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江苏省中小学实验教学研究课题

中期报告

课题类别提高学生探究能力的策略研究

课题立项时间2016.4

课题名称运用数字化仪器提高学生探究能力的策略研究

课题负责人蒋仲良

负责人所在单位常州市武进区洛阳中心小学

运用数字化仪器提高学生探究能力的策略研究

课题中期报告

一、研究背景

我国的基础教育课程改革的启动以2001年颁布《基础教育课程改革纲要(试行)》为标志,到2005年秋季,已进入全面的推广应用阶段,全国中小学阶段各起始年级的学生基本都进入了新课程.本次小学课改的一个明显特点是首次明确强调培养学生科学素养,探究能力,问题解决能力的目标,并在在小学三——六年级设立科学课和综合实践活动课.其中小学科学课的改革与设立最为彻底,基本保持了与全球发达国家和地区小学科学教育的一致性.原来小学的自然实验室已经不能满足新的小学科学课程标准下的科学教学的需要.在英国,美国,日本,香港,台湾等国际和国内某些先进地区,数字化产品的运用已经十分广泛.并且数字化产品在科学课堂中的运用确实不同程度地提高了小学生的实验探究能力,但是我们国内的大部分地区却没有做到将数字化产品与科学教学有机结合.

二、研究目标

通过本课题的研究,力求通过数字化产品在小学科学教学中的组织和实施,在小学科学实验教学模式和教学策略等方面取得一定的理论成果,并力求在实践成效方面达到如下目标:

(1)学生层面,提高学生的实验探究能力,激发学生的实验探究兴趣,培养学生勇于创新,打破常规的精神和精确细致的思维习惯,培养学生的独创性,好奇心,促进学生全面和谐发展,并为学生的终身发展奠定坚实的基础.

(2)教师层面,提升教师的自我修养,促进教师实验知识的不断更新与发展,提高教师更为细致严谨的教学态度,提升教师的实验操作水平,实验教学水平和实验科研能力,为提升学生的探究能力奠定师资基础.

(3)学校层面,通过本课题的研究,构建我校传统教学仪器与数字化产品有机结合的小学科学实验教学课程文化,推动学校课程文化建设与发展,进一步做大做强学校科技特色项目.

三、研究意义

通过对本课题的研究,力图促进小学科学实验教学,甚至是整个小学科学实验教学的改革与创新.

教师和学生发展方面:通过对理论和实践两方面的研究,促进教师确立正确的课堂教学理念,改善课堂教学行为,进而提高教学革新能力和科研能力,从而进一步提高教师的教学效率和在数码实验仪器方面的操作能力.从而为做大做强学校的科技特色教育奠定更为扎实的基础.学生也会在教师的指导下参与数字化实验活动的设计与探究,培养学生的创新精神和动手能力,从而促进学生个性化的可持续发展.

理论和实践方面:通过在课堂教学中合理利用数字化产品,发挥数字化产品对课堂教学的促进功能,有必要进一步明确设计和组织数字化教学的条件研究,完善课堂教学中教师对数字化实验的组织策略研究,完善教师对学生开展数字化实验的指导策略研究,提升学生开展数字化实验探究能力的策略研究.更注重在课堂教学实践的基础上,对利用数字化教学活动辅助课堂教学"教"与"学"的评价策略研究和课堂教学实践效果的评价研究.以期获得比较领先的实验理论成果.立足课堂,着眼课外,将理论研究与教学实践相整合.通过对实验教学组织策略的研究,更好地发挥教师利用数字化实验在兴趣激发,氛围营造,课堂调控等方面的能力,通过教师对学生开展数字化实验的指导策略研究,指导教师保证和促进学生开展数字化实验的有效进行.

四、研究内容

1,通过文献研究,网络查找,专家讲座,参观学习等方法了解小学科学开展数字化实验已取得的成果,以及传统实验仪器在实验教学中的缺陷,并对其进行提炼升华,为本课题的研究提供参考价值,进一步明确本课题的研究方向.

2,学生探究能力的现状及对小学科学实验教学需求的研究.通过问卷调查,访谈,创新实验竞赛等多种形式,了解并分析当前小学生探究能力的特点和现状,知晓他们对小学科学实验的想法和要求,从而指导学校对科学数字化实验辅助课堂教学的应用与改革.

3,小学科学开展数字化实验活动的目标体系和内容标准的研究.依据课程标准,研究课本教材和分析学生的实际情况,对开展数字化科学实验可达到的目标和实施内容进行研究.通过在课堂教学中设计和组织数字化实验的实践研究,逐步建立符合课程标准,与知识目标相适应,与理论建构相融合的内容标准.

4,小学运用数字化产品提高学生探究能力策略的研究.通过一系列数字化课堂教学,形成运用数字化产品提高学生探究能力的策略与方案,研究取得的范例成果可以作为小学科学教学的重要资源或校本课程使用.

数字化产品包括数码显微镜,数码传感器,数据采集器,数据分析处理软件,数码相机,平板电脑等.以普通显微镜和数码显微镜为例,由于普通显微镜使用的特殊性和个体性,传统的镜下观察使学生很难得到教师的有效指导,随着数码显微镜和数码互动教室的引入和应用,使传统的由教师个别地手把手地教学生用显微镜进行微观形态观察的教学方法,变为师生互动的,图像共享的,高效率的教学体系.传统生物实验教学中存在的一些问题,主要有以下几点:

(1)师生,同学之间缺乏交流与互动,(2)现有的光学显微镜功能单一,教学内容局限性大,(3)实验现象,实验过程无法保存,(4)好的实验无法再现与共享,(5)一课时的时间有限,教师的指导都是个别的,也无法同时观察到全班同学的实验进展与现象.以上这些问题利用数码显微镜可以得好完美的解决.

数码传感器:包括氧气,二氧化碳,氧气,心电图,磁场,气压,电流,电压,pH值,心率,温度,湿度,力等几十种涵盖小学科学基本所有探究活动涉及的数据测量工具.

数据采集器:数据采集器是一种电子仪器,用于采集在一段特定时间内,来自传感器对温度,相对湿度,光强,电压,压力,力等所测得的变化情况的数据.大部份数据采集器均可与PC连接,通过软件启动传感器进行数据采集,并对所采集的数据进行阅读及分析.

数据分析处理软件:用来处理,分析数