《國小科學實驗教學有效性的實踐研究》開題報告
課題負責人：土默特左旗民中附屬國小 胡滿意
一、課題研究的目的和意義：
《科學課程標準(3-6年級)》指出：“科學學習要以探究為核心。探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。科學課程應向學生提供充分的科學探究機會，使他們在像科學家那樣進行科學探究的過程中，體驗學習科學的樂趣，增長科學探究能力，獲取科學知識，形成尊重事實、善於質疑的科學態度，瞭解科學發展的歷史。”而實驗又是科學探究的基礎，探究性實驗教學的實質就是將科學領域的探究引入課堂，使學生通過實驗探究來學習科學知識，體驗探究過程的曲折和樂趣。有效的科學實驗探究活動必須通過有效的教學方式和學習方式來實現。因此，教師、學生及科學課堂都必須進行角色轉換：教師是探究活動的組織者、引導者和合作者，學生在實驗探究活動中要真正成為科學學習的主人，而科學課堂必須成為科學學習和交流的重要場所。 自實施新課程以來，科學探究的理念已在我校廣大科學教師心中紮下了根，科學探究等現代教學方式已廣泛運用於科學課堂教學。科學課上，學生親自動手操作的機會明顯比以前多了。廣大教師經過探索和嘗試，也已積累了不少的實踐經驗。但是，就我校目前情況看，在實驗探究教學中也存在許多問題和困惑，在採用實驗探究學習活動組織課堂教學時，存在許多誤區，導致課堂實驗探究活動形式化、表面化，缺乏有效性。因此，我們必須關注科學實驗探究活動的有效性問題。
目前課程改革正在進行自主探究的課堂教學實踐，開展提高科學實驗探究活動有效性的策略研究，具有針對性和實效性，有很強的現實意義。從教師角度看：有利於真正落實新課程理念，幫助教師轉變教學行為，反思教學過程，切實改變教師的教學方式，提高教學效果。同時，幫助教師解決在課改實施過程中存在的困惑和困難，順利推進科學課程改革工作。從學生角度看：有效地開展課堂實驗探究教學活動，有利於真正落實學生的主體地位，建立和發展有效的自主探究的學習方式，促進學生的自主發展，切實改變學生的學習方式;有利於激發學生的創新思維，學會有效的探究方法，掌握科學實驗探究教學活動的特點和新課程的性質，使學生獲得豐富的科學實驗探究的體驗，發展學生的科學探究能力，培養學生的科學精神。
二、課題的界定:
余文森教授認為：“有效性是指通過課堂教學，學生獲得發展。發展就其內涵而言，指的是知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三維目標的整合。即相對於人的發展這一目標。任一維度的目標都不能脱離整體而單獨存在，缺少任一維度都無法實現真正意義上的發展。人的發展是三維目標的整合……因而，着眼於人的發展的教學要根據各學科的特殊性和學生原有基礎有所側重。” 《國小科學課程標準》明確地指出：“鼓勵兒童通過動手動腦?學?科學。心理學研究表明，對於兒童來説，態度的形成需要實踐的過程，技能的形成需要反覆的模仿練習，而知識的獲取主要通過感性經驗的積累。他們常常依靠動手操作來認識和理解世界，而他們所能認識和理解的也往往侷限於他們自己可以動手操作的具體事物。因此，在科學教學過程中創設一定的情景、開展多樣化活動是十分重要的。”因此，在科學教學中，教師要注意指導學生通過開展有效的科學探究活動，幫助學生蒐集第一手資料，教會學生觀察、測量、實驗、記錄、統計與做統計圖表等方法，有效地指導自己發現問題、解決問題、得出結論，從而使學生得到長遠的發展。基於科學教學的特殊性，在國小科學教學中教師必須十分注重實驗教學的有效性。
三、課題研究的理論依據:
從教育心理學來看：實驗探究的理論基礎主要是建構主義學習觀。建構主義學習觀認為，知識不是被動接受的，學習也不是被動接受，而是學生主動的行為。一切知識都是個體在認知過程的基礎上跟經驗世界對話中建構起來的。社會建構主義認為，人的發展的主要媒介是通過交互作用導致的意義的社會協商。與此相應需要建立“學習共同體”，創建一種全新的學習文化，即一種開放的、鼓勵創新的、浸潤的、師生互幫互學的、以孩子為師的文化。
此外，我們要構建一個體現學生的主動性、社會性、情境性的學習環境，也離不開其他的理論指導，如加德納的“多元智力理論”，布魯納的“發現學習”，王坦的“合作學習”等。
四、課題研究的現狀:
自20xx年國小科學課程實施以來，浙江、北京、上海等地，針對課程實施開展了許多相關研究，指出“科學學習要以探究為核心，親身經歷以探究為主的學習活動是學生學習科學的主要途徑。”提出了“自主--探究”“點撥--探究”“做中學”等教學方法。目前國內還沒有提高國小科學探究活動有效性的研究成果，提高國小科學實驗教學有效性的研究就更加沒有。而其它學科的提高課堂探究教學有效性的研究也給我們提供了借鑑和參考。本課題將根據國小科學實驗探究活動自身的特點和實際情況，對國小科學課堂裏開展實驗探究學習的具體環節及相關因素進行系統的研究，從而解決實驗探究活動形式化、表面化、低效性問題。
五、課題研究的預期目標及研究內容:
(一)本課題研究的預期目標：
本課題以提升實驗班學生的科學探究能力為宗旨，以研究“國小科學實驗探究有效性的教學策略”為目標，從而促進課題組教師科學教育水平的提高。其具體目標主要為：
1、培養學生科學探究能力，具體如下：
(1)發展學生觀察現象和提出問題的能力;
(2)發展學生提出猜想和形成假設的能力;
(3)發展學生制定計劃、進行簡單的實驗設計和手腦並用的實踐能力;
(4)發展學生收集信息和處理信息的能力;
(5)發展學生科學解釋和評價的能力;
(6)發展學生表達和交流的能力。
2、初步形成提高國小科學實驗探究教學有效性的策略，如：
(1)創設有利於學生主動探索的學習情境，構建促進學生的自主發展、激發學生創新思維、合作學習和師生互幫互學的學習環境。
(2)選擇合適內容，設計探究活動;
(3)選擇合適策略，引導探究活動;
(4)教師有效指導，注重過程評價。
通過研究分析新課程實施中國小科學實驗探究活動教與學的情況，分析存在的問題，反思教學過程，研究影響實驗探究活動有效性的因素，尋找提高實驗探究活動的有效的策略，這也勢必有利於參研教師真正落實新課程理念，幫助教師轉變教學行為，切實改變教師的教學方式，提高教學效果，從而達到教學相長的目的。
(二)研究內容：
1.國小科學實驗探究活動的現狀及原因：
我們在平時的教學和聽課中初步發現科學實驗探究中如下缺失的現象：
(1)常規未養成，課堂鬧哄哄。良好的習慣影響人的一生，好習慣使人終生受益。但我們經常會碰到或看到這樣的現象，學生才進實驗室，或剛到導入環節，就開始偷偷擺弄材料，到了活動環節，學生只顧着搶玩材料，不會傾聽，不會觀察，不會記錄，不會交流，課堂上鬧哄哄。
(2)分組不合作，多數壁上觀。學生探究活動往往以小組合作的形式進行，但由於學生認知上的差異、性格上的不同和探究能力上的高低等原因，真正參與科學探究的學生只佔少數，小組活動中，個別學生承擔全部探究任務，成了小組探究活動的主角，其它學生成了觀眾的現象不在少數，這種分組不合作的現象屢見不鮮。
(3)動手不動腦，探究層次淺。雖然“以探究為核心”的理念已深入每一位科學老師的心，教師都重視了學生的動手活動過程，但是學生科學探究作表面功夫，多動手，少用腦的現象卻普遍存在。我們經常可以看到在課堂上，問題剛提出，學生就準備操作，缺乏了有根據的猜想，缺乏對研究方案的思考與制定，也缺乏組員之間思維的碰撞。這樣雖然能保證較長的探究時間，然而在探究的過程中，學生只是動了手，到底在探究什麼，觀察到了什麼現象，觀察到的現象説明了什麼，從中發現了什麼，學生卻説不上。
(4)材料雜而亂，擺弄無結果。雖然説收穫盡在過程中，學生在探究中有技能、方法、情感上的收穫，但現在有些老師片面地理解了這一新課程的理念，對學生實驗探究的材料不加選擇，學生通過對一堆材料的擺弄，只要過程不要結果。相當於只要耕耘不要收穫，沒有結果的過程是無意義的過程。
造成學生在科學實驗探究學習中的低效益的原因，我們認為是多方因素的綜合結果。其一，學生對科學實驗探究各環節的對科學探究所起的作用不理解。其二，《科學》教科書幾乎成為學生科學探究學習唯一的信息源，教師受傳統教學的影響，不敢對教材內容作調整或補充、刪改。其三，在科學課堂教學過程中，科學教師為了完成規定的教學任務量，師生之間、學生之間往往缺乏足夠的溝通，鮮于理解與幫助，不會合作。其四，教師對學生的指導缺乏策略，表現為多灌輸驗證，少啟發探討，多指責壓抑，少寬容引導，多包辦限制，少激勵創新。這些都造成學生對知識的理解往往是表面性質的，學習中所體現的或能訓練的思維過程大多是低質的，最終獲得的知識往往又具有很強的純記憶性色彩，在多變的真實情境中，常常因不能有效遷移而無法靈活應用……
2. 提高國小科學實驗探究活動的有效性的教學策略的初步設想
(1)以有效實驗探究為目標的教材處理策略研究：鑽研、重組教學材料，確立有價值的教學目標，進行學情分析，根據學生已有經驗建構教學過程，進行合理預設等。
(2)開展有效實驗探究必須滿足條件的研究：如能引起學生注意的焦點問題;有效的探究材料的提供;能讓學生享有探究的自由;恰當的探究任務;教師的適時指導;學生的“手腦並用”等，以促使學生能更有效地探究。
(3)以有效實驗探究為目標的教學組織策略研究：在興趣激發、氛圍營造、課堂調控等方面進行研究。
(4)以有效實驗探究為目標的教師指導策略研究：學生的自主探究離不開教師的指導，教師要保證和促進探究活動的順利進行，是學生實驗探究活動的助手、激勵者、引導者、促進者。我們將研究在學生實驗探究活動的各環節中，教師將如何進行有效指導，形成相關策略。
(5)以有效實驗探究為目標的學生探究策略研究：重點研究學生對探究形式的選擇，探究各環節方法的掌握情況。如：如何分組，如何分工，如何討論、收集材料，如何表達與交流等。
(6) 以有效實驗探究為目標的學生探究習慣和技能的形成的研究：重點研究學生探究習慣的形成，探究技能的掌握策略等。
(7) 以有效實驗探究為目標的實驗器材的有效使用的研究：重點研究學生正確使用科學實驗器材，最大限度地發揮實驗器材的使用效果等。
六、初期研究成果與研究對象和研究方法:
(一)初期研究成果：
國小科學實驗探究的基本過程是:提出問題、進行猜想和假設、制定計劃設計實驗、獲取事實與證據、檢驗與評價、表達與交流六個步驟。課題組負責人分別對如何提出問題、進行大膽猜想、實驗設計、科學探究、蒐集證據、表達交流等方面作了研究。課題組其他成員在跟科學探究實驗相關的提出問題、實驗教學、創新能力的培養方面都已取得較好的研究成果。
(二)研究對象和研究方法
1.研究對象：民中附屬國小三(3)、四(3)、五(3)、六(3)共4個班級的學生。
2.研究方法：
(1)文獻分析法: 學習理論、收集信息的主要方法，其中信息資料主要來源於教育理論書籍、報刊雜誌以及網絡下載的相關資料等。通過對這些資料信息的分析與研究，可達到準確地界定課題研究的價值性，並制定研究目標與實施方案，在課題研究過程中修正研究的方向等目的。
(2)行動研究法：在教與學的過程中，邊實踐，邊探索，邊檢驗，邊總結，邊完善，把研究與實踐緊密地結合起來，最終形成一套系統的有效教學策略體系。
課題組成員親臨實踐並收集積累科學實驗探究的典型案例，同時將構建的有效實驗探究教學模式反覆應用於實踐，並進行修改完善。
(3)調查法：要調查本課題研究之初實驗探究課堂教學的現狀、師生理解情況以及對研究過程中、研究之後的狀況進行詳細跟蹤調查，為研究的順利進行提供事實性依據。
(4)課堂觀察法：研課題組成員帶着明確的目的，憑藉自身感官(如眼、耳等)及有關輔助工具，直接從課堂情境中收集資料，並依據資料作相應研究。
(5)案例研究法：是對典型的課堂教學案例進行分析研究，歸納整理出相應的教師有效的教學行為方式。
七、課題研究的步驟及人員分工
(一)本課題研究步驟分五個階段
第一階段：準備階段(20xx年x月-20xx年x月)
收集與本課題相關的文獻資料，學習相關理論，組建課題組，吸收各種理論的精華，結合學科特點制定出切合實際的研究計劃和具體的實施方案。
第二階段：初步實施階段：(20xx年x月-20xx年x月)
按照方案具體操作，收集材料，討論分析。
第三階段：小結檢測階段(暑假)
對初步實施的情況作小結檢測反思，修正方案。
第四階段：深入實施階段(20xx年x月-20xx年x月)
按修正的方案繼續實施，收集材料，討論分析。
第五階段：總結階段(20xx年x月——20xx年x月)
整理分析收集的材料，形成結題報告。
(二)人員分工
胡滿意: 全面把握，總體規劃，負責制定《國小科學實驗教學有效性的實踐研究》課題研究方案。
白潔：負責研究監督國小科學實驗探究活動的有效性的實踐研究
李平關：負責指導、調整、協調課題組成人員的研究過程，負責制定課題研究方案。 雲慧：國小科學實驗教學有效性案例研究及網上課題管理。
張紫豔：負責實驗班實踐研究工作及個案研究，並定期撰寫課題實驗體驗，發表相關論文。
張紅豔：負責實驗班實踐研究工作及個案研究，並定期撰寫課題實驗體驗，發表相關論文。
雲慧：負責實驗班實踐研究工作及個案研究，並定期撰寫課題實驗體驗，發表相關論文。
胡滿意：負責實驗班實踐研究工作及個案研究，並定期撰寫課題實驗體驗，發表相關論文。
八、課題研究的條件分析(含已取得的與本課題有關的研究成果):
1. 我校是縣級國小，師資力量雄厚且有較好的科研氛圍，該課題的研究得到了校領導的重視，活動經費及活動地開展有保障。
2.課題負責人胡滿意老師：國小高級，學科專業水平高，土左旗中青年骨幹教師，有較強的教科研能力和豐富的課題負責實踐經驗，同時又是科學教研組長，在教導處工作，深入課堂第一線較多，有利於做好協調工作發揮集體智慧。雲慧老師，國小高級，土左旗科學學科帶頭人，有很高理論功底和研究水平;
3.課題組成員：王林校長，王老師多次呼和浩特市國小科學競賽優秀指導教師獎，胡滿意老師的教學案例設計鎮江市獲獎。因此課題組成員文化專業水平高，教科研能力強，且在跟科學探究實驗相關的提出問題、進行科學猜想、實驗教學、創新能力的培養方面都已取得較好的研究成果。
九、課題研究成果及表現形式:
主要階段性研究成果：
《新課程背景下實驗教學有效性的實踐研究》開題報告
國小生科學實驗操作技能檔案袋的建立
最終研究成果：
《新課程背景下實驗教學有效性的實踐研究》結題報告
《新課程背景下實驗教學有效性的實踐研究》專著
《國小科學實驗教學有效性的課堂教學案例集》專著