微世界支持小學(xué)生科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程探究

1、微世界支持小學(xué)生科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程探究【摘要】如何利用計(jì)算機(jī)模擬軟件來(lái)支持一些在實(shí) 驗(yàn)室無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)是目前科學(xué)教學(xué)中迫切需要解決的問 題之一。微世界作為支持發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的模擬軟件，尤其適合于 發(fā)展科學(xué)學(xué)科的探索與發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)。學(xué)習(xí)者利用它提供的 操作方法與指令探索其中的領(lǐng)域知識(shí)，并觀察產(chǎn)生的現(xiàn)象、 檢驗(yàn)自己的假設(shè)，從而發(fā)現(xiàn)并習(xí)得微世界中蘊(yùn)藏的領(lǐng)域知 識(shí)。文章從理解微世界和科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的含義出發(fā)，分析了 微世界支持的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的活動(dòng)過程和學(xué)習(xí)者存在的困難，從 技術(shù)應(yīng)用和支持學(xué)習(xí)者科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)認(rèn)知過程兩個(gè)維度提 出了微世界支持的科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的策略框架，并通過開展教 學(xué)實(shí)踐，探索微世界支持小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)

2、的教學(xué)策略的實(shí)施過程，以促進(jìn)小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)的有效開展，提升小學(xué)生 的科學(xué)素養(yǎng)。【關(guān)鍵詞】微世界；科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)；教學(xué)策略：行動(dòng)研 究【中圖分類號(hào)】g420【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】a【論文編號(hào)】d0i】1009-8097(2013)09-0035-06 10. 3969/j. issn. 1009-8097. 2013. 09. 007一研究問題 科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)本質(zhì)上是一種良好的問題解決活動(dòng)。小學(xué) 科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)實(shí)際上是小學(xué)生通過探究科學(xué)實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn) 并獲得科學(xué)知識(shí)、科學(xué)現(xiàn)象，培養(yǎng)科學(xué)探究的技能的活動(dòng)過 程。微世界(mircroworld)是一個(gè)經(jīng)過實(shí)證研究證明十分 有效的認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)境與心智工具(menta

3、l tool),尤其適合 于發(fā)展科學(xué)(技)學(xué)科的探索與發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)。國(guó)外已經(jīng)有 許多微世界應(yīng)用于科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐案例。但 在國(guó)內(nèi)，特別是小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，還很少有關(guān)于微世界的教 學(xué)應(yīng)用研究。如何運(yùn)用微世界促進(jìn)小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)是值得 我們深入研究的問題。為此，本研究提出如下三個(gè)具體問題:(1) 小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)有什么特點(diǎn)，其活動(dòng)過程是什 么？(2) 微世界的功能特性是什么，它在小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué) 習(xí)中起什么作用？(3) 如何有效地運(yùn)用微世界支持小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)？ 二微世界支持的科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)1科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的含義科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)(scientific discovery learning)是 指學(xué)

4、習(xí)者通過構(gòu)造科學(xué)實(shí)驗(yàn)而進(jìn)行的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，即學(xué)習(xí)者像 科學(xué)家一樣，針對(duì)某個(gè)科學(xué)問題，通過提出假設(shè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 的方法，探究、發(fā)現(xiàn)并建構(gòu)其中的基本規(guī)律和原理的學(xué)習(xí)活 動(dòng)。因此，科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)是指在科學(xué)教學(xué)中，教師通過提供 一定的支持和幫助，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者針對(duì)某一個(gè)科學(xué)問題，通過 提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)假設(shè)、得出結(jié)論等步驟探究科學(xué) 實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)并建構(gòu)其中的基本概念、規(guī)律和原理，從而提高 科學(xué)素養(yǎng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的目標(biāo)、過程都十分強(qiáng) 調(diào)學(xué)生自己的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷，并希望能在這一過程中培養(yǎng)學(xué)生的 科學(xué)探究思維、方法，建構(gòu)起有關(guān)的概念、原理，發(fā)展有關(guān) 的認(rèn)知技能。2科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的活動(dòng)過程de jong和nioo曾把

5、科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)稱為”探索性學(xué)習(xí)”(exploratory learning),并對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的過程做了 具體分析，認(rèn)為這一過程主要由兩類活動(dòng)組成：轉(zhuǎn)化性過程 和監(jiān)控性過程。張建偉和陳琦對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化 分析，認(rèn)為在科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)者需要完成問題表 征與假設(shè)形成、實(shí)驗(yàn)探索、自我監(jiān)控與反思概括三種相互聯(lián) 系的活動(dòng)，這三種活動(dòng)構(gòu)成了科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中相互交織的三 條線索。同時(shí)還強(qiáng)調(diào)，在整個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)者原 有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)：領(lǐng)域性知識(shí)(domain knowledge)和元知識(shí)(meta-knowledge)具有重要的作用。陳剛提出了計(jì)算機(jī)模 擬支持的科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的活動(dòng)結(jié)構(gòu)，認(rèn)為

6、科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)實(shí)際 上就是學(xué)習(xí)者在實(shí)驗(yàn)空間和假設(shè)空間中展開的雙重搜索，包 括有三個(gè)子過程：搜索假設(shè)空間、搜索實(shí)驗(yàn)空間和證據(jù)評(píng)估。 綜合上述所有觀點(diǎn)，筆者認(rèn)為科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)實(shí)際上是學(xué) 習(xí)者通過開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，它可歸納為三個(gè)基本活動(dòng) 過程：科學(xué)探究活動(dòng)（提出問題、形成假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、探 索實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論）、自我監(jiān)控活動(dòng)（自我計(jì)劃、 自我監(jiān)控、自我評(píng)價(jià)）、反思概括活動(dòng)。在這三種活動(dòng)中， 學(xué)習(xí)者原有的知識(shí)基礎(chǔ)（領(lǐng)域性知識(shí)、元知識(shí)）具有重要的 作用。其中，科學(xué)探究活動(dòng)是科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的基本探索活動(dòng)。3微世界支持的科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中存在的困難雖然科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)受到了教育界的普遍歡迎，但是，許 多實(shí)驗(yàn)研

7、究表明，科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的實(shí)際效果并不一定優(yōu)于傳 統(tǒng)的講授型學(xué)習(xí)。究其原因，是因?yàn)閷W(xué)習(xí)者在科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí) 過程中遇到了各種新的問題與挑戰(zhàn)。而通過教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)， 在微世界支持的科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中主要存在以下兩方面困難：（1）學(xué)習(xí)者在使用微世界開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，容易 將其等同于"游戲”，導(dǎo)致無(wú)法發(fā)揮微世界的學(xué)習(xí)功能；（2）由于受到知識(shí)背景和認(rèn)知發(fā)展水平的限制，學(xué)習(xí) 者對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)知識(shí)和方法理解不夠，不知道如何開展 科學(xué)實(shí)驗(yàn)，具體表現(xiàn)在：不知道怎樣從具體的任務(wù)情境中 選擇自己的研究問題；不能正確地完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：不知 道應(yīng)該記錄哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；較難通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù) 來(lái)得出結(jié)論：對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)過

8、程不能進(jìn)行很好的監(jiān)控和調(diào) 節(jié)，經(jīng)常是隨意地、沒有邏輯地開展實(shí)驗(yàn)探索。三研究方法為了最終形成一套能夠有效促進(jìn)微世界支持小學(xué)科學(xué) 發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)策略實(shí)施過程和方法，本研究釆用行動(dòng)研究 的方法。1總體目標(biāo)的確定本行動(dòng)研究的總目標(biāo)是根據(jù)理論分析提出的微世界支 持小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)教學(xué)策略的總體思路，開展行動(dòng)研究， 通過不斷修正、完善，提出具體的微世界支持小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn) 學(xué)習(xí)的教學(xué)策略實(shí)施過程與操作原則。根據(jù)實(shí)際情況，本行 動(dòng)研究將設(shè)計(jì)成三輪循環(huán)，每輪的目標(biāo)分別為：（1）第一輪行動(dòng)目標(biāo)：探索微世界的使用方法，細(xì)化 各個(gè)并微世界支持小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的活動(dòng)過程中各個(gè)環(huán) 節(jié)的策略，即“知識(shí)解釋支持策略”、“實(shí)驗(yàn)探

9、索支持策 略”和“反思支持策略” ：（2）第二輪行動(dòng)目標(biāo)：修正、完 善各個(gè)環(huán)節(jié)的策略；（3）第三輪行動(dòng)目標(biāo)：總結(jié)微世界支持 小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)策略和方法，同時(shí)分析微世界支持 小學(xué)科發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)策略的實(shí)施對(duì)提升小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng) 的作用。2實(shí)驗(yàn)對(duì)象和內(nèi)容的選擇本研究的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是廣州市體育東路小學(xué)五（3）班的 學(xué)生（共30人），確定如表1所示的部分教學(xué)專題作為實(shí)驗(yàn) 教學(xué)內(nèi)容?！胺N植外星植物”、“生態(tài)瓶”、“維護(hù)生態(tài)平衡”三 個(gè)專題是小學(xué)科學(xué)的重要內(nèi)容。“種植外星植物”內(nèi)容側(cè)重 于將引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問題情境提出研究的問題，并根據(jù)問題設(shè) 計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)如何從收集的數(shù)據(jù)中，分析整理信息，從 而得出正確的

10、結(jié)論；“生態(tài)瓶”幫助學(xué)生探索在封閉條件下 建立良性生態(tài)系統(tǒng)的方法，再用于實(shí)際生活的研究，從而培 養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，幫助孩子們形成愛護(hù)動(dòng)物、珍愛生 命的意識(shí)；“維護(hù)生態(tài)平衡”引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)自然界的生態(tài)系 統(tǒng)是一個(gè)和諧的整體，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能形成，其中任何一 個(gè)環(huán)節(jié)受到破壞，生態(tài)系統(tǒng)都可能會(huì)失去平衡。3微世界的設(shè)計(jì)與開發(fā)本研究中所使用的微世界的設(shè)計(jì)理念是為小學(xué)生提供 模擬真實(shí)世界現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)式與探索式的學(xué)習(xí)環(huán)境，通過操作 微世界中的元件或命令進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，促進(jìn)小學(xué)生主動(dòng) 探究進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，從而激發(fā)小學(xué)生主動(dòng)參與解決問題 的能力。'種植外星植物”這一專題是根據(jù)小學(xué)五年級(jí)科學(xué) 上冊(cè)（教

11、科版）中“生物與環(huán)境一”單元中“設(shè)計(jì)種子發(fā) 芽”、“種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)”、“從實(shí)驗(yàn)中獲得信息”三個(gè)專題 內(nèi)容所涉及的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的拓展內(nèi)容，該軟件在課堂上 為學(xué)生提供一個(gè)虛擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究環(huán)境，通過探索三種養(yǎng)料 a、b、c中，哪種是外星植物"小菱花”生長(zhǎng)需要的養(yǎng)料， 并找出該養(yǎng)料的最佳分量范圍，從而幫助“小菱花”生長(zhǎng)得 最好，以打破宇宙高度，操作界面如圖1。“制作生態(tài)瓶”微世界是針對(duì)小學(xué)科學(xué)五年級(jí)內(nèi)容“生物與環(huán)境（二）”中有關(guān)生態(tài)瓶的內(nèi)容，主要目的是讓 學(xué)生在構(gòu)建、觀察、改變“微型生態(tài)系統(tǒng)”的過程中，加深 對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及生物圈的理解，明確非生物、植物、動(dòng)物之間 的依賴關(guān)系，軟件操作界面如圖2

12、。在“維護(hù)生態(tài)平衡”微世界軟件中，呈現(xiàn)了一條由 “草”、“兔子”、“狐貍”三種生物組成的食物鏈，學(xué)生 可以通過操作軟件開展對(duì)比實(shí)驗(yàn)，觀察這一生態(tài)系統(tǒng)50年 里草原生物數(shù)量的變化，軟件操作界面如圖3。4總體行動(dòng)方案（1）將微世界應(yīng)用于小學(xué)科學(xué)課堂，探索微世界的使 用策略與方法，并制定第一輪行動(dòng)計(jì)劃；（2）實(shí)施第一輪行 動(dòng)；（3）觀察并收集數(shù)據(jù)，分析效果；（4）反思第一輪行動(dòng) 結(jié)果并總結(jié)；（5）改進(jìn)教學(xué)，細(xì)化策略與方法并制定第二輪 行動(dòng)計(jì)劃；（6）實(shí)施第二輪行動(dòng)；（7）收集并分析數(shù)據(jù)，觀 察結(jié)果；（8）反思第二輪行動(dòng)結(jié)果，并改進(jìn)：（9）以同樣的 模式進(jìn)行第三輪行動(dòng)研究。四研究過程、結(jié)果與反思1第一

13、輪行動(dòng)方案、過程、結(jié)果與反思本輪行動(dòng)研究的主要目的是探索微世界的使用方法與 策略。作為一種計(jì)算機(jī)模擬軟件，微世界為學(xué)生提供了一種 模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)的虛擬環(huán)境，因此需要讓教師和學(xué)生熟悉和適 應(yīng)利用微世界開展科學(xué)學(xué)習(xí)，克服因真實(shí)實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)之 間的差異造成的困難。在本輪行動(dòng)研究中，教師根據(jù)教學(xué)的需要，在不同的教 學(xué)環(huán)節(jié)為學(xué)生提供了較為有針對(duì)性的支持策略。首先，在開 展科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究前，教師利用微世界的演示功能給學(xué)生創(chuàng)設(shè) 了問題情境，并聯(lián)系舊知識(shí)，幫助學(xué)生提出研究的問題：接 著，教師使用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)”將微世界中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)分 解為兩個(gè)任務(wù)，要求學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)方案和其它輔助工具來(lái)完 成一定任務(wù)，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)

14、探索過程中，教師還采用了搭建 “腳手架”、同伴輔導(dǎo)、提供輔助工具(如excel)、反思等 策略。筆者通過課堂觀察、課后對(duì)教師和學(xué)生的訪談發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)微世界這一新的學(xué)習(xí)軟件充滿了好奇和興趣，并且大部 分學(xué)生在明確了任務(wù)要求后，很快就能熟練操作微世界；學(xué) 生能夠明確實(shí)驗(yàn)研究方案的重要性，多數(shù)學(xué)生能夠認(rèn)真閱讀 并填寫實(shí)驗(yàn)方案，但也有不少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探索過程中不作記 錄：部分學(xué)生利用了 excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過分析直觀化的圖形來(lái)得出自己的結(jié)論。圖4 (a)、(b)是學(xué)生利用excel處理的收集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所得到的'小菱花”生長(zhǎng)曲線圖。但是，通過調(diào)查和觀察，發(fā)現(xiàn)還有以下一些問題有待解 決：(1

15、)學(xué)生對(duì)微世界的“熱情”過高，導(dǎo)致他們忽視了對(duì) 教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)問題等重要信息的理解，少數(shù)學(xué)生甚至將操 作微世界當(dāng)做玩游戲，直接影響了教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。(2)教 師對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)還不夠到位。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是未 能把握學(xué)生進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)給予及時(shí)和恰當(dāng) 的指導(dǎo)；二是未能對(duì)所有學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生間學(xué)習(xí)效 果差異較大。針對(duì)以上兩方面的問題，我們認(rèn)為可以嘗試采 取以下措施對(duì)微世界支持的小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)教學(xué)策略加 以改進(jìn)：(1) 在開始實(shí)驗(yàn)操作前，對(duì)學(xué)生的操作權(quán)限加以控制, 不讓學(xué)生動(dòng)手操作微世界，由教師引導(dǎo)學(xué)生明確了教學(xué)目標(biāo) 和探究任務(wù)、提出研究問題、形成了假設(shè)并制定了實(shí)驗(yàn)計(jì)劃 后，再

16、給予學(xué)生操作的權(quán)限。(2) 教師加強(qiáng)對(duì)教學(xué)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的把握，并針對(duì)關(guān)鍵的 教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生的概念轉(zhuǎn)變和思維發(fā) 展。同時(shí)，采用同伴輔導(dǎo)和小組協(xié)作相結(jié)合的策略加強(qiáng)學(xué)生 之間的互助和協(xié)作，最大限度地照顧到學(xué)生的水平差異。2第二輪行動(dòng)方案、過程、結(jié)果與反思本輪行動(dòng)研究的主要目的是細(xì)化微世界支持的小學(xué)科 學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)策略，即知識(shí)解釋支 持策略、實(shí)驗(yàn)探索支持策略和反思支持策略，并通過課堂觀 察、課后反思、調(diào)查和訪談等方式收集信息，進(jìn)一步總結(jié)三 種教學(xué)策略的具體應(yīng)用方法，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在問題從而加以 改進(jìn)。在本輪行動(dòng)研究中，教師在教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)了較有針對(duì)性的教學(xué)策略。

17、在提出問題和形成假設(shè)的階段，教師 提供的知識(shí)解釋支持策略主要包括了講授法、案例教學(xué)法、 概念圖支架等，為了幫助學(xué)生能夠理解所要探究的科學(xué)問 題，教師除了直接講授，還提供了相關(guān)的案例供學(xué)生觀摩學(xué) 習(xí)，同時(shí)還讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用概念圖工具對(duì)相關(guān)的科學(xué)知識(shí)進(jìn) 行分析和梳理，訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，從而建構(gòu)有關(guān)的科學(xué) 概念。在實(shí)驗(yàn)探索階段，教師分別針對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)假設(shè) 和分析實(shí)驗(yàn)三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)為學(xué)生提供了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探索支 持策略，包括：搭建“腳手架”、操作示范、提供輔助工具 等。本輪行動(dòng)研究中，筆者發(fā)現(xiàn)：大部分學(xué)生已經(jīng)適應(yīng)了微世界支持的小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)，開始將注意力 轉(zhuǎn)移到"我要利用微世界來(lái)發(fā)現(xiàn)”

18、，因此更加重視實(shí)驗(yàn)研究 方案的閱讀和填寫，部分學(xué)生能自己積極主動(dòng)地尋找輔助工 具進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和分析。由于本輪行動(dòng)研究中教學(xué)內(nèi)容所涉 及的知識(shí)較為復(fù)雜，學(xué)生在操作微世界和理解實(shí)驗(yàn)研究方案 的過程中還存在一定的困難。通過訪談教師發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際教學(xué)中，問題提出和假設(shè)形 成階段在整個(gè)課堂中處于很關(guān)鍵的地位，需要充分引起學(xué)生 探究的積極性，在明確問題基礎(chǔ)上開展實(shí)驗(yàn)的探索。因此， 除了在教學(xué)過程中要為學(xué)生提供知識(shí)解釋支持策略、實(shí)驗(yàn)探 索支持策略和反思支持策略外，還應(yīng)考慮在最初的教學(xué)環(huán)節(jié) 中，加入任務(wù)驅(qū)動(dòng)策略，通過提出任務(wù)、分析任務(wù)、解決任 務(wù)等步驟，使學(xué)生積極投入探究過程。通過訪談學(xué)生發(fā)現(xiàn)，學(xué)生主要在兩方面

19、還存在著較大的 困難：一是不知道如何根據(jù)研究問題進(jìn)行猜想和假設(shè)，較難 根據(jù)分辨猜想和假設(shè)選擇相關(guān)信息：二是不知道應(yīng)該如何對(duì) 收集的證據(jù)進(jìn)行推理和解釋，從而形成正確的結(jié)論。雖然教 師在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，已經(jīng)針對(duì)這兩方面的困難提供了相關(guān)的學(xué) 習(xí)支持，但還有待于進(jìn)一步深入分析和解決。本輪行動(dòng)研究對(duì)教學(xué)策略進(jìn)行細(xì)化并改進(jìn)了相應(yīng)的實(shí) 驗(yàn)研究方案，較第一輪行動(dòng)研究有了較大的改進(jìn)。但也發(fā)現(xiàn) 以下問題，針對(duì)這些問題，提出改進(jìn)措施。(1) 發(fā)現(xiàn)問題學(xué)生在形成假設(shè)和得出結(jié)論兩個(gè)環(huán)節(jié)還存在著較大困 難，需要教師提供更有針對(duì)性的教學(xué)策略和方法的支持。(2) 改進(jìn)措施發(fā)揮小組協(xié)作探究的優(yōu)勢(shì)，利用“同伴輔導(dǎo)”使學(xué)生之 間互相幫

20、助和促進(jìn)。3第三輪行動(dòng)方案、過程、結(jié)果與反思本輪行動(dòng)研究的主要目的是總結(jié)微世界支持小學(xué)科學(xué) 發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)策略的操作過程及方法，分析微世界支持小 學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)教學(xué)策略對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展所起的作 用。在本階段的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，主要針對(duì)前兩個(gè)循環(huán)中出現(xiàn)的 問題進(jìn)行觀察分析，重點(diǎn)關(guān)注所提出的教學(xué)策略在促進(jìn)學(xué)生 開展科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)中的有效性。通過執(zhí)教教師的反思，可以發(fā)現(xiàn)：(1)各種策略的運(yùn)用有助于學(xué)生開展科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)，也促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展；(2)教師認(rèn)為微世界很適合于支持小學(xué)科學(xué)中部分難以在課堂中完成的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探索，大大提高了學(xué)生參與科 學(xué)探究的積極性，增加了學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過程的機(jī)會(huì)。學(xué)

21、生對(duì)微世界的使用表現(xiàn)出極大的興趣，訪談發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在科學(xué)知識(shí)的掌握、科學(xué)探究能力、情感態(tài)度價(jià)值觀的發(fā) 展方面取得了較大的進(jìn)步。主要表現(xiàn)在：(1)能夠應(yīng)用課堂 上所學(xué)的知識(shí)去解釋生活中的科學(xué)現(xiàn)象或解決生活中的實(shí) 際問題；(2)完整地體驗(yàn)了科學(xué)探究的過程，增強(qiáng)了動(dòng)手操 作的能力；(3)極大提高了對(duì)科學(xué)探究的興趣，并愿意與他 人合作和交流。五總結(jié)與評(píng)價(jià) 通過三輪行動(dòng)研究，總結(jié)出微世界支持小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)策略的實(shí)施過程如圖5所示，并得出如下結(jié)論：1微世界支持小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)施步驟包括''明確探究任務(wù)建構(gòu)問題空間制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃開展微世界探索一一形成結(jié)論一一反思評(píng)價(jià)”六個(gè)環(huán)節(jié)微世

22、界支持的小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的實(shí)施步驟分為：明確探究任務(wù)、建構(gòu)問題空間、制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、開展微世界探索、形成結(jié)論和反思評(píng)價(jià)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中必須是一名參 與者和行動(dòng)者，實(shí)驗(yàn)方案和操作都應(yīng)盡可能由學(xué)生來(lái)完成， 讓學(xué)生真正成為知識(shí)的探索者。教師在開展教學(xué)時(shí)，首先要 通過設(shè)計(jì)真實(shí)的任務(wù)情境幫助學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)。在科 學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生不斷地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、 開展微世界探索、收集數(shù)據(jù)，并猜想背后的規(guī)律，直到實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)能夠支持所猜想的規(guī)律，最終進(jìn)行總結(jié)和反思。教師可 通過簡(jiǎn)單的講解和示范讓學(xué)生迅速了解微世界的操作方法 和注意事項(xiàng)，以減少學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探索過程中所遇到的困難。2微世界支持小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)策略包括任務(wù)驅(qū)動(dòng)策略、知識(shí)解釋支持策略、實(shí)驗(yàn)探索支持策略、反思支持策略和多元評(píng)價(jià)策略通過對(duì)微世界支持的小學(xué)科學(xué)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)試驗(yàn)的歸納總結(jié),得出微