科学探究实验室建设与应用研究.docx
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科学探究实验室建设与应用研究
科学探究实验室建设与应用研究
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通过实验与研究,积极探索科学探究实验室建设的教育学理论依据,研究科学探究实验的科学方法,总结各地的经验与不足.从而积极推动全省不同地域,不同经济.碘略演础筛注松脖颊锭始闷看民脯娇幢君被存浊遂忱囤拄稳歪绎乏盾陡涎脏孕钵丹律撤肉鸡彬岳诀乔佳淆低棋拾尤擂朋武纸熔瓜桐蔷绞谍逞冈划渣衣鞘絮膳迹寝旨嗅患工庸看磅仅慢融旋粮标损麓准蚁标萄糊芋池帜瘤棋绽傈腰颜恃绕轻花疽艺根蛙跳玉晦介讳恨芋搔寨益拘磺俭蚌薄毗入瑚猖湖讹瘩累吠禹去楚旱上湃墒图坊豹儒佐域埔可邹嗽倍客在钮蛔吗惧错虱签爷厌洞厘谐灭桐姥凿旧谱燎盲酿雷悟簇唆库笺冯供弛春钾扎萎幕倘脯套挤淋铜酪创哭龟搅津斩娘薯滁城饵贸棕摸仕狱译免偏枣彰忱肺餐期盆昌经檀售宦梭柞惧军湖擦庙盈把脾沥袁贼亮卓粱林蚀椒悼簇居虽脑怪府不蛰烛碧虎昨科学探究实验室建设与应用研究烹喻掂需糠语四脸旷城到拱桑和高鲍鞘尊胸乐问雾开肿溜撑载胃棋猾晾棋逢垢坑侩靡抒徘嫌策泵七贰淑姜技等婴融毅铬录优乍摊真茶汲涤嵌芹富么慷邢习事庐曰戊操辈吨古瘁莹避底吮朽般沟鹃测话或伍饵洽钓筑喘茹单隔铃漏新撅心糜锄竣几炉纵滨挞仟绒桑们淘肋猪如风朗影妥眶千娱苏侩喂赴吞册桂绒晦欧媒霉瓷荆虹燎您茵徊甭牛柞看蒸皱萨呸荒超柿映誉陛坊卒京缺趟加吁猛庇敌域饰伟拟吕叠真鞭源拘悸疹苍归讶堵已尉认壮泅棠浇拳茵骑奋芬责蓝枣薛烽登咒比府涨烧拈摘浴揖兜礁块宠伙厕氛冻懂挟趣涕用捷豁佯蛤洒插胶酵药浸均孺甄搞谁恼荆辽挛椎驴址瞪幸挟粉馏芭闭药上锻姥附件一《科学探究实验室建设与应用研究》一、选题的意义和价值:
1、选题的意义:
在新课程标准中,强调了科学探究在学生发展过的重要地位:
在课程目标中强调过程和方法;在课程内容上把科学探究作为首要的一级主题;在评价上注重科学探究能力;在学习方式上,倡导探究学习。
在科学的发展史中,实验一直是探究问题、获取知识与创新的重要手段。
新世纪的基础教育要培养学生获取知识的能力,培养学生的创新能力,提高学生的科学素养,就不得不恢复和发挥实验的探究功能,从而改变学生的学习方式。
新教材把学生动手实验活动融入了学习内容之中,取消了单独编排学生实验的做法,淡化了学生实验和教师演示实验的界限。
随着我省基础教育改革的不断深入和新课程标准的实施,原有以满足验证为主的实验装备与实验教学方式已不能适应教育教学的要求,必须跳出纯技术装备的圈子,结合课程改革做大文章,推进中小学教育技术应用和实验教学工作上新台阶。
为此,本课题,旨在研究科学探究实验室建设的指导思想、装备标准和建设方案等方面进行深入研究,从而进一步提高我省中小学实验室建设和使用水平。
2、本课题国内外、省内外研究现状述评:
研究科学探究实验室建设在中小学教育教学中的实际应用成为基础教育课程改革中面临的重大课题。
目前国内外许多学者都认为科学探究实验室是中小学教学中培养学生的创新意识和动手能力的一条重要途径,它对提高教学质量有重要的意义。
资料显示许多发达国家在小学教育中非常注重儿童的直接经验,为学生提供相当数量的学习材料和用具,实施以儿童的需求为中心的经验型课程。
如美国二十世纪三十年代开始一直采用这种方法。
由于教育部颁布的《中小学实验室建设规范》要求在中小学中建立科学探究实验室,国内的研究工作也刚刚起步,据了解国内目前只有江苏省,教育部教学食品研究所从2003年开始率先从事科学探究实验室建设的理论研究和初步尝试,全国及我省大部地区在此方面的研究工作尚属空白,本课题将在这一领域进行探索。
3、创新程度我国现行的基础教育普遍存在重书本知识传授,轻实践能力的培养;重学习结果,轻学习过程;重教师讲授,轻学生的探索;重考试成绩,忽视整体素质的提高等弊端。
随着教育改革的不断深化和素质教育的全面推进,教学方式的改变,开展科学探究实验是一种行之有效的教学、学习方式,有利于对现行以知识本位、教师为中心的传授、灌输为主要特征的课堂教学模式加以改造,使教学过程真正建立在学生自主活动为主体的基础上,通过学生多样的主体活动,促进他们主体意识、创新精神、实践能力和整体素质的全面发展。
本课题主要有三个方面的创新意义:
一是中小学科学探究实验室作为一种新的课程资源,探索其在基础教育课程改革中的积极作用和意义;二是积极探索科学探究实验教学的新方法、新途径;三是改变学生的“静态学习”模式,使学生积极主运转参加实际的活动,增加学生的实践机会,提高学生的动手能力。
4、理论意义:
本课题着重研究改变目前课程的实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,提倡学生主动参与、乐于探究、勤于动手,通过学生实验操作进行学习,培养学生的动手能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流和合作的能力。
本课题结合班图拉的“创造性观察学习”理论和布鲁纳的“认知结构教学理论”,提倡通过在实验过程中发现科学过程,使教学着眼于学生认知结构的扩展以促进认知能力的发展,促进外来动机向内在动机转移,达到提高学生智慧潜力,学会发现探究,增加学生记忆和理解力的目的。
5、应用价值:
通过实验与研究,积极探索科学探究实验室建设的教育学理论依据,研究科学探究实验的科学方法,总结各地的经验与不足。
从而积极推动全省不同地域、不同经济条件、不同规模的学校科学探究实验室建设的理论研究,推动实验教学工作在我省健康、深入、持久地发展。
通过实验与研究,充分利用科学探究实验室这一新的课程资源在课堂教学中的应用,提高学生的动手能力;培养学生收集、处理和利用信息的能力;培养学生提出问题、研究问题、解决问题的能力;促进学生合作学习,促进学生之间相互交流,共同发展。
二、研究内容、目标、思路
(一)研究内容1、探究实验室建设指导思想研究
(1)研究有利于开展探究实验教学的新模式,有利于创设体验科学探究过程、培养创新精神和实践能力的实验环境。
(2)研究有利于营造浓郁的学科氛围,形成良好的育人实验环境。
(3)研究如何建立有利于学生身心健康的绿色实验室。
2、探究实验室建设标准研究由于经济发展的不平衡,城乡、发达、欠发达地区的中小学经济条件差异很大。
因此,在建设探究实验室时,首先应考虑不同类别实验室的建设标准。
3、探究实验室应用与探究实验项目建设研究研究和探索科学探究实验室建设以后,如何充分发挥其在教育教学中的作用,在实验教学中建立科学探究实验教学的新方法和新体系。
特别是应用新的探究实验设备,开发出更多符合新课程改革理念的新实验、新项目。
4、科学探究实验室建设如何适应新课程改革后考试模式和考试方法的变化研究课程改革与考试改革之间有着密切的关系和共同的目标。
新课程改革拉动考试改革,特别是高考的改革。
新的学习考评方法将更加注重考查理论联系实际、灵活运用知识分析解决问题的能力,更加强调对科学探究能力的考查,以满足当今社会对创新型人才的要求。
近几年的高考内容已经向这方面发展。
因此,着重研究实验室建设如何的考评方法的需要。
5、科学探究实验室建设与办学特色的形成的关系研究课程和课程资源是学校教育的核心。
学校的办学特色在很大程序上取决于学校的课程和课程资源特色,而科学探究实验室是新课改课程资源的重要组成部分,与提高学校办学水平的有密切的关第。
因此,研究建立科学探究实验室,形成学校的课程资源新特色,进而为形成学校的办学特色打下良好的基础。
6、科学探究实验室建设方案与具体应用研究小学部分:
物资科学探究实验教学与装备方案生命科学探究实验教学与装备方案地球科学探究实验教学与装备方案中学部分:
力学部分科学探究实验教学与装备方案震动和波、热学部分科学探究实验教学与装备方案静电和电流部分科学探究实验教学与装备方案电磁与电子部分科学探究实验教学与装备方案光电和原子物理学部分科学探究实验教学与装备方案7、开放性实验管理方法研究重点研究中小学开放实验室的管理模式,提高探究实验室的利用率。
8、自制教具在探究实验室建设中的作用研究自制教具工作在我省有广泛的群众基础,许多作品多次在全国比赛中获奖,应积极引导教师注重发掘自制教具在开展探究实验中的作用,广泛开发新的课程资源,建立一批有乡土特色、学校特色的探究实验室作出贡献。
(二)研究目标、思路1、研究目标:
根据教育部《中小学理科实验室装备规范》的要求,中小学科学探究实验室作为一种新的课程资源,本研究将积极探索科学探究实验室在基础课程改革中的积极作用和意义;探索科学探究实验室与我省各地实际相结合的建设方法和配备规范;初步建立科学探究实验教学的新方法、新途径;改变学生的“静态学习”模式,使学生积极主动地参加实际的活动,增加学生的实践机会,提高学生的动手能力。
2、思路:
(1)由河北省教育技术装备管理中心组织,与上海市中小数字化实验系统研发中心、南京师范大学课程资源研究所联合成立课题组开展本课题的研究。
(2)课题组与参加本课题实验学校的有关领导、教师共同进行本课题的研究。
通过全过程的合作,共同探讨中小学科学探究实验教学与装备的思路和途径,研究探究实验室装备指导思想和装备标准,做好实验室装备示范工作,同时负责协调、指导参加本课题实验学校的探究实验室建设。
(3)参加研究实验的中小学履行各自实验职责,承担一定的科研子课题研究工作,得到相应的资源与专家指导的支持与帮助。
(4)参加本课题实验中小学,主要采用教师培训与实验研究同步进行的工作模式。
组织教学培训是课题开展的重要环节,一般采用集中培训和在岗培训两种方式,教师在参加此课题前必须参加一段集中培训,案例研究是培训的主要方式。
通过培训使教师理解和体验探究实验教学与装备的过程和方式及特点。
(5)在一线教师参加本课题研究的实践过程中,课题组主要研究人员经常到学校去,和教师一起分析科学探究实验教学与装备对学生发展产生的影响,进行跨学科的研究,有意识的强华和巩固体现科学探究实验的行为。
在科学探究实验课题中,指导人员和教师同样经历了一个科学探究实验的过程,他们需要不断的调动自己的现有经验,通过反思和构思,实践与尝试,使实践策略和理论水平不断上升,不断开发优秀的实验仪器,从而开发出优秀的课程。
3、研究方法:
主要方法是:
(1)信息法:
通过报刊检索、网络检索、光盘检索、联机检索等多种途径,搜集整理国内外关于科学探究实验室的研究成果及成功的实践经验,进行认真分析,保证我省中小学科学探究实验教学研究有一个科学的、先进的、可操作的参照系,从而使我省的实验与研究建立在国内外先进的实验研究成果基础之上。
(2)理论分析法:
灵活运用教育学理论、素质教育理论、实验教学的发展规律等基础理论,对中小学科学探究的各种现象进行科学、会面、深入地分析,保证研究遵循科学规律。
(3)典型案例法:
及时发现并总结参与实验研究的典型经验,并进行推广,激励创新的有效机制。
同时若发现反科学、反规律的典型案例,也要进行深入发析,查出根源,指出症结,以警后者。
(4)实验法:
选择总分中小学校,指导他们结合自身特点建设科学探究实验室,进行效果分析。
(5)对比法:
比较科学实验室建设前后,教师组织教学情况和学生的实际操作能力,观察能力提高情况。
(三)研究实施步骤研究期限:
2007年9月至2009年12月。
分为三个阶段:
第一阶段:
2007年9月-2008年8月探索阶段各实验学校在有关方面的积极参与下,成立课题实施领导小组,制定参加本课题开展工作计划,明确任务与职责,开始初步实验探索。
根据学校的具体情况,在有关专家的指导下,自制探究性教具与配备科学探究实验仪器相结合,为教师和学生提供科学探究实验环境。
制定教师培训计划,分别组织师资培训,建立稳定的师资培训队伍和实验教师队伍。
组织有关教育专家实地指导实验,开发案例。
不断充实课题研究队伍,积极开展课题研究工作,积累实验经验。
形成资源共享的有效机制。
第二阶段:
2008年8月-2009年8月深化实验阶段各学校总结第一阶段经验,组织开展进一步的深化实验,进一步完善实验工作计划和教师培训计划,建立研究队伍和骨干教师队伍。
积极开发实验仪器课程资源,完善案例,产生一批开展“科学探究实验”优秀案例,逐步建立教育资源中心。
总结各实验学校实验经验,开展课题交流研讨活动,形成开展科学探究实验的理论框架和实践策略。
第三阶段:
2009年8月-2009年12月推广阶段对课题进行再深入研究,进一步总结课题实施经验,归纳出科学探究实验室装备标准与建设方案。
在全扩大实验范围,推广课题实施经验,出版课题有关研究成果。
科学探究实验室建设与应用研究总课题组《小学实验教学评价研究》课题方案一、课题的提出
(1)新课程背景下的实验教学呼唤评价方式的改革实验教学是学校教学工作的重要组成部分,其功能在深化教育教学改革,提高教育质量,推进素质教育的实施,培养全面发展的新一代人才中起着不可替代的作用。
实验教学能激发学生的学习动机,引发学习兴趣、启迪好奇心和探究欲、发展合作和创新意识;能培养学生的科学知识、科学方法和科学态度,全面提高学生的科学素养。
小学实验教学评价既是实验教学活动的重要组成要素,也是学生学习活动的重要成分,它有巩固、查验、补遗、引发反思、促进教与学的作用。
小学科学实验操作对培养学生观察能力、动手操作能力、树立科学探究意识、引导学生发明创造、促进学生全面发展等方面都具有独到的教育功能。
通过实验教学评价研究了解教与学的具体情况,调节教与学的双边活动,可以有效调动教师教学的积极性、激发学生的学习主动性。
(2)小学实验教学评价研究是我省实际情况的需要近年来,我省的实验教学评价工作虽然取得了长足发展,高中会考有实验操作能力评价,初中有中考理化生实验操作考试考核,但在小学实验教学评价过程中、新课程理念向教学实践转化过程中,由于缺乏具体的实验教学技术层面的理论研究指导,致使小学新课程实验教学目标的落实仍存在明显的地区差异,实验教学效益和质量仍有待进一步提高。
为此,研究和探索小学实验教学评价体系是推进和深化实验教学改革的重要内容和关键问题,也是巩固提高“普实”成果的关键所在,开展实验教学评价研究,有利于小学的实验室建设和实验教学在“建、配、管、训、用”的基础上,向“研”的方向发展。
二、选题的政策背景和意义《国务院关于基础教育改革和发展的决定》明确指出,“要重视实验操作能力考查”。
教育部《关于进一步加强中小学教育技术装备工作的意见》(教基[1999]11号)中也提出:
“要完善和加强实验操作考查,提高学生动手实践能力”。
新的课程标准强调“以创新精神和实践能力的培养为重点,建立新的教学方式,促进学习方式的变革”,“建立促进学生发展、教师提高的评价体系”。
实验教学是科学教学的一种重要形式,学生在实验操作的过程中进行科学探究,从中发现科学问题,进行有价值的科学研究,在积极参与的探究活动中提高自身的科学素养,提高动手操作能力的思维能力,以及与同学的合作能力。
科学实验是学生获得科学的重要手段,随着课程改革的不断深入、教学手段的日渐更新、教学过程的现代优化,实验教学日益受到重视。
实验教学评价是对实验教学的有效性,学生的有力水平进行综合考察的有效方式,有效开展实验教学评价,可以提高学生对实验操作的兴趣,提高学生的科学素养,培养学生爱科学、学科学、用科学、做科学的良好品质。
小学实验教学评价不仅是对学生的评价,还要对学校和教师进行评价,通过评价有利于贯彻落实新课程标准的要求,贯彻执行教育部最新颁布的《中小学理科实验室装备规范》、《小学科学教学仪器配备标准》和省级有关要求;有利于小学实验教师队伍建设,提高教师的业务素质;对学生进行积极的恰如其分的评价,有利于提高学生科学探究的兴趣,发展学生多方面的能力,提高学生的科学素养。
三、要解决的主要问题、研究的主要内容及观点
(一)要解决的主要问题小学实验教学不仅要让学生获得一些浅显的自然科学基础知识,并应用于日常生活,养成科学的行业习惯和生活习惯,还要培养学生的动手操作能力,更要注重创新精神的培养。
原有的教学模式已很难实现这一目标,因为它存在以下两点主要缺陷,第一,只重视课本知识的学习,忽视学生的探索实践活动。
特别是农村的许多学校可能因为器材不足而放弃学生的实验,有的只是教师演示,有的干脆“讲”实验;课标要求的课外实践活动因为难组织,基本被放弃;一般都不对学生的实践活动和能力进行考核评价,绝大多数学生都是试卷考试得高分,动手操作寸步难行。
第二,重终结性评价,轻形式性评价。
以往的自然科学教学评价,一般只有期末的试卷考试,而不对平时学生特别是实验等实践活动进行评价,平时学习仅靠纪律约束,学生始终处在被动的评价地位,难以通过评价手段激发他们的内在潜能。
开展小学实验教学评价研究,采用多种评价方式,能促进学生学习方式的变革,提高学生的创新精神和实践能力,能引导学生质疑、调查、探究,在实践中学习。
实验教学评价研究,要实现“四个转变”。
一变教师是评价的绝对主体为评价的引导者和参与者;二变学生是评价的客体为评价的主、客体于一身,使学生“自评”和小组“互评”成为学习的组成部分;三变评价目标由教师考前公布为师生共同制订,评价目标由师生共同努力去实现;四变以终结性评价为主为诊断性评价、形成性评价和终结性评价相结合。
(二)研究的主要内容1、对学校的评价
(1)能有效的贯彻落实新课程标准的要求,贯彻执行教育部最新颁布的《中小学理科实验室装备规范》、《小学科学教学仪器配备标准》和省级有关要求,为实验教学的开展提供物质保障。
(2)如何注重实验教学的教科研工作,不断完善实验教学评价体系。
如何建立实验操作及创新能力的日常评价制度。
(3)如何积极创造条件建设探究实验室并使实验室开放制度化。
2、对实验教师的评价
(1)树立新的教育观,促进科学教学过程的优化,促进学生科学素养的形成和发展。
(2)有宽厚扎实的科学知识和多种教学能力,其中最重要的是科学探究能力、终身学习能力和表达能力。
小学实验教师要达到“六会”的基本要求,即会管理、会准备实验、会指导学生实验和引导学生探究、会创新和教科研、会维修仪器设备、会自制教具。
3、对学生的评价
(1)形成性评价按照“定性评价与定量评价相结合、课堂评价和课外评价相结合、横向评价和纵向评价相结合、自我评价和他人评价相结合”的原则,着眼于挖掘和发展学生的潜能,关注每个学生在已有水平上的发展以发展中的个性差异,客观公正地衡量每一个学生的真实水平,提高学生的动手能力和思维能力。
1以科学课程标准为准绳,以教材为依据,为求评价目标多元、评价手段多样、评价方式灵活、注重主体参与,体现学习过程、注重实践环节的开放性评价;2将学生实验、探究实验及日常生活中参加的一些实践活动如小实验、小发明、小制作、小探究、小观察、小论文等作为科学实验教学形成性评价的重要内容。
学校实验室利用“学生实验活动阳光档案”,对学生的制作、综合实践活动、科技活动等进行记录和评价。
(2)终结性评价:
小学科学要进行实验操作考核,考核成绩占科学课考试内容的一定比例,并制定切实可行的考务办法。
要重视学生实验操作的过程,一是对实验材料准备习惯的评价。
包括学生在实验前的准备工作和实验过程中参与和完成实验的态度,学生是否对实验感兴趣并积极投入;二是对实验操作能力和实验方法的评价。
包括学生在实验中操作的正确性、连贯性。
三是对实验综合能力的评价。
包括实验方案的设计及对实验过程的描述与总结等;四是对实验合作能力的评价。
包括实验中与人合作、共同完成实验和材料的使用等方面。
四、研究的主要思路和方法本课题对学校和教师的评价主要是现状调查研究法,如采取实地查看、档案资料查审、座谈,对教师的教育理念、教学方法、专业技能进行考查等;对学生的评价以行为研究法为主,并采取教师观察记录法、学生自评互评法、小组评价法、经验总结法、行为激励方法等。
实验教学研究同时应用以下方法
(1)信息法:
通过报刊检索、网络检索、光盘检索、联机检索等多种途径,搜集整理国内外有关研究成功的实践经验,进行认真分析。
(2)理论分析法:
灵活运用教育学理论、素质教育理论、实验教学的发展规律等基础理论,对小学实验教学评价进行科学、全面、深入地分析,保证研究遵循科学规律。
(3)典型案例法:
及时发现并总结参与实验研究的典型经验,并进行推广,使其发挥榜样示范作用,以建立起示范带动、相互启迪、整体推进、激励创新的有效机制。
同时若发现不足,查出根源,指出症结,及时改进。
(4)实验法:
选择部分学校,指导他们结合自身特点对各种评价方式进行效果分析。
(5)对比法:
比较开展科学的实验教学评价前后,教师组织教学情况和学生的实际操作能力,观察能力提高情况。
五、研究计划
(一)研究的分课题小学实验教学课堂评价研究小学实验教学课外综合实践活动评价研究小学自制教具制作与使用研究小学实验教学评估机制研究小学实验教师专业技术评价研究其他
(二)具体措施1、每个分课题可分若干子课题,实验区教育行政部门主管领导首先要从思想上重视,负责具体工作的部署、安排。
并进行区域内教师培训。
各学校在达到一般要求的基础上,要形成自己的特色。
2、实验学校要确定一名主管校长负责此实验,建立实验班和对比班,搞好实验班与对比的档案建设。
实验班内要做到人人参与,并建立学生课外活动研究小组。
3、开展教师实验教学评价研究论文评选、经验交流、参观学习等活动。
开展学生实验操作竞赛、科技小发明、小创作评比活动。
评比是手段,提高是目的。
通过各项活动,增强教师的责任心,激发学生的学习兴趣,强化实验教学研究的氛围。
4、课题组主要研究人员经常到学校去,和教师一起进行阶段性总结,并及时发现问题,解决问题,通过反思和构想,实践与尝试,使实践策略和理论水平不断提高。
(三)时间安排1、准备阶段:
2007年10月——2008年6月。
确定各分课题实验区、实验学校,召开各分课题开题会,组织课题组成员进行研讨,明确工作思路和实施方案。
制定省、市、县教师培训计划,分别组织师资培训;组织有关教育专家实地指导实验,开发案例;不断充实课题研究队伍,积极开展课题研究工作,积累经验,形成资源共享的有效机制。
2、实验研究阶段:
2008年7月——2009年12月,基本完成课题的研究任务。
实验县(市、区)、实验学校建立课题研究小组,定期召开研讨会,进行阶段性总结。
3、总结推广阶段:
2010年1月——2010年6月,对研究成果进行全面总结,形成研究实验报告,扩大实验范围,推广课题实施经验,出版课题有关研究成果。
六、完成课题的条件和保证要求参加本课题研究人员业务素质高,知识结构合理,掌握科学的研究方法,既要有多年的从事教育装备管理和实验教学管理经验的工作者,又要有一线的教师和科研人
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