专题研究.docx
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专题研究
专题研究
一、课题名称：
在数字化环境下，创设互动课程培养小学科学创新思维能力的研究
二、课题的提出：
九十年代以来，发达国家在数学和科学教学中大量应用计算机模拟方法来促进学生对数学和科学的理解。
在美国，计算机模拟的可视化软件[1]已作为电子案例正式列入美国中小学课程标准，成为标准的重要组成部分。
我国从引入几何画板等软件开始，也正在探索在教学中如何应用图像和非语言形式来展示和探究新知识，近年来，依托互联网，引入和开发一些针对某一学习主题（知识点）的专门可视化的软件，并开始开展科学互动课程的实验。
围绕互动活动程序（MathandScienceApplets）构建的科学互动课程是以问题为导向，应用计算机模型的模拟开展自主探究和学习的新型课程，具有在线、交互、多媒体特点，既可用于基于项目的研究性学习活动，也作为学习支架和工具广泛用于日常的科学教学中，如图所示：
针对我校信息技术应用水平走在全区前列的局面，我有能力进行此项研究，为了使山区的孩子一样得到全面的发展，我有信心完成好此项工作，并能实现通过研究将研究的结果服务于教育教学工作的目的。
三、关键词的界定：
数字化环境互动课程创新思维
四、问题提出的背景：
如果我们把科学教学的过程归纳为直观感知--体验探究--抽象归纳--迁移应用等几个阶段的话，那么在目前的大部分教学中，教学模式仍然是强调学生用语言形式来接受新知识，即使应用图形非语言形式也往往局限于直观感知阶段，作为新知识内容呈现的一种手段，信息技术应用的潜力远没有发挥。
在教学中应用计算机模拟的可视化软件，和传统的演示软件不一样，从学生“看”到学生“做”，学生在课堂上进行推测和探究，并即时地进行验证，这样学生能拓展思维的范围，真正理解困难的科学概念和原理，而不再是对教科书的被动接受和死记硬背，课堂也就变得更具有交互性。
五、研究假设：
教师的工作重点不再是开发课件，而是应用互联网搜集、筛选和应用互动程序，把主要精力转向互动课程的设计、实施和评价上，应用信息技术来促进科学的学术形态向教学形态的转化。
因此，实验成功的关键在于教师对于科学教学的理解，这取决于教师的科学素养。
互动课程实验不是新瓶装旧酒，不是仅仅用新一代的可视化软件去演示课程内容，核心是互动，是如何精心设计和实施让学生在教师指导下自主地体验科学发展和理解科学实质的过程，否则即使有再好的软件，效果也不会尽如人意。
因此，教师要通过互动课程在教学中的实施，很好的培养学生的创新思维能力。
六、理论依据：
（一）马克思主义关于人的全面发展学说
（二）建构主义理论
（三）维果斯基的认知理论
（四）多元智能理论
（五）教育学、心理学关于儿童认知发展的一般规律
（六）小学科学教学的基本理念
七、研究的原则：
该课题作为一种创新的教学方式探索，应顺应现代化教育发展的趋势，所以实验研究必须遵循以下原则。
１．超前性原则：
根据这一原则，我们首先必须更新教育理念，特别是现代化教育思想的观念，科学教育理念的真谛，以建构主义理论为依据，要广泛吸取当前教育和研究领域的最新信息，掌握崭新的信息技术和科学教育的趋势及探究学习的动态，保证课题研究的有效实施。
２．实践性原则：
进行此课题研究，必须要有一定的条件（学校的硬件、软件等）、学生必须掌握一定的信息技术能力。
不断实践、不断探索、不断总结、不断创新，这样课题研究才具有实效性，才便于实际操作，有利于推广应用。
3．主体性原则：
主体性原则是指教育者要调动学生的主动性、积极性、创造性，既要尊重学生独立人格，又要把自主学习的主动权叫给学生，使学生的素质潜能得到充分发展。
因此，进行本课题研究必须遵循主体性原则，一方面以发展的眼光注重学生个性张扬与可持续性发展，另一方面要以人文性为前提，这样才能体现教育教学的真谛。
八、实施方法：
（一）通过培训和校本讲座方式认识课题内容，深层次了解此课题研究的必要性。
（二）以专题研究课为先导，教师个人发展为主导
（三）通过实验数据指引课题研究所存在的问题及解决方法
（四）研究教师撰写阶段性研究报告
（五）使用科学的课题研究方法进行数据的对比记录
（六）实时关注学生的发展，针对发展方向作出进一步的改进措施
九、实施步骤
⒈准备阶段：
（2005.9～2005.12）
认真学习有关理论和掌握先进的理念，统一思想，成立课题组，明确各自分工，设计方案。
２.实施阶段:
（2006.1～2009.12）
执行方案，加大研究和探索的力度，加强资料的分析和研究，并修正研究方向，不断完善方案，及时总结创新进行的经验。
⒊成果总结阶段：
（2010.1～2010.9）
十、检测目标与检测方法：
通过研究达到验证课题的可行性，以及对研究后该教育技术问题的推广应用打下坚实基础。
具体检测方法如下：
（一）课题前期进行前测，收集相关资料。
该步骤包括：
实验教师讲一节研究课（刻盘存档，包括教学设计，课后反思，软件等；对数据进行收集）、对学生的创新思维能力作出评估（可根据具体情况如，通过对某一问题的解决过程予以监测评价）。
（二）进行中测，完善研究措施，评价其可行性。
内容有：
1．阶段性成果交流2．检测学生的创新思维发展情况3．讲一节研究课4．撰写阶段性研究报告（说明其可行性）
（三）进行后测，准备结题。
坚持用科学说话，用数字说话，主要监测的要素是学生的创新思维能力。
（四）结题工作。
研究成员撰写结题工作报告、每人一节展示课、学生在互动课程下的学习活动展示、制作专题影片展现研究的足迹，确定此种教学方法的可行性。
（五）日常的研究工作。
做到一根红线贯穿教学始终，时刻关注学生的发展。
在平时的教学有研究的意识，并时刻将研究的心得体会，课后反思记录，学期末整理好以便为研究的过程留下脚印。
十一、成果形式：
（一）结题研究工作报告
（二）专题研究论文
（三）专题汇报课
（四）视频资料对比展示
（五）实验数据比对的结果
参考文献：
数学和科学教学中的互动课程蒋鸣和
建构主义理论维果茨基
支架教学理论维果茨基
教学目标：
原有水平
平均分
82．857
达标率
100%
优秀率
57．14%
本学期目标
平均分
85
达标率
100%
优秀率
85.71%
科学第三册全册备课
课时安排：
单元
课次
周次
教学内容
课时
备注
一单元经历科学
1
1
科学家的工作
1
2
1
学做科学1
1
3
2
学做科学2
1
二单元植物的叶和茎
4
2
叶的组成
1
5
3
各种各样的叶
2
6
4
茎的组成
1
7
4、5
各种各样的茎
2
5
单元检测
1
6
十一放假
三单元
电与生活
8
7
正电和负电
2
9
8
电池
1
10
8、9
点亮小电珠
2
11
9
导体和绝缘体
1
10
期中检测
1
四单元
磁与生活
12
10、11
磁铁的性质
2
13
11
指南针
1
14
12
电磁铁
2
15
做个磁控玩具
选学
13
单元检测
2
五单元
声与生活
16
13
声音的产生
1
17
14、15
声音的传播
2
18
15
声音的变化
1
19
噪声与防治
选学
活动
16
单元检测
1
20
天坛里的声科学
选学
16、17
机动
3
18
期末检测
1
教学仪器、材料一览表
序号
教学内容
教学器材
备注
1
科学家的工作
图片、书籍、计算机课件
2
学做科学1
图片、小球、线、橡皮泥、记录表等
3
学做科学2
水槽、温水、冷水、温度计、气温计、体温计
4
水到哪里去了
水、布、计算机课件
5
给水加热
酒精灯、水、烧杯、试管、铁价台、木夹等
6
小水珠是从哪里来的
玻璃杯、玻璃片、温水
7
云雾和雨
玻璃杯、玻璃片、温水
8
声音的产生
能发出声音的各种材料
9
声音的传播
塑料杯、线、气球
10
美妙的声音
玻璃杯、玻璃棒、水等
11
烦人的声音
计算机课件、录像片、图片
12
推力和拉力
尺、纸
13
弹力
橡皮筋、弹簧、注射器等
14
怎样测定力的大小
测力计、钩码
15
沉浮的秘密
水槽、水、橡皮泥、测力计
16
大气的压力
水槽、水、玻璃杯、硬纸片、塑料吸盘
17
摩擦力
砂纸、木块、测力计
18
物体的热胀冷缩
水瓶、热水、吸管、铜球、铁圈、酒精灯
19
勺柄是怎么热的
玻璃杯、热水、勺、蜡烛、铁片、学具材料
20
暖和的房间
计算机课件、图片
21
太阳怎样向地球供热
计算机课件、图片、学具材料
22
保温和散热
计算机课件、图片、学具材料
23
天坛里的声科学
录像、图片等
一、经历科学单元
体现新课标：
本单元给学生一次跟着科学家去进行科学探究的历程，通过学习科学家进行工作的过程，为自己今后学习科学，探究科学打下基础。
教学内容：
1、科学家的工作
2、学做科学一
3、学做科学二
教学目标：
学生在本单元的学习中，学习科学探究涉及提出问题、猜想、观察、实验、收集整理资料、做出结论、表达交流等环节。
知道科学家在发现水杉的过程中做了观察和收集资料的工作；知道科学家在发现维生素B1的过程中做了观察、调查和实验等工作；知道同一个摆，摆动快慢是一致的，不同的摆，摆动的快慢和摆线的长短有关系。
学生在实践操作中，学会使用温度测量水温、体温。
最终发展学生对科学的兴趣，初步具有实事求是的科学态度与尊重事实的科学价值观，
教学重点：
学生在本单元的学习中，学习科学探究涉及提出问题、猜想、观察、实验、收集整理资料、做出结论、表达交流等环节。
学生在实践操作中，学会使用温度测量水温、体温。
最终发展学生对科学的兴趣，初步具有实事求是的科学态度与尊重事实的科学价值观。
教学难点：
学生在本单元的学习中，学习科学探究涉及提出问题、猜想、观察、实验、收集整理资料、做出结论、表达交流等环节。
学会使用温度测量水温、体温。
1、科学家的工作
教学目标：
学生在了解科学家的工作的过程中。
知道科学家在发现水杉的过程中进行了观察和收集资料等工作。
知道科学家在发现维生素B1的过程中进行了观察、调查和实验等工作。
体验科学家认识植物的活动的过程。
教学重点：
1、知道科学家在发现水杉的过程中进行了观察和收集资料等工作。
2、知道科学家在发现维生素B1的过程中进行了观察、调查和实验等工作。
教学难点：
体验科学家认识植物的活动。
器材：
图片、书籍、计算机课件。
教学过程
教师活动
学生活动
引入新课
1．科学家是怎样工作的？
如何发现水杉的？
讨论问题：
（1）科学家发现一棵奇特的树后，首先做了什么工作？
（2）科学家怎样收集事实资料？
（3）科学家怎样提出猜想？
（4）科学家最后怎样得出结论？
2．利用这种方法，仔细观察图自学。
如何发现维生素B1？
3．组织科学家工作故事会。
4、引导学生了解科学探究要涉及提出问题、猜想、观察、实验、收集整理资料、作出结论、表达交流等工作。
5、评议
学生看书讨论
学生汇报
讨论交流
汇报
学生交流准备的资料
讲故事
布置作业
用科学家的方法认识一种课外植物。
板书设计：
1、科学家的工作
这是什么树（问题）对树进行观察采集标本作观察记录猜想
查找相关资料对标本进行研究发现了原已经灭绝的植物水杉
2、学做科学一
教学目标：
科学探究涉及提出问题、猜想、设计实验、获取与整理资料、得出结论并表达交流等环节。
知道同一个摆，摆动的快慢是一定的；不同的摆，摆动的快慢与摆线的长度有关系，而与摆的轻重没关，摆线越短，摆动越快。
教学重点：
通过实验知道同一个摆，摆动的快慢是一定的；不同的摆，摆动的快慢与摆线的长度有关系，而与摆的轻重没关，摆线越短，摆动越快。
发展观察、猜想、设计实验、获取与整理资料、得出结论并表达交流等能力。
教学难点：
在探究摆的活动中能够实事求是、尊重事实。
教学准备：
图片、小球、线、橡皮泥、记录表等。
教学过程
教师活动
学生活动
认识摆
1．出示做好的摆，并让他摆动起来。
说一说生活中见到过什么物体像它一样运动？
师讲解伽利略的故事
学生发言
研究摆
适时指导
2．请一名学生来操纵摆
3．用自己的材料制作一个摆，亲自数一数10秒内摆动次数。
4．摆动次数为什么不同？
5．根据猜想验证
摆线长短或重物不同
生数摆的摆动次数
学生动手制作
研究
汇报
小组讨论
猜想
生验证
交流
体验
5．请你设计一个摆，让这个摆在10秒内摆动10次、12次
学生操作
深入思考
交流收获
7．这节课你有哪些收获？
学生谈收获
3、学做科学
（二）
设计思想：
温度是水发生变化的条件。
本课首先指导学生建立温度的概念，然后学会使用温度计测量，并初步具有定量观察的能力。
为后面研究水会在一定条件下发生变化，奠定知识和技能的基础。
教学目标：
知道什么是温度。
会使用温度计测定水的温度和人体的温度。
发展学生定量观察的能力。
教学重点：
会使用温度计测定水的温度和人体的温度。
并能准确读数。
教学难点：
学生能准确测量温度。
发展他们乐于探索科学问题的兴趣和仔细观察、认真记录的科学态度。
器材：
水槽、温水、冷水、温度计。
教学过程
教师活动
学生活动
导入新课
了解什么是温度
1．请分别把两手放在两边的盆中（热水和冷水）中，过一会再把两手放入中间的盆（温水）中，两手各有什么感觉？
2．桌上有块毛巾、金属物等物体，它们的温度一样吗？
用手摸一摸，感觉如何？
3．思考：
用手感觉，能不能确定物体的冷热程度？
怎样才能确定物体的温度？
4．讲解：
物体有冷有热，物体的冷热程度叫温度。
要确定物体的温度可以使用温度计。
5．看实物：
你认识这些温度计吗？
活动、体验
交流感受
讨论
学会使用温度计测量水温
1．我们先来学习用温度计测量水的温度。
小组边看插图边讨论，如何测定水的温度。
练习。
2．请一些小组到台前讲解测量方法并演示。
3．讨论：
测水温与测气温有什么不同？
4．请同学们测定各种容器中水的温度，并记录。
看谁测量的动作最正确，观察得最仔细。
5．汇报结果。
6．总结：
水温一样。
小组讨论练习
观摩、评价
测量活动
第二次测量水温
1．各容器中的水放了一段时间后，会出现什么现象？
请同学们再次逐一测量，记录结果，看你能发现什么？
2．汇报测量结果。
测量
讨论、比较
应用知识
布置作业
1．我们已经学会怎样测量水温、气温，你们知道我们的体温怎样测量呢？
下节课每个人拿一个体温计。
二、植物的叶和茎单元
教学内容：
4、叶的组成
5、各种各样的叶
6、茎的组成
7、各种各样的茎
教学目标：
通过本单元的学习，学生学会观察叶的形态和结构、茎的形态和结构。
知道叶的基本组成和结构和茎的基本组成和结构。
了解叶有多种变态和茎有多种变态。
初步具有搜集资料、加工资料和交流信息、分析问题、解决问题的能力。
学生感受植物遗传与变异多样性的意义，体会植物对生活环境的适应性。
体会植物与人类生活的关系。
发展研究植物形态、结构和功能的兴趣。
养成爱护植物、保护植物的良好的习惯。
教学重点：
通过本单元的学习，学生学会观察叶的形态和结构、茎的形态和结构。
初步具有搜集资料、加工资料和交流信息的能力。
初步具有分析问题、解决问题的能力。
养成爱护植物、保护植物的良好的习惯。
教学难点：
初步具有搜集资料、加工资料和交流信息、分析问题、解决问题的能力。
教学仪器、材料一览表
课题
教师准备
学生准备
叶的组成
叶的共同特征的图片或课件、几种植物叶的标本、实物投影、实验材料等。
采集几种植物的叶
各种各样的叶
多种植物叶的标本或图片、实物投影、实验材料等。
搜集各种各样的植物叶的图片。
茎的组成
茎的共同特征的图片或课件、几种植物茎的标本、实物投影、实验材料等。
采集几种植物的茎。
各种各样的茎
多种植物茎的标本或图片、实物投影、实验材料等。
搜集各种各样的植物茎的图片。
4叶的组成
教学设计：
叶是植物体的一个重要器官，也是识别植物的标志之一。
在学生亲近自然的生活，或从其他途径，已经认识了一些常见植物的液的外形特征。
叶的外形特征、结构和叶的功能有密切的联系。
本课是以植物的叶为例，通过指导学生观察叶的共同特征、叶片的结构和叶序等活动，培养学生的观察能力和归纳概括能力，引导学生感受植物物种的多样性以及叶与光的联系。
教学目标：
学生在本课的学习中，感受和体会植物的多样性，发展研究植物的兴趣。
具有对叶的组成的观察能力及归纳和概括叶的组成的思维能力。
知道一个完整的植物叶主要是由叶柄、叶片、托叶组成的；叶片是由表皮、叶肉和叶脉组成的。
教学重点：
学生通过学习具有对叶的组成的观察能力及归纳和概括叶的组成的思维能力。
教学难点：
学生通过学习具有对叶的组成的观察能力及归纳和概括叶的组成的思维能力。
教学准备：
教师准备：
1、植物叶的实物、标本、图片等。
2、实验材料：
保险刀片、芹菜叶的实验装置、一些经过处理的芹菜叶。
学生准备：
采集一些植物叶或搜集一些叶的图片。
教学过程：
教学过程
教师活动
学生活动
导人新课
观察几种植物的叶（单叶）的组成
1、观察杨树叶
（1）问：
杨树叶是由哪几部分组成？
（2）组织学生讨论、交流。
小结：
这片柳树叶也是由叶片和叶柄组成的。
2、观察柳树叶
3、问：
柳树叶是由哪几部分组成？
4、组织学生讨论、交流。
小结：
这片柳树叶也是由叶片和叶柄组成的。
5、比较杨树叶和柳树叶组成的共同特征
问：
杨树叶和柳树叶的组成有什么共同特征？
学生讨论交流。
小结：
这两片树叶都是由叶柄和叶片组成的。
6、看书：
p14
提问：
这些植物的叶和杨、柳树叶的组成有什么共同特征？
讨论、交流
小结：
完整叶和不完整叶。
观察杨树叶
学生思考、讨论、交流
学生讨论交流
比较杨树叶和柳树叶组成的共同特征，试着归纳。
观察、比较、归纳。
观察叶片的内部构造。
1、观察杨树叶的内部构造。
（1）问：
由外往里观察，杨树叶的内部
是由几部分组成的。
（2）组织学生观察交流。
小结：
叶片的组成。
2、观察柳树叶
3、观察其他树叶
4、总结：
叶片是由表皮、叶
肉、叶脉组成的。
5、讨论：
叶子这样的结构都有什么
作用呢？
6、汇报交流作用
学生观察
学生思考、表达、交流。
学生观察、比较、和分析叶片的组成。
作业
采集树叶，制作标本。
教学反思
在观察叶的内部构造时，还不能看得很清楚，教师要能演示幻灯片效果会更好。
板书设计：
4．叶的组成
叶片叶柄托叶
表皮叶肉叶脉
5、各种各样的叶
教学目标：
学生学习后了解几种变态叶的特征，感受不同的植物的叶在形状、大小、结构、叶汁等方面各有差异，形成了多彩的植物世界。
知道叶与人们生活的关系。
初步具有自己制定标准对叶进行分类的能力。
教学重点：
学生能自己制定标准对叶进行分类。
教学难点：
具有制定分类标准的能力。
教学准备：
教师准备：
植物变态叶的实物、标本、图片等
学生准备：
采集一些植物的叶，搜集一些植物的变态叶的图片。
教学过程：
第一课时：
教师活动
学生活动
导入：
一、复习：
叶和叶片的组成？
二、导入新课：
看看你们手中的叶子，它们都有什么特点呢？
（可以这样问：
它们是什么样子的?
）
新授：
三、制定标准给叶子分类：
（一）给叶分类
1、学生制定标准
2、汇报都有哪些标准：
教师根据学生制定情况适时引导。
3、教师引导从形状、叶脉特点来分类。
4、竞赛：
按不同标准给叶分类：
看谁的分类方法多。
5、各组汇报。
（二）变态叶
（1）教师拿出实物：
仙人掌
问：
同学们，看看仙人掌的叶在哪儿呢？
你还知道有哪些特殊的叶子呢？
（2）小结：
不少植物的叶都有变态的现象，同学们有兴趣的话课下可以多搜集一些这方面的材料。
把一组人的叶子放在一起看看有什么特点。
学生讨论：
都有哪些标准。
学生汇报
学生分组活动
学生汇报
学生观察并搜集资料
四、
五、植物叶与人们生活的关系
1、提问：
你们知道我们生活中有哪些物品是用植物的叶做成的吗？
2、叶子还有哪些用途呢？
学生讨论说出
第二课时：
教学目标：
了解植物叶和人类的关系，知道叶在生活中的一些用途，并且能够简单的应用。
教学重点、难点：
能通过制作叶标签的方法知道叶子在生活中的应用。
教师活动
媒体
学生活动
一、实物导入：
同学们看看老师这是什么？
漂亮吗？
叶的书签
叶书签
二、了解叶书签的制作方法
1、学生讨论怎么制作的
2、小结：
我也可以自己制作漂亮的叶书签送给别人。
3、制作叶书签：
小组讨论
学生汇报
学生用自己采集的叶子制作
三、紫甘蓝的实验
学生做变色的实验。
6、茎的组成
教学目标：
知道茎的共同特征是：
茎上有节、节上有叶和芽。
具有对茎的共同特征的观察能力以及归纳和概括茎的共同特征的思维能力。
感受和体会植物的多样性，发展研究植物的兴趣。
教学重点：
知道茎的共同特征。
发展学生的观察能力和思维能力。
教学难点：
能够观察并归纳出茎的共同特征。
教学准备：
实物：
竹、狗尾草、柳等的茎。
第一课时：
教学环节`
教师活动
学生活动
媒体
观察植物茎的组成
1．观察竹的茎
（1）观察图片——竹
（2）它的茎是什么样子的？
（3）讨论交流、汇报
（4）小结：
讲解茎的特征
观察竹的茎
学生思考、表达与交流
实物
2．观察狗尾草和柳的茎
（1）观察——狗尾草、柳
（2）讨论：
如何观察，观察那些地方？
（3）这些茎有共同的地方吗？
（4）小结：
都有节，节上有叶。
学生观察狗尾草的茎。
学生思考
实物
观察茎的内部构造
1．观察一种茎的内部构造
（1）要观察其内部构造
（2）分组观察
（3）汇报发现
（4）小结：
主要有树皮和
木质部。
看书：
问：
你还知道了什么？
观察内部构造
思考，表达与交流
实物
板书：
6、茎的组成
竹的图和茎的组成：
第二课时：
教学环节`
教师活动
学生活动
媒体
认识植物茎的作用
1．植物的茎有什么作用呢？
（1）讨论茎的作用
（2）如何验证你的猜想？
（3）设计实
升级会员 