科学探究的教学模式

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1、科学探究的教学模式美国马萨诸塞州立大学教育学院数学及科学教育系张红琴hongqin@educ.umass.edu一个数学老师的教学流程用幻灯机出示前一天作业的正确答案，讲解典型错误在黑板上写出本节课的教学目的在黑板上写出或用幻灯机出示数学原理，并解释举具体例子并详细写在黑板上根据例子，学生练习，并找学生到黑板上做指出错误，并再次练习布置家庭作业人是怎样学习的有一条鱼，它很想了解陆地上发生的事，却因为只能在水中呼吸而无法实现。它与一只小蝌蚪交了朋友。小蝌蚪长成青蛙之后，便跳到陆地上。几周后青蛙回到池塘，向鱼汇报它看到的。青蛙描述

2、了陆地上的各种东西：鸟，牛人。鱼根据青蛙的描述作出了想象：每一样东西都带有鱼的形状，只是根据青蛙的描述稍作调整—人被想象为用鱼尾巴走路的鱼，鸟是长着翅膀的鱼，奶牛是长着乳房的鱼。这个故事告诉我们学习总是建立在学习者原有知识基础之上的。前概念与迷思概念前概念(preconceptions):学生在得到正式教育之前，对于概念已经建构了最初的，不完整的和天真地想法。迷思概念(misconceptions):学生的前概念中，有些是与科学的理解大体一致的，但有些概念可能是与科学概念的理解相悖的。这些与科学理解相悖的前概念通常称为迷思概念

3、。儿童前概念或迷思概念的特点学生在学习前对科学已有个人的认识，这种认识是其知识框架的一部分，是学习新知识，解决新问题的基础。学生的前概念可能是不完整的或是与科学概念相悖的，但是对于解决日常问题十分有效，所以他们不愿意放弃前概念或迷思概念。人们是怎样学习的—皮亚杰理论在美国教育界流传：我听过的信息易于忘记，我见过的事物便于牢记，惟有我亲自动手或亲身经历过的事件才是我真正理解的东西。美国皮亚杰(Piaget)认知平衡理论(equilibration)：同化(assimilation):是指个体运用既有图式处理所面对的问题，即是将新

4、遇见的事物纳入既有图式之内。如果吸纳的结果，儿童发现既有图式仍然适合，此一新事物即同化在他既有的图式之内，成为他知识的一部分。顺应(accommodation):当个体发觉不能用既有的认知结构去适应环境时，只好改变自己原来的认知结构以适应环境，这叫顺应。这个过程是主体根据外界的信息情况，主动修正自身的认知结构而实现的。如何鼓励孩子通过理解来学习呢？美国儿童教育家ConnieWilliamsandConstanceKammii(1986)建议：创造学习环境来实现真正的有意义的教学鼓励孩子做出自己的决定通过与同伴交换看法，给孩子们

5、提供机会来完善他们的思考并加深他们的理解计划建构式的探究性科学课建构式的学习理论和探究研究提醒我们直接教学是徒劳无功的。给学生提供活动的机会和更多的自主性，让他们操作真实的物体，亲身经历探究的过程。学生概念转变的科学教学过程可分为三个阶段：探测认知结构，了解已有概念引发认知冲突，解构迷思概念解决认知冲突，建构科学概念课堂实例材料：不需要过程：将手掌摊开放在离嘴大约10-15厘米的地方，要求学生张大嘴，慢慢地对手掌哈气，然后问学生手上的感觉，学生会感到“暖烘烘”。将手掌摊开放在同样的位置，首先让学生闭紧嘴，但留一条小缝，然后要求

6、他们用力向手掌吹气，这次学生会感到“凉飕飕”的。问题：我们肺中呼出的气到底是“热”的还是“冷”的？为什么？“吹气”实验的解释我们人是恒温动物，人肺中的空气与人的体温基本相近，向手掌慢慢吹气而感到“暖烘烘”是很正常的。人体组成部分大部分是水，人体中水分不断通过皮肤及其他器官向空气蒸发。蒸发是一种液体向气体转换的过程，需要带走热量，平时这是一种连续的平衡过程，人并不感到这种过程的存在。嘴上留一条缝向手掌用力吹气产生的急气流加速了手掌上热量的流失，所以使人感到“凉飕飕”。5E-学习环教学模式是一种建构主义教学模式5E学习环教学模式

7、强调以学生为中心，学生通过探究，并以小组合作的形式对科学知识进行理解和建构。5E学习环教学模式导入探究解释延伸评估导入（Engage)以活动或问题引起学生参与学习，帮助学生联结所知的和能做的事。证明阅读自由写作分析图片问学生“KWL”让学生对某一现象各抒己见课堂录像—宇宙单元起始课这节课是整个单元的导入。为什么要做抓地球仪的活动？这个活动和宇宙单元有什么关系？科学学习十字研究法？你的问题是什么？关于这个问题你已经知道什么？关于这个问题你还有那些特别想知道的？关于这个问题你能设计什么方案来解决？探究（explore)给学生提供机

8、会去检验与新经验相冲突的前概念，并和老师及同伴的想法做比较提供一个体验平台给学生去探索他们身边的环境或操作材料形成假设或猜想设计探究步骤实施步骤来检验假设或猜想使用实验结果对假设或猜想进行解释建立模式探究活动探究活动1：两听可乐，是沉还是浮，比较它们有什么不同？你发现了什么？