科学教育

一、名词解释：（16分）

1、科学知识

2、发散型思维提问

3、科学推理

4、STS教育

参考答案：

一、名词解释：（16分）

1、答：科学知识是人类对自然界探索的成果的积累及人类在经验基础上对世界的认识的系统概括、抽象和总结。

2、答：这类问题鼓励多方位的有创意的回答，要求学生灵活地用已学到的知识对问题进行综合的、更高层次的分析和思考。

3、答：科学推理是对观察到的现象的解释。科学推理不是人脑凭空的任意想像，而是对客观现象的合乎逻辑推理的解释，同一现象可能有多种解释。

4、答：STS教育简单讲就是在中小学科学教育中专门探讨人类生存、社会发展与科学技术之间关系及互相影响的一种教育理论。

[论述题]

二、简答：（25分）

1、小学科学教育中情感态度与价值观的目标主要包括哪些方面？

2、真实性评估法的特点有哪些？

3、试述儿童思维发展的主要阶段及其特征。

4、课堂提问有哪几个种类？

5、设计概念图的注意点有那些方面？

参考答案：

二、简答：（25分）

1、答：小学科学教育中情感态度与价值观的目标主要包括对待科学学习，对待科学，对待科学、技术与社会的关系，对待自然四个方面。

2、答：真实性评估法的特点有以下几个方面：

・重于理解和应用 ・重于实际的成果 ・重于学习过程 ・重于个别评估 ・重于学生本身的参与 ・重于营造宽松的评估气氛

3、答：儿童思维发展的四个主要阶段：

阶段1：随意表征阶段。处于这一时期的儿童的思维是高度感性化的，他们对外界世界的认知主要是通过感官得到的感性知识。阶段2：相似性分类认知发展的第二个阶段大约从3岁开始。处于这一时期的儿童的行为通常发生在大脑对该行为的思考之后。阶段3：一致详尽的分类及多重分类。这一阶段的儿童(6―11岁)对物体分类的能力的主要特征是：开始能根据某一种共同的特征对所有的物体进行分类。阶段4：运用逻辑思维及推理的复杂分类模式。按照皮亚杰的定义，阶段4的青少年处于形式运算时期。

4、答：课堂提问的种类有以下几个方面：认知记忆提问、归结思维型提问、发散型思维提问和评估思维型提问。

5、答：设计“概念图”注意点：

其一，概念图要力求简洁，流畅，不要用太多的箭头；其二、最基本概念放在最顶部，如果概念图是横向的，就放在最左面，然后逐级展开；其三、概念图整个图面(各分支)尽量保持平衡。

[论述题]

三、论述题（9分）

1、举例说明“学习循环”教学模式“讲解”环节在教学中应如何进行？

参考答案：

三、论述题（9分）

答：“学习循环”，起源于美国20世纪60年代“科学课程改进研究工程”，现在美国小学科学教学中广泛应用。半个世纪多的实践和研究表明这种学生自主探究和教师讲授相结合的教学方法在小学科学教学中取得了很好的教学效果。这个模式起初包括三个环节――探究、讲解、应用。根据目前教育改革的新形势以及有关认知科学的新发展(如关于元认知及对学生的“误解”概念的研究等)，美国的科学教育工作者已将其扩展为5E―学习循环模式(准备、探究、讲解、应用和评估）。

（1）准备：

学习循环前的准备对整个学习循环的良性运作十分重要。这里至少有两点需要注意：第一，教师首先必须根据国家课程标准及所用教材选择好适合学生年龄、兴趣和能力的课题。由于教学时间有限，教师应从那些学生必须充分理解的、基本的而易引起“误解”的科学概念人手，而对一般知识性的课题，直接讲授法也许更经济有效。第二，做好诊断性评估(关于诊断性评估的详细介绍，参见本书第8章)。诊断性评估的主要目的就是在学习活动开展之前，检查

学生已有的相关知识。将要介绍的新知识建立在学生原有的知识结构上，使学习更有效。

下列几个问题可帮助教师在准备阶段扮演好自己的角色： 学生要学的科学概念是什么?正确的定义是什么? 学生可能存在的“误解”有哪些?可能的原因是什么? 为了使学生理解科学概念，消除“误解”，哪一个活动(哪一步)是关键?

学生应该注意观察哪些现象?应该如何操作和记录? 教师应该如何启发学生?用什么样的问题?(包括什么类型的问题?)

材料是否准备齐全?数量是否足够? 有没有潜在的安全问题?

如何组织好合作学习小组?如何协调学习小组内的集体讨论? （2）探究：

在这个阶段中是以学生为中心的探究活动。教师在学习活动开始前只是简单地提出问题，指明方向而不给具体详细的活动步骤。更不提供正确的答案。在活动中，教师也只是回答同学提出的问题，并做一些引导、暗示或提一些启发性的问题。学生必须按教师的教学要求，用提供的材料和同伴一起互相讨论去制定详细的活动步骤。他们的思维活动应是不受拘束的，开放发散型的。学生可能会获得

一些结果也可能“一无所获”，但这些都不是最主要的。重要的是学生探究过程的本身，也就是兴趣态度的培养和科学过程技能的磨炼。同时也有机会使学生已有的旧知识结构与新的科学概念发生碰撞，创造一种学习“准备状态”和学习的兴奋感。布鲁纳认为“进行大规模的课程改革，至少还有一个重要事情尚待解决。这就是，通晓某一学科领域里的基本观念，不但包括掌握一般原理，而且要包括培养从事学习研究的态度，推量和预测的态度以及独立解决难题的可能性。但看来，一个重要的因素是关于发现的兴奋感，这就是说发，现以前未曾认识的各种观念之间的关系和相似的规律性，以及伴随着的对自身能力的自信感。”在这个阶段；教师也可通过个些“差异性实验” 去激发学生对科学探究的兴奋感。所谓“差异性实验”就是一些有趣而且结果往往意想不到，与一般“常识”相违背的科学小实验。教师通过这种实验活动(通常是演示)在学生心理上造成一种不平衡的状态，从而激发起他们的求知欲。事实证明，这是调动学生学习兴趣的一个很有效的方法。下面举两个课堂实例，供读者体会学生心理活动。 （3）讲解；

这个阶段教师引导、组织学生讨论探究结果，讲解科学概念或理论，充当整个教学活动的主导。在学生探究活动的基础上，教师针对学生的问题和一些不完全的结果进行讲解、补充和纠正。这个

阶段的教学形式可以是传统的“讲授法”，也可通过演示、提问、讨论、图片、录像等手段来进行启发式教学，其最终目的是要帮助学生建立，较完整的、正确的科学概念。学生的思维活动以聚合型思维活动为主。在这个阶段结束时，学生在第一阶段中所产生的心理不平衡和求知欲应得到解决和相对满足。例如，在上述课堂实例3―21y“吹气”它验中，教师可以给同学解释三点：(1)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。(2)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。(3)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皮肤水分的蒸发过程，打破了原有的平衡，也加速了手掌上热量的流失，所以使人感到“冷飕飕”。

在这个阶段教师可以根据以下几个问题组织教学：

学生在第一阶段所发现的问题是什么?收集到哪些数据和信息? 如何帮助学生根据这些信息和数据得出结论？ 如何帮助学生按照科学的逻辑推理过程进行思维? 可能的误解在什么地方? 如何进行过程性评估?

值得注意的是，在这个阶段中虽然教师处于主导地位，似乎更像传统课堂上所扮演的角色，但这并不是等同于传统的“一讲到底”的教授模式。教师讲解时应联系学生日常生活中的实例，用演示、实验、讨论等手段，引导学生自己去得出结论。这也是促使儿童科学概念内化的过程。譬如在上述吹气实验中，教师可以涂少量酒精在学生手上，问大家感觉，并结合学生平时上医院打针前，护士用酒精在皮肤上消毒后的感觉，帮助学生自己理解蒸发快慢与温度变化之间的关系。下面是从美国哈佛大学兰本达等人所著的《小学科学教育的“探究―研讨”教学法》中摘录的一个实例。请读者注意教师是如何运用提问技巧不断地启发和引导学生自己去得出结论的。在以建构主义教学原理为指导的课堂教学中，儿童永远是学习的主人，他们对科学概念的掌握，主要是通过探究、交流、阅读和思考，而不是教师的直接“传授”。

（4）应用：

这是以学生为中心的知识应用和扩展阶段，也就是学生用前一阶段刚获得的科学概念在新的环境和新的问题中去实践、验证、应用和巩固。譬如在上述“吹气”的实例中，教师可以提一些问题，并让学生自己通过实验去探究、去解释。

“在夏天为什么扇扇子可以使人感到凉快?”“把温度计放在电扇前，温度计会有什么变化?”“空调和电扇使人感到凉快的原理是一样的吗?”

“相同量水放在不同形状的容器里，它们蒸发速度会是一样吗?”

同时，教师也可以寻找一个与这个科学概念有关的新课题，展开新的一轮“学习循环”教学。例如在“吹气”学习循环结束后我们可以开展对液体蒸发条件的讨论。中心问题是“除了我们知道急速的气流(风)会影响水分蒸发外，还有什么因素会影响水蒸发的速度?”

以下问题可以帮助教师组织“应用和扩展”阶段的教学活动： 如何组织和提供新的问题情境?

如何使学生看到科学概念和日常生活经验之间的关系? 如何使学生看到科学概念在社会实践中的应用和意义? 学生在掌握这个概念上还有一些什么地方需要弥补和加强? 下一个学习循环的课题是什么?两者的联结点在什么”地方? （5）评估：

评估是“学习循环”教学模式中的重要环节，包括教师的l评估(阶段性的和总结性的)以及学生的自我评估和反思（详见本书第8章）。前已述及现代认知科学中有关“新手”和“专家”的研究

结果表明专家与新手的一个重要区别在于前者具备较完备的元认知策略，即对自身的能力及学习对象具备较准确、深入的判断和了解。在科学教学中让学生有计划、有意识地进行自我评估和反思，将有助于元认知策略的发展与完备，使学生掌握终生学习的技能而逐渐向“专家”过渡。

[论述题]

四、案例分析（20分）

1、比较下列案例，分析概念图教学的长处。

课堂实例 概念教学的三种方法

第一种方法：单独教授法

教师A将这个单元之中的概念不作任何组织，单个教授，以下是这个单元之中出现的所有概念：物质，物理属性，颜色，硬度，味道，长度，量筒，厘米，毫米，千克，米尺，质量，体积，内涵属性，外延属性，天平，克，米，密度，毫升，升，米。 第二种方法：归类法

教师B将这些概念归类后进行教学。 物质，物理性质

内涵属性：颜色，硬度，味道，密度

外延属性：质量――克，千克，天平 体积――毫升，升，量筒

长度――厘米，毫米，公里，米，米尺 第三种方法：概念图教学法

教师C将所有的概念，制咸概念图进行教学(图4―4)。

注：内涵属性(intensiveproperty)：物体的物理性质和该性质的量无关；外延属性，(extensiveproperty')：是指物体的属性与该性质的、量有关。

参考答案：

四、案例分析（10分）

1、答：我们通过以上三种教学方法的比较可以清楚地看到概念图教学方法的长处，在第一种方法中，教师把这些概念看成是一个个独立存在的单元，学生既看不到这些概念互相的关联更不清楚某个概念在整个知识结构中的位臵。第二种方法，教师虽然比第一种方法有较大的改进，但和第三种教学方法相比至少有两点不足之处，第一，它仍然没有清楚地显示概念间的关系，第二，没有像概念图那样形象直观，尤其对小学生而言，这种教学的形象性和直觉性对他们对科学概念的理解是十分重要的。研究表明，概念图教学法对小学生科学概念的理解和巩固有很大的促进作用。

2、答：通过这个活动能培养儿童以下良好的观察习惯： （1）观察的客观性 （2）观察的选择性 （3）观察的全面性 （4）观察的特久性 （5）观察的敏锐性 （6）观察的艰苦性

（答题时最好能具体指出案例中那些环节能培养儿童相应的观察习惯）

第二次作业 [论述题]

一、名词解释：（16分）

1、科学知识体系

2、归结思维型提问

3、科学事实

4、动机功能

参考答案：

一、名词解释：（16分）

1、答：科学知识体系主要包括科学事实、科学概念、科学定律和科学理论

2、答：归结思维型提问：这类问题同第一类问题的不同之处在于学生们有更多的思维活动的参与，他们必须依据已学过的知识对问题进行分析和应用，这类问题不仅使教学活动向更深层次发展而且对学生解决问题的能力及下一章要谈到的科学过程技能的发展有很大益处。

3、答：科学事实是指人们运用感官或科学仪器获得的具体的、可被验证的科学信息。

4、答：动机功能：教师知道大部分同学可能并不知道这个问题的答案，提问的目的在于提高学生的兴趣。教师对同学回答这些问题的正确性期待不高。实际上有些问题可能也没有固定的答案。

[论述题]

二、简答：（25分）

1、简述为什么在教学中要特别强调学科结构?

2、课堂提问的功能有哪几个方面？

3、如何帮助小学生正确地掌握推断和预测技能？

4、教师在合作学习结束后应如何保证学习的顺利进行？

5、学生“误解”的基本特点有哪些？

参考答案：

二、简答：（35分）

1、答：布鲁纳指出了以下四方面理由：

其一学生懂得了学科结构，就容易理解掌握整个的学科学习内容。因为掌握了基本概念和原理，就可以理解许多特殊现象；其二、学生懂得了学科结构，就可以更好地记忆学科知识；其三、学生懂得了学科结构，能够促进技能和知识的迁移。因为掌握了基本概念和原理，就可以据之举一反三，触类旁通；其四、学习了学科结构能够缩小“高级”知识和“初级”知识之间的差距，因为学科的基本概念和基本原理虽有高下难易之分，但根本性质是一致的。

2、答：课堂提问的功能包括以下几个方面：评估功能、动机功能、教学辅助功能和启发思维功能。

3、答：在帮助小学生正确地掌握推断也预测技能时，除了以上讲的要注意区分观察与推断之间的区别外，还有以下几点值得注意：

（1）推断的依实性。虽然推断与预测是人们主观思维活动的结果，但这并不是说可以漫无边际地猜测与想像，推断的结果必须是以事实（观察结果）为依据的。正哪在法庭上，任何申诉如果没有事实为依据是站不住脚的，也是毫无意义的。

（2）推断的合理性。推断一般是以人们过去的生活经验和知识为出以点对观察结果的解释与理解。显然，如果过去经验和知识不足（儿童的致命弱点），或所依据的经验是错误的，必将导致不合理的推断。这就是要求小学生在作出推理时，小心谨慎，仔细检查作出推断依据（生活经验和知识）的正确性。不要轻易用“想当然”来代替积极思维。

（3）推断的逻辑性。推断应该是一个严密、细致的思维过程。这犹如解一题几何证明题。如果没有一步步有系统的逻辑推理是不可通能达到证明结果的。小学生在发展推断技能时，要注意学习一些基本的逻辑推理知识，使他们的推断结果更合理。

（4）推断是一种“学习”过程。由于推断不仅取决于观察结果而且也取决于学生过去的经验和知识。因此，从某种程度上说，推断就是一种“学习”结果。在课堂实验中，教师要用问题及讲解有意识地将“老”的经验与知识有机的与“新”的经验有机地联系起

来。使学生在积累新的经验与理解新的知识时更容易。举一个例子，学生在看到（观察）蔚蓝色的天空所常常会问“天为什么是蓝色的？”，教师就应该鼓励学生将他们已有的经验与课堂上学到的有关光的知识（蓝色光的频率、波长，光的折射，空气的成分……）有机联系起来，作出合理的和逻辑的解释（推断），使学生学到新的知识，在这个基础上教师还可以引导学生展开进一步的有关讨论，譬如，“太阳下山时的彩虹为什么那么绚丽多彩？”，“为什么下雨天时云的颜色是灰色的？”……使他们的知识层次有一个更大的飞跃，逐渐得出自己的推断结论。

4、答：活动结束后，帮助并督促学生做好清理工作，并按要求做好评估，评估时不仅要考查学生实验结果和思路，也要评价他们在创造力、情感态度上的表现。

5、答：学生“误解”的基本特点有五个方面：个性化、隐蔽性、矛盾性、顽固性和普遍性。

[论述题]

三、论述题（9分）

举例说明“学习循环”教学模式“准备”环节在教学中应如何操作

参考答案：

三、论述题（9分）

答：学习循环前的准备对整个学习循环的良性运作十分重要。这里至少有两点需要注意：第一，教师首先必须根据国家课程标准及所用教材选择好适合学生年龄、兴趣和能力的课题。由于教学时间有限，教师应从那些学生必须充分理解的、基本的而易引起“误解”的科学概念人手，而对一般知识性的课题，直接讲授法也许更经济有效。第二，做好诊断性评估(关于诊断性评估的详细介绍，参见本书第8章)。诊断性评估的主要目的就是在学习活动开展之前，检查学生已有的相关知识。将要介绍的新知识建立在学生原有的知识结构上，使学习更有效。

下列几个问题可帮助教师在准备阶段扮演好自己的角色： 学生要学的科学概念是什么?正确的定义是什么? 学生可能存在的“误解”有哪些?可能的原因是什么? 为了使学生理解科学概念，消除“误解”，哪一个活动(哪一步)是关键?

学生应该注意观察哪些现象?应该如何操作和记录? 教师应该如何启发学生?用什么样的问题?(包括什么类型的问题?)

材料是否准备齐全?数量是否足够? 有没有潜在的安全问题?

如何组织好合作学习小组?如何协调学习小组内的集体讨论?

[论述题]

四、案例分析（20分）

1、分析以下案例，说明可以培养儿童哪些良好的观察能力。 实验名称：“钟的读秒” 实验准备材料：一个挂钟

实验操作过程：教师双手把挂钟放在胸前面对学生，钟的背面朝学生。要求学生在教师把钟面反过来的瞬间开始全神贯注地观察秒针的读数，当教师将挂钟重新反转过来时（一般15―20秒），要求学生讲出秒针的读数，学生会对正确的读数争论不休。但当教师问学生挂钟的时间时（几时几分），基本上没有人能正确地报出。这个实验很清楚地表明了，尽管学生花15―20秒“全神贯注”观察钟，如果不注意，很多细节会遗漏。

参考答案：

四、案例分析（20分）

答：通过这个活动能培养儿童以下良好的观察习惯： （1）观察的客观性 （2）观察的选择性 （3）观察的全面性 （4）观察的特久性 （5）观察的敏锐性 （6）观察的艰苦性

（答题时最好能具体指出案例中那些环节能培养哪些良好的观察能力。）

第三次作业 [论述题]

一、名词解释：（16分）

1、科学概念

2、评估思维型提问

3、评估功能

4、顺序排列法

参考答案：

一、名词解释：（16分）

1、答：评估思维型提问这类问题使学生处于一个选择、评判、估价、批评、辩护及调整的位臵，也就是能站在更高的位臵来衡量整个学习活动。很显然，这类问题对学生思维活动的创造性、独立性、批判性及综合性要求更高了。

2、答：科学概念是对科学事实的归类、概括、抽象和总结。动物、植物种类的划分与名称的确定都是科学概念的例子。

3、答：评估功能是课堂提问最基本的功能，主要是教师通过提问来了解学生对知识、技能的掌握情况，例如“光速和音速哪一个快”，“叶绿素在植物光合作用中的功能是什么”等。教师所期望的是学生正确的答案，而这些问题的答案也往往是单一的。

4、答：顺序排列法是把一些事物按照某一个属性，譬如按事物的大小、轻重、形状……依次排列的方法。

[论述题]

二、简答：（25分）

1、科学素养的涵义有哪些方面？

2、简述教师在合作学习小组的作用和职责。

3、教师应如何帮助小学生在学习中得出自己的推断结论？

4、简述概念图设计的步骤有哪些？

5、简述学生误解的矛盾性特点。

参考答案：

二、简答：（25分）

1、答：科学素养的涵义包括三个方面：一是理解基本科学概念，掌握知识体系和结构；二是理解科学探究过程，学会运用科学方法；第三是培养对科学的兴趣，树立科学态度和价值观。）

2、答：：教师在合作学习小组的作用和职责具体表现在以下几个方面：

(1)在活动前，把实验的要求、方向，包括一些安全措施明确地向学生交待清楚。实验要求不仅要口头上解释，还要写在实验报告上，对一些关键的及较为复杂的步骤要用演示方法。

(2)在活动中不断地巡视各小组的进展情况，教师可以提一些启发性问题，但对学生的讨论不要轻易干涉，即使学生犯一些错误只要他们大方向正确也不要急于纠正，但对一些涉及实验安全的问题要及时指出和解决。学生在合作学习小组中一般比较活跃，在讨论时声音就会更大，这是很正常的，但教师仍然要注意维护好课堂纪律，同时在巡视中积极鼓励学生间的交往、合作。教会学生如何在几种不同意见共存时虚心听取别人的意见。

(3)活动结束后，帮助并督促学生做好清理工作，并按要求做好评估，评估时不仅要考查学生实验结果和思路，也要评价他们在创造力、情感态度上的表现

3、答：在帮助小学生在学习中得出自己的推断结论时，除了以上讲的要注意区分观察与推断之间的区别外，还有以下几点值得注意：

（1）推断的依实性。虽然推断与预测是人们主观思维活动的结果，但这并不是说可以漫无边际地猜测与想像，推断的结果必须是以事实（观察结果）为依据的。正哪在法庭上，任何申诉如果没有事实为依据是站不住脚的，也是毫无意义的。

（2）推断的合理性。推断一般是以人们过去的生活经验和知识为出以点对观察结果的解释与理解。显然，如果过去经验和知识不足（儿童的致命弱点），或所依据的经验是错误的，必将导致不合理的推断。这就是要求小学生在作出推理时，小心谨慎，仔细检查作出推断依据（生活经验和知识）的正确性。不要轻易用“想当然”来代替积极思维。

（3）推断的逻辑性。推断应该是一个严密、细致的思维过程。这犹如解一题几何证明题。如果没有一步步有系统的逻辑推理是不可通能达到证明结果的。小学生在发展推断技能时，要注意学习一些基本的逻辑推理知识，使他们的推断结果更合理。

（4）推断是一种“学习”过程。由于推断不仅取决于观察结果而且也取决于学生过去的经验和知识。因此，从某种程度上说，推断就是一种“学习”结果。在课堂实验中，教师要用问题及讲解有意识地将“老”的经验与知识有机的与“新”的经验有机地联系起来。使学生在积累新的经验与理解新的知识时更容易。举一个例子，学生在看到（观察）蔚蓝色的天空所常常会问“天为什么是蓝色的？”，教师就应该鼓励学生将他们已有的经验与课堂上学到的有关光的知识（蓝色光的频率、波长，光的折射，空气的成分……）有机联系起来，作出合理的和逻辑的解释（推断），使学生学到新的知识，在这个基础上教师还可以引导学生展开进一步的有关讨论，譬如，“太阳下山时的彩虹为什么那么绚丽多彩？”，“为什么下雨天时云的颜色是灰色的？”……使他们的知识层次有一个更大的飞跃，逐渐得出自己的推断结论。

4、答：第一步：把某单元中所有的概念都罗列出来，不仅包括新的旧的，也可以包括那些虽然并不在该单元出现，但和这单元关系十分密切的概念。

第二步：在这些概念中先找出那些较基本的及带普遍意义的概念(preordain reconnect)，以这些概念出发，寻求各概念之间的联

系，然后按一定的逻辑将它们整理归类，并用箭头将所有概念联结起来。

第三步：在箭头上方用联结词表明两个概念之间的关系，例如：“具有”“含有”“帮助”“连接”……这些联结词通常是单个的词，当然也可用一些其他词类，但要简洁明了。

第四步：设计“概念图”注意点：

概念图要力求简洁，流畅，不要用太多的箭头。

最基本概念放在最顶部，如果概念图是横向的，就放在最左面，然后逐级展开。

概念图整个图面(各分支)尽量保持平衡。

5、学生误解的矛盾性特点：有些误解是学生自己在生活中无意形成的，它们不仅是幼稚的，零零碎碎的，而且常常互相矛盾。有时学生对同一个问题会给出两种不同的回答，但由于儿童心理发展的特点，他们往往意识不到自身概念的矛盾性，更不会像成人一样作自我检讨和纠正。美国的菲立普在二年级儿童中做过一个调查，发现95％的学生在书面测验中回答地球是球形的，但在一对一的私下谈话时，很多学生又认为地球是平的。甚至在一个初二的课堂上，当教师在讲地球自转公转及四季形成的原因时，有一个同学问“那我们究竟生活在地球里面还是外面?”尽管班上有几个人在笑，可大多数同学的目光都看着教师，等待答案。

[论述题]

三、论述题（9分）

1、试述小学科学教育中应如何防止科学“误解”的发生。

参考答案：

三、论述题（9分）

答：首先，要诊断学生的“误解”，对症下药。

我们在前面已谈到，由于“误解”是小学生在日常生活中有意或无意地形成的，有时很难觉察，加上这些误解又因人而异，五花八门，所以就更要求教师花大功夫去“挖掘”。教师在每个单元开始时，要认真做好“诊断性评估”，主动地去了解学生在这个单元中会存在哪些“误解”，这是防止和纠正误解的非常重要的一步(关于诊断性评估介绍详见本书第8章)。同时，由于前面谈到的“误解”的顽固性，教师对纠正学生的误解的艰苦性要有一定的思想准备，学生的误解不会因为教师对科学概念的正面介绍而自动被替换。如果教师没有针对性地对学生存在的误解进行分析、讲解，提出它们的不合理性，是收不到预期的教学效果的。这也更显出教学活动开始前认真诊断学生“误解”的重要性。

美国一位教育心理学家在小学生中做过一个对光合作用的理解的科学研究，他先给229名五年级儿童做了诊断性评估，发现几乎所有的孩子都相信水、泥土和肥料是植物长大必须的“营养”，而很少有学生知道植物是靠自身通过光合作用来制造“食物”的。由于在日常生活中我们经常给儿童讲给植物浇水施肥的重要性，学生的这个“误解”并不奇怪，但有趣的是当教师按教学计划用4―6周

的时间讲述了光合作用后，仅有22名学生。改变了他们原有的想法，而其余75％的学生仍然保持他们的旧观点，一直到研究者针对他们误解的不合理性进行有针对性的解释，并通过学生自己动手实验才有78％的学生搞清了这个概念，所以我们教师要认真听取并仔细分析学生们的想法，千万不要对孩子们的想法一笑了之。 其次，教师要认真备课。

教育心理学研究表明，误解产生的原因除了前面谈到的是由于小学生缺乏生活经验和推理能力，加上一些家长的误导，还有一个很重要的因素是来自于教师们自己课堂上的误教。如果我们对前几个因素没法控制，无能为力的话，那对教师课堂中的误教，就要引起充分的注意和警惕了。

教师在备课时，一定要有一种一丝不苟的认真态度，对自己不清楚的地方虚心请教，平时要不断积累知识，不断提高自身业务水平，正如我国有名的教育俗语所讲“要给学生一碗水，教师自己必须有一桶水”。

学生的误解也可能来源于课外读物，甚至一些教科书上的疏忽。有时虽然内容本来没有什么大错，但由于用词不当而引起学生的混淆。例如在美国一本小学科学教育的教科书中谈到“影子”时说“光是直线照射，它遇到树干后由于不能绕着树干去照亮后面的地方就停止了，这样就留下了影子”。但在后面解释光的概念时却说“当

照在物体上的光反射到我们的眼睛时，我们就看到了这个物体”，显然前面一种说法是不恰当也是和后一种科学概念相矛盾的，而且在无形中加强了儿童中对于光的一种很普遍的“误解”，也就是“我们能看到东西是因为光照到了这个物体，使这个物体发亮了”，这些都是值得教师注意的。即使对书上的解释也应抱着客观分析的态度。

第三，根据儿童年龄特征进行教学。

科学教师在防止误解的过程中，应当注意区分“误解”和“通俗科学概念”。“误解”正如我们再三强调的是阻碍学生掌握正确科学概念的大敌，但“通俗科学概念”并不等于“误解”。在某种程度上，尤其在小学科学教学中我们还提倡这种“通俗科学概念”的教学。什么是“通俗科学概念”呢?就是用儿童能理解的语言把一些科学概念简单化，虽然从严格的科学定义出发它们并不完整(但也没错)，学生可以在今后随着年龄的增加和知识的丰富去不断完善这些概念。

布鲁纳有一句至理名言：“任何学科内容如果以一种智；慧的形式，可以有效地教给任何年龄的儿童。”虽然他讲的这句话有点过于绝对，但研究表明，如果我们用儿童能理解的语言和方法让小学生去理解一些较高深的科学概念是可行的。试比较以下三个定义，虽然它们是在解释同一个科学概念“pH”，但显然水平是不相同的，

这三个定义一个引自小学课本，一个选自中学课本，一个选自大学课本，虽然引自小学课本的定义并不完整，但却是处于这个年龄阶段的学生所能理解的定义。试想我们用完整的科学定义去教小学生，有几个学生能理解呢?

pH：一种能区分酸度和碱度的指标，它告诉我们某一样物体酸度或碱度有多强(小学)

一种氢离子浓度的表示方法(中学)氢离子活度的负对数，即pH=―lga(大学)因此在小学科学教学中我们不仅要注意科学概念的正确性而且也要按照他们的年龄特征学会如何用儿童能理解的语言进行教学。这里还有一个很好的例子，一位教师在给小学低年级儿童介绍一只大船能载2000吨货时，并没有简单用“2000吨”这个词，因为小学一年级的学生根本不理解1吨有多重，他就说“这条船很大，可同时运2 000头大象”，这样学生马上就明白了。

第四，让学生自己纠正错误

正如前述，由于“误解”的顽固性，纠正“误解”，光靠正面讲解效果不大，我们一定要对症下药，让学生体会到他们的想法不合理。这里很重要的一点就是要注意这个心理过程的内化，也就是让他们自己完成纠正“误解”的过程。作为教师要用事实，尤其让他们亲手做实验，启发他们的独立思考并鼓励他们去挑战自己的观点。对于一些带普遍性的“误解”，还可以组织全班讨论，用辩论

的形式让学生自己教育自己。建构主义理念不仅鼓励学生在学习新知识时要做主人，在纠正“误解”时同样也需要重视学生的“内化”过程。

第五，发现学生智慧的闪光

误解是小学生掌握科学概念的障碍，但从辩证的角度上讲，在某一些情况下，虽然孩子的答案是错的，但他们的回答中孕育着智慧的闪光。教师在指出他们的答案不合理的同时，对他们一些合理的推理要加以鼓励。所以有些人说“有时候一个错误的回答比没有回答更好”。譬如一个三岁的孩子在参观博物馆时看到恐龙的骨骼，就问他妈妈“恐龙还在吗?”他妈妈说“恐龙都死光了，已经不存在了。”可这个小孩接着问“那这只恐龙为什么死在这里呢?”乍听起来这个问题很可笑，但这对一个三岁的儿童来说这个推理是十分合理的。又譬如说有一个一年级儿童对教师说他的铅笔刀“慢”了，显然他讲的“慢”是从“快”反推过去的。虽然我们只讲刀“快”、刀“钝”，而不讲刀“慢”，但对这叶年级的儿童来说，这的确是一个闪着智慧之光的“误解”。

[论述题]

四、案例分析（20分）

1、分析以下案例，说明可以培养儿童哪些良好的观察能力。 [课堂实例6-2]蜡烛的观察

材料：

蜡烛一支，6厘米×6厘米硬纸板，火柴，尺。 过程：

1．在点燃的蜡烛前，用下列表格，至少写出20个观察结果。 2．火柴点燃后，小心靠近蜡烛底部，让少量蜡熔化在小硬纸板上，烯后迅速将蜡烛固定在纸板上。

3．蜡烛点燃后，再写出20个观察结果。 观察结果

参考答案：

感知器官名称 定性或定量 四、案例分析（20分）

答：通过这个活动能培养儿童以下良好的观察习惯： （1）观察的客观性 （2）观察的选择性 （3）观察的全面性 （4）观察的特久性 （5）观察的敏锐性 （6）观察的艰苦性

（答题时最好能具体指出案例中那些环节能培养哪些良好的观察能力。）

第四次作业 [论述题]

一、名词解释：（16分）

1、科学

2、启发思维功能

3、教学辅助功能

4、多级二分法

参考答案：

一、名词解释：（16分）

1、答：科学是一个不断探究、生产知识的过程。科学知识的相对性，有两方面的含义：一方面，由于新的观察常常对主流理论提出挑战；知识的发展变化是必然的；同时，已有的观察数据，也可能会被新的理论更恰当更合理地解释。

2、答：启发思维功能的主要目的在于发展和引导学生的思维活动，这也是小学科学教育中提问的重点。

3、答：教学辅助功能：这些问题和动机功能问题一样，教师并不期待同学口头上回答出来，其主要目的在于辅助教学活动，例如帮助学生组织思维(“你能不能从……去考虑呢”)，组织教学活动(“多少人已经完成了这个实验”)，引起学生注意(“你们有没有注意到……的变化呢”)，强调重点(“同学们是否记得我们刚才谈到的，在使用酒精灯时要注意什么”)。

4、答：多级二分法是按一定标准每次把事物分成二类，直到不能分为止。

[论述题]

二、简答：（25分）

1、课堂提问有哪些技巧？

2、多级二分法要遵循哪些规则？

3、小学科学教育课堂上的学习中心一般有哪些特点?

4、试述儿童思维发展的主要阶段及其特征。

5、简述观察有什么重要作用。

参考答案：

二、简答：（25分）

1、答：课堂提问的技巧首先是课前充分准备；其次是提的问题要简洁；第三是提问要面向全体；第四是要留有足够的等待时间。 2、（1）每次按一定标准分成二类，这标准由学生自定。 （2）在选用标准时，最好用“是”或“不是”模式。

（3）每个事物占一个空格也只能占一个空格，直到不能分为止。 3、答：、其一，独立操作性 其二，明确的课题 其三，详细的说明 其四，充足的材料其五，严格的评估 其六，合适的场所 4、答：有四个主要阶段：

阶段1：随意表征阶段。处于这一时期的儿童的思维是高度感性化的，他们对外界世界的认知主要是通过感官得到的感性知识。阶段2：相似性分类阶段。认知发展的第二个阶段大约从3岁开始。处于这一时期的儿童的行为通常发生在大脑对该行为的思考之后。阶段3：一致详尽的分类及多重分类。这一阶段的儿童(6―11岁)对物体分类的能力的主要特征是：开始能根据某一种共同的特征对所有的物体进行分类。阶段4：运用逻辑思维及推理的复杂分类模式。按照皮亚杰的定义，阶段4的青少年处于形式运算时期。

5、答：观察是科学探究的开始，是外界信息输入的窗口。它的重要性是不言而喻的。我国伟大地质学家李四光说“观察是得到知识的一个首要步骤”。巴甫洛夫把“观察，观察，再观察”当作座右铭。通过观察，科学家获得大量感性材料，为下一步科学探究打下基础，进而掌握规律性的知识。我们应该从小发展小学生良好的观察习惯。

[论述题]

三、论述题（9分）

1、举例说明“学习循环”教学模式“探究”环节在教学中应如何操作？

参考答案：

三、论述题（9分）

答：“学习循环”，起源于美国20世纪60年代“科学课程改进研究工程”，现在美国小学科学教学中广泛应用。半个世纪多的实践和研究表明这种学生自主探究和教师讲授相结合的教学方法在小学科学教学中取得了很好的教学效果。这个模式起初包括三个环节――探究、讲解、应用。根据目前教育改革的新形势以及有关认知科学的新发展(如关于元认知及对学生的“误解”概念的研究等)，美国的科学教育工作者已将其扩展为5E―学习循环模式(准备、探究、讲解、应用和评估）。

探究阶段是以学生为中心的探究活动。教师在学习活动开始前只是简单地提出问题，指明方向而不给具体详细的活动步骤。更不

提供正确的答案。在活动中，教师也只是回答同学提出的问题，并做一些引导、暗示或提一些启发性的问题。学生必须按教师的教学要求，用提供的材料和同伴一起互相讨论去制定详细的活动步骤。他们的思维活动应是不受拘束的，开放发散型的。学生可能会获得一些结果也可能“一无所获”，但这些都不是最主要的。重要的是学生探究过程的本身，也就是兴趣态度的培养和科学过程技能的磨炼。同时也有机会使学生已有的旧知识结构与新的科学概念发生碰撞，创造一种学习“准备状态”和学习的兴奋感。布鲁纳认为“进行大规模的课程改革，至少还有一个重要事情尚待解决。这就是，通晓某一学科领域里的基本观念，不但包括掌握一般原理，而且要包括培养从事学习研究的态度，推量和预测的态度以及独立解决难题的可能性。但看来，一个重要的因素是关于发现的兴奋感，这就是说发，现以前未曾认识的各种观念之间的关系和相似的规律性，以及伴随着的对自身能力的自信感。”在这个阶段；教师也可通过个些“差异性实验” 去激发学生对科学探究的兴奋感。所谓“差异性实验”就是一些有趣而且结果往往意想不到，与一般“常识”相违背的科学小实验。教师通过这种实验活动(通常是演示)在学生心理上造成一种不平衡的状态，从而激发起他们的求知欲。事实证明，这是调动学生学习兴趣的一个很有效的方法。

[论述题]

四、案例分析（20分）

1、请指出下列观察记录中哪些确实是观察得到的结果，哪些是通过对观察到的现象的推断而得到的结果，哪些是预测得到的结果，并简单说明为什么。

（1）教师讲课的声音很轻。 （2）两个学生在交头接耳地讲话。 （3）学生在量他们的身高。 （4）学生制看到一条蛇很害怕。 （5）孩子们盼望着下课。

（6）明天就会放假了，学生没心思上课。 （7）学生们情绪很兴奋。 （8）今晚会有雨。

（9）教师对课堂纪律很不满意。 （10）全班有41个学生。

参考答案：

四、案例分析（20分） 答：分析：

（1）观察。你可以用耳听到教师讲课的声音。

（2）观察。你可以用耳听到，用眼看到学生在交头接耳地讲话。 （3）观察。你可以用眼看到学生在用尺量他们的身高。

（4）推断。一个人在掉泪我们不知道他是高兴还是悲哀，同样你可能看到学生张大眼睛，听到他们尖叫，但你认定学生看到一条蛇很害怕仅是借助于个人经验和知识的一种推断。

（5）推断。显然你不能用借助于感觉器官（视、听、嗅、味、触）来感知到孩子们盼望着下课，这仅是个人的一种推断。

（6）推断。你无法用眼准确判断学生是否集中注意力，只能根据他们的表情来加以推断。

（7）推断。学生情绪的兴奋从严格的意义上来说也是无法用感官来准确判断的。你只能看到他们的表情，听到他们欢快的声音，由此来推断他们是否兴奋。

（8）预测。这是一种对未来事物发展的推断。

（9）推断。教师是否对课堂纪律很不满意这种内心的感受，如果没有用言语明确表达出来则这种结论大多属于推论的，况且如果教师有明确表示，严格地说观察记录中应该加以说明，由此判断这个结论是推断得出的。

（10）观察。你可以用眼数出全班有41个学生。

第五次作业 [论述题]

一、名词解释：（16分）

1、科学知识体系

2、误解

3、认知记忆提问

4、小学科学课程

参考答案：

一、名词解释：（16分）

1、答：科学知识体系主要包括科学事实、科学概念、科学定律和科学理论

2、答：误解是科学教育中，尤其是小学科学教育中一个比较特殊和普遍的现象，它主要是指学生对一些科学概念的错误理解，或对科学现象的错误解释，而他们本人却认为他们的理解或解释是合理的。

3、答：这种提问主要用于帮助学生回忆已学过的内容，比如定义、公式、事实等一些基本知识，检验学生是否具备进入下一步探究活动中所需的基本知识。

4、答：小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程，“科学素养”主要包括必要的科学知识、科学的思维方式、对科学的理

解、科学的态度与价值观以及运用科学知识和方法解决问题的意识和能力。

[论述题]

二、简答：（25分）

1、加德纳提出的多元智能认为人的主要智力元素有哪几种？

2、作为科学教师，我们应当如何在教学活动中真正体现“男女生平等”的观念？

3、小学生如何才能保证推断的合理性？

4、教师在合作学习活动中主要应完成的工作有哪些？

5、简述设立动物和植物观察柜的注意事项。

参考答案：

二、简答：（25分）

1、答：美国著名的哈佛大学教育心理学家加德纳(cardner)认为人类智力是一个多种能力并列的结合，从而提出了著名的多元智力理论，即一个人可能人有八到九种主要智力元素：逻辑/数学、语言、

音乐、空间、运动、交际、内省、自然和生存，加德纳断言可能还存在有待进一步研究发展的新智力元素。

2、答：（1）高期望值（2）鼓励与反馈（3）做中学（4）选择教学材（5）运用角色典范（6）提供成功机会等。

3、答：推断的合理性。推断一般是以人们过去的生活经验和知识为出以点对观察结果的解释与理解。显然，如果过去经验和知识不足（儿童的致命弱点），或所依据的经验是错误的，必将导致不合理的推断。这就是要求小学生在作出推理时，小心谨慎，仔细检查作出推断依据（生活经验和知识）的正确性。不要轻易用“想当然”来代替积极思维。

4、答：在活动中不断地巡视各小组的进展情况，教师可以提一些启发性问题，但对学生的讨论不要轻易干涉，即使学生犯一些错误只要他们大方向正确也不要急于纠正，但对一些涉及实验安全的问题要及时指出和解决。学生在合作学习小组中一般比较活跃，在讨论时声音就会更大，这是很正常的，但教师仍然要注意维护好课堂纪律，同时在巡视中积极鼓励学生间的交往、合作。教会学生如何在几种不同意见共存时虚心听取别人的意见。

5、答：设立动物和植物观察柜的注意事项：其一，明确任务要求。其二，确立责任制。其三，增强保护动物的意识。其四，考察评比。

[论述题]

三、论述题（9分）

1、试述科学教育中教师应该如何进行课堂提问。

参考答案：

三、论述题（9分）

1、答：首先教师课前要作好充分准备

教师对课堂提问的重要性要有充分认识，不要认为课堂提问是一种人人都会，随心所欲的教学形式。没有事先设计好的课堂提问不仅收不到应有的教学效果，有时还会毁了一堂原本很好的教学课(见前面例子)。因此，教师在备课写教案时，要认真设计课堂提问，并按思维水平加以归类然后再按教学要求全面组织，正如前面谈到的，在学生没有掌握一定的知识和基础前，提一些开放型问题是收不到很好效果的。反之，在鼓励学生进行分析、探究时，提一些初级的闭合型的问题，也会导致“前功尽弃”。

其次，提的问题要简洁

在设计课堂提问时，要注意用词简洁明了，语义正确。对小学科学教育而言，尤其要注意照顾儿童的年龄特征，用小学生能理解的语言。对提问中的一些“关键词”的选择更要特别注意，提问的形式也要照顾他们的心理特征，一些教师在介绍一个科学概念之前很喜欢用“同学们你们知道什么是……吗?”提问来作为开场白，实际上学生还没有学这个概念，他们如何能回答呢?我们不妨用不同的问法。例如，我们在介绍“密度”这个概念时，我们不要直接问同学“同学们你们知道什么叫密度”，我们不如问“同学们，你们在平时生活中有没有注意到有一些东西虽然它们大小一样，可质量相差很大?”这样问就比较能引起同学们的共鸣，调动他们的学习积极性。

第三，提问要面向全体

这是一个教师很容易忽视的问题。我们要经常提醒自己，教师上课提问不管是闭合型的还是开放型的，目的不仅是寻求同学们的正确答案，更重要的要唤起全班每一个同学的参与与思考。所以即使一个同学答对了，并不等于全班同学都在听这个同学回答，更不等于全班同学都明白了问题的答案。有经验的教师往往会把这个同学的回答在全班重复一下，保证全班同学都理解了，对一些关键性的问题还可做一些重复性抽问，对一些平时成绩较差的同学更要注意他们的反应，如果发现他们仍然不清楚，可以在课内也可课外再进行辅导。教育心理学研究表明在科学教育课堂上，教师叫成绩好的同学起来回答问题次数比较多，叫男同学起来回答问题比女同学要多，而且教师即使叫成绩比较差的同学起来回答问题时，也往往缺乏耐心，常常会流露出不耐烦、不介意的表情。一旦学生回答有错，就马上打断他们的回答，叫他们坐下。相反，对那些成绩好的同学，即使他们回答问题时遇到困难，教师也往往会“热情”地去引导和启发。

另一项教育心理学研究表明，学生被叫起来回答的频率还取决于学生所座的位臵和教师所站的方位，这常常与每个教师本身的习惯有关。有一位有几十年教龄的教师最近谈起他在一个偶然机会经人指出才发现，他的目光和提问的对象总是偏向教室左面一边，他

深有感触地说：如果这人早几十年指出我这毛病该多好，几十年来我忽视了多少同学啊!虽说以上讲的这些心态，教师在很大程度上是无意识的，但这更要求我们教师引起注意，并认真克服自己一些不好的习惯。我们在前章强调指出我国小学科学教育的根本目标不是仅培养一小批尖子学生，而应该是立足于全体学生科学素养的培养和提高，这点是我们要时刻记住的。

第四，要留有足够的等待时间(waiting time)

提问的等待时间有两种，一种是教师在提问后等待学生回答的这段时间，另一种是学生回答问题后教师作出反应前这段时间。据美国教育心理学家罗(Rowe)的研究表明，教师在提问后等待学生作出回答这段时间平均不到1秒钟，学生回答问题后教师也通常只等1秒钟就对学生的回答作出反应，而且常常用一些十分简单的评语，如“很好”，“嗯”，“不错”来结束。研究表明，不管是哪一段时间，增加等待时间常常会收到意想不到的“事半功倍”的效果。罗发现，若把等待时间增加3倍(3-5秒钟)，学生回答内容会增加4-8倍，作出正确回答的学生人数也大为增加。同时，学生的自信心也会增加，学生今后回答问题就会更积极，课堂纪律也改善了。尤其是延长等待时间能吸引更多的成绩较差的学生参加。这样举手之劳的努力却能受到如此好的教学效果，我们何乐而不为呢?

同时，教师也要学会更耐心地听取学生的回答，这也就是上面谈到的第二种等待时间的问题。对一些站起来回答问题的学生，教师也要留给学生一定的时间去思考、组织、调整自己的想法。教育心理学表明，学生在回答问题这段时间往往是他们心理活动最活跃的时间，也是锻炼他们思维能力的大好时机，而我们一些教师却不愿意等上几秒钟就不耐烦地将他们思路打断而急于讲出正确答案或者转向另一个同学，这实在是很可惜的，更不用说对这些学生自信心和自尊心的损伤。我们再三强调，从建构主义理论来看，教师不是判定学生回答“对”与“错”的法官，而是应该更像一个学生学习的引导者，用各种方法耐心细致地去启发他们的积极思维活动。

[论述题]

四、案例分析（20分）

1、 [案例]一位小学数学教师教学“千克的初步认识”时，在用教具―天平来称粉笔时，忘了拆下天平物盘下的胶垫，出现了第一次称一支粉笔为100克，第二次称一支粉笔为10克。而该老师把两次测量10倍之差向学生解释是天平这种测量工具的误差。请你评价一下这位老师处理错误的方法。

问题：假如你是这位老师，你用什么方法来解决？

参考答案：

四、案例分析（20分）

答：老师在课堂上出现错误是不可避免的，而是如何对待和处理的问题。对待课堂上出现的错误，应该是善待错误而不是放纵错误，并通过教学机智把错误的事实转变为探究问题的情境，打破课前的预定目标，促使具有鲜活的个性的探究发现在课堂中创造生成。如前面例举的那位老师，当发现这个“天平”称一支粉笔会相差10倍的错误问题时，假若以此来创设问题情境，把“怪球”踢给学生，则能迅速激起学生探究的欲望，让他们亲身经历寻找问题和解决问题的过程，学生就不仅会发现问题的拆下天平的胶垫，还能通过亲自观察、积极思考、动手操作等感知和体验，从而获得认识天平、使用天平的经验。