第四章科学课程的教学

第四章科学课程的教学4.1科学课程教学过程一、教学过程概述（一）教学过程的本质1.特殊认识说2.认识发展说3.认识实践说4.交往说（二）教学过程的组成“二要素”：教师、学生“三要素”：教师、学生、教学内容“四要素”：教师、学生、教学内容、教学环境“五要素”：教师、学生、教学内容、教学方法、教学环境“六要素”：教学目标、教师、学生、课程、教法、教学环境“七要素”：学生、目的、课程、方法、环境、反馈、教师（二）教学过程的组成教学过程包括：教学目标；教师和学生；教学内容；教学方法和手段；教学组织形式；教学环境和教学评价。——周青（陕西师范大学）（三）教学过程的阶段知识传递型探究启发型情意交往型系统优化观代表性：巴班斯基“教学过程最优化”的教学过程阶段范型二、科学课堂教学过程的特点1.情境性2.人文性3.系统性4.探究性三、科学课堂教学的原则过程原则开放原则师生互动原则形象原则科学与人文融合的原则4.2科学课程教学模式为什么要学习教学模式4.2科学课程教学模式设计教学过程是课堂教学的主要任务也是难点。有利于教师把握教学环节，设计教学过程；有利于教师实施课堂教学，提高教学效果；有利于提高教师素质。4.2.1教学模式的概念在一定的教学理论指导下，所建立的具有稳定的操作程序和特定功能的典型的教学范型。既是教学理论的具体化，又是教学经验的一种系统概括。教学模式是教学理论与教学实践的中介。4.2.2教学模式的来源模式可以来源于教学实践，使实践概括化和集约化，上升为理论，丰富和发展教学理论。模式也可以来源于理论思辩，使某种教育思想或教学理念具体化、操作化，从而保证理论对实践的指导作用。4.2.3教学模式的设计明确指导思想，体现先进理论；多分析教学内容，确定教学目标；设计、选择和利用网络环境与资源；设计教师的主导活动和学生的主体活动；设计活动进程关系，形成稳定结构形式。教学模式的要素：理论基础，教学目标，实现条件，操作程序。4.2.4教学模式的类型1.5E教学模式参与探究解释迁移评价2.问题解决模式问题解决教学是以解决问题为中心，注重学生的自主探究活动，着眼于创造性思维和实践能力的培养。教师的角色由知识的传授者转变为组织者、指导者、参与者。教师考虑的重点：依据新课程理念如何让学生“学”，如何确立学生的主体地位，如何通过问题解决去培养学生的创新精神和实践能力。问题解决的基本阶段：巴纳德（D.Barnard）等人把问题解决的过程划分为７个基本的阶段：领会问题的意义；分析问题；从各种资料中发现与问题相连的关系；组织获得的资料；解释经组织后的资料；建立假说与验证；得出结论。问题解决模式的基本程序创设问题情境（问题引入）组织探究与制定方案分析问题解决问题评价学习过程及结果案例—煤炭资源的开发3.启发式教学模式不愤不启，不悱不发——《论语》启发式教学的特点：设疑善诱，诱是关键；引导发问，导是关键；探讨追问，追问是关键；解疑促悟，促是关键。启发式教学环节：设疑提问；循循善诱；探讨解疑；追问揭疑；交流再启。案例研讨：蜡烛的变化；可爱的蜗牛4.探究式教学模式（1）发现式模式提出问题－收集信息－分析信息－得出结论－实践运用案例：研究土壤，物体是沉还是浮（2）验证式模式提出问题－猜想假设－收集信息－分析信息－得出结论－实践运用案例：空气与燃烧5.概念转变学习模式“概念转变学习理论”认为,科学概念的学习过程并不是新的信息和词汇点滴积累的过程,而是在教学的影响下,儿童的前概念不断转变与发展成为科学概念的过程。概念转变学习模式的程序：德赖弗提出的概念转变学习模式的一般程序：定向概念引出概念重建概念应用反思概念变化案例：氧化还原反应6.课题研究模式课题研究式课堂教学，就是教师在教学中从教学内容中挖掘知识的应用价值。从实际需要出发，计出一个个值得探讨的课题。学生在教师引导下，进行类似科学研究的学习。在课题解决的全过程中获取知识、培养创新能力与实践能力、感悟科学研究的思维方式、学会科学研究的方法，同时获得积极的情感体验的一种学习活动。“课题研究”教学模式的一般程序为：选题→方案制订→开展研究→撰写研究报告→结果分析评价。7.情境学习模式抛锚式教学让学生在一个完整、真实的问题背景中，产生学习的需要，并通过镶嵌式教学以及学习共同体中成员间的互动、交流，即合作学习，凭借自己的主动学习、生成学习，亲身体验从识别目标到提出并达到目标的全过程。一般程序：创设情境确定问题自主学习协作学习效果评价罗杰斯的人本主义社会文化模式（HPS模式）：科技史、科学哲学和科学社会学的有关内容引入中小学科学教育。马修斯的依量适度模式科学课教学的一般模式（三段式）四层次教学模式：准备-------探究--------抽象--------运用4.2.5教学模式的选择与运用什么是课型？课型，一是指课的类型，它是按某种分类基准（或方法）对各种课进行分类的基础上产生的。二是指课的模型，它是在对各种类型的课在教学观、教学策略、教材、教法等方面的共同特征进行抽象、概括的基础上形成的模型、模式。4.2.5教学模式的选择与运用小学科学课型的划分：以学生获取事实的方法或途径为基点来分：科学观察课科学实验课科学阅读课科学技术课（制作、种植、饲养、设计等）科学讨论课1.科学观察课（1）什么是观察观察是用人的各种感官，对自然界的事物，在自然存在的条件下，进行有目的、有计划的感知和描述，从而获得对自然事物的感性认识，培养学生的观察力。要点：（1）观察主体用各种感官；（2）观察的客体是自然事物和现象；（3）观察的方法是自然状态；（4）观察过程要进行有目的、有计划的感知和描述。（2）观察的内容观察事物的形状观察事物的颜色观察事物的气味观察事物的声音观察动物的习性观察事物的结构观察事物的功能（3）观察的类型直接观察和间接观察。（感官观察和仪器观察）定性观察和定量观察。（定量观察又分为观测和测量）全面观察和重点观察。短期观察和长期观察。动态观察和静态观察。（4）观察的方法顺序法自然事物和自然现象都有各自的“序”，在空间上有各自的位置，在时间上有各自的发展过程。１）方位顺序法。由整体到部分或由部分到整体；先上后下或先下后上；由左至右或由右至左；由近及远或由远及近；由表及里或由里及表；先中间后两边或先四周后中间；定点观察或移点观察。案例：《寻找身边的动物和植物》（4）观察的方法２）时间顺序法。即按观察对象的先后发展顺序观察。如指导学生观察一天中太阳下的物体影子的变化，观察蝌蚪的发育过程，观察蚕一生的变化，观察月亮在不同日期同一时刻在天空中位置的变化等。案例：（《太阳和影子》）（4）观察的方法比较法比较观察法就是用对照比较的方式去观察两个或两个以上的事物，找出事物的共性和个性，以获得清晰的印象，抓住事物的本质。在科学课教学中，运用比较观察容易发现自然事物或现象之间的异同。案例：《鸟类动物的特征》，利用幻灯片或挂图指导学生观察鹰、野鸭、鹤、鹦鹉等的特征，喜鹊、家燕、大雁、啄木鸟等外形上的共同特征，再通过比较，学生就容易发现它们身体都长有羽毛、有卵繁殖后代的共同特征，从而形成鸟的概念。（4）观察的方法想象法案例：《气体的热胀冷缩》一课，学生通过“让瘪乒乓球鼓起来”的实际观察，发现瘪乒乓球在热水的作用下会鼓起来，教师先启发学生思考瘪乒乓球为什么在热水的作用下会鼓起来？是乒乓球壳受热膨胀的结果吗？（教师可以在瘪乒乓球上扎一个小孔，再做上面的实验，乒乓球鼓不起来），由此指导学生进一步想象：乒乓球内部的气体为什么受热后会使瘪乒乓球鼓起来？（4）观察的方法推断法有目的地引导学生在实验前、实验中及实验后进行引导他们学会逻辑的判断和推理，把观察同思维的间接性与概括性结合起来。有根有据、合情合理地推想，才有助于学生掌握观察中的推理方法，才能真正把“观”与“察”有机结合起来。（4）观察的方法案例：《风的形成》，教师可在风箱烟囱口与侧面的小孔之间接一根管。在实验前让学生思考，当点燃酒精灯后烟会怎样流动，在实验中根据观察到的现象，引导学生推理蜡烛上部的空气受热后会上升，下部比较冷的空气会不断流过来补充……实验后让学生推想暖气是怎样让整个室内变热的。（4）观察的方法提纲法在学生观察自然事物和自然现象之前，教师列出观察提纲，然后指导学生进行观察，是培养和发展学生观察能力的有效方法。（4）观察的方法观察课教学的基本环节1.创设情境，吸引注意。2.明确目的，指向鲜明。3.走向开放，自主观察。4.合作研究，优势互补。5.综合运用，细致观察。6.巧用记忆，留下过程。7.表达交流，形成共识。观察课教学模式（4）观察的方法观察课教学应注意的问题观察的心理特点：随意性；情绪性；笼统性；1.观察目的要明确。2.一次观察活动只针对一个科学问题。3.所观察对象的变量要少，一般不超过两个。4.观察一定要配合记录与描述。5.强调观察记录的客观性和准确性。6.观察教学与思维活动要结合起来。7.注意发展学生的观察品质。2.科学实验课科学实验课的教学模式3.科学技术课什么是科学技术课？科学的核心是探究，技术的核心是设计。科学技术课是一个需要有一定的科学概念引领下的技术设计、技术制作，并在教学活动中进一步发展科学概念为目标的教学活动。科学技术课是以技术和科学认识(如科学观察)两条主线贯穿于整个活动之中的。技术活动的主要目的是为了形成科学认识，而不是形成操作技能。明确任务阶段。（既有技术任务，也有科学任务，并以科学认识为主的）构思方案阶段。（运用科学知识进行设计）实践阶段。（先验证方案的可行性、会调整技术线路,能进行科学观察和实验）展示与评价（既有技术作品的展示、又有科学的交流反思,同时要形成基本的科学知识）4.科学阅读课什么是科学阅读课？科学阅读课是让学生围绕着科学探究的问题，通过阅读、分析资料，来获取事实证据，形成基本的科学认识，从中培养学生鉴别信息、获取信息、处理信息能力的课型。什么内容适合于科学阅读从内容上讲，一般离学生生活实际或难以感知的内容，比如古代生物、宇宙天体、微生物等，这些内容不能通过观察、实验、制作等活动来直接获取基本的事实，需要通过间接的手段来获取。从认知水平看，学生对学习的内容很生疏，没有前概念基础。科学课阅读与语文课阅读的区别语文课阅读是为了掌握字词句，理解篇章结构和主题思想，培养学生听说读写等语文方面的能力。科学课阅读是为了间接的获取验证科学假设的事实。培养学生收集信息、整理信息、分析运用信息的科学探究能力。因此两种阅读的价值不同，阅读的方法和过程也是不同的。科学阅读的过程筛选从众多资料中找出与科学问题有关的内容资料；浏览快速的浏览找出与问题有关的段落；勾画勾画出段落中的中心词句（概念和事实）。解释用这些事实试着解释问题的假设，判断事实的科学性与严密性；整理如果能够解释说明假设，就采用某种方法将有关的词句、数据、图片进行整理；交流将自己搜集到的资料与小组的同学进行交流。科学阅读课的教学模式科学阅读课注意的问题阅读的对象可能是文本资料,也可能是图片、课件和视频资料；根据学生的年龄特征和教学内容特点选择合适的资料类型，一般远离学生生活的选择图片和视频。课前搜集资料教师要提出明确的要求，课上进行及时的评价与检查。要关注学生收集、阅读、整理资料的思维过程。5.科学讨论课什么是科学讨论课？科学讨论课主要是围绕着科学问题，让学生展开相互讨论，相互启发，相互交流，相互补充来获取科学事实，形成基本的科学概念，从中培养和发展学生的科学探究能力，情感、态度价值观。什么内容适合于科学讨论从教材来看，一般不便于在课堂上通过观察、实验来获取基本的事实的内容。（必要性）从学生的认知水平看，学生对学习的内容略知一二，但不全知，形不成基本的概念。（可行性）具有开放性的问题，如“克隆技术的利与弊”“恐龙灭绝的原因”等。科学讨论课的基本模式提出问题收集信息讨论交流得出结论运用知识课文分析课型模式归纳案例分析你经历过这样的课堂吗？P1004.3科学课程教学策略1.科学教学策略的概念：科学教学策略是根据科学教学目标和教学条件选择、组织各种基本活动方法，调节、控制主体的内部注意、感知、思维和操作活动，对教学活动进