陕西省做中学探究式科学教育教师培训

什么是科学？江苏汉博教育培训中心汉博中国少儿科学教育网东南大学学习科学研究中心2006年12月什么是科学？•作为一名科学教师，你担负着儿童的科学启蒙教育，你对科学以及科学教育一定有自己独到的见解。•你是如何看待科学的？请列出一些描述科学的词语。•你认为科学教育应该包括哪些方面的内容？（小组内进行讨论）•通常科学指近代科学•科学原来指的是自然科学•上世纪九十年代联合国教科文组织（UNESCO）重新明确了科学的范围。按照联合国教科文组织给出的定义，科学包括自然科学和社会科学。什么是科学？理解有关“科学”的主要含义“科学”的主要含义•科学知识•科学研究和科学方法•科学精神和科学态度•科学素质科学知识•科学知识是指人类经过科学研究而积累的、系统的对客观世界和人类自身的认识。•科学知识要经过不断修正，不断深入，以逐步逼近客观存在。•科学知识的表现形式有科学事实、科学概念、科学原理、科学理论和科学模型等。•科学知识并不是固定不变的真理，更不是绝对的真理，科学具有开放性。科学研究的原则•引出有价值的、能用实证方法来进行研究的问题•把研究与有关的理论相联系•使用能够直接对问题进行调研的方法•提供一个连贯的、明晰的推理过程•可重复性和可推广性•公开研究情况，以便鼓励专业界的审查和批评科学精神和科学态度•蔡德诚研究的科学精神：客观的依据理性的怀疑多元的思考平权的争论实践和检验宽容的激励科学精神和科学态度•AAAS颁布的《2061》计划中，提出的科学态度好奇心尊重实证批判地思考灵活性对变化世界的敏感科学素质•在教育部颁发的科学（3－6年级）课程标准中，对科学素质所作的定义是：科学素质包括必要的科学知识和技能、科学的思维方式、对科学的理解、科学的态度与价值观，以及运用科学知识、方法解决问题的意识和能力等方面。科学素质•在科学技术飞速发展的今天，对每个公民提出应具有科学素质的要求，反应了知识社会的特点。公民的科学素质应该包括三方面的内容：掌握必要的科学知识习惯于对遇到的问题用探究的方式来对待，让探究成为基本的生活态度和思维方式以及具有科学精神指导下的价值取向科学知识科学研究和科学方法科学精神和科学态度科学素质科学教育基础科学教育探究式科学教育“做中学”小学科学教育•小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学教育要达到三方面的目的，即知识技能、过程方法、情感态度价值观。•科学学习要以探究为核心，探究既是学习的目标，又是科学学习的方式。•让探究成为科学学习的主要方式。•学生是学习科学的主体。教师是科学学习活动的组织者、引导者和支持者探究式科学教育•探究式科学教育过程要求保护和激发学生的好奇心；•探究式科学教育过程强调要培养学生主动探究的学习态度；•探究式科学教育依靠和尊重学生已有的知识基础；•探究式科学教育重视学生之间的相互讨论和合作；•探究式科学教育希望促进学生科学态度的养成。“做中学”的基本原则•面向每一个儿童、尊重儿童间的差异；•为儿童终身的学习，更为儿童学会生活奠定基础；•教学案例应来源于生活，从周围取材；•引导儿童主动探究、亲历发现过程；•教师是儿童学习科学的支持者和引导者；•采用激励性评价；•科学工作者和教育工作者共同进行科学教育；•充分动员社区和家庭的力量，支持科学教育；•通过运用现代化的互联网络，增进国内和国际间的交流与合作。•关于“做中学”，关于科学课，关于科学教育，关于培训，请你提出你的问题。蔡德诚：1935年11月生。1962年北京航空学院毕业。教授级高工。自1986年起主持《科技导报》月刊的日常工作。退休前为常务副社长、副主编。现为特约副主编。1986年-1987年曾代表导报社驻美工作。主持导报主编工作十几年来坚持以探讨现代化的道路与方法为宗旨，并坚持直面问题、难题，探讨焦点实质的编辑方针，受到读者的欢迎。近年来，在梳理归纳科学精神实质内涵方面，提出了科学精神六要素观点，受到学术界关注。探究的步骤江苏汉博教育培训中心汉博中国少儿科学教育网东南大学学习科学研究中心2006年12月探究的步骤•这里有一些卡片，上面写了一些词语，请与你的同伴用这些卡片拼出科学探究的过程图。如果你觉得还缺少什么词语，请自行添加。探究的步骤•请用图表示探究式科学学习的步骤儿童探究与科学家探究的异同江苏汉博教育培训中心汉博中国少儿科学教育网东南大学学习科学研究中心2006年12月探究的步骤•提出问题•猜想和预测•设计实验•寻求实证•数据收集和分析•结论和表达探究的对象•科学家：面对人类尚未知晓的事物•儿童：人类已知，儿童未知探究的基础•科学家：运用科学共同体所共享的知识和经验为基础去探索•儿童：以自己的原有经验为基础探究的作用•科学家：发布成果，公之于众，所得的科学知识成果供全人类使用•儿童：从具体的科学经验中抽象出科学概念，在真实的探究活动中形成科学思维方法，在主动的探究过程中培养科学精神探究的难度•科学家：自己不断尝试寻找合适的材料，经过长时间的探究，最终有所发现•儿童：在教师的引导、支持下，在很短的时间内简约地再现科学发现的历史探究的深入性•科学家：在探究过程中兼顾正面的和反面的证据，修改假设，使之更符合客观事实,逻辑严密•儿童：倾向于忽略反面的证据，需要教师引起他们对矛盾现象的关注，引导更深入地思考教师在儿童探究活动中的作用•引导、组织和支持–选择适合于儿童发现的知识经验–设置情境，引起儿童对自然现象的关注–提供有结构的材料–鼓励探究，适时提出建议–指出矛盾，引起进一步的探究–组织讨论，使儿童的科学经验上升为科学概念探究能力的讨论江苏汉博教育培训中心汉博中国少儿科学教育网东南大学学习科学研究中心2006年12月参与式培训教师？小学生？以学生的心态来参加，建立在自己已有的经验基础上，经历探究的体验，理解“做中学”的理念。活动•活动1：点亮蜡烛•活动2：哪些是有生命的？•活动3：浮起的鸡蛋•活动4：直尺发出的声音活动指南•活动1：点亮蜡烛请画出你认为蜡烛点亮之后是什么样子。现在点燃蜡烛，再把它画下来。第二次和第一次有什么不同？•活动2：哪些是有生命的？这些东西中哪些是有生命的？种子是有生命的吗？你怎么能够确定它是不是有生命的？•活动3：浮起的鸡蛋你如何解释“浮起的”鸡蛋你可以使用装有自来水和盐水的容器来调查研究向你的同伴解释•活动4：直尺发出的声音你能让这把直尺发出声音吗？直尺发出的声音和直尺的状态有怎样的关系？你能用什么方法说明他们之间的关系？探究能力说明提问根据情境提出可以探究的问题预测根据观察和信息，和以往的经验对问题的结果进行推理和思考，并形成一个预测设计实验能根据需要解决的问题，选择合适的工具，设计明确的实验步骤收集数据能根据实验的情况收集所需要的数据形成实证能根据实验的数据进行分析，将数据进行分类和计算，得到能解释问题的数据分析结果评估证据对已获得的证据进行分析，找出需要的证据，用证据解释问题解释根据信息、数据、知识形成对问题的看法，并做出明确的合乎逻辑的解释交流看法能在小组内或班级内明晰的表述自己的看法，对别人的看法提出置疑，对说出自己的想法回顾•儿童的探究能力提问、解释、预测、设计实验、收集数据、形成实证、评估证据、交流看法儿童的初始想法江苏汉博教育培训中心汉博中国少儿科学教育网东南大学学习科学研究中心2006年12月初始想法•每个人对问题都有自己的理解•对同样的问题每个人的理解也是不尽相同的•通常把问题初始的理解和想法称为前概念•错误的前概念是很难改变的•前概念往往要通过反复的学习和深刻的体会才能改变，这是一个认知建构的过程前概念对儿童的科学学习的重要性•人对知识的建构是建立在对知识已有的认识基础之上的。•如果初始的认识是不正确的，那么在此基础上就很难继续建立正确的概念•幼儿的科学教育中应该重视前概念的问题•前概念始终伴随儿童科学学习的过程前概念对科学教育的重要性•传统的教育不考虑被教育者的状态和情况•探究式科学教育重视被教育者是否真正理解了知识•被教育者的知识情况是探究式科学教育的基础•真正的认知建构体现在科学教育中对被教育者的了解形成探究问题的过程了解前概念的策略•前概念也称为初始想法•在探究前是对所要探究问题的初始想法•在探究完成后，通过探究的过程幼儿可以建立新的概念和认知•在探究完成后，可以形成对新的探究问题的初始想法•初始想法有时是正确的，有时是错误的，有时是不完全正确的了解学生初始想法的课堂策略•画图•画网状图（圆圈图，气泡图）•KWLH表格（know，want，learn，how）•概念图•为某个事件或现象选择一项解释•进行预测（画图和文字）•提问画图问题：你知道湿衣服上的水到哪里去了吗？请你在图上表示出来让学生画图画，表达他们对某个事件的看法画网状图---圆圈图网状图是一些简单的类比和思维推理模型，有助于儿童逐步建立起思维的方法和体系。而且是儿童容易理解和认识的模型。圆圈图：定义内容（发散性的思维）科学知识生物，基因，机器人…科学精神和科学态度实证，失败与坚持创新，发展…其它科学家新的生产方式，…科学科学研究和科学方法提出问题，合理的的设想，可行的方法，知识获取和验证过程…画网状图---气泡图气泡图：描述关系（具体思维）怎么知道冬天来了？冬天树有什么变化？冬天动物发生什么变化？冬天的天气怎样？在冬天大堤发生什么变化？冬天的池塘发上什么变化？用问题表示的网状图树形图－分类支线图－描述整体和部分的关系双泡图---对比关系特有的特性共有的特性动手做一做：试画一个网球和篮球的双泡图KWLH表格（know，want，learn，how）KWLH我们对漂浮的物体有什么了解我们想知道是否所有漂浮的物体都有空气在里面我们了解到一不含空气的东西也会漂浮我们了解到物体的形状对于它们漂浮的状况十分重要我们用粘土和锡纸进行实验，可以演示这一点概念图•用自己的观点形成体系的图表向学生讲授与教学主题有关的关键词，并插入连接词，以显示这些关键词之间的关系。最好把关键词写在小纸片上，每张纸上写一个词，以便在搭建时能够将其移动绘制概念图的要点：•要列出各个概念的名称•各个名称按照相关性来排列和分类，并用连线相接•在连线上写下有关的词语，以组成一系列的概念陈述力与运动的概念图为某个事件或现象选择一项解释•教师在卡片上提供一系列带有插图的解释，让学生分组讨论或做出自己的选择学生们用图画或文字说明当某个事件的条件改变时会出现什么情况进行预测（画图和文字）提问学生对教师提出的关键问题进行回答。科学概念江苏汉博教育培训中心汉博·中国少儿科学教育网东南大学学习科学研究中心2006年12月做学问，要学问；不学问，非学问，——李政道问什么？怎么问？问谁？问的结果是什么？探究的结果是什么？•在教育部颁发的《标准》中写道,探究既是科学学习的目的，又是科学学习的方式。——科学教育的主导思想•这对教师提出了更高的要求，教师是课堂中科学探究活动的引导者、组织者和支持者•进行探究活动的主体是学生，有没有达到预定的目标，学生和教师都是关键。作为科学课的教师需要掌握或了解三方面的知识：科学概念和模型、教学法以及儿童认知和情感的发展规律科学课教师的知识构成科学家，科学志愿者心理学，认知科学，脑科学教育学课程专家一线教师•教师需要掌握所要探究的概念和其他有关概念的关系，以便有目的的为学生搭建“脚手架“，支持学生的探究活动•但在学习的过程中教师应该教授的是正确的概念而不是错误的概念，或是对学生的误导。教师自身应该有正确的概念和模型。•认为幼儿园和小学的科学教育只是承担科学启蒙的任务，不追求知识的完整性和系统性的观点是不正确的。•如果不是认真根据儿童认知发展的规律和儿童已有的科学基础，精心加以选择和组织儿童探究的内容，而是在课堂上采用零碎的，杂乱的案例，这样的探究式科学教育将会是效率很低的教育，也达不到培养儿童探究能力的目的。•探究式科学学习应该是一个完整的过程。在此过程中，学生学习如何进行探究的方法，掌握核心的科学知识和概念，同时培养学生的批判性思维、尊重事实、尊重别人、合作而主动积极的科学态度等。•在探究式科学学习的过程中，不同的层次的探究活动可以有不同的侧