级别 立项年度 编号 学校 作者市级 2010 年 Zb1001 石阜小学 方春谊小学科学实验材料改进和创新的实践与研究一、课题的现实背景及意义：实施科学新课程以来，我们看到我们的科学课堂上呈现这样的景象：学生通过操作实验器材，运用实验材料进行科学探究活动，经历科学探究过程，体验科学探究带来的乐趣。实验材料成了小学科学课中一个相当重要的组成部分，它是学生开展科学探究的基础，也是科学探究有效性的一个基本保证。但是，在实际的教学中，科学实验材料准备起来存在很大的问题，解决不好直接影响科学探究的有效性。问题一：旧材料满足不了新需要科学课的前身是常识课，原来的常识仪器室和实验室很自然就成了现在的科学仪器室和实验室。在仪器室中，以前配备的许多常识仪器，有酒精灯、铁架台、机械实验盒、静电实验盒、物体沉浮实验盒等等，很自然成了科学课的实验材料。但是作为科学老师都知道，虽然有的仪器在新课程教学中还是可以用的，比如酒精灯、铁架台之类的。但是还有一些利用起来的问题却很多，像物体沉浮实验盒，虽然科学五年级下册沉和浮单元也有探究有关物体沉浮方面的知识，但是新教材的内容和原来常识课有一定的区别，提出了新要求，如“物体的沉浮和它的轻重有关系吗？” 、 “物体的沉浮和它的大小有关系吗？” ，原来的实验材料显然满足不了新的探究活动。问题二：新材料无法配备齐全新课程实施后，上级要求学校为每册的科学教材配备一套新的实验材料 科学工具箱，在这个工具箱中，有一些相应的实验材料，比如塑料量杯、温度计、小车、地球仪等一些可以长期重复使用的材料和高锰酸钾等一些化学物品。除此以外，每学期每位学生还征订了一份科学配套学具，有绿豆种子、绿豆发芽实验盒、电池等等。这些材料为科学仪器室注入了新的活力，充实了科学实验材料的队伍。但是，尽管如此，在科学教学中，依然碰到了许多来自材料方面的问题，主要是那些不能长期保存的材料，像油菜花、发芽的蚕豆、做生态瓶需要的鱼、水草等，必须由教师或学生本人适时、及时准备，有关部门很难在学期初统一配备。还有部分材料代价很大，如果有关部分统一配备，必然会造成学生学费的加重，给一部分经济困难学生带来麻烦，这与义务教育阶段让人人都读得起书的政策又是相违背的，所以只好忍痛割爱，不把这些材料配备进去，那教学时势必又要由教师或学生本人准备，这又增加了实验材料准备的难度。问题三：教师、学生自己准备材料情况不乐观小学科学教师工作量大，专职教科学的，一般课都在 15 节 20 节左右，不仅要花时间备课、上课和批改外，还可能教着好几个年级的科学课程，在准备实验材料可想而知；常常上完一节实验课材料还没收拾好，下一节课铃声已经响了，学生已经来了，可材料还没准备好。所以有时就会出现教师只准备本人的实验材料，在课堂上作一下演示实验的现象。兼职老师更是不用说了，一般已经在教学语文或者数学等，这些课本身就需要花大量的时间。而且还有的科学老师还担任着班主任等职位，科学课的准备材料更是不言而遇了。而科学材料的准备又需要很多的时间和精力，兼职教师就很难再有功夫去完成了，常常会感到心有余而力不足。科学材料除了教师准备外，还有许多时候我们教师会让学生自己准备。但是实际情况与我们的想象有一定的距离，让学生准备材料的情况不太乐观。有的学生总是忘带材料了，有的学生准备的材料不符合实验要求了，总之，问题很多，情况不太乐观。由此，我们更深刻认识到：对于教学一线尤其是地处农村的小学科学教师而言，能有意识关注、积极地参与活动材料的改进工作，整理形成一套符合地域特点、适合教学实际的实验材料和一份实验准备指导方案，将会大大方便一线科学教师课前的工作量，同样会更精细地满足学生实验探究的需要。二、与课题相关研究概述：无锡市天一实验小学潘利峰服务探究，选择有价值的实验材料中指出：探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式，亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学探究活动依赖于科学研究的材料，材料引起学习，材料引起活动。教育学原理认为，从材料本身出发来组织教学，既符合儿童的认知特点，又符合世界物质性的基本观点。在探究学习中，教师能否为学生提供生活化、典型、合适、丰富、有结构的探究材料，是学生进行探究学习的基础和关键。学生只有对材料加以观察、操作和思考，才能形成合理的科学概念，产生正确的科学认知，领会科学的过程和方法，感悟科学精神，因此教师选择合适的实验材料，往往影响到课堂教学的效果，怎样选择合适的、具有探究生命活动周期的实验材料，对于教师组织的科学探究活动尤为重要。江苏省名教师、自然学科特级教师、苏州市叶圣陶实验小学校长张洪鸣作科学探究需要有结构的材料报告中指出“搞科学” “有结构的材料”“巧妇难为无米之炊”，课堂教学要让学生经历、体验，要活动。怎么才能活动呢？空口说白话，黑板上种田，不是胡扯嘛，要有点东西才行。这东西就是材料，材料是死的，怎样使死的材料活起来呢？这就必须加上老师的智慧，根据一堂课的教学目标，精心选择，精心设计，为学生的探究活动提供典型的教学材料，这样的有机组合，便称为“有结构的材料”。有关小学科学学习活动材料方面的诸多成功经验，有助于我们更深刻地去思索着推动本项课题的深入研究。三、研究课题的界定“实验材料”是指教师应用到课堂教学的经过精心设计的典型材料的组合，即有结构的材料。活动材料包括实验工具器材、观察或动手材料、图表型资料、地域性特色资源等。“实验材料的改进与实践”是应用到科学教学中，为获得实际教学中更大效益，按科学性、趣味性、易操作性的原则，而对教材建议材料的替代或改进的探索与研究。四、课题研究的目标1、开发出一套适合 3-6 年级小学科学课中适合地域特点和实际课堂教学需要的实验器材和实验材料。2、整合小学科学教师在材料改进工作上的智慧成果，整理、收集相关的活动材料改进方案。3、形成一套推动探索科学教学实验材料改进的措施与机制。五、课题研究的内容、原则与方法：（一）实验对象小学科学3-6 年级教材范围内所开展科学教学活动的教学实验材料。（二）实验原则1、实践性原则。实验要以学生的探究兴趣有没有得到激发，实践能力能不能更有效提高，是不是方便一线教师教学实际应用为准则开展。2、循序渐进原则。实验要以马克思主义的实践论为指导，针对实验研究工作中的实际情况和课题的实际进展为依据，循序渐进，不断修正，在方法策略上作出有效的回应。3、全体受益原则。实验的展开，既要让学生得到实惠，促使其更快更好的成长，又要让实验教师也成为教育科研的受益者，促使其业务水平的迅速提高。（三）研究方法：1、调查研究法：在于共同参与，即由研究者和行动过程的实践者结成一体，共同组成课题组，共同进行调查、分析，通过在实践活动的进程中发现问题、设计实验方案、实施实验方案、评价或有新的发现、再计划、再实施、再评价或发现的方式不断进行。2、文献法：通过查阅与本课题相关的文献网络资料，及时了解本课题的研究进程，全面正确的掌握本课题的相关信息，为本课题及时提供科学的论证依据、研究方法，提高科学研究的效益。3、经验总结法：本阶段性总结和实验完成的验证总结过程中，依据实践过程中所获取的事实资料，对实验变量进行比较分析，从而改进适用于我们当地地方特色的实验材料和实验方法。（四）研究的创新点：1、将实验的改进生活化、探究化和微型化三者相结合。 2、将教材实验创新与改进实践化、系统化整理与编排，形成学校完善的实验教学体系。六、课题研究的过程1、 （2010.1 2010.2）：准备工作小学科学实验材料的分类研究（1）制定详细的课题研究和实施计划。我们对课题进行了细致的前期准备工作。根据小学科学的教学特点按3 6年级将整个课题组下设四个研究小组，实行年级组长负责制，集体制定了详细的课题研究计划和实施方案，严格地按照课题的计划进行了课题的分工合作与研究，定期集中讨论研究进展及出现的问题，这些为我们有条不紊地研究奠定了很好的基础。（2）查阅文献资料，收集小学科学教材中实验材料创新与改进的仪器、方法与方案。通过上网及查找资料等方式收集本校教师自己在平时教学中改进的教学实验、本县及邻近县市实验材料的改进创新的实验方案，本市及全国典型的改进及创新实验，做成小学科学教学实验分册，整理并分类分章编排。将改进与整理过的材料编排成册，形成校本实验研究的初步框架2、 （2010.03 2011.01） 四个课题小组分组研究。课题小组与实际结合，认真并扎实而有效的进行研究。各小组课题研究结合教学实际开展实验教学研究活动，活动的形式有教学实验的改进创新比赛，上有关实验材料探究的研究课、示范课，撰写实验研究的教学案例与论文等。利用实验在教学中的重要作用，突出实验的开放性和有效性教学，既为学生参与实验的改进与创新提供了很好的机会与平台，同时为实验教学理论研究提供了丰富的素材。挖掘实验探究功能，将演示实验与学生探究实验相衔接。从不同角度发挥了学生的主动性和能动性，让学生在主动设计与探究中完成多种实验的改进与创新。这样既很好地完成了教学，又对实验进行了最好、最大范围的研究。在此期间各小组定期组织成员进行课题研究进展碰头讨论课题研究中的困难和问题，汇总课题研究的资料与材料。每个月全组在实验室进行课题分析会，交流课题的心得、统一课题的进度。四个小组各显其能，发挥组内特点，依托不同的教学实际，广泛地、具体地开展研究，均取得了意想不到的好效果，在组间交流与勾通中，课题组成员均感到受益非浅，收获颇多。小学科学实验的改进与创新的应用研究。 研究成果：小学科学实验教材实验创新与改进校本教材。第一小组：收集编排三年级实验研究方案47个。第二小组：收集编排四年级实验研究方案55个。第三小组：收集编排五年级实验研究方案48个。第四小组：收集编排六年级实验研究方案47个。3、 （2011.01 2011.03）：后期工作完成学生的小组活动实践成果展示。包括教具展示，实验创新，教学论文，各种教学实践课例等成果评价、汇总。进行课题总结，尝试寻找实验材料改进的扎实有效方法，进行自我回顾和反思，以期达到在以后的教学中能进一步对实验材料的改进和创新，扎实有效的进行新课程学生探究实验。（2）研究成果评价通过参加课题研究，教师在专业上，教学水平上，精神面貌上发生了很大的变化。课题研究本身需要课题组上网或查阅相关资料。查阅的过程使很多教师掌握了获取知识的渠道和方法。同时使他们理论的专业知识有了很大的进步与提高。同时了解了以前所不知的实验方法，开阔了教学思路。实验研究带来的教学效果使他们提高了对课题研究的兴趣。另外课题组的集中交流讨论也使他们在相互学习中交流了感情，增进了组内的团结。七、课题研究总结实验是科学课教学中一种重要的教学活动类型，它能很好地培养学生的观察、动手、思维、合作、创造等能力。在实验教学活动中，应以科学课程标准的目标为准则，运用一定的创新技术，创造性地选择和使用实验材料，让学生感受到实验材料在探究活动中的重大作用和意义，真正培养学生的动手能力、探究欲望和创造精神。实验材料的创新，一定要避免过去那种“一张实验桌，材料就几样”的实验模式，要求教师提供大量丰富的实验材料供学生选择；要根据实际情况创造性地寻找和使用材料；实验材料的摆放不要只局限于实验桌，要充分利用广阔的空间。科学教材中实验材料的提供大多是具有普遍性的，不一定能满足每一个实验的要求，或者在实验操作的过程中会有一些不方便之处。因此，很有必要创造性地选择和使用实验材料，更多地根据实验教学活动的需要和本地实际选择和使用材料：对同一个实验，材料的确定可以不同，不要求全体学生千篇一律地使用同一类型的材料进行实验，而应力争做到多种多样，各取所需；同样，同一种实验材料，在不同的实验中也能发挥不同的作用，解释不同的科学道理；材料的选择还要从教学成本考虑，尽量使用身边易得的材料，使用学生感兴趣的材料；实验材料的创新还包括对原有材料的改进、替代和更新。因此，课前准备好合适的、有结构的实验材料是学生爱上科学课、进行有效探究学习的基础和关键