科學探究永無止境

科學探究永無止境第1頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容介紹一項關(guān)于教師科學探究觀念的國際比較研究本次大賽的簡要總結(jié)幾點建議第2頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月科學探究是新世紀國際科學

教育領(lǐng)域關(guān)注的重要課題之一

我們常說：“教師的觀念影響教學行為”首先介紹一項關(guān)于中學物理教師科學探究觀念的國際比較研究第3頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月香港、大陸和美國三地物理教師

探究教學觀念比較研究香港大學黃小玲容顯懷

郭玉英NormanLEDERMANJudithLEDERMAN第4頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月研究背景第5頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月美國采用探究進行科學教學的思想由來已久，大約起于19世紀末(Bybee,2000)《美國國家科學教育標準(NRC,1996)》強調(diào)了基于探究的教與學的重要性?！短骄颗c國家科學教育標準(NRC,2000,p.29)》更加詳細地描述了課堂探究教學的重要特征與變量。第6頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月作為內(nèi)容的探究–

美國國家科學標準(NRC1996,p.111)第7頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月香港科學教育受到英國教育制度與政策的影響。在60-70年代，有著20年以上教齡的教師，在O和A水平納菲爾德課程中懂得發(fā)現(xiàn)學習的方法。[科學為精英]“發(fā)現(xiàn)法”在香港成為教師演示實驗或驗證性實驗的主要方法。[旨在鞏固知識而非探究技能]在80-90年代，香港經(jīng)濟經(jīng)歷了一次從制造業(yè)到服務(wù)業(yè)劇烈的結(jié)構(gòu)性變化，促使了對中學畢業(yè)生和大學生在諸如問題解決和探究技能等良好技能的需求。1994年，香港地區(qū)由2所大學擴大到8所大學。課程目標已經(jīng)從幫助學生了解經(jīng)典科學知識以應(yīng)付競爭激烈的大學入學考試。擴展到將技能與態(tài)度納入其中。第8頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月科學教育(P1–S3)2000年起

物理/化學/生物(S4-S5)2003年起.hk/index.aspx?nodeID=2824&langno=1

從2000年以來，跟隨世界趨勢，推進科學探究第9頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月注：許多香港教師在他們自己的中學學習中并沒有經(jīng)歷過基于探究的科學學習?？茖W探究是作為“技能與過程“目標中的一部分第10頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月大陸80年代以前，受前蘇聯(lián)教育體制的影響強調(diào)學術(shù)規(guī)范從7年級開始由專門學科教師教授獨立的科學科目以教師為中心，灌輸式以考試為導(dǎo)向1978年，鄧小平提出改革開放政策促使了對西方的逐漸關(guān)注。第11頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月從1986年到2001年大陸課程標準的變化Wei&Thomas(2005)IJSE更確切的說，實驗的作用，已經(jīng)從作為”鞏固知識“的工具，轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N引導(dǎo)科學探究的手段。實驗鞏固知識(多數(shù)為驗證性實驗)引導(dǎo)探究的一種手段第12頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月跟隨世界趨勢，從2000年開始，關(guān)注科學素養(yǎng)的提高倡導(dǎo)從灌輸式教學轉(zhuǎn)向探究教學與美國標準類似，科學探究被作為教學內(nèi)容

第13頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月科學探究作為提高科學素養(yǎng)的手段之一物理課程標準提出探究教學七個要素：提出科學問題猜想與假設(shè)制定計劃與設(shè)計實驗進行實驗與收集證據(jù)分析與論證評估交流與合作第14頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月受觀念影響的實踐課堂教學實施的程度與方法可能會因教師對探究教與學的觀念不同而發(fā)生改變。(Brown,Abell,Demir&Schmidt,2006;Wheeler,2000)第15頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月探究的三個層面

(Wheeler,2000)第一:學生參與實驗操作第二:參與真實的探究學生提出自己的問題，制定計劃并通過與材料（實驗）的互動尋找答案。第三

:內(nèi)容維度探究是一種學習內(nèi)容（真正理解科學探究的本質(zhì)）科學探究應(yīng)該盡量接近良好的科學以呈現(xiàn)關(guān)于探究的更準確的情景第16頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月研究目的調(diào)查與比較有著不同探究教學經(jīng)歷、來自不同文化背景的香港、中國大陸和美國科學教師的探究教學觀念。香港、北京和芝加哥代表了西方、東方以及中西相融的3類教育體制和文化背景。第17頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月研究設(shè)計第18頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月取樣

有目的地選取認可并對探究教學感興趣的教師樣本香港10名物理教師北京10名物理教師芝加哥10名物理教師第19頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月研究工具開發(fā)基于錄像的調(diào)查問卷選擇了大陸不同地區(qū)的四節(jié)物理課（大賽錄像）比較老教師與年輕物理教師(關(guān)注于對探究教學的認識)錄像的選擇旨在包括美國國家科學標準、中國課程標準和香港課程指南中提及的探究教學的盡可能多的特征。開發(fā)問卷以調(diào)查教師如何看待這四節(jié)課一個基于美國國家科學標準、中國課程標準和香港課程指南中探究教學特征設(shè)計的態(tài)度傾向觀察量表伴隨定性回答的問卷討論第20頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月四位探究教學都“受到肯定”且不同風格的教師（每人講課大約30分鐘）提出許多結(jié)構(gòu)良好的問題，以促進思維;學生有動手活動（圓周運動）引導(dǎo)學生根據(jù)老師的計劃設(shè)計實驗方案（洛倫茲定律）學生設(shè)計方案，并進行解釋，然后全班同學用同樣的儀器進行實驗（氣體定律）用問題來引導(dǎo)課堂學習的方向和流程。時間用于動手活動，類似于提出結(jié)構(gòu)良好的指導(dǎo)性問題（小燈泡的伏安特性）第21頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月......您認為剛才看到的這節(jié)課是否為一個很好的探究課堂實例？請在下面詳盡敘述您的理由。觀看每個錄像，并在5點量表中指出各項目在該節(jié)課中出現(xiàn)的頻率。第22頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月研究結(jié)果第23頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月定量結(jié)果ANOVA檢驗表明美國和北京物理教師關(guān)于圓周運動一課的看法存在顯著性差異。

[這是一節(jié)關(guān)注知識的課，但是較少學生參與的探究活動]第24頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月較低的分值并不意味著對探究理解得較少。但是它暗示了教師期望能看到更大的比例。第25頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月定性資料分析結(jié)果:不同類別中的差異比較第26頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月差異與原因第27頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月科學探究作為學習內(nèi)容一些美國和北京教師知道將科學探究作為學習內(nèi)容的課程目標，而香港教師沒有提到這一點。在香港，在《課程與評價指南》(p.9-10)中，科學探究是作為學習目標置于”技能與過程“目標之下的，因此，將科學探究作為學習內(nèi)容可能被忽視。美國和中國大陸的課程標準文件中，都將科學探究歸入內(nèi)容標準中。在課程標準中也多處指出了認識科學本質(zhì)的重要性。第28頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月北京教師——強調(diào)學科知識不讓學生知道答案/基于發(fā)現(xiàn)的學習8位香港教師支持這一觀點。一位香港教師說到：”最好的探究就是教師和學生都不知道答案“中國大陸的教師更加關(guān)注學科知識的掌握程度。多數(shù)教師認為科學探究的目的就是讓學生參與探究過程，即使他們已經(jīng)知道答案也不要緊，探究的主要目的是學習知識（正確的答案）事實上，學生往往在課前已經(jīng)看過了教材，多數(shù)學生在探究前已經(jīng)知道了答案或結(jié)論。第29頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月北京—設(shè)計探究方案但并不實施學生的方案香港和北京的老師認為制定探究方案是重要的特征之一，但只有兩位教師在條件許可的情況下允許學生根據(jù)自己的意愿或方案實施探究。這一結(jié)論實際上與”不讓學生知道答案“是一致的。

中國大陸的教師很少愿意改變他們原來的計劃，確保計劃好的核心概念能夠教給學生另外一個原因，可能是因為能夠供學生實施其方案的實驗儀器和資源受到限制。第30頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月香港—得出結(jié)論較差香港和美國教師在學生通過探究得出結(jié)論方面，差異顯著。這一結(jié)論與2003年香港8年級學生TIMSS成績的研究結(jié)論(Yung&Wong,2006）相一致。香港學生在3方面不同類型的問題上所得的成績表明，相對西方國家而言，香港學生在得出結(jié)論方面普遍較差。當前的比較研究表明，這與教師對學生在該領(lǐng)域表現(xiàn)的期望較低相關(guān)。的確，在實驗課末尾全班討論后，學生抄下教師總結(jié)的結(jié)論這種現(xiàn)象是比較普遍的。第31頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月香港、北京、美國—課堂互動香港和北京教師都認為生-生和生-師互動是有價值的，而只有3位美國教師認為生-師互動是有價值的。美國教師高度認可學生導(dǎo)向的教學方式，而只有3位北京教師贊成這種教學方式。許多北京教師認為探究教學與啟發(fā)式教學相近甚至等同。啟發(fā)式教學在中國意味著教師不是直接將知識或答案傳輸給學生，而是給予學生一些設(shè)計好的問題，引導(dǎo)學生一步步的回答，這樣師生雙方都較深入地參與了教學之中。有時，即使教師認為他們在運用探究式教學，但課堂上看起來仍然是教師為導(dǎo)向的。.第32頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本屆大賽簡要總結(jié)第33頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本屆大賽主題：科學探究中國教育學會物理教學專業(yè)委員會連續(xù)舉辦了三屆以科學探究為主題的教學改革創(chuàng)新大賽，對探究教學的認識和實踐正在深入發(fā)展。從實踐層面看，課堂探究教學的發(fā)展經(jīng)歷了不同階段：程式化：按課標提出的探究要素展開自由化：放手讓學生探究追求真正的探究：過程與結(jié)果統(tǒng)一第34頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本屆大賽取得了圓滿成功從總體上看，參賽教師展示出良好的素質(zhì)和精神風貌錄像課基本擺脫了程式化的教學模式，每節(jié)錄像課都有亮點，體現(xiàn)了教師對科學探究教學的思考和實踐探索出現(xiàn)了能展示出學生真實思維發(fā)展過程的優(yōu)秀錄像課更好地利用多種教學資源和現(xiàn)代信息技術(shù)第35頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月反映出一線教師對物理課程中的

科學探究逐漸達成以下共識課程標準中提出的是過程要素而不是教學程序科學探究是教學目標、教學內(nèi)容與教學方式的統(tǒng)一科學探究不是程序性知識，不能通過傳授方式學習，探究教學不能模式化科學探究的思想應(yīng)貫穿于整個物理課程之中，一節(jié)課不一定突出7個要素第36頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本次大賽展示出來的進步內(nèi)容的選擇：從選擇課題到選擇探究點選擇重點、難點知識作為探究的內(nèi)容，利用學生自主探究突出重點、突破難點第37頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本次大賽展示出來的進步探究要素的深入：創(chuàng)設(shè)情境，讓學生自己發(fā)現(xiàn)問題猜想與假設(shè)，學生不僅提出更多的猜想，而且能說出猜想的依據(jù)設(shè)計實驗，學生能提出多種實驗方案，通過比較改進和選擇最佳方案收集和處理數(shù)據(jù)，注意到了實驗誤差和精確性評估與交流方式的多樣化第38頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本次大賽展示出來的進步課堂中師生的表現(xiàn)更加自然、真實生成性有更多的體現(xiàn)，學生在探究過程中自然產(chǎn)生出非預(yù)設(shè)的問題第39頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月需要繼續(xù)深入研究的問題如何引導(dǎo)學生真正發(fā)現(xiàn)和提出問題我們?nèi)匀豢吹皆S多錄像課存在形式化傾向，整個過程都是教師預(yù)設(shè)和導(dǎo)演的，學生的操作和回答都是我們所希望的。真實的探究過程有大量的曲折與艱辛，學生會遇到很多困難，產(chǎn)生很多問題。需要營造師生共同探究的課堂氛圍。第40頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月需要繼續(xù)深入研究的問題如何更好地發(fā)揮學生的主動性，讓教學過程按照學生的思路自然展開，而不是完全按照教師的要求進行要研究和了解學生的認知過程在學生真正存在思維障礙的地方設(shè)計探究活動第41頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月需要繼續(xù)深入研究的問題如何引導(dǎo)學生深層次的思維活動表面化的現(xiàn)象仍然存在，有些課學生實驗和動手活動很多，但學生思維并沒有真正調(diào)動起來第42頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月幾點建議第43頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月物理課堂上的探究教學應(yīng)體現(xiàn)科學探究的本質(zhì)特征第44頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)于科學探究本質(zhì)的認識科學探究是人們描述和解釋自然界的一種基本方式，它源于人類的好奇心和探索欲望，具有創(chuàng)造性和建構(gòu)性，觀察和提出問題、形成假設(shè)、檢驗求證、得出和解釋結(jié)論等構(gòu)成了科學探究的全過程。概括目前學術(shù)領(lǐng)域關(guān)于科學探究的研究成果，主要包括以下幾方面基本特征：第45頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月●科學探究的動力科學的發(fā)展并非完全來自于外部的社會需求，科學探究的基本驅(qū)動力是人們對外在世界的好奇心?！窨茖W探究的過程觀察和提出問題、形成假設(shè)、檢驗求證、得出和解釋結(jié)論、交流和應(yīng)用等共同構(gòu)成了科學探究的全過程，但并不存在標準的或固定的研究步驟或程序?！褡C據(jù)的重要性科學必須建立在真實的證據(jù)基礎(chǔ)上，根據(jù)證據(jù)可以推翻權(quán)威?？茖W實驗是獲取證據(jù)和驗證假說的最主要方法之一，一個實驗的結(jié)果不能有效地證明一個科學論斷，科學實驗必須是可重復(fù)的。第46頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月●研究方法的多樣性科學方法具有多樣性，而且同一個問題也可用不同的方法來解決