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《小学科学过程技能评价体系的研究》结题报告

  发表日期:2011年11月10日   出处:杨庄小学    作者:高乃定     【编辑录入:五亭桥

江苏省教育科学“十一五”青年专项课题

小学科学过程技能评价体系的研究

结 题 报 告

一、课题的提出

科学过程技能与科学知识、科学情感态度在《科学》课程改革中是三位一体的。我们由过去的重结果到现在的重过程,从过去的重知识到现在的重能力,无一不体现科学过程技能的重要性。然而就以全国的《科学》课程而言,一些教师在课堂上的教学行为仍然是以讲知识为载体,从而忽视了学生能力的发展,更谈不上科学素养的提高了。新课程的改革强调探究、合作、生成、建构,从我们的课堂行为上看,的确是发生了一些变化,重探究,重活动,但在探究的过程上,好多教师指导的度或是对学生进行能力训练的要求把握不准,从而使得对科学探究把握不准。为什么如此呢?原因有很多,其关键之一就是我们常期的应试教育,就是我们对科学及其这门课程的理解。在我们国家中的《科学(3-6年级)课程标准》明确指出科学探究是科学课程的重要目标之一,并在其内容标准中提出了科学探究的目标和要求,但这如果和《标准》中所提出的具体的内容标准比较而言,显得太单薄了,许多要求没有相对的具体的活动建议。《科学》课程标准负责人郝京华教授如实指出:我们的《课标》由于时间的仓促,其中还有许多不完善的地方,我们只是给出了小学六年级后的总的要求,至于这些要求究竟在哪能个年级段予以实施并体现,那则就是各种版本的教材与施教的一线教师去把握了。但在教材中我们也没有对我们国家的孩子进行一个系统的测量及评定,每一年孩子们应掌握什么样的过程技能水平,他们的前概念、前操作水平到底如何,我们也只是一个笼统地了解,我们需要对孩子们进行一个前概念的研究以及过程水平技能的研究。也呼吁一线的科学老师来参与这样的研究。本课题正是在这样的情况下产生的。

《小学科学过程技能评价体系的研究》申报于20069月,12月得到省教育科学规划中心的立项批复,成为当年申报的扬州市四项青年专项资助课题中唯一的小学一项,075月邀请专家举行开题论证并进行课题研究,原研究计划从076月至1012月进行,由于种种原因现延至20114月申请结题。课题研究期间,受到了江苏省教育出版社、苏教版小学科学教材主编郝京华教授以及特级教师曾宝俊先生的大力支持,众位专家的支持为课题的研究提供了方向引领。课题主持人高乃定老师是江苏省首届科学教学能手大赛一等奖、江都市科学育花奖一等奖获得者,扬州市科学学科带头人,扬州市十一五教科研先进个人,扬州市教科研专家培养对象,扬州市小学教育课改实验工作先进个人,从事科学专职12年,丰富的实践经验使得课题研究有了扎实的基础。课题组核心成员中,基本都是小学高级教师以上职称,基本上都是扬州市学科带头人或是骨干教师,很多成员都在省里进行过公开课的教学并获奖,他们的加入使得课题研究的队伍更加专业化。作为承办此项课题的杨庄小学,虽只有600多名学生,40多名专任教师,然而却是一所百年老校,扬州市优秀教科研样本校。学校现有江都市、扬州市的学科带头人、教学骨干、教坛新秀共13人,江都市级以上课题18项,每年都有近百篇的科研论文、案例在江都市级以上的评比中获奖或是在教育教学杂志中发表,江都市级以上优质课竞赛或基本功大赛获奖共计有10多人,丰富的文化底蕴与浓厚的科研氛围为课题的研究提供了肥沃的土壤。

二、课题研究的理论基础

1、建构主义理论

该理论认为知识主要是学习者在与环境的相互作用中自行建构,它强调学习是外部环境与认知主体心理作用的结果,强调认知主体对学习的能动作用,提出学习者是信息加工的主体,是知识意义的主动建构者,强调学习环境对有效形成意义建构的作用,提出“情境、协作、会话、意义建构”是建构主义学习环境的四大属性。技能的培养与提升是需要学生主动接受的,被动的训练达不到预期的效果。科学探究是建立在建构主义的基础上,自然探究过程中的技能也只能由学生自己来建构。

2、“做中学”理论

做中学科学教育改革计划,是中国教育部与法国科学院合作开展的,是在借鉴法国动手做科学教育成功经验的基础上制定的。做中学科学教育就是让所有学前和小学阶段的儿童有机会以符合其年龄特点,符合其认知需要,符合科学探究规律的方式,亲历探究自然的过程。在观察、提问、设想、动手实验、表达、交流的探究活动中,体验科学探究的乐趣,建构基础性的科学知识,获得初步科学探究的能力,从小培养学生的科学素质。做中学科学教育不同于以往单纯的先传授知识再动手操作的常识教育,那是传统的填鸭式教育,是不可取的。做中学科学教育不注重教育的结果,不追求学生说出准确的科学概念,而是强调让学生亲身经历探究和发现过程,获得有关的经验,获得探究解决问题的方法。过程技能要由实做中提升这一点完全符合做中学的理念。

 3、课程改革理念

《基础教育课程改革纲要》指出:“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,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以及交流与合作的能力”。“改变课程评价过分强调甄别与选拔的功能,发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能”。《全日制义务教育科学(36年级)课程标准》分目标科学探究中直接指出:“能通过对身边自然事物的观察,发现和提出问题;能运用已有知识作出自己对问题的假想答案;能根据假想答案,制定简单的科学探究活动计划;能通过观察、实验、制作等活动进行探究;会查阅、整理从书刊及其他途径获得的科学资料;能在已有知识、经验和现有信息的基础上,通过简单的思维加工,作出自己的解释或结论,并知道这个结果应该是可以重复验证的;能用自己擅长的方式表达探究结果,进行交流,并参与评议,知道对别人研究的结论提出质疑也是科学探究的一部分。”可见倡导学生经历科学探究的过程、掌握科学探究的技能也是新课程改革的需要。

4、多元智慧理论

多元智能理论是由美国哈佛大学教育研究院的心理发展学家霍华德•加德纳(Howard Gardner)1983年提出。加德纳从研究脑部受创伤的病人发觉到他们在学习能力上的差异,从而提出该理论。加德纳认为过去对智力的定义过于狭窄,未能正确反映一个人的真实能力。他认为人类的智能至少可以分成七个范畴(后来增加至八个):语言文字智能、数学逻辑智能、视觉空间智能、肢体运作智能、音乐旋律智能、人际关系智能、自我认知智能、自然探索智能,多元智能理论对传统的标准化智力测验和学生成绩考查提出了严厉的批评。传统的智力测验过分强调语言和数理逻辑方面的能力,只采用纸笔测试的方式,过分强调死记硬背知识,缺乏对学生理解能力、动手能力、应用能力和创造能力的客观考核。因此,是片面的、有局限的。多元智能理论认为,人的智力不是单一的能力,而是有多种能力构成,因此,学校的评价指标、评价方式也应多元化,并使学校教育从纸笔测试中解放出来,注重对不同人的不同智能的培养。

三、课题的含义及主要概念的界定

(一)研究的目标

本课题以小学生为研究对象,以苏教版《科学》教材为研究载体,以评价学生的科学过程技能为主要领域,了解学生现有的科学过程技能水平,跟踪调查学生的科学过程技能的发展水平,研制小学科学的过程技能的评价体系,并分低、中、高三个年级段设置评价标准,建立相关的评价手段、评价工具、评价方法等,为学生的过程技能评价提供理论依据与技术支持,增进孩子们对科学过程的理解与实际解决问题的能力,促进孩子们科学素养的提高。

(二)研究的内容

主要内容:

1.小学生科学过程技能评价之标准研究。 对现有的广泛接受的科学过程技能作一个梳理,建立一套完整的评价标准,研究三个年级段所要达到的要求。

2.小学生科学过程技能测评方法之研究。通过课题研究探索过程技能的评价方法、评价工具、评价手段,设置不同的综合性的探究活动检测学生过程技能水平。

重点:

1.分年级段建立一套完整的过程技能的评价标准。

2.研究出一套较为可行的能被一线科学教师直接使用的科学测评方法。

(三)几个概念

科学过程技能:从广义的角度来说,科学过程技能是人们在处理问题、解决问题时的心智活动过程,也就是所有的理性思维过程都有这么一个过程。狭义的科学过程技能就是科学工作者在科学研究过程中必须具备的一些最基本的思维方法与操作技能,一般包括观察、推断与预测、分类、测量、确定变量、制表作图、假设、实验论证、分析结论等。目前最广泛接受的是由美国科学进步协会科学教育委员会给出的定义,过程技能被分为8个初级过程和5个综合过程。8个初级过程技能为:观察、分类、测量、交流、推断、预测、认识空间—时间联系、认识数字联系,5个综合过程技能为:阐述假设说出变量名称并控制变量、得出操作定义、做实验、解释数据、研究。本课题的研究主要着眼于科学过程技能的狭义定义。

评价体系:评价乃是系统收集证据以确定学习者实际上是否发生了某些变化,确定学生个体变化的数量或程度。体系则是指若干有关事物互相联系互相制约而构成的一个整体。所谓过程技能评价就是运用教育评价的理论和方法,利用可行的评价技术手段来评定学生在科学学习过程中表现出来的过程技能所要达到的标准及其水平。科学过程技能的评价体系是指对学生的科学探究过程中表现出来的过程技能的一个整体的评价标准,这种评价体系应是一个系统全面的评价,是一个跟踪的动态评价,是一个综合的评价。

四、课程研究的过程与方法

课题研究过程:

准备阶段:(20071-20076):做好课题研究的基础调查研究和相关的准备工作,包括确定实验学校,成立实验研究小组,调查学生的科学过程技能的原始水平,进行各种相关的理论研究和课题组织工作等,并做好开题工作。

研究阶段:(20079-201012):收集相关资料,结合学生实际,初步研究小学生该要达到的的过程技能的总体水平。作好科学探究过程技能的评价,收集相关的评价方法及手段。结合评价的状况,将总体水平拆分成年级段所要达到的水平。对年级段水平和总体水平进行汇总,并研究相关的评价方法。

总结阶段:(20111-20115):将初步形成的评价体系交由专家组进行理论论证,并由一线教师进行相关的实践检验,修缮评价体系,做好课题结题工作。

主要研究方法:

文献研究法、案例研究法、经验总结法、问题探讨法。

五、课题研究成果

1.    重视并重新认识了科学过程技能教育及其教育

科学过程技能是可以通过学习习得的。科学过程技能不是与生俱来的,但是又是可以通过后天的学习习得的。在学习时有一个循序渐进的过程,高一阶段的过程技能的习得需要之前的浅一层次习得的基础。科学过程技能是从事科学性探究活动时必需经历的过程。所谓的“过程”可以是外显的操作过程或内在的心智活动历程,无论是什么样的探究活动,都需要过程技能的支撑,没有科学过程技能就不可能有探究活动,科学探究的活动过程即是科学过程技能的外显与转化过程。这种外显与转化将得出科学的结果与结论。科学过程技能由实做中习得。既名之为“技能”,自然地要由实做中学习,学生实地从事科学性的探究活动,经历问题的确定、预想的提出、解决策略的拟设、执行、资料的获取、事实的推断、解释资料、得出报告……。教师的临场陪伴及协助学生完成此一工作。如此重复的以这种工作模式来从事探究活动,过程中必定会遭遇到各种阻难,而处理这些阻难之后自然学习到各项过程的“技能”。科学过程技能应以综合的方式习得。某一项技能必须蕴育在一定的活动中才得以意义,但是任何一个科学探究活动又不仅仅是只需要一项过程技能就能解决的。所以在培养过程技能的时候,我们不可能人为地分割单一的过程技能进行训练,因为在整体的活动中,需要各项过程技能,其目的是为了解决整个问题而努力的,什么情况下会运用观察、什么情况下会运用推断,其实是随机应变的、瞬息决定的,所以我们应该以综合的方式去习得过程技能。

2.    形成了一套有待实践去检验的关于过程技能的评价体系。

课题组按照课题计划的8个初级过程技能与5个综合过程技能,结合国内外评价的一些资料以及课堂教学实践,按低、中、高年级分三段形成了一套过程技能评价的体系。这套体系的建立有助于一线教师在教学时有一个度的把握。如低年级的观察究竟要达到什么样的水平,中、高年级的观察水平又是怎样螺旋上升的,后一阶段的能力提升完全是建立在前一阶段水平上的。

   3.设计了大量过程技能的评价方案

   在研究过程中,课题组需要对学生的科学探究的过程技能进行评价,于是整个实验过程就是一个不断跟踪评价的过程,通过课堂观察、学生作业评定、交流谈话、量表测量的方法对学生的探究过程技能水平进行评价,从而找到建立评价体系的实践依据。课题研究阶段,课题组成员收集并设计了大量的过程技能评价的方案,这些方案既有助于课题研究,同时许多还是学生科学课堂的实验记录方案,真正做到将课题研究与指导课堂教学相联系,实实在在搞科研。

   4.对苏教版《科学》教材每一课的实验作出了具体的实验要求

    课题研究要依据教材、依据课堂、依据学生,所以课题组对现行的苏教版《科学》共八册教材进行了梳理,罗列出了教材中的每一个实验。从实验内容、实验年级、实验课题、实验器材、实验类型、实验步骤、操作要点、实验结论八个方面进行了细致的分析,形成了“小学科学实验操作项目及技能要求”,这个可以直接作为科学教师实验教学的一个参考,同时也为教材中的实验评价提供一个依据。

5.拍摄了一套有关小学科学实验操作指导的光盘

课题组在研究过程技能及其评价体系的时候,有幸与扬州装备中心接触,承拍了一套有关小学科学实验操作指导的DVD光碟。该光碟由江苏省教育装备与勤工俭学管理中心、江苏省中小学教学研究室出品,扬州市电化教育馆承制,共四碟,课题组陈其淦、高乃定、毛红星、王峰、樊沁源五位老师撰写了拍摄的脚本并承担了实验任务。该片依据《全日制义务教育科学(3-6年级)课程标准(实验稿)》,从小学《科学》课程中遴选了102个实验,对实验过程、操作注意事项、器材使用与维护方法、实验教学拓展等方面分别进行了演示和说明,以期对小学科学教师掌握实验操作技能,提高实验教学水平有所帮助。既可作为小学科学教师培训教材,也可供小学科学教师使用。该片的承制为小学科学过程技能的评价提供了一个范本,也是全体实验教师学习再认识的过程。  

6.开展了大量的过程技能的教育活动

课题研究阶段,先后开展了“小探索者”科学小论文评比,形成了学生的《探索文集》,“亲近科学”手抄报评比,科学故事演讲比赛,科学发明小制作等活动,组织学生调查了杨庄桥的变迁以及杨庄东面的碧水工程,还举行了科学家图片展、诺贝尔奖资料展等,这些活动的开展充分调动了学生学习科学的积极主动性,充分发挥了学生的主体作用,有效地促进了学生过程技能的发展。

7.形成了课题组论文集、案例集以及学生科学小论文集

通过四年多的研究,课题组老师手中积累了大量资料,形成了自己对科学教学以及过程技能评价自己独到的见解,撰写了论文,有发表也有获奖。课题组将实验老师的论文汇编成册,形成了《小学科学过程技能评价体系的研究结题论文集》,将实验老师参加省市赛课获奖的教学设计、案例也汇编成《小学科学过程技能评价体系的研究结题案例集》,尤其是将学生在科学学习过程中的发现、发明创造、研究报告、科学小论文也汇编成册,形成了2008版的《探索》与2010版的《探索》文集,这两本文集从一个侧面也反应了课题研究的成果,可以说成是学生身边的百事通,记录下了许多的“为什么”以及学生解疑答难的过程,可以说是最好的反应课题研究的过程资料。

8.课题组成员科研能力大大提高

通过课题研究,课题组成员对科学过程技能有了细致地了解,对于科学探究、科学课堂、科学教育有了更深入地理解,大家把自己在课题研究中的一些做法、科学过程技能教育的一些案例、一些思考形成一篇篇的论文,投到杂志社或是参加论文评比。从课题研究到现在这段期间,课题组成员在省级以上杂志中发表文章近二十篇,获奖五十篇,多次获江苏省、全国科学论文评比一等奖。在这期间,课题主持人高乃定老师被评为扬州市科学学科带头人,扬州市教科研专家培养对象,樊沁源老师被评为扬州市学科带头人,王峰老师被评为中青年教学骨干,韦天星老师在扬州市视频说课、优质课评比中均获一等奖,2010年参加江苏省科学教学能手比赛获二等奖。

9.师生的科学素养得以显著提高

通过科学过程技能评价体系的研究,师生对科学过程技能的了解明显增加,学生对科学学习的兴趣明显提高,对科学知识的掌握也越来越扎实,科学探究显得无处不在,科学素养得以明显提高。

六、课题研究存在的问题

1、课题研究技术力量不足

中小学的课题研究,很大成分上是属于个人课题研究,是属于单兵作战,即使是邀请到一些兄弟学校的参与,也只是属于一种情感联系,对于课题的研究的决策、深入实施很难起到决定性的作用。课题主持人虽每年都参加教科研培训,但往往是理念上的培训、方法上的培训居多,实践层面的操作不多,如对于学生科学过程技能水平的测定,只能用课题组自己设定的一些量表进行,至于量表的科学性、可性度还有待得到专家的论证。

2、课题成果的推广不够及时

课题组虽然取得了一些成绩,但是对于课题成果的推广还不够及时,对于课题的宣传以及成果的展示还没有做到足够好。这些研究虽然在全国走在前列,但也仅仅是属于一家之言,没有到更广大的地区认证或是到更多的学校进行交流,接下来的工作就要往这些方向进行努力。

课题虽已到了结题阶段,但课题组仍将继续克服困难,围绕课题研究的目标和初步取得的成绩,加强学习,积极实践,认真探索,不断总结,争取为小学科学教育事业作出自己应有的贡献。

 

 

1:“小学科学过程技能评价体系”

2:课题主持人论文发表复印件

3:课题研究大事记

 

(执笔:高乃定    2011610日星期五  第三稿)


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