小学科学教学主体.ppt

第3章小学科学教学主体,低估儿童学习科学的潜能比高估更可怕。-科学课程标准(3-6年级)科学教师是科学界在课堂上的代表-美国国家科学教育标准P79,导读问题,科学素养的培养是科学课程的目标。科学建构者（学生）与科学教师这对教学中的双主体的素养与行为方式是保障有效实施和推进科学教育教学实践的极为重要的前提。为此我们需要全面的准确的清醒的认识和重塑科学教学主体的特征。下面三个问题的讨论构成本章的核心：我国小学生的科学素养状况？儿童是怎样养成与发展科学素养的？我国小学科学课程实施的瓶颈-教师素养状况与要求，师资建设的水平和方式,.科学教师的角色与教学行为应促进学生的科学学习？,第一节儿童是如何形成与发展科学素养的？,我国小学生的科学素养调查与状况儿童是如何形成与发展科学素养的？,科学知识成为社会文明进步的资源和动力。科技不断发展带来新机遇、新挑战和新竞争。国家实力竞争逐渐演变为科技实力竞争。21世纪科学技术突飞猛进。科技实力竞争的基础是教育，是人才。小学生科学素养的高低会直接影响到国家未来科学技术的兴衰，影响到国家未来的生存与发展。小学生科学素养的高低也会直接影响到个人生活的质量，影响到人生的顺逆。,科学素养的重要意义,一、什么是科学素养？,-科学素养是指对在日常生活、社会事务以及个人决策中所需要的科学概念和科学方法的认识和理解，并在此基础上所形成的稳定的心理品质。-具有一定科学素养的人，会对科学产生兴趣并渴望探究，能发扬质疑、验证的科学精神，运用自己所掌握的科学知识和科学方法，去发现问题、提出问题，去解答与实践有关的问题，或者能描述、解释和预测自然事物与自然现象。,科学素养的四大要素,科学知识（概念核心）科学方法（探究核心）科学兴趣（求知本能）科学精神（理念行为）,以上四个核心因素未必涵盖科学素养的全部，但却较好地构建出科学素养的基本框架。,二、小学生的科学素养应达什么水平？,(一)小学生科学素养的大致轮廓 标准-第二部分 课程目标总目标：通过科学课程的学习，知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识，并能应用于日常生活，逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯；了解科学探究的过程和方法，尝试应用于科学探究活动，逐步学会科学地看问题、想问题；保持和发展对周围世界的好奇心与求知欲，逐步形成大胆想象、尊重证据、敢于创新的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感；亲近自然、欣赏自然、珍爱生命，积极参与资源和环境的保护，关心科技的发展。,分目标 A 科学探究1.知道科学探究涉及的主要活动，理解科学探究的基本特征。2.能通过对身边自然事物的观察，发现和提出问题。3.能运用已有知识作出自己对问题的假想答案。4.能根据假想答案，制定简单的科学探究活动计划。5.能通过观察、实验、制作等活动进行探究。6.会查阅、整理从书刊及其他途径获得的科学资料。7.能在已有知识、经验和现有信息的基础上，通过简单的思维加工，作出自己的解释或 结论，并知道这个结果应该是可以重复验证的。8.能用自己擅长的方式表达探究结果，进行交流，并参与评议，知道对别人研究的结论提 出质疑也是科学探究的一部分。,B 情感态度与价值观1.保持与发展想要了解世界、喜欢尝试新的经验、乐于探究与发现周围事物奥秘的 欲望。2.珍爱并善待周围环境中的自然事物，初步形成人与自然和谐相处的意识。3.知道科学已经能解释世界上的许多奥秘，但还有许多领域等待我们去探索，科学不迷 信权威。4.形成用科学提高生活质量的意识，愿意参与和科学有关的社会问题的讨论与活动。5.在科学学习中能注重事实，克服困难，善始善终，尊重他人意见，敢于提出不同见解，乐于合作与交流。6.意识到科学技术对人类与社会的发展既有促进作用，也有消极影响。,C科学知识 1.学习生命世界、物质世界、地球与宇宙三大领域中浅显的、与日常生活密切相关的知识与研究方法，并能尝试用于解决身边的实际问题。2.通过对物质世界有关知识的学习，了解物质的常见性质、用途和变化，对物体的运动、力和简单机械，以及能量的不同表现形式具有感性认识。3.通过对生命科学有关知识的学习，了解生命世界的轮廓，形成一些对生命活动和生命现象的基本认识，对人体和健康形成初步的认识。4.通过对地球与宇宙有关知识的学习，了解地球、太阳系的概况及运动变化的一般规律，认识人类与地球环境的相互作用，懂得地球是人类惟一家园的道理。,科学探究-科学方法情感态度与价值观-科学兴趣与科学理念科学知识-标准将总目标从三个领域进行分解，提出了分目标，涵盖了科学素养的四大要素。-整体分解为局部，局部整合为一体。,三、小学生的科学素养应该如何评价？-我国小学生的科学素养调查与状况,为了尽可能全面地测查和评价小学生科学素养状况，我们根据科学素养的四大要素来设计评价工具（在此为问卷）。小学生科学素养调查问卷的编制，依据为国内现行小学自然教学大纲和教材，并且参照了国际上同龄儿童学力测查试卷以及公众科学素养调查表等。该问卷由两部分组成，第一部分是受测查人的基本信息，包括姓名、性别、年龄、民族、地域、城乡、学校类别等；第二部分由43道题目（其中38道客观题、5道主观题）构成，分为判断题与选择题两大类。判断题共10题，用于测查物质科学、生命科学、地球与宇宙科学等学科领域的科学概念，其中有9题选自国际通用测题，以便进行国际比较；选择题共33题，分别测查学生的科学兴趣、科学方法包括科学活动特点和动手能力、科学知识、科学态度和科学精神。个体科学素养的总分是由38道客观题经赋值后计算而得的。,国内小学生科学素养调查量表,亲爱的同学:为了向广大学生提供更好的科学教育,使学生爱科学、学科学、用科学，我们设计了以下问卷。请你按实际情况回答本问卷的各个项目。你的回答，对我们向国家教育部提出正确建议是十分重要的。同时我们会为你的回答保密。谢谢你的支持！国家教育部小学科学课程标准研制组姓名 性别 周岁 民族 先前所读学校全称该校所在区域省（市）县（市）乡（区）,判断题,1.地心非常热。A.对 B.错 C.不知道 2.人类呼吸的氧气来自植物。A.对 B.错 C.不知道 3.电子比原子小。A.对 B.错 C.不知道 4.千百年来，地球上的陆地一直在缓慢地漂移。A.对 B.错 C.不知道 5.最早的人类与恐龙生活在同一个年代。A.对 B.错 C.不知道 6.抗生素能够杀死病毒。A.对 B.错 C.不知道 7.激光靠汇聚声波进行工作。A.对 B.错 C.不知道 8.就我们所知，人类是从早期动物进化而来。A.对 B.错 C.不知道 9.地球围绕太阳转，转一圈为一年。A.对 B.错 C.不知道 10.在科学上是没有什么不能怀疑的。A.对 B.错 C.不知道,选择题(共33题),1.计算机软件是指：A.计算机程序 B.计算机部件 C.计算机质量 D.不知道 2.DNA?是指：A.提供人体营养的主要物质 B.影响环境质量的主要物质 C.控制生物遗传的主要物质 D.不知道 3.“克隆”是属于哪个学科领域的尖端技术？A.物理 B.化学 C.生物 D.数学 4.人的正常体温是：A.290C B.370C C.1000C D.2120C 5.下列五组物体中，哪一组全由生物组成？A.云,火,河 B.火,河,树 C.河,树,鸟 D.树,鸟,蚯蚓 E.树,蚯蚓,云 6.雏鸡在蛋里孵化21天。它在蛋里时从何处吸取营养？A.从老母鸡处 B.不需要营养 C.自己制造营养 D.从存在蛋里的营养中 E.吃蛋壳,科学概念：总体合格率为48.2%科学精神：总体合格率为27.4%科学方法：总体合格率为34.9%科学兴趣：喜欢科技馆博物馆96.6%喜欢科普读物94.3%喜欢小发明、小制作91.9%科学活动频度：经常参观科技馆博物馆32.3%经常阅读科普读物44.2%曾经有过小发明、小制作54.1%,小学科学素养的总体水平(2001年,1432份),四、儿童是如何形成与发展科学素养的？,（一）儿童的科学究竟是什么？,在小学阶段，我们不可能也没必要让学生完全地领会科学。实际上，对于教师和学生来说，所要教与学的，应该是一种适合学生的、属于学生的科学，那就引发了另一个问题，学生的科学究竟是什么？适合儿童的科学知识是什么，有何特点？适合儿童的过程与方法是什么，有何特点？适合儿童的情感态度价值观是什么有何特点？,适合学生的科学知识与技能,“通俗的科学概念”，即用学生可接受、可理解的语言形式来表征科学概念，作到通俗且科学。,能举个例吗?关于遗传,水-大学-高中-初中-小学,同一知识概念表述的逻辑性、抽象度因年龄层次不同而不同，主要为“宏观、亚微观与符号”三个层次。,对教材与教学的启示,从小学生原有经验出发，选择学生便于体验、能够理解的内容 选择最必要的基础科学知识、基本技能 作概念的层级分析,郝京华概念的层级分析,小学科学教材中的知识多数以陈述一般事实和已确定的结论或原理为主，这就科学知识具有确定性。小学阶段的科学概念多不是精准的，随着学习的不断深入，概念的内涵会逐步增加，概念也就变得更科学化，因此在概念教学时，必须考虑到学生今后科学概念、科学原理的建立和掌握，就正是学生层面上的“相对真理性”学生的科学知识多应该建立在观察、实验等实践活动基础之上，这就是科学知识的可实践性和科学需要证据学生的科学技能往往需要专门的训练,科学本质也应在科学知识中体现,适合学生的过程与方法探究是核心,科学探究离不开过程与方法，离不开过程技能孩子的过程与方法应是简明的，不应过于复杂。问题宜小不宜大，变量宜少不宜多探究中动手动脑结合结果应是简约的通俗的,孩子们或普通人的探究往往具有如下特点,1.孩子们没有科学证据的概念。难以区分什么是证据、什么是想象，更小的孩子甚至对梦与现实都难以区分。例如三年级对蜗牛的描述中写道：“因为它眼睛那么小，所以爬得非常慢”，“蜗牛爬行非常缓慢，但它有一种顽强不屈的精神”,2.孩子们的思维处于前概念思维阶段,对科学活动的模仿多于有意识的行动.例如:在你给 孩子们看很多种动物以后,再说植物也是有生命的,他们就很难接受,因为孩子们常将“有生命”与能够发出声音的动物联系.,3.建构平台狭窄.由于孩子们的经历少,当他们面对新概念的时候,往往难以将其与已有的经验发生联系.,4.孩子们的探究是浪漫的.他们描述自然现象的语言常常拟人化.例如:三年级:“蜗牛先在外面爬,爬累了就缩进去休息,不累了再出来”,训练有素的科学家的探究有何特点呢?,(1)进行排除主观意愿的、客观的描述与分析（2）能够自觉意识到自己经验的不足，从而进行有目的的观察和实验设计（3）能够区别证据与观念，进行基于数据的解释（4）对研究过程进行有意识的自我评价和控制（5）以社会需求为导向，而非自我为中心确定研究课题。,小小结,用教育重演化来解释，孩子们的探究性质类似于“古代科学家”我们的教育目的是让孩子们逐步排除那些不同于科学家探究的东西。科学究竟是什么？,目前关于探究学习的误区,探究泛化事事探究探究神化不可探究探究深化拔高探究探究形式化有形无神探究简单化动手即探究,适合学生的情感态度价值观,维持与发展孩子的科学兴趣、好奇心与探究欲孩子持之以恒的科学态度（培养坚持性非常的重要）求真，客观、准确的观察记录，不夸大其词，不弄虚作假，这比结论的获得重要得多。求善，珍爱生命、和自然和谐相处 求美，以科学之美激发学生的科学兴趣，培养学生的创造力,（二）儿童是怎样学习科学的？,1.儿童是什么样的人没有任何生物比小孩子更棒了他们就像叛逆的老艺术家一样充满着可爱的无知与狡猾过分得愚蠢又铁面无私缺乏经验又对他们所知道的事毫不含糊柔顺可爱又爱顽皮的恶作剧强烈独立又喜欢依赖自我意识不强又喜欢成人认同一旦赢得他们的心，就会非常的忠诚且唯马首是瞻，我的老师就是这么说如同最高法院法官的判决,“儿童就是科学家”。-皮亚杰,）儿童天生对这个世界具有强烈的好奇心，他们渴望探索和了解这个世界，是什么？怎么来的？但为什么？怎么办？会发生什么？这些问题磨砺我们的灵魂，考验我们的耐性）儿童是探索者探索活动是儿童生活的重要组成部分，它是儿童理解环境的途径，也是儿童获取知识的重要来源。儿童探索的内容往往是生活中常见的事物和现象,）儿童是建构者,建构主义者相信儿童具有自己建构知识的能力，儿童有自己的科学这就是他们对世界的自主探究。而他们建构的科学往往是误解,儿童的误解一般可以被描述为以现象和词汇为基础的两种类型。,现象误解与对自然现象的曲解有关。例如，重的物体在水中总是下沉而轻的物体总是漂浮在水上，或者地球本质上是一个平坦的表面。来源：这些对观察的解释可能由于儿童自身有限的经验而自发获得，或者是从其他人那里传给儿童，这些人常常是儿童生活中的权威人士。,以词汇为基础的误解一般是小学儿童的有限经验的结果。例如，儿童认为动物一词是指狗、猫、免以及其他熟悉的动物,处理儿童的误解,(1)认识到误解的存在；通过问题发现误解,必须尽量发现在儿童的先人之见和展现给他们的那些更正规的科学概念之间所出现的冲突.(2)用儿童自已的话来定义这些误解；(3)按照这些误解与科学现象或词汇的关系将它们分类；(4)采取措施帮助儿童调节他们自身的选择件概念结构以及科学课程的正式概念。通过使用动手科学活动来改正与现象相关的误解，通过定义儿童的非正式的选择性结构并定义正式的科学结构来改正以词词为基础的误解、然后证实每一种的可接受性.,（）儿童科学素养形成的策略与发展的循序渐近,科学素养形成的策略科学知识可以介绍和经验积累科学技能依靠练习科学情感态度价值观需要体验与感悟,探究学习有意义接受学习,联系科学课-科学知识的学习策略,学习是从经验积累到经验转化的过程。教师必须为那些需要操作经验的儿童提供这种经历，必须挑战最先进学生的抽象推理能力,自主性和引导性(由扶到放)专项练习科学思维的运用,联系科学课-科学探究的学习策略,联系科学课-科学情意的形成策略,照料策略-让学生有照料众多事物的情景，孩子总是被照料；艺术策略-不应该把科学变成冷冰冰的东西，音乐，科学诗，录像，艺术具有感染力；角色扮演策略-真实情景，现场考察策略-百闻不如一见；榜样策略-科学史，科学家的介绍，老师是个二传手同路人有打动老师才能打动学生；合作学习策略-合作与共享的科学态度，悄悄告诉学生的任务去帮忙另外一个学生，不会倾听-让孩子作“挑刺”的小能手价值澄清策略-个人在多元价值中作出理智的决策与价值判断,科学素养的渐进性发展参见小学科学课程与教学,科学知识 从具体的、独立的、表面的到抽象的、联系的、本质的 从形式与功能到相互联系、变化与平衡，再渐进到结构、组织与系统,除了病毒外所有的生物是由细胞构成的,动植物是由细胞构成,微生物是由单细胞或多细胞构成的的,显微镜可以观察到动植物是由许多“小室”构成,细胞学说,放大镜观察到动植物的表面,年幼(具体的、独立的、表面的),年长(抽象的、联系的、本质的),科学过程与方法 从观察到比较、分类，再到控制变量实验，解释与评价；从简单到复杂,从单一到综合情感态度价值观 从客观、严谨的态度到合作交流精神，再到质疑、创新、科学技术价值观,三、有特殊需要儿童的科学学习,学习障碍或残疾儿童天才儿童-娃娃科学院,社会科学化，科学教育的终极目的是用科学指导生活，用科学改善生活，特殊教育的目的是社会适应和生活自立，从这角度讲特殊儿童学习科学极为必要。学习科学不是以语言文字为中介的，而是以探究活动为中介的，从这个意义上讲听障儿童学科学比学语、数更有优越性。保持发展特殊儿童好奇心，让他们获得经验、体验、经历，这就是经历科学，脑的发育不仅取决于基因，也取决于经历，经历对于特殊儿童更为重要,(一)特殊儿童更需要科学教育,(二)特殊儿童如何进行科学教育,真实世界只有一个，科学也在特殊儿童身边，关键的问题是给他们接近科学的机会。科学虽需要多感官学习，但“动手动脑做”是主要形式，关键的问题是沟通，即教学。,从科学的本质来看，基础教育与特殊教育的科学教育理念应是一致的，不同的是提供的素材与思路的不同，即教材的特殊化和教学内容的针对性。,道尔顿,摩洛哥，提伏南（）的支持性探究科学（upported inquiry science,SIS),为表达新的、不同的或者创新的想法提供一种安全的环境围绕统一主题设计单元活动；调动儿童的先前概念，鼓励他们根据新的经验建构新的概念运用全班整体指导与讨论，帮助儿童发展他们的概念建构运用个别的、小组的和全班的指导形式运用多种感官在指导中嵌入评价。,我们将会发现,教特殊需要的儿童并不被看做一个需要特殊方法的特殊问题相反,教这类儿童被看做一个教所有儿童的特殊个案.改编自建构儿童的科学P252,（三）天才儿童的科学教育,娃娃科学院小课题研究,让每位学生获得,情感的丰富 意志的坚强心灵的颤鸣 思维的活跃决策的英明 视界的敞亮生命的提升 生活的完美,这个题目你来答,中国古代有个故事，说是一个学生去井边打水，但他用现成的机械吊桶，而是用人工勤勤恳恳地吊旁边有人问她：你为什么不用机械吊桶呢？那个学生认真地回答：对年轻人来讲，锻炼意志比学会机械更重要你赞成这种观点吗？,第二节 小学科学教师素养与专业成长,科学兴趣的启蒙者科学知识的传播者科学方法的引导者科学精神的弘扬者其科学素养的水平将直接影响到科学教学的质量和小学生科学素养的培养。,经验与启示：美国70年代的反思了探究取向 的60代及其以前的小学科学教育，发现最大问题是没有相应的教师素养来适应。为此开始了对教师科学素养的调查，并进行了相关的职前培养与职后培训。科学方法、科学史、科学性质等有关内容应该成为教师职前和职后教育的重要内容。,我国的小学科学教师,来源：原小学自然教师转型新任毕业就职学历：本、大专、中专、民办转正（初，高中）专职化：专职与兼职年龄性比：21-40岁。男/女=1/2,一、我国的小学科学教师素养问题,从科学素养看张红霞小学科学教师科学素养调查研究2003年结果：第一，教师科学素养普遍较低不仅体现在科学知识和科学方法上，更体现在不少教师对科学究竟是什么还没有真正理解,第二教师在教学中存在的非科学和伪科学行为还相当普遍，虽然对鼓励学生自主探究、积极参与和合作的理念耳熟能详，但在实际教学中仍多采用竞赛、限时完成实验的做法。,第三，影响教师教学行为的第一因素是对科学性质的理解，其次是对科学方法的掌握。当然，从科学哲学上讲。科学方法的实质是对科学性质的具体反映。,小学科学教师的素养结构,动力系统信息系统行为系统,教师素养科学素养教学素养,参看文章并提意见：黄晓冬.走进科学(3-6年级）课程:科学教师素质结构的重建与适应J.内蒙古师范大学（教育科学版），（）：,他们应该具有这些素养,知道与理解当代科学的重大主题和核心概念理解科学的本质与科学的历史深谙科学探究的基本过程和方法理解我们的社会所面临的由于科学技术的应用所带来的问题能将科学教学与儿童的认知和情感发展相联系熟知并能运用各种基于现代学习理论之上的科学教学方法策略，这些方法策略不仅能有效地达到教学目标，而且能满足学生的兴趣和需要能够运用新的教育评价理论于小学科学教育评价实践,二、教学角色转型与教学行为转变,.促进者咨询者（学习者，倾听者）激发者榜样示范者5.研究者,（一）五种角色,教师角色的转型和定位是以教师的教学行为为主要表征的所谓教学行为，就是教师教的行为，是教师准备、引起、保持与促进学生学习的所有行为。它既包括言行、举止等外在动作，也包括内在心理活动,（二）教学行为在科学课程理念指引下，科学教师应当形成下列教学行为意识，产生相应的行为方式与行为模式第一，满足全体学生学习的对象意识；第二，以科学素养培养为本的目的意识；第三，创设良好探究学习、自主学习的教学情景的情景意识；第四，促进学习自主学习，组建学习共同体、参与学习的角色意识；第五，用教材教，创造性使用教材，丰富课程的课程与教材意识；第六，以多元评价目标，多样评价方法，多方评价主体来评估学生学习的评价意识；第七，在课堂教学中，在积极参与“行动研究”等过程中进行自我反思、自我调整，实现自身的成长和促进课程的生成、丰富与发展的研究与反思意识,行为结构主教、辅教与管理行为三类,呈示行为：板书，讲述，教育技术运用对话行为指导行为强化与控制行为组织管理行为。,作业（小论文）：新课程理念下小学科学教师角色与课堂教学行为的转变,三、当前科学教师培养与培训工作应注意的问题,1以科学性质的培训为中心2基础科学教育的目标要定位在经典科学认识论的基础上3处理好以学生为中心与科学理性的关系避免两种极端：一种是忽视学生学习特点的传统做法，如简单追求答案的正确性并限定完成时间，甚至过多使用竞赛的办法；另一种是借强调以学生为中心而忽视科学的方法意识和规则意识。科学探究不同于其他探究，它一方面强调“自主”另一方面同样强调规范的方法。科学这门学问的积累性、逻辑性和经验性特点，决定了科学学习要比其他学科的学习需要注入更多的理性思维。,四、专业成长的形式,专业自我参与培训校本培训（关起门来搞研究）课题促进,不仅仅是教学型的教师，还应是学者型，研究型，反思型的教师,路培琦的成长自述,特级教师,本章思考与探索,1.根据课程标准来编制小学生科学素养评价量表,对小学生进行科学素养的调查,并进行结果分析.2.试论小学科学教师的素养结构及其专业成长.3.阅读教材的作业并完成。4.根据小学生科学素养的形成和发展的特点,科学课教学中应注意什么?,