教师招聘考试专业课教材《小学科学教材教法》

教师招聘考试专业课教材小学科学教材教法

目录

第一部分小学科学学科教学设计理论(3----- 22)

第二部分小学科学教材教法试题（22 ---- 40）

第一部分小学科学学科教学设计理论

一、科学课堂教学的流程及应注意的问题

（一）科学探究课的理解

1、科学探究课包括活动式、实验、小制作、观察、社会调查等十几种活动。

2、教学目标中所说的科学探究，就是科学家搞科学研究的一般模式，也要先有问题，再进行预测、制定研究方案，然后进行研究、分析，最后得出结论，并

进行公示（也就是教学时的汇报交流）。因此，小学科学教学也要引导学生像科

学家搞科学研究一样，遵循这样的研究过程。

（二）科学探究课的七个特征（或步骤）

1、提出问题。

2、猜想与假设，就是对结果的预测。

3、制定实验方案。

4、进行实验活动。

5、记录数据和现象，搜集整理材料。

6、分析记录内容，得出结论。

7、汇报交流。

（三）科学探究课七个特征教学时应注意的问题

1、七个特征不一定在每节课上都体现，要根据年级高低、知识内容不同，灵活安排各环节。

2、使用这七个特征时要遵循的原则是，不能让学生从一开始学习科学就掌握好这一目标，而要等学生小学毕业后才形成这样的研究路子，为初中时学习物理、

化学打好基础。如三年级可以不要求学生制定研究方案，口头能说出即可；到了四

五年级，在教师的引导下制定出教学方案；六年级的学生可自己独立设计实验方

案。

3、科学探究的教学模式与“生本教育”、“洋思中学的教学模式”宗旨是相通的，都是培养学生独立学习、自主探究的精神。

4、要求教师认真研究教材，准确把握每节课的教学目标。遵守三个必须：必须夯实双基，必须落实三位目标，必须完成教学任务，合理安排教学时间。

5、每节课前，教师都要通过看教材、研究教材和教师用书，把现成的目标

理解成自己的知识，想好让学生掌握什么，培养什么能力，做哪些训练等。

（四）科学课堂如何落实三维目标

宗旨是根据不通的课型，各有侧重。如：

1、方案的设计。小组活动之前，教师要给学生一个情境，让学生提出问题，再让学生猜想与假设。活动引入要简洁明了，不绕弯子，不摆花架子，很快引入新知识教学。活动的题目要向学生交代清楚，而且必须具体、难度小。如果问题难度较大，教师要进一步分解、提示，使难度降低，具体化也就是教师多提示。

（研究齿轮的作用）

2、小组合作时，分工要明确，并且定期更换，培养每个学生更方面的能力。

3、汇报交流环节。要体现的三维目标，如：基本知识的学习，培养学生总结

分析的能力，培养学生语言表达的能力就是落实知识与技能这一目标；学生说自己是怎么研究的，遇到问题时采取了哪些措施就是落实过程与方法这一目标；通过做比较、提建议、评价等落实情感态度与价值观的目标。小组汇报人汇报的内容包括：（1）小组的实验是怎么做的，必要时再演示一遍。

（2）小组发现的现象，得到的数据。要注意让学生以事实为依据，不可凭

空捏造。

（3）小组同学分析得到的结论，有哪些需要帮助的地方

二、小学科学教学设计的要求和基本原则

1、小学科学教学设计的要求

在新的课程改革中，小学科学教学设计的要求是：

（1）、充分体现新课程的基本理

念新课程的基本理念是：

①促进全体学生的最佳发展；

②着眼学生基本素养的全面提高；

③引导学生生动活泼地主动地学习。

科学课程还要体现科学课程标准提出的六大基本理念。（科学课程要面向全

体学生、学生是科学学习的主体、科学学习要以探究为核心、科学课程的内容要满

足社会和学生双方面的需要、科学课程应具有开放性。）

（2）、整体把握教学活动的结

构包括有：

①课程的目标结构决定教学的活动结构；

②整合教师、学生、教材与环境四个结构要素；

③实现学生学习方式、教材呈现方式、教学方式与师生互动方式的同步改革。

（3）、突出创新精神与实践能力的培

养具体是：

①培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的

能力和协作的能力；

②让学生感受和理解知识产生与发展的过程；

③创设学生自主参与、探究发现、合作交流的教学情境。

（4）、适应学生的学习心理和年龄特

征要注意：

①认真研究学生的阶段特征与学习准备；

②考虑学习活动中情意与认知因素的统一；

③注意学生课程学习心理变化与教学事件的配合。

（5）、辩证认识和处理课堂教学中的各种关

系特别要处理好：

① 教师与学生的关系。

教师应当成为学生学习的激励者、指导员和组织者；学生是学习的主人、课

堂的主体。

②教师与课程的关系。

教师不仅是课程的执行者，而且是课程的开发者、建设者。

③书本知识与教学内容的关系。

教学内容不仅是书本知识，还要与学生的生活实际和实践密切联系，要努力

开发各种课程资源。

2、依据科学课程标准，教学设计要体现的基本原则是：

（1）主体性原则

教学设计要充分发挥师生双方教学中的主动性和创造性，根据学生的认知规

律和能力特点，采取灵活的教学方法，达到设计的教学目标。

（2）实现多目标原则

科学课程的教学活动要求达到探究目标、情感态度与价值观目标、学科知识

目标，这些目标的达成不是在教学活动中单独进行的。好的教学活动，往往能达

到多个教学目标，因此教学活动设计要考虑如何在教学活动中突出一两个目标的前提下，实现多个目标。

（3）情感需求原则

教师在教学设计时要注意到学生的情感需要，要努力创立一个更有利于满足学生情感需求的环境。要重视情感、态度、价值观的正确导向。

（4）开放性原则

教学设计要注重培养学生的综合素质，要根据突出培养学生创新精神和实践能力的需要，为学生提供较开放的教学内容、教学材料、教学时间和空间、教学资源、教学方法。要实现这些开放性，教师必须有一个开放的思想。

3、小学科学课程不同课型教学设计的模式

我们进行的教学设计，既可以着眼整体的全程设计，也可以是切入其中的局部设计；既可以是综合设计，也可以是分类设计。

下面将从以下五个角度（前四点是《基础教育课程改革纲要（试行）》所要求的培养学生的四大能力，后一点是素质教育的根本立足点）分解，结合实际案例与评说，探讨怎样进行基于不同教学策略或模式的小学科学课程教学设计。

（一）以培养学生搜集和处理信息能力为目的的设计

1.基于丰富课程资源的教学设计

（１）特征

基于资源的学习需要充分利用多种资源（书籍、杂志、报纸、多媒体、网络、社区、人），在确定某一问题的学习后，教师应当鼓励、引导学生尽可能地通过各种途径和方法搜寻信息。

设计应遵循的要求是以学习目标为导向；以学生自主学习为主；以小组合作学习为基本形式。其具体特征表现为：

①学生积极主动地参与学习；

②学习计划建立在教学目标的基础上；

③根据相关的、有意义的学习情境，确定和执行相应的学习策略和技能；

④大量利用资源；

⑤学习场景丰富多样；

⑥教师利用多种不同的教学方法或教学技术；

⑦教师作为学习的促进者，不断地引导、监督和评价学生的学习进展；

⑧教师之间相互合作，开展跨年级、跨学科领域的基于资源的学习等等。

（２）操作框架

①教师帮助学生选择或确定一个恰当的问题（专题或主题）。选择的问题要有意义，最好选择对学习者有挑战性的问题、事件或情境，以激发学习者的求知欲和探索精神。同时把问题与学生已有的知识经验联系起来，通过利用获得的资源能够解决问题。

②确定信息搜集的具体目标。让学生明确学习结束后应达到怎样的目标，要接受怎样的评价，明确搜集信息所应经过的过程及所需要时间。

③确定信息搜集的策略。教师与学生一起讨论怎样进行搜集，怎样记录和保存所搜集的原始信息，怎样用所搜集的信息来解决问题。

④实施搜集过程。在确保学生理解实施搜集的途径下开展搜集活动。搜集活动可以按全班、小组或个人的形式进行，在此基础上逐渐形成一个可能的答案或有意义的解释。

⑤搜集、评估、组织信息材料。学生应整理所搜集的与问题（主题或专题）相关的信息并确定这些信息的适用性，删除不恰当的信息。在对所有的信息进行评估后，对有用信息按一定的方法或形式加以组织。

⑥形成答案并能合理地解释。学生对所搜集和整理的信息进行分析、概括、总结，最终形成一个完整的答案，并能合理地解释，对所研究的问题作出清楚、圆满的论证。

⑦分析搜集处理信息的过程，评价结果。师生一起讨论、交流、反思整个学习过程，分析在学习过程中运用和发展了哪些能力。对学生的学习过程和学习结果作出恰当的评价，使学生增强自信心，明确努力方向和学习中应注意的问题。

［案例］蚯蚓

Ｆ女士的几位三年级的学生在对学校附近的一块空地作实地考察的时候，对蚯蚓发生了兴趣。于是她打电话给当地的自然史博物馆，与工作人员进行了交谈，看看自己掌握的放养蚯蚓的知识够不够，看看自己关于蚯蚓的知识是否足够用以指导学生的探究活动。Ｆ女士从工作人员那里获知，在教室里长时间地放养蚯蚓还是比较容易的，他们告诉她，若是从生物供应公司那儿订购蚯蚓，公司会连同蚯蚓一起送一些蚯蚓卵鞘和幼蚓，所以，孩子们不仅有机会观察成蚓，也能有机会观察蚯蚓卵鞘幼蚓，以及蚯蚓这种小动物的一些生活习惯。

在为蚯蚓准备它们的生活环境之前，学生在户外进行了实地考察，仔细地研究了他们发现蚯蚓的那些地方的环境。在这次实地考察之后进行了一次讨论，讨论的是在教室里放养蚯蚓的重要问题：学生怎样才能为蚯蚓创造出一种与它们的天然环境极为近似的生存场所来？从外面弄来的一条蚯蚓被放置在一个阳光直射不到的大放养箱里；学生在箱里放上了土、树叶和杂草，箱壁上牢牢搭盖着黑纸。一周之后，在生物供应公司订购的蚯蚓送到了，它们就被放养到这样的生活环境中。

Ｆ女士已经思考过她想让学生学到些什么，以及她需要给学生哪些帮助和指导。她想让学生了解蚯蚓的一些基本需要，以及应该如何饲养它们。重要的是不仅要增强学生观察事物和记录观察结果的能力，更要培养他们对生物应有的一种责任感。她还觉得，这些三年级的学生是有能力设计出一些简单的实验，来帮助他们了解蚯蚓的一些生活习性的。

在头两周中，学生开始仔细观察这些蚯蚓，记录它们的生活习性。他们把蚯

蚓长的样子，蚯蚓的爬行方式，以及他们认为蚯蚓正在干什么，都一一做了记录。学生描述蚯蚓的颜色和形体，给蚯蚓称重量，给记录课堂观察数据的大图表填写数据，这些活动都引起学生对蚯蚓的变化过程展开了讨论。他们观察并描述了蚯蚓在土的表面和里面是怎样活动的。对有关蚯蚓的一些问题和想法不断地提了出来。Ｆ女士把这些想法都记录在一张图表上，但她还是要学生把注意力集中在对蚯蚓的描述上。然后，Ｆ女士把注意力转到学生可能发现的其他问题，以及他们可能会怎样着手去做。记在她的那张图表的许多问题包括：蚯蚓是如何有了幼蚓的？蚯蚓真的喜欢黑暗吗？它们是怎么从松土里钻过的？……

Ｆ女士让学生对这些问题都一一进行了讨论，然后让他们分成小组，提出他们想要加以探究的问题或题目。当全班同学重新集中在一起时，每个小组都把他们打算进行探究的题目以及他们探究这个题目时可能采取的途径向大家报告一遍。各小组在报告自己打算探究的问题时全班同学都积极地参与讨论。Ｆ女士跟学生说，他们应该好好想一想他们的探究会以怎样的方式来进行，等下次上课的时候他们要向全班同学报告自己的想法。

一周之后，所要进行的探究都得以顺利地进行。第四个小组在试图确定蚯蚓喜欢吃什么东西。这组同学为了查阅有关材料到校图书馆去过两次，现在正准备对蚯蚓试用一些食物。最后两个小组的同学们动手组装一种四壁透明的老式养蚓箱，用以盛放蚯蚓，因为他们很有兴趣观察蚯蚓在土里面到底是在干什么，它们在不同的土壤中都会有什么样的不同行为。

Ｆ女士的学生在对蚯蚓的探究中了解了一般动物的基本需要，一种动物（即蚯蚓）的某些构造和功能，动物行为的某些特点，以及动物生活周期。他们提出了一些问题，又对问题作出了相应的回答，相互间还交流了各自的心得与体会。他们在户外作了实地观察，也使用了科学教学设备完善的图书馆和教室。

点评：Ｆ女士在她可以选用的众多生物中，选择了学生都很熟悉的一种，就是他们已在校园见到过的蚯蚓。她利用社区内的资源——本地一个博物馆，先充实了自己的知识，进行了单元教学的准备工作，她还利用了本校资源——图书馆，从中找到了所需的科学资料，影视、报刊等媒体材料。学生在探究过程中也广泛地使用了各种课程资源。她用探究的方式来上这个单元的课。通过对蚯蚓的护理，她使学生懂得了蚯蚓的生活习惯和所具有的科学价值。学生写下了对蚯蚓的观察笔记，得出了观察结论。他们得到科学研究中交流技能的培养和语言艺术中表达技巧的锤炼，两方面都得到了相互促进。

2.基于有意义接受学习的教学设计

（１）有意义接受学习的含义

“有意义接受学习”是美国教学心理学家奥苏贝尔（Ｄ.P.Ausubel）提出的一个概念。奥苏贝尔认为，每一个学习者都必须既依据对周围世界的观察与发现，又依据“接受学习”来得到知识信息。他根据课堂学习中知识的来源和学习过程的性质，将学习划分为“接受学习”和“发现学习”、“机械学习”和“意义学习”。

奥苏贝尔主张有意义的“接受学习”，他认为，教学目标应是培养学习者良好的认知结构，“新知识的获得是一个主动的接受过程，是新旧知识的同化过程，是新知识的潜在意义得以实现的过程”。

（２）有意义接受学习的条件

奥苏贝尔强调，认为“接受学习”必然是机械的、被动的，“发现学习”必然是有意义的观点毫无根据。在他看来，无论是“接受学习”还是“发现学习”，

都有可能是机械的，也都可能是有意义的，关键是看能否满足“意义学习”的条件。这些条件是：

①学习材料必须具有逻辑意义，材料间有可能建立起非人为的、实质性的联系。

②学习者必须有进行有意义学习的心向。

③学习者的认知结构中必须有适当的基础知识与新知识产生联系。因此，找准新旧知识的衔接点，唤起学生的经验积累来同化新知识，是教学设计与实施成败的关键。

[案例] 认识岩石

以下为教学生观察、辨认岩石的方法的教学片段：

A.谈话

你打算从哪些方面观察这些岩石？（让学生充分发言，引导他们从岩石颜色、结构、软硬以及遇酸后的反应等方面观察岩石的特征）以上特征分别用什么方法观察？（随着学生的发言，在表格各项的上方分别写出相应的观察、实验方法：看——颜色、结构，刻——软硬，滴——遇酸后的反应情况）Ｂ．学习观察岩石的颜色和结构的方法

①讲解：岩石外表的颜色不同，有单色的，也有几种颜色混合在一起的，还有带花纹的，我们要仔细看看每块岩石是什么颜色。我们还要看看岩石的结构。岩石的结构是指岩石是一层层的还是一粒粒的，是粗粒的还是细粒的，是由同种颗粒构成的还是由几种不同的颗粒构成的。

②提问：用什么仪器观察岩石的结构，才能看得更清楚些？（用放大镜）

Ｃ．学习用实验的方法观察岩石的硬度及遇酸后的反应

①提问：用什么方法比较岩石的软硬呢？

②讲解演示：今天我们要学习给岩石的软硬划分等级，一般可为三级。（出示操作提示）

③讲解演示：我们还可以用另一种实验方法认识岩石。这个实验要用到一种化学药品，叫盐酸。（出示操作提示）把盐酸滴在岩石的断面上，观察有什么反应。盐酸有腐蚀性，不要弄在手上或衣服上。滴盐酸时一定要用滴管，每块岩石上只滴２至３滴，实验完毕后要把岩石冲洗干净。

Ｄ. 启发学生思考观察岩石特征的其他方法

提问：除了以上的方法，还能够从哪些方面、用什么方法，观察、辨认岩石的特征？（若学生一时想不起，可提示：在玩石头时，我们用手摸石头表面是否光滑；在认识金属时，我们发现金属有光泽。这些对你认识岩石有无启发？）点评：关于学会鉴别岩石方法、知道五种常见岩石的特征，教师通过“你打算从哪些方面观察这些岩石？”、“以上各方面分别用什么方法观察？”的问题来引发学生积极思考，引导学生根据已有知识找出岩石的特征，采用恰当方法来认识这些特征。每当学生面临问题和困惑之时，正是急于想获取新知识和技能的最佳时机，此时教师的及时指导和学生的学习就构成了“有意义接受学习”，比如用滴酸的方法鉴别岩石，学生没有相应知识技能作基础，难于进行自主探索，教师就把方法直接告诉他们；在鉴别岩石硬度和滴酸实验中，教师不但做了示范演示，还采取了“操作提示”的方法作指导。正是教师在实验材料的选择、困难之时的点拨、关键之处的指导、研讨过程的导航等环节的作用，才使学生“有意义接受学习”得以顺利进行。

（二）以培养学生获取新知识能力为主要目的的设计

1.基于活动——操作的教学设计

（１）指导思想

学生的知识获得、能力形成和社会性发展，要依靠学生主体自主的有目的的活动去建构。科学课是由一个个观察、研究、认识周围事物和周围环境的探究活动组成的。学习科学，就是去参加、去经历一个个的观察、研究、认识活动。活动的核心或目标是：带给孩子的是经历，亲历是孩子们学习的动力。在教师指导下，经过活动——操作后学生可以把知识、技能进行内化。

（２）操作框架

①建立学习目标，激起学习需要。主要是以“问题情境”和“目标任务”来

唤起学生的内在积极性。

②参与实践活动，进行实际操作。

③分析活动结果，概括学习所得。

④反思活动过程，促进迁移运用。

［案例］测定物体的温度

老师通过设置情境，引导学生思考：怎样用温度计测水温呢？操作中应该注意哪些事项？通过讨论交流，学生能探究出正确的测量方法。再进行全班交流：学生可上讲台演示，如果有不对的地方，台下的学生可叫“暂停”，提出反对意见。

学生自己学会正确的操作方法后，就练习测水温活动比赛：老师要求学生兑一杯固定温度的水。教师出示一个“小脏娃”来激趣：要求给小脏娃兑一杯 42 摄氏度的洗澡水，看谁先兑好小脏娃的洗澡水。

这个活动的目的是让学生反复练习测定水温的技能。可能有些小组会兑水失败，教师要引导他们找原因。

学会了测量水温，老师进一步问：你们会测体温吗？该怎样测呢？学生经过观察课件，引导他们思考：测量体温跟测水温有没有不同的地方？为什么这样操作呢？组内交流、全班交流后，小组成员间相互合作，进行测量体温的活动。

点评：老师并没有让学生“依样画葫芦”，而是让学生在活动中反复练习，探究出测量温度的操作方法。

2.基于尝试——发现的教学设计

（１）指导思想

最有利于学生发展的学习，是提供各种机会、创造各种条件，让学生自己去尝试与探索，使之发现某种规律性的东西——概念、规则或原理，这样做不仅能使学生积极参与认知过程，促进知识的意义建构，而且对于培养学生的进取精神和探究意识，发展他们获取知识的能力，形成健全的人格，强化学习动机，都会产生极为深刻的影响。

（２）操作框架

①提出让学生感兴趣的问题。

②提出解决问题的各种可能假设和答案。

③建立假设。

④协助学生搜集和整理资料。

⑤引导学生分析、思考、证明结论，对假设和答案从理论与实践两方面加以检验、补充甚至修改，最终解决问题。

［案例］影子

上午课间操结束以后，教师留下了小学一年级的学生，让学生们随意以自己

喜欢的姿势站好。教师问学生看到了什么，孩子们回答他们看到了影子。教师问他

们影子是什么样的，学生们争先恐后地回答：长的、圆的、扁的、方的等等。教师

又问孩子们：谁能把自己的影子藏起来？学生们有的跑到树后，有的跑到脚下，有的跑到教学楼里。过了一会儿，教师又要求他们不让别人踩住自己的影子，同学们摆

出各种不同的姿势，跑的跑，躲的躲。然后，教师请同学们回到教室，打开投

影机，可是投影没有形成影子。

教师问学生这是为什么，一个学生走上台说：老师，我能让它变成有影子。他把一本书挡在投影机的前面，让书本形成的影子投在黑板上。接下来，教师给

每张桌子放一个手电筒、几个小钉子，然后推出一块活动的小黑板，让学生们自己

动手，进行投影，把自己看到的和想到的说出来，提出不同见解和不同疑问进行讨论。最后，让学生表演“皮影戏”。一堂课，短短几十分钟的活动，学生在亲身参

与过程中理解了光、物体与影子之间的关系。在教学过程中，学生们兴致勃勃，主动

参与，在玩的过程中寻找问题的答案。

点评：影子是孩子们常见的一种自然现象，关于影子的科学知识，老师并没有

直接告诉学生，而是让他们做“藏影子”、“踩影子”的游戏，有了一些体验后，再用实验来尝试着进行探究，鼓励学生提出疑问和不同见解，并让学生自己揭

示“皮影戏”的道理。自己发现的科学奥秘会让他们终生难忘。

3.基于探索——研究的教学设计

（１）指导思想

以培养学生创新精神和实践能力为出发点，以让学生获得亲身参与研究探索

的体验、获得新知识为目的，以学会分享与合作，培养科学态度、科学道德社会责

任心和使命感为目标，引导学生根据社会与自身发展的需要，充分发挥自身的主

体性和创造性，从现实生活中发现问题、提出问题，并采用类似科学研究的方法，

在开放的真实情境中，探求解决问题的各种途径与方法，取得具有一定原创性的发现。

（2）操作框架

探索——研究的教学模式具有很大的灵活性，由于研究的内容与方式不同、年级段和学生发展水平有差异，探索——研究教学模式有不同的操作程序，其一般步骤是：

①进入问题情境阶段。本阶段要求师生共同创设一定的问题情境，一般可以

开设讲座、组织参观访问等，目的在于做好背景知识的铺垫，调动学生原有的知识

和经验，然后经过讨论，提出核心问题，诱发学生探究的动机，在此基础上确定研

究范围或研究题目。

在此基础上，学生可以建立研究小组，共同讨论和确定具体的研究方案，包

括确定合适的研究方法、如何搜集可能获得的信息、准备调查研究所要求的技能、可

能采取的行动和可能得到的结果。

②实践体验阶段。在确定需要研究解决的问题以后，学生要进入具体解决问

题的过程，通过实践、体验，形成一定的观念、态度，掌握一定的方法。

③展示和交流阶段。在这一阶段，学生要将自己的收获进行归纳整理、总结

提炼，形成书面材料和口头报告材料。成果的展示方式要提倡多样化，除了按一定

要求撰写实验报告、调查报告以外，还可以采取开辩论会、研讨会、搞展览、出墙报、编刊物（包括电子刊物）等方式，同时还可要求学生以口头报告的方式向全

班汇报，或通过指导老师主持的答辩。

学生通过交流、研讨与同学们分享成果，这既是研究性学习不可缺少的环节，

也是学生参与学习评价的具体体现。在交流、研讨中，学生要学会欣赏和发现他人的优点，学会理解和宽容，学会客观地分析和辩证地思考，也要敢于和善于申辩。

［案例］研究滑梯上物体的下滑速度

Ａ.激发兴趣，提出问题

老师提问：玩过滑梯吗？谈谈你是怎么玩的？研究一下物体在滑梯上下滑的速度与什么有关？（让学生谈谈自己是怎么玩滑梯的，使学生轻松愉快地融入学习，学生可以从已有的知识经验出发，有助于发现问题，为形成假设打下基础。）

B.根据问题，进行多种“假设”

分组讨论，对“物体下滑的速度可能与哪些因素有关？”作充分假设，并将讨论的结果填在记录表中“我们的假设”这一栏。然后请部分同学汇报所在组作出的假设。

根据学生的汇报，老师有选择性地提问：你们是怎么想的或你们的根据是什么？

C.教给方法，为学生自行设计实验铺路提问：要研究你们的“假设”，用什

么实验方法？对比实验怎样做？与学生一起选择一个“假设”来演示如何实验，如何用简单的文字、图形填写实验记录表

D.开放性的实验活动，为学生的创新提供广阔的空间

在实验中，老师给大家提供的分组材料有：两张宝丽板坡面，五块积木，几颗围棋子，小块双面胶，记录表一张。

备用材料有：帮助卡片，玻璃球（重量和围棋子基本相等），弯曲的宝丽板坡面，短的宝丽板坡面，一小杯水，一小撮沙等。让学生在２０分钟时间里任意选择２个到３个他们小组感兴趣的假设来设计实验，根据实验选择所需要材料进行验证，然后将结果简单地记录在表中。在研究过程中，学生如果又产生新的假设还可以补充在记录表里。

记录表为学生自行探究提供了必要的帮助，是教师无言的“导”。考虑到学生的个体差异，教师准备了一些提示卡，以备活动进行不下去的组使用。在２０分钟的时间里，让能找到研究项目的组有活动内容，不能找到研究项目的组也有研究内容，这样所有的孩子都能在愉快的研究活动中度过２０分钟。

实验活动设计为开放式，老师特意让学生按自己所需来领取材料，是因为这种自助餐式的材料供应，使学生可以根据自己的需要自由选择、组合，对培养学生的创新精神十分有利。

Ｅ.交流评价，相互学习

请各个研究小组相互交流，听听别人有什么想法，看看他们做了哪些验证假设的实验，得到了什么结论。

请学生谈谈自己在研究、探索中有哪些方面做得好，有没有需要改进的地方。想别人哪些地方值得学习，哪些地方你还有更好的建议，真诚地提出自己的看法。这样做有两

个好处：一是培养学生用科学方法和恰当的方式表达探究结果；二是学生之间的相互学习，可以提高学习的自主性和趣味性，既展示了自己的研究成果，又可以从别人的研究中受到启示，参与评议可以拓展学生的思维，亦可以培养他们学习交流的能力。

点评：这种教法力求更新教学观念，重视学习方法传授，将学习的主动权交予学生，使学生自主探索研究的能力得到较大的提高。

（三）以培养学生分析和解决问题为目的的设计

1.基于真实任务情境的教学设计

（１）特征

学习应着眼于解决生活中的实际问题，应在具体情境中进行，学习效果应在情景中评估，重视创设一种接近生活原型的教学情境，让学生产生问题、领受“真实的任务”、形成迫切解决问题的需要，并展开一系列的探究活动，在完成任务的过程中获得认知、提高能力、发展个性，这是基于真实任务情境的教学设计的重要特征。

其主要特征是：①帮助学生在真实的情境中通过解决问题学习科学。②关注学生提出问题的数量和质量。③在一段相对宽松的时间内给学生提供了合作的机会。④提供了学生独立探究科学的机会，提高学生的探究能力。提供了教师与学生共享的教学情境。

（2）操作框架

教师要善于在教学中确定一些真实任务和日常实践，这些接近生活的复杂任务整合了许多知识和技能，有助于学生用真实方式运用所学知识，明确所学知识是有意义的。

①提供一个与学习主题密切相关的真实事件或问题，作为学生学习的中心内容。

②教师提供解决问题的有关线索，而不是直接告诉学生应当如何解决问题。

③引导学生自主学习。比如，确定完成任务所需要的知识点清单，找到获得

有关信息和资料的渠道，学会利用与评价有关信息和资料。

④协作学习。通过讨论、交流、学生各自表露自己的想法，使不同观点得以交锋，从而补充、修正、加深自己对问题的理解。

⑤反思讨论。对自己的思维过程与同学的思维过程进行评价并加以比较，分析彼此的长短处，总结该方法与以前所学的有何不同，预测以前在什么样的情况下还能用到。

［案例］围绕三棵树的探究

秋日，在一次课间休息之后，几个五年级学生兴奋地回到教室。他们将科学老师拉到窗前，向外指点着说：“我们发现操场上那几棵树有问题，它们怎么啦？”“什么意思？”老师问道。

学生们指着并排长着的三棵树，一棵树的叶子全掉光了；中间那棵树叶子颜色各异，但主要是黄色；第三棵树树叶茂密苍翠。学生们问道：“为什么这三棵树会有这么大的不同呢？它们过去看上去不都是一样的吗？”对此，老师也无法回答。

——表现出好奇，凭现在知识提出问题

老师知道，按照课程计划，她的班级要到本学年晚些时候才学习植物，不过她认为这恰恰是调查植物生长情况的好机会……（略）老师将一张大牛皮纸挂在学生们都能看到的位置上，然后说：“让我们一起列张单子吧！为什么这三棵树会产生差异？我们把所有可能的解释都写在上面。”同学们纷纷举起手臂，提出自己的解释：与光照有关；一定是水太多的缘故；一定是水不够的缘故……

——提出初步的解释或假说

当学生们认为所提出的观点已足够多时，老师便鼓励他们进一步思考，在这些观点中，有哪些解释可以进行调查，哪些只是描述。然后，她请每一位同学挑出一个她或他自认为是正确的解释，并据此将学生分成小组制订计划并开展简单的调查活动，以弄清能否找到一些支持他们的解释的证据。……

——设计和实施简单的调查研究

在接下来的三周里，老师专门划拨出科学活动时间，留给学生开展调查研究。各小组充分利用各种资源，搜集有关树木特性、生长过程及其周围环境的信息。……

——通过观察搜集证据

“水”小组决定尽量每隔一小时察看一下地面。他们轮流值日，连续记录观察的结果，有些同学住得离学校比较近，于是负责课后与周末的观察。虽然没有做到每小时都观察记录一次，但他们记录的数据足以向全班同学报告：“没有叶子的那棵树几乎一直泡在水里，中间那棵有时泡在水里，那棵长满绿叶的树周围地面潮湿，但从来没有泡在水里。”

——依据证据进行解释

有一位同学回忆说，几个月前，他妈妈种的天竺葵中有一株的叶子变黄。妈妈告诉他，这是由于水太多的缘故。老师给了“水”组一本小册子，名为《栽培健康植物》，是从当地苗圃找来的。“水”组读了这本小册子后，明白了当植物的根部被水包围时，就无法从周围的空间里吸取空气，等于是被水淹着。基于从观察和小册子中所获取的信息，同学们推断：无叶的树被淹，中间那棵树部分被淹，而第三棵则没有受淹。

——考虑其他的解释

“水”组继续工作，调查水的来源。他们发现，学校管理员每周三次打开草坪洒水系统，由于开放时间过长，过量的水流过草坪，汇集到树旁。又由于地面有点坡度，大部分水流到了植树带的一端来。他们同其他小组一起，向全班同学汇报了调查结果。

随着各小组的汇报，同学们得知，有些观察结果和得到的信息不能解释三棵树有差异这一现象——例如调查这三棵树本身是否存在差异的小组所做的工作；有些只能部分支持观察现象——例如认为这些树可能遭受到虫害的小组的工作…

——交流解释

来年同月，同学们看到这三棵树都挂满了绿叶，班上的学生们现在更加坚信

他们得出的结论有效地解释了他们的观察。

——检查解释

点评：同学们从真实的生活中发现问题，教师适时地把它作为教学的内容，引导学生进行科学探究，并用研究的结论解决实际问题，这多么有意义呀！

2.基于角色模拟的教学设计

（１）特征

就书本知识学习而言，有时创造一种模拟生活原型的情境，让学生承担其中的一个“角色”，推动他们置身于其中去完成“假设的任务”，既可以唤起学生亲近生活的感受和介入生活的积极性，又能在张扬自我“天性”的活动中“内化”知识与技能，发展智慧和人格。

这一设计的特征表现为：

①创设与生活原型相似的接近的教学情境，作为推动学生进入情境的“教学条件”和学习背景；

②引导学生进入情境并担任某个角色，通过学生的角色认知、角色体验和角色扮演活动，促使学生进入角色；

③重视学生在特定情境的角色活动中内化角色规范、学得相关知识和技能，