陕西省“做中学”探究式科学教育教师培训 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月 2017/2/27 什么是科学？ 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月 江苏汉博教育培训中心版权所有

什么是科学？ 作为一名科学教师，你担负着儿童的科学启蒙教育，你对科学以及科学教育一定有自己独到的见解。 你是如何看待科学的？请列出一些描述科学的词语。 你认为科学教育应该包括哪些方面的内容？（小组内进行讨论）

什么是科学？ 理解有关“科学”的主要含义 通常科学指近代科学 科学原来指的是自然科学 上世纪九十年代联合国教科文组织（UNESCO）重新明确了科学的范围。按照联合国教科文组织给出的定义，科学包括自然科学和社会科学。 理解有关“科学”的主要含义

“科学”的主要含义 科学知识 科学研究和科学方法 科学精神和科学态度 科学素质

科学知识 科学知识是指人类经过科学研究而积累的、系统的对客观世界和人类自身的认识。 科学知识要经过不断修正，不断深入，以逐步逼近客观存在。 科学知识的表现形式有科学事实、科学概念、科学原理、科学理论和科学模型等。 科学知识并不是固定不变的真理，更不是绝对的真理，科学具有开放性。

科学研究的原则 引出有价值的、能用实证方法来进行研究的问题 把研究与有关的理论相联系 使用能够直接对问题进行调研的方法 提供一个连贯的、明晰的推理过程 可重复性和可推广性 公开研究情况，以便鼓励专业界的审查和批评

科学精神和科学态度 蔡德诚研究的科学精神： 客观的依据 理性的怀疑 多元的思考 平权的争论 实践和检验 宽容的激励

科学精神和科学态度 AAAS颁布的《2061》计划中， 提出的科学态度 好奇心 尊重实证 批判地思考 灵活性 对变化世界的敏感

科学素质 在教育部颁发的科学（3－6年级）课程标准中，对科学素质所作的定义是： 科学素质包括必要的科学知识和技能、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、方法解决问题的意识和能力等方面。

科学素质 在科学技术飞速发展的今天，对每个公民提出应具有科学素质的要求，反应了知识社会的特点。公民的科学素质应该包括三方面的内容： 掌握必要的科学知识 习惯于对遇到的问题用探究的方式来对待，让探究成为基本的生活态度和思维方式 以及具有科学精神指导下的价值取向

科学教育 基础科学教育 科学知识 科学研究和科学方法 科学精神和科学态度 科学素质 探究式科学教育 “做中学”

小学科学教育 小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。科学教育要达到三方面的目的，即知识技能、过程方法、情感态度价值观。 科学学习要以探究为核心，探究既是学习的目标，又是科学学习的方式。 让探究成为科学学习的主要方式。 学生是学习科学的主体。教师是科学学习活动的组织者、引导者和支持者

探究式科学教育 探究式科学教育过程要求保护和激发学生的好奇心； 探究式科学教育过程强调要培养学生主动探究的学习态度； 探究式科学教育依靠和尊重学生已有的知识基础； 探究式科学教育重视学生之间的相互讨论和合作； 探究式科学教育希望促进学生科学态度的养成。

“做中学”的基本原则 面向每一个儿童、尊重儿童间的差异； 为儿童终身的学习，更为儿童学会生活奠定基础； 教学案例应来源于生活，从周围取材； 引导儿童主动探究、亲历发现过程； 教师是儿童学习科学的支持者和引导者； 采用激励性评价； 科学工作者和教育工作者共同进行科学教育； 充分动员社区和家庭的力量，支持科学教育； 通过运用现代化的互联网络，增进国内和国际间的交流与合作。

关于“做中学”，关于科学课，关于科学教育，关于培训，请你提出你的问题。

蔡德诚：1935年11月生。1962年北京航空学院毕业。教授级高工。自1986年起主持《科技导报》月刊的日常工作。退休前为常务副社长、副主编。现为特约副主编。1986年-1987年曾代表导报社驻美工作。主持导报主编工作十几年来坚持以探讨现代化的道路与方法为宗旨，并坚持直面问题、难题，探讨焦点实质的编辑方针，受到读者的欢迎。近年来，在梳理归纳科学精神实质内涵方面，提出了科学精神六要素观点，受到学术界关注。

探究的步骤 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月

探究的步骤 这里有一些卡片，上面写了一些词语，请与你的同伴用这些卡片拼出科学探究的过程图。如果你觉得还缺少什么词语，请自行添加。

探究的步骤 请用图表示探究式科学学习的步骤

儿童探究与科学家 探究的异同 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月

探究的步骤 提出问题 猜想和预测 设计实验 寻求实证 数据收集和分析 结论和表达

探究的对象 科学家：面对人类尚未知晓的事物 儿童：人类已知，儿童未知

探究的基础 科学家：运用科学共同体所共享的知识和经验为基础去探索 儿童：以自己的原有经验为基础

探究的作用 科学家：发布成果，公之于众，所得的科学知识成果供全人类使用 儿童：从具体的科学经验中抽象出科学概念，在真实的探究活动中形成科学思维方法，在主动的探究过程中培养科学精神

探究的难度 科学家：自己不断尝试寻找合适的材料，经过长时间的探究，最终有所发现 儿童：在教师的引导、支持下，在很短的时间内简约地再现科学发现的历史

探究的深入性 科学家：在探究过程中兼顾正面的和反面的证据，修改假设，使之更符合客观事实,逻辑严密 儿童：倾向于忽略反面的证据，需要教师引起他们对矛盾现象的关注，引导更深入地思考

教师在儿童探究活动中的作用 引导、组织和支持 选择适合于儿童发现的知识经验 设置情境，引起儿童对自然现象的关注 提供有结构的材料 鼓励探究，适时提出建议 指出矛盾，引起进一步的探究 组织讨论，使儿童的科学经验上升为科学概念

陕西省“做中学”探究式科学教育教师培训 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月 2017/2/27 探究能力的讨论 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月 江苏汉博教育培训中心版权所有

参与式培训 教师？ 小学生？ 以学生的心态来参加，建立在自己已有的经验基础上，经历探究的体验，理解“做中学”的理念。 陕西省“做中学”探究式科学教育教师培训 2017/2/27 参与式培训 教师？ 小学生？ 以学生的心态来参加，建立在自己已有的经验基础上，经历探究的体验，理解“做中学”的理念。 江苏汉博教育培训中心版权所有

活动 活动1：点亮蜡烛 活动2：哪些是有生命的？ 活动3：浮起的鸡蛋 活动4：直尺发出的声音 陕西省“做中学”探究式科学教育教师培训 2017/2/27 活动 活动1：点亮蜡烛 活动2：哪些是有生命的？ 活动3：浮起的鸡蛋 活动4：直尺发出的声音 江苏汉博教育培训中心版权所有

活动指南 活动1：点亮蜡烛 请画出你认为蜡烛点亮之后是什么样子。 现在点燃蜡烛，再把它画下来。 第二次和第一次有什么不同？ 陕西省“做中学”探究式科学教育教师培训 2017/2/27 活动指南 活动1：点亮蜡烛 请画出你认为蜡烛点亮之后是什么样子。 现在点燃蜡烛，再把它画下来。 第二次和第一次有什么不同？ 活动2：哪些是有生命的？ 这些东西中哪些是有生命的？ 种子是有生命的吗？ 你怎么能够确定它是不是有生命的？ 活动3：浮起的鸡蛋 你如何解释“浮起的”鸡蛋 你可以使用装有自来水和盐水的容器来调查研究 向你的同伴解释 活动4：直尺发出的声音 你能让这把直尺发出声音吗？ 直尺发出的声音和直尺的状态有怎样的关系？ 你能用什么方法说明他们之间的关系？ 江苏汉博教育培训中心版权所有

根据观察和信息，和以往的经验对问题的结果进行推理和思考，并形成一个预测 设计实验 能根据需要解决的问题，选择合适的工具，设计明确的实验步骤 陕西省“做中学”探究式科学教育教师培训 2017/2/27 探究能力 说 明 提问 根据情境提出可以探究的问题 预测 根据观察和信息，和以往的经验对问题的结果进行推理和思考，并形成一个预测 设计实验 能根据需要解决的问题，选择合适的工具，设计明确的实验步骤 收集数据 能根据实验的情况收集所需要的数据 形成实证 能根据实验的数据进行分析，将数据进行分类和计算，得到能解释问题的数据分析结果 评估证据 对已获得的证据进行分析，找出需要的证据，用证据解释问题 解释 根据信息、数据、知识形成对问题的看法，并做出明确的合乎逻辑的解释 交流看法 能在小组内或班级内明晰的表述自己的看法，对别人的看法提出置疑，对说出自己的想法 江苏汉博教育培训中心版权所有

回顾 儿童的探究能力 提问、解释、 预测、设计实验、 收集数据、 形成实证、 评估证据、 交流看法 陕西省“做中学”探究式科学教育教师培训 2017/2/27 回顾 儿童的探究能力 提问、解释、 预测、设计实验、 收集数据、 形成实证、 评估证据、 交流看法 江苏汉博教育培训中心版权所有

儿童的初始想法 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月

初始想法 每个人对问题都有自己的理解 对同样的问题每个人的理解也是不尽相同的 通常把问题初始的理解和想法称为前概念 错误的前概念是很难改变的 前概念往往要通过反复的学习和深刻的体会才能改变，这是一个认知建构的过程

前概念对儿童的科学学习的重要性 人对知识的建构是建立在对知识已有的认识基础之上的。 如果初始的认识是不正确的，那么在此基础上就很难继续建立正确的概念 幼儿的科学教育中应该重视前概念的问题 前概念始终伴随儿童科学学习的过程

前概念对科学教育的重要性 传统的教育不考虑被教育者的状态和情况 探究式科学教育重视被教育者是否真正理解了知识 被教育者的知识情况是探究式科学教育的基础 真正的认知建构体现在科学教育中对被教育者的了解

形成探究问题的过程

了解前概念的策略 前概念也称为初始想法 在探究前是对所要探究问题的初始想法 在探究完成后，通过探究的过程幼儿可以建立新的概念和认知 在探究完成后，可以形成对新的探究问题的初始想法 初始想法有时是正确的，有时是错误的，有时是不完全正确的

了解学生初始想法的课堂策略 画图 画网状图（圆圈图，气泡图） KWLH表格（know，want，learn，how） 概念图 为某个事件或现象选择一项解释 进行预测（画图和文字） 提问

画图 让学生画图画，表达他们对某个事件的看法 问题：你知道湿衣服上的水到哪里去了吗？请你在图上表示出来

画网状图---圆圈图 网状图是一些简单的类比和思维推理模型，有助于儿童逐步建立起思维的方法和体系。而且是儿童容易理解和认识的模型。 圆圈图：定义内容（发散性的思维）

科学 科学研究 科学知识 和科学方法 科学精神 和科学态度 其它 生物， 基因， 提出问题， 机器人 合理的的设想， … 可行的方法， 知识获取和验证过程 … 科学 科学精神 和科学态度 实证， 失败与坚持 创新， 发展 … 其它 科学家 新的生产方式， …

画网状图---气泡图 气泡图：描述关系（具体思维）

用问题表示的网状图 冬天树有什么变化？ 冬天的池塘发上什么变化？ 冬天动物发生什么变化？ 怎么知道 冬天来了？ 在冬天大堤发生什么变化？ 冬天的天气怎样？

树形图－分类 支线图－描述整体和部分的关系

双泡图---对比关系 特有的特性 共有的特性

动手做一做： 试画一个网球和篮球的双泡图

KWLH表格（know，want，learn，how）

K W L H 我们对漂浮的物体有什么了解 我们想知道是否所有漂浮的物体都有空气在里面 我们了解到一不含空气的东西也会漂浮 我们了解到物体的形状对于它们漂浮的状况十分重要 我们用粘土和锡纸进行实验，可以演示这一点

概念图 用自己的观点形成体系的图表 向学生讲授与教学主题有关的关键词，并插入连接词，以显示这些关键词之间的关系。最好把关键词写在小纸片上，每张纸上写一个词，以便在搭建时能够将其移动

绘制概念图的要点： 要列出各个概念的名称 各个名称按照相关性来排列和分类，并用连线相接 在连线上写下有关的词语，以组成一系列的概念陈述

力与运动的概念图

为某个事件或现象选择一项解释 教师在卡片上提供一系列带有插图的解释，让学生分组讨论或做出自己的选择

进行预测（画图和文字） 学生们用图画或文字说明当某个事件的条件改变时会出现什么情况

提问 学生对教师提出的关键问题进行回答。

江苏汉博教育培训中心 汉博·中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月 科学概念 江苏汉博教育培训中心 汉博·中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月

做学问，要学问； 不学问，非学问， —— 李政道 问什么？怎么问？问谁？ 问的结果是什么？ 探究的结果是什么？

在教育部颁发的《标准》中写道,探究既是科学学习的目的，又是科学学习的方式。—— 科学教育的主导思想 这对教师提出了更高的要求，教师是课堂中科学探究活动的引导者、组织者和支持者 进行探究活动的主体是学生，有没有达到预定的目标，学生和教师都是关键。作为科学课的教师需要掌握或了解三方面的知识：科学概念和模型、教学法以及儿童认知和情感的发展规律

教育学 课程专家 心理学，认知科学，脑科学 一线教师 科学家，科学志愿者 科学课教师的知识构成

教师需要掌握所要探究的概念和其他有关概念的关系，以便有目的的为学生搭建“脚手架“，支持学生的探究活动 但在学习的过程中教师应该教授的是正确的概念而不是错误的概念，或是对学生的误导。教师自身应该有正确的概念和模型。

认为幼儿园和小学的科学教育只是承担科学启蒙的任务，不追求知识的完整性和系统性的观点是不正确的。 如果不是认真根据儿童认知发展的规律和儿童已有的科学基础，精心加以选择和组织儿童探究的内容，而是在课堂上采用零碎的，杂乱的案例，这样的探究式科学教育将会是效率很低的教育，也达不到培养儿童探究能力的目的。

探究式科学学习应该是一个完整的过程。在此过程中，学生学习如何进行探究的方法，掌握核心的科学知识和概念，同时培养学生的批判性思维、尊重事实、尊重别人、合作而主动积极的科学态度等。 在探究式科学学习的过程中，不同的层次的探究活动可以有不同的侧重，但是，对学生探究能力的培养来说，探究过程的各个环节是不能分割的，不能说用一个科学活动来培养学生提出问题，另一个活动来教学生如何设计实验，再通过一个活动来教学生总结，这样做不是完整的探究过程，也达不到探究式科学教育的目的。

教师应该在设置场景以后，汇聚到一个适宜学生探究的、和科学概念有关的科学问题上，引导学生实际动手进行探究。 如果教师明确了实验的内容（如什么是温度？什么是温度计？），也让学生动手实验了，但是所有的过程是教师设计好的，实验不过是为了证实教师所列出的知识点，只是为了加深学生对教师给出的知识点的记忆，这是传统的实验教学，不是探究式科学教育过程。

请你思考“浮起来的鸡蛋”和“直尺的声音”两个内容中涉及到哪些科学的知识和概念， 小组交流和讨论

概念的描述 儿童从很小就开始把对周围自然界物体和事件的概念联系起来，他们不断从周围获得知识，并形成自身对这些知识的理解。因此，每个人对概念都会有不一样的理解。 科学教育的另一个目的是通过为儿童提供一些活动让他们理解基本的科学概念。

………… 概 念 浮起来的鸡蛋 液态水是一种无色、无味、透明的液体。 盐水是将盐溶解在水中后形成的溶液。 概 念 浮起来的鸡蛋 液态水是一种无色、无味、透明的液体。 盐水是将盐溶解在水中后形成的溶液。 浮力：当物体被放置在液体或气体中，液体和气体对物体表面形成的合力。 当物体在液体或气体中受到的浮力小于重力时，物体下沉 ；浮力等于重力时，物体漂浮或悬浮 ………… 直尺的声音 物体在一定位置附近作周期性往复运动称为机械振动。 振动时物体离开平衡位置的最大位移的绝对值称为振动的振幅。 单位时间内物体所作的完全振动的次数叫做频率。 声音的高低称为音调，它是乐音的一个特性。 音调决定于声音的频率，频率越大，音调越高；频率越小，音调越低。

概念 在头脑里所形成的反映对象的本质属性的思维形式。把所感知的事物的共同本质特点抽象出来,加以概括,就成为概念,概念都具内涵和外延,并且随着主观、客观世界的发展而变化

概念的描述 概念的描述应该是陈述性的语句，而不是一个单词。 科学教育中需要用儿童能够理解的语言来表述概念。 概念可以分为大概念和具体概念。 如： 大概念： 物体振动的频率决定其声音的高低 具体概念：物体振动越快，声音越高；物体振动越慢， 声音越低

概念与概念之间的联系 科学知识是有系统的知识，科学家在不断进行对自然界以及对人类本身的探究中，形成了对事物的分类，对事物和事件性质、过程的描述和解释。这些对归类事物的本质性的归类描述就是我们通常说的概念、而对概念之间联系的描述形成了通常说的定律、模型和理论。

概念与概念之间的联系 这些科学概念和科学概念之间的联系涉及的范围不同，有的涉及范围小，有的涉及范围大。对涉及范围小的，我们称它们为特定的概念，而涉及范围大的称为普遍的概念，或大概念。当然这种“大”和“特定”的分类是相对的，而不是绝对的。概念越大，就越抽象，学生掌握就越困难，所以儿童的概念的建立一般从简单到复杂，从初级到高级，从特殊到一般。需要一定的顺序，需要和儿童认知和情感的发展规律相符。

概念与事实 请从以下的卡片中挑选出哪些是概念。 卡片1： ○ 沙土中有一些植物和动物遗体的残留物 ○ 土壤的内含物决定了土壤的性质 ○ 黏土潮湿的时候非常粘

卡片2： ○ 声音通过耳鼓的振动传入中耳 ○ 耳鼓非常薄，好像一层膜 ○ 中耳中的骨头称为听小骨

卡片3： ○ 灯泡中可以发光的那部分叫灯丝 ○ 有些灯泡里充有气体 ○ 灯泡是一种通电可以发光的装置

卡片4： ○ 植物种子是动物食物的重要来源 ○ 一个种子就是一个小小植物 ○ 蚕豆里含有一些发芽需要的营养

概念 在头脑里所形成的反映对象的本质属性的思维形式。把所感知的事物的共同本质特点抽象出来,加以概括,就成为概念,概念都具内涵和外延,并且随着主观、客观世界的发展而变化 事实：具体的客观现象

概念与概念之间的联系的表示方法 概念图 Pat（加）

概念与概念之间的联系的表示方法 表格 主要概念 分概念 和课标的关系 声音是一种机械振动 力作用于物体，使其产生振动，发出声音 振动的快慢决定音调的高低 振动的位移大小决定音量 人和不同的动物可以听到不同的声音，包括可听音和噪音 持续的噪声是环境污染 2.3-(1.1） 2.3-(1.3) 声音是一种运动形式 声音可以以声波的形式通过媒质传输 声波是一种纵波 声波通过媒质可以，或几乎不减弱 声波遇到物体会发生反射和绕射 2.3-(1.2) 声音是一种能量 物体产生运动需要能量 机械能可以和其他能量之间产生转换 2.3-(6.1) 2.3-(6.2)

概念与概念之间的联系的表示方法 分层次的概念——“做中学”课程标准 领域 主概念 物质与物理科学 物质 能量 运动 生命科学 生命的主要特征： 1，新陈代谢 2，繁殖后代 动物和植物的主要区别 人和生物 地球和环境科学 人生活的自然环境是一个不断变化的大系统 地球是太阳系中很小的部分 人的活动会影响自然 设计与技术 技术是为了解决实用

问题：“做中学”的教学过程中是注重过程还是注重知识？ 思考：我们如何看待儿童的学习？儿童应该怎样学习？

“做中学”探究式科学教育应该运用各种教学方法和策略帮助儿童建构知识，建构对概念的理解，要从孩子的角度考虑问题，体会孩子的思维特点和过程，从中找出问题的关键，设计适合的探究活动，一步一步引导孩子建立正确的概念 关注每一个儿童！ 了解每一个儿童！

脚手架 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月

脚手架 请阅读一个“做中学”的实例：（见《探究式科学教育教学指导》P37-39） 小组讨论并交流

什么是脚手架？ 教学内容 根据科学概念设计的探究活动。 教学方法 采用什么样的教学策略帮助学生完成探究活动？ 选用什么材料？ 教学内容 根据科学概念设计的探究活动。 教学方法 采用什么样的教学策略帮助学生完成探究活动？ 选用什么材料？ 设置什么场景引入问题？ 提出什么问题帮助学生思考？ 采用什么样的实验来实现探究目的？ … 教学评测 前测：了解学生的初始想法。 后测：测试儿童对概念的掌握情况。 如何了解学生的学习状态？ 根据学生的学习情况对教学进行调整。

做学问，要学问； 不学问，非学问， —— 李政道 对任何一项教育改革来说，明确指导思想是重要的，但是只靠指导思想是无法具体实施的。对于教师来说，要在课堂实施某项教育改革，只靠理念是不够的，需要掌握具体的教学策略。对科学课来说，就是需要相应的教学设计案例包。

在教育部颁发的《标准》中写道,探究既是科学学习的目的，又是科学学习的方式。—— 科学教育的主导思想 这对教师提出了更高的要求，教师是课堂中科学探究活动的引导者、组织者和支持者 进行探究活动的主体是学生，有没有达到预定的目标，最终取决于学生本人的情况和努力。作为科学课的教师需要掌握或了解三方面的知识：科学概念和模型、教学法以及儿童认知和情感的发展规律

教育学 课程专家 心理学，认知科学，脑科学 一线教师 科学家，科学志愿者 科学课教师的知识构成

教师对科学和科学教育目的的理解引导着科学教育课堂活动的方向。 科学教育的目的包括： 1．保护孩子的好奇心和激发学习科学的主动性； 2．激发想像力，扩展思维； 3．获得重要的科学知识和概念，以及科学概念之间 的联系； 4．学习探究的技能； 5．改善合作和交往能力； 6．促进语言和表达能力的发展； 7. 关心日常生活中的科学问题，关心环境和关爱生 命；

教师需要掌握所要探究的概念和其他有关概念的关系，以便有目的的为学生搭建“脚手架“，支持学生的探究活动 但在学习的过程中教师应该教授的是正确的概念而不是错误的概念，或是对学生的误导。教师自身应该有正确的概念和模型。

教师应该在设置场景以后，汇聚到一个适宜学生探究的、和科学概念有关的科学问题上，引导学生实际动手进行探究。 如果教师明确了实验的内容（如什么是温度？什么是温度计？），也让学生动手实验了，但是所有的过程是教师设计好的，实验不过是为了证实教师所列出的知识点，只是为了加深学生对教师给出的知识点的记忆，这是传统的实验教学，不是探究式科学教育过程。

动手做——空气 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月 陕西省“做中学”探究式科学教育教师培训 2017/2/27 动手做——空气 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月 江苏汉博教育培训中心版权所有

活动一：关于空气的想法 请你把能想到的跟空气有关的内容填在下图中 从你的教学经验出发，你认为儿童对空气有哪些初始想法？

儿童对空气有哪些初始想法 测查对象：30名幼儿园儿童，男女各半。 测查问题： 测查方法：访谈、情境实验法、同一课题在不同年龄班进行试教。 空气是什么样子的？ 你能画出空气是什么样子的吗？ 哪里有空气？ 你能找点空气给我看看吗？

测查发现，幼儿受自身认知特点、思维水平以及空气这一物质的特殊性——气态的影响，幼儿对空气有一定的经验，但认识水平较低： 关于哪里有空气：能用语言表述空气到处都是，但在具体情境中又模糊； 关于空气的颜色：有许多孩子认为空气是白色的，少数幼儿感觉到空气的“白色”和一般的白色不一样，但不会用透明色来表述 关于空气的状态：对空气的状态没有建立起基本的概念，越小的孩子越会凭想象用自己知道的形容词来描述空气，大班个别孩子认为空气装在什么容器中就是什么形状。 我们发现：幼儿对空气的认识有一个明显的特点：他们总倾向于将空气想象成一个具体的、有形、有色的东西，年龄越小这个特点越明显。

陕西省“做中学”探究式科学教育教师培训 2017/2/27 关于“空气”学生的已有认识经验 江苏汉博教育培训中心版权所有

活动二：空气的存在 1、尽可能想出多种方法证明塑料瓶里有空气 2、如何能让纸杯里的纸巾不湿？在这个活动中你发现了什么？

陕西省“做中学”探究式科学教育教师培训 2017/2/27 涉及到的概念 江苏汉博教育培训中心版权所有

陕西省“做中学”探究式科学教育教师培训 2017/2/27 空气相关概念的适学年级 江苏汉博教育培训中心版权所有

动手做：比较与分类 1、请任选两种水果进行比较，并记录比较的结果。 2、对水果进行分类，并记录分类的结果。

光 与 影 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月

儿童记录单（一） 影子和脚分开

儿童记录单（二） 影子和光源在一侧

儿童记录单（三） 影 子 有 黑 白 之 分

探究：光沿直线传播（一） 光源、物体、影子成一直线

探究：光沿直线传播（二） 三点一线透光

影子的长度由什么决定（一） 首先，让孩子们玩手电筒，要求将物体影子投射到既定区域。

影子的长度由什么决定（二） 如果孩子们认为影子长度由光源高度决定，老师可建议让电筒沿着水平的直尺移动并观察影子。

影子的长度由什么决定（三） 如果孩子们认为影子长度由光源距离决定，老师可建议让电筒沿着铁丝半圆移动并观察影子

影子的长度由什么决定（四） 最后，老师可建议让电筒沿着角度不变的直尺移动并观察影子，得出影子长度由光源角度决定的结论。

知识运用：设计制作太阳角度仪 测太阳方位和太阳高度角

相关概念顺序 通过循序渐进的活动搭建脚手架，让孩子们逐步了解天文学： 物体遮挡光形成影子 光沿直线传播 影子的长度由光源角度决定 通过物体在太阳下的影子测查太阳在空中的位置变化 太阳、地球、月球相对运动

模拟课堂— 初级准备 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月

讲课主题 斜面：高度对斜面上物体运动的影响 声音：如何改变声音的高低？ 固体和液体：固体在水中的沉浮情况

要求 分组：三个地区分为六组，每小组5人 讲课时间：2006年12月28日，40分钟一节课 场次安排：第一场，早上9：00-9：40 第二场，早上10：15-10：55 场地安排：场地1，场地2，场地3 （同时进行） 组内分工：主讲老师一名，安排组员去其他组 听课，建议不要听与自己选择主题相同的 课，其他分工情况由各组自行决定

要求 所用材料清单，帮助准备 教案：组内成员共同讨论合作完成一份 对象：参加培训的教师（请教师尽量以小学生 主题的教案 对象：参加培训的教师（请教师尽量以小学生 的心态和思考问题的方式参与模拟课堂） 材料：2006年12月26日（周二）前，根据教案提交 所用材料清单，帮助准备

分组情况 场 地 场地一 场地二 场地三 主 题 斜 面 声 音 固体和液体 9:00-9:40 三 原 延 安 西 安 场 地 场地一 场地二 场地三 主 题 斜 面 声 音 固体和液体 9:00-9:40 三 原 延 安 西 安 10:15-10:55

持续课程：种子发芽和植物生长 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月

组 名 新的研究方向（截至到2006年12月21日） 火神舰号2组 1、先生长的是“芽”还是“根”呢？ 2、芽到底能长多长，根到底能长多粗呢？子叶的颜色，大小，形状又会怎么变化呢？ 蓝猫2组 1、哪些因素会影响种子继续生长的速度？ No.1 2组 1、种子发芽和继续生长的环境是否一样呢? 科学隧道组 1、对比：种子在水中与土里的继续生长是否相同呢？ 用每天记录的数据来定量分析，使用工具：放大镜，尺子 记录方法：表格记录 No.1 1组 1、种子的那一部分生长成根茎叶呢？ 2、水温变化是否对种子继续生长有影响呢？ 3、环境的变化是否影响种子的继续生长？比如种在土里。 4、完全在水中的种子，是否能够生长成熟呢？ 探索号1组 探索号2组 蓝猫1组 火神舰号1组 王敏 1、在湿纸巾上发了芽的种子能否继续往上径直生长

持续课程：种子发芽和植物生长 姓名： 王 敏 日期： 2006年12月18日—12月24日 日 期 浇水情况 种子情况 12.18 周一 姓名： 王 敏 日期： 2006年12月18日—12月24日 日 期 浇水情况 种子情况 12.18 周一 晚上 8：30 保持塑料盘中的面纸湿润 种子散放在湿润的面纸上 12.19 周二 早上 8：40 浇水一次，保持纸巾湿润 种子无明显变化，有些种子吸水后呈胀开状 下午 1：30 种子依然无明显变化 下午 3：30 发现有一颗种子，破了一半的外面的皮 晚上 11：35 发现下午破皮的那颗种子，有白色的“尖芽”露出来了 12.20 周三 早上 8：15 发现共有4颗种子有白色的“尖芽”冒出来，还有一颗开始有破皮的现象产生 中午 12：00 发现只有4颗种子还没有“反应”，但都吸水呈胀开状；其它的发展程度不一：有两颗已经有黄色的“叶”和白色的“根”了，其余的只有白色的“尖芽” 晚上 11：15 发现有几颗种子，已经完全脱离种子外面的皮了；还有一颗种子依然没有“反应”（预测，明天它会有明显的变化的）

持续课程：种子发芽和植物生长 姓名： 王 敏 日期： 2006年12月18日—12月24日 12.21 周四 早上 8：25 姓名： 王 敏 日期： 2006年12月18日—12月24日 12.21 周四 早上 8：25 浇水一次，保持纸巾湿润 昨天依然没有明显“反应”的种子，发现有白色的“尖芽”冒出来，其他种子白色的“根”继续往上生长 下午 1：00 下午 5：00 黄色的“叶”慢慢变成了绿色 ，“根”渐渐长长，并在根尖上出现红色 12.22 周五 中午 12：00 有7颗种子已经长有绿色的叶子了 12.23 周六 有一些种子的“径”有直立 生长的趋势 12.24 周日 中午 11：55 有5颗种子的“径”有明显的直立向上生长的趋势，其他种子的“径”都有这个趋势

2006年12月20日

2006年12月20日

2006年12月20日中午 2006年12月20日 晚上

2006年12月21日 2006年12月22日

2006年12月23日 2006年12月24日

持续课程：种子发芽和植物生长 特点 1、时间上的持续性 2、探究方向的持久深入性 3、体现探究过程和科学概念的结合 4、与实际的教学相结合，注重学生的自主探 究以及教师的引导作用 5、表达和交流形式的多样化

表达和交流 形式的多样化 每天的观察记录单 定期的观察日记 图画或照片 展板（每6人一大组一块展板，布置展板，列出材料并提供，截至到2006年12月28日中午完成）

“做中学”内容标准 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月

关于内容标准（草案）的说明 学科领域和主要概念 增加的领域

关于内容标准（草案）的说明 概念和概念分解 第二章 物质和物理科学领域内容的概念分解   第一节    物质（材料）具有不同的特征和特性 2.1.1 不同的材料具有不同的特征 如：重量、厚薄、颜色、光泽、粗糙的程度、空隙的大小、纹 理、气味等 2.1.2 不同的材料具有不同的特性 如：硬度、强度、可延展性、可渗透性，漂浮的能力（密度），柔软程度，透明程度，导电性、铁磁性 第二层的概念 第三层的概念 举例

江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12 “做中学”科学教育的评测 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12

探究式科学教育的目的——评测 从探究式科学教育的目的出发，我们应该怎样来评测教育的目的呢？

“做中学”科学教育的评测内容 评测的种类 评测的目的 评测的内容 对学生的评测 评测任务的阶段 学习的标尺 对概念的评测 对探究能力的评测 对学生评测的方法——进行连续的评测

评测的种类： 总结性评测 发展性评测 两种评测方法的比较

总结性评测 在一个教学活动结束时进行的测验，获得在教学过程中某个特定时刻有关学生学习的信息，这种形式的评测称为总结性评测（Summative assessment）。 它反映的是在选定的某个教学阶段，某个方面学生成绩总的情况。 通常用成绩的等级来表示这种总结性评测的结果。 这些等级的标准又是由主考者来设定的。 这种标准和课程的特定的要求往往联系得很紧密。

发展性评测 把评测视作一种教学的策略来确认学生在科学学习过程中不同方面取得的进展，这种形式的评测通常称为发展性评测（formative assessment）。 运用于整个教学的过程之中，而不只是在教学活动告一段落时才使用。 不是所有的学生起始的理解水平都一致，学生学习的进展情况也是不一样的，它和所学的内容、个人的兴趣、喜爱的学习风格,以及其他因素有关。

发展性评测 发展性评测提供了学生展示自己对不同问题理解程度和探究能力的机会。 总结性评测也可以依靠发展性评测来积累，并不一定需要通过测验或考试来进行，教师可以通过在一段时间里，从发展性评测中收集到的学生的作业，来进行总结性的评定，评定时可以参照一定的标准和成绩的等级来进行。

两种评测方法的比较 优点 缺点 总结性评测 发展性评测 在探究式科学教育中，我们需要什么样的评测？

评测的目的 制定指导教学的计划 对学生的需求进行了解 检测教学指导法的有效程度 给学生提供反馈信息 报告有关学生学习的进展

制定指导教学的计划 以学生为中心教学指导法的出发点是尊重学习者的初始概念，所以，教师需要规划评测的方法，以使学生的初始概念通过交谈、书写或绘画得以较明确地呈现。并通过评测指导整个教学计划的制定和修改。

对学生的需求进行了解 作为一种诊断工具，以便在实施科学探究的不同任务时，发现各个学生遇到的困难。

监测教学指导法的有效程度 教学上有经验的教师常常运用评测来监测课堂活动的有效性。 在取得预期教学目标的过程中，如果教师发现大多数学生进展较缓慢时，教师就需要对原有的教学指导策略做出调整。 我们希望教师了解，为了提高科学教育的成效，根据评测的结果，及时调整教学计划的情况是经常会发生的，也是十分必要的。

给学生提供反馈信息 学习过程就是教师给学生提供反馈，以搭建“脚手架”的过程。 一个好的评测任务可以为学生提供了一个和教师分享他们看法（对概念的理解）的机会，或是展示他们完成科学探究的能力，以及将科学与日常生活相联系的能力的机会。 这时，往往是处于一个归纳、总结探究结果的阶段，教师需要对学生的看法提出修正和指出进一步探究的方向。教师可以运用个别指导或集体指导的方式来进行。

报告有关学生学习的进展 连续地进行发展性评测，可以在科学探究过程中，让教师积累有关学生学习不同方面的情况，而且搜集到的信息往往比较完整。因此，在一个教学阶段结束时，教师可以对这些信息进行回顾，并用它作为总结性评测（综合评测）的基础。

评测的内容： 所有教育改革和教育标准的制定在大面积推广以 前，都必须认真地进行科学的研究和进行评测，这 才是负责任的态度。 在“做中学”科学教育实验中，我们考虑和初步研究 了以下四方面的评测内容： 1．教育改革实施系统的设计和实施情况 2．课程和有关资料的质量 3．教师培训的过程和质量 4．学生的成绩和发展

对学生的评测： 教育评测是重要的，也是很困难的，需要不断地研究，需要和实践结合。 对学生学习的成效和发展的评测是最重要的核心任务，也是最困难的任务。

对学生的评测： 对学生的发展需要评测的方面很多，评测的内容至少包括： 1．对国家标准中规定的概念和概念之间联系的 掌握。 2．语言和表达能力的发展 3．探究能力的增强 4．科学态度的发展 5．社会情绪能力的发展 总结性评测 发展性评测

对学生的总结性评测 为了对决策者、家长和社会关心教育的各界人士提供有关学校、本地区和国家教育进展的情况，总结性评测总是避免不了的。 这就要求尽可能让总结性评测起到较好的正面促进作用，而尽可能地避免它的负面影响， 这就是当前IAP探究式科学教育网络正在研究的课题。 在法国和加拿大总结性评测都只对三年级以上的学生进行。 在法国进行三年级学生总结性评测时，不要求学生在考卷上 写上自己的名字。 通过总结性评测只是希望从一个方面了解学校的教学情况。

对学生的发展性评测： 强调发展性评测是贯穿教学整个过程的一种教学策略，这是很重要的。 教师应该在进行课堂教学以前，就做好评测任务的设计，在教案设计时就考虑到如何进行发展性评测。在设计每一个评测任务时，都应该明确它的具体目的，并且这些任务本身应该就是学生为中心的教学过程的一部分，是教师和学生在不同的探究活动中有机的组成部分。

教、学和评测的周期图

评测任务的阶段 评测是和教学过程结合在一起的同一过程，因此为了能够收集到学生所取得进展的实际数据，教师在计划教学过程时，就要考虑到如何显示学生的水平，以便在教师对收集到的实际信息进行分析以后，可以对后续的教学活动进行修改。 评测任务一般可以分成四个阶段：准备、评测、评价和回顾。

学习的标尺 某种学习的标尺表示一种特定的行为或技艺，它们表现了学生对于特定概念或者操作所具有的看法或能力。当发展了一套学习的标尺以后，教师可以用它来评测学生是否从一个等级的成绩进展到另一个等级的成绩。 在某些学校的科学教育评测系统中，采用了多等级的重点标尺。但是我们认为，教师在课堂上并没有时间去使用复杂的多等级的重点标尺，因此，使用三级水平的标尺，即初级水平、中级水平和优秀水平是比较合适的。

对概念的评测： 在引导学生趋向科学的观点时，教师自己必须要能够鉴别在教学活动中所涉及的概念，如果教学活动中不能集中于某个概念，将只能是“动手做”，而缺乏思考（Mind-on）。 当课程中涉及的概念确定以后，教师就可以根据他自己的经验，他对学生的学习的期望以及对课程标准的理解，构造成绩序列的三个等级。

对概念的评测： 课程的目标（需要理解的概念） 希望学生能够  描述如何获得高音和低音  描述产生音调变化的条件 对概念的评测任务 水平1  描述如何获得高音和低音  描述产生音调变化的条件 对概念的评测任务 水平1 学习者不能把振动和声音的发生联系起来 水平2 学习者可以把振动和声音的发生联系起来，但是不能认识到产生音调高低的条件。 水平3 学习者可以把振动和声音的发生联系起来，并能认识到产生音调高低的条件

对探究能力的评测 探究的技能 水平1 水平2 水平3 预测 学习者不能根据已 有的知识进行预测 学习者希望能 进行猜测，但 没有认识到这 需要先期的一 些知识 学习者能根据已 计划某种公平的实验 学习者需要较多的帮助，才能组织某个公平的实验 学习者能对收集数据进行计划，但不能认识到需要保持某些可变量不变 学习者能计划测试的序列步骤，正确地确定应该改变的变量和将保持不变的变量 进行某种公平的测试 学习者不能按计划好的实验步骤逐步进行 学习者能按照计划好的测试步骤进行，但是做了一些改变 学习者对计划好的步骤作了改变，并能证明所做的改变是正确的 …….

斜面上的运动 这节课为学生介绍以下概念： 物体在斜面上的运动受斜面高度的影响。 斜面的高度越高，物体在斜面上的运动越快，通过斜面的时间越短 这节课可以为学生提供发展以下探究能力的机会： 设计实验过程。 进行实验的测量和记录 通过实验获得数据，并形成解释。 设计本课中对学生概念和探究能力评测的层次

对学生评测的方法——进行连续的评测 对一个教师来说，不可能在课堂活动中对学生学习的所有方面进行评测，因而，需要精心的选择学习目标，以使它在进行各个方面评测时都能较方便的使用。 最有效的选择是对概念理解和探究能力培养方面的学习目标，几乎所有的课堂活动都会提供学生在上述两个方面的发展机会，而在和日常生活的联系方面，则限于只有某些课题中才可以应用。

对学生评测的方法——进行连续的评测 班级较大时，即使需要，也不可能在每个活动中对每个学生进行评测，教师可以根据评测活动的目的，每次选择6-10个学生来进行评测。在下一个评测活动中，再选择其他一组的学生进行评测。最好在每个科学探究课题中，都能对每个儿童记录一些评测信息。 轶事式的记录 观察性的检查表格 记录评测的数据 后续的评测活动

观察性的检查表格 在班级人数多的班级授课时，教师不可能进行广泛的叙事式记录。在这种情况下，可以准备一张重点观察的表格，在上面列出对所选课题学习的重点要求，并列出学生的名字，教师就可以较快地检查学生工作的水平。如： 目标： 计划一 个现场 的测评 水平1 学习者在计划现 场测试时需要更多的帮助 水平2 学习者可以计划 如何收集数据， 但不能认识到需 要保持某些变量为常数 水平3 学习者能够列出一个实验的序 列步骤，并能确定哪个变量要 改变，那些变量要保持常数 学生的 姓名 XX

记录评测的数据 科学课记录单 姓名： 班级： 课题：声音 水平1 （需要更多地学习 水平2 进展良好 水平3 进展显著 对概念的理解 在班级较大时，应该有一个在提供信息方面系统的记录，有许多方法可以用来组织评测的信息，但应尽量简单。一种方法是对每一个科学课题，建立各个学生成绩的记录单。或者你可以在电脑上制作一个数据库，以保持跟踪这些信息。 科学课记录单 姓名： 班级： 课题：声音 水平1 （需要更多地学习 水平2 进展良好 水平3 进展显著 对概念的理解 声音是由于振动产生的 音调随振动快慢而变化 …… 探究能力 提问 收集数据 …….

后续的评测活动 在后续进行的评测中，教师需要依靠对学生表现的观 察，或是完成某种任务中产生的一些结果，来获取有关 学生学习的信息。其中，运用写作的方法是很一种有效 地选择，因为它可以让教师和学生记下他们的想法。 刊物 进行写作 概念图 科学绘画 墙报、小册子、报纸的文章、信件 行为评测

“做中学”科学教育模块的评价 什么是一个好的科学课程？ 江苏汉博教育培训中心 汉博中国少儿科学教育网 东南大学学习科学研究中心 2006年12月

什么是好的科学课程 在保护和激发儿童探究热情的前提下，帮助儿童掌握重要的科学概念。 在课程的设计中除了考虑探究的科学概念以外，需要考虑如何发展儿童的探究能力，发展哪些探究能力，如何通过实践活动来培养 科学课程探究的内容有利于儿童今后的学习和发展 为教师提供尽可能多的支持 对儿童是安全的

什么是好的科学课程 1.在保护和激发儿童探究热情的前提 下，帮助儿童掌握重要的科学概念 兴趣 科学概念的发展

兴趣 情绪、动机和认知过程联系在一起 有效的学习必须是儿童感到兴趣的 学习的内容取自于儿童比较熟悉的环境和事物

科学概念的发展 提醒教师了解儿童的想法 帮助学生聚焦到要探究的问题上 设计活动，引导学生探究 鼓励儿童表达和倾听 概念的发展需要循序渐进

“万花筒” “把污水处理清洁” “观察树叶” 2、通过实践活动来培养发展探究能力 3、根据儿童发展的特点来设计 “万花筒” “把污水处理清洁” “观察树叶”

4、有利于儿童今后的学习和发展 有利于学生今后学业发展和职业抉择 作为公民参与社会问题的决策和选择 对继承历史和人类文明是重要的 有助于他们今后思考一些根本性的哲学问题 是儿童成长过程中不可少的探究乐趣

5、为教师提供尽可能多的支持 教学资料 教学资源

教学资料 有关概念和探究能力的重要标尺 教师和学生之间互动的主要对话 教学法的建议 背景的科学知识 经常会遇到的错误概念等

教学资源 儿童可以扩充阅读的资料 网站 对实验器材的建议

6、对儿童是安全的 “安全须知”

科学教育课程评估指南 一．内容 二．教学活动设计 三．对教学过程的支持 四．评估 五．课程的扩展

内容 1.内容是否围绕一个明确的主题，并且是按照国家标准设计的系列模块的组成部分？ 2.内容（概念）是如何考虑了该年龄段学生已有的知识、经验和发展的特点？ 3.内容如何和学生的日常生活相联系，其重要性如何？ 

教学活动设计 4.引入科学探究过程如何注意了解学生已有的想法？能否吸引学生主动的参与探究？ 5.是否有足够的实验环节，观察和讨论的机会，以逐步加深学生对概念的理解？  6.是否注意引导学生分析数据、归纳结论和使用推理模型？ 7.是否提供了合适的记录方式？ 

对教学过程的支持 8.是否给教师提供了明晰和足够的背景信息？ 9.是否有明晰和足够的支持教学各个环节的指导内容，包括教师的关键问语？ 8.是否给教师提供了明晰和足够的背景信息？  9.是否有明晰和足够的支持教学各个环节的指导内容，包括教师的关键问语？ 10.是否考虑了学生性别、民族的特点和特殊的需求？ 11.是否对有关的安全和卫生问题提出了预警？ 12.在完成该项目的过程中是否需要特殊的设备和器材？

评估 13.教学资料中是否包括了对学生进行发展性评测所需要的重点标尺？ 14.有否提供多种正式和非正式的评测方法？ 

课程的扩展 15.是否为学生进一步扩展探究和阅读提供资源（书籍名单、参考资料、网站）？ 16.是否为学生提供和语文、数学、艺术等其他课程相联系的机会？