结题报告：《在小学科学课教学中有效提高学生科学素养的研究》

结题报告：《在小学科学课教学中有效提高学生科学素养的研究》结题报告

【前言】《在小学科学课教学中有效提高学生科学素养的研究》是由长沙市麓山国际实验学校小学科学组承担的湖南省教育学会“十二五”教育科研课题。2011年申报，2012年1月经由湖南省教育学会课题研究专家组审批立项并开题。课题批准号 A-25 ，学科分类为基础教育，课题主持人是张好，麓山国际实验学校小学科学教研组长，湖南省特级教师。主要研究人员有钟裕容、余理、高逸湘、向雯、黄思思。

《在小学科学课教学中有效提高学生科学素养的研究》课题通过多个子课题探究在小学科学课教学中如何有效地提高学生的科学素养，教师和学生在各项教学竞赛中取得显著的成绩。教师整理出一些宝贵的经验，撰写的论文分别获奖或发表，并参与出版相关书籍，将课题成果向社会推广。同时，《小学科学学科素养评价表》《小学科学实验课课堂教学评价方案》《小学科学学科发展规划》等成果作为教学中的抓手，亦有力地推进了学生科学素养的提高。

一、 问题提出

科学素养是公民综合素质重要的组成部分，公众科学素养的水平高低直接关系到一个国家的综合国力，学生是国家潜在的人力资源，科学素养，应该从小培养。小学科学课程作为一门义务教育阶段的基础性课程，以培养学生的科学素养为宗旨。在广泛推行科学教育改革的今天，很多一线的科学老师都在有意识地培养学生的科学素养，都在教学中注重培养学生发现问题的能力和开展科技活动，但随意性比较强，容易出现有问题无价值、有活动无思考、有实验无探究的现象。教学效果低的原因在于没有将核心素养放到最重要的位置，没有确定的平台，缺少创新的举措，没有形成完整的操作体系。基于此，我们决定开展“在小学科学课教学中有效提高学生科学素养”的课题研究，该课题将理论与实践相结合，将为小学科学教学工作者提供一些可以借鉴的提高学生科学素养的具体方法和操作平台。

二、 课题界定

（一）小学科学课。

是指小学科学课程，包括课堂教学、课外科技实践活动等。

（二）科学素养。

《全民科学素质行动纲要》对科学素养做出如下定义：科学素养就是了解与社会发展与认知水平相适应的必要的科学知识，了解基本的科学方法，了解科学技术对社会和个人的影响，认识科学本质，崇尚科学精神，树立基本的科学思想，并具备一定的应用它们处理实际问题和参与公共事务的能力。

小学科学课程标准指出：科学素养一般包括对自然现象的好奇心和求知欲、运用基本的科学知识和技能认识自己和周围世界的能力、具备进行科学探究所必需的科学思维和方法、与自然界和谐相处的生活态度等。

基于以上理论，我们归纳出学生科学素养的四个基本要素，即：科学兴趣、科学知识、科学方法和科学精神。

（三）在小学科学课教学中有效提高学生科学素养。

科学素养是目前世界各国科学教育的最主要目标，《小学科学课程标准》也明确提出“小学科学课程是以培养学生科学素养为宗旨的基础课程”，新课程标准颁布至今，大量研究都从注重学生学习的探究性、主体性和开放性入手来提高学生的科学素养，较少有研究涉及如何有效提高学生科学素养的确定的平台和完善的操作体系。

本课题探究有效提高学生的科学素养的教学方法，从“创新教学策略”和“开发拓展课程”两个方面入手，其中“创新教学策略”分解为《创设问题库，有效提高学生的科学素养》《怎样使合作学习更有效》《植物知识的教学如何突破时空》三个子课题。“开发拓展课程”分解为《开设“道尔顿”学制式的拓展课程，提高学生科学素质》《开设“科学DV”校本课程，有效提高学生科学素质》两个子课题。同时，我们将完成《小学科学学科素养评价表》《小学科学实验课课堂教学评价方案》《小学科学学科发展规划》等操作体系的建设。

三、理论依据

（一）现代脑科学对人的潜能的研究是本课题的生理学依据。

加强科学教育、让学生亲历科学探究过程才能更好地实现右脑功能和左脑功能的高度协调，促进人的发展。近年来，人们对于大脑两半球功能优势的研究成果，尤其是对右脑功能的新认识，为我们进行科学教育、开发人的潜能提供了科学的生理学依据。

（二）道尔顿学制的基本理念是本课题的教育学依据。

道尔顿制为作教学的一种组织形式和方法，又称道尔顿实验室计划（Dalton laboratory plan），由美国H.H.帕克赫斯特女士于1920年在马萨诸塞州道尔顿中学所创行，因此得名。道尔顿制秉持“自由”与“合作”的基本理念，面向全体学生，通过在学校场域内构建专业化的资源性教室、多元化的课程，实施个别化的教学设计、发展性的学生评价、终身化的教师成长等，致力于学生的心智与体魄的全面、和谐、可持续的发展。本课题在实施过程中，汲取道尔顿学制的基本理念来开展科技活动，让学生拥有一定的自由意识，让他们在老师的指导之下相对自由地支配学习时间和适合他们个人的学习速度等。

四、研究目标

（一） 探究在小学科学课教学中有效地提高学生的科学素养的方法与途径。1. 整理出相关经验，撰写有价值的教学论文，甚至出版相关书籍；

2. 研究并制定小学生科学素养评价方案、小学科学课堂评价方案。

（二）通过课题研究，全方位提升学生的科学素养。

1.科学兴趣：拥有亲近科学、体验科学、热爱科学的情感；

2. 科学知识和方法：知道如何运用科学知识和方法去尝试解决身边的问题，会提出假设或猜想，会搜集有关的信息或证据，会进行判断、推理和决策，并且能与他人共同合作解决问题，或者设计新的作品。

3.科学精神：既勇于探究新知又能够实事求是，既能独立思考又乐于互助合作。

（三）通过课题研究，有效提高教师的教育教学水平。

1. 制定小学科学教研组发展规划，以促进骨干教师、青年教师的持续发展；

2. 课题组老师在课题实施过程中学习教育理论，参与课例研修，不断增强教育科研能力，争取在各级各类教学比赛中获得优异的成绩。

五、研究内容

通过5个子课题的研究，有效提高学生的科学素养。

六、研究方法

本课题研究采取以行动研究为主体的研究方法，辅以经验总结法、短周期教育实验和观察、文献等方法。

（一）行动研究法：制定个性研究方案，通过学生实践情况进行分析，再研究调整重新进行实践。

（二）经验总结法：教师根据研究内容，及时总结经验，撰写教研论文甚至出版发表作品。

（三）短周期教育实验法：我们将开展一系列周期较短的微型课题、子课题研究。

七、研究过程

（一）准备阶段（2010年1月至2010年12月）。

1.确定课题名称并制定课题方案。

2.落实课题研究人员，并进行合理分工。

3.向省教育学会申报立项并听取修改意见，不断完善课题方案。

（二）研究阶段 （2010年12月至2014年10月）。

1. 在实施教学和科技活动的同时，研究“问题库”平台的管理模式、科技活动的操作模式，探索学生科学素质的评价体系、课堂教学的评价体系、促进教师发展的有效途径等（在课题实施过程中逐渐使之形成成果），实现理论与实践相结合，着眼于更有效地提高学生的科学素养。

2. 课题主持人组织各项研究及交流活动。定期进行教师培训，研究成员进行课例研修，开展各项学生活动。在这一阶段，学生的科学素养提到显著的提升，他们在省市级各项竞赛中获得优异的成绩。同时，课题研究增强了科学教师基于新课标的教学意识，有效地促进了教师的专业成长。

3. 积极总结经验、撰写论文等。“在小学科学课教学中有效地提高学生的科学素养”相关论文或书籍、《小学生科学素养评价方案》、《小学科学课堂评价方案》、《小学科学教研组发展规划》等研究成果在这一阶段形成。

（三）总结阶段（2014年10月——2016年3月）。

1.整理研究过程中的各项原始资料。

2.撰写课题研究报告。

3.做好课题的结题工作。

4.继续进行相关实践与研究。

特别说明：

在课题研究的过程中，小学科学教研组增加了3名新教师：高逸湘、向雯、黄思思。这三位老师也成为了本课题研究组的成员。因此我们在原课题方案的基础上，增加了子课题研究的数量，一共开展了5个子课题的研究。

八、课题研究成果

（一）研究获得“在小学科学课教学中有效地提高学生的科学素养”的方法与途径。

1.出版及发表作品。

（1）5年来，课题组成员张好、余理、钟裕容参与出版《科学》《实验能力训练》《直击小学科学学科教学疑难》《两型社会知识读本》《我是小创客》《安全导航》等书籍，担任主编或参编工作。

（2）课题组开发了校本课程资源包《科技活动》《卫生安全，饮食健康》《两型社会知识读本》等。

（3）子课题同名论文《创设问题库，有效提高学生科学素养》在《小学科学》发表，课题研究相关论文《科学教学中的六个细节》）在《湖南教育》发表，《探究蚯蚓对亮度变化的反应》《聚能环电池的新发现》在《实验教学与仪器》发表。

2. 论文获奖。

子课题同名论文《怎样使小组合作更有效》获市级论文比赛一等奖。《种菜豆教学设计》获全国论文比赛一等奖，《让科学记录表更好地发挥作用》获省级论文比赛一等奖。另外有学生科技实践活动报告《人工条件下的蚯蚓越冬》《不一样的养蚕》《飞向太空》《我们来秋种》等分别获得长沙市创新大赛一、二、三等奖，并被录入《小学科学教师培训课程》《直击小学科学学科教学疑难》等书籍。

3.形成了评价体系。

《小学科学学科素养评价表》《小学科学实验课课堂教学评价方案》《小学科学学科发展规划》都是课题原计划的研究目标，已形成成熟方案。

4.开发了慕课资源。

课题组开发“小学科学教学重难点”课堂教学慕课资源包，张好、钟裕容、高逸湘、向雯老师录制科学课教学视频一共20个片段，由湖南省教师发展中心面向全省发行。

（二）学生的科学素养得到有效的提高。

1.我们运用《小学科学学科素养评价表》对三至六年级学生的科学兴趣、科学知识与方法、科学精神进行阶段测评，以百分制计算学生的科学素养，经过四年的实验，科学素养的平均分值由68分提高到83分，总分达到90分以上的同学由原来的百分之十六提高到百分之三十。

我们发现，一个优秀的学科素质评价方案，它能起到潜移默化的作用，告诉学生应该怎样去学习，更好地引领学生的自主发展。为了让评价方案更好地做到“润物细无声”，我们将它公布在科学教室，学期结束的时候让孩子们自己来计算总分，这样能让学生始终参与评价的过程，他知道自己哪些方面做得不错，哪些方面需要加强，就能更有针对性地制定自己的学习计划，完善自己的学习行为，使自己的科学素养得到不断的提高。

2.《创设问题库，有效提高学生的科学素养》《怎样使合作学习更有效》《植物知识的教学如何突破时空》三个子课题的开展，使课题研究与常规教学能有效结合，切实提高了学生的科学素养：（1）学生学生学科学的兴趣浓厚，每学期学校对学生的问卷调查显示，科学课是孩子们最喜欢的学科。（2）学生的问题意识和提问题的能力增强了，他们能自己主动发现有价值的问题、运用科学知识和方法解决问题。比如在课堂上制作“转动的牛顿盘”之后，很多同学边玩边提出了新的问题：“如果改变色盘上色彩的分配比例会怎样？”“如果是黑白图案会怎样？”“如果色盘是其它形状会怎样？”在老师的鼓励下，同学们自主设计了与教材中不一样的转盘，一位同学居然能把他的异形盘拉出奇怪的叫声。比如在演示实验“反冲小瓶”的时候，有的同学提出“能不能想办法让反冲小瓶转得更久更灵活？”于是他想办法利用四驱车的升级配件滚珠轴承来固定吊绳，做成一个“升级版的反冲小瓶”。（3）教师不把上下课铃声当做教学的起点和终点，经常根据学生的需求拓展后续活动；教师不让学习活动限制在教室这个狭小的空间，为孩子们开辟了更广阔的探究场所。植物知识单元教学中，我们在距科学教室很近的教学楼楼顶开辟“空中菜园”。通过春种、秋种各项实验探究，从解剖植物的种子开始，到播种、观察、记录，从跃跃欲试到获得成功、享受惊喜，孩子们表现出优良的科学态度和科学精神。

3. 通过《开设“道尔顿”学制式的拓展课程，提高学生科学素质》《开设“科学DV”校本课程，有效提高学生科学素质》两个子课题的实施，学生的课外科技活动丰富多彩，在各级各类科技比赛中屡获佳绩。统计数据如下：

（三）教师的教学水平和科研能力不断发展。

课题研究过程中我们制定了《小学科学学科发展规划》，其中包括了教研组（课题组）老师们的个人发展规划、麓山国际实验学校的“小学科学课专家型教师”培训课程。通过五年来的努力，培养了一批在省市知名的科学名师：课题主持人张好获得“湖南省特级教师”“省级名师工作坊坊主”“市级名师工作室名师”“国培计划专家”等荣誉称号；高逸湘老师成为长沙市小学科学名师工作室成员、长沙市科技创新名师工作室成员；黄思思老师成为长沙市小学科学名师工作室成员；余理老师的教学成果和竞赛课分别获得省级一等奖和国家级一等奖。课题组成员主编或参与编写出版《科学》《实验能力训练》《直击小学科学学科教学疑难》等6本书籍，开发了《科技活动》等3个校本课程资源包，开发了课堂教学慕课光盘等，4篇论文在教学杂志发表，23项论文或相关成果获得国家、省市奖励。

九、研究结论

通过五年的课题研究，我们认为：

1.本课题研究是我国目前教育发展和小学科学学科发展的需要。

“核心素养”是当前教育领域最受关注的热词之一。学生发展核心素养，是指学生应具备的、能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，综合表现为9大素养，具体为社会责任、国家认同、国际理解；人文底蕴、科学精神、审美情趣；身心健康、学会学习、实践创新。作为小学科学教师，我们在这里最关注的部分是：学生发展核心素养要兼具科学精神和实践创新。而小学科学课程标准也指出，小学科学是一门以培养学生科学素养为宗旨的基础课程，科学素养的核心要素是科学求真精神。在广泛推行教育改革的今天，我们设计确定的平台、采取创新的举措、形成完整的操作体系，可以使科学课教学的现状得到改善，使学生的科学素养得到有效的提升，研究意义重大。

2. 本课题研究获得的方法与途径具有一定的推广价值。

课题研究过程中，我们在学习内容、活动组织、评价等方面给教师和学生提供了选择的机会和创造的空间。经过近5年的努力探究，我们获得了初步的成效，教师和学生共同成长。

《创设问题库，有效提高学生的科学素养》《怎样使小组合作学习更有效》《植物知识的教学如何突破时空》《开设“道尔顿”学制式的拓展课程，提高学生科学素质》《开设“科学DV”校本课程，有效提高学生科学素质》等子课题的研究成果表明，“创设问题库”“突破时空的教学”“关注细节的教学”“小组合作学习”等教学方法的实施，“道尔顿学制式的科技实践活动”“科学DV”等校本课程的开发，都能有效提高学生的科学素养。

《小学科学学科素养评价表》《小学科学实验课课堂教学评价方案》《小学科学学科发展规划》作为教学中的抓手，亦能有力地推进学生科学素养的提高。

十、问题讨论

“国际学生评价项目(PISA)”和“中国学生发展核心素养”都将 “科学素养”作为学生发展的核心素养之一，本课题基于“有效提高学生的科学素养”，在小学科学课程实施、课堂教学以及学生评价、教师发展等方面开展实践探究，是一件功不可没的事情。但是小学科学仍然是一个薄弱学科，课前准备费时费力、课时系数太低造成科学教师教学任务繁重，如何排除困难开展后续研究，需要我们持之以恒的精神和毅力。另外，在教育功利思想的影响下，学生科学素养的重要性如何被所有的学校领导和家长获得认可，实验教师如何争取理论学习的机会以不断提升教研水平，也是一个需要不断探讨的课题。

十一、参考文献：

1.     《小学科学课程标准》（2001年版）

2.     《道尔顿教育计划》作者:（美）海伦·帕克赫斯特著，陈金芳、赵钰琳译；出版社：北京大学出版社； 出版日期：2005.11

3.     《理解脑—新的学习科学的诞生》作者：经济合作与发展组织；出版社：教育科学出版社；出版时间:2010-10-1

4.     《面向未来—国际学生评价项目PISA启示》作者：滕梅芳等；出版社：上海教育出版社；出版时间：2010年

5.     《探究式科学教育教学指导》作者：韦钰，（加）P.Rowell著； 出版社：教育科学出版社；出版时间：2005.10

6.     《科学素养的导航图》 作者：美国科学促进协会；出版社: 科学普及出版社；出版时间: 2008-9-1

7.     《科学素养的基准》作者：美国科学促进协会；出版社：科学普及出版社；出版时间：2001

8.     《有效教学》 作者：崔允漷主编；出版社：华东师范大学出版社；出版时间：2009年06月

9.     《什么是最有效的教学》作者：宋运来；出版社：江苏人民出版社；出版时间：2009-05-01

10.  《科学教学创新手册——21世纪科学教育书系》 作者:美国国家研究理事会 著，熊作勇 译；出版社:科学普及出版社；出版时间:2005-5-1

执笔人    张好