初中所有科學知識點范文
時間:2024-03-20 10:58:07
導語:如何才能寫好一篇初中所有科學知識點,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文,供你借鑒。

篇1
一、課堂生態(tài)觀的理念
“生”是指活著的,有生命的可以培育的生物體在一定的條件下生存、發(fā)展、長大?!皯B(tài)”是指形狀、樣子。那么,“生態(tài)”也就可以理解為可以培育的生物體在一定的條件下生存、發(fā)展、長大的狀態(tài)。在生態(tài)課堂里,“可以培育的生物體”既指學生,也指老師;“一定的條件”就是學生和老師圍繞教學內(nèi)容來共同營造的課堂環(huán)境。
二、初中科學課堂的生態(tài)化教學
為了促進科學課堂生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展,優(yōu)化科學教學過程,筆者從以下幾個方面來淺談初中科學生態(tài)課堂教學的構(gòu)建。
(一)教學目標生態(tài)化
教學目標是課堂教學的風向標,它的生態(tài)化是指由傳統(tǒng)的“雙基”向“三維目標”轉(zhuǎn)變。教學目標生態(tài)化是構(gòu)建科學生態(tài)課堂教學的前提條件。
1.面向全體學生。學生的個體都是有差異的,生態(tài)型教學目標要求科學課堂教學面向全體學生,重視學生的差異,為每一個學生提供公平的學習科學的機會,使每一個學生學習科學的潛力都得以充分發(fā)展,全面提高每個學生的科學素養(yǎng)。
2.注重三維目標。舊的教學大綱過分重視基礎知識與基本技能,對學生的情感、態(tài)度、價值觀教育以及實踐能力的培養(yǎng)要求過于抽象,缺乏針對性和導向性,重結(jié)果,輕過程。生態(tài)型課堂教學強調(diào)“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”三維目標,培養(yǎng)學生良好的學習態(tài)度和學習習慣,形成對自然現(xiàn)象較強的好奇心與求知欲,使學生學會學習、生存和創(chuàng)造。
3.突出科學探究。在科學課堂中突出科學探究,要倡導學生親自動手,勤于思考,敢于否定,同時教師根據(jù)學生在探究過程中所遇見的困難,選取適當知識和方法提供支持,使學生獲得成功,從而實現(xiàn)對知識的整合。
(二)教學內(nèi)容的生態(tài)化
課堂生態(tài)系統(tǒng)中,教師選擇適當教學內(nèi)容進行知識建構(gòu),學生繼而接受知識,進行重新建構(gòu),進而達到發(fā)展,所以教學內(nèi)容的生態(tài)化是初中科學課堂生態(tài)化的基本條件。
1.深入鉆研教材。初中科學是一門融物理、化學、生物、地理于一體的學科,具有很強的綜合性。教師要掌握教材總體思路和價值取向,理清知識脈絡及各知識點在整個知識體系中的位置,挖掘其中所隱含的科學方法;要研究具體知識點之間的生態(tài)鏈,明確每個知識點發(fā)生、發(fā)展、應用的過程;對教材整合創(chuàng)新,分析學生所知所想,真正讓教材為學生的學習發(fā)展服務。
2.緊密聯(lián)系生活??茖W是一門與我們的生活密切聯(lián)系,具有很強實用性的學科,這種聯(lián)系正是學生最關心、最感興趣的部分。生態(tài)化的科學課堂要求教師突破唯教材的課程觀,從生活實際出發(fā),選擇與生活相關的教學內(nèi)容。所以教師要善于挖掘教學內(nèi)容的生活情景,讓科學知識貼近生活,讓學生感悟到科學問題的存在,產(chǎn)生學習的內(nèi)在需求。
3.深化實驗教學。以往我們的教學內(nèi)容中多驗證性實驗少探究性實驗,多教師演示實驗少學生實驗。生態(tài)化的教學要求學生自己設計并操作實驗乃至分析探究結(jié)果,教師不做“先知”,而是與學生一起探索、研究,一起討論、判斷、整理、去偽存真,找出有效結(jié)論。
(三)教學環(huán)境的生態(tài)化
生態(tài)系統(tǒng)中,所有有機體與其所生存的環(huán)境間存在著互為依存、互為因果的關系,同樣,課堂上學生學習的效果也有賴于良好環(huán)境的建立。課堂教學環(huán)境的生態(tài)化就是指為教學營造一個自由開放的、平等互動的、和諧自然的課堂氛圍,它是科學課堂教學生態(tài)化的實現(xiàn)途徑。
1.和諧自然的課堂情境。傳統(tǒng)的科學課堂情境中,教師過多注重科學情境,按照教師的理解或教參的規(guī)定、預設知識目標規(guī)范學生的學習,課堂上經(jīng)常出現(xiàn)嚴肅、嚴格、嚴厲,甚至嚴酷的氣氛。生態(tài)化的課堂情境要求體現(xiàn)課堂的情感性、創(chuàng)造性、獨特性,以體驗、感悟、創(chuàng)造為核心,以學生的生命發(fā)展為目標,營造一種豐富、和諧、自然的學習氛圍。
2.自由開放的心理環(huán)境。學生心態(tài)對教學的過程和結(jié)果有著決定性的影響作用。教師要不斷創(chuàng)設引導學生強烈參與的新情境,激勵學生濃烈的學習愿望,讓學生展開豐富的聯(lián)想,在積極的探究中感受參與和成功的,使教學過程成為學生的精神漫游。
3.平等互動的交往環(huán)境??茖W生態(tài)課堂要求教師成為教學活動的合作者與學生一起學習,丟棄傳統(tǒng)意義上的教師行為的霸權控制,敢于承認自己有不如學生的地方,主動放下架子成為“平等中的首席”,真正“做學生的良師益友”。其次,注重學生間的交流與合作。科學生態(tài)課堂要求傳統(tǒng)的個體學習讓位于更富有生態(tài)性的合作學習,以培養(yǎng)學生的合作精神和競爭意識。
(四)教學評價的生態(tài)化
生態(tài)化教學評價不像傳統(tǒng)教學評價那樣只注重區(qū)分學生優(yōu)劣,為選拔精英人才服務,它的目的在于激勵,在于促進每個人的發(fā)展,促進每個人的整體、和諧發(fā)展。
1.評價內(nèi)容全面化。生態(tài)化課堂教學評價反對以單一的知識目標來對學生進行評價,力圖改變學生在教學全過程中的被動局面,還學生主動權。把學生看作有獨立性、創(chuàng)造性的形成性生命主體,看作一個既有理性,又具有感性和靈性的“全人”,實現(xiàn)從知識、能力、情感態(tài)度和價值觀等多維度對學生進行多元化的評價,使學生得到全面、健康發(fā)展。
2.評價對象多元化。生態(tài)化教學評價注重對科學課堂生態(tài)系統(tǒng)各因子的全面評價。關注對學生生態(tài)主體的發(fā)展評價,關注他們學習方式、思維方式、能力、情感等各方面的變化;關注科學課堂生態(tài)環(huán)境的變化,也關注教師生態(tài)主體發(fā)展的變化。
篇2
關鍵詞:學案導學;自主學習;物理復習;導學設計
一、對“學案”“導學”的認識
學案,是指教師依據(jù)學生的認知水平、知識經(jīng)驗,為“引”導學生進行主動的知識建構(gòu)而編制的學習方案,其實質(zhì)是教師用以幫助學生掌握教材內(nèi)容的階梯,溝通教與學的橋梁,也是培養(yǎng)學生自主學習和建構(gòu)知識能力的主要媒介,具有“助學”和“助教”的功能。
所謂學案導學,即以學案為載體,教師對學生的學習活動進行有針對性的導。學案是實現(xiàn)教學目的的一種載體,目的在于“導”, 利用學案引導學生自主學習,誘導學生積極思考,激活學生復習的興趣。因此,“導”是學案導學的出發(fā)點和歸宿,是學案導學的要點。
復習課的任務是使學生對所學的學科基本知識和基本技能加以鞏固、總結(jié),使之系統(tǒng)化。通過復習可以彌補和糾正學生認識上的錯誤與缺陷,使學生對知識的理解更深刻、更全面。
結(jié)合學案導學的含義和復習課的任務,學案導學的設計應以生為本,考慮學科內(nèi)容的同時應考慮學情特點。復習課學案導學應體現(xiàn):引起學生的學習興趣,引導學生進入復習狀態(tài);引導學生進行知識的理順和鞏固,自主構(gòu)建知識網(wǎng)絡,將知識點有機地串聯(lián)起來;引導學生思考疑難,幫助學生更深刻地理解問題,并適度地將知識拓展延伸;引導學生進行知識遷移,舉一反三,融會貫通。據(jù)此,學案導學的設計應指向“導趣”“導構(gòu)”“導思”和“導記”。
二、對問題的反思
復習中所用的學案在一定程度上決定了復習的效果,反思現(xiàn)行復習用的學案,存在以下四個方面的問題:學案只是對所教內(nèi)容進行簡單重復,僅強調(diào)“溫故”, 沒有引導學生去思考新的問題,缺乏“導思” ;學案過分地強調(diào)學科知識的 “全面”“系統(tǒng)”,缺乏針對性;學案只是課本或教輔的翻版,沒有引導學生對所學知識的自我建構(gòu),缺乏“導構(gòu)”;學案類似于試卷,沒有生動的情景和學科特點,缺乏“導趣”。概括起來說就是欠缺有效地將學生導入復習狀態(tài),有學案無導學,從而導致實際效果與期望值相差甚遠。
故此,優(yōu)化初中物理復習中的學案,使其真正起到“導”的作用是至關重要的,提高利用學案復習的有效性必須具有科學合理、可操作性強的學案。
三、學案導學的設計策略
1.設計情景――導趣
愛因斯坦說過:“興趣是最好的老師。”復習中的學案要能激發(fā)學生的學習興趣,需要教師的精心設計。心理學家加涅認為,教學是通過設置教學事件,去激發(fā)、維持和強化學生學習的過程,“情景”就是一系列精心安排的教學事件。物理學是以實驗為基礎的科學,與生活、社會緊密相連。復習中創(chuàng)設情景的目的,既要激發(fā)學生的學習興趣,又要為學生的復習提供認知的依托,使學生在輕松的環(huán)境中,積極主動地對知識重新認知、建構(gòu)網(wǎng)絡、化解疑難。復習中學案的情景設置有三方面的策略:
(1)引用真實生活事例,激起學以致用的積極性。在創(chuàng)設情境時,要盡量使情景從生活中來。學生在“眼見為實”的豐富、生動、形象的客觀事物面前,通過對情景相關問題的探究,完成對主題意義的建構(gòu)。
(2)捕捉認知沖突,引發(fā)積極思考的源動力。在創(chuàng)設情境時,要保證所設情境能激起學生的認知沖突,引發(fā)學生的積極思考。將之前積累下來的疑難、困惑甚至誤區(qū),能通過復習找出原因并加以解決,這需要捕捉學生的認知與物理原理間的沖突,以尖銳的問題形式暴露于學生面前。
(3)利用物理實驗,喚醒感官刺激的回憶。在復習階段,學生對以往的實驗已經(jīng)遺忘,而學生對實驗都很感興趣,我們可以借助物理實驗,激發(fā)復習興趣,喚醒學生對相應知識的回顧,而且有些物理問題,只有自己做過實驗或看過演示實驗后才能體會得到。
2.設計網(wǎng)絡雛形――導構(gòu)
建構(gòu)主義知識觀認為,真正的理解只能由學習者自身基于自己的經(jīng)驗背景而建構(gòu)起來,取決于特定情境下的學習活動過程,否則,就不叫理解,而是被動的復制學習。顯然,在復習課中,學生需要的是自己歸納和構(gòu)建知識網(wǎng)絡,而不是過多地接受講解。故此,學案的“導構(gòu)”功能在復習中顯得尤為重要。
導構(gòu),指復習中的學案應能引導學生進行知識的理順和鞏固,引導學生搭建知識網(wǎng)絡。故此,設計學案時應盡可能地將要復習的知識點有機地串接起來,使其富有整體感,形成知識網(wǎng)絡的雛形,從而實現(xiàn)引導學生自我構(gòu)建知識網(wǎng)絡的“導構(gòu)”功能。
例如復習“運動與力”時,通過設置“踢足球”的情境,將物體受力與不受力的兩類運動情況“串接”在一個情景中,引導學生理解和鞏固知識,進而構(gòu)建運動和力的知識網(wǎng)絡。
如:讓靜止的小球沿地面滾起來,請分析小球的受力情況和運動情況。
(1)一個情景,增強了學案的整體性,便于知識點的梳理和比較。學生在判斷球的運動和受力情況的過程中已經(jīng)復習了運動和力的所有知識點,而且有比較、很直觀。
(2)串接知識點,形成知識網(wǎng)絡雛形,便于啟發(fā)學生建構(gòu)知識網(wǎng)絡。圖1和圖4均為水平方向上不受力,但是圖1是靜止的,圖4是勻速直線運動的,復習“物體不受力時,總保持靜止或勻速直線運動”;圖2和圖3均為水平方向上受不平衡力,物體的運動狀態(tài)均發(fā)生了改變;另外,在圖1和圖4中,豎直方向上也受到了力,但為平衡力,等同于不受力。以學案給出的網(wǎng)絡雛形為支架,稍加分析歸納,學生自己便能構(gòu)建出知識網(wǎng)絡。
3.設計問題――導思
“導思”,即教師經(jīng)過精心設計引發(fā)學生思考,促進學生主動探索和思維。問題是思維的源泉,是“導學”的核心。復習課問題導學的設計,不僅能引導學生復習鞏固相應的物理知識,更能培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力,進而最大限度地發(fā)揮學案導學的真正價值。在物理復習中,如何設計問題來引導學生思考呢?
(1)問題要具體而形象。初中生仍以形象思維為主,所提問題要具體而形象,有利于學生把思維指向具體的問題。
(2)問題間有層次和聯(lián)系。復習中既要考慮不同層次學生的學習需要,又要考慮到以問題導思。若問題散亂孤立、缺乏層次性,不利于培養(yǎng)學生思維的條理性和邏輯性。
(3)問題要有思維廣度和深度。復習中所設置的問題要具有挑戰(zhàn)性,能激發(fā)學生的征服欲,引導學生積極思考,通過思考適度地將舊知識進行拓展延伸。
綜述以上,“導趣”“導構(gòu)”與“導思”是互相融合與支持的,下面以物態(tài)變化復習為例作分析:
把塊冰放在不銹鋼碟子里,觀察它熔化的過程。問:①在室溫下冰會熔化,而不銹鋼碟子不會熔化,你認為這是為什么呢?②是否所有固體都有自己的熔點呢?熔點和凝固點有什么特點呢?③冰熔化成水后,要讓水凝固成冰應如何做?你這樣做的依據(jù)是什么?
首先,設置實驗情景以導出問題,使問題有景可依,有利于支撐初中生的思維。其次,以問題串接知識點、構(gòu)建知識網(wǎng)絡。復習了晶體的熔化特點、熔化與凝固的條件、固體的分類、不同晶體的熔點不同等知識。據(jù)此,關于熔化和凝固的主干和旁支便呈現(xiàn)了出來,幫助學生自我構(gòu)建固液兩態(tài)的知識網(wǎng)絡。最后,所設問題是有層次的,問題1是學以致用,問題2是概括總結(jié),問題3是開放性的;所設問題是有聯(lián)系的,先是具體的事物即冰和不銹鋼的熔點問題,再是泛指固體是否都有熔點,從熔點進而聯(lián)系到凝固點,最后是凝固條件。層層遞進又相互聯(lián)系的問題,引導學生回顧整理知識,運用知識解決具體的綜合問題,使知識得以提升。
4.設計圖示――導記
所謂圖示,就是以圖形為主,由字詞、數(shù)字或其他符號組成,以揭示事物現(xiàn)象或本質(zhì)特征。其實質(zhì)是使科學知識形象化,抽象知識具體化,零碎知識系列化,復雜問題簡明化,便于學生接受及記憶。下面以初三總復習《六種物態(tài)變化》為例,說明圖示的特點:
設計“水的不同狀態(tài)圖示”,如圖5所示。
(1)簡明易懂,形象直觀。把復習內(nèi)容中抽象的文字表述轉(zhuǎn)化為生動的直觀圖示,通過圖示給予學生強烈的視覺刺激,配合熟悉的事物背景,給學生留下深刻的記憶。
(2)概括性強,內(nèi)容豐富。圖5中,不僅包括六種物態(tài)變化的概念和變化條件,而且反映了三種物態(tài)分子排列的情況及原因。通過幾個箭頭的指向,反映了物態(tài)變化的概念和吸放熱條件;通過小圈圈的圖示,反映了分子排列的特點;圖示中反映了物態(tài)間的內(nèi)在聯(lián)系,分子不斷吸熱,活動能力越強,分布越散亂。
(3)系統(tǒng)性強,綜合度高。借助于圖示使復習內(nèi)容的系統(tǒng)性得到進一步體現(xiàn),如圖5中,將物態(tài)間的宏觀和微觀規(guī)律結(jié)合在同一個圖示中,將兩個不同章節(jié)的內(nèi)容綜合在一起,便于引導學生對知識進行融會貫通,提高學生的綜合分析能力。
圖示有以上三個特點,剛好切合復習課所需要的學案“導記”功能,不用單純的文字,不需要枯燥的語言,而用合理的、形象的圖示,使知識點間有對比、有聯(lián)系,從而實現(xiàn)巧記。
四、結(jié)語
篇3
關鍵詞:初中科學;課堂實施;開放式教學
《義務教育科學(7~9年級)課程標準》中清楚地強調(diào):“科學的教學方式應該是開放式教學模式?!遍_放式教學模式主要是指以教師與學生一起努力創(chuàng)造出一個開放式的專業(yè)學科世界為路徑、以學生能夠獲得主動性發(fā)展為目標的生態(tài)教學活動形式。傳統(tǒng)的教學模式是封閉式的、存在著瑕疵,已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代的教學需求,因此隨著新課改的實施,當代社會迫切需求開放式教學模式。
一、在初中科學課堂中推行開放式教學的必要性
學校課堂,是中國目前教育事業(yè)的戰(zhàn)線最前沿的陣地。我國的每一個教育改革的試行、教學任務的與完成、教學目標的實現(xiàn),全都是經(jīng)過學校課堂這一最主要的教育最前沿戰(zhàn)線來實現(xiàn)的。在傳統(tǒng)的封閉式課堂教學中,因為課堂作業(yè)外加課后作業(yè)的雙重壓力,沉重的課業(yè)負擔已經(jīng)成為所有學生的“噩夢”,減輕課業(yè)負擔,已經(jīng)成為當代教育行業(yè)的共識,課業(yè)的壓力很大一部分來源于課堂教學內(nèi)容太過于繁雜,結(jié)果直接導致了初中素質(zhì)教育的目標難以實現(xiàn)。另外,在國家最新的科學科目課程標準中曾指出,科學是一門世界性的學科,它本質(zhì)上是開放的,而我國目前則大多是封閉式教學,基本上都是通過統(tǒng)一的教學模式來進
行,比如:畫重點、死記硬背知識點、死搬硬套等。這不僅與國家提出的新課程改革有所沖突,還十分不利于學生的未來發(fā)展,極大地約束了其自主發(fā)展性。
二、開放性教學的目標
敞開式教學的目標即開放性教學的核心內(nèi)涵,同時也是新課改的主要目的,推行學生素質(zhì)教育的集中表現(xiàn)。所以,教學的目的應該是呈現(xiàn)學生整體的和個性化的特點。
首先,本質(zhì)性的目標。開放式教學應該是全部學生都應該達到的目標。這些本質(zhì)性目標是為了讓學生能夠進一步的學習而打下堅實的基礎。
其次,反彈性的目標,是指學生能夠經(jīng)過有選擇的學習,達到個性化學習的要求。反彈性的目標,其實質(zhì)基本上涵蓋在教學材料的涉及范圍之內(nèi),可以允許學生自由地隨自己的興趣與愛好來達到相應的目的。
最后,自我成長性目標,它觸及的問題略微復雜一些,有相當?shù)碾y度。自我成長性目標,其本質(zhì)在于主動發(fā)現(xiàn)學生的潛能,促使學習仍有余力的學生能夠更加深入地鉆研探討自己所感興趣的問題,這樣不僅能夠解決學生實際的問題,還增加了學生對科學知識的掌握以及創(chuàng)新能力的鍛煉。
三、開放性教學的內(nèi)容
開放性教學內(nèi)容,其本意就是依據(jù)當代的社會發(fā)展與需求來整合課程內(nèi)容,緊密地關聯(lián)學生的生活,拉近教學材料與學生本就已經(jīng)擁有的知識之間的距離,充分地把教學材料中的內(nèi)容生活現(xiàn)實化,讓學生能夠更加地貼近科學,靠近生活。
1.教學資源的開放
在當代開放式的教學觀念下,教學材料、課本、書籍已經(jīng)不再是學生獲得知識的唯一來源,并且,教學材料也已經(jīng)不再是學生課堂中學習的唯一材料。初中科學課堂,它講述了大自然與我們的生活是如何的息息相關。課堂上教師在進行教學任務的時候,可以適當?shù)厣钊胪卣挂恍┙虒W方面的內(nèi)容,把生活與大自然中的某些事物或案例中所包含的科學知識列入所教學的內(nèi)容之中。
例如:在完成各類教學實驗的過程中,教師除了可以使用各種實驗器材之外,還可以利用學生的各種生活用品,通過簡易的改造來制作實驗用具,從而不斷擴大科學教學資源的容量。當然,教師還可以利用校外的科學課程資源,比如圖書館、科技館、植物園、動物園、博物館、科研機構(gòu)、高校實驗室、高新技術開發(fā)區(qū)等,別樣的鄉(xiāng)土風情以及民間習俗同樣可以作為教學資源。
2.教學方式的開放
開放式教學方式應該以學生的主動參與、主動探究、主動合作為前提,以提高學生的學習能力。無論是在學生的個人生活或者課堂學習中,學生都會或多或少地遇到些許的問題。此時,教師就可以以學生自己的經(jīng)歷、經(jīng)驗、疑惑等作為教學的手段,進行討論與思考,經(jīng)常布置一些有含義的習題,努力調(diào)動學生的主動性,讓問題的趣味性去吸引學生積極探索,以此來讓學生學會如何思考問題、解決問題。
如:節(jié)能燈為什么開始暗,隨著時間的推移會變亮?學生可以通過分組的形式,先查找資料來解決問題,然后將問題答案與其他分組的學生進行討論等。再比如吃水煮蛋,雞蛋剛從開水里取出來的時候,如果你急著吃,就難免連殼帶“肉”一起摳下來,媽媽會告訴你,先把剛出鍋的雞蛋浸到?jīng)鲩_水里,過一會兒再剝,就很容易把蛋殼剝下來,這是為什么呢?引導學生用學過的知識來解釋生活中的現(xiàn)象。
3.課后作業(yè)的開放
課后作業(yè)的開放是指除書面式作業(yè)外還可以布置各種實驗、獨立觀察、小制作及各種動手能力的測試等。科學是一門生活的學科,也是一門實驗的學科,如果只是一味地讓學生去做書面上的習題,是不可能完成科學的教學目標的。所以教師應該設置多樣的作業(yè),尤其是動手實驗、實地調(diào)查、小制作等學生感興趣的作業(yè)形式,讓學生高興地把作業(yè)帶回家,把課堂無形地延伸到課外。比如制作自制氣壓計、自制汽水、自制手電筒、調(diào)查建筑材料與光污染的關系、調(diào)查能源與環(huán)境等等,很多生物實驗短期內(nèi)無法完成的(如植物莖的背地生長、根的向地性等)也可以布置學生作為課外作業(yè)完成。
4.教學知識的開放
科學課程的標準,其中描述著:科學課程主張與各個學科專業(yè)領域的知識之間相互地滲透和整合,有利于學生從整體上全面地認識科學與自然,依據(jù)全面的科學理念、道理和各領域范圍內(nèi)知識之間的關聯(lián),來建立開放性的知識構(gòu)成。這樣十分有利于學生學習能力的發(fā)展和知識的進步。比如:浙江版初中語文第五冊第三單元第十一節(jié)《論科學技術是生產(chǎn)力》中的科學理論知識;人教版歷史與社會七年級上冊中的有關地圖與地球儀的知識、宇宙與航天科學知識、科學家的各色人生等。
開放式教學不僅要課堂中的開放,還要注重知識層次的對外開放,更要積極主動地發(fā)現(xiàn)國內(nèi)與國際,各種科學領域的變化和發(fā)展,并且適時地改進教學內(nèi)容。科學是一切發(fā)展的基礎,學習永無止境。
開放式的教學模式,其本|就是多鼓勵學生,積極主動地去參加各種學習活動的教學模式,開放式教學是新時代文化背景下教育需求的產(chǎn)物。這種綻放敞開式的教學模式,其首要表現(xiàn)在:自由的環(huán)境、歡快的課堂教學氣氛、開放的學習態(tài)度以及自我空間、完備的教育資源運用等多方面。這種教育方式,可以使得教師與學生在和諧的氣氛環(huán)境中,以學生自己的思想,采取適當?shù)姆绞絹硖幚硎虑?,學習知識。學生學習,本來就是一個敞開的、自由的行為,學生汲取知識不應該被人為地約束與束縛,經(jīng)過常年的教師教學實驗證明,傳統(tǒng)的封閉式教學是不可取的,為應對時代的需求,新課改的實施,學生只有在寬松的學習環(huán)境中,才能夠有力地推動知識的學習,碰撞出智慧的絢麗火花。
參考文獻:
篇4
關鍵詞:引導;高一新生;物理
中圖分類號: G633.7 文獻標識碼: A 文章編號:
Abstract: this paper physics study in junior high school students of the insufficiency in, the teacher through find reason and lead new use physical model or graphics, and the effective reflection of problems and students' joint participation, to achieve the goal of the senior high school physics learn it well.
Keywords: guidance; A new life; physical
進入高中,如何學好物理是一個困擾高一新生的突出問題,這個問題的解決,對以后學好物理起著關鍵的作用。物理教師如何引導高一新生學習高中物理便成了首要任務。在此我談談教學中的一點體會與大家分享。
一、高一新生學習物理存在的困難
初中生經(jīng)過兩年的物理學習,已掌握一些物理基本知識和學習方法。但由于各地條件和教育方式的差異,初中有的甚至是在應試教育的氛圍中度過,他們往往形成了一個觀點,物理的學習就是“背概念,套公式”,特別又由于初中物理內(nèi)容較少,無多大的廣度和深度,在練習的過程中就不可避免地出現(xiàn)大量的雷同題型,即缺少對物理模型的建立,物理過程的分析、理解,更談不上對所學物理知識的實際運用,而這些問題又恰恰是學習高中物理的弊端。
高中物理教學的目的是學習物理基礎及其實際應用,了解物理學與其他學科及物理學與技術進步、社會發(fā)展的關系,要進行科學方法的訓練,培養(yǎng)學生的觀察和實驗能力、科學思維能力,分析問題和解決問題的能力,培養(yǎng)學習科學的興趣和實事求是的科學態(tài)度,樹立創(chuàng)新意識。很明顯高中物理不論是對基礎知識的要求,還是對學習方法的要求,都是很高的,并且對能力的培養(yǎng)、學習態(tài)度以及處理問題的方法和技巧是初中無法比擬的。為達到高中物理教學目的,我們必須采取一系列的引導措施和介紹適當?shù)膶W習方法。
二、幫助學生建立物理模型
實際中的物理現(xiàn)象一般都很復雜,對初學者來說,甚至無法把復雜問題簡化出來。為了解決它,我們常常是這樣做的,忽略一些次要因素,突出它的主要因素。而物理模型就是忽略次要因素的產(chǎn)物。
例如,質(zhì)點,不可伸長的細繩,不計質(zhì)量的輕彈簧,這些都是我們教學一開始就要接觸到的物理模型,以后還很多,如人船模型、單擺模型、碰撞模型,在這些模型的建立中,我們一定要幫助他們?nèi)绾翁幚韺嶋H問題中的物理成份,同時把物理現(xiàn)象簡化成我們熟悉的物理問題,便于研究和解決。例如在講解質(zhì)點的概念及何種情況下物體可看作質(zhì)點時,我們要研究地球繞太陽運行,雖然地球是一個非常寵大的球體,他的半徑達6400km,而我們?yōu)檠芯繂栴}的方便,把他看作了一個有質(zhì)量的點。這是因為地球的半徑與其繞太陽運行的半徑相比,顯得太小了,我們抓住了主要因素而忽略這些次要因素。這樣就讓學生明確了我們把物體有時簡化為質(zhì)點的目的。
三、糾正學生重記憶輕理解,重結(jié)果輕過程的不良傾向
初中物理中所研究的問題及現(xiàn)象相對比較簡單,初中生中有的往往通過死記規(guī)律、硬套公式也能取得不錯的成績,這就使一部分學生養(yǎng)成了重記憶輕理解,重結(jié)果輕過程的不良傾向。而進入高中后,高中物理所研究的問題和現(xiàn)象相對復雜,許多學生搬出老法寶來解決新問題,十有八九敗下陣來,導致成績下降,興趣全無。
針對這些情況,在教學之初,就要有意識地強調(diào)對于物理概念及規(guī)律我們不但要了解它的內(nèi)容,更要理解概念、規(guī)律在什么物理情景下建立的,如何建立的,它的適用條件是什么等等。只有弄清了這些問題,才能真正理解掌握概念與規(guī)律。例如,許多初學者往往用勻速直線運動規(guī)律去分析和解決勻變速直線運動問題,造成張冠李戴,這是重記憶輕理解的結(jié)果。同時在分析物理過程相對復雜的問題,要培養(yǎng)學生將一個復雜過程分解為幾個簡要過程的習慣,使學生學會找出以簡單過程的相對聯(lián)系,逐步改變過去那種不經(jīng)過分析就想當然地照搬規(guī)律,硬套公式的不良傾向,養(yǎng)成注重過程分析的習慣,提高分析和解決問題的能力。
四、培養(yǎng)學生畫物理圖的習慣
物理圖是指與物理有關的所有動態(tài)、靜態(tài)的圖形、畫面。它包括物理過程、狀態(tài)示意圖(如受力分析圖、運動過程草圖等),經(jīng)過再加工處理的物理圖(如表示力的分解、合成的平行四邊形、三角形、等效電路圖等)以及物理圖象(如s—t圖、v—t圖、u—I圖、P—R圖等)。物理圖是物理問題的直接或間接的反映或再現(xiàn),它貫穿到整個高中物理學習的始終。
從近年的高考試題看,十有八、九都有圖,例如某年的理綜高考中的12道物理題就有9道題是用圖來加以說明的??梢娺\用物理圖是何等重要了,因為物理問題常以文字形式呈現(xiàn),文字是抽象的符號,我們只有培養(yǎng)他們養(yǎng)成良好的畫圖習慣,才能把那些文字、符號變成形象具體的東西,便于理解和分析,它是解決問題的一項重要的輔助工具。例如,在學習力的合成的過程中,由于學生對力的矢量性不熟悉,總是認為二個力的合力是不變的,甚至認為是簡單的相加,這是由于數(shù)學還沒有學習矢量運算法則的結(jié)果。這時我們通過力的平行四邊形這一法則作圖,并不斷改變兩分力間的夾角,通過比較就會很直觀的得出,合力是隨兩分力間的夾角而變化的,并且在00—1800間隨夾角的增大而減小。這樣通過作圖本來難以理解的問題,便可一目了然了。
五、引導學生解題后進行反思
初中學生解題訓練時,常常使做題過程成為對比概念、定義,照搬定理,硬套公式的過程,做完一遍便丟掉不管,做后不加以反思,不進行歸納和總結(jié),其結(jié)果不能起到通過做題加深對知識進一步地理解和鞏固,達到使知識有機的聯(lián)系起來的目的,不能對所學知識真正的理解和掌握,不能掌握利用所學知識,恰當處理各種問題的有效方法,能力得不到提高,甚至使解題成為一種枯燥無味的低效勞動。
而高中物理的題目非常多,要想逐一訓練到是不可能的。那么,教師必須正確引導學生進行解題后的反思。首先,教師在課堂中要面對面的引導,例如一個題目,在正確解出后,要反過來對解題中所要求掌握的知識要點、出題方式、特點進行多方位的思考,盡可能地變換思維角度,可通過“一題多解,一題多變,一題多問”等方式進行訓練。其次,要引導他們做完后進行整體地全方位地總結(jié),并借鑒原出題者對所要考查的知識點、出題方式和物理情景創(chuàng)設方法,將題設與求解替換,創(chuàng)造性地再造新的物理情景,構(gòu)造新的物理題目。這樣就開發(fā)了學習思維,達到了反思的目的——牢固掌握,舉一返三,觸類旁通。
六、注重學生對教學的有效參與
高中物理新課程從以人為本,培養(yǎng)學生科學素養(yǎng),促進學生的發(fā)展的角度提出三維教學目標。只有讓學生真正的參與到教學中來,才能真正地體會到學習物理的樂趣,平時在課堂上多支持、多鼓勵、多創(chuàng)設有趣的物理情景,引導他們參與教學,去思想、去解決,激發(fā)他們對物理問題的好奇心,以能動的方式去學習科學,可讓他們親自動手做實驗,進行總結(jié)與歸納,掌握科學知識、科學方法,養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度,最終達到較高的科學精神境界。
篇5
論文摘要:新課程背景下,根據(jù)學生的個性特點和認知結(jié)構(gòu)從新課程標準、知識架構(gòu)、學法轉(zhuǎn)變、能力要求等方面研究初高中數(shù)學教學的銜接問題,探索適應高一新生的教與學的方法。對提高課堂效益,實現(xiàn)素質(zhì)教育有深遠意義。
一、新課程背景下做好初高中數(shù)學教學的銜接的必要性
學生由初中升入高中面臨許多變化,新教材、新老師、新集體,環(huán)境的改變制約了部分同學不能很快地適應高中的學習,通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)許多曾以優(yōu)異成績考入高中的學生經(jīng)過一段時間的學習,成績開始下滑,有的甚至跟不上班級,高中教材起始部分的集合和函數(shù)思想等內(nèi)容的引入使數(shù)學無論在下降的人數(shù)還是在下降的幅度更甚于其它學科,調(diào)查中發(fā)現(xiàn)部分學生對數(shù)學產(chǎn)生畏難情緒,學生不適應高中的數(shù)學學習。如何大面積提高數(shù)學教學質(zhì)量,數(shù)學教學面臨新的課題。按照銜接期學生的個性特點和認知結(jié)構(gòu)設計出指導學生高效率學習的方法,使學生穩(wěn)定情緒,適應新教材,接受新變化,順利完成初高中數(shù)學銜接學習,具有十分重要的現(xiàn)實意義。
新課標高中數(shù)學教材有如下特點,一是容量大,以第一、二章為例,概念多達三十多個,性質(zhì)、法則、定理多達二十多個。而且在這兩章中滲透了高中所有必須掌握的數(shù)學思想和數(shù)學方法,如集合與對應、分類討論、數(shù)形結(jié)合、等價轉(zhuǎn)化等數(shù)學思想及配方法、換元法、反證法、待定系數(shù)法等數(shù)學方法。二是新增內(nèi)容抽象,不僅有大量抽象的數(shù)學符號和數(shù)學術語,我們既要準確理解它們的意義,還要能夠運用它們進行推理、運算,這對剛進高中抽象思維能力不強的學生來說難度不小。三是起點高,從整個高中教材編排體系來看,雖然把立體幾何安排在高二,降低了高一上學期學習內(nèi)容的難度,但由于《函數(shù)》這一章太難,很容易讓學生產(chǎn)生畏懼情緒,新教材把命題和充要條件安排在高一的第一章中,也超出了部分學生的思維水平和接受能力,造成知識脫節(jié)。加上高中受高考指揮棒的牽制,雖然教材變了不少內(nèi)容,但許多教師不敢輕易降低難度,補充了大量的知識,人為加大初高中教材的內(nèi)容難度差距。
二、重視學法指導,培養(yǎng)學生良好學習習慣,是做好初高中數(shù)學教學的銜接有效途徑
高中階段數(shù)學學習的內(nèi)容多,抽象性、理論性更強,思維的跳躍性強,調(diào)查中發(fā)現(xiàn)部分學生學習高中數(shù)學不適應,碰到上課時聽得懂,但課外習題不會做,作業(yè)書寫不好等問題,不習慣于預習、復習,缺乏獨立分析、解決問題的能力,對此需要我們教師去關心和幫助,隨時了解他們的情況,了解學生對概念、符號、定理的理解情況,掌握學生學習困難的地方和根源,同時給予正確的引導和鼓勵,強化學生行為參與的內(nèi)驅(qū)力,逐步提高學生對學習的專心和努力程度,保持注意的持久性,平日注意調(diào)控學生行為參與的延續(xù)性,重視學生的課后行為參與,使他們養(yǎng)成自學預習、復習、筆記、思考等良好的學習習慣,善于運用情感,激勵等手段,培養(yǎng)他們對數(shù)學的興趣。在教學中,應注意數(shù)學思想與方法的教學,避免大量的重復的機械性訓練,采用一題多問,一題多變,模型改制等方法,指導學生摒棄只靠記憶,練習等死記硬背的學習方法,同時用自己的人格魅力去影響和感染學生,使學生充分體驗學習數(shù)學的樂趣。態(tài)度、情感和價值觀則是隱性的,是活的教學內(nèi)容,需要教師從教材中進行挖掘,并滲透于日常教學中,也就是要通過知識、技能的傳授,最大限度地發(fā)揮課程潛能,實現(xiàn)育人的功效。
三、挖掘教材“銜接點”,延拓教材
找準初高中知識的銜接點,區(qū)別點和需要鋪路搭橋的知識點,有利于我們設計科學的教案,采取合理的教學方法,新教材突出數(shù)學與實際問題的聯(lián)系,意在培養(yǎng)學生的數(shù)學應用意識,新教材起點雖然較低,但彈性較大,可由不同的老師根據(jù)學生的實際情況,推向不同的檔次。如高一集合的教學,初中教材已有涉及,學生較易適應,但他們往往數(shù)學語言不嚴謹,推理不嚴密,對集合的表示不容易掌握,講授這些知識的時候,需要我們適當放慢進度,加強學生對數(shù)學符號的學習,精講多練,多一些作業(yè)的點評,有意引導學生聯(lián)系、復習和區(qū)別舊知識,達到溫故而知新,溫故而探新的效果。
四、活用多媒體,深化數(shù)學思維
布魯納曾經(jīng)說過:任何知識都可以用合適的結(jié)構(gòu)傳授給任何年齡的孩子。多媒體技術的介入也可以讓數(shù)學真正“動”起來,穩(wěn)重的數(shù)學教學與靈動的多媒體課件相結(jié)合,多媒體技術突破時空限制,把文字、圖形、圖像、動畫、音頻、視頻等多種媒體結(jié)合在一起,并提供人機交互功能,使靜止的圖文視聽化,復雜的內(nèi)容簡明化,抽象的思維過程可視化,知識的發(fā)生過程動態(tài)化,可以喚發(fā)學生學習數(shù)學的熱情,使學生通過觀察、交流、反思,自然而然地得到結(jié)論。同時,它還利用演示功能將許多抽象的和難以理解的內(nèi)容變得生動有趣,使那些原本需要老師費盡口舌,花費許多時間講不清楚的知識變得一目了然。
五、關注數(shù)學人文內(nèi)涵,培養(yǎng)應用創(chuàng)新意識
著名數(shù)學家徐利洽先生認為,數(shù)學有著兩個重要的功能,一個是科技的功能,一個是文化的功能。大綱要求我們將知識和能力結(jié)合起來,重視對分析問題和解決問題的能力培養(yǎng),重視數(shù)學的應用?,F(xiàn)實世界中有著許多社會問題,也是高考關注的熱點問題,如淡水不足、交通擁擠、商業(yè)薪金、策略優(yōu)化等等。借此類問題構(gòu)建數(shù)學模型,可以幫助學生更好地掌握科學知識,也可引發(fā)學生對歷史和現(xiàn)實的思考,激發(fā)他們作為“社會人”的責任感和參與感,強化他們求真求實的精神,更讓學生學會了研究問題的方法,培養(yǎng)了他們的合作精神。
高中數(shù)學的銜接教學不僅是素質(zhì)教育的要求,而且也是初高中一線教師必須做好的工作,課程建設是一個與時俱進的工程,作為教師只有充分體會課程改革的理念,充分了解初高中數(shù)學教材的邏輯結(jié)構(gòu)以及學生數(shù)學學習的實際能力,注意知識的整體性,采用合作、交流、互動的教學方式,注重教法的研究,才能減少銜接期不必要的損耗,培養(yǎng)學生的自信心,從而大面積提高教學質(zhì)量。
參考文獻
1.張榮《淺析數(shù)學教學中學生能力的培養(yǎng)》吉林教育;2010年02期
篇6
【關鍵詞】數(shù)學;德育;美育
【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-5071(2012)06-0206-01
數(shù)學課程改革的全面實施,對數(shù)學學習內(nèi)容提出了新的要求,學生不僅要體會到數(shù)學與自然及人類社會的密切聯(lián)系,同時還要培養(yǎng)學生良好的思想品質(zhì),具有一定創(chuàng)新精神和實踐能力。要培養(yǎng)新時期全面發(fā)展的合格人才,德育學科是素質(zhì)教學的重要環(huán)節(jié),因此在學生教學過程中教師要努力鉆研、善于挖掘教材中的德育和美育因素,本文就數(shù)學教學中德育和美育的滲透作一點探索。
1 運用數(shù)學哲理培養(yǎng)正確價值觀和良好的個性品質(zhì)
數(shù)學是現(xiàn)實生活的抽象與模型,許多的教學內(nèi)容,都可以從生活入手,充分利用數(shù)學來源于生活,把數(shù)學知識的本質(zhì)還原到生活中,在提高學生的知識與技能的同時還可以讓學生在學習時感到樂趣和成就感,從而激勵學生更深入地學習和研究。
例如,我們進入初中學習的第一章數(shù)學內(nèi)容是豐富的圖形世界,有一節(jié)內(nèi)容是幾何體的三視圖,對于抽象的概念學生很難把握其精髓和實質(zhì),因此我舉“橫看成嶺側(cè)成峰,遠近高低各不同,不識廬山真面目,只緣身在此山中”例子,這首詩讓學生很快就明白了為什么同一個幾何體從不同的角度去看結(jié)果就不相同,學生把握了三視圖的本質(zhì),同時認識到了解人和事需要從多角度進行觀察,才能正確全面掌握本質(zhì),防止以偏賅全。
2 善于運用數(shù)學史對學生進行人生觀教育
在人類探索知識和文明發(fā)展的歷史長河中,數(shù)學發(fā)展經(jīng)歷了漫長的滄桑歲月,它的發(fā)展影響著科學技術的進步和社會文明的發(fā)展進程,對此,教師應注意挖掘教材中的有關材料,向?qū)W生介紹數(shù)學家對知識的發(fā)現(xiàn)和嚴密的推理、分析過程,調(diào)動學生的積極性,培養(yǎng)學生對科學知識熱烈的向往和探索。
例如在學習直角三角形“勾股定理”時,先讓學生查閱資料,搜集這個定理的產(chǎn)生過程和不同的證明方法,以及它在生活上的應用,讓學生自己撰寫小論文,給他們提供一個自主探究的機會,使學生在學會數(shù)學基礎知識和基本技能的同時,還能受到良好的數(shù)學文化教育。
在講授平面直角坐標系時,首先將它最本質(zhì)的內(nèi)涵傳達給學生,它通過平面內(nèi)的點與有序?qū)崝?shù)對形成的一一對應的關系,將一個點在平面內(nèi)的位置,由它的兩個坐標(橫坐標、縱坐標)確定下來。因此有了直角坐標系以后,人們才得以用代數(shù)的方法研究幾何問題,從而達到了數(shù)形結(jié)合的數(shù)學思想。而這種巧妙的方法和技藝是誰創(chuàng)立的呢?這時候同學們的好奇心就完全被吸引過來了,專注的神情表明想和我一起來揭開它神秘的面紗。平面直角坐標系的創(chuàng)始人是笛卡兒,他用平面上的一點到兩條固定直線的距離來確定點的位置,用坐標來描述空間上的點,使幾何問題不僅可以歸結(jié)成為代數(shù)形式,還可以利用代數(shù)變換來發(fā)現(xiàn)和證明幾何性質(zhì),把曲線看成點的運動的軌跡,不僅建立了點與實數(shù)的對應關系,而且把“形”和“數(shù)”兩個對立的對象統(tǒng)一起來,建立了曲線和方程的對應關系。讓學生知道任何一個定理、公式的形成均來自不斷的思索和實踐,引導學生養(yǎng)成勤于思考、敢于探索的習慣。還可以把我們的人生比做一個無形的坐標系,在這里每一個人都會找到自己的位置,因此在我們整個人生發(fā)展的最關鍵時期,要確立遠大目標,用自己的努力和踏實書寫屬于自己的人生軌跡。
3 寓數(shù)學課堂教學于美育
數(shù)學家羅素說過:“數(shù)學中有至高的美?!睌?shù)學的美真實地存在于我們所學習的每一個知識點中,很多老師對于概念課的講授都有同樣的感受,就是學生經(jīng)常對概念和定義的理解模糊,因此在講解定義和概念時,應結(jié)合具體教學內(nèi)容啟發(fā)學生體味其語言的精煉、準確,使學生感受到數(shù)學語言的簡潔美,有意識地分析和挖掘蘊藏在公式、定理、法則背后的數(shù)學美,深刻感受數(shù)學內(nèi)在奇妙結(jié)構(gòu)的完美的和諧統(tǒng)一性,例如三角形雖然形式千變?nèi)f化,但內(nèi)角和始終不變。從而達到啟迪學生的審美意識,形成強烈的認知趨向和身心滿足,提高教育教學質(zhì)量和效率。
在講授黃金分割時,我先給同學們展示了幾幅蘊含了黃金分割知識的漂亮圖片,再把黃金分割的概念給學生,但是對于這個概念和比例式學生經(jīng)常會混淆,很難扎實掌握,因此我給學生們講述了黃金分割的神奇魅力:
(1)古埃及胡夫金字塔:文明古國埃及的金字塔,形似方錐,大小各異。但這些金字塔底面的邊長與高都是黃金比例。
(2)蒙娜麗莎的微笑:蒙娜麗莎的頭和兩肩在整幅畫面中都完美地體現(xiàn)了黃金分割,使得這幅油畫看起來是那么的和諧和完美。
(3)我們的國旗上就有五顆星,還有不少國家的國旗也用五角星,這是為什么?因為在五角星中所有線段之間的長度關系都是符合黃金分割比例的。
有了以上生活中的實例,讓學生理解黃金分割的實質(zhì)是一種比例關系就很容易接受了,同學們聽著這些知識的講解時興奮不已,就在這個時候我對學生說:“心動不如行動,請同學們在練習本上畫一條線段,然后利用你所學習的知識,自己找出這條線段的黃金分割點?!?/p>
4 數(shù)學德育與美育教學中應該注意的問題
4.1 新時期的數(shù)學教師應該強化德育和美育意識:“身正為師,學高為范”,因此一定要加強數(shù)學教師的專業(yè)素養(yǎng)和文化底蘊,才能站在較高的認知水平上分析和處理教材。以前對于教師有這樣一種要求:“如果你想要給學生一杯水,那首先你自己應該有一桶水?!比欢诋斀竦男聲r代背景下,我想現(xiàn)在的教師應該是一眼靈動的泉,淵博的知識和豐富的文化內(nèi)涵汩汩流淌,滋潤和澆灌著每一名學生的心田。
篇7
濮陽市第五中學 李艷紅
【內(nèi)容提要】
一、課堂演示實驗的意義;
二、課堂演示實驗的特點;
三、課堂演示實驗應注意的問題。
【關鍵詞】
生物學課堂演示實驗 實驗教學 演示實驗
【正文】
生物學作為一門以實驗為基礎的學科,實驗教學在課堂教學中占有極其重要的地位。課堂演示實驗教學是教師結(jié)合課堂教學內(nèi)容的需要用演示的方法進行的實驗教學,是一種直觀教學手段。通過演示實驗可以幫助學生形成生物學概念,進一步理解和掌握生物學知識。演示實驗是學生進行觀察和獲得感性認識的重要源泉,是教師講解生物學概念、規(guī)律的基礎,也是培養(yǎng)學生觀察力、注意力和思維力的重要途徑。
一、課堂演示實驗的意義
課堂演示實驗在教學中具有極為重要的意義。具體說來有以下幾個方面。
1、鞏固知識,加速新知識的掌握
生物學演示實驗分為兩類:一類是以獲得新知識為目的而進行的演示實驗,另一類是以驗證鞏固知識為目的而進行的演示實驗。演示實驗的一個顯著特點就是直觀性,它將學生不易理解的抽象知識具體化,使學生首先獲得感性認識。在此基礎上,學生通過教師的啟發(fā),經(jīng)過積極的思考,很快形成正確的概念并理解和掌握有關知識點。
2、調(diào)動學生的積極性,活躍課堂氣氛
課堂演示實驗教學通過看得見、感受得到的現(xiàn)象,使學生在良好的情緒狀態(tài)中學習,很容易提高學生的學習興趣。良好的課堂教學氛圍,使學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習。例如:"呼吸作用"演示實驗,將點燃的蠟燭在分別裝有萌發(fā)的種子(甲瓶)和煮熟的種子(乙瓶)里,觀察蠟燭在兩瓶內(nèi)的燃燒情況。隨著蠟燭的燃燒情況的變化,學生的學習興趣一定會不斷被激發(fā)。觀察形象生動的演示結(jié)果,學生會產(chǎn)生強烈的認識沖動,并形成最佳的心理狀態(tài),經(jīng)過教師的講解和自身的積極思考,能很快掌握有關的知識內(nèi)容。在對低年級的教學過程中,若采用一些適當?shù)娜の缎匝菔緦嶒?,可活躍課堂氣氛,學生的注意力、觀察力和學習的積極性都會有明顯地提高。
3、有助于傳授生物學技能和科學實驗方法
在進行演示實驗教學中,根據(jù)教學要求教師要向?qū)W生介紹有關演示實驗的設計方法、實驗注意事項、實驗設備的準備、實驗儀器的使用、藥品的使用和配制等知識內(nèi)容,并對實驗結(jié)果進行分析和說明。通過演示實驗的教學,學生可以初步了解和掌握生物學科學實驗的基本思路、基本技能和基本方法。在進行植物光合作用內(nèi)容的教學過程中,介紹完光合作用的基本內(nèi)容后,向?qū)W生提出如何驗證光合作用產(chǎn)生氧?啟發(fā)學生認識到由氧氣的特性(不溶于水、并可使余燼的火柴復燃)出發(fā)來證明氧氣的存在。然后繼續(xù)引導學生思考如何選用實驗材料(為什么選用水生植物作為實驗材料?),如何設計實驗步驟,如何確保實驗成功。 在演示實驗教學過程中,通過教師認真講解、不斷啟發(fā)引導、一絲不茍認真操作,學生會逐步形成良好的科學態(tài)度,他們的科學實踐能力也能逐步得到發(fā)展。
4、培養(yǎng)學生的能力
在生物學教學過程中要培養(yǎng)學生綜合素質(zhì),關鍵在于培養(yǎng)學生良好的觀察力和注意力,以提高學生分析問題和解決問題的能力。在演示實驗教學中,教師引導學生進行有目的性地觀察,使學生對事物的觀察減少了盲目性,通過啟發(fā)學生很容易抓住要觀察的重點。教師在指導學生進行觀察的基礎上,有意識地引導學生在通過觀察所得到的感性知識的基礎上綜合歸納逐步形成理性認識,培養(yǎng)了學生的綜合思維能力。
二、課堂演示實驗的特點
課堂演示實驗有許多特點,但其中最突出的是以下四個:
1、靈活性
一般演示實驗所要求的設備比較簡單,操作比較方便,可塑性強。在教學過程中可以采用邊演示邊講述或是邊演示邊談話方法進行,也可以先演示后講解,或是先講解后演示;可以演示實驗的全部過程,也可以演示其中的一部分。有些演示實驗需要較長時間,因而在課堂上只能演示其中的一部分。可以只演示實驗的開始幾個步驟,也可只演示實驗的最終結(jié)果。在實際教學中,要做的實驗很多(例如初中生物學教學大綱中規(guī)定了52個實驗和實習教學內(nèi)容,以及18個演示教學內(nèi)容),其中有些實驗比較復雜,會因為學生知識和技能的不足或者是由于實驗設備、教學時間的限制而無法實施。將有關的學生實驗進行一定的簡化,改為課堂演示實驗,可以在一定程度上彌補由于實驗少給教學帶來不足。
2、時間性
課堂演示實驗是對時間要求比較強的一種教學形式。它的時間性表現(xiàn)在兩個方面,一方面課堂演示實驗應盡可能在一個單位的教學時間內(nèi)完成,另一方面許多課堂演示實驗對季節(jié)條件有一定要求。當有多個演示實驗可供選擇時,在不影響教學效果的前提下,應盡量考慮選擇采用時間比較節(jié)省的演示實驗。對于時間跨度比較長的演示實驗,要盡可能讓學生觀察到完整的實驗過程,以加深學生對內(nèi)容的理解。例如:演示"光合作用需要光"這一實驗,可讓學生提前完成植株的"饑餓"以及用遮光器對葉片的遮光處理等步驟,在課上教師只需做"檢驗遮光葉與非遮光葉中是否存在淀粉"的演示實驗。演示內(nèi)容與課堂教學內(nèi)容是相關聯(lián)的,選擇有關生物材料時,應考慮材料生長的季節(jié)性。如果有關的教學內(nèi)容正好安排在秋季,那么選擇演示實驗有關生物材料時,必須考慮秋季生活的(動、植物)材料。在準備演示實驗時,還要注意考慮到在不同季節(jié)、不同天氣情況下由溫度和光照不同所帶來的對演示實驗結(jié)果的影響。許多教師在預備實驗時,常能得到預期的實驗結(jié)果。但正式上課時,卻可能由于天氣的變化(如溫度降低、天氣轉(zhuǎn)陰光線不足),而影響演示效果。在這種情況下,可以通過加光(用燈光照射)和增溫(使用恒溫設備)來改善實驗效果。
3、簡潔性
演示實驗不包含復雜的操作過程、復雜的實驗操作技巧和復雜的設備儀器,也不要求學生有復雜的知識背景。演示實驗的目的是用已掌握的知識內(nèi)容來解釋較深奧的科學知識。由于課堂教學的時間限制以及環(huán)境的限制,演示實驗在設計上必須要精巧,演示結(jié)果要一目了然。將實驗課中的有關實驗簡單地搬到課堂做為演示實驗是不適當?shù)摹?/p>
4、直觀性
演示實驗不同于普通的實驗課教學。多數(shù)情況下,課堂演示實驗是由教師在講臺附近進行操作的。因而不論是在設計演示實驗方案時、還是進行演示實驗操作時,都應考慮到要保證使全班同學能夠觀察到演示實驗操作的全過程,同時實驗的結(jié)果也要清晰明了。
三、演示實驗應注意的問題
1、精心選擇,服從教學目的性
演示實驗是課堂教學有機整體的一部分,選擇演示實驗要以突出教學重點和解決教學難點為目標。要精心地選擇演示實驗的內(nèi)容,使演示實驗有助于講清重點、突破難點。比如有關光合作用內(nèi)容教學的演示就相當多,有的演示實驗用于說明光合作用過程中有二氧化碳的參與,有的演示實驗用于說明光合作用過程中氧氣的產(chǎn)生,有的演示實驗是用來說明光合作用過程是需要光的。在生物材料選擇上,有的使用一片葉子,有的使用植物提取液,有的使用水生植物,還有的使用陸生植物。可用于光合作用演示實驗的生物材料種類也千差萬別。要善于根據(jù)教學的實際要求,對材料進行合理地選擇。另外,在教學過程中,應該使講授內(nèi)容與演示操作恰當?shù)嘏浜希浞謫l(fā)學生進行觀察和思考,引導學生在演示操作過程中發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。特別是要在思想上明確演示的目的在于使學生獲得知識和能力。因此,應該及時把學生在觀察中所得到的感性認識提高、概括起來,形成概念和規(guī)律,發(fā)展學生的思維,切不可為演示而演示。
2、嚴格設計,確??茖W準確性
演示實驗設計要正確無誤,操作步驟要合理,時間安排要得當。為確保實驗效果良好,應嚴密控制實驗條件,并可通過設置對照組等方法來增加的演示實驗說服力。在設計實驗時,要注意不斷地改進實驗儀器、實驗材料和實驗方法,使演示效果更加有效明顯。對演示過程中可能出現(xiàn)的問題要進行充分估計,對可能影響演示實驗結(jié)果的各種因素都要進行分析,采取相應的措施減少各種因素對演示實驗結(jié)果可能產(chǎn)生的不利影響。在演示實驗教學中,教師必須注意嚴格按實驗操作熟練規(guī)范正確地操作,使整個演示真實可信,并確保演示實驗的順利成功。對于在演示操作過程中出現(xiàn)的意外情況一定要認真地科學地對待,要認真分析其原因,不要急于下結(jié)論,應當引導學生自己思考找出發(fā)生這些情況的原因,以培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。
3、認真預備,增加成功把握性
充分的課前準備是演示實驗成功的保證。要按照教學目的,根據(jù)演示實驗的設計和實際條件,合理安排。認真做好實驗器具、實驗試劑藥品、實驗材料和一些必備輔助教具的準備工作。做好有關實驗用品的清單卡片,上課前要逐一對照檢查后帶入課堂,以免影響演示實驗的正常進行。做好預備實驗,保證教師的實驗操作嫻熟規(guī)范,同時可以盡早發(fā)現(xiàn)演示過程可能出現(xiàn)的問題,以便及時對實驗進行改進。通過預備實驗,還可以找出學生可能出現(xiàn)的疑難處或忽略處,以便設計好有關的提示。
4、合理使用,提高直觀有效性
演示用具的位置要適宜,注意有關儀器設備安放的角度,不要遮住學生觀察的視線,要使所有的學生都能觀察到演示實驗的整個過程。同時演示桌上只能放置與實驗有關的材料和用具,暫時不用的材料的器具應放在學生視野以外,以免分散學生的注意力。可用染色法來提高演示物的顏色或用強化演示物背景顏色來增加反差等手段使觀察的目標鮮明突出。例如:"滲透作用"演示實驗用的蔗糖溶液是無色透明的,增加顏色可使結(jié)果更加醒目。對于小型材料可以采用巡回演示法進行演示,也可借助投影設備將微觀變?yōu)楹暧^。必要時,復雜的實驗應先畫好圖解,或使用其它直觀教學手段,輔助學生觀察。
5、細心指導,增強教學啟發(fā)性
篇8
[關鍵詞]科學史;小學課程;融人;體驗[中圖分類號]g65 [文獻標識碼]a [文章編號]1671—6493(2011)04—0080-05科學史融人中小學教育,提高未來公民的科學素養(yǎng)是一個傳統(tǒng)而又不斷變化的課題。目前大陸中學階段的科學史融入教育以科學課程做得較深入,“科學”(7—9年級)課程標準具體提出融入的五種方式,也出現(xiàn)了一些具體的教學模式設計,但是還缺乏系統(tǒng) 、長期和各學科的實證研究。小學科學史的教育較多還停留在提高學生學習興趣 ,輔助知識點的學習等層面上。筆者就此擬對科學史融入小學課程提出課程的選擇、實施和教師的準備等方面建議 。
一
科學史走進小學的意義二戰(zhàn)以后 ,科學素養(yǎng)逐漸成為公民教育中科學教育的主要 目標 ??茖W素養(yǎng) (scientiifcliteracy)是融科學知識、科學方法、科學態(tài)度、科學價值觀等多種因素為一體的復合概念,是一個人整體素質(zhì) 中重要的組成部 分。個人早期確立起 的對科學 的興趣 、態(tài)度 ,對其成年時在科學素養(yǎng)方面所能達到的境界有決定性 的影響。在小學 ,科學教育的主要起步階段 (國外較為正式 的科學教育 已經(jīng)從 幼兒園大班開始),對科學與人文的融合、科學的人性化如果有很好的理解的開端 ,對孩子們一生的科學精神和科學態(tài)度形成將有奠基性的影響。
學習科學史有兩層意義 。一是科學 自身的,包括科學發(fā)展的過程性、積累性和可修正性。另一層意義是人文的,能夠讓孩子們理解近代科學發(fā)展史與社會需求緊密相關的,從中領悟一些構(gòu)成人的修養(yǎng)的東西 ⅲ。對于小學科學教育而言,后者具有更基本、更普遍的教育意義。了解科學技術發(fā)展過程 中的那些困難和挫折 ,對他們培養(yǎng)實證精神 ,不浮躁、克服困難有一定的榜樣和激勵作用。了解科學技術的主要發(fā)展史中那些改變了社會生活的歷史事件,可以使小學生體會到科學與生活的結(jié)合如此緊密 ,科學技術的發(fā)展影響著社會 的方方面面,正確的科學決策對社會和環(huán)境的影響巨大等等 ,自然而然地重視學習科學技術,逐漸培養(yǎng)社會參與感和責任感。
二 當前科學史融入小學課程的
現(xiàn)狀當前我國的小學課程與科學史的關聯(lián)度 ,主要體現(xiàn)在以下四個方面:一,科學史在小學各科課程的融入 渠道仍 以教材 和教輔 閱讀材 料為 主。二,“科學”對科學史的關注度在小學各科課程中最大。三,小學各科的課程標準 、課程指導綱要中科學史方面的教學支持不夠,沒有介紹主要的科學史教學策略。以 “科學” (3—6年級)課程標準為例,對科學史的要求主要表現(xiàn)在情感態(tài)度價值觀方面。在情感態(tài)度與價值觀內(nèi)容標準中, “對待科學”這點的具體內(nèi)容標準有 :“認識到科學是不斷第 4期 林海燕:科學史融人小學課程的研究 83可以多學習和分析 國外這方面的先進教育經(jīng)驗 ,把東西方技術史中適合小學生學習、體驗的內(nèi)容好好設計成課程 內(nèi)容、學習和動手體驗的資源,為公民科學素養(yǎng)中薄弱環(huán)節(jié)做好基礎性的教育工作。
四 教師是影響科學史 融入小學
課程效能的關鍵因素(一 )教師 自身科學素養(yǎng)是最根本 的影響因素效能,達到系統(tǒng) 目標的程度 。影響科學史融入小學課程效能的關鍵 因素還是課程的實施者教師。
一
個世紀以來,現(xiàn)代科學已經(jīng)在中國古老的大地上結(jié)出了輝煌的科技文明之果 ,但是中國科學和科學教育在 21世紀的進一 步發(fā)展還面臨著 巨大挑 戰(zhàn)。
正如中國科學院院長路甬祥所指出的那樣,“現(xiàn)代科學精神還沒有在中國扎根”。公民乃至教師的科學素養(yǎng)仍然不容樂觀。從一定的意義上來說,教師是否具備當代科學精神,是否理解科學本質(zhì),是關系到全體公民科學素養(yǎng)高低的根本性問題。小學所有教師 (不僅僅是科學教師 ) 自身的科 學素養(yǎng)對其教學和日常工作、生活決策有很大的影響。其科學素養(yǎng)的養(yǎng)成一是要靠職前教育,更主要的要靠自己終身主動的學習 ,汲取各種載體和渠道帶來的科學營養(yǎng)。
(二)教師駕馭科 學史題 材 的能力影 響融人效能美國 《科學素養(yǎng)的基準》一書中為何不強調(diào)用簡化的科學史作為小學教育 的素材 ,主要原因是擔心沒有很好地處理歷史素材,扭 曲和曲解科學史素材細節(jié)中的科學精神涵義。確實,教師如何駕馭hps教育素材,對其自身理解科學素材、自身科學素養(yǎng)是一個很大的考驗。即使教材和教學資源齊備 ,不 同的取舍傾 向、教學指導中的實踐也可以區(qū)分出哪些教師真正樹立起求真務實的科學精神 ,真正理解和領會科學探究的內(nèi)涵和意義,哪些教師對科學精神、科學價值觀的學習只停留在表面。哪些知識的學習可以超越知識本身的價值,同樣的素材不 同的教學和學習方式效果也是不盡相 同的。例如:如展示月相的變化是一回事 ,讓孩子們連續(xù)觀察并記錄 28天左右的月相是另一回事。后者給予兒童更多也更重要 的東西,如 :堅持性 、客觀性 、認真、嚴謹 。
不少專家針對科學教育的實際情況,提出幾種主要的科學史模式:馬修斯的適度模式、孟克和奧斯本的融合模式、互動式歷史小故事模式、動手做模式等。1994年澳大利亞科學哲學教授邁克爾 ·馬修斯 (michaclr.matthews)認為應 當把科 學史的教育 目標限制在讓師范生或教師了解課堂上出現(xiàn)的有關認識論和科學本質(zhì)的問題范圍內(nèi)。對課程中的認識論和科學本質(zhì)知識,要提出:“知識什么意思?如何知道的?”之類 的問題,做初步 的哲學分析以使師范生或教師更好地理解科學史中所蘊含的獨特經(jīng)驗和概念問題,同時,這種方法也在一般意義上促進 了批判性 思維和反省思維 j。在小學 的高年級實施這種方法有一定的效果。1997年,英國倫 敦 大 學 皇 家 學 院 的科 學 教 育 者 孟 克(m.monk)和奧斯本 (j.osborne)在總結(jié)歷史經(jīng)驗與教訓的基礎上,結(jié)合當前關于科學課程改革的新觀點 (如建構(gòu)主義學習觀),提出科學史教學模式。這一模式假設學習的課題是科學史上某一科學家曾經(jīng)研究過的 自然現(xiàn)象,當前國內(nèi)有一些科學教育工作者依此設計了的初中科學 “神奇的激素”、“光合作用發(fā)現(xiàn)過程”和 “自由落體運動”等教學模式 j。但 在小學 階段 鮮見類似教 學模式 實例。
高年級的主題式教學,可以采用這種孟克和奧斯本的融合模式進行科學史教學設計 ,選擇的主題仍要挑選科學史上某一科學家曾經(jīng)研究過的自然現(xiàn)象,學習的難度、科學概念的數(shù) 目要有所控制,但是方法是一致的。希望通過研究,對科學史走進小學課堂探索出一種切合實際的有效教學模式。
(三 )教師必須掌握有效 的測評方法科學史的學習評價內(nèi)容包括科學史的史實、科學本質(zhì)的理解 、科學研究的主要途徑、科學共同體的作用等??茖W史的學習影響了學生精神、方法層面的養(yǎng)成 ,人的價值觀、情感態(tài)度方面有表現(xiàn)反映在行為之 中,因此 ,單純的卷面測試往往無法真正反映學生 的 “本我” 的變化 j。觀察法 目前是 比較好 的測評方式 。例如結(jié)合錄像 ,學生熟悉 的教師在觀察小學生科學史學習前后對科學探究、科學合作以及學習小組的成長自我反饋中記錄學生的變化,進行科學態(tài)度、科學本質(zhì)理解和體會的測評,以期爭取取得客觀地評價 ,但在班級集體教學中著實不易,教師的工作量大,難免以偏概全。教師還需多學 習、掌握 心理 學的一些 方法,例如科 學興趣、科學精神的投射分析。常規(guī)考查工作,如佚事記錄、教學 日記、行為核查等 ,兼顧學生互評和 自評也是有效的測評方式u 。82 集美大學學報 第 12卷限制,把課堂學習延伸到課外??茖W閱讀可以幫助兒童構(gòu)建大觀點 (bigidea)——學科的重要思想 ,這一構(gòu)建過程是連續(xù) 、漸進的,小學科學教育不能完成這一構(gòu)建,但所指向的是這些大觀點??茖W閱讀可以幫助兒童認識科學與社會生活的息息相關 ,幫助兒童學會從科學的視角分析問題,幫助兒童理解科學家的工作hj。
科學閱讀可以一定程度彌補低幼兒童的科學教育缺失。由于上世紀末大陸的基礎教育課程改革將小學 “科學”課程放在 3—6年級才開設 ,學前到小學低年級的科學教育實際上成為一個空白段,從兒童的學習能力和學 習需求看 ,這是很不合理的。
科學閱讀可以提供低幼兒童的一個 自由、寬松的科學學習渠道,繪本是一種非 常受歡迎 的閱讀文本 ,并將愈來愈受到歡 迎。對低幼兒童科學繪本 的推廣 ,亞洲地區(qū)以 日本做得最好 ,臺灣和韓國也開始跟進 ,近年來在大陸城市知識階層較受歡迎 ,以引進翻譯為主,出版的類型中,科學和自然的繪本較少。希望教師和家長 以及出版行業(yè)能加大科學閱讀的推廣力度,培養(yǎng)孩子終身科學閱讀習慣 。
(三)課程內(nèi)容要避免非科學的簡化史歷史為理解 “科學工作是怎樣進行 的”提供通道。美國科學促進協(xié)會著的 《科學素養(yǎng) 的基準》并不主張學生們學習某種簡化的科學史 ,它認為簡化的科學史可能會將科學與歷史都攪亂了,使深入學習變得更加 困難 j。但也認 為教師 和研 究人員仍可繼續(xù)合作某種簡化的科學故事對于學生的理解有幫助,并從中受益。確實,非科學的簡化史、片面強調(diào) “靈機一動 ”的發(fā) 明創(chuàng)造史 ,往往 給小 學生帶來科學不嚴肅的錯誤印象。怎樣展現(xiàn)歷史?為了幫助學生更好地理解這一切 ,就要有合適的學習教材。在教學中有必要用翔實的傳記、參考書和影片來研究歷史上的實例,用各種信息展現(xiàn)方式來幫助科學史的學習。課程內(nèi)容要注意區(qū)分科學史故事的傳奇性和科學性的區(qū)分。如果把牛頓從蘋果落地發(fā)現(xiàn)萬有引力等類似的故事當成科學發(fā)現(xiàn)的典型過程,忽視故事后面的科學家長期觀察、思考、探究所付出的勞動和知識積累,科學家對真理追求的孜孜不倦精神,甚至會給神秘主義和偽科學培育適宜的土壤 。
(四)課程實施注重體驗 ,讓歷史動起來僅僅是 “讀” 了科學 ,歷史描述 的如果是他們不熟悉的事物或者是他們不關心的事物,例如風車產(chǎn)生地點這一事實對孩子們來說沒有很大意義。
經(jīng)歷是關鍵的因素。對兒童學習的研究揭示了這樣一個事實:當孩子們沒有親身經(jīng)歷在學校所學的事物時 ,課程想要傳授 的知識往往對他們毫無意義。
兒童迫切需要親身體驗的部分原因在于今天的孩子在成長的過程中越來越遠離自然界。感性體驗的缺乏意味著孩子們?nèi)鄙賹κ澜邕M行感知的資源,這與前幾代人的情形截然不同?,F(xiàn)在的孩子們也帶著很多知識來到學校并帶著大量的圖像、事實和幻想。
但孩子們深深缺乏的是對世界上客觀約束以及期望與實現(xiàn)之間區(qū)別的內(nèi)在理解 j。因此,選取合適的科學技術史題材,讓小學生進行適合他們年齡和身心發(fā)育特征的體驗性的科學技術史學習,讓書面的歷史生動起來 ,將是一種可行的學習方式。從課程內(nèi)容的編排次序上看,以教育重演論為指導思想的循序漸進模式是一種較為成功的學習模式,尤其是小學階段。一方面 ,這些歷史素材符合孩子們的認知能力。另一方面,通過選用這些歷史素材,與 當時歷史條件下的社會需求 自然地結(jié)合起來。所有這些,都是為了使學習的發(fā)生,像奧蘇貝爾所稱的那樣,更加 “有意義”。如英國某小學低年級以 “古羅馬”為主題設計的系列 “綜合課”案例 ,其小學的技術教育往往學習制造盎格魯一撒克遜時代 (相當于我們的南北朝)碾玉米用的水輪機等-1jl。
(五)技術史學習不能忽視
我們的小學科學教育中總是有意無意地忽視 了技術教育,勞動與技術教育是小學綜合實踐活動四大學習領域之一,但是,我們習慣上仍是把 “勞動與技術”放在德育的領域中,為其服務,而忽略了技術教育對社會生活的重要性。一個從小很少玩玩具的人往往成不 了好的工程師 ,一個從小沒有勞動習慣的人很難成為熱愛創(chuàng)造的勞動者。技術史的學習在小學可以讓小學生感受到技術對社會生活的重要性,可以成為小學生動手體驗科學技術發(fā)展的好學習材料。在國外一些專門的科學史博物館,復制實驗成為一種很好的科學技術史學習渠道,在復制實驗過程中,可以體驗到當時科學技術的突破有多么艱辛。也可以了解當時的科學共同體研究的思路和范式,這種思維的寶貴財富由于很難在文獻和固化的成果中直接展現(xiàn),往往是無法傳承和被忽略的。我國歷史中不僅形成了獨具特色的四大實用科學體系,在技術方面也很 長時間走在世界前 列,教師和社會博物館業(yè)以及青少年技術教育工作者們發(fā)展的”和 “不迷信權威”?!盎顒咏ㄗh”方面給予的技術支持很不夠 ,簡單 的活動主題建議 ,缺少活動實施的具體建議和范例分析: “猜測 10年以后會有哪些科學新發(fā)現(xiàn)和技術新發(fā) 明;搜集科學技術發(fā)展史上的故事,與同學分享”。相關的 “對待科學、技術與社會的關系”方面具體的內(nèi)容標準是:“用科學改善生活、關注與科學有關的社會問題和科學的雙重作用”,在具體教學實施中經(jīng)常與關于科學史的學習割裂開來,或者簡單地疊加。小學教師教學輔助資料和網(wǎng)絡支持等教學資源中也鮮見介紹科學史教學策略,提供教學策略學習、探討的參考和范式。查閱 2000年以來 的科學史融 入小學課程案例 ,來 自第一線的教學案例發(fā)表很少 ,個別課程案例出現(xiàn)在一些小學 自建網(wǎng)站中,孤立地探討教材的執(zhí)行 ,沒能從科學史深層的教育意義中挖掘教學資源和進行教學設計。四,情感態(tài)度與價值觀評價實施困難??茖W史的學習評價重點應是在情感態(tài)度與價值觀方面。如小學生 “科學學習的態(tài)度”具體可以評 價他們的學習興趣是 否濃厚,學習動機是否強烈 ;能否尊重事實尊重證據(jù) ,能否大膽想象勇于創(chuàng)新;是不是樂于合作與交流,樂于采納別人的意見 ,樂于改進 自己的學習或研究 ;能不能關心科學技術 ,熱心參與有關活動 ,發(fā)展對 自然和社會的關懷和責任感。有必要關注小學生的實證興趣和習慣的養(yǎng)成程度 ,以及主動探究和科學實驗的一些最基本的方法及手段 的規(guī)范程度?,F(xiàn)在 ,這研究方法的養(yǎng)成和規(guī)范 ,在大陸的基礎教育中仍是比較薄弱的,其結(jié)果反映在不少大學生學習、研究方法不規(guī)范,這與臺灣地區(qū)及港澳教育較重視習慣的養(yǎng)成、方法的掌握有很大的不同。實證的精神沒有倡導、正確的科學態(tài)度沒有養(yǎng)成、基礎的學習和研究范式?jīng)]有規(guī)范 ,會對整個民族的社會活動和學術研究帶來 隱憂和不足。
三 科 學史 融入 小 學 課程 有效途徑及關鍵點(一)小學設置的課程均適合科學史融人小學階段科學素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅僅 限于 “科學”課程的教與學,其他學科也是很好的培養(yǎng)科學素養(yǎng)的渠道、領域和載體。比如小學語文、歷史、社會、綜合實踐活動等課程。在小學合適的課程中融入科學史 (包括技術史 ,以下同),追求的 目標是不生硬、師生樂意、愉快地學習。從而為科學史扎根基礎教育實際提供一種有益的教學科學研究。教育家葉瀾指出,教育科研一是要明確教育的特殊性,越是基礎教育,越要把握教育本身的規(guī)律性,否則就會脫 離底線 ,二是改變思維方法。在她看來,現(xiàn)在改革的基本思維方法是做加減法,但實際上我們需要 “化”。比如 ,一說加強學生實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),就先想到開一些課程,課程可以開 ,但更重要 的是 “化 ”到里面去 ,讓知識 和技能的傳授成為培養(yǎng)學生智慧和動手能力的過程 】。
開發(fā)小學課程教材和教學資源時 ,要以統(tǒng)一的觀念和角度看待科學教育和人文教育,在不同課程的共同的教學資源方面較好地進行融人和融化,自然、妥 帖、恰切地安排科學史內(nèi)容,可以為一線教師的實際教學起到基礎性的匡正和引導 ,對學生的學習也起到有力的引導。除了融人不同課程外 ,還需細致考慮學生的年齡差異安排不同學段的科學史內(nèi)容,總體上高年級的教學科學史涉及較多,低年級科學社會學涉及部分要比科學史多。教材和相關學習資源的細節(jié)方面也要注意科學與性別、角色分工的潛意識暗示等等問題 。
(二)科學閱讀仍是科學史融入小學教育的良好渠道科學 閱讀 (sciencereading)是通過科學 閱讀材料,包括科普讀物、科學文章、科學童話、科學故事等,以增進科學學習。在學習內(nèi)容豐富、學校課程時間有限的矛盾中,科學閱讀仍是科學史融人小學 的良好渠道 ,科學史本身就是豐富的科學閱讀素材??茖W閱讀很受小學生歡迎。關于科學素養(yǎng),wellington和 osborne認 為其包含兩種 觀點:其一是學習者需具備有與科學相關的說、讀、寫之能力,也就是包含科學素養(yǎng)基本定義中的技能、情意與溝通 。臺灣地 區(qū) 2002年 的第一次全臺灣科學教育會議 中制定 的臺灣第 一部 “科學教育 白皮 書”中也把提高科普讀物的水準、提升公民閱讀興趣作為提升大眾科學素養(yǎng)的基本策略。通過兒童科普讀物以及科學新聞的閱讀活動,增進學生對科學的主動學習、科學知識之理解與科學新聞的判斷,進而提升科學認識觀 以及學 習興趣 -3j。科學素養(yǎng)另一個衍生 的觀點指的是對于科學知識 的體認 ,包含科學素養(yǎng)中對科學主要概念的了解與應用。由于教材編寫篇幅 的限制、課 時的約束、教學時間的控制等,教科書編寫者和教師心有余而力不足,科學閱讀的重要性便突顯出來,科學閱讀可以不受時空的集美大學學報 第 12卷目前 ,我國大陸仍缺乏多學科、長時間、較大范 圍的科學史融人中小學課程的實證研究 ,因此鮮見本土化的小學科學史教學模式 ,課程研究需要實證 ,筆者在廈門市一所小學進行科學史融人小學五年級 “科學”上冊 的小 型實證研究 ,希望通 過研究 ,對科學史走進小學課堂摸索出一種結(jié)合實際的有效教學模式。
篇9
學生的“學”和教師的“教”是在教育改革中顯而易見的兩個觀察點,但卻是最不容易評說的兩項內(nèi)容。學生學得是否高效?教師教得是否有創(chuàng)新性?課程和教學的“手術”應從哪里“落刀”?在地方常規(guī)考試、觀課、評課中,往往眾說紛紜,莫衷一是。多年來,浙江省以教育前沿理論為指導,以實驗研究為手段,將“高效”與“創(chuàng)新”變成了可觀察、可對比的現(xiàn)實。本欄目將陸續(xù)推出他們課程和課堂評價實證研究成果,以饗讀者。
10年來,浙江省教育廳教研室組織了一大批國內(nèi)知名專家,設立了由50多名專職人員組成的項目組,搭建了由30多臺服務器同時支撐的技術平臺,從2所學校試點,到28所學校實驗,再到272所學校規(guī)模運用,一步一個腳印地開展了關于教學有效性的理論探索、實驗比對和應用推廣,現(xiàn)已達成了這樣的共識:利用現(xiàn)代測評技術捕捉前概念和過程性數(shù)據(jù)促進有效教學,是提高教學質(zhì)量的一條關鍵性途徑,它必將對教學起到革命性的作用。
一、背景與意義
1.國內(nèi)外現(xiàn)狀之一
奧蘇貝爾(David P. Ausubel)在其《教育心理學》扉頁上這樣寫道,“假如要我把所有的教育心理學原理濃縮為一句話,那我會說:影響學習的最重要的、唯一的因素就是學生已經(jīng)認識了什么,弄清楚它,然后進行教學”。在教學過程中,教師只有重視并有效捕捉了學生的前概念,才有可能幫助學生真正掌握知識。顯然,捕捉學生的前概念,是實現(xiàn)有效教學的關鍵性環(huán)節(jié)。
前概念(Preconception)是存在于人們頭腦中相對于新知識的已有認知。它可能是正確的,也可能是模糊或錯誤的。人們在學習任何概念性知識之前,都已經(jīng)有了前概念。無論是哪一個年齡段,也無論是對哪一門學科知識的學習,都是這樣。
國外對前概念的研究可追溯到20世紀初。1929年,皮亞杰(Jean Piaget)出版了《兒童關于世界的概念》,涉及前概念的早期研究。20世紀50~60年代,西方一些國家的學者采用調(diào)查問卷、訪談、作業(yè)分析等方法,捕捉學生已有的前概念。到20世紀80年代,對前概念的研究轉(zhuǎn)向討論學生形成前概念的成因。
國內(nèi)對前概念的研究相對較晚且研究不多,主要集中在物理、化學等教學領域。國內(nèi)學者一般都認同前概念是教學有效性的主要障礙,但在如何有效捕捉前概念的策略研究上幾乎為空白。
綜合國內(nèi)外對前概念的研究,不難發(fā)現(xiàn)存在這樣一些情況:從“前概念”研究涉及的范圍看,國外較多涉及心理學、哲學、醫(yī)學等領域,而國內(nèi)則聚焦在物理、化學教學上,很少有人在其他學科進行探索。從“前概念”產(chǎn)生途徑的研究看,比較有代表性的觀點是將形成前概念的心理途徑歸結(jié)為:先入為主的日常生活經(jīng)驗,知識的負遷移,舊有概念的局限,由語詞帶來的曲解,進行不當?shù)念惐鹊?。從“前概念”捕捉策略的研究看,國?nèi)只有本項目組的成員從2005年開始至今有過研究和實踐,其結(jié)論是“用好互聯(lián)網(wǎng)教育數(shù)據(jù)服務平臺是一條可行之路”。
2.國內(nèi)外現(xiàn)狀之二
教育質(zhì)量監(jiān)測與評估,是監(jiān)控有效教學的主要手段。它至少涉及這樣幾項基本要素:測評目的、測評樣本、抽樣過程、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析。
我國20世紀90年代中期就已經(jīng)開展義務教育質(zhì)量監(jiān)測,但這項研究存在一些問題:主要服務于上級決策,對一線教師提高教學質(zhì)量的幫助明顯不足;監(jiān)測樣本的數(shù)量偏少,形成的評估意見缺乏針對性;抽樣過程不一定客觀;數(shù)據(jù)采集較困難,無法常態(tài)化;相關因素紛繁復雜,僅靠人工手段無法進行較為深入系統(tǒng)的運算、分析和預警。
在國外,尤其西方國家,教育質(zhì)量測評工作的主體通常不是教育行政部門自己,而是第三方水平測評機構(gòu)。其主要特點有:為一線教學質(zhì)量服務;也采取小樣本,也很難形成有針對性的指導意見;抽樣過程不可控;數(shù)據(jù)采集也無法常態(tài)化;人工手段無法進行深入分析。
綜合上述國內(nèi)外現(xiàn)狀,可明顯看出:常規(guī)情況下由于存在幾乎無法克服的困難,人們在做教學質(zhì)量測評時,無可奈何地采取了小樣本;無可奈何地偶爾使用一下測評這一教學質(zhì)量監(jiān)控的主要手段;無可奈何地在采集到的海量數(shù)據(jù)面前望洋興嘆,白白浪費了99%的有用信息;無可奈何地形成自知針對性不強的教學評估指導意見。
3.發(fā)展趨勢
在學科教學領域,課堂教學的有效性取決于教師備課的針對性,而備課的針對性又取決于教師真正了解學生的程度。因此,能否在重視并有效捕捉每一個學生的前概念、形成有價值的分析等關鍵環(huán)節(jié)上有所突破,將是未來各學科教學質(zhì)量能否實現(xiàn)飛躍的關鍵所在。
在教育評價領域,近年來,無論是國內(nèi)還是國外,都相當重視測評,但問題是怎樣規(guī)避抽樣中的人為因素?評估報告給誰看?期望報告閱讀者看出什么來?因此,建立一個科學、公平、客觀、有效的質(zhì)量監(jiān)控體系,將是未來教育評價工作的一項重要使命。
在教育技術領域,近年來,國內(nèi)教育技術學和教育信息化工作似乎遭遇了瓶頸,鮮有突破。因此,能否突破當前教育信息化發(fā)展應用瓶頸,利用信息技術解放教育生產(chǎn)力,將是對教育技術學和教育信息化價值測評技術的重大考驗。
在互聯(lián)網(wǎng)應用領域,我國自1995年第一個網(wǎng)站誕生以來,從只是瀏覽網(wǎng)頁,到今天實現(xiàn)網(wǎng)絡匯款,從只有幾十個用戶,到今天擁有4.5億網(wǎng)民,互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅猛。然而互聯(lián)網(wǎng)對教育的應用價值還遠遠沒有被發(fā)掘出來。因此,讓強大的互聯(lián)網(wǎng)為教學過程、教學評價、教學研究提供強有力的支撐,將是未來互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個重要方向。
4.研究意義
“利用現(xiàn)代測評技術捕捉前概念和過程性數(shù)據(jù)促進有效教學”的研究意義,可以用下面這幅圖來簡要表示。
二、實踐與方法
2008年浙江省教育廳教研室與浙江大學現(xiàn)代教育質(zhì)量監(jiān)測與服務研究所共同成立了“利用互聯(lián)網(wǎng)技術實施教育質(zhì)量監(jiān)測”課題組。在前7年研究的基礎上,課題組用了3年時間對浙江省11個地區(qū)272所小學、初中的20萬學生和相關的教師、家長、教育行政領導使用網(wǎng)絡平臺,監(jiān)測教育質(zhì)量,提高有效教學的情況進行了實驗。
1.教育質(zhì)量監(jiān)測從專業(yè)化走向普適化
利用互聯(lián)網(wǎng)技術實施的教育質(zhì)量監(jiān)測可以對學生學業(yè)進行常態(tài)化、全方位檢測,及時查找、反饋,從根本上解決學生怎樣學習的問題。利用互聯(lián)網(wǎng)技術實施的教育質(zhì)量監(jiān)測不僅可以進行專業(yè)化的施測,也可以幫助學校、教師隨時進行自我檢測,包括對學生的平時作業(yè)、綜合素質(zhì)、學習興趣與動機、師生關系以及影響學生學業(yè)質(zhì)量的學校、家庭、社會等相關因素的測評。它在技術上實現(xiàn)零門檻,實施教育健康體檢,任何測評項目間的數(shù)據(jù)可以任意組合分析,實現(xiàn)教育質(zhì)量監(jiān)測科學化、平民化、普適化,成為一種輔助教育教學及學校管理的日常工具。
2.捕捉學生前概念,實現(xiàn)以學定教的重大突破
前概念指學習者在接受正式的教育之前,在現(xiàn)實生活中通過長期的經(jīng)驗積累與辨別式學習而獲得的一些感性印象、一些缺乏概括性和科學性的經(jīng)驗,以及一些與科學知識相?;虿槐M一致的觀念和規(guī)則。傳統(tǒng)的教學過程中,教師了解學生前概念的渠道有限、覆蓋面窄。教師課堂提問環(huán)節(jié)由于時間限制往往只能顧及少數(shù)學生,學生反饋的信息可能因受到干擾而不真實?;ヂ?lián)網(wǎng)技術為突破傳統(tǒng)教學瓶頸帶來了重大突破。
(1)了解學生的前概念。教師可以課前在互聯(lián)網(wǎng)平臺專有的“討論”模塊中第二天需要學習的討論題目或前置性作業(yè),每個學生都在沒有受到任何干擾的情況下將潛藏在頭腦中的“前概念”表達出來。如此一來,教師上課不再僅憑簡單的主觀猜測來斷定學生的已有認識。學生的前概念是豐富多彩的,不同的學生有不同的前概念,教師只有充分了解學生頭腦中真實的前概念,才能有針對性地設計教學活動,才能更好地為學生的學習提供指導和幫助。
(2)有針對性地設計不同的學習活動。教師將“討論”模塊中所有學生對某一問題的各種認識歸類,理出幾種認識模式,有針對性地設計不同的學習活動,最終實現(xiàn)個性化教學、分層教學。
(3)關注可測性或量化。利用網(wǎng)絡平臺,課前捕捉學生的前概念,就使教師的教學目標非常明確、具體,學生的學習結(jié)果實現(xiàn)自動分析,教師的教學效果和工作效益易于檢驗。在過程與結(jié)果中定量與定性的檢測,更全面、客觀、科學地顯現(xiàn)出學生的學業(yè)成就與教師的工作表現(xiàn)。
(4)讓教師具備一種反思的意識。利用網(wǎng)絡平臺,課前捕捉學生的前概念,就使得教師可以根據(jù)學生的回答,反思以往的教學是否恰當:是否給學生造成了錯誤、片面的前概念;是否有效地糾正了學生錯誤的前概念;自己以學生的前概念為教學起點,為實現(xiàn)教學目標或教學意圖而采用的一系列具體的問題解決行為方式是否有效。
3.以學生為中心,關注學生全面發(fā)展
在新課程的背景下,將過程性評價納入學生學業(yè)評價體系的觀點得到了廣泛的認同和重視,它有利于改變終結(jié)性評價占比過重,一考定終身的現(xiàn)狀。過程性評價認為,凡是學習過程中產(chǎn)生的信息都應當?shù)玫皆u價,而不管這些信息是否在預定的目標范圍或預期結(jié)果內(nèi)。常規(guī)手段下,教師一般都是依據(jù)自己的經(jīng)驗對學生進行觀察、記錄,或者調(diào)動學生進行自評、他評和互評,但是由于教師的工作壓力和工作負荷、學生作為評價者的專業(yè)能力不足和對評價的片面認識,傳統(tǒng)的過程性評價在實際操作中比較混亂,收效并不理想。網(wǎng)絡平臺可以將過程性評價定位到每一個學生,并對每個學生每一天的學習、情感、態(tài)度進行跟蹤記錄,統(tǒng)計分析記錄數(shù)據(jù),并自動將分析結(jié)果推送給教師。教師能夠準確及時地掌握每一個學生每一天的學習發(fā)展、心理成長等問題,從批改作業(yè)等大量簡單的勞動中解放出來。教師根據(jù)分析結(jié)果,重點進行有針對性的差異化教學設計,提高了勞動價值。
網(wǎng)絡平臺可以實現(xiàn)把每個評價對象的過去與現(xiàn)在進行比較,或者把個體的有關側(cè)面進行比較,實現(xiàn)個體內(nèi)差異評價?;诨ヂ?lián)網(wǎng)的過程性評價是一個過程,通過評價過程得到的不是一個等級或評語,而是大量經(jīng)過價值判斷,反映被評價對象工作或?qū)W習質(zhì)量和水平的、定量和定性的數(shù)據(jù)和資料。評價的反饋和導向作用,使學生獲得最大收益。
基于網(wǎng)絡平臺的過程性評價是一個綜合性評價體系,它不僅有延續(xù)性的一面,也有階段性的一面。從延續(xù)性的一面看,評價關注的是在發(fā)展過程中的情感態(tài)度和行為表現(xiàn);從階段性的一面來看,評價關注的是每一階段的學習效果,包括智能的與情態(tài)的效果。
三、成果與創(chuàng)新
1.在學科教學方面
項目組基于多年設計經(jīng)驗,設計研制了有效捕捉每一個學生前概念的平臺模塊,教師可以打開平臺直入個人首頁。如,點擊討論模塊布置討論題。學生利用學校的網(wǎng)絡教室和信息技術課程活動時間,互不干擾、完整地表達自己的前概念。
在兩組對比性公開課上,對照組沒有參與過本項目實踐,實驗組授課教師均來自項目學校。兩堂課的結(jié)果可謂大相徑庭:實驗組教師由于在課前捕捉了每一個學生的前概念,知道了多少學生會,多少學生不會,會的程度如何,不會的有幾種類型等,使課堂教學效果大大提高;而對照組教師在課堂的前20分鐘幾乎是浪費時間。這一現(xiàn)場對比令與會代表驚訝不已。
2.在教育評價方面
項目組基于多年的研究實踐,大膽提出了“基于互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代測評理念及其技術支撐體系”――基礎教育質(zhì)量監(jiān)測與評估現(xiàn)代公共服務體系,設計并研制了承載著現(xiàn)代測評理念、方法、技術的基于互聯(lián)網(wǎng)的教育數(shù)據(jù)服務平臺。
(1)目標定位:服務并促進一線教學質(zhì)量的提高,兼顧為宏觀決策提供數(shù)據(jù)支持。
(2)樣本來源:項目覆蓋到的所有學校及其所屬全體實名制的教師、學生、家長。
(3)數(shù)據(jù)采集。基礎類信息:姓名、性別、出生年月、民族、籍貫等。過程類數(shù)據(jù):前概念表達,平時作業(yè),自助式體檢(知識點檢測、單元檢測),在線考試,綜合實踐活動記錄,學習興趣與動機、心情變化等。分析類數(shù)據(jù):按出錯頻率分類的錯題本、按教學內(nèi)容分類的錯題本、按地域分類的錯題本、任意時間段的作業(yè)分析報告、學習跟蹤曲線、電子成長記錄等。
(4)分析內(nèi)容:集中趨勢、遠離中心程度、分布形態(tài)等,難度、區(qū)分度、積差相關、效度、信度等,最高分、最低分、難度值、能力值、離均值等,方差分析、回歸分析、主成分分析、因子分析等。
(5)監(jiān)測預警。所有與用戶強相關的信息或預警信息,會以設定的方式被數(shù)據(jù)庫抓取并自動推送到相應用戶的個人首頁。
項目組在近3年的時間里為實驗學校展開了以前概念、平時作業(yè)、心情、學習興趣與動機、師生關系等為主要指標的過程性數(shù)據(jù)的跟蹤,提供了學習質(zhì)量分析報告、錯題本、相關知識點錯題補練、自助式學習“體檢”等服務,基本形成了一個能適應區(qū)域、學校、教師、學生、家長的基于現(xiàn)代技術的基礎教育質(zhì)量監(jiān)測與評估體系,實現(xiàn)了全樣本跟蹤、差異化教學、促進教學質(zhì)量提高等現(xiàn)代測評的基本要求。
3.在學校發(fā)展方面
對教師來說,利用現(xiàn)代測評技術捕捉前概念和過程性數(shù)據(jù)促進有效教學的研究,實現(xiàn)了課前了解所有學生在不受任何干擾及影響情況下頭腦中真實的“前概念”,教師據(jù)此進行針對性、差異化教學,從而大大提高了課堂教學效果,提高了教學質(zhì)量;實現(xiàn)了可根據(jù)教師自定義的跟蹤提醒規(guī)則實行自動跟蹤提醒服務;實現(xiàn)了隨時關注班里每一個學生的學習動態(tài)及走勢,分析相關性;實現(xiàn)了可關注到平時最容易疏忽的中間群體和臨界群體,確保整體提高;實現(xiàn)了可利用該數(shù)據(jù)跟蹤系統(tǒng)為教科研提供發(fā)展性數(shù)據(jù),使教科研上一個新臺階;實現(xiàn)了用帶有自動批改、補練功能的網(wǎng)上作業(yè)系統(tǒng)進行自動采集數(shù)據(jù),減少了工作量。
對學生來說,利用現(xiàn)代測評技術捕捉前概念和過程性數(shù)據(jù)促進有效教學的研究,實現(xiàn)了對每個學生個體的關注;實現(xiàn)了將錯題歸入錯題本并可標注經(jīng)驗教訓,使學生復習上一個新臺階;實現(xiàn)了在時間控制下做作業(yè),提高了做作業(yè)的效率,使作業(yè)習慣上一個新臺階;實現(xiàn)了在當天就發(fā)現(xiàn)漏洞并在當天補上漏洞,使學習的有效性上一個新臺階。
對學校來說,利用現(xiàn)代測評技術捕捉前概念和過程性數(shù)據(jù)促進有效教學的研究,實現(xiàn)了可根據(jù)學校自定義的監(jiān)控提醒規(guī)則實行自動跟蹤提醒服務;實現(xiàn)了由跟蹤數(shù)據(jù)支撐的發(fā)展性過程評價、教學質(zhì)量監(jiān)控、教育科學研究;實現(xiàn)了對全校教學狀況,尤其是平時作業(yè)這個看似普通但實為關鍵一環(huán)的全面掌控;實現(xiàn)了借助平臺加強教育質(zhì)量的過程性管理而使教學質(zhì)量管理上一個新臺階。
篇10
機器人教育強調(diào)手腦并用,是培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的重要途徑,是實現(xiàn)“制造”大國邁向“智造”大國的教育基礎之一。然而,如今說到機器人教育,我們大多只會想到“競賽”,這些風風火火的“機器人競賽”從學生間的競賽逐漸轉(zhuǎn)變成機器之間的競賽,這不僅背離了利用機器人培養(yǎng)所有學生動手能力與創(chuàng)新精神的初衷,也成為機器人教育走進課堂的絆腳石。那么,作為一個具有鮮明時代色彩和技術特點的教育模塊,以課程為載體開展的機器人普及教育的發(fā)展現(xiàn)狀如何?如何擺脫競賽的束縛?進入課堂又會面臨何種困難?教師又應如何面對?……
本期專題,我們邀請了南京師范大學教育科學學院教授、教育技術學博士鐘柏昌及溫州創(chuàng)客空間和溫州大學創(chuàng)客空間聯(lián)合創(chuàng)始人謝作如老師就上述問題展開探討,并請到幾位一線教師來分享機器人教育的實踐經(jīng)驗。
教育技術學博士,南京師范大學教育科學學院教授,南京師范大學“百人計劃”培養(yǎng)人選,中國教育技術協(xié)會信息技術教育專業(yè)委員會常務理事,全國中小學信息技術優(yōu)質(zhì)課展評活動、全國中小學機器人教學展評活動、全國信息技術課程教學案例大賽執(zhí)行主管。
主持國家社科基金項目1項、教育部人文社會科學規(guī)劃和全國教育科學規(guī)劃課題3項,主持其他項目多項。在國內(nèi)外刊物近100篇,人大復印資料全文轉(zhuǎn)載17篇,系在國際SSCI期刊發(fā)表計算思維研究成果的首位中國學者。主要研究方向為信息技術教育和教育技術基礎理論,圍繞中小學機器人與創(chuàng)客教育選題主持了多項研究課題,發(fā)表了20余篇相關研究論文或教學設計。
浙江省溫州中學信息技術教師,溫州市享受教授級待遇中學高級教師,溫州市551人才,南京師范大學客座研究員,溫州大學碩士生導師,浙江省中小學創(chuàng)客教育網(wǎng)絡工作室負責人,中小學STEAM教育論壇活動聯(lián)合發(fā)起人,溫州創(chuàng)客空間和溫州大學創(chuàng)客空間聯(lián)合創(chuàng)始人。
2006年開始從事機器人教育,隨后轉(zhuǎn)向STEM教育和綜合課程開發(fā),曾被聘為BotBall國際機器人大賽中國賽區(qū)技術顧問,多次承擔全國中小學機器人教學展評活動的評委。2010年接觸開源硬件Arduino,與國內(nèi)創(chuàng)客關系緊密。2013年,與吳俊杰、管雪h等人共同發(fā)起中小學STEAM教育論壇活動。2014年,帶領研究生編寫了國內(nèi)第一個完整的開源STEM課程“Arduino創(chuàng)意機器人”
Q:《中國信息技術教育》:近年,隨著技術的進步,教育的發(fā)展,我國在機器人教育方面也有著突飛猛進的發(fā)展,請兩位專家對我國機器人教育的現(xiàn)狀進行梳理與分析。
A:鐘柏昌:在國內(nèi)基礎教育領域中,有關機器人教育的實踐歷史并不長,最早可以追溯到2000年,北京市景山學校以科研課題的形式將機器人教育納入信息技術課程。近年來,隨著國家基礎教育新課程改革的不斷深入實施,我國中小學機器人教育有了較快發(fā)展,其教育價值已逐步獲得社會的認可,特別是《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010―2020年)》將培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力提升到了國家戰(zhàn)略的高度,為中小學機器人教育的普及提供了新的契機。最近被社會各界廣泛關注的創(chuàng)客空間與創(chuàng)客教育,其基本內(nèi)容也是圍繞機器人的設計與創(chuàng)作展開的,從而為中小學機器人教育提供了新的發(fā)展平臺和外在動力。
但整體而言,國內(nèi)基礎教育領域有關機器人教育的現(xiàn)狀,競賽模式依然占據(jù)絕對的主導地位。即使在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),中小學機器人教育的普及率依然很低。在已經(jīng)開展了機器人實驗的學校,也只限于在興趣小組中開展教學和參加各種機器人競賽,即便那些號稱開展機器人普及教育的學校,據(jù)我了解也只是局限于一兩個班級規(guī)模的校本選修課,覆蓋面依然相當小。這不僅浪費了教育資源,也有違教育公平。有意思的是,國內(nèi)有關機器人教育的研究文獻,也主要集中在對競賽模式的反思,很少關注普及教育方面的問題。
此外,從當前機器人教育的內(nèi)容和方法看,還存在明顯的不足,尤其體現(xiàn)在如下兩個方面,其已然成為制約機器人教育進一步發(fā)展的瓶頸。
一是教育目標層面,側(cè)重模仿實驗,重基礎輕應用。培養(yǎng)學生的創(chuàng)新應用能力是機器人教育的主要目標之一,也是機器人教育的重要價值所在。但目前看來,在機器人課堂教學中,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)往往流于形式。具體表現(xiàn)在教師基本沿襲信息技術課堂慣用的“講練結(jié)合”或“封閉式任務”教學法,以模擬實驗或模仿再現(xiàn)生產(chǎn)生活中的科技產(chǎn)品作為主要教學任務,教師通過講解制作步驟讓學生亦步亦趨完成預定機器人的制作,重在對基礎知識和基本技能的掌握,學生作品缺少個性化設計,更談不上創(chuàng)新設計。
二是教育內(nèi)容層面,側(cè)重學科本位,重技術輕整合。受機器人競賽思路的影響,以及相關教育教學研究的滯后,中小學機器人教學還處在以傳授機器人技術知識為核心的初步發(fā)展階段。換言之,機器人只是作為學習的對象,有關機器人技術的本體知識構(gòu)成了機器人課程的核心或全部內(nèi)容,教學內(nèi)容相對單一。
A:謝作如:我國自2001年舉辦首屆全國青少年機器人競賽以來,在競賽的帶動與促進下,全國各地展開了校本課程、課外科技小組、選修課等豐富多彩的機器人教育活動。由于對機器人教育認識上的不足,加上機器人競賽活動的教育目標不明確,我國機器人教育的發(fā)展受到一定程度的制約。雖然有一些學校或者地區(qū)做了比較深入的嘗試,但從全國層面上看,機器人教育并沒有在中小學得到真正意義上的普及。
究其原因,最重要的就是因為管理部門未制訂教育機器人標準,導致機器人標準不一,互不兼容,缺乏普及型的機器人教學器材,也缺乏針對機器人普及教育的適合中小學的機器人課程。僅為競賽設計的機器人不僅價格高,而且功能單一,很難用于大班教學。除此之外,還有一個原因在于國家課程中沒有機器人教育的位置。在高中課標中,關于機器人的教學內(nèi)容劃分在通用技術中,但形同虛設。信息技術老師又找不到開展機器人教育的理由。如果有人說,校本課程中不是給機器人留了位置嗎?可是,開設機器人教育的成本太高了,沒有學校會這樣大手筆投入,僅僅為了開一門校本課程。
Q:《中國信息技術教育》:兩位對國內(nèi)的“機器人競賽”有何看法?拋開競賽,怎樣才能讓學生創(chuàng)造出解決實際生活問題的產(chǎn)品?
A:鐘柏昌:對于這個問題的回答,需要理解競賽模式的不足及其走向普及教育模式的重要性。競賽導向的教學是大多數(shù)學校開展機器人教育所采用的方式,通常的做法是由學校購買幾套機器人器材,在教師的指導下組織學生進行機器人的硬件搭建以及程序的編寫,然后參加一些相關的競賽活動。參加競賽所獲得的榮譽以及由此產(chǎn)生的政績,使很多學校樂此不疲。也正因為此,機器人教育成為類似高考科目一樣的高利害教育,具有很強的功利性和應試色彩,高性能、高價位的機器人設備成為一些學校在競賽中致勝的法寶。這顯然不利于機器人教育的公平、健康發(fā)展,也不利于學生創(chuàng)新能力的有效培養(yǎng)。換言之,競賽模式就其教育價值而言,是一種高投入、低收益的教育模式,不僅不符合普及教育的需要,甚至成為機器人普及教育的攔路虎。走出競賽模式的怪圈,才能迎來普及機器人教育的春天。這對中小學校長而言,不僅需要理解機器人普及教育對全體學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)的“普世價值”,更需要對教育本真價值的不懈追求。當然,機器人普及教育并非就是“純教育”,其本身也具有功利價值,也不排斥在普及教育基礎上的競賽行為,本質(zhì)上,普及教育并不排斥合理的精英教育,但前提是我們不能本末倒置。一些覺悟較早的學校,已然將機器人普及教育打造為學校的特色教育,不僅吸引了生源,也吸引了教育行政主管部門大量的資金投入。
如何才能讓學生創(chuàng)造出能夠解決實際生活問題的“產(chǎn)品”,培養(yǎng)其創(chuàng)新精神,從宏觀的角度就是要樹立普及教育的理念;從微觀的角度,就是要改變我們現(xiàn)有的注重模仿實驗的機器人教學模式,多去嘗試下文將要提到的趣味交互型教學、科學探究型教學和發(fā)明創(chuàng)造型教學。
A:謝作如:我國的機器人教育一開始的確是靠競賽推動的。競賽是一劑猛藥,可以在短時間內(nèi)吸引一大批逐利而來的學校,看起來轟轟烈烈。但這也為之后的發(fā)展帶來種種問題,因為一次競賽的獲獎名額就那么幾個,誰也不能保證花了一大筆經(jīng)費購買了機器人就一定能獲獎。況且最糟糕的是,要持續(xù)獲獎就要年年投入。所以現(xiàn)實往往是這樣的:一所學校砸了一筆經(jīng)費,拿了幾個獎,然后離場。因為那些買過來的機器人在第二年的比賽中就很難繼續(xù)拿獎,只能當作廢品處理。
但是競賽并非原罪。適當利用競賽的機制,如類似“創(chuàng)客馬拉松”一樣的機制,現(xiàn)場搭建,現(xiàn)場比賽,對學生的綜合水平是有很大促進的。但是組織這樣的比賽,工作量將會很大,幾乎官方的比賽都不會選擇這種形式。賽制不完善,就會導致各種亂象。例如,選手拿著現(xiàn)成的機器人就能參加比賽,利用一個晚上熟悉機器人的操作,就可能獲得大獎。又如,廠商會分別在某幾個項目上研究所謂的比賽方案,將機器人的競賽策略做到極致,造成某幾個項目的獲獎被某個品牌機器人壟斷的現(xiàn)象。這種急功近利的做法對機器人競賽的傷害是致命的。
說到“讓學生創(chuàng)造出解決實際生活問題的產(chǎn)品”,我們還是要回到為什么學習機器人這個問題上來。我認為不能過于關注“創(chuàng)造”的目標,這太功利。我們應該將機器人作為承載STEM教育、創(chuàng)客教育,進行跨學科學習的一個重要的平臺,培養(yǎng)學生動手實踐能力和學以致用的能力。只要不是一味盯著競賽,教師利用豐富的案例,引導學生關注生活,關注真實的世界,各種創(chuàng)意、創(chuàng)造就自然而然出來了。
Q:《中國信息技術教育》:微課、翻轉(zhuǎn)課堂等新的教學方式層出不窮,那么在機器人教學方面有哪些優(yōu)秀的教學模式與方法呢?
A:鐘柏昌:機器人教學有其特定要求和方法,我們認為,如下四種教學模式值得教師進一步探索:
第一,實驗模擬型教學。
此類教學的基本特點是以機器人相關技術作為教學內(nèi)容的主體,將機器人本身作為學習的對象,以掌握機器人本體知識為導向。其基本教學過程表現(xiàn)為:根據(jù)任務要求,引導學生使用自己的機器人平臺構(gòu)建具有自主控制能力的智能裝置,以模擬實驗或模擬再現(xiàn)生產(chǎn)生活中既有科技產(chǎn)品的功能或工作過程,在此過程中獲得機器人的基礎知識和基本技能,并有可能提高學生的逆向工程能力。實驗模擬型教學可能表現(xiàn)為灌輸式教學或純技能訓練的教學,也可能表現(xiàn)為問題解決式的教學,但其要解決的問題是某個確定的、有現(xiàn)實參照物的問題,也是有特定答案的技術問題。因此,其核心價值表現(xiàn)為培養(yǎng)學生學會利用機器人模擬再現(xiàn)事物。
第二,趣味交互型教學。
所謂趣味交互型教學是指以開發(fā)有趣、好玩的機器人聯(lián)機交互系統(tǒng)為主要任務的教學。在我們最新的一項教學實驗研究中,設計了4個富有梯度的趣味交互系統(tǒng)學習項目。其一是“控制小燈”,在S4A端(簡稱“S端”)呈現(xiàn)一個簡單的電路,Arduino端(簡稱“A端”)設計一個按鈕開關,通過A端的開關控制S端電路中小燈的亮滅;其二是“音樂互動”,S端為音頻播放程序,A端載有聲音傳感器,用戶對著聲音傳感器吹氣,根據(jù)音量大小的不同S端發(fā)出不同的聲音;其三,“智能家居”,S端為一個風扇動畫,A端載有超聲波傳感器,風扇的轉(zhuǎn)速能隨著人與A端距離的變化而變化;其四是“人機游戲”,S端制作趣味小游戲,A端為控制端,可利用各種傳感器與游戲進行交互??梢?,與實驗模擬型教學一樣,這是一類以機器人相關技術(含程序設計)為主要內(nèi)容的教學。當然,要設計趣味性機器人聯(lián)機交互系統(tǒng),除了Arduino,還有更多的開源硬件平臺可以選擇,如makey makey、酷樂宅等。根據(jù)不同的學習階段和知識點的難易程度,趣味交互型教學可以選用講練結(jié)合、任務驅(qū)動、項目教學等不同的教學方法。
第三,科學探究型教學。
科學探究型教學是另外一類需要設計聯(lián)機交互系統(tǒng)的教學類型。它以科學問題為導向,將機器人作為開展科學探究的載體和工具,為探究性學習提供數(shù)據(jù)收集、加工的技術支持。其教學過程一般從生活中的科學問題出發(fā),利用機器人建模,制定科學探究方案,開展科學探究實踐,利用機器人收集數(shù)據(jù),利用程序設計或其他數(shù)據(jù)統(tǒng)計軟件分析數(shù)據(jù),使學生在獲得機器人本體知識的同時提高科學探究能力,并習得科學知識和科學的思維過程與方法。因此,其核心價值是培養(yǎng)學生學會利用機器人進行科學探究。
第四,發(fā)明創(chuàng)造型教學。
發(fā)明創(chuàng)造型教學是以實際需求為基本導向、以項目教學為基本方法、以創(chuàng)新實踐為核心目標的教學,要求學生通過教學能夠制作出具有創(chuàng)新性的智能人造物,這也觸及了當下流行的創(chuàng)客教育的本質(zhì)。但是,在機器人教育領域,目前還沒形成指導學生開展發(fā)明創(chuàng)造活動的理論和方法。我們認為,國際流行的TRIZ理論是一個可資借鑒的理論基礎。TRIZ是俄文縮寫,對應的英文縮寫為TIPS(Theory of Inventive Problem Solving),即“發(fā)明問題解決理論”。其主要研究人類進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術難題過程中所遵循的科學原理和法則,它是一種建立在技術系統(tǒng)進化規(guī)律基礎上的問題解決系統(tǒng),包括各種理論、方法、工具和程序,同時也是一個創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系理論。它能夠幫助人們系統(tǒng)地分析問題情境,快速發(fā)現(xiàn)問題本質(zhì)或者矛盾,準確確定問題探索方向;幫助人們突破思維障礙,打破思維定勢,以新的視角分析問題,進行邏輯性和非邏輯性的系統(tǒng)思維??梢?,TRIZ非常適合指導機器人教育。
A:謝作如:教育技術圈這些年炒作的名詞太多,我不是很喜歡。對于機器人教學而言,內(nèi)容比形式重要,即所謂教什么比怎么教更重要。只要教師有序地把控教學進度,把更多的時間交給學生反復練習、體驗、實踐,用有趣的案例吸引學生自主參與,就是非常優(yōu)秀的機器人教學了。
如果非要推薦幾種教學模式,我比較喜歡基于項目的學習和基于設計的學習。這兩種教學模式有著異曲同工之處,都是采用項目式學習,適用于機器人教學。但是,基于設計的學習更強調(diào)在實施過程中不斷學習新知識和新技能,不斷對已有的方案加以修改和設計。這一理念和學生學習機器人、研究機器人的過程是一致的。
我認為教師在機器人教學中首先是挑剔的食客,不斷對學生提出新的要求以促進其不斷的進步,教師給出的反饋無論是贊許還是質(zhì)疑,都能讓學生感受到自己的活動和學習是有意義的,是被關注的。當然,對學生的要求必須遵循學生的發(fā)展特征,逐步提高,任何成功都不是一蹴而就的,教師的關鍵“指導”就體現(xiàn)在這方面。其次,教師也是學生們貼心的保姆,以一個服務者的身份存在,在學生有所懈怠放松時小心呵護他們的上進心。當然,作為一個服務者的身份存在,不代表教師盲目地滿足學生的一切需求,教師要對學生的要求作出判斷與衡量。最后,教師更要像大方而慈祥的長輩,因為無論學生遇到什么問題、什么困難教師都是站在學生一方,為他們竭盡所能,并且根據(jù)設計的需求為學生提供各種學習幫助,包括購買器材、尋找相應學科領域?qū)<业闹笇У取?/p>
Q:《中國信息技術教育》:新修訂的高中課程標準即將公布,對機器人教育會有哪些影響?機器人教學能否進入課堂?
A:鐘柏昌:首先應該看到,機器人教育已經(jīng)在不少地方開始進入課堂,以班級為單位開課(即普及教育導向,不同于競賽導向),且是在信息技術課程的框架內(nèi)由信息技術教師負責實施,取得了一定的進展,培養(yǎng)和鍛煉了一批教師隊伍,也積累了大班教學的經(jīng)驗,為更大面積普及機器人教育奠定了基礎。
我們注意到,這些學校所選用的機器人設備,除了樂高等著名廠商出品的較低成本的教育版機器人外,也有一線教師自主研發(fā)的簡易機器人,還有現(xiàn)已流行的開源機器人。這些廉價的產(chǎn)品、設備和方案,為機器人教育從變味兒的競賽走向普及教育提供了重要條件和可能性。因為一直以來,競賽模式給大家?guī)淼母咄度?、高成本印象,一直是限制機器人普及教育的重要因素。今年,高中信息技術課程標準的修訂版將正式,在新版課標中,機器人教育以類似“開源硬件機器人項目”選修模塊的形式出現(xiàn),其一個重要意圖就是要以廉價的開源軟硬件平臺作為普及機器人教育的利器。隨著新課標的,我們有理由相信會有更多的學校加入到機器人普及教育的潮流中來。
當然,影響機器人教育的普及還有很多因素,除了經(jīng)濟因素外,課程體系、師資隊伍、教學評價均不成熟。值得慶幸的是,政府和政策層面的支持在不斷加大,社會和家庭層面對機器人教育的接納度不斷上升。例如,根據(jù)我們最近在南京做的一個市場調(diào)研,大大小小的青少年機器人培訓機構(gòu)將近40家,年培訓人數(shù)超過1.5萬人次,要遠遠大于校內(nèi)的教育規(guī)模。我們的基本判斷是,如同上世紀80年代計算機課程剛進入中小學一樣,機器人課程也將以必修課、必選課、選修課以及課外科技活動等多種形態(tài)共存一段時期,這種狀態(tài)已初現(xiàn)端倪。
此外還需要關注的是,新課標所涉及的“開源硬件機器人”模塊,強調(diào)以開源機器人為基礎平臺的包容STEAM教育理念的創(chuàng)客教育,將為創(chuàng)新教育提供新的可能,也將為純粹的學科本位的機器人教育拓展新的空間,賦予其更豐富的教育價值。
A:謝作如:即將的高中課程標準中,信息技術課程標準中除了“開源硬件項目設計”模塊外,還有“智能系統(tǒng)初步”模塊與機器人教育相關。雖然這是高中的課程標準,但我相信對小學和初中也有很大的影響。
至于機器人教學能否進課堂,我是一直持樂觀態(tài)度的。但是,我希望大家不要過于在意“機器人”一詞,以及課程的名稱中是不是帶上“機器人”。我們需要關注類似機器人的能夠讓學生動手動腦、軟硬結(jié)合的教育內(nèi)容能否進入課堂。例如,有些地方開展智能家居或者物聯(lián)網(wǎng)方面的課程,其核心內(nèi)容和我們說的機器人并沒有太大的區(qū)別,沒有必要非要他們把課程名稱都改為機器人。又如,新課程標準中的“開源硬件項目設計”模塊,其關注項目設計的一般流程、輸入與輸出接口、基于開源硬件的系統(tǒng)設計與開發(fā),課程內(nèi)容和機器人課程相似度很高。
不過有一點需要強調(diào),一些帶上“機器人”一詞的課程,反而未必是我們期望的機器人課程,如虛擬機器人。在我看來,虛擬機器人其實就是一個主題式的以編程為核心的教學平臺,失去了實體機器人,在育人價值方面是要大打折扣的。
Q:《中國信息技術教育》:最后請兩位專家在機器人教育教學方面為一線教師建議一些思想與方法。
A:鐘柏昌:我想老師們除了要努力學習開源軟硬件,尤其是Arduino相關產(chǎn)品的基本原理和使用方法外,還需要理解機器人普及教育的價值和上文所提的各種實現(xiàn)手段(教學模式),將自己武裝成為一個有創(chuàng)新實踐精神和能力的人,或曰“教育創(chuàng)客”。
應該說,從教育目標定位的角度看,人們都已認識到通過機器人教育來激發(fā)和培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的重要性,這個整體目標是沒有爭議的,而問題在于達成這一目標的具體手段。猶如素質(zhì)教育目標與應試手段的關系,機器人教育活動中也存在目標與手段脫節(jié)的問題,一個典型的表現(xiàn)即如前文所述,在教學活動中充斥著大量重復性實驗、機械性模仿的學習活動。例如,教學活動以循跡、走迷宮等“老套”內(nèi)容為主,或者局限于追求速度和精確性的設計,或者落入“示范―模仿操作”的窠臼,未能關注機器人技術更為廣泛的社會應用,未能真正激發(fā)學生的發(fā)散思維和遷移應用能力。此類教學的長期持續(xù),不可避免地會將機器人教育的核心目標演變?yōu)閷C器人技術原理的理解和簡單技能的操作,從而將創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)束之高閣或流于表面。
我們認為有必要將目標重新定位為通過創(chuàng)造發(fā)現(xiàn)機器人技術的價值,使機器人教育真正成為培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力的一個重要陣地。以常規(guī)的循跡實驗為例,我們可以使學生理解機器人循跡的技術原理,并引導學生走向生活應用,如設計自動黑板擦或自動吸塵器的原型,以體驗機器人的技術魅力與社會價值。
進一步說,機器人教育與其他載體的信息技術教育的最大不同,在于其蘊含了獨特的教育價值。在信息技術課程中,每個部分都應有其獨特的技術思想和教育價值。例如,多媒體制作課程,其核心是設計思想,可以培養(yǎng)學生的設計思維和設計能力;程序設計課,其核心是算法思想,可以培養(yǎng)學生的算法思維或者說狹義層面的計算思維;那么機器人課程呢,它至少有三個核心思想,即自動控制理論(或智能控制理論)、工程思想、TRIZ理論。其中,自動控制理論是研究動態(tài)系統(tǒng)在變化的環(huán)境條件下如何自動保持平衡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)的科學思想,要自動保持平衡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài),需要建立系統(tǒng)觀念并開展創(chuàng)造性的系統(tǒng)設計。工程思想的核心是利用工程方法創(chuàng)造新的人工制品(人造物),在機器人課程里面就是制作具有特定功能的自動或智能控制系統(tǒng),而且這一創(chuàng)造過程受現(xiàn)實物理條件的制約,需要考慮邊界條件和可能失敗的情形,需要決定哪些細節(jié)需要強調(diào),哪些細節(jié)可以忽略,需要與現(xiàn)實妥協(xié)。因此,有關工程設計思想、逆向工程思想、工程復用思想、工程標準化思想、統(tǒng)籌思維和折中思維等應滲透其中。TRIZ理論前文已述,這里就不再贅述了。機器人課程要體現(xiàn)這些本質(zhì),必須鼓勵學生開展多樣化的創(chuàng)新實踐,以培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力作為第一要義。
A:謝作如:一說到建議,我就會想起南京師范大學李藝教授的一句話:“我想,假如我們有一種情懷,要為孩子們設計一門理想的課程,那機器人就是最好的選擇之一。它甚至超越了你對理想課程的期望:該課程本身就能吸引學生,能讓他們在‘玩’中有所收獲?!彼?,為孩子開設一門機器人方面的課程,是非常有意義的。