2023年课程设计与学生探究性学习.doc

          中学“科学探究〞课程设计与学生探究性学习 研究缘由： 少年儿童主体性开展实验深入研究的需要 完成两个课题的要求： 1．国家教育部“九五〞重点科学技术项目——中小幼现代科技教育研究 2．北师大教科所应香港大学合作研究项目——中国根底教育的科学素质目标研究 课题组成员：朱正威、王树声、陈红兵、张春莉、綦春霞、阎金铎、陶 卫、陈一新、魏锡山、刘安利、胡凤梧、吴占鳌、万代珊、刘继忠、田树林、葛朝鼎、胡玉倩、曹兆育、刘 文。 研究问题及根本思路： 1．中学“科学探究〞课程定位及内容范畴确实定 2．中学“科学探究〞课程的目标 3．中学“科学探究〞课程的教学策略 4．中学“科学探究〞课程研究对校本课程开发的启示 该研究，立足于现代社会、现代科技开展的高度，对处于世纪转换中的中国科学教育进行全面的研究与反思，理论研究与实验研究结合，对当前我国中学现代科技教育研究中的假设干重要问题作出理性的思考和科学的答复；基于现代科学的开展对未来公民科学素养的要求，研究和说明我国中学科学探究课程的目标、内容设计、实施途径、策略与方法。通过研究，希望能够为中国青少年儿童的科学教育的实施提供思路，为构建有中国特色的现代科学教育新体系，提供一种理论准备，为促进青少年儿童科学素养的提高提供一种新的教育模式，同时推动根底教育课程建设和教学改革实践的开展。 研究方法： (一)理论研究 1. 文献调查： 完成四个报告： ⑴我国现阶段中小学科技教育的现状分析 ⑵现代美国中小学科学课程的沿革 ⑶关于科学和科学素质研究的几个问题 ⑷中国根底教育科学课程形态与结构研究 2. 中小学生科学素质框架结构的调查研究 ⑴对中小学教师的问卷调查 北京及河北地区城市和农村中小学教师，发放问卷200份，回收168份，回收率84%。 调查内容：我国城乡中小学教师对九年义务教育阶段科学素质教育应包含的内容，学生掌握科学知识、科学能力、科学态度的重要程度，科学素质教育的内容、途径及评估方法的意见和建议。 在问卷调查的同时，召开了语文、物理、外语三个学科教师座谈会〔各10余人〕，从学科角度做进一步调查。调查问卷及结果分析，见附件1 ⑵对我国高级科学工作者的访谈调查 2023年8月～2023年4月，对在京的著名科学家19人进行了个别访谈。重点了解现代科学的开展、重大前沿科学课题的研究对从事该科学领域的人才科学素质的要求。 抽样：涉及现代科学的6个主要领域的著名科学家──数理科学〔包括材料力学、原子物理、天体物理〕、化学科学、生命科学〔含生物学、医学〕、工程材料科学、地球科学〔环境演变和保护、地质与能源〕、信息科学。 ⑶2023年9月，对中学生学习“科学探究〞课的学情调查 抽样：北京师范大学一附中300名高中生；天津南开区从33所中学中选取有代表性的不同水平的3所中学的高一、初二各一个班，发放问卷共307份，其中初中问卷149份，高中问卷158份。 3. 召开专题性学术研讨会 ⑴从事学校科技教育的教育工作者会议 ⑵我国著名科学家座谈会 ⑶课题组关于构建少年儿童科技素质目标体系，关于科学教育课程开发的研讨 4. 邀请国内外著名学者作科学教育的专题学术报告 (二)实验研究 课题的实验研究，形成教育理论工作者与教育实践工作者相结合，高校、教育行政机构及中小学干部教师参与的优势互补的科研群体，形成“区域性研究与以校为本相结合〞的实验格局。 研究的问题： ⑴少年儿童科学素质目标体系的构建 ⑵中小学科学教育课程设计与开发 实验校：天津南开区中山中学及其它6所中学、内蒙通辽二中、北京师大一附中、北京宣武区14中、东北育才学校、四川绵阳中学。 目前，参与中学“科学探究〞课实验的中学已达21所，分布在北京、天津、内蒙通辽、四川、沈阳、广东佛山市、安徽黄山市。正是在实验研究根底上，形成了中学“科学探究〞课开发的根本思路。 初步的认识成果： 一、 “科学探究〞课程定位问题 （一） 核心概念的界定 探究：探寻追究，探索研究。 科学探究：通过学生主动参与、积极体验，以获取知识、领悟科学的思想，理解并尝试实践科学家研究自然规律所经历的探究过程和方法的一种活动方式。 〔二〕“科学探究〞课的性质及其特点 “科学探究〞课属综合性理科。是以探究科学问题的过程为中心，通过改变学生的学习方式，培养学生主动探究的意识、科学探究能力、参与意识及社会责任感的综合性研究活动。 1、是属于由学校开发、编制的校本类课程。 2、是综合性理科课程，与现行的分科理科课程〔理、化、生、地〕并行。区别于分科理科课程，不是以传授理、化、生、地等自然科学知识为目的，而是通过问题解决，综合运用理、化、生、地学科知识，亲身经历科学探究过程而获得研究方法的体验，从而培养学生的创新精神和实践能力，提高科学素质。因此，与分科理科课程是相互依赖、相互促进的关系。 3、课程是以学生主动探究科学问题的实践活动为根本特色。 以科学方法为主线。传统的理科课程，无视了科学过程、科学方法，要求学生记住的是成定论的结论。科学探究课，将以往蕴含在知识中的科学过程、科学方法，浮现为明线、主线，纳入研究的视野，强调学生的直接经历和体验。 以解决问题为中心。科学探究课体现的是学生主体参与活动的过程，是以问题为导向。由于科学问题带有综合性，要求学生综合运用所学过的科学知识，发现问题，分析和解决问题。在解决问题过程中，强调学生的直觉、顿悟和思维的敏捷性，思考问题的独特性和创新性。 以研究性小组为根本活动形式。现代科学的开展，要求组成优势互补的科研群体集体攻关，因此，对每一个成员的社会适应性、群体意识，提出了前所未有的要求。“科学探究〞课，是以模拟的性质，组成研究性小组，在科学探究的活动中，引导学生参与做方案，参与决策，参与讨论，参与调查活动，参与体验，从而使学生学会理解，学会倾听，学会沟通，将个人的创新与群体创新相结合，在群体中认识他人，认识自我。 〔三〕“科学探究〞课的根本类型 经过参与课题研究的实验学校老师们的摸索，初步形成了“科学探究〞课多样的课程形态。这些不同类型的课程形态，又因学校不同特色而异，从而具有了丰富、鲜活的内涵。 1、学科渗透。在科学教学中适当拓展，以问题解决为中心，通过引导发现式、探索式的学习，以学科内容为核心进行拓展性研究。 2、探究性选修课。与课程方案中的学科课程并行开设，由不同年级但有共同兴趣的学生，自由组合，在规定的课时量内，在教师指导下按学校提供的研究性选修课进行学习。 3、专题研究性学习。学生从实际生活中选择和确定研究专题，以小组合作或个人研究方式进行。课时安排上，集中与分散结合，校内校外结合，以单元形式，每学期一般1～2个单元。指导教师负责对专题研究方案的制定、平时和阶段性检查，以及报告撰写等的指导。 4、科学研究实验室〔中心〕。这是借助学校所在地的科研机构的学术优势，组建科学研究实验室，聘请高级科学工作者为指导教师，带着学生在实验室中进行课余的探究性学习。如东北育才学校，与东北大学软件研究中心、中科院金属研究所、沈阳应用生态研究所、沈阳自动化研究所合作，投资上百万，创办了东北育才学校软件科学研究实验室，材料科学研究实验室，生命科学研究实验室和智能机器和机器人研究实验室，使一些学有余力的优秀学生，在科学家直接指导下学习科学研究。 这里应该指出的是，“科学探究〞课程形态的形成，是对原有课程单一的形态模式的突破。随着改革实践的深入，还将有新的课程形态产生。 二、青少年儿童科学素质目标体系结构的分析 为了构建少年儿童科学素质的指标体系，课题组采取问卷、访谈、观察等方法，一方面对从事科学教育研究的学者以及学校教师进行调查，考察他们对于科学素质的内隐观念；另一方面，对从事现代科学六个方面领域研究的著名科学家进行调查访谈。在此根底上对搜集的信息进行定性定量分析，从而形成了关于科学素质目标体系根本结构的一个初步看法。 根本科学素质 特质层 ────────────────────── 科学知识 科学方法及能力 科学态度及科学精神 分析单元 ─────── ─────── ──────── 事 原 应 发 科 自 实 协 主 严 顽 群 实 理 用 展 学 主 验 作 动 谨 强 体 性 性 性 性 思 学 操 交 探 求 刻 精 知 知 知 知 维 习 作 往 究 实 苦 神 识 识 识 识 能 与 与 与 与 与 与 与 力 创 动 沟 进 创 困 责 新 手 通 取 新 难 任 能 能 能 意 意 意 意 力 力 力 识 识 识 识 该体系结构由三个特质层组成，每个特质层又分为假设干分析单元，从而展现青少年儿童科学素质目标体系的整体结构。 科学知识：科学知识是客观事实、规律以及与之相关的人类活动的反映，包括； 事实性知识──关于自然界客观存在的事物、各种自然现象及自然界具体事实开展变化的知识； 原理性知识──指自然科学概念，自然界或实验室控制下的现象发生开展变化过程以及其变化趋势的知识，有关自然界物体的分类及其准那么的知识，科学原理和定律的知识〔包括运动规律、分布规律、变化规律等〕以及相关的名词、术语、公式、符号、标记、图例等知识，科学理论及主要学科体系结构的知识，各类知识系统间相互关系、相互作用的知识，科学技能及其探索过程的知识； 应用性知识──指自然科学在人类生产、生活中应用的知识。 开展性知识──指科学开展的知识，人类对自然认识、开展和探索过程的初步知识。 科学方法及能力： 主要包括以下几个根本能力： 科学思维能力──推理、判断、演绎、归纳以及创造力。对事物的独立思考、 分析判断，进行间接的概括的认识，对科学知识进行分析、综合、分类比照，概括特征，说明原因，推导结论，寻找联系等，并能在理解空间与时间概念的根底上发挥想象，提出创见。 自主学习与创新能力──独立查阅和检索科学文献资料，搜集、整理科学信息，善于观察自然现象或实验过程，能运用科学方法，以文字、图象、表格、结构式关系式等形式表达研究成果，以及对变化的敏锐，独立自主，自我判断能力和批判精神。 实验操作与动手能力──能设计和参与实验，能提出假设、进行验证，并不断修改作出结论，能合理地分析和解释观察结果或测量的数据，并在实验与模拟演示的根底上进行科技制作，善于发现问题和寻找解决问题的途径。 协作交往和沟通能力──与他人合作共事的能力，管理与解决冲突的能力，使群体每个成员紧密团结并为共同目标而努力的能力。 科学态度及科学精神：科学态度，是通过对科学知识的正确理解和科学开展的整体把握而形成的科学信念与科学习惯。科学精神，是在对科学真理探索的过程中，在对科学本质的认识