科学教学的理论与实践探讨深圳市教学研究室 颜培辉szjy.ppt

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1、科学教学的理论与实践探讨深圳市教学研究室 颜培辉 Tel.82203959,2001年秋季，南山区作为国家级课改试验区启动义务教育阶段课改实验，率先开展了科学、历史与社会等综合课程的改革试验。 2003年秋，根据省教育厅的意见，我市开始整体推进综合课程改期试验。,深圳市初中科学课实验的基本概况,初中综合课程实验的阶段性成果,1教材、师资培训,2教研工作,3教学资源,4教学效果,科学教学的理论与实践探讨,一、科学教师专业素养的变化 二、科学素养的涵义 三、科学教育目标 四、科学教育相关的学习与教学理论 五、科学课堂教学的基本技能 六、调控科学教学过程的基本技能 七、科学教育研究的基本步骤 八

2、、科学教学研究论文的撰写,一、科学教师专业素养的变化,在科学课程实施的起始阶段，对教师素养的要求着重在对专业知识的完善与更新。经过若干年的培训和进修，科学教师已经能够独立教授初中三年级的科学课程，知识结构趋于完善。因此科学教师的专业素养发展的重点已开始转向对科学本质的理解、对科学探究的理解和对科学探究过程中的思维习惯的培养。重点在于对现代教育思想和理念的理解，对现代教育技术的掌握和对教学方法的改进。能够适应新的要求是教师素养的一种表现。,二、科学素养的涵义,物理学家劳厄曾经说过，重要的不是获得知识，而是发展思维能力。教育给予人们的无非是一切已学过的东西都遗忘掉的时候所剩下来的东西。那么，“剩下

3、来的东西”是什么？我们认为是科学素养。这就是科学教育的实质所在。,美国科学教师协会课程委员会认为具有科学素养的人 应具有下列特征：,当他与人或环境相处时，会运用科学概念、过程、技术和价值进行实际事物的抉择；,了解产生科学知识必须依赖探究过程以及概念学说；,能分辨科学证据和个人意见的不同，能证明事实和学说之间的关系；,了解科学和技术对促进人类福祉的限度和功能，了解科学和社会的关系；,美国科学教师协会课程委员会认为具有科学素养的人 应具有下列特征：,知道科学起源于人类，并了解科学知识的暂时性，当资料充分之后，知道会改变；,拥有充分的知识和经验，能够称赞别人的科学成就；,对世界充满了乐观的态度，能够

4、采用和科学相同的价值观念，能够使用科学和享受科学；,一生都持续探讨科学并增加其科学知识。,美国国家科学教育标准认为一个人有科学素养就意味着：,对日常所见、所经历的各种事物能够提出、发现、回答因好奇心而引发出来的一些问题（科学兴趣、探索科学的冲）；,能够读懂通俗报刊的科学文章，能够参与就有关结论是否有充分根据的问题所进行的社交谈话（理解科学概念与原理）；,有能力描述、解释甚至预言一些自然现象（对科学原理的理解与应用）；,美国国家科学教育标准认为一个人有科学素养就意味着：,能识别国家和地方的决定所赖以为基础的科学问题，并能提出有科学技术根据的见解（以科学的态度来参与社会事）；,能根据信息源和产生此

5、信息所用的方法来评估科学信息的可靠程度（科学价值判断）；,有能力提出和评价有论据的论点，并且能恰如其分地运用从这些论点得出的结论（科学思维习惯）。,对科学素养理解的共同因素：,对科学技术的理解：如科学技术的性质、概念、原理、过程,对科学、技术、社会三关系的理解；,科学的精神和态度；,运用科学技术解决日常生活及社会问题的能力，包括运用科学方法的能力、判断和决策的能力、与他人合作交流的能力、自我补充和继续学习的能力。,发展的观点：强调人的发展，包括身心、智力、敏感性、审美意识、个人责任感、精神价值等。,三、科学教育目标,比较国内外的科学教育目标，共同处：都是把培养学生的科学素养作为基本的或总的目标

6、，把科学探究作为基本的科学教学方式，把面向全体学生作为提高每个学生科学素养的基本要求，把科学教学作为反映当代科学发展特点的活动。,四、科学教育相关的学习与教学理论,1脑科学与教育：脑意识关系理论、加强右脑训练、脑与创造力、脑科学与教育,四、科学教育相关的学习与教学理论,2行为主义学习理论,（1）巴甫洛夫的经典条件反射学说,（2）华生（美国）的行为主义,（3）桑代克（美国）的联结主义,（4）斯金纳的操作条件反射学说,四、科学教育相关的学习与教学理论,3认识主义学习理论,（1）柯勒（德国）的顿悟说,（2）托尔曼（美国）的认识目的论,（3）皮亚杰（瑞士日内瓦学派）的认知结构理论,（4）布鲁纳（美国）

7、的认知发现说,（5）奥苏伯尔（美国）的认识同化论,（6）加涅（美国）的学习条件论及信息加工学习论,四、科学教育相关的学习与教学理论,4建构主义理论,（1）个人建构主义,（2）激进建构主义,（3）社会性建构主义,五、科学课堂教学的基本技能,（一）语言技能,教学语言技能是教师传递信息、提供指导的语言行为方式，它是一切教学活动（如传授知识和技能、培养能力和方法、表达思想感情、激发学习情绪等）的最基本的行为方式。,教学语言的教学功能主要表现为三个方面：,1准确、清晰地传递知识信息。,2实现师生的感情交流。,3提高学生的语言审美感和表达能力。,教学语言的构成：,1基本语言技能：组织语言的技能；快速语言编

8、码的技能；运用语音表情达意的技能。,2特殊结构：引入；介入；评核。,教学语言技能运用的要求：,1善于运用学科用语，并注意与通俗语言巧妙结合，灵活运用；,2要用词准确，合乎逻辑。,3要十分重视教学语言的教育性,4教学语言要严谨、简明、流畅；,5要善于运用具有启发作用的教学语言。,五、科学课堂教学的基本技能,（二）板书技能,板书技能是教师利用黑板以精练的文字语言、图解及表格语言传递教学信息，帮助学生更好地感知教学内容的一种教学行为方式。,板书的作用：,1板书是课堂教学的重要组成部分，是传递教学信息的有效手段，是教师口头语言的书面表达形式。在教学中它有增强语言效果，加深记忆的作用。,2板书和语言的表

9、达是相辅相成的，可弥补语言表达的不足。在表达问题上它更准确、更清晰、更直观，因此更容易被学生接受。,3板书通过学生的视觉器官来传递信息，比语言富有直观性。尤其是板图在表现事物的发展变化方面，是挂图和幻灯不可比拟的，它能加深学生对问题的理解，给学生留下深刻的印象。,板书的作用：,4板书对教学内容具有高度的概括性，它能条理清楚、层次分明地提示一节课的教学内容。,5通过板书，在教学内容关键的地方用彩色粉笔圈圈点点，或用不同颜色的粉笔书写绘画，可起到突出重点，化解难点的作用。,6形式优美、设计独特的板书具有激发学生兴趣，启发思维的作用。独具匠心的板图能引起学生的浓厚兴趣，增强记忆，有的甚至能使他们终生

10、难忘。,板书设计的步骤：,1寻支点,2找联系,3定形式,板书的类型：,1提纲式,2表格式,3结构式,4关联式,5板图式,板书的要求：,1紧扣教材，富有目的性,2语言精确，富有科学性,3书写规范，富于示范性,4设计独到，富有艺术性,5条理清楚，富有系统性,6重点突出，富有鲜明性,五、科学课堂教学的基本技能,（三）讲授技能,讲授技能是教师通过口头语言，辅以各种教学媒体，系统地向学生传授知识，引导学生理解教学内容，形成概念、原理、规律、法则等的教学行为方式。,讲授技能形式：,讲述：教师向学生叙述事实材料或者描绘所讲的对象。,讲解：教师运用教学语言辅以各种教学媒体，引导学生理解教学内容并进行分析、综合

11、、抽象、概括，进而达到传授知识目的的一种行为方式。,注意事项：,1科学性；,2启发性,3系统性,4趣味性,5主体性：（通过科学的、直观的、趣味的内容保持学生的注意力和启发思维。同时做到有讲有练，要善于把教师的讲授和学生有学习活动结合起来，给学生以一定的独立思考和进行多种学习活动的时间。,五、科学课堂教学的基本技能,（四）变化技能,又称变化刺激的技能，是教师在教学中不断改变教学媒体、信息传递方式和教学环境等要素及其组合的教学行为方式。,作用：,1激发并保持学生对教学活动的注意力,2激起学生的学习兴趣,3为不同学习程度的学生创造参与教学活动的条件,4有助于形成正确的学习态度，营造和谐的课堂气氛。,

12、类型：,1、教态变化：嗓音变化；语音强调集中注意力；停顿沉默；目光接触；表情的变化；手势的变化；身体移动。,2师生交流变化：教师导学生练；学生想教师导；学生议教师导；学生做学生说；要有计划地引导学生。,注意事项：,1应目的明确，与教材内容相关性强,2变化的连接要流畅，有连续性,3课堂教学中可根据学生的反馈，临时采取应急措施,4要有分寸，不宜夸张,五、科学课堂教学的基本技能,（五）演示技能,演示技能是指教师根据教学内容和学生学习的需要，运用各种教学媒体进行实际表演和示范实验来说明或验证所传授知识的方法。,类型：,1实物、标本和模型演示,2演示挂图和黑板图,3实验演示（方法：验证式演示实验、新知式

13、演示实验、示范式演示实验、探索式演示实验）,注意事项：,1、演示前要注意精心选择演示物，提出观察重点。,2演示过过程中要明确实验目的，要配合使用多种媒体，引导学生边观察边思考。同时要确保实验安全，做到操作规范，实验可见度大。,五、科学课堂教学的基本技能,（六）提问技能,提问技能是教师在教学过程中，以提出问题的形式，通过师生之间的交流，检查学习、促进思维、巩固知识、修正错误、运用知识、促进学生学习的一种重要教学行为方式。,提问技能的作用：,1激发兴趣，鼓励参与,2启发思维，加深理解,3巩固强化，反馈调控,4启迪智慧，增长能力,5教学相长，共同提高,提问技能的类型：,1回忆性提问：针对学科的基本概

14、念和常识性知识提出问题。,2理解性提问：是建立在记忆性知识基础上的提问，需要学生在对学科的基本知识和概念有一定的记忆或能够查找的基础上，用自己的语言陈述含义或推断结论的问题。,3应用性提问：是直接让学生运用原理、规律及技能操作方法，使用已经理解掌握的自身结构性知识和技能，解决实际生活中或新条件下的相关问题，调动学生更深层次的思维参与，实现知识由书本向实践转化的过程。,提问技能的类型：,4分析性提问：是在学生理解知识和应用知识的基础上，引导学生在知识信息的内部进行重组的过程，调动了学生更深层次的思维活动，是学生进行知识创新的基础。,5综合性提问：是训练学生将已知信息进行整理、归纳、分析和综合而得

15、出新的结论。,6评价性提问：是对学生知识应用能力、分析分解能力和综合归纳能力的综合性检验，是建立在前五种思维状态基础上的思维模式。,提问技巧和要领：,1根据教学目标，拟定所提问题,2提问要立足于全体学生,3问题提出要适合学生水平,4问题要简单明确，具有启发性,5问题设计要有层递性,6提问要有意境确良,7教师要保持一定的敏感性,六、调控科学教学过程的基本技能,（一）导入技能,导课是一堂课的起始，犹如开场白，旨在引起学生注意、激发学生学习兴趣，明确新课的教学目标，创设新课的学习情境的一种教学行为方式。,基本方式：,1直接导入 2复习式导入 3提问式导入 4悬念式导入 5实验式导入 6故事式导入 7

16、事例式导入 8讲评式导入,导入的基本要求：,1简：语言要做到简短、明白、易懂，以生动有力、简洁明快的语言激发学生的学习兴趣和求知欲望。,2新：要有新意，形式新颖，避免平铺直叙、千篇一律。,3精：导入语言要精练、讲解要精彩，能抓住关键。,4平：知识坡度不宜太大，由已知到未知的知识点（联系点）要讲准，最好都在“最近发展区”范围内。易让学生实现由已知到未知的转移。,导入的基本要求：,5熟：语言、动作的衔接、配合要舒展自如，运用熟练。（特别是演示操作等）,6准：新旧知识的衔接点要找准，语言要用准，不能随心所欲、漫无边际。,7快：一般以3分钟为宜，尽量不要超过5分钟。,8活：课堂教学是师生的共同活动，导

17、入的运用应充分调动学生学习的积极性和主动性，让师生的情感交流在上课之始就得到交融。,六、调控科学教学过程的基本技能,（二）强化技能,是指教师在教学过程中，针对学生的反应，采取一系列措施促进学生某一行为变化和发展的教学行为方式。（运用：提供机会、做出判断、表明态度、提供线索）,强化的类型：,1语言强化：教师用语言评论的方式对学生的反应或行为表明自己的判断和态度，或者引导其他学生给予鼓励。,2运用强化：教师用非语言的身体动作或面部表情（体态语），对学生的表现表示自己的态度和情感。,3标志强化：教师对学生的成绩或行为给予象征性的奖赏物，以表示鼓励和肯定。,4活动强化：教师给在教学活动中有贡献的学生安

18、排一些特殊的活动，以示赞赏和鼓励。,应用要点：,1要有明确的目标 2态度要真诚 3要有区别和变化 4要把握好时机,六、调控科学教学过程的基本技能,（三）组织教学技能,组织教学技能是在课堂中教师不断组织学生的注意力。管理纪律，引导学习，建立和谐的教学环境，指导学生进行学习的行为方式。它包括组织教授的技术和组织学习的技术，其外部的表现形式为一定的教学组织形式。,目的：,1组织和维持学生的注意 2引起学习兴趣和动机 3增强学生的自信心和进取心 4帮助学生建立良好的行为标准 5创造良好的课堂气氛,类型：,1管理性组织 2指导性组织 （1）对阅读、观察、实验等的指导组织 （2）课堂讨论的指导组织 3诱导

19、性组织（热情鼓励、设疑点拨）,六、调控科学教学过程的基本技能,（四）结束技能,结束技能是教师在完成课堂教学活动时，对教过的知识进行归纳总结，让学生对所学过的知识形成系统，并进行转化和升华，进而结束教学任务的一种教学行为方式。结束技能是整个教学的落脚点，它是导入的延续和补充，导入的内容与问题，在课堂结束时应该和一个圆满的交代和说法。课堂教学的结尾要依据本节课的教学内容，将学生所学的分散的知识集中起来，进行系统的总结，帮助学生完成由感性认识到理性认识的飞跃。激励学生在旧知的基础上不断学习新的知识。,目的：,1巩固知识 2及时反馈 3承前启后 4促进思维,常用方法：,1系统归纳 2比较异同 3集中小

20、结 4领悟主题 5巩固练习,应用原则与要点：,1及时小结和复习巩固 2课堂小结要紧扣教学内容的目的、重点和知识结构 3每课结束时，应概括本单元或本节知识的结构。 4要安排适当的学生实践活动，如练习、实验等 5布置作业应要求明确，数量恰当，每位同学都能记录下来 6结束时间的安排要紧凑,七科学教育研究的基本步骤,（一）选题,教育研究始于教育问题。问题是研究者在对教育事实和现象分析的基础上发出疑问、发现矛盾时产生的。要从大量的日常现象中提出质疑、发现可能存在的问题，就要求研究者必须善于思考，要特别具有问题意识，能够从平时积累的资料和教学过程中发现问题。对于科学教育研究者来说，能在自己工作和研究的领域

21、中发现和提出一个有意义的问题就是一种科学认识的成果。能否善于提出较好的研究问题是进行研究的关键。,七科学教育研究的基本步骤,（二）查阅文献资料,任何研究都是在前人研究和思考基础上进一步探索与发展的，任何人的研究都可以，也必须从他人的研究中获得丰富的信息作为进一步研究的基础，受到启发，还可以找到科学回答课题的线索，为科学地论证自己的观点提供有说服力的、丰富的事实和数据资料，使研究结论建立在可靠的材料基础上。,七科学教育研究的基本步骤,（三）制定研究方案,研究方案是研究的可行性报告，也就是课题立项的申请书。包括以下几个方面： 1研究题目。应简明具体，反映研究问题的实质。 2研究现状分析 3研究的目

22、的与意义 4研究内容 5研究方法与技术路线 6研究工作的落实 7说明已有的工作基础 8预期的结果,七科学教育研究的基本步骤,（四）收集研究信息资料,含义更广。定性、定量两类。 方法多样：如观察、问卷、访谈、科学实验等。 要准确、全面。,七科学教育研究的基本步骤,（五）整理和分析资料,鉴别和整理、归类，把大量的资料纳入到一个相对完整的体系中，并针对这一体系进行有意义的分析。,七科学教育研究的基本步骤,（六）形成研究报告或论文,课题申报举例：,八科学教学研究论文的撰写,（一）要求：客观性、创造性、规范性。,八科学教学研究论文的撰写,（二）类型：,1论述型论文是指教师综合运用所掌握的理论、知识和科研

23、方法，对科学教学中的某些问题或现象，进行探讨、研究、阐述和论证，揭示其本质与规律，以表达作者的思想、观点、主张和见解的论文。所论述的对象通常是与科学教学实践有关的一些问题，或是应用某一种教学理论解决科学教学的具体问题，或是从教师实际工作出发，将某些零散的教学经验上升到理论的高度，提出解决具体问题的有效策略。其特点主要有：以议论为主，有极强的理论色彩和严密的逻辑性。,八科学教学研究论文的撰写,（二）类型：,2验证型论文主要是指作者在平时的科学教学实践中，针对某一个问题已有了深入的思考，形成了某些思考与设想，用科学教学实验的手段加以验证的教学科研论文。整个过程是一个从理论到实践，再从实践到理论的过程。将这种理论以更合理、更完善的方式提出来。,八科学教学研究论文的撰写,（二）类型：,3调研型论文就是密切结合专业知识，通过各种形式对科学教学实践中存在的各种现象和问题进行调研以后，作出正确的判断，突出相应的科学教学对策和建议的一种论文形式。,八科学教学研究论文的撰写,（三）撰写的一般步骤,1确定选题和论文的标题 2编写提纲 3撰写初稿（突出主题、分清层次、明确要求、注意修辞） 4推敲修改,八科学教学研究论文的撰写,（四）结构,1题目及署名 2单位和作者 3摘要和关键词 4引言 5研究的内容和方法 6研究结果 7结论 8参考文献 9感谢词,