寓科技创新于学科教学的研究

1《寓科技创新于学科教学的研究》课题研究中期报告研究单位：吉首市铁路学校主持人：文斌本课题自2006年11月立项以来，在州市教科院（所）的指导和学校的大力支持下，课题组严格按照方案的预定目标、研究内容和技术路线实施。细致地讨论了出课题研究方案，使之进一步具体化，制定关于课题研究的相关制度；落实了研究经费。在整个研究过程中，课题组围绕组织形式、课程体系重组、活动模式更新，活动平台延伸等开展了扎实而有效的研究。课题组成员团结一心，各司其职，各负其责，有条不紊地展开工作，保证了课题研究的顺利进行，取得了令人满意的阶段性成果。一、课题的简单回顾（一）、问题的提出1、素质教育强调以人为本，注重人的全面发展，其核心是培养学生的创新精神和实践能力，为建设现代化的祖国打下坚实的人才基础。怎样结合学科教学，把科技创新引入课堂，挖掘教材中的科技创新素材，把原来个别学生的“三小”活动变为全体学生参与的科技创2新活动，切实有效地提高学生的科学素养。2、本课题存在以下主要问题：传统教学内容指向单一；教学空间封闭；科技创新老师少、水平低；科技创新学生人少面窄；科技活动临时突击、不能长期开展的问题。（二）、预期目标：通过校内外一系列的科技创新活动，达到学生的科技创新能力有较大提高、教师的专业成长加快、学校的办学特色初步形成。（三）、理论依据1、科技创新教育理论。2、素质教育理论。3、马斯洛、罗杰斯的人本管理心理学和教育学。4、建构主义理论。5、陶行知的“六大解放”学说。（四）、研究内容本课题研究的内容是在相关学科教学中培养学生的科技创新能力，探求在开放性学科教学活动中提升学生素质的具体策略。（五）、研究方法和检测手段1、研究方法本课题主要运用行动研究法、调查法、观察法，辅之以实验法、经验总结法等研究方法。2、检测手段（1）、策略报告，课题研究报告，展示研究的综合成果。3（2）、形成以提升学生科学素养为核心的开放性科学探究活动具体操作模式。（3）、学生科学素养得以提升的系列资料。包括：学科教学效果提高的数据对比；省州市青少年科技创新大赛参与获奖情况；各级各类中小学生艺术比赛参与获奖情况；学生学科竞赛获奖情况；学校内科技创新活动开展情况的总结。二、具体实施情况（一）、结合实际，挖掘创新题材。新课程要求我们开发利用学校、家庭、社会的多种课程资源。遵循“用教材教，而不是教教材”的基本原则，课题组成员认真分析教材，首先把培养学生的创新精神和能力作为教学主要目标，再结合具体实际从教学内容上挖掘创新素材，落实到教学过程中，引导学生开展更深层次的探究——科技创新活动。例如，在《杠杆的研究》中，老师引导开展了这样的课外探究：调查我们周围的杠杆类工具，研究它们的结构，看看有哪些可以改进的地方？学生通过调查研究，提出了很多改进方案，尽管有的还很幼稚，但也体现出他们的创新意识。这样的探究，面对的是全体学生，满足不同学生不同层次的发展需求。又如，在学习“植物与环境”的课程后，老师的教学没有就此结束，而是和学生开展了新的探究——调查我们湘西苗族是怎样利用植物来保护他们赖以生存的居住环境的。这样，课堂教学上的简单探究就能转化为更持久、更广泛、层次也更深的校外科技创新活动。4再如，《昆虫》课后，结合吉首市农村的支柱产业——椪柑，老师和学生利用课余时间展开了有关椪柑害虫的调查，既丰富了孩子们的昆虫知识，又培养了他们关注农村、热爱家乡的品德。（二）、巧设情境，激发创新兴趣学生对科学的兴趣，是他们求知的起点，是培养科学素养的内在动力，是搞好创新的首要条件。教育家皮亚杰指出：“儿童是有主动性的人，他的活动受兴趣和需要支配，一切有效的活动必须以某种兴趣做先决条件”。有效地激发学生的创新情趣，将大大调动学生参与新探究的积极性与主动性，从而取得良好效果。1、创设生动活泼的教学情境，激发学生创新思维民主和谐、轻松愉快的课题气氛，是激发学生创新思维的首要条件。在教学中，课题组老师总是以孩子们的朋友身份和他们一起探究，鼓励学生讨论争辩，保护学生的自尊心、自信心。例如《可爱的蚕宝宝》，就蚕在茧里的排泄情况，学生发生了激烈的争论：有的说蚕在茧里不排泄、有的说排泄，有的说排泄一次、有的说排泄多次……老师没有急于把已有的事实告诉学生，而是说“老师也很想知道蚕宝宝在茧里的排泄情况，我们课后想办法研究好吗？”学生的探究兴趣一下就来了，齐答：“好！”“那你准备怎样研究呢？”学生各说各的想法，老师没有对这些设想作评判，而是指导他们制定研究方案，把研究过程用文字、图画记录下来，看谁的研究最好。课堂探究就这样转换为课外科技活动。“科学小论文”——这个陌生的领域，孩子们实际上已经涉足，为以后的学习打下基础。52、利用丰富多彩的科学探究活动，培养学生的创新兴趣。少年儿童的特点是好动，对什么都感兴趣，但又不易长久，因此，要不断激发学生的科技活动兴趣，就必须力求更丰富多彩的探究，突出一个“多”字。比如：在《科学》教学中，除了课程中的科学探究活动以外，老师还结合教学内容和当地实际，带领学生考察本地的生物资源、开展环境调查，采集制作动植物和岩石矿物标本，自制玩具、学具、教具，进行天文观测，结合学习中的问题展开社会调查，观看科普影视，谈讲科学家的故事，开展科技竞赛等，力求学生的科学探究丰富多彩，不断地激发学生的参与科技活动兴趣。3、创新活动难易适度，满足不同层次学生的需求，提高全面参与的兴趣现代科学教育要求尊重学生个性、注重个体，不搞标准化、引导学生多向发展。个体的发展有差异，创新有层次，但培养孩子们的创新意识、创新观念、创新态度这个目的却是唯一的。因此，老师在教学中注重就同一内容引导不同层次的创新活动，让绝大多数学生都能参加，都能有收获，从而使大多数学生乐于参加课外的科技活动。例如“我的小车”单元中，学生通过玩车，认识了影响小车运动的几种力，“如何使自己的小车运动得更好呢？”这就是我们渗透的活动。这个活动难易跨度大，覆盖面广，让所有学生都有一显身手之机：有的学生用身边废旧自制出漂亮的小车，心灵手巧的女孩子做出能行驶较长距离的橡筋车，更有男孩子在赛道上比试起亲手改装的赛车了，人人都参与，人人都获得成功。6（三）、面向全体，分层次科学指导现代教育是教师与学生“双主体”协同活动的过程，教师要负责整个教育活动的设计和安排，为学生提供必要的指导和帮助。课题组成员在学科教学渗透科技创新活动的实践中，以学生主体为出发点，活动设计因人而异，不搞标准化、一刀切，尊重学生个性，引导学生多向发展。1、活动设计有层次。如同是对动物的观察，小学中低年级的孩子刚接触科学这门新课程，认知能力还很弱，我就指导他们课外饲养蜗牛、蝗虫等小动物，定时观察，把自己的发现记录下来。中高年级的孩子则可以采集制作蝴蝶、蝗虫、金鱼等简单的动物标本。初中各年级的学生结合本地实际，开展了椪柑害虫的调查，认识常见害虫，了解它们的生物特点及危害方式，向农民和农技专家请教防治方法，再查阅资料，寻找椪柑害虫的生物防治办法，写出自己的建议，反馈到市农业局，供专家和柑农参考——从而开展了一项有意义的科技活动。2、创新意识是关键。人们具有较强的科技意识和创造意识，经过努力，便可以随时把握机会，创造出意想不到的奇迹。老师们在学科教学注重学生科技创新意识培养，结合教学内容开展系列的创新思维训练——如对所见到的随意的一件事物找缺点的活动；为方便学习、生活、生产而提出希望点和异想天开的“金点子”发明活动；对“一闪念”和可贵设想的随时记录活动（捕捉灵感活动）；自制玩具、学具、教具等等。这些活动，既使学生认识到世界上没有十全十美的7好事，社会发展是永远的，人类创新是没有止境的，从而激发学生树立强烈的创新意识，又使学生认识到养成良好习惯是创造活动所需要的，促使学生养成必要的习惯和个性品质。3、自信心是重点。自信心是产生创新动机的基础，老师们在活动中注意帮助每一位学生正确认识自己，正确估价自己，帮助他们树立起自信心。同时，注意发现学生的独特见解，并进行适当的引导和鼓励，引导他们完成新的探究。例如，在《简单机械》的渗透活动中，吴梦婷同学看到叔叔接高压线很是辛苦，想对高压接线夹作改进，但又无从下手。辅导得知后找到她，听完她的介绍后，表扬她爱动脑筋，热爱科学的好品德。然后分析了她的设计，引导她用杠杆、斜面、轮轴等原理对设计做了修正，完成初步设计。在实物制作过程中，吴梦婷同学遇到无数困难，老师总是和她一起面对，鼓励她“你一定能行！”。经过三个多月的课外实践，吴梦婷同学的《简便高压接线器》终于问世了，拿到她叔叔单位试用，受到电工师傅的由衷称赞。又如，从《植物和环境》挖掘、衍生出的《湘西苗寨古树的调查》科技创新活动中，学生在测量树高时遇到难题，老师便参进去，与孩学生一起研究解决办法。在无所适从的时候，看到老师的加入，学生们重振信心。我鼓励学生克服困难、坚持到底，告诉他们只有自立、自强、自信的人才能到达科学的顶峰，引导学生利用几何知识“研制”出简单的测高仪，保证了活动的顺利完成。4、言传身教是良策。一个没有创新精神的教师，不可能培养出有创新精神的学生。老师的创新精神主要体现在教学创新上。课题组8成员不断学习吸取先进的教育理论，结合实际灵活应用，教学方法新颖多样不单一，让学生常有新鲜感，有学习兴趣；教学作风主平等而不是教师说了算，鼓励学生讨论争辩，保护学生的自尊心、自信心；教学气氛轻松愉快，鼓励学生敢说敢试；教学要求因人而异而不搞标准化，尊重学生个性发展等等。这样，不但老师的课深受学生欢迎，更重要的是老师用自己的言行，在孩子们幼小的心灵播下了创新的种子，在日常教学中潜移默化的培养了学生的创新意识。三、取得的成绩（一）、“挖、激、导、升”实施模式的形成在实践中，我们本着“有机”——结合教材内容与本地具体实际、“有意”——将创新精神和能力的培养作为教学主要目标之一、“有效”——创新精神得到培养和创新能力得到提高的基本原则，进行了前期深入的探索，归结出结合学科教学开展科技创新活动的“挖、激、导、升”实施模式。其中心内涵是：教师结合学科教学有机地开展科技创新活动，在科技活动中培养学生创新意识，促进学生个体知、情、意、行统一地全面发展；而学生在系列的创新活动中，创新精神、创新能力和创新人格也逐步形成，达到我们结合学科教学开展科技活动的最终目的；这个结果反过来又极大地提升了学科教学的层次，从而形成“探究活动——引发新问题——创新活动——促进新探究”循环往复、螺旋上升的发展模式，走上师生共同成长之路。实践证明，这是当前在湘西民族地区开展青少年科技活动最行之有效的模式，具有较大的推广价值。相关论文《强化主导作用提高9探究质量》、《结合科学探究开展科技创新活动的实践初探》分获06、07湖南省二等奖、一等奖；课题中期成果获州“十五”教育科研成果二等奖；子课题《在科学教学中培养学生的创新能力》中期研究成果获省教育厅一等奖。（二）、实践收获1、学生的科学素质得到提高陶行知先生说过：“人人是创造之人，处处是创造之地，天天是创造之时。”我们在学科教学中时刻把创新作为主要目标之一，落实到探究的各个环节去认真细致地实施，真正做到“人人”、“处处”、“天天”地开展科技创新教育。通过一年多来的实践探索，无论学生个体还是班级，乃至全校风气方面，科学习惯、思维方式等方面都取得令人可喜的进步，学生学习科学的兴趣更加浓厚，发现问题、分析解决问题的能力得到迅速提高。表一：学生科技活动兴趣抽样调查统计表（8个年级，随机抽样120人）有兴趣有些兴趣根本无兴趣研究前（2006.5）6（5%）24（20%）90（75%）研究后（2007.12）96（80%）24（20%）0表二：小六、初中学生参加实验操作考查对比表10时间/成绩优秀良好及格不及格2005（452人）83人占18.3%235人占51。9%127人占28%4人占0.8%2007（485人）228人占47%216人占44.5%41人占8.5%02、教师课改与科研能力有效提升。通过近年的课题研究，课题组成员的科学教学水平迅速提高，教育教学、科研成果多次受到上级表彰、奖励，逐步成长为教学骨干。特别是课题主持人文斌