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《小学科学实验教学设计的有效性实践研究》课题实施方案土默特左旗民中附属小学胡满意2012年3月15日课题实施方案一、课题的现实及意义小学科学课程是培养小学生科学素养的科学启蒙课程，它的重要性已越来越多的被人们所认识，已经成为小学阶段的一门重要学科。在现行的小学科学教材中我们看到最多的是一个个的探究活动。而探究活动中最多的是一个个的科学小实验，科学小实验已成为整个科学教学中一个重要组成部分。实验教学的成败直接影响到整堂课的教学效果和教学目标的达成。但是在我们众多的科学课实验教学中，我们发现了许多这样那样的问题，主要表现在：1.实验的设计过于浅显。有许多的科学小实验其实不用学生操作，实验的现象和结果学生都已心知肚明，学生凭借着生活经历已经有了这样的经验，而且也都能说出实验的结果，这样的实验还有实验的必要吗？所以在实验的安排上我们要考虑学生的实际，研究要做的实验是不是能启发学生的思维，学生是不是能真正从实验的操作中有所收获。不要为了实验而实验，浪费了课堂上宝贵的时间。2.学生实验操作的盲目性。我们知道好奇、贪玩、好动是小学生这一年龄的特点，这就决定了学生行为的具有盲目性。课堂中我们经常看到老师还没宣布开始实验，有些学生已经按捺不住要玩一玩，摆弄一下实验器材的冲动。过分的激动使学生在实验中忘记了实验的目的性，在瞎摆弄的过程中孩子一无所获。我们虽提倡学生自主学习，但决不等于放任自流。所以老师在组织孩子们进行实验时，必需给予充分的指导，使学生明白做实验的目的性和具体的操作流程。让学生的操作朝着我们所希望的方向去实验。3.实验材料的选择和呈现不够合理。实验的效果往往与材料的选择关系密切。恰当的实验材料能起到事半功倍的效果。另外材料的种类和组合以及交给孩子们的时间和次序，对于整个课堂的有效性，特别是实验教学的有效性也有着一定的影响。所以在实验的设计中我们不仅要考虑选择什么样的材料，而且还要考虑好材料出示的次序和步骤。4.实验活动中的旁观者现象。在我们的实验教学活动中，我们经常看到有许多的学生是实验活动的旁观者，他们长期处于旁观者的地位，不知如何探究，不知从何入手，学生与学生之间缺乏合作精神，更缺少敢于否定他人意见，发表自己独特见解的品质。所以在实验的设计中我们就得考虑这部分人能力的培养。让他们也能积极地参与到实验活动中去，也来表达自己的意见，摆脱同学，甚至老师直接告诉他们知识与结论的依赖。针对以上小学科学实验教学活动中暴露出来的种种问题，我们觉得出这样的问题归根结底还在于实验教学的设计没有安排好，没有充分考虑到学生的实际。所以进行科学实验教学设计的有效性研究就显得很有必要。他是课堂教学的起点，也是课堂教学目标有效达成的保证，只有好的教学设计才会有好的课堂。所以我们准备就科学教学中实验教学设计的有效性进行研究，通过研究提高课堂教学设计的针对性，最终达到课堂的高效，从中也提高教师的实验教学的设计水平，促进科学教师的专业化成长。二、基本理念、理论依据1.传统的认知科学理论。该理论认为学习的实质是学生自主构建与知识结构相对应的认知结构过程，教学过程就是把知识结构转化为学生的认知结构。2.现代实用主义教学理论，即主体教育论，其中以杜威的实用主义为代表，体现了“做中学”。3.我国的素质教育理论。其内涵是一种旨在开发人的身心潜质，培养人的素质，养成人的健全个性的教育活动。4.现代教育理论。学生自主地，有目的性地探究学习，教师创造性地教学，创设和谐民主的教学氛围。在传授知识的同时，激发学生的学习动机、兴趣和成才意识，培养智力、自学能力，创造实践能力和良好的个性心理品质。5.《小学科学教学心理学》认为：目前的科学课堂教学以学生的探究性实验为中心。教师在课前为学生设计好问题情境，提出要探究的问题，准备好学生探究性实验所需要的实验仪器和实验材料。学生根据教师提出的问题，自己或小组提出探究假设或实验方案，自己运用仪器和材料设计实验，实施实验过程，记录实验结果，并根据实验结果概括出一般结论，验证实验假设。三、课题的界定1.“有效”即有效果，有效率，有效益，我们所指的是以尽量少的时间、精力和物力投入，取得尽可能多的教学效果。2.所谓“有效教学”，从广义上讲，是指能够有效的促进学生的发展，有效地实现预期的教学结果的教学活动。从狭义上讲是指为了提高教师的工作效益、强化过程评价和目标管理的一种现代教学理念，既是一种观念，又是一种行动。3.科学实验是人们主动的设计一些实验来观察。科学实验比自然观察优越，主要是因为自然观察中的研究对象完全处于天然的状态下，而科学实验是按照人们研究的目的与要求去制备对象，被研究的对象及过程是处于人工控制的状态下，因此科学实验可以强化研究对象，可以重现或模拟自然现象，加速或延缓自然过程。4.“教学设计的有效性”是指教师在实施教学以前依据现时的教学理念和教学实际情况，针对教学内容、教学过程、教学方法、教学手段、学习方式等方面的构思和策划，“有效教学设计”就是实现有效教学的教学设计。四、课题的研究预期的目标1.通过研究，充分调动学生实验探究的积极性，设计合乎学生实际的实验教学内容，增强学生科学学习的自主性，积极性，努力使科学课成为学生喜欢的学科。2.构建和谐的课堂教学氛围，充分发挥学生的主动性、积极性和创造性，培养他们实验操作、实验设计的能力。3.努力提高课堂教学的有效性，提高课堂教学质量，充分体现课程改革的精神实质，实现课程改革的目标。4.通过实践研究，提高教师的教学设计能力，促进科学教师的专业化成长。五、课题的研究的主要内容和策略1、明确实验安排的必要性在我们的实验教材中安排了许许多多的科学小实验。面对那么多的实验，我们是否都要一个个的实验过来，有没有实验的必要、我们的课堂是不是来得及完成这么多的实验呢？我们要予以分析。在使用教材过程中我们倡导“用教材”而不是“教教材”。所以我们要认真地研究教材，从课标要求的实际出发去解读教材，深刻领会教学内容的安排。如果说教材中所列举的实验内容对于学生来讲都很熟悉，通过实验学生也不会有更多新的发现，那么就没有必要安排实验，更没必要安排分组实验。教师完全可以让学生讲述一下曾经看到过的实验中应有的现象，当然还可以由老师来演示实验，这样既可节省课堂上的时间又能让学生重温实验过程和现象，教师也不必准备太多的实验器材。所以在实验设计安排时，我们要考虑学生已有的知识和经验，结合学生的年龄特点，从教学内容的实际出发选择实验的方式。我们必须强调学生的内在驱动力，以学生为主，通过外显的操作唤醒学生的原有认知，遵循学生的认知规律。通过实验最终达到实验的真正目的。2、精心设计好实验的各个环节明确实验的目的每一节课都有各自的教学目的，没有明确的目的就没有了行动的方向，自然就无法进行实验，它是实验教学设计的灵魂。教师不仅自己要清楚实验的安排是为了证明什么或让学生看到什么，也应该让学生明白实验的目的。为了让学生清楚地知道实验的目的，我们可以采取以下措施：一是可以让学生叙述一下实验探究的问题，从学生的叙述中我们可以了解学生实验目标是否明确；二是引导学生审题，把握探究的重点词。当学生或教师提出探究的课题后，有部分学生由于理解能力的不同对实验的目标并不是很清楚，而通过审题，有助于学生知道实验要证明什么。带着问题进行实验的操作，提高单位时间里实验的效率。确定实验的方法科学实验的方法有很多，在实验设计中我们要考虑我们将要做的实验是观察性的普通实验还是要控制变量的对比实验。普通实验注重实验现象的观察，在观察中记录实验中的现象。而对比试验更强调的是对影响实验现象和结果的各个变量进行有效控制。只有对变量进行了有效地控制，才能产生正确的实验结果，才能使实验的结果更具说服力。所以实验开始之前我们要让学生明白该实验的类型。选择合适的材料。实验离不开材料，合适的、有结构的实验材料可以大大提高探究实验的实效性。所以我们必须考虑到实验材料的特点，选择合适的材料。1)选择具有生活性的实验材料，让学生在真实中学习。我们要充分利用学生的生活经验，选择学生熟悉的常见的事物作为实验材料。这样不仅可以让学生更好地探究，还可以消除科学的神秘感，让学生体会到科学就在我们身边。2)选择具有趣味性的实验材料，让学生在愉悦中学习。好玩是小学生的天性，对于好玩的实验材料，他们会爱不释手。我们可抓住了小学生这一年龄特点的，利用趣味性的实验材料激发学生学习科学的兴趣。3)选择具有直观性的实验材料，让学生在探究中学习。新课程标准提倡让学生像科学家那样真刀真枪地进行实验探究，但是，小学生的年龄特征决定了他们的观察能力、分析能力等是不能和成人相比拟的。因此，教师所提供给学生的实验材料应尽可能使实验的现象具有直观性。4)选择具有开放性的实验材料，让学生在创新中学习。科学课程应具有开放性，这种开放性表现在时间、空间等方面也表现在对实验材料的选择上。在课前要尽可能多地去预设课堂可能出现的问题，并根据预设尽可能提供充足的实验材料。安排好实验的过程实验的过程即先做什么再做什么和最后做什么。科学实验需要有序的实验操作过程，统筹安排，正确操作。这不仅是实验过程的需要也是安全的需要。这样可节省时间减少不必要的浪费。在实验操作之前我们要让学生明白实验先后的顺序，让学生说一说，相互补充，使学生都明白我们该怎么做。让学生在实验中体验，在操作中提高，要注意学生创造力的锻炼。学生明确了实验的基本过程后，往往就急不可待，立刻想实验。这时教师要引导学生仔细想一想基本实验过程中的每个环节应注意什么，整个实验过程中哪些条件不能变，哪些条件要变。学生如无法想到，就需要老师给予指导。在考虑具体细节中，由于小学生想象能力还不是很强，头脑中不能具体地显现实验的操作情景，因而教师可以让学生边想象，边指名一个或几个学生上台演示实验过程，发现问题及时纠正。这样既磨练的学生的想象能力，又能让学生在实际中自主地去发现问题，提出具体的改正方法。俗话说得好，细节决定成败。实验设计仅仅让学生懂得实验的基本过程是不够的，更重要的是培养学生缜密的思考能力，这是培养学生科学素养的重要之处，也对学生今后的生活、工作带来直接的影响。3、精心组织课堂教学1、充分激发学生的兴趣，调动起学生的积极性现在我们的学生很喜欢科学课，其中有很大的原因就是在科学课上可以做很多有趣的实验。所以通过做有趣的实验我们可以激发学生的学习科学的兴趣。在实验中明白其中的科学道理，在操作中提高了学生的动手能力，实验设计能力和创造能力。所以我们要保护好学生的这种天性，利用它，激发他们学科学用科学的生活态度。2、要照顾到学生个别差异每个班的学生有每个班特点，每个学生又有每个学生的差异。不要让科学课成为一部分学生展示才能的舞台，其他同学成为傍观者。面对个性不同，能力相差较大的学生我们要对他们有不同的要求。对小组中的学生进行合理的分配，大家各司其职又彼此相互合作，完成实验中的任务。通过实验大家要都有所获。3、提供充足的实验探究时间一堂课只有40分钟,教师要引导学生做很多事情，如计划制定、小组讨论、动手操作、汇报交流等，经常会出现时间不够的情况。所以教师要有所侧重，不能为活动而活动。在安排学生探究实验活动环节上，必须留有足够的时间，不仅能力强的学生要有时间探究，相对探究能力较弱的学生，也要有足够的时间进行活动。六、课题研究的对象与方法选择研究对象：对先用的小学科学教材中的相关实验教学内容进行有效教学设计的研究研究方法选择：1、课题研究中以案例研究法和行动研究法为主。通过对典型的课堂教学案例进行分析研究，归纳整理。在教与学的过程中，我们边实践，边探索，边检验，边总结，边完善，把研究与实践紧密地结合起来。2、以调查法和理论学习为辅。课题实施前对课堂教学的现状、师生思维行为特点进行调查，以便课题研究一段时间后进行比较，为研究的顺利进行提供事实性依据。同时学习有关教育理论书籍、报刊杂志以及网络下载的相关资料，丰富自己的教学经验，利用相关理论指导实践，是研究更有效，在这过程中修正课题研究的方法。七、课题研究的步骤安排本课题研究时间为一学年，共分为三个阶段进行。第一阶段：准备阶段（2012.3—2012