生的探究兴趣,为教师的教学活动 提供了参考价值。Alanah Mitchell和Stacie Petter[7]从“HANDS-ON”的内涵、如何开展 “HANDS-ON”课堂活动、如何开发资源进行“HANDS-ON”教学等方面,为全美的 教育工作者提供了模式和范本。Paromita Pain[8]认为要想彻底改变学生的元认知概念, 仅仅依靠简单的动手操作是远远不够的,必须对学生以往的错误概念进行多情境下的挑 战,才能在新经验输入的时候不与内心相抵触相矛盾,因此“HANDS-ON”学习模式不 仅强调学生要动手,而且强调学生要在科学态度和科学精神上有所提高。
2.法国“ LAMAP ”学习模式
1994 年法国国民教育部派出以夏尔帕为首的代表团去美国考察并学习美国的“动手 做”教学模式。再回到法国后,夏尔帕开始进行教育改革,他在法国的小学里进行了科 学教育改革,并取名为“La Main ala pate (LAMAP)”,法语意思为“动手和面团”。 Minami KAKAMU[9]认为“LAMAP”的核心思想是让学生们体验到科学探究、科学发现 的过程,他指出“LAMAP”的教学过程包括以下几方面的内容:(1)确定主题;(2) 提出问题;(3)猜想和推理假设;(4)验证假设;(5)记录总结实验过程;(6)得出结 论。Aude Langlois[1°]指出“LAMAP”高度重视学生对事实和经验的区分,重视言语表 述和实验记录,重视动手做和动脑想,鼓励教师为学生创设情境并引导学生实践,引导 学生发现科学知识。Kendra Smiley[11 ]认为“LAMAP”学习模式善于用简单的方式传授 深刻的道理,法国教师往往深入浅出地从学生身边的事物中寻找课程的主题,选择课程 的内容。
2.1.3“做中学”教育实践研究
“做中学”教育理论经过长时间的发展和演变,已经深入到教育教学领域的各个层 面,尤其是在教育实践中。一门成功的“做中学”教育课程应该包含以下几个因素:1. 具有明确的科学性学习内容,具有挑战性的课程;2.活动实验探究式的教学过程,发挥 教师的主导作用和学生的主体作用,师生共同参与到教学过程之中;3.准确评价,课程 中所涉及的科学原理必须清晰明确,活动实验的成功标准必须明确;4.与生活实际相联 系,所教与所学内容应尽可能解决生活中的实际问题。基于此,众多“做中学”教育研 究者开展了许多优秀的教育实践。
Jyun[12]设计制作了 T-shirt发射器“做中学”教学案例,通过让学生自主确定发射速 度、发射角度以及喷射高度等,设计制作一款发射器,其目的是为了让学生们自主学习 并完成物理与微积分课程的作业oKrahmer等[13 ]设计并实施了一个设计医疗工具包的“做 中学”教学案例,在案例中让学生们自己动手设计并制作医疗工具包,设计的医疗工具 包不仅包含的药品要全面,使用起来还要简便。通过让学生动手操作,使得学生们能在 教师讲授之前就在心中形成元认知。
2.1.4“做中学”教育的评价方式
科学合理的开展“做中学”教育评价是准确反映“做中学”教育教学效果的有效途 径。关于“做中学”教育的评价方式,国外学者认为应该从以下三方面进行考虑。1.进 行评价的数据来源要准确并且丰富,主要以三类数据(诊断型数据、过程型数据以及总 结型数据)为主。评价中案例样本的数据来源应包含项目准备的实施材料、项目人员调 查的数据、学习者反馈的数据、家长反馈的数据等等;2.注重“做中学”项目特色,将 定性评价与定量评价相结合,比如STAR Net项目为帮助项目人员进行沟通和写作,专 门建立了在线实践社区 STAR Net Community of Practive,该网站所收集的数据不仅 是“做中学”项目评价的重要数据来源,还成为了该项目是否可持续发展、是否具有推 广价值的重要依据[14];3.评价多以总结性评价为主,重点关注项目的持续发展。评价多 以总结性评价为主,目的就是为了促进“做中学”教育的可持续发展。与诊断性评价不 同的是,总结性评价是在项目结束之后进行的评价,比如4-H科学计划项目团队在2007 年创建了一个4-H科学评估模型,采用多层次、分阶段的评价手段,在整个评价过程中 逐渐从诊断性评价过渡到总结性评价,每一阶段收集到的评价结果都及时反馈,逐一改 进出现的问题。[15]
7
国外对于“做中学”教育的研究还有很多,并随着时间的发展“做中学”教育理论 已经深入到教学领域的各个方面。因此我国教育行业也应努力吸收国外优秀“做中学” 教育经验,紧跟“做中学”教育的大浪潮,为国家的建设输送更多优秀人才。
2.2 国内研究现状
以“做中学”教育理论为关键词在中国知网数据库进行检索,可以发现国内第一篇 关于“做中学”教育理论的文献发表于1951年,笔者以1951年1月至2020年12月为 时间节点进行检索,共检索出与“做中学”教育理论相关的文献共 43586篇,其中期刊 文章30790篇,博士学位论文717篇,硕士学位论文10071 篇,会议1154篇,出版数 据库 1431 篇。总体趋势见图 2-1, 2-2。
文献数(篇)
 
图 2-1 不同年份国内不同研究类别关于“做中学”教育的文献数量柱状图
发文量(篇)
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
图 2-2 国内关于“做中学”教育理论的文献发表数量趋势图
从图2-1中可以看出,目前对于“做中学”教育文章的收录,各类期刊的收录占到 了绝大部分,可见目前国内期刊对于“做中学”教育重视程度较高。其次检索到的“做 中学”教育文献中,硕士论文也占有较大比重,尤其是教育硕士对“做中学”教育的研 究热情较高。从图2-2可以看出, 1951 年至2000年这五十年间,我国共有425篇关于 “做中学”教育理论文章发表,平均每年发表10篇不到。而到了 2000年至2010年, 十年间共有7086篇文章发表,平均每年发表700篇左右。2010年至2020年十年来,我 国对于“做中学”教育理论的文献发文量激增,且总体保持稳定的上升势头,尤其是近 五年,发文数量基本稳定在 3000 篇左右上下波动。文献的发文数量可以侧面印证:“做 中学”教育的理论和发展模式随着时间的发展,越来越受到我国教育研究者的重视,并 且渗透到我国教育的各个方面。
2.2.1“做中学”教育的理论研究
早在1927年,克伯屈就受邀来华进行讲学,并掀起了一项以“做中学”为主题的 实验教学热潮。受到实验教学的启发,陶行知、张伯等人分别选择晓庄学校和南开小学 开展“做中学”教育的教学实验[16]。前教育部副部长韦钰[17]认为“做中学”探究式学习 代表一种传承,传的是传统,承的是最新科学研究的成果。具体来讲“做中学”教育包 含以下几方面内容:1.珍惜孩子们的好奇心;2.教师提出问题后不直接给出答案,而是 引导学生去探索答案;3.学生们在教师的引导和指导下亲自动手做实验;4.学生每人要 有一个记录本,记录下实验活动中的想法和活动情况;5.在进行主题教学时,每星期时
9
间至少为两小时,班级人数不超过三十人,其目的是为了保证所有孩子都能参与。马勇 军[18]认为杜威的“从做中学”理论,把儿童的主动性描绘的过于理想化,从而忽视了教 师的作用,忽视了教师的指导与知识传授,杜威所提倡的“从做中学”表面上是为了保 护儿童的主动性,实则使儿童局限于、受制于已有的知识经验之中,而阻碍新知识的获 得。因此他提出我国“做中学”教育科学改革应该是在先进经验和理论基础的支撑之下, 由政府牵头,建立国家科学教育改革实验基地,采用案例式的教学方式循序渐进的推进, 使得教学研究、教师培训、多方参与以及社会共建相整合。王颖[19]认为“教学做合一” 和“做中学”理论是在同一个框架下展开的讨论,我国教育学家陶行知所提倡的“教学 做合一”是在综合分析考虑我国国情的基础之上,对“做中学”理论的继承与发展,并 吸收中国优秀的传统文化,对“做中学”理论进行了创新。
综合国内学者对“做中学”教育理论的观点,可以看出我国教育者都普遍认为,要 想让“做中学”理论更好的在我国着陆,需要吸收借鉴我国优秀文化传统,并对“做中 学”理论进行创新,由此所产生的“教学做合一”理论便是“做中学”理论中国化的产 物。
2.2.2“做中学”教育中的核心素养
李娟[20]通过比较“做中学”教育概念和核心素养的概念总结出:“做中学”教育是 培养学科核心素养的良好载体和途径。在科学课程中融入“做中学”教育理念,能够让 学生在真实情境之中综合运用学科知识来解决现实问题,以此培养学生的核心素养。徐 时芳[21]从互联网+、大数据的角度给出了开展“做中学”教育与核心素养融合的新模式。 在大数据背景下,3D打印技术、创客教育以及翻转课堂都是教育教学领域的新型技术, 而巧妙的利用好这些新兴技术,可以帮助我们在教学中将核心素养理念融入“做中学” 教育之中。通过将“培养学生核心素养”作为前提,用真实情境作为任务驱动,从学习 过程入手,采用多技术交叉融合的教学方式,可以让学生在学习中真正获取知识、提升 探索意识以及解决问题的能力。
2.2.3“做中学”教育与创客教育
杨晓哲[22]在比较了“做中学”教育与创客教育历史渊源的基础之上,分析了“做中 学”教育与创客教育之间的异同,得出了以下结论: 1.“做中学”教育和创客教育虽然 历史起源不同,但都需要社会的共同参与; 2.“做中学”教育更侧重强调操作性,而创 客教育更强调创造性; 3.两者虽然都强调问题来源于真实情境,但创客教育的问题却主
10
要来源于学生;4.两种教育模式中师生角色定位是不同的。王新涛[23]从创客教育的模型 建构角度进行分析,认为创客教育和“做中学”教育有着异曲同工之处,两者采用动手 操作带动创新的人才培养模式。创客教育的教育重点在教育、关键在跨界、路径在于实 践、灵魂在于创新。创客教育的跨学科创新型人才培养的模式一直坚持以“问题解决” 为核心,课程体系和孵化流程相互促进,课堂教学和项目实践相辅相成,推动着社会问 题的解决。创客教育作为教育领域的新型模式,与“做中学”教育理论之间的有着密切 的关系。因此教师应在“做中学”教育理论和创客教育模式的影响之下,创新教学方式, 改变学生学习方式,重新构建教学评价体系。
2.2.4“做中学”科学教育项目实施面临的问题
目前,“做中学”教育理论被大量应用到科学教育之中,有许多十分成功的教学案 例,但在实施过程中,也存在着诸多问题。顾长明[24]指出,目前基于“做中学”教育理 论的科学教学案例研发能力不强,开发的课程内容过于肤浅,有的案例内容甚至和科学 教材内容或重复、或把握不当,将学生早已烂熟于心的知识开发成教学案例,无疑是对 教学资源的一种浪费,也是一种无效劳动。曾宝俊[25]指出目前“做中学”教学模式运用 的十分僵化。有的教师将教学活动中每一个环节要素割裂开呈现,使每个要素孤立,导 致开展的“做中学”教学案例形似而神不是。比方说,在活动过程中,教师将活动记录 作为一个单独的实验内容来进行,而实际操作过程中,当实验结束后才开始让学生记录, 往往会导致整个小组的同学围绕着记录的同学的现象,殊不知记录不应该被专门安排, 而是应该贯穿在整个实验活动过程之中的。此外,目前开展的“做中学”教学活动还存 在着课堂做、学、动失衡,教师引导作用缺失以及资源匹配度不高等诸多弊端。
因此,针对以上“做中学”案例项目实施过程中出现的问题,我们应当放慢节奏、 发现问题、正视问题、解决问题、认真总结。只有这些问题能够得到高度的重视和解决, 我国的“做中学”教育教学项目才可以更加有效的开展。
11
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12
 
 
第三章 “做中学”教育的核心概念界定及其理论基础
3.1“做中学”教育理论的核心概念界定
3.1.1“做中学”教育的概念
“做中学”教育理论源自于杜威的教育思想。[26]其核心:“做”不是简单地手工活 动,而是一种探索性活动,以“做”为基础,用“做”为手段,让学生在动手过程中, 了解并掌握科学知识。
笔者认为就基础教育阶段而言,“做中学”的科学教育是指在中国的幼儿园和中小 学进行基于实践的探究式科学教育,HIBL[27]是其简称。探究式科学教学的教学环境是 由教师和学生共同组成的,教学的过程是学生主动探究。科学学习的目的在于探究,科 学学习的方式也在于探究。学生可以在探究式科学教学中建立起全新的、正确的科学概 念,纠正已有的、错误的科学概念,并在科学探究的过程中增强科学态度,提升探究能 力。
教师在开展“做中学”科学教育活动之前,应先将所有问题汇聚到一个适合学生探 究,并与科学概念密切相关的科学问题之上,之后再引导学生进行实际的动手操作探究。 开展“做中学”科学教育活动应时刻关注两个核心问题:1.对学生提出的科学问题应是 基于实证的验证过程;2.探究过程应在师生互动、学生间互动的环境中展开。 3.1.2“做中学”教育的核心特征
“做中学”教育理论下的科学教育具有以下特征:实践性、趣味性、体验性、情境 性、协作性等。
1.实践性
以教师讲授为主,是日常教学活动中最常用的手段和方式,采用这种方式教学易于 教师对整个课堂环境的把握,但是却无法保证每个学生的知识接受能力和接受程度相同。 因此就需要在课程教学中,增强课程的实践性,通过学生动手操作实践,增加对知识的 理解程度,“做中学”科学教育正满足这一需求。
对于“认知”,我们知道有“元认知”的概念,所谓“元认知”就是对认知的认知。
仿照“元认知”的概念,美国学者Ricker Ashley[28]采用“元操作”这一概念来描述“做 中学”教育,意思就是操作的操作。即“做中学”教育并不是简单的动手实践活动,而 是通过动手操作活动,将学生已有的知识经验与通过操作活动后得到的新知识经验有机 的结合。
13
2.趣味性
“做中学”教育在教学过程中,往往面对的是实践操作的问题,因此在解决实践操 作问题时,多采用一些具有趣味性的项目,来激发学生的灵感和内在学习动机。具体来 说,项目活动在设计时,首先要具有趣味性,可以通过项目参与,激发学生的积极性; 其次项目的设置要做到难易程度分明,让学生在参与的过程中可以获得成就感;最后在 项目实施的过程中,要时刻让学生体验参与的成就感和分享的喜悦感。有些研究者,基 于“做中学”教育趣味性这一特征,专门开设了适合“做中学”教育的游戏化教学模式, 将游戏的元素、方法以及框架融入到教学场景之中,以游戏为导向,可以更好地发展学 生的团队技能。比如,美国北伊利诺伊大学开展了 Finnish-US,在K-16阶段开展基于 游戏的“做中学”教育。 [29]
3.体验性
“做中学”教育不同于传统的讲授式的教学方式,区别于灌输式的教学方式,而是 更强调学生的参与感和体验感。在“做中学”教育过程中,学生的主体地位将被放大, 教师只起到引领的作用。学生运用所学到的科学知识,亲自动手创造、设计、制作、解 决现实中的问题。因此“做中学”教育具有体验性的特征,学生在体验参与问题解决的 过程中,不仅获得了结果性的知识,还在项目的设计实施中获得了过程性知识。这种在 体验中获得知识的方式对学生今后更长远的工作学习和生活都会产生深远的影响。
4.情境性
“做中学”教育并不是传授给学生孤立的、抽象的知识,而是将知识尽可能还原到 生活中去,结合生活中富有挑战性的问题,使学生通过解决问题获得知识,因此“做中 学”教育具有很强的情境性。“做中学”教育重点培养学生将获得的不同信息,不同知 识进行情景化应用的能力,与此同时理解和辨别不同情境的知识表现,即能够根据知识 所处的背景,联系上下文辨别问题的本质并灵活运用。情境是“做中学”教育的重要组 成部分,在不同的情境中,所学习的内容,采用的学习策略都将不同。只有当学习过程 镶嵌在情境之中,有意义的学习才可能发生。
5.协作性
由于“做中学”教育过程中蕴含着大量的实验活动,因此“做中学”教育也强调小 组内成员具有较强的协作性,在群体实验活动中互相帮助、互相启发,共同完成知识的 建构。“做中学”教育的协作性强调教学过程主要包括“会话”和“协作”两个要素,
14
即让学生进行小组分组,在小组内分工并收集分析学习资料、提出和验证假设、评价学 习成果的同时,组内成员通过对话讨论的形式讨论如何完成教师规定的学习任务。 3.2“做中学”教育理论基础
3.2.1 认知发展理论
认知发展理论[30]是发展心理学家皮亚杰所提出的,所谓认知发展是指个体自出生之 后在适应环境的活动中,对事物的认知及面对问题情境时的思维方式与能力表现,随年 龄增长而改变的历程。皮亚杰的认知发展理论摆脱了遗传和环境的争论和纠葛,旗帜鲜 明的提出内因和外因相互作用的发展观,即心理发展是主体与客体相互作用的结果。主 体客体相互作用的表现有:1.在心理发展中,主客体之间是相互联系、相互制约、相互 依存的关系,主体的发展离不开客体的存在,同时客体的发展又能对主体的发展起到推 动作用 2.主体和客体是相互转换的互动关系。先天遗传因素具有可控性和可变性,在环 境的作用下,可以改变遗传特性。同时,主体的遗传特性改变后,又可以对先天的遗传 因素产生影响。 3.主体和客体的相互作用受个体主观能动性的调节,心理发展过程是主 体自我选择、自我调节的主动建构过程,因此主体与客体又具有极强的主观能动性。
“做中学”教育的教学目标就是为了提高学生发现问题、解决问题的能力,并在这 个过程中强调学生的主观能动性和自我选择性。认知发展理论中强调主体和客体之间的 相互作用关系,以及强调主体的自我选择性、自我调节性等,都对“做中学”教育的教 育教学实践具有重要的指导和引导作用。
3.2.2 探究学习理论
学习活动从本质上来讲,是一种探究活动。探究式学习活动从内容来看,包括:明 确探究对象、明确探究主题、创设探究情境、主动发现探究问题、分析处理解决探究问 题、验证探究结论、获得探究知识等。 [31]在探究活动的过程中,重点在于培养学生探索 科学知识的精神以及探索科学知识的能力。探究活动注重突出学生的“探究”,而不是 教师的“教”,在教学过程中,学生的主体地位将被进一步扩大,教师的主导作用将进 一步减小。
“做中学”科学教育就是通过采用这种探究式的教学活动,让学生们积极主动参与 到学习过程中,引导学生多问题多角度的思考问题,解决问题。“做中学”教育理念的 核心就是探究式学习,因此探究学习理论为“做中学”科学教育提供了坚实的理论基础。
15
3.2.3 建构主义理论
建构主义理论的内容很丰富,其核心用一句话概括就是:以学生为中心,强调学生 对知识的主动探求、主动发现和对所学知识意义的主动建构。而不是像传统学科教学那 样,只是把知识从教师的头脑中传送到学生的笔记本中。 [32]目前教育界存在着最广泛的 讨论就是教学过程是以学生为中心,还是以教师为中心。以学生为中心,强调的是“学”; 以教师为中心强调的是“教”。由于建构主义所要求的学习环境得到了当代最新信息技 术成果的有力支持,这使得建构主义理论日益与教育实践相结合,成为教育教学改革的 指导思想。
教师应该成为建构主义学习的主要构建者。教师在教学过程中应从以下几方面发挥 指导作用:1.常言道“兴趣是最好的老师”,这就要求教师要努力激发学生的学习兴趣, 帮助学生形成学习动机;2.通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系 的线索,帮助学生建构当前所学知识的意义,同时通过新知识的传授,改变学生在旧知 识中存在的错误;3.为了使意义建构更有效,教师应该在可能的条件下,组织协作学习, 并对协作学习过程进行引导,使之朝向有益于建构的方向开展。引导的方法包括“提出 适当的问题引起学生的思考和交流;在讨论中设法把问题逐步引向深入以加强学生对内 容的理解;启发诱导学生去发现规律、纠正和补充错误。”
在开展“做中学”教育教学活动时,应以建构主义作为理论基础,让学生在教学活 动实践中实现知识的建构。对于知识的建构不仅停留在对本节内容的建构,还应将不同 时段,不同学科内容的知识进行建构,最终提升学生的综合素养和解决问题的能力。
16
第四章 基于“做中学”教育理论的教学案例设计与实施
4.1基于“做中学”理论教学案例设计
4.1.1 教学案例主题的选择
《磁及其相互作用》教学案例主题的选择从以下几个方面进行了综合考虑:
1.从科学课程标准进行分析 课程标准分析以《义务教育小学科学课程标准(2017)》为标准。 [33]《磁及其相互 作用》隶属于物质科学领域,是能量的重要表现形式之一。对应课程内容的“6.5 磁铁 有磁性,可对某些物体产生作用”和“ 6.6自然界有多钟形式的能量转换”两部分内容, 并明确给出了各年龄学段的学习目标,如图 4-1。
从图 4-1 中可以看出,在1~2 年级阶段,对于“磁铁有磁性,可对某些物体产生作 用”内容的学习,教师应指导学生先观察磁铁与磁铁之间产生的实验现象,再实验探索 出磁铁的基本性质,即“磁铁可以直接或隔着一段距离对铁、镍等材料产生吸引作用。” 进而展开各种教学活动探究指南针的结构,学会正确使用指南针。课程标准中了解磁铁 的基本性质之后,进一步探究磁极之间的相互作用,即掌握“磁铁总是存在两个不同的 磁极,相同的磁极相互排斥,不同的磁极相互吸引。”在 3~6 年级阶段,对于“自然界 中存在多种能量的表现形式”内容的学习,教师应指导学生在识别日常生活中的能量基 础之上,探索“磁”是怎样产生能量的,“磁”产生能量的形式有哪些。进而了解生活 中的哪些器材和设备可以产生磁能,以及磁能与其他能量之间是如何相互转换的。
在课程标准中,《磁及其相互作用》的内容从认识磁铁,到掌握磁铁的基本性质,再 到掌握磁极之间的相互作用,由简单到困难,做到循序渐进螺旋式上升的传授科学知识。
17
 
6. 5磁铁有磁性,可对某些物体产生作用
学习内容 学习目标
1—2年级 3~4年级 5-6年级
6. 5. 1磁铁能 对某些物体产 生作用。 •列举生活中常用的 不同外形的磁饮。
•描述磁铁可以直接 或隔肴一段距离对 铁、镰等材料产生吸 引作用。
•知道指南针中的小 磁针是磁铁.可以用 来指示南北"
6. 5. 2磁铁总 足同时存在希 两个不同的磁 极.相同的磁 极相斥.不同 的磁极相吸。 •说出磁铁总是同时 存在肴两个不同的 磁极。
・知道相同的磁极相 斥.不同的磁极 相吸。
 
6.6自然界有多种表现形式的能量转换
学习内容 学习目标
1—2年级 3-4年级 5-6年级
6. 6・1自然界 中存在多种能 虽的表现形 武o •识别11常生活中 的能量。
•知道运动的物体 具有能量。 ・知道声、光、 热、电、磁都是 自然界中存在的 能量形式。
6.6.2 •种表 现形式的能量 町以转换为另
-种衣现形 武。 •调査和说明生 活中哪些器材、 设备或现象中存 在动能(机械能)、 声能、光能、热 能、电能、磁能 及其之间的转换"
 
图 4-1 《磁及其相互作用》科学课程标准学习目标
2.从科学教材进行分析
教材分析以“2017 版青岛版《科学》教材”为标准。通过研究教材可知《磁及其相 互作用》内容的学习分布在二年级下册第二单元《磁铁》、五年级下册第四单元《电磁 铁》以及六年级下册第六单元《科技与生活》中。
从年龄层面上来看“磁及其相互作用”内容包含二年级、五年级以及六年级,贯穿 着整个小学阶段。从内容层面上来看,在二年级时先让学生了解认识简单的磁铁以及磁 铁所具有的特殊性质;在五年级时进一步了解磁,引入电磁铁概念,通过线圈、电池等 工具学习磁力大小的变化和磁极的变化;六年级时在之前所学知识的基础之上,将《磁 及其相互作用》的内容与生活相结合并展示了许多生活中的磁悬浮现象,如“磁悬浮展 架”、“磁悬浮风力发电机”等。
18
通过教材分析,计划将本次教学案例在五年级科学兴趣小组实施,原因有如下几点: (1)对于五年级学生来说,在二年级时已经了解什么是磁铁,对磁铁的性质有了初步 的认识,而对于电磁铁以及磁悬浮等知识是五六年级即将学习的知识,所以在五年级开 展教学活动,可以让学生在回顾之前所学知识基础上,提前拓展今后所学知识。(2)科 学兴趣小组的同学与其他同学相比,对科学的学习热情度更高,科学知识储备也相对丰 富,在科学兴趣小组实施教学案例效果较好。
以“2017 版青岛版《科学》教材”五年级下册第四单元第一节“电磁铁”为例。在 科学知识角度上要求学生了解并掌握:电流通过绕在铁芯上的线圈产生磁性,断电后磁 性消失,电磁铁是将电能转换成磁能的装置。在科学探究角度上要求学生通过线圈、铁 芯以及电池动手做一个简单的电磁铁,并验证所做的电磁铁是否具有磁性。在科学态度 角度上要求激发学生对物质科学尤其是对“磁”的探究热情,发展空间想象、模型思维、 逻辑推理能力,初步建立起科学的物质观以及可持续发展观。在科学技术社会与环境角 度可进一步让学生思考如何将磁悬浮技术应用到生活领域,如“磁悬浮轴承”,“磁动力 列车”等。本节课的教学重点是推理并验证电磁铁与磁铁一样都具有吸铁性质,教学难 点是组织学生动手制作简单的电磁铁并验证电磁铁是否具有磁性。
此外,方法论分析法也是进行教材分析的一种重要方法。比较常用的方法论分析法 有观察、实验、演绎、归纳、分析、综合、类比、分类、比较、资料、假说以及模型等。 在此章节的教材分析中,类比推理就是重要的方法论分析手段。根据电磁铁和磁铁都具 有吸铁的性质,推想电磁铁可能具有磁铁的其他性质,这就是在进行类比推理。类比推 理的结果仅仅是一种可能性,因此推理的结果还可以用到其他方法论分析法去验证,如 实验法、分析法。
3.从学情角度进行分析
学情分析主要包括三方面。其一是要从学生已经掌握的知识入手,联系学生已有知 识和将要学习的知识,同时教师也应该深挖教材,将前后教学内容进行联系。比如在进 行五年级“电磁铁”知识讲授时,可先复习回顾二年级时所学的“磁铁”相关知识,并 展望六年级的“科技与生活”一节,做到知识之间的前后关联。
其二是教师要从学生即将掌握的知识入手,挖掘和研究教材与教学中的心理因素。 在教学前进行诊断性评价,测量学生已经掌握哪些知识,哪些知识还亟待加强。在教学 中进行形成性评价,实时控制和把握整个教学过程。教学结束后进行终结性评价,评价
19
分析出学生所学知识的掌握情况。
其三是教师要从学生的年龄入手,分析该年龄阶段的学生所接受知识的能力水平, 在课前预习、课中讲解以及课后作业的布置上都要适度,符合学生心理认知发展的年龄 阶段。既然是在小学阶段开展《磁及其相互作用》,那么在教学中所举的例子、所涉及 的实验活动以及多媒体视频的展示都应该尽量简单生动,让处于小学阶段的学生既可以 一目了然也可以激发学生学习的兴趣。
4.从实践学校角度进行分析
教学实践实施的对象是济南市历下区的一所小学,以下简称S小。该小学自建校以 来已经历五十年风雨的洗礼,铸就了优质教学、全面发展的品牌和敢为人先、改革创新 的精神,是一所具有实践性、示范性的省级规范化学校。该校除了拥有优秀的教师团队 等软件条件,还具备多样的硬件条件设施,比如电教中心、多媒体实验室、AR虚拟实 验室等,为开展丰富多彩的科学课程提供了有利的条件。基于优秀的软硬件设施,笔者 与S小学科学组教师进行沟通交流,最终将教学实践活动的对象定位该学校五年级科学 兴趣小组的学生,由笔者进行案例设计并以教师身份开展实践活动。
4.1.2 教学案例的设计理念
《磁及其相互作用》教学案例的设计理念源于“做中学”教育,主要包含真实情境 性、团队协作性以及操作实践性。
1.真实情境性。“做中学”教育强调教育教学活动都要以真实情境为基础,从现实生 活中取材,用身边的现象引导学生进行思考。真实情境性强调学生解决实际问题的能力, 因此只有在教学中时刻将所学知识与现实生活相联系,才能不断提高学生解决问题的能 力。在本教学案例中,笔者以“中国第一辆磁悬浮高铁”作为切入点,引发学生的兴趣, 让学生们进行探究磁动力的“秘密”,进而关注到身边应用到磁动力技术的产品,做到 所学知识与生活实际相联系。
2.团队协作性。在“做中学”教育中团队协作性是一项重要的要素,在教学过程中, 教师向学生们提出的问题往往是具有一定难度的,学生单独思考操作可能无法解决问题, 因此学生就需要借助同伴的力量,小组团队一起完成教师布置的任务。在这个过程中, 可以增强学生与他人交往的能力以及团队协作能力。在教学案例中,笔者设计了实现磁 悬浮、巧用磁动力的实验,由于实验条件的限制和课堂教学时长的限制,成功完成磁悬 浮、磁动力实践就不得不需要小组共同完成,需要团队协作。
20
3.操作实践性。处于儿童时期的学生思维活跃,奇思妙想较多,他们往往需要将头 脑中的想法在现实中实现,因此就需要培养学生的动手操作实践的能力。“做中学”教 育强调在教学过程中,充分发挥学生的主体地位,引导学生通过动手操作,主动发现知 识,总结规律。在本教学案例中,笔者采用众多教学用具,试图让学生通过操作教学用 具,自己得出结论,总结规律,认识“磁”。
4.1.3《磁及其相互作用》案例教学目标
《磁及其相互作用》教育活动与科学新课标中“技术工程”“物质科学”两大领域 契合程度比较高。结合“做中学”教育的基本目标,即培养学生的探究能力。在此基础 上,统一运用科学新课标四维目标的分类方法,对《磁及其相互作用》“做中学”教育 活动的教学目标进行制定,如表 4-1。
表 4-1 《磁及其相互作用》“做中学”教育活动教学目标
具体目标 具体目标要求
科学知识 1.了解并掌握磁铁、磁极相关知识,如同极相斥异极相吸等。
2.了解并掌握电磁铁相关知识,如电磁铁磁力大小与线圈匝 数有关、与电池节数有关。
3.了解“磁动力列车”的工作原理并利用该原理设计制作“磁 动力列车”
科学探究 1.在学习掌握《磁极之间相互作用》知识时,开展各种趣味 活动,提升学生对科学知识探究的热情。
2.体验科学探究中逻辑思维推理和运用想象建立假设的重 要性。
3.在制作“磁动力列车”的过程中培养学生的问题解决能力、 创新思维和动手能力。
科学态度 1.学会分工与合作,能够和同学一起分享成功与喜悦,感受 科学知识带来的魅力。
2.能够在《磁极之间相互作用》内容学习过程中体验“做中 学”教育活动的过程。
3.引导学生学会探究科学原理,崇尚科学精神,运用科学知 识解决生活中现实问题的能力。
21
 
 
科学、技 术、社会与环境 了解生活中蕴含着哪些有关“磁”的科学现象,体验技术 是随着人们的需求不断提高的。
 
4.1.4《磁及其相互作用》教学案例设计 根据“做中学”教育活动设计思路,对《磁及其相互作用》“做中学”教育活动进 行了具体的流程设计,计划实施一次“复习、导入”和两个教学案例,共三个课时(其 中“复习、导入”30 分钟,案例一和案例二均为60 分钟),具体流程设计内容如表 4-2 至 4-7 所示。
表 4-2 第一课时 头脑风暴:磁悬浮和磁动力列车的导入(30 分钟)教学目标
具体目标 具体目标要求
科学知识 回顾磁铁的种类、磁极及其性质
科学探究 复习每块磁铁的磁极个数及相互作用
科学态度 学会分工与合作,能够和同学一起分享成功与喜悦,感受科学知识 带来的魅力。
科学、技术、社会
与环境 了解生活中蕴含着哪些有关“磁”的科学现象,体验技术是随着人 们的需求不断提高的。
教学重点、难点 回顾并复习磁铁有几个磁极、开展“抢曲别针活动”
 
 
表 4-3 第一课时 头脑风暴:磁悬浮和磁动力列车的导入(30 分钟)案例设计
第一课时头脑风暴:磁悬浮和磁动力列车的导入(30分钟)
教学内容 教师活动 学生活动 建议用时 教学工具
引出活动主题 播放展示《世界第 一辆磁悬浮列车》
( 试点运行于上 海 浦东 新 区 ) 视 频,引出活动主题 观看大屏幕 思考教师提出的 问题 5分钟 多媒体
电脑投影
发布活动任务 观看视频后,教师 发布通过两个教 学案例,三节课的 学生观看视频后 对列车前进产生 疑惑,并对老师 2分钟 多媒体
22
 
 
学习使学生掌握 磁铁、磁极以及电 磁铁相关知识,并 组建“ 磁 动 力 列 车”的学习任务 提出的动手制作
“磁动力”列车
产生浓厚兴趣
头脑风暴
踊跃发言 向学生提出列车 为什么会在空中 高速前进的问题 引发学生思考讨 论 思考后积极举手
4宀
发言
头脑风暴
畅所欲言 3分钟 多媒体
认识磁铁 向学生展示不同 形状的磁铁,如马 蹄形磁铁、 U 形磁 铁、柱状磁铁 亲自动手玩一
玩、摆一摆
回顾磁铁的种类 5分钟 U形磁铁
马蹄形磁铁
柱形磁铁
发布学习任务 发布''复习磁极性
质”的学习任务 思考每个磁铁中
存在几个磁极 3分钟 多媒体
分发活动用具
准备开展“抢
曲别针”活动 分发磁铁、曲别针
等活动用具 拿到活动用具后 前后四人分成一 个小组 2分钟 曲别针
磁铁
“抢曲别针”
活动说明 说明活动要求和 活动时间 思考磁铁哪个部 分吸铁最多 四人为一组每人 拿一块磁铁进行 “抢曲别针”活 动 看看谁的磁铁上 的曲别针最多 5分钟 曲别针
磁铁
活动总结 认识磁极 根据吸曲别针的 情况总结出不同 形状的磁铁都有 两个部分吸曲别 观察手中磁铁上 的曲别针验证结 论 5分钟 多媒体 曲别针 磁铁
23
 
 
针最多
头脑风暴的结
笔者在开始正式授课前,曾多次在S小学旁听优秀科学教师授 课,在课余时间与 S 小五年级科学兴趣小组同学进行交流。通 过交流,笔者发现,虽然学生们在二年级时已经学过“磁、磁极” 的相关知识,但时间久远,大多数同学已经记不起具体所学内容。 课后交流过程中,当笔者引出磁悬浮、磁动力概念时,只有极少 数同学想到可以利用“磁铁同极相斥异极相吸”的原理。因此笔 者将第一课时设计为复习、回顾课。播放《世界第一辆磁悬浮列 车》视频后,引出磁悬浮、磁动力的概念,再通过学生的头脑风 暴和动手操作,使绝大部分同学都可以猜测出通过利用“磁铁同 极相斥异极相吸”原理可以实现磁悬浮和磁动力,为第二课时和 第三课时案例的实施做好导入准备。
表 4-4 第二课时 案例一:实现磁悬浮——小车运动、圆珠笔悬浮活动(60 分钟)教学目标
 
 
具体目标 具体目标要求
科学知识 掌握磁极的性质,同极相斥异极相吸
科学探究 探究如何运用磁极的性质实现悬浮
科学态度 能够在学习过程中体验“做中学”教育活动的过程。
科学、技术、社
会与环境 了解生活中蕴含着哪些有关“磁”的科学现象,体验技术是随 着人们的需求不断提高的。
教学重点、难点 掌握磁极的性质、实现磁悬浮
表 4-5 第二课时 案例一:实现磁悬浮——小车运动、圆珠笔悬浮活动(60 分钟)案例设计
 
 
第二课时案例一:实现磁悬浮一一小车运动、圆珠笔悬浮活动(60分钟)
教学内容 教师活动 学生活动 建议用时 教学工具
复习回顾 回顾“抢曲别针” 活动 复习磁极知识 举手回答磁铁吸 曲别针最多的部 分就是磁极 磁铁一共有两个 5分钟 多媒体
24
 
 
磁极
磁极的秘密 将两块柱形磁铁 相互吸引靠近 让学生观察现象 观察现象得出磁 铁两端同极相斥 异极相吸 5分钟 柱形磁铁
发布“小车运
动”任务 向学生提出问 题:如何利用“磁 铁两端同极相斥 异极相吸”原理 制作可以移动的 小车 以小组为单位进
行讨论 设计小车方案 5分钟 多媒体
“小车活动”
开展 分发活动用具 包括车轮、车架、 磁铁等 以小组为单位进 行小车设计 实现小车的前进 和后退 10分钟 车轮
车架
磁铁
活动总结 对活动过程进行 点评 表扬优秀小组 5分钟 多媒体
归纳总结知识 回顾“小车活动”
总结磁极性质 举手回答磁铁两 端同极相斥异极 相吸的原理 5分钟 多媒体
发布“圆珠笔 悬浮活动”任 务 向学生提出问 题:如何利用“磁 铁两端同极相斥 异极相吸”原理 让圆珠笔可以悬 浮在空中 以小组为单位进
行讨论
设计方案 5分钟 媒体
“圆珠笔悬
浮”活动 基于“小车活动” 基础上开展“圆 珠笔悬浮”活动 以小组为单位进
行讨论
利用磁极的性质 10分钟 环形磁铁若
圆珠笔
25
 
 
利用所给材料尝 试使圆珠笔悬浮 在空中 考虑让笔在空中 悬浮 小组内进行动手 操作
活动总结 掌握磁极的秘 密 对“圆珠笔悬浮” 活动进行点评 指出未能悬浮可 能产生的原因 对设计方案做出
进一步修改 使得圆珠笔悬浮 的更加稳定、时 间更长 10分钟 环形磁铁若
圆珠笔
多媒体
表 4-6 第三课时 案例二:认识电磁铁,巧用磁动力——磁动力列车制作活动( 60 分钟)教学目标
 
 
具体目标 具体目标要求
科学知识 了解并掌握电磁铁性质
科学探究 探究如何运用电磁铁性质制作磁动力列车
科学态度 引导学生学会探究科学原理,崇尚科学精神,运用科学知识解决生 活中现实问题的能力。
科学、技术、社会
与环境 了解生活中蕴含着哪些有关“磁”的科学现象,体验技术是随着人 们的需求不断提高的。
教学重点、难点 掌握电磁铁性质、设计制作磁动力列车
表 4-7 第三课时 案例二:认识电磁铁,巧用磁动力——磁动力列车制作活动( 60 分钟)案例设计
 
 
第三课时案例二:认识电磁铁,巧用磁动力一一磁动力列车制作活动(60分钟)
教学内容 教师活动 学生活动 建议用时 教学工具
复习回顾 回顾“小车运动” 与“圆珠笔悬浮” 活动 复习磁极性质 举手回答磁极性质 5分钟 多媒体
类比推理 将指南针靠近磁
铁两极观察指南 观察指针变化 类比推理出电磁铁 10分钟 指南针
磁铁
26
 
 
针指针变化
再将指南针放入 通电电磁铁两极 观察指南针指针 变化 具有与磁铁相同的
性质 电磁铁
验证推理 组织学生用所给 工具验证类比推 理是否正确 将曲别针靠近通电 电磁铁 观察现象 10分钟 曲别针
线圈 电池
归纳总结知识 带领学生总结实
验现象 举手回答电磁铁具
有磁铁相同的性质 5分钟 多媒体
发布新的活动
任务 让学生思考如何 利用“磁”的性 质,制作磁动力 列车 小组思考并举手发
表奇思妙想 5分钟 多媒体
设计制作“磁
动力列车” 利用电磁铁性质 引导学生动手制 作“磁动力列车” 将铜线缠绕在金属 棒上制成螺旋状的 铜线圈 电池正极接磁铁 N 极,负极接磁铁 S 极 将电池放入铜线圈 内观察电池的运动 15分钟 铜线圈 电池 强力磁铁 金属棒
改进“磁动力
列车” 提出问题:如何 让电池在铜线圈 通道内移动的更 快 考虑采用增加铜线 圈匝数和增加电池 数量的方式 5分钟 铜线圈 电池 强力磁铁 金属棒
总结回顾 总结三节课的内 容,回顾所学知 识 回顾磁铁、磁极、 电磁铁以及磁悬浮 相关知识,展望生 5分钟 多媒体
27
 
活中还有哪些领域
应用到磁动力理论
 
4.1.5《磁及其相互作用》教学评价设计
教学评价在科学教学过程中有着举足轻重的作用,通过开展有效的教学评价,可以 使教师在教学活动开展之前、教学活动实施之中以及教学活动结束之后,进行反思总结, 从宏观上整体把握教学实践活动。教师通过教学评价可以得到及时的反馈,学生也可以 通过教学评价检测所学知识掌握情况。可以说,科学有效的教学评价是衡量一节课是否 成功的重要标尺。
在“做中学”教育教学活动中,开展教学评价,应注重以下几个方面: 1.评价主体 要多元,既要开展对学生的评价,也要开展教师自评;2.评价方式要丰富,既要有质性 评价,也要包含具体量化评价,既要有学生自评,还要开展小组内互评的形式;3.评价 内容要全面,对于科学课程的教学评价,要从科学知识、科学态度、科学探究、科学技 术社会与环境四方面内容全面开展。
基于此,笔者在阅读了大量关于“做中学”教育教学评价的文献基础上,编制了教 学实施的前测问卷(附录一)和“做中学”教育理念下《磁及其相互作用》教学案例实 施效果调查问卷(附录二),即后测问卷。
两份问卷都包含了科学知识、科学探究、科学态度、科学技术社会与环境四方面维 度,每个维度下又分为四个小题。题目采用5点计分法(5表示“完全符合”, 4表示“基 本符合”, 3表示“一般”, 2表示“基本不符合”, 1表示“完全不符合” ) ,题目由学生 根据自身实际情况进行填写作答。其中前后测问卷中, 1-4题为科学知识维度, 5-8题为 科学探究维度, 9-12题为科学态度维度, 13-16题为科学技术社会与环境维度。设计问 卷的主要目的在于了解通过“做中学”理念教学案例实施后学生在科学知识的掌握、探 究和创新能力的提高以及对“做中学”教育学习兴趣的变化。
4.2《磁及其相互作用》教学案例实施
笔者对《磁及其相互作用》教学案例进行了为期三课时的教学实施,教学对象为S 小学科学兴趣小组五年级的学生,共计 30 人,平均分为六个小组,在每周四下午放学 后开展为期60分钟的科学兴趣小组活动,教学地点选为S小学AR科学实验室。教学
28
 
课程安排具体信息如表 4-8。
表 4-8 《磁及其相互作用》教学课程安排情况简介
主题 授课课时 授课内容 授课时间
头脑风暴 第一课时
(30分钟) 磁悬浮和磁动力列车的导入 2020.11.14
实现磁悬浮 第二课时
(60分钟) 小车运动活动 2020.11.21
圆珠笔悬浮的制作与评价
认识电磁铁、巧用
磁动力 第三课时
(60分钟) 《认识电磁铁》知识导入 2020.11.28
磁动力列车作品设计
 
本次教学案例的实施过程按照完整的教学活动流程开展,包括以下几方面:情境引
入、实验设计、实验活动、交流评比、反思总结。
4.2.1《头脑风暴:磁悬浮和磁动力列车的导入》课程实施
1. 情境引入
教师活动 学生活动
教师向学生播放展示《世界第一辆磁悬浮列车》(试点运行于 上海浦东新区)视频。
同学们了解过磁动力列车吗? 了解过!不知道!都存在
听说过磁动力列车的同学,可以说出磁动力列车的特点有哪
些吗? 速度快;使用寿命长;维
护成本低;无人驾驶••••••
是什么给磁动力列车提供前进的动力呢?大家想不想通过几 节课的学习,亲自动手制作磁动力列车呢? 同学们头脑风暴,纷纷议 论。想!
 
 
2.实验活动
教师活动 学生活动
那么接下来我们先来回顾下之前学习的与磁铁有 关的知识。在每个小组的材料盒中有不同的磁铁, 认识!有马蹄形磁铁、U形 磁铁、柱状磁铁、圆形磁铁
29
 
 
老师考考大家都认识这些磁铁吗?
那么大家用不同的磁铁靠近铁屑盒,看看会发生 什么样的现象呢? 老师,我发现“不同的磁铁 只有两个部分可以引起铁屑 的变化,而其他部位却不能 引起铁屑变化。”
没错,同学们发现的现象十分重要,那么接下来 我们开展一个小活动,在材料盒中有许多曲别针, 同学们以小组为单位,看看那个小组在一分钟内 用磁铁吸到的曲别针最多。 学生以小组为单位开展“抢 曲别针活动”。
同学们在活动中都表现的非常好,那么我们总结 下曲别针在磁铁上分布的情况。 老师我们发现和铁屑一样, 曲别针只在磁铁的两个部分 分布,在其他部分不分布。
对的,我们把能吸引铁屑和曲别针的部位叫做磁 铁的磁极,那么磁铁有几个磁极呢? 每个磁铁都有两个磁极。
 
 
 
图 4-2 学生活动实验图
3.交流评比
每位同学通过填写后测问卷对实验活动进行评价。
4.反思总结
教师带领学生回顾本节课所学知识和内容,总结回顾磁动力列车的特点,与普通高 铁列车之间的区别,回顾生活中常见的磁铁有哪些,总结在“抢曲别针”活动中发现的 实验现象。
30
 
4.2.2《实现磁悬浮》——小车运动、圆珠笔悬浮活动教学案例实施
1. 情境引入
教师活动 学生活动
同学们上节课我们回顾了磁铁的种类,复习了 磁极的性质,那么同学们还记不记得磁铁有几 个磁极啊? 记得!每个磁铁都有两个磁极。 老师还说下节课给我们讲磁悬浮 的知识。
没错,这节课啊我们就来一起简单的实现磁悬 浮,那么在实现磁悬浮之前啊,我们要先认识 一个重要的内容:磁极的性质。 老师我知道磁极的性质,磁铁有
N极和S极。
没错,这位同学说的很对,但是不全。那么接 下来同学们把两个磁铁的磁极,分别相互靠 近,看看会产生什么样的现象。 同学们开始动手操作活动,将不 同的磁铁的不同磁极或者相同磁 极相互靠近。
老师,我们发现有的时候两个磁 铁会相互吸引,有的时候两个磁 铁就会相互排斥。
非常好,这位同学观察的十分细致,那么同学 们在仔细观察,吸引和排斥的磁铁,都有什么 规律呢? 老师我发现,如果颜色相同的磁 极相互靠近的话就会排斥,如果 颜色不同的磁铁相互靠近的话, 磁铁就会吸引。
2.实验活动
 
 
教师活动 学生活动
那么大家说这位同学总结的对不对呢?我们 做一个小实验来验证一下这个规律。同学们打 开材料盒,看看能不能用磁铁来实现小车的前 进和后退呢? 学生用材料盒中的道具开展实验 活动,得出结论。
用颜色相同的磁极,可以使得磁 铁小车前进,而用颜色不同的磁 极则不能使磁铁小车前进。
同学们在活动中表现的非常好,有很多小组的 同学都发现了相同的规律,请一组同学来总结 一下发现的规律。 老师我们发现对于两块磁铁来 说,相同的磁极会产生排斥,不 同的磁极会产生吸引。
31
 
 
没错,总结的很棒,那么我们可不可以利用这 个原理,实现磁悬浮呢? 可以!可以利用不同的磁极相互 排斥这个原理,让物体可以悬浮 在空中。
那么接下来同学们就利用磁极的性质,尝试一 下如何让圆珠笔能够悬浮在空中。 学生利用材料盒中的材料,尝试 将圆珠笔悬浮在空中。
 
 
 
图 4-3 学生作品图
3.交流评比
规定时间,看哪个小组在最短时间内实现悬浮,悬浮效果最好。已经实现悬浮的小 组可以指导未实现悬浮的小组,小组与小组之间进行沟通交流。
4.总结归纳
收集汇总各个小组的实验活动结果,评选出悬浮效果最好的小组,并总结未能实现 悬浮的原因。经组内同学讨论以及教师的观察,得出未能悬浮的原因有以下几方面:1. 底座磁铁并未能与圆珠笔上的环形磁铁完全对齐,如果不能做到完全对齐,则达不到悬 浮的效果。 2.实验中所涉及的六个环形磁铁是一个整体,六枚环形磁铁都要让相同的磁 极朝向同一侧,实验中部分同学在实验时未能将六枚环形磁铁的相同磁极朝向同一个方 向,导致未能悬浮。
32
 
4.2.3《认识电磁铁,巧用磁动力》——磁动力列车制作活动
1. 情境引入
教师活动 学生活动
同学们还记得我们上节课开展的两个实验活动吗?它 们蕴含着什么科学原理呢? 记得!磁铁两端相同磁 极相互排斥,不同磁极 相互吸引
那么今天的课程我们将继续学习磁的知识,我们将涉及 到电磁铁的相关知识,同学们知道什么是电磁铁吗? 学生开始展开讨论
2.实验活动
 
 
教师活动 学生活动
看来大家都或多或少的了解一些电磁铁,那么 在开始讲课之前呢,老师先请同学们一起做个 小活动。 什么活动?
同学们先利用老师所给材料盒中的材料,组建 电磁铁。 学生动手操作,按照教师要求 将导线与铜线圈和电池相接。
组建好电磁铁之后啊,同学们先将普通的磁铁 靠近指南针,看看会发现什么变化。然后再将 通电的电磁铁靠近指南针,看看会产生什么变 化。 老师我发现普通磁铁会引起指 南针指针的转动,电磁铁通电 后也会引起指南针指针的转 动,并且转动的方向相同。
同学们观察的十分仔细,那么我们是不是可以 类比推理出电磁铁和磁铁具有相同的性质呀。 是的,电磁铁好像也具有两个 磁极。
那么为了验证我们的结论,我们将电磁铁再靠 近铁屑盒,再回想一下上节课磁铁靠近铁屑盒 产生的现象,思考有什么共同点吗? 通电的电磁铁和磁铁一样,都 可以引起铁屑盒中铁屑的变 化,看来电磁铁具备和磁铁相 同的性质。
既然大家得出电磁铁和磁铁具有相同的性质, 那么同学们是不是可以利用电磁铁来实现磁的 吸引与排斥呢? 是的!可是该怎么做呢?
33
接下来的时间老师将带领大家一起动手制作磁 学生按照教师的要求:(1)先 动力列车。 将铜线圈在木棒上缠绕,缠绕
成螺旋状铜线圈。(2)将电池 的正极接入磁铁的 N 极,将负 极接入磁铁的 S 极。(3)将电 池放入铜线圈内观察其运动。
 
图 4-4 学生实验活动图和成品展示图
3.交流评比
制作好磁动力列车的小组,可以两三个小组一起,将缠绕好的铜线圈围城一个圆形, 将组装好的“列车”放入铜线圈轨道中,使其在铜线圈内能一直不停的运动。
4.总结归纳
本次制作磁动力列车实验活动共分为 6 个小组,其中 5个小组成功制作磁动力列车 并顺利运行,只有 1个小组未能成功制作,原因在于在缠绕铜线圈的过程中,该小组急 于求快,铜线圈的缠绕不仔细,导致线圈过于松散且有较多打结之处,使得将组装好的 “列车”放入铜线圈轨道时,“列车”前进一段时间后就会停止。
34
 
第五章 《磁及其相互作用》教学评价
《磁及其相互作用》教学评价采用问卷调查法进行评价。
5.1 问卷编制
笔者在阅读大量科学课程教学效果评价的相关文献基础之上,尝试编制了《磁及其 相互作用》教学的前测问卷和后测问卷。由科学知识、科学探究、科学态度、科学技术 社会与环境四个维度共同组成前后测问卷,同时每个维度下又包含四个题目,共十六题。 问卷采用五点计分法的方式(1 代表“完全不符合”, 2 代表“基本不符合”, 3 代表“一 般”, 4代表“基本符合”, 5 代表“完全符合”),学生将根据自身实际情况进行作答评 测。其中题目 1-4 涉及科学知识维度,题目 5-8 涉及科学探究维度,题目 9-12 涉及科学 态度维度,题目13-16涉及科学技术社会与环境维度。前后测问卷内容均以“做中学” 教育理论中的实验活动为出发点。设计问卷的主要目的在于了解通过“做中学”理念教 学案例实施后学生在科学知识的掌握、探究和创新能力的提高以及对“做中学”教育学 习兴趣的变化。
此次教学实施评价对所有参与课程学习的学生都发放了前测问卷,全部来自S小五 年级科学兴趣小组的同学,共发放问卷30份,回收问卷30份,无效问卷1份,最终有 效问卷共29份,前测问卷有效回收率为97%。此次教学实施评价对所有参与课程学习的 学生都发放了后测问卷,全部来自S小五年级科学兴趣小组的同学,共发放问卷30份, 回收问卷 30 份,无效问卷 1 份,最终有效问卷共 29 份,后测问卷有效回收率为 97%。
如图 5-1。
 
 
图 5-1 回收的前后测问卷
35
5.2 信度分析
SPSS是一系列软件产品及相关服务的总称。SPSS主要应用于统计分析运算、数据 挖掘、预测分析和决策支持任务等。本次教学评价分析笔者将采用 SPSS 软件,对教学 评价的问卷数据进行分析。首先对前后测问卷进行可靠性检验,将前后测问卷中收集到 的数据编制表格汇总,导入到SPSS中,得到的结果如表格所示,可以观察到前测问卷 a=0.712,后测问卷a=0.758。前后测问卷的科隆巴赫系数均大于0.7,说明本次前后测 问卷调查具有较高的可信度,如表5-1。
表 5-1 可靠性统计
问卷 科隆巴赫Alpha 项数
前测 0.712 16
后测 0.758 16
 
5.3 教学评价问卷数据分析
5.3.1基于“做中学”教育理念的教学活动对科学知识维度的影响分析 为了检测在“做中学”教育理念的教学活动对学生科学知识掌握的变化程度,本次
研究在实施教学前对学生发放了前测问卷,进行了前测。在教学实施后对学生发放了后 测问卷,进行了后测。先将收集到的实验数据进行整理并利用SPSS进行配对样本T检 验,结果如下,表 5-2。
表 5-2 教学评价分析(科学知识维度)
题号 题目 类别 平均值 个案数 标准差 T值 Sig显著性
1 我知道/见过磁悬
浮列车 前测 4.897 29 0.6732 15.232 0.002
我了解磁悬浮列车
发展史 后测 2.897 29 0.3099
2 我知道磁极 前测 2.793 29 0.6199 15.232 0.012
我掌握了磁极的性 质 后测 4.793 29 0.4123
3 我知道电磁铁的性 前测 2.793 29 0.5593 14.986 0.010
36
 
 
我掌握了电磁铁的
性质 后测 4.828 29 0.3844
4 我知道磁动力列车 前测 2.793 29 0.675 15.555 0.003
我知道了磁动力列
车工作原理 后测 4.759 29 0.4355
 
从表中数据分析得出,配对样本T前四个问题的显著性差异Sig均小于0.05,说明 通过本次课程的学习,学生对《磁及其相互作用》所涉及科学知识的了解度和掌握程度 均有明显提升,通过对本课程的学习,学生对磁铁的性质、电磁铁的性质以及磁动力列 车的工作原理等科学知识的掌握明显提升。结合图5-2和图5-3中前四题在前后测问卷 中每个选项的百分比变化情况可以看出,通过本次课程的学习,学生对磁铁的性质掌握 比较好,对电磁铁的性质掌握程度次之,对磁动力列车工作原理掌握程度一般,这跟对 应知识的难易程度直接相关。从数据分析中可以推断,“做中学”教育理念下的教学活 动从学生的实践活动出发,让学生在动手操作中掌握与生活息息相关的科学知识,提升 运用科学知识的能力。
科学知识维度前测数据
■完全不符合 ■基本不符合 ■一般 ■基本符合 ■完全符合
 
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
图 5-2 前测问卷结果柱状图(科学知识维度)
 
37
 
科学知识维度后测数据
■完全不符合 ■基本不符合 ■一般 ■基本符合 ■完全符合
 
 
图 5-3 后测问卷结果柱状图(科学知识维度)
5.3.2基于“做中学”教育理念的教学活动对科学探究维度的影响分析 为了检测在“做中学”教育理念的教学活动对学生科学探究掌握的变化程度,本次 研究在实施教学前对学生发放了前测问卷,进行了前测。在教学实施后对学生发放了后 测问卷,进行了后测。先将收集到的实验数据进行整理并利用SPSS进行配对样本T检 验,结果如下,表 5-3。
表 5-3 教学评价分析(科学探究维度)
题号 题目 类别 平均值 个案数 标准差 T值 Sig显著性
5 我能在科学探究活动中
积极参与实验活动 前测 2.586 29 0.5012 16.826 0.021
我能在科学探究活动中
积极参与实验活动 后测 4.69 29 0.4708
6 我可以动手操作实验用
具并完成实验 前测 2.586 29 0.568 17.462 0.005
我能顺利动手操作实验
用具并完成实验 后测 4.862 29 0.3509
7 我可以通过小组讨论的
方式来解决实验过程中 前测 2.724 29 0.5914 19.173 0.040
38
 
 
遇到的困难
我能通过小组讨论的方 式来解决活动过程中遇 到的困难 后测 4.931 29 0.2579
8 我会制作磁动力列车 前测 2.69 29 0.5414 20.724 0.031
通过实验活动我能制作
出磁动力列车 后测 4.966 29 0.1857
 
从表中数据可以分析得出,配对样本T第五至第八题四个问题的显著性差异Sig均 小于0.05,则说明通过本次课程的学习,学生对《磁及其相互作用》的了解度和掌握程 度均有明显提升。再结合图5-4和图5-5,前后测中对各个选项的百分比变化可以看出, 在后测中无人选择“完全不符合”这一项,说明通过本次课程的学习,学生的科学探究 能力得到了显著提升,尤其是在“做中学”理念下开展的实验活动,学生们可以动手操 作并完成实验活动,并在实验活动中,大多数学生都可以通过小组讨论的方式解决困难, 在实际课堂操作中,笔者也发现,绝大多数学生在课上可以动手制作出磁动力列车,与 第八题的后测数据相符合。由此可以推断,在“做中学”教育理念下的科学教学可以促 进学生形成并发展科学研究意识,为今后的学习提供一种科学探究的思维。
科学探究维度前测数据
■完全不符合 ■基本不符合 ■一般 ■基本符合 ■完全符合
 
图 5-4 前测问卷结果柱状图(科学探究维度)
 
39
 
科学探究维度后测数据
■完全不符合 ■基本不符合 ■一般 ■基本符合 ■完全符合
 
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
 
图 5-5 后测问卷结果柱状图(科学知识维度)
5.3.3基于“做中学”教育理念的教学活动对科学态度维度的影响分析
为了检测在“做中学”教育理念的教学活动对学生科学态度掌握的变化程度,本次 研究在实施教学前对学生发放前测问卷,进行了前测。在教学实施后对学生发放后测问 卷,进行了后测。先将收集到的实验数据进行整理并利用SPSS进行配对样本T检验, 结果如下,表 5-4。
表 5-4 教学评价分析(科学态度维度)
题目 类别 平均
个案
标准
T值 Sig显著
9 我觉得科学探究活动使
学习变得简单有趣 前测 2.552 29 0.5061 18.885 0.003
我觉得科学探究活动使
学习变得简单有趣 后测 4.828 29 0.3844
10 科学探究活动激发我的
好奇心和求知欲 前测 2.862 29 0.5158 18.774 0.004
科学探究活动能激发我
的好奇心和求知欲 后测 4.931 29 0.2579
11 我会积极运用科学、技 前测 3 29 0.6247 14.101 0.023
40
 
 
术、工程、数学等相关知
识解决生活中的问题
我会积极运用科学、技 术、工程、数学等相关知 识来解决生活中的实际 问题 后测 4.897 29 0.3099
12 我希望学校多开设科学
探究类活动 前测 2.966 29 0.6258 15.555 0.016
我希望学校多开设科学
探究活动 后测 4.931 29 0.2579
 
根据表中数据可以得出,配对样本T第九至第十二题的显著性检验Sig双测值均小 于0.05,这表明通过“做中学”教育理念下的科学活动课程,学生在科学态度维度有着 显著性提升。再结合图5-6和图5-7前后测对各个选项百分比变化可以看出,学生好奇 心和求知欲通过实验活动被大大激发,解决实际生活问题的能力也有显著提高,与此同 时,大部分学生希望在今后的科学课程中更多的开设“做中学”理论的课程,在课程设 计和课程内容选择上加大科学探究活动的比例。由此可以推断,“做中学”教育理念下 的科学教学活动可以大大提升学生的动手实践能力和对知识理解能力,进而对科学知识 的学习兴趣,培养良好的科学态度。
科学态度维度前测数据
■完全不符合 ■基本不符合 ■一般 ■基本符合 ■完全符合
 
图 5-6 前测问卷结果柱状图(科学态度维度)
41
 
科学态度维度后测数据
■完全不符合 ■基本不符合 ■一般 ■基本符合 ■完全符合
 
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
 
图 5-7 后测问卷结果柱状图(科学态度维度)
5.3.4基于“做中学”教育理念的教学活动对科学、技术、社会与环境维度 的影响分析
为了检测在“做中学”教育理念的教学活动对学生科学、技术、社会与环境掌握的 变化程度,本次研究在实施教学前对学生发放前测问卷,进行了前测。在教学实施后对 学生发放了后测问卷,进行了后测。先将收集到的实验数据进行整理并利用SPSS进行 配对样本 T 检验,结果如下,表 5-5。
表 5-5 教学评价分析(科学、技术、社会与环境维度)
题目 类别 平均
个案
标准
T值 Sig显著性
13 我能按照活动要求规范
完成探究活动 前测 3.103 29 0.4888 18.885 0.042
我可以按照活动要求规
范完成探究活动 后测 4.931 29 0.2579
14 我具有较好的动手操作 能力 前测 2.897 29 0.4093 26.017 0.034
通过磁动力列车的制作, 增强了我的动手操作能 后测 4.931 29 0.2579
42
 
 
15 我具有较好的团队合作 能力 前测 3.276 29 0.5276 14.222 0.003
通过小组合作解决问题, 增强了我的团队合作能 力 后测 4.793 29 0.4123
16 我具有较好的语言表达
和社交能力 前测 3.103 29 0.4093 19.654 0.002
通过小组分享交流讨论, 增强了我的语言表达能 力和社交能力 后测 4.897 29 0.3099
 
根据表中数据可以得出,第十三至第十六题配对样本T显著性Sig双测都小于0.05, 说明在科学、技术、社会与环境维度上具有显著性差异,结合图5-8和图5-9前后测各 个选项百分比变化可以看出,第十三至第十六题学生在后测中选择“基本符合”和“完 全符合”的百分比明显增加。这表明通过《磁及其相互作用》教学活动的开展,学生不 仅掌握了与磁悬浮相关的科学知识,并能亲自动手制作磁动力列车,而且在活动实践的 过程中,锻炼了语言表达能力和社交能力,提高了团队协作能力。
 
图 5-8 前测问卷结果柱状图(科学、技术、社会与环境维度)
43
科学技术、社会与环境维度后测数据
■完全不符合 ■基本不符合 ■一般 ■基本符合 ■完全符合
 
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
图 5-9 后测问卷结果柱状图(科学、技术、社会与环境维度)
 
5.4《磁及其相互作用》教学案例实施总结
基于“做中学”教育理念的《磁及其相互作用》教学案例的实施过程及实施结果比 较理想。将“磁”作为一组系列知识,采用学生动手实践操作的方式进行教学设计,让 学生在动手操作过程中发现知识,掌握知识的同时,提升学生动手操作能力、团队合作 能力以及解决生活中实际问题的能力,从而彰显“做中学”教育理念和教育方式是本研 究的创新之处。在总结反思教学实施过程和教学实施评价之后,笔者认为本次研究还存 在需要完善之处,在此进行列举:
1.课程实验过程中,实验材料和学生人数不匹配,实验材料小于实验学生。本次实 验对象是S小五年级科学兴趣小组的同学,由于实验活动的特殊性,以及为了良好的实 验效果,实验活动中所涉及的所有材料均为笔者准备,这就造成了实验材料不足的弊端, 因此,笔者在实际操作过程中,将目标学生分为六个小组,每个小组五个人,每各小组 一套实验材料。虽然小组活动可以提升学生团队协作能力,但也不可避免的降低了课堂 效率,如有条件可增加实验材料,提升课堂效率。
2.在评价方面,由于此次被试的学生人数较少,只有30人,导致在进行可靠性检验 时,前后测科隆巴赫Alpha系数均在0.7左右,虽然a值大于0.7说明具备一定的可信 度,但如果提升被试人数的话,可信度将进一步提升,因此若有条件,希望在不同班级 开展教学实践活动。
44
第六章 总结与展望
6.1 研究结论
随着“做中学”教育理论在我国教育领域的传播与发展,越来越多的教育研究者采 取了各种各样的方式使“做中学”教育理论在中国完美落地,其中最著名的就是陶行知 前辈所提出的“教学做合一”的教育理念。进入中国特色社会主义的新时代,教育改革 的任务更加艰巨,“做中学”教育理念作为一种能培养学生综合实践能力的教育教学模 式,再一次受到了国内各阶段教育的重视。此次研究在研究了“做中学”教育理念的起 源和发展历程后,综合国内外的研究文献,并结合“做中学”教育的核心概念界定和理 论基础,设计了适合我国小学科学教育的“做中学”教学案例,并实施教学案例、评价 教学案例。具体研究成果和结论如下:
1.通过对国内国外“做中学”教育理念的文献研究,从整体上把握了“做中学”教 育的发展脉络。“做中学”教育起源于美国,其目的是为了缩小美国与前苏联在教育方 面存在的差距。美国在其公立学校开展“HANDS-ON”教学模式,随后法国开始效仿, 开展“LAMAP”教学模式,以上两种教学模式都取得了显著的成效,其核心原则都是
“探究式的学习过程”。在国内,研究者试图将源自美国的“做中学”教育理论中国化, 在此基础上提出了“教学做合一”的理念,此外国内学者还从核心素养和创客教育两方 面对“做中学”理念中国化做出了解读。
2.在梳理“做中学”教育的研究理论基础之上,借鉴已有的“做中学”教学模式, 制定适用于小学科学的教学活动。以探究理论、认知发展理论、建构主义理论为基础, 并借鉴我国已经成功开展的“做中学”教学案例,结合小学科学教学的特点,综合分析 小学科学课程标准、小学科学课程教材、小学阶段学生学习特征以及实践学校的教学条 件,从教学目标、教师活动、学生活动、计划用时四个方面制定了“做中学”教学案例。
3.根据制定的“做中学”教育案例进行实施,并对实施结果进行评价和反思。从课 程标准、教材、学生情况以及实施条件多方面因素考虑,制定了《磁及其相互作用》“做 中学”教学活动计划,并开展实施活动。在实施结束后,通过问卷调查法的方式对实施 的结果进行评价,评价结果显示:“做中学”教育可明显提升学生的动手操作能力,提 升学生学习的兴趣,提升学生的综合探究能力,同时还可以在动手操作过程中增加与同 学之间交流,提高团队协作能力。
45
6.2 创新之处
1.本研究通过将“做中学”教育理念融入小学科学教学活动之中,采用情境教学和 项目学习活动的方式开展教学活动。与传统科学课程相比,可极大程度上提升学生的科 学探究精神、实践意识以及团队协作能力。
2.在“做中学”教育理念的基础上,设计了《磁及其相互作用》科学活动教学案例, 并成功实施教学案例,该案例将进一步丰富我国关于“做中学”教育理念的教学案例, 也将促进我国“做中学”教育理念的中国化进程。
6.3 研究不足
1.实验中,每组人数稍多。在实际操作过程中,将目标学生分为六个小组,每个小 组五个人,每个小组一套实验材料,如果2-3人一组,课程实施效果会更好。
2.在评价方面,由于此次被试的学生人数较少,只有30人,导致在进行可靠性检验 时,前后测科隆巴赫Alpha系数均在0.7左右,虽然a值大于0.7说明具备一定的可信 度,但如果提升被试人数的话,可信度将进一步提升,因此要想让评价数据结果更具有 说服力和信服力,还需要在多个班级进行实践教学。
6.4 研究展望
“做中学”教育理念中国化还处在发展阶段,众多教育行业工作者都为“做中学” 教育理念在我国的发展做出了巨大贡献,基于本论文的研究,笔者做出了以下展望:
1.在研究理论方面。目前国内许多“做中学”教学案例都是基于一节课或者一个知 识点展开设计,并没有形成一套完成的体系,因此可考虑以整套教材为体系,开发相应 的“做中学”教育案例。另外评价的方式也应从简单的唯分数论转变成主体多元、方式 多样、内容丰富的评价。
2.在实践活动方面。“做中学”教育理念的研究者未来可以从多角度设计教学案例, 在案例实施过程中,尽可能选择不同的班级实施,以便得到更客观的实验数据和结果。 此外在“做”的实验用具准备方面,尽可能多的准备实验材料。为“做中学”教育理念 的实施过程提供更有价值的素材。
46
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.义务教育小学科学课程标准[S].北京:人民教育出版 社,2017.
[2]Landon E. Beyer. William Heard Kilpatrick (1871—1965)[J]. Prospects, 1997(3):65-69.
[3]Kuhn Josepha, van den Berg Pieter, Mamede Silvia, Zwaan Laura, Diemers Agnes, Bindels Patrick, van Gog Tamara. Can We Teach Reflective Reasoning in General-Practice Training Through Example-Based Learning and Learning by Doing? [J]. Health Professions Education, 2020(6):75-77.
[4]Peter Sobchak. Learn by Doing[J]. Canadian Interiors, 2020(57):20-23.
[5]Aude Langlois. The School Enterprise Challenge: Learning by doing[J]. Childhood Education, 2020(96):124-126.
[6]John, Kendra Smiley. Learn by doing, just like 4-H[J]. Southwest Farm Press, 2020(4):32-36.
[7]Jyun-Chen Chen, Yun Huang, Kuen-Yi Lin, Yu-Shan Chang, Hung-Chang Lin, Chien-Yu Lin, Hsien-Sheng Hsiao. Developing a hands-on activity using virtual reality to help students learn by doing[J]. Journal of Computer Assisted Learning,2020(1):26-27.
[8]Yue Yin, Itai Gurvich, Stephanie McReynolds, Debora Seys, Jan A. Van Mieghem. Learning by Doing versus Learning by Viewing[J]. Proceedings of the ACM on Human-Computer Interaction, 2018(CSCW):56-58.
[9]Leigh A. Bradberry, Jennifer De Maio. Learning By Doing: The Long-Term Impact of Experiential Learning Programs on Student Success[J]. Routledge, 2018(15):98-102.
[10]Van der Loo, J.M., Krahmer, E.J.,Van Amelsvoort, M.A.A.. Learning How to Write an Academic Text: A Comparison of Observational Learning with Learning by Doing[J]. Journal of Writing Research, 2018(volume 9 issue 3):69-71.
[11]Minami KAKAMU, Tetsuo ISOZAKI. 科学教育財団 La main a la pate (C
初等科学教育C関歹召研究[J]. Proceedings of the Annual Meeting of Japan Society for Science Education, 2017(3):45-47.
[12]Alanah Mitchell, Stacie Petter, Al Harris. Learning by Doing: Twenty Successful Active Learning Exercises for Information Systems Courses[J]. Journal of Information Technology Education: Innovations in Practice (JITE:IIP), 2017(16):22-25.
[13]Paromita Pain, Gina Masullo Chen, Christopher P. Campbell. Learning by Doing[J]. Journalism & Mass Communication Educator, 2016(4):75-76.
47
[14]Potts Mary S, Hafterson Jennifer L. SEER*Educate-Learn by Doing.[J]. Journal of registry management, 2016(2):43.
[15]Chad Ripberger, Lydia B. Blalock. Training Teens to Teach Agricultural Biotechnology: A National 4-H Science Demonstration Project[J]. Journal of Youth Development, 2013(3):78-79.
[16]张心瑜.教育领域中项目方法的历史渊源[J].科协论坛(下半月),2010(09):145-147.
[17]韦钰.“做中学”科学教育改革实验的起步[J].基础教育课程,2019(19):7-13.
[18 ]马勇军,骆红山.对探究教学几个问题的反思[J].教育探索,2007(01):39-40.
[19]王颖.中国杜威教育学派及对我国近现代教育的影响[J].当代教育论坛(学科教育 研究),2008(01):19-21.
[20]李娟.浅谈信息技术与小学科学教学融合[J].课程教育研究,2020(02):174.
[21]徐时芳,潘春燕,陈昱池.大数据+数学核心素养培育的STEM教育应用研究J].教育 教学论坛,2019(32):191-192.
[22]杨晓哲,吴俊杰.创客空间2.0:新技术、新方法、新时代[J].中国信息技术教 育,2020(18):4-8.
[23 ]王新涛,范新灿.基于创客教育的跨学科创新型人才培养范式研究J].深圳职业技 术学院学报,2020,19(04):81-83.
[24]顾长明.科学教育“做中学”项目实施中面临的问题及分析[J].教学研 究,2011,34(04):84-87.
[25]曾宝俊.科学课堂教学现状及改革新趋势[J].江苏教育,2017(57):76-77+80.
[26][美]杜威著,孟宪承等译•思维与教学[M].北京:商务印书馆,1936.
[27]胡银辉.“做中学”与科学教育[J].江苏教育学院学报(社会科学 版),2010,26(01):15-17.
[28]Ricker Ashley A., Richert Rebekah A.. Digital gaming and metacognition in middle childhood[J]. Computers in Human Behavior, 2021(3):56-57.
[29]Aleshia Hayes, Lea Anne Daughrity, Nanxi Meng. Approaches to Integrate Virtual Reality into K-16 Lesson Plans: an Introduction for Teachers[J]. TechTrends, 2021(prepublish):67-69.
[30]王瑛.皮亚杰儿童认知发展的研究[J].吕梁教育学院学报,2012,29(01):28-29.
[31]高奎松,隋丹妮.探究式教学的内涵分析及应用[J].文学教育(下),2018(06):34-35.
[32]陈琴.建构主义与科学教育[J].当代教育科学,2004(06):55-58.
48
[33]刘恩山.《义务教育小学科学课程标准》的变化及其影响[J].人民教育,2017(07):46-49.
[34]许文雯.构建可视化课堂,促使小学数学实现有效发展[J].考试周刊,2021(05):55-56.
[35]刘长海,马伟杰.教育改革中“从做中学”的贯通价值及路径选择[J].当代教育科 学,2020(12):16-23.
[36]陈荣, 陈增照, 王世娟. 创客教育的思想流变与实践进路——兼论“创中学”对“做中 学”和“发现学习”的超越[J] •现代远程教育研究,2020,32(06):16-22.
[37]刘佳琪,欧阳云梓•杜威“从做中学”教育思想在中学历史教学中的运用[J].求知导 刊,2020(39):63-64.
[38]田友谊,姬冰澌.重识中小学创客教育:基于杜威“做中学”思想的审视[J].教育探 究,2020,15(01):60.
[39]姜秋丽,俞文敏•“做中学”理念下开展科技教育的研究[J]•中学课程辅导(教师教 育),2019(23):85.
[40]韦钰•“做中学”科学教育改革实验的起步[J].基础教育课程,2019(19):7-13.
[41]吴莹可.如何正确地在科学教育中做到“做中学” [J].科普童话,2019(24):171.
[42]林艺虹.基于“做中学”理念探索小学生科学素养的培养[D].闽南师范大 学,2019(20):151-152.
[43]胡忠林•“做中学”教育理念在中职语文教学中的应用[J].读书文摘,2019(07):89-90.
[44]洪宁灿.在做中学,在学中用——谈儿童教育[J].才智,2019(05):109-110.
[45]黄采薇.杜威“做中学”思想对我国中小学音乐教育的启示[J].青春岁 月,2018(11):170-171.
[46]邱洁萍•陶行知“做中学”的教育理念对幼儿教育的启示[J].教育 界,2018(05):144+146.
[47]陈荣.从“做中学”到“创中学”:创客教育的思想发端与历史流变[D].华中师范大 学,2018(55):77-79.
[48]顾荷英•做中学:幼儿科学教育的全新演绎[J].新课程(综合版),2018(04):38.
[49]刘国扬.“做中学”在小学科学教育中的应用[J].小学生作文辅导(语文园 地),2018(03):86.
[50]胡方平.小学科学教学中自制简易磁力计的研究与应用[J].小学科学(教师 版),2018(01):17-18.
49
[51] 王建军,陈如影.做中学:核心素养落地的一种教育范式[J].基础教育课 程,2017(20):25-29.
[52] 康丽军,高茜.磁动力小火车的驱动原理和影响因素分析[J].太原学院学报(自然科学 版),2017,35(03):40-44.
[53] 沈琪良.素质教育实践基地“做中学”课程开发和实施的研究[J].浙江教育技 术,2017(04):24-26+31.
[54] 李宏勇.构建实效的小学科学课堂一一以《电和磁》为例[J].课程教育研 究,2016(08):166-167.
[55] 常加俊.“做中学”科学教育实验的几点心得[J].科学大众(科学教 育),2016(02):96+83.
[56] 戴建芳•幼儿园“做中学”科学教育活动的有效开展[J].新教育,2015(18):58.
[57] 张胜钱•议“做中学”科学教育中讨论的意义[J].小学科学(教师版),2015(05):11.
[58] 马靖•对比中西方大学实践杜威“做中学”理论探究[J].求知导刊,2014(07):24.
[59] 付清华.自制教具:磁悬浮遥控螺旋动力车[J].中国教育技术装备,2013(05):58.
[60] 陈菊芬•对小学科学课中讲授与探究的思考一一以“磁性”知识教学为例[J].陕西教 育(教学版),2012(11):35.
[61] 蓝非.磁极——美国小学科学课案例[J].现代教学,2006(11):58.
[62] 彭楚楚.浅谈开展小学科学课外探究活动的意义[J].考试周刊,2021(01):19-20.
[63] 李莹洁.小学科学教育中实施生活化教学的策略探究[J].考试周刊,2020(A2):3-4.
[64] 马继东.浅析小组合作学习在小学科学教学中的有效运用策略[J].考试周 刊,2020(A2):7-8.
[65] 李浩桢•小学科学教育中“动”“静”结合的实践活动[J].教育界,2020(48):10-11.
[66] 江志东.在小学科学教育中实施生活化教学的策略[J].教育界,2020(47):43-44.
[67] 闫峰.磁动力小火车的驱动原理[J].中学物理教学参考,2015,44(13):7-8.
[68] 矫立霞.小学科学教育中实施生活化教学的策略[J].当代家庭教育,2020(26):146-147. [69 ]徐春阳•中小学科学教育到底教什么[J].新课程教学(电子版),2020(17):102-104.
㈤]石玉刚•提高小学科学课程教学实效性分析[J].侨园,2020(01):115.
[71] 王佳伟.小学科学教育教学中学生学习兴趣培养[J].当代家庭教育,2019(36):152.
[72] 马超群.教育游戏在小学科学教学中的实践与应用[J].中国农村教育,2019(35):64.
50
[73]余建芝.小学科学思维及其培养策略[J].家长,2019(19):118-119.
[74]安娜.浅谈小学科学教学中学生动手能力的培养[J].读写算,2019(06):74.
[75]王晓英.小学科学课实验严谨性初探[J].教育信息化论坛,2018,2(07):81-82.
[76 ]陈佳佳.基于学习进阶的小学科学教学策略[J].小学科学(教师版),2018(06):112.
[77]刘国扬.“做中学”在小学科学教育中的应用[J].小学生作文辅导(语文园 地),2018(03):86.
【本文地址:https://www.xueshulunwenwang.com//jiaoyulei/xueqianjiaoyu/6480.html

上一篇:小学科学教育游戏设计开发研究

下一篇:幼儿园科学教育中幼儿探究性学习 第略的研究

相关标签: