0299《科学教育》网上作业题及答案.docx

1、0299科学教育网上作业题及答案0299科学教育网上作业及答案1：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：

2、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44)。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置。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，

3、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）2：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

4、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

5、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

6、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

7、”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。

8、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321y吹气”它验中，教师可以给同学

9、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

10、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

11、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

12、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

13、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。3：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

14、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(611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

15、：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。4：论述题一、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、

16、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。1：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

17、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1520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1520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。）2：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

18、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

19、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?3：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：（

20、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

21、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、

22、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

23、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。4：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

24、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。1：论述题

25、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。观察结果感知器官名称定性或定量参考答案：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

26、能力。）2：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

27、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46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，

28、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

29、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

30、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

31、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