科学设计精选(九篇)

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第1篇：科学设计范文

一、实验设计要激发学生兴趣

实践出真知。小学科学教材中的内容，就是广泛应用于生活中各个方面的一些知识。学生容易理解，在日常生活中也经常遇到，自己亲手实践的经历却很少。在教学六年级上册《科学》第一单元《工具和机械》时，教师设计了实验，带着学生到实验室上课，教学地点的变化，可以给学生带来新鲜感。每当科学课我一走进教室，学生便雀跃欢呼。那场面，表现出学生对科学课的浓厚兴趣。我在每课的实验设计中，注重由易到难，由简单到复杂，由个别到全面，让大家都动手来做一做。在实践中让学生进一步体会科学的乐趣，轻易地掌握课文内容。在教学杠杆类工具的研究中，让每个小组在实验桌上装好杠杆尺，然后，向学生提出：“什么情况下杠杆省力？什么情况下杠杆费力？什么情况下杠杆不省力也不费力？”让每个小组的学生合作，由他们自己去探讨这些问题。通过实验，学生掌握了多种方法来解决这些问题，既强化了对杠杆原理的认识，又从中找到一些研究规律。使学生的感性认识上升到理性认识，再从理性认识应用到亲手操作，对知识的掌握更加牢固，从中也培养了他们对科学的兴趣。

二、实验设计要符合学生的认知水平

学生才是学习的主人，教师在进行实验设计时要充分考虑学生的主体地位，让学生在实验过程中能够自己动手操作，仔细观察，认真思考，得出结论，达到认识和掌握课本内容的目的。高年级的学生知识面比较广，理解能力、思维能力都比较强，但他们对科学还只是停留在好奇的层面，往往抓不住事物的主要特征。因此，教师在设计实验时要采取多种形式，调动他们的各种感官，有意识地观察事物，并从中悟出道理，找出技巧与规律。在教学“滑轮”这组课文时，教师让学生以组为单位组装出一个定滑轮，向他们提问：“在我们的日常生活中，你在哪见过这样的滑轮？”再让学生在滑轮上的绳子一端挂上钩码，用手拉动另一端，让学生体会一下。然后用直筒测力计去拉，看看需多大的力，并说说能否省力。学生通过实验，发现用定滑轮提升物体，不能省力。在此基础上，教师再给每个小组一个滑轮：“你们可做出能省力的滑轮吗？”通过教师的启发指导，学生小组共同合作，结果，学生把滑轮、滑轮组的实验都自己做出来了，感到非常高兴。在教学“拱形的力量”时，教师让学生每个人用硬纸板做一个拱形放在桌上，在拱形上面放上笔等文具，让学生自己观察：“当拱塌下的时候，你发现了什么问题？为了使拱能承受较大的压力，你如何解决这个问题？学生有了开头的示范实验，他们开动脑筋，再次动手。结果，全班学生很快发现用课本把拱的两边抵住，拱顶能承受较大压力。我抓住这一机会，让学生得出结论，然后再延伸到日常生活中，并结合实际提问：哪些地方运用了拱形？使学生进一步明白拱形的力量。这样的实验设计，达到了事半功倍的效果，同时激发了学生求知与探索的欲望。

三、实验设计要充分发掘并利用本地的自然资源

第2篇：科学设计范文

关键词:实验教学,习题教学,高效课堂,和谐统一,科学探究能力,探索创新意识,运用科学方法,教学模式。

复习课是教学活动的重要一环,但因它既无现成的教材,也无固定的模式,因此与新授课相比更显难教。有人把平时教学比喻成像栽活一棵树,复习似育好一片林。栽活一棵树容易,育好一片林可要花费一番功夫。

复习课之所以难上,是因为复习课的内容对学生来说都已学过,已失去了新鲜感,较难引起学生学习的积极性和热情。因此如何才能做到通过教师对所教内容的再设计、再创造,使学生通过再学习,达到知识的再记忆、再理解、再整和、再迁移,并且重新构建知识的框架。这是上好复习课共同面临的问题。有时复习课思想认识上模糊和茫然,把复习课当成了“堆积式”的新授课,这样做形式是在系统复习,实质上是照本宣科“抄现饭”,老师在课堂上泛泛地讲,学生听起来兴味索然,容易疲劳走神,而且占用时间较长,学生的自主探究时间相应减少,复习效果不佳。有时教法呆扳,表现为满堂灌,以“讲”代“练”;或放任自流,光“练”不“讲”;或就题论题,题海战术。在这样的教学方式下,学生处于消极被动的学习状态,学生的学习能力得不到提高,课堂效率非常低下。因此复习课的教学设计尤为重要。

如何才能使一堂科学复习课更好融入新课改精神,实现“双基”与“能力”的和谐统一,真正成为高校课堂,起到事半功倍的效果呢。

一、复习课的设计符合新课改理念

体现“从生活走向科学,从科学走向社会”的新理念,整个过程要以问题为载体,为学生搭建动口、动脑的平台。让学生经历科学探究过程,学习科学探究方法,培养学生的探索精神、实践能力以及创新意识。体验科学思维过程,培养分析问题、解决问题的能力。并将其应用于生产生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。

二、要有明确的教学目标

复习目标对复习起着导向、激励、调节和评价的作用,复习目标的确定要考虑到下面的因素。

1.依据教材。复习要从教材整体出发,按知识体系或按章节、单元,抓住重点与难点来考虑复习目标,使学生能初步对知识的整体性进行把握进一步对重点知识进行加深与拓宽,从多层次、多角度认识重点与难点知识,以求解题时不会遇到大的障碍。

2.依据课程标准。既要考虑到学习目标,又要考虑到学习内容的具体目标。

3.依据学生实际。所谓学生实际就是对学生的认知和能力要了解,对学生的求知心理特点要掌握。既要研究学生的群体,又要研究学生的个体。尤其要对基础好的和差的学生有不同的目标要求,因材施教,使他们各有所得。实际教学活动中,就某一节的目标而言应所侧重,不要平均使用时间和精力,要有计划地讲课堂复习目标重点定位在认识、能力、情感的某一方面。

三、充分发挥复习课的作用

学生在认识和熟记知识的时候,遗忘也就开始了,这是客观规律。和遗忘作斗争的最好办法就是复习。所以,教应有计划地引导、及时进行复习,以巩固知识、强化记忆,长久地记忆本学科最有价值的基本内容,在需要时得以重新构建和再现。复习不是简单的再现或“查漏补缺”,也不仅是为了防止遗忘。常言道:“温故而知新”,可见,复习也是一种知新的过程。再复习中可以更深入一步揭示出学生先前未注意到的事物或概念之间的内在联系,从而加深学生对科学现象、概念和规律更透彻、更全面的理解,从而获得更加简明扼要、更加系统完整、更加巩固可靠的结论,达到横向拓宽知识,纵向深化知识的目的。众所周知,掌握知识的最终目的在于应用。运用知识的过程能形成技能和技巧,使之更加成熟和完善,把知识转化为能力。在复习过程中,经过教师的指导和启发,通过书面的、口头的、及做的各种练习,可培养学生概括和整理知识的能力,发展记忆能力。提高分析、解决问题的能力及培养学生学习科学的自觉性和主动精神。

复习在科学教学中的作用,可概括为:理顺知识,强化记忆;温故知新,拓宽加深;发展能力,综合提高。

四、深刻认识复习课的特点

1.知识的归纳整理。无论是哪一类型的复习课,都要将所学的有关知识进行归纳、整理,进行纵、横向的归类,进而作知识的系统的整体综合,形成结构化的知识。

2.知识的迁移训练。复习不是简单的重复,它最终目的在于培养和提高学生运用知识、解决问题的能力。在复习过程中,要加强知识的迁移训练,培养学生举一反三、触类旁通、运用所学知识解决问题的能力。

五、认真领会复习课教学要注意的几个问题

1.“四准”:对新课程、新教材把握的准;对教学的重点、难点“吃”的准;对学生的水平、能力看的准;对中考的动态、趋势瞄的准。

2.“六多”:学生互动多;反馈评价多;获取信息多;知识迁移多;解决问题多;实际应用多。

六、熟悉几种常见复习方法、并掌握其优缺点,根据实际选择合适的方法

1.常规复习法;

按课本的先后顺序,先着重将本章的基本概念、规律、公式等重要提一提,然后在此基础上再做一些有关的练习题。这种复习方式把握不好会成为知识的罗列,不容易激发学生的学习兴趣。此法最大的优点是容易操作。

2.问题复习法;

认真选择练习题,以分析讲解练习题为主,将概念穿插在其中进行,以题谈基,谈不完整,遗漏难免;或以问题为线索,贯穿每章每节的始终,可以充分调动学生的积极性,让学生动口、动手、动脑,使学生愿学、乐学,从而最大限度的提高复习效率。

3.归纳综合法

复习中涉及到的科学规律和概念遍及科学教材的每个章节,教师要引导学生从基本概念、基本定义、基本实验出发,对课本知识内容回忆、巩固。整理时不拘于课本顺序,按知识的性质归类,将有关的知识用一条知识链贯穿起来,形成一幅网络图。这有益于学生较系统、条理掌握复习内容。

4.实验复习法

科学上的许多规律、概念的得出都源于实验,因而在考试中“实验题”少不了。况且,对于某些复杂的实验操作学生很容易忘记。在复习时可故意设一些错漏点,让学生观察、纠正,这样印象更深刻。或该换新知课器材探讨新的方法,这样有利于学生对理论知识的进一步理解,操作技能更加熟练,能提高学生分析问题、解决问题的能力。

总之,在设计的复习课中能使学生学会学习,开发学生的智力,提高学生的素质,重视对学生终身学习愿望、科学探究能力、创新意识以及科学精神的培养,增强适应社会发展的意识。

参考文献:

1.许国梁:《中学物理教材教法》,江苏教育出版社,1985年。

2.阎金铎、田世昆:《中学物理教学概论》,高等教育出版社,1991年。

第3篇：科学设计范文

一、贴近儿童生活,尊重童趣,设计探索活动

伟大的教育家陶行知主张:“儿童的生活才是儿童的教育,要从成人的残酷里把儿童解放出来。”这说明教育必须植根于儿童的生活,必须尊重童趣,必须给儿童保持童趣的权利。

1.以童趣事物作为探索发现的生长点,并贯穿探索活动的全过程,发挥童趣机制作用,激励持续探索的动力。如教学《沉与浮》一课,学生从日常生活中找来了各种物品放入水中进行实验,如:木珠、海棉、回形针、木片、塑料积木等等。观察其在水中沉浮的情况并做好记录。孩子们不仅越玩兴趣越高,而且在个别孩子的带动下,大家还玩出了新花样:想办法将沉入水中的物品让它浮起来;浮在水面上的物品让它沉下去。而在“橡皮泥浮起来”的实验中,孩子通过自己反复的操作,发现了:原来,改变橡皮泥的形状可以使下沉的橡皮泥浮起来。小小“沉浮实验”给孩子们带来了无穷的乐趣。

2.增加应用知识的趣味性,在愉悦之中让学生体验到获取探索成果的意义,使他们今后乐于再探索。启发学生综合运用所学知识,动手动脑解决带有好玩色彩的问题,开展游戏性的活动,进行有创意的趣味制作等等,都可以使应用知识变得生动有趣,富有吸引力。

实践证明,把童趣心理具体化于教学,最能有效地解放学生,学生才会乐而忘倦,越学越想学。我校三(一)班的杨启小朋友在他的日记中写道:“一周一节科学课真是太少了。如果时间能像光速一样该有多好啊!这样,我们就可以天天上科学课了。”

二、“削枝强干”,突出探索重点

《科学》课本为我们教学提供了重要的依据,但是,只有把它转化成学生在教师的引导下积极开展认知活动的教学过程,才能发挥它蕴含着的教育作用。启发学生自行探求是探索性实验教学的重要特征。教师在充分研究学生,深入钻研教材的基础上,综合考虑以下四方面的要求,分清主次,以主带从,突出所要探求的主要内容,使学生能在有限的教学时间内迅速有效地自行探求。

1.能体现人类探索发现的智慧价值,有利于培养学生探求知识形成过程的能力。

2.学生力所能及,能“跳一跳”摘到“果子”,能推动学生从“现有发展区”朝着“最近发展区”迈进。

3.能借助物化手段,为学生提供独立支配的实物材料,让学生能通过实践活动探求未知。

4.教学时空条件允许,内容分量适度。

三、合理分解,形成递进式探求环节

抓住了学生自行探求的重点后,还需要按照知识逻辑发展顺序和学生认知发展顺序,分析达到教学最终目标所要经历的基本步骤,弄清学生能探求什么,可能会有什么困难,怎样增设台阶,从而做到按照学生的步子把探索的过程分解为具有内在联系、坡度恰当、拾级而上的递进式探求环节,使探索过程具有渐进性、连续性和积累性,做到确保学生自行探求的实效性。

学生在把人类已有的认识成果转化到自己的认知结构中时,常常会受主观愿望、情感色彩的支配。因此,逻辑建构探索过程必须充分照顾学生的心理特征,防止逻辑僵化,灵活编排探求环节顺序。如设计《流动的水》的探求过程时,考虑到学生对“借水帮忙使小水车转起来”,最易发生兴趣,而且还能探求流水的力量能帮助我们做什么,起到启发设计思路的作用,故此我们不墨守知识的传统编排,把探求水的内部压力安排在第一个环节,使逻辑建构富含儿童的心理特色。

第4篇：科学设计范文

特卫强的确是一种看上去和白纸没什么两样的材料，只不过摸起来更有韧性。从技术的角度说，它其实是一种由100%高密度聚乙烯通过闪蒸法制成的无纺布，和大多数实验室产品一样，很少有人知道它可以用来做什么。

1955年，杜邦的科学家在实验室研制出特卫强的时候，也不清楚它具体能派上什么用场。最早的尝试者是一些服装设计师，他们看中它高不透明性和结构致密的特点而将它用在了羽绒服内衬里；随后它又被户外运动装备设计师拿去制作防水耐用的户外地图；找上门来的还有建筑公司、印刷厂和医疗用品公司。目前特卫强被应用得最广泛的领域是在美国的房屋外墙防水材料以及医疗防护服。

特卫强从诞生于实验室到最终被市场接受，整个商业化的过程花了将近20年时间。而胡依林只花了10个月的时间就为这个材料开拓了一片新市场—他用杜邦特卫强做了一种特殊的鞋。

胡依林的灵感来自于朋友寄给他的一个用特卫强材料制作的钱包，这位跨界设计师当时正醉心于新兴趣—做鞋，并在费心寻找合适的材料。火花产生在这个钱包被搁置2个月后。一天，胡依林外出跑步，为了轻便，他拿了200元钱塞在这个钱包里，回来后随手搁在玄关的柜子上，这只钱包很快便成了他家的猫撕咬玩耍的对象。“我当时就想，完了，纸做的钱包肯定坏掉了。”胡依林说，但出乎意料的是，钱包完好无损。胡依林便立即向朋友询问了钱包材质的名称，希望可以应用在自己正在进行的新鞋设计上。随后，他从朋友那里拿到了一些特卫强材料。

胡依林完全按照自己以前的认知和直觉去处理，他先把材料送到印刷厂染上了颜色。然后用他自己的说法是像“叠纸飞机一样”叠出了一双鞋的样子，用订书机、胶水固定起来。

第二天，当时还是Frog设计师的胡依林就穿着这双甚至还没有鞋底的“鞋子”走进了办公室。“同事们看到这双鞋的第一句话都是‘我能摸一下吗？’而不是‘我能看一下吗？’，”胡依林说，“这是一种很奇特的体验。”

不过他很快就发现，特卫强的材质非常牢固，导致它不像帆布或者皮革那样具有伸缩性，穿起来很不舒适，而且还会褪色。这两个关键问题必须解决，否则特卫强就永远无法被做成一双真正意义上的鞋。但这显然超出了一个设计师的知识范畴。

胡依林决定试试运气。他将这双制作粗糙的鞋子的照片配上自己想法的简单文字描述，做成一个PDF文件，托朋友交给杜邦中国公司。两三天后，他就收到了来自杜邦防护科技事业部的邀请，一同开会讨论解决方 案。

其实像胡依林这样经常有些奇思妙想的本土设计师正是杜邦近年来一直在寻找的合作伙伴。从2008年起，杜邦就开始注意中国本土设计师，希望他们为旗下的专利技术和材料开拓更多的应用领域。杜邦防护科技事业部特卫强中国区销售经理吴敏告诉《第一财经周刊》，杜邦内部建立了这样一套机制：一线销售人员收到设计师的创意后会立即将其反馈给相应的主管。根据设计方案，杜邦的技术和营销团队会先一起讨论，考量设计方案的可行性。如果大家一致认定方案具有市场潜力并且在技术上是可行的，杜邦就会成立项目组，帮助设计师解决产品设计和制造中的技术难题。

而这些难题很多是设计方案中完全没有设想到的。胡依林原以为要解决的问题很简单，不外乎是掉色问题，以及想办法让材料变得柔软一些，但技术人员显然想得更多。他们首先更换了胡依林原本设计的鞋子所使用的特卫强的型号，通过在不同的部位使用不同密度和强度的特卫强材料来解决制鞋工艺中延展性和柔软度的问题。同时，鞋帮和鞋底的粘合也是胡依林过去没有考虑过、但未来必须面对的新挑战。因为特卫强过去的应用场景大都不需要很强的结合能力，因此技术人员完全没有粘合方面的经验。

负责技术支持的鲍卫霞找了两家供应商调制处理剂。“特卫强的结实程度超出我的想象，无论用什么胶水，最终都会脱胶。”胡依林说。调制过程花了差不多一个月，两家供应商尝试了十多种处理剂，最终的解决方法是在特卫强和鞋底之间引入第三种材料—超细纤维革。先用处理剂将表面处理过的特卫强和超细纤维革黏合到一起，然后用缝纫技术再加固一遍，最后将超细纤维革和鞋底粘合起来。

在掉色问题上，杜邦的技术人员也解决了胡依林搞不明白的化学公式、油墨数值、牢固度等问题。从头到尾胡依林要做的就是把想要的效果做成文档，然后杜邦的技术人员会去搞定背后的一系列测试，再反馈给他和供应商。

作为一个以技术研发为导向的公司，杜邦引入这样一套机制的原因在于，设计师对于市场趋势和消费者偏好的准确把握能为技术研发提供更多预判，从而最大限度地规避风险。杜邦高性聚合物工程塑料研发部的孙难见博士告诉《第一财经周刊》，材料的市场应用前景是非常难判断的，很多时候可能一款新材料的各项实验室指标都非常棒，但最终的市场销售结果却并不理 想。

设计师提供想象力和对市场趋势的把握，科学家则提供技术的可能性，历史上许多革命性的产品就是在这样的火花中诞生的。

比如另一家化工集团3M的科学家Spencer Silver博士早在1968年就发明了一种粘性很弱但能反复粘贴的配方，但这种新胶水立即就被认为是失败的发明而遭到搁置。直到1980年，3M工程师Art Fry把这种粘贴剂用在小纸片上，这项技术才变成3M公司最具标志性的资产—便利贴。每当提到技术的应用前景和“失败是成功之母”精神的时候，这总是一个经典案例。

在孙难见的记忆里，10年前笔记本电脑的外壳还大都是黑白两色，正是设计师将消费者对于彩壳的需求告诉科学家，才启发了他们在塑料粒子中加入各种色彩的想法。10年后，孙难见发现来自设计师的要求变成了将笔记本电脑外壳变得更轻薄。“和科学家不同，设计师看待一个材料的角度会不一样，会更贴近消费者的需求。”胡依林说。

第5篇：科学设计范文

关键词：高职高专 双语教学 问题 对策

由于近年来大部分学生面临就业压力大以及世界经济全球化趋势的影响,双语教学已在我国大部分本科院校蓬勃开展起来。但是,什么是双语教学？高职院校是否有必要有能力开展双语教学？怎样开展双语教学以及在开展的过程中将面临怎样的困难与阻碍？这是我们每一位高职高专英语教师都十分关注的问题。

1、双语教学的定义

1.1 国外有关的双语教学定义

在国外,大都采用(bilingual education)双语教育的提法,很少采用双语教学的提法。其中较权威的定义有:《朗文应用语言学词典》所给的“双语教学”的定义:"The use of a second or foreign language in school for the teaching of content subjects"译成中文,意思是能在学校里使用第二语言或外语进行各门学科的教学。

1.2 我国有关的双语教学定义

目前国内各学者对我国高校的双语教学理解分歧还较大,具体概括如下:

1.2.1 认为双语教学是一种教学方式或形式

李红兵在《高校双语教学模式的探讨》中认为双语教学是指对高等学校的部分课程采用国外具有代表性和先进性的原版教材,并采用英语授课的一种教学方式。

1.2.2 认为双语教学是在学科教学进程或过程中使用双语当作教学手段

刘钦永在《关于双语教育和双语教学的思考》中认为双语教学是指教学中使用外语或非本民族语言进行教学的进程。

1.2.3 认为双语教学是一种语言教学

邱辉忠在《化学教学中实施双语教学的思考》中认为双语教学是指将学生的外语或第二语言,通过教学和环境,经过若干阶段的训练,使之能代替,或接近母语的表达水平。

但是目前我国大多正在实施的双语教学的院校对其的理解组要包含两方面的含意:一是教材选用原版教材且授课老师用外语讲课,难度系数较大;二是教材选用的是外语,老师授课时采用汉语授课。

2、高职、高专院校双语教学的必要性

目前高职高专教育是我国高等教育的重要组成部分。主要培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的全方面发展的高等技术应用性人才。然而高职高专的学生大多英语基础差、学习积极性不高。从学校教育的角度讲,解决这一问题的办法就是提高学生外语的综合素质,即进行卓有成效的双语教学。

2.1 高职院校实施双语教学是市场的需求

随着进一步经济全球化的进程,当前毕业市场对毕业生岗位实际操作能力和英语日常用语的交际能力也提出了更高要求。

从高职学生近年就业岗位需求来看,无论是活跃在三产服务岗位的毕业生,还是选择就职于一般企业的机电、磨具等专业的毕业生,就职的企业对毕业生的外语水平明显提出了更高的要求。由于这类型企业大部分的机械设备是来自于国外的,因此他们不仅要求毕业生有过硬的专业能力,而且要求他们能看懂订单、能参照国外的机械设备说明书进行简单的维修等。因此,在高职院校开展面向工作岗位的双语教学是非常必要的。

2.2 高职院校实施双语教学是适应学生自身发展的需要

双语教学重视的不仅仅是学生专业学习的能力,而是引导养学生了解如何使用外语去培养思考专业的能力。通过这种“外语+专业”的教学模式培养出来的学生,今后无论是在的工作岗位上,还是毕业后选择继续深造、出国留学,这种“外语+专业” 教学模式所带来的优势都会不断地显现出来。因此,通过实施双语教学来满足高职院校学生自身发展不仅必要,而且迫切需要开展的。

3、高职、高专院校实施双语教学的阻碍

3.1 高职、高专院校双语教学的现状

由于高职高专院校大多数学生的英语基础偏低,但是进入大学后,很多学校对全国A、B级考试过级率有相应的要求,在这种情况下很多学生不得不重新开始学习英语。在非主观意愿地重头学习英语的过程中,教师们一般会大量地向学生灌输英语知识,这种填鸭式地讲授必然会让学生对英语学习产生更大的抵触。学生外语基础差再加上不合理的课程设置这也就是为什么双语教学常常是进行于每学期开学初的头几次课,而几次课后几乎三分之二或以上的教师为了教学进度不得不把计划好的双语教学重新改回最原始的通过母语来教授英语的授课形式。

3.2 高职高专院校实行双语教学面临的困难

(1)学生英语基础差。双语教学不仅对教师提出了极高的要求,同时对学生的英语综合素质也有相当高的要求。但是目前大多数高职高专院校学生的英语基础较差,而且缺乏对外语学习的兴趣。而且今年来很多高校开始扩招后,这样扩招后入学的高职高专学生外语总体水平更是达不到双语教学的要求。

(2)“双语型”师资不足。虽然目前国内很多高校都提倡进行双语教学,但是双语教师缺失仍然是普遍存在的问题。因为双语教学的教师不单单要有精深的专业知识,而且要有较高的英语口语水平,这样才能够用英语清楚明白地讲解专业知识。目前国内很多高职高院校大主要专存在以下两种现实情况:一是由校内专业知识较强且外语综合水平稍高的教师担任,这样的专业教师虽然专业精通,但英语口语表达水平不高,很难用英语阐述并教授专业概念、专业理论。二是英语教师虽然英语水平高,但对专业知识几乎是从不涉足,即使一些教授专业课外语的英语教师也仅仅是对教材进行全篇的翻译至于“外语+专业”的教授模式却是也很难胜任。

(3)缺少适用的教材和具体的语言环境。双语教学的开展必须提倡或强制使用外语原版教材。没有原版教材,双语教学就变成了无源之水,无本之木。而且目前很多国内院校在英语课堂上创设的交际环境,都是演练性质的,缺少真实生活中语境的复杂性和无法预测性。

简言之,学生基础差,双语教师少,双语教材少以及英语教学没有缺少练习的不同环境是目前大多院校双语教学的主要现状。

4、高职、高专院校双语教学的解决方案

4.1 首先我们要改变教师传统填鸭式英语授课的模式

首先教师要在课堂上模拟语言环境,不仅仅是在口语教学中,而是运用到所有英语课的教学当中。教师应当根据每次授课不同的内容,创设出不同的语言条件和要求,再根据这些具体的语言条件和要求构建一个实际可行的语言环境,让学生置身于这个创设的环境中去练习口语。

4.2 尽可能为学生设计具体的语言环境

双语教学的英语学习环境,不单是指学生听到的、而是要求学生看到的和嘴里说的尽可能是英语。看到的主要是指学生学习生活中遇到的硬环境,最好是要让学生在学习场所、生活场所都可以看到和学习英语。如:班级的课表、班规和其它布置（板报）最好用英汉双语;体育馆内的器材名称也用双语。而耳朵听到的和嘴里说的主要是指软环境。要学好一种语言,主要要从听和说上下功夫,这需要教师的主观努力,去引导,去营造环境,去创造机会。首先,在英语课堂上毫无疑问教师应尽量多用英语、少用母语,可能开始有的学生听不懂,但教师可以借助直观手段如实物、图片等创设语境帮助学生去理解;同时老师要利用眼神、口形、手势和其它一切肢体语言帮助学生学习理解。其次,在课堂外也应尽量多用英语。如校园内遇到同学要用英语打招呼以及课堂上发号施令都可以用英语;还可以充分利多媒体来播放英语歌曲、小电影等;并以定期举行英语竞赛活动,来检验双语教学的效果,建议学校的其它一些大型活动也应尽量让学生运用双语进行主持。这些不仅让学生有机会听和说,最主要的是能激发学生的学习兴趣。

4.3 如想切实有效地进行双语教学,当前我们一定要想尽办法提高高职院校学生英语的综合水平

高职高专在生源竞争上往往比不上普通高校,尤其是在外语基础方面,更是学生的薄弱环节。了解同学们问题所在,教师就要有针对的逐一的带着同学去改进。只有把学生的综合英语水平提上去才能最大化的发挥双语教学的显著作用。

双语教学试验是一项长期的任务,它不会一朝一日就能见效。所有急功近利的做法在表面上可能会有一时一地的轰动效果,但如果不以科学的态度认真学习,通过五年,十年甚至更长时间的积极实践和探索,双语教学只能又是以轰轰烈烈走过场了事。所以高职高专院校应如何管理双语教学的发展非常现实地摆在我们面前。虽然目前不少院校已经建立了双语教学的制度,但是接下来要做的工作仍是大量的,复杂的和艰巨的。只有通过深入地学习思考,认真分析研究,统一认识,理清思路,确定目标,才能将双语教学的探索顺利成功地进行下去。

参考文献

[1]杨四耕.我国双语教学研究新进展[J].上海教育科研,2005,08.

[2]吴平.五年来的双语教学研究综述[J].中国大学教学,2007年第1期.

[3]王旭东.关于“双语教学”的思考.

第6篇：科学设计范文

什么是循证设计

一个简单的定义是“有意识地优化使用现有的知识来辅助设计决策和提高设计成果”。设计师们如不参考相关的科学信息实属浪费。在循证设计的过程中，建筑师需要积极、谨慎、思辨地分析目前的研究及实践提供的科学信息，并和项目委托方进行沟通，由此优化适应具体项目的相关设计决策。

设计师如今需要来自新领域的科学知识和证据，正如绿色设计要求有关空气质量、建筑能耗、绿色建筑材料和自然生态系统的知识，一个好的医院设计需要应用相关的医学和医疗卫生系统知识，了解护士在医护过程中所起的作用。负责尽职地应用循证设计的建筑师应该做好充分准备去了解与具体项目相关、但其建筑专业教育并未涉猎的领域。

循证设计是一个过程而不是一个产品

循证设计是一个设计者和项目委托人共同寻求最佳设计方案的过程。在其复杂的问题中，人们想要寻找一个现成的答案通常以失望告终，于是有人期待循证设计会对关键的设计问题提供唯一的、放之四海而皆准的答案。但事实上，即便在类似的项目中，相同的数据和科学知识可能由于具体项目条件或时间因素会引领出不同的设计概念，同时科学界也在不停地进行新的研究，相关的数据和信息也在不停地更新。

循证设计必须使用多种信息途径来寻求相关的知识和证据，避免过度依赖陈旧过期的信息或无视最新信息。由于与具体设计相关的信息范围很广，建筑师经常需要在新的、陌生的领域寻找信息。他需要在所有相关领域寻找重要可靠的信息以优化关键的决策，并且对科学研究的严谨度做出自己的分析判断。

设计者也应该对每个具体项目都区别对待，因为没有两个设计是完全相同的。用来在某个设计中辅助决策的信息可能并不适合另一个设计。即便是采用一个相对标准化的设计时，建筑师也经常需要根据具体项目情况做出相应调整。目前的知识和证据也可能在短期内就会有所更新与演变，所以用现有的证据来制订标准化的标准或规范是不可取的。合理使用循证设计不仅会带来更佳的设计结果，也会引领出更多样化的优秀设计概念。

理解科学研究对于设计实践的意义

这要求设计师具备科学辩证的分析思维能力。建筑师在设计中往往参照源于其他建筑案例的知识信息，因此必须对这些信息在当前项目的适用性进行辩证分析，并对不能直接引用的信息根据具体情况的差异做出演绎。科学辩证的分析能帮助设计师对研究的严谨度及其成果的准确性做出合理的判断，而前提是建筑师具有分析、综合及评价这些信息的能力。

有时，设计者甚至会在不同研究项目中发现相互矛盾的研究结果，从而面临在其中做出科学决策的挑战。在这种情况下建筑师需要使用科学辩证的分析来优化其决策，结果可能是选择少数服从多数，尊重更大量存在的事实，或甚至与主流观念背道而驰。

循证设计需要建立一个严谨的“逻辑链”

这始于对科学可靠的研究成果的探寻，经过对所得信息的严谨分析，最终达成对具体项目的设计概念和目标的构思及相关的科学假设。一个建立在科学证据基础上的设计必须体现这一从科学研究成果到具体设计目标之间的逻辑链。设计师有时会期待通过某个设计概念达成某方面的具体目标，例如“通过提供充分光照及优美的自然景观来帮助患者减轻病痛”。这样的目标和假设应该是建立在对现存的有关日光及景观如何影响患者的研究成果充分了解及合理分析的基础之上。

设计师有收集并使用相关科学信息的道德义务。他们有责任保护公众不受结构坍塌、火灾及其他建筑灾害的威胁，而达成这一目标的途径是通过对以往科学研究和实践经验，包括过往灾害的研究及实际考察。在医疗设计领域，设计者面临诸多可靠科学的新信息，尤其是有关健康及安全的信息，因此有责任将其应用在设计实践中以优化公众的安全和利益。

循证设计的实践分为四个等级

*第一等级：遵照研究成果进行实践，并联接研究成果和设计概念

这一等级的设计者遵循循证设计的概念，及时了解最新的研究，并在设计中应用已研究的知识信息。他们会积极地分析建成的案例、发现其中的问题、并和公众尤其是以后的客户分享成功案例。也有公司收集不成功的例子以便在以后的设计中做出改进。这一等级的不足之处是设计者进行自我评定时倾向于发现成功的故事，容易缺乏从研究到预期设计成果之间的严谨逻辑链。

*第二等级：在第一等级的基础上对所期待的设计结果进行科学的假设和实证

这一等级的建筑师在循证设计上走得更远，对其设计概念可能带来的益处提出了科学的假设，并通过实证的方法检验该假设。他们建立了一个逻辑链来联接某一具体的设计手法和一个所期待的成果，并且通过收集数据进行实证的方法来检验其假设的关系是否成立。

第7篇：科学设计范文

关键词：初中科学；实验设计；自主探究；科学素养

中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2013）11-151-02

浙教版新版初中科学旨在培养学生转变学习方式――变被动接受式学习为主动探究式学习，重在培养学生的创新精神和实践能力。教材中增设了大量的实验活动，然而由于中考指挥棒等原因，科学教师在具体的教学活动中，并没有很好地落实通过引导学生亲身经历科学探究过程来实现教育目标。正如一学生所说：看着老师的演示实验，很吸引人的，一旦自己动手实验，因只是验证性做做，已没什么兴趣。对此，教师在科学实验课的教学中，有效地进行实验教学设计，让学生自主探究活动的过程，“放大”学生的好奇心，激发学生的求知欲，既能提高学科课堂教学效率，又能促进学生科学思维的形成。笔者结合多年的科学实验教学实践谈几点做法。

一、精心设计探究性实验，培养学生自主操作能力

实验教学设计是教学的中心环节，成功的教学始于科学的教学设计。实验教学设计应明确地把提高学生的智力和能力放在优先位置，也就是应把智能开发作为教学设计的始点和终点。把教材中的一些演示实验、模拟实验、验证实验尽可能设计成探究性实验。如曾有一位教师在教学牛顿第三定律时，她让学生用桌上的弹簧秤、铁钉、磁铁两人一组动手实验，通过观察弹簧秤的读数，分析相互作用力的方向，经过讨论、归纳出牛顿第三定律。这样做学生参与程度高，通过动手操作，动口讨论，动脑思维，归纳规律，有利于学生发现品质的培养和抽象概括能力的提高。接着引导学生从相互作用力的性质、大小、方向和作用对象研究，找出作用力和反作用力与平衡力的共性与差异。这样做既突出了学生的主体地位，又培养了学生“求异”和“比较思维”的能力。接着她借助多媒体展示了课件：我国110米栏冠军刘翔起跑的镜头和14世纪末，有一位中国官吏想借助火箭飞行的动画。这样做，既使学生明白了作用力、反作用力的应用，同时又进行了爱国主义教育。这节课中，教师没把要讲的内容当成现成的知识传授，而是进行了活化，作为一个知识探索及获得的过程，有效地提高了学生“自主学习”的能力。这样的实验设计，既具有探究性和启发性，又锻炼了学生的实验操作能力，激发了学生的探究心理，启发和活跃了思维，为培养学生的创新能力创设了情境，提供了条件。

二、精心设计课堂探究与课外实验相结合，培养学生的自主意识

自主意识是创新的前提，是求实的基础。培养学生的自主意识，有利于造就开拓进取、勇于创新的人才。实验教学中要尊重学生的人格，实验活动中多用设问方式，保护和引导学生的好奇心，鼓励他们质疑问难，勇于发表自己的见解；重视扶植和培养有不同爱好和特点的学生，让他们有施展才华的机会，增强自主意识。

新教材中安排了较多的“探究”和“进一步探究”活动，有一些探究活动无法在课堂教学中完成，如探索各类生物的习性、生长、发育规律，也有如月相及其变化、日食、月食、星图等自然景观的变化，这些都需要教师根据实际情况，提前1～2周，甚至提前1～2月或更多时间，引导学生课外作观察日记，适时指导。这样，既分解了一些课堂教学中的疑难点，增强了科学的直观性、规律性，使学生获得新知识增添了“催化剂”；又激发了学生学科学爱科学的积极性，培养了学生的自主探究意识，充分发挥了学生的主观能动性、独立性和创造性，真正体现了探究性学习的真谛。当学生接到任务后，情绪高涨，很快自由结合成一个个活动小组，各自准备实验材料和实验仪器：在制定计划和实施计划时，有的小组是自己设计的，有的是按照教材设计的。学生在这些探究活动中，教师要经常关心学生的实验情况，定期召集学生汇总情况，及时组织讨论和引导。让学生在探究活动中渐渐养成持之以恒、一丝不苟的科学态度，提高学生自主探究的意识。

三、精心设计成功的情境，全面提高学生科学素养

“成功的情境”是让学生通过成功的学习，使他们的好奇心与学习愿望获得满足。在探究实验活动中，为了让每一个学生都能从各自的实验活动中获得成功，可针对不同层次的学生采用多层次的启发式的实验教学设计，设立不同层次的教学目标，给每一位学生创造表达、交流和展示的机会。让他们在成功的喜悦中，感悟自己潜在的能力，激发他们的求知欲，从而以更大的热情投入到新的学习活动中去。

在“探究馒头在口腔中的变化”的实验课中，对后进生可设计如下问题：1.馒头的主要成分是什么？2.淀粉有没有甜味？淀粉分解成麦芽糖后有没有甜味？3.淀粉遇碘变蓝，麦芽糖遇碘变不变色？要求他们能叙述一些简单的实验过程和结果。当出现失误时，教师要主动关心他们，少批评，多肯定，还要及时给予表扬和鼓励，使他们看到自身的价值和潜力。美国心理学家吉尔福特把思维的方式分成复合思维和发散思维，其中的发散思维是指对同一问题，从不同角度、不同层次、不同方面出发，得出多种多样的设计和解决问题的途径的思维过程。针对思维开阔的学生可设计以下具有发散性特点的问题：1、为什么唾液淀粉酶的消化作用对温度的要求大约是37℃？2、为什么3只试管各滴加2滴碘液？滴多了会出现什么现象？3、除了教材中提供收集唾液的方法外，谁还能想出别的方法？4、除了将3只试管一起放入37 ℃的温水中，谁还能设计出更简便的方法？这样做可使不同层次学习水平的学生都能得到发展，让学生惊奇于自己的诸多发现，学生在亲身体验中情感得到极大的满足，在实践和体验中获得独特的、丰富的、深刻的感性材料，让学生感到自己是一个“发现者、研究者、探索者”，体验到智慧的力量和发现的快乐，从而使他们在成功的满足中产生愉悦，以更饱满的自信投入到新的学习中。

总之，实践证明：合理的科学实验课堂教学设计，能有效地发挥学生的主体作用，开发学生的智力和潜能，培养学生的科学操作、思维能力，掌握科学探究的方法，形成尊重事实、善于质疑、勇于探究的科学态度，培养学生科学的思维习惯，养成良好的科学素养。

参考文献：

第8篇：科学设计范文

[关键词]科学 教学设计 动态生成 教学 优化

[中图分类号] G623.6 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2016）36-075

在科学课堂教学中，教师应合理优化教学设计，珍视教学中的动态生成，让预设与生成相互促进，和谐发展。做好课堂预设，能为课堂动态生成留足空间；展开多元对话，为课堂动态生成创设空间；及时调整教学设计，能有效捕捉动态生成讯息。动态生成是重要的教学资源，教师要有生成意识，为学生提供更丰富的学习内容，赢得课堂教学的主动权。

一、教学预设，储蓄动态生成空间

在设计科学课堂教学教案时，教师应从教学内容的选择、教法的运用、学法的指导等方面，为课堂教学资源的生成留足空间。教师要从学生学习基础出发，找准学生学习兴趣的激发点，使用适合度更高的教学方式为学生提供教学。学生学习兴趣一旦被激活，教学效果自然会有所提高。

在教学《食物链和食物网》一课时，我让学生判断“谁吃谁”，这里的“谁”可指蔷薇、小草、树叶、蚜虫、瓢虫、蚯蚓、毛毛虫、小鸟等。有的学生说：“小鸟吃瓢虫，瓢虫吃蚜虫，蚜虫吃小草或蔷薇”；也有的学生说：“小鸟吃毛毛虫，毛毛虫吃蔷薇，小鸟还可以吃蚯蚓，可是蚯蚓吃什么呢？”这个问题一经提出，立刻引起其他学生的关注。我顺势引导学生进行讨论：所有生物都有自己的食物链或食物网，请你列举出生活中见过的生物，找找它们之间的食物链。学生的探究热情被点燃，教学课堂讨论气氛非常热烈，很快就出现了许多条食物链。

教师针对课堂的动态生成，向学生提出问题，引导学生展开讨论，很快将学生带入思考中。学生在讨论、分析、综合中形成的学习认知，为学生提供重要的交流机会。教学生成随时发生，教师应有捕捉意识，随时点爆课堂学习氛围，使科学课堂教学取得较好的效果。

二、多元对话，创设动态生成环境

教师应积极引导学生展开多元对话，与学生建立平等的对话机制，重视学生的言行，注重课堂的互动品质。教师巧妙地设计课堂的提问环节，引导学生展开交互对话活动，进行多种形式的合作学习。课堂教学呈现繁荣景象，教学生成自然形成，学生的学习思维也将得到有效激发。

多元对话体现在生生互动与师生互动中。如在教学《维护生态平衡》一课时，我提出问题：以草原为例，草原上常见的生物有鹰、兔子和草，这三种生物之间如何形成生态平衡呢？有学生回答：“如果鹰少了，兔子必然增多，兔子多了，草就少了，草大量减少，会引起沙漠化。生态平衡就会被打破，因此，人类不应随意捕捉鹰。”有的学生说：“如果我们大量投放鹰的数量，让鹰抓兔子，草原的兔子少了，草就会旺盛起来，这样是不是会有好结果呢？”问题一提出，立刻引起热议。有的学生说：“要减少兔子的数量，发动人们去猎杀兔子就可以了，不需要投放鹰？”有的学生说：“草原草长高了，冬天干燥易着火，就怕火势太旺，难以控制呀。”

从学生激烈地讨论中可以发现，学生学习的兴趣被激发了，对生态平衡也有了更深刻地认识。此时，我再引导学生进行总结：自然界有比较固定的生态平衡，人类不应该随意打破这种平衡，一旦生态平衡被破坏，必将给人类带来巨大的灾难。

三、及时调整，捕捉动态生成讯息

课堂教学不是一成不变的，教师应根据教学实际做出适时地调整。课堂教学动态生成随时可能出现，教师面对教学生成时，需要快速做出应对，对原有的教学设计进行对位调整。在课堂教学中，教师要善于观察学生的学习情况，对学生的点滴反应给予重视，鼓励学生进行自主探究，根据学生的接受情况调整教学进度，为推进课堂创造良好条件。

《阳光下的影子》一课要求学生从阳光照射物体产生的影子中形成新的认知。在教学中，我让学生根据自身实践绘制影子随时间变化的示意图。在课堂展示中，学生大多能给出实验结果之后，我再要求学生讲述实验过程与感悟。有学生说：“我用一根竹竿进行测试，从上午十点开始，每隔一个小时，测量一次竹竿的影子的长度，一直到下午四点。从描绘的示意图中发现，阳光照射方向呈现规律性转移，影子长短和角度也随之变化，且所有变化都呈现规律性。教师对学生的实践成果进行科学、合理地分析评价。

先让学生自主探索相关内容，再进入课堂学习，真正体现“先学后教”的教学理念。学生有了实践感知作为学习基础，对课堂学习有重要的促进作用。课堂教学中，学生参与度、学习效率都能有效提升。学生前期实践情况教师难以预设，给课堂教学带来诸多的不确定性，教学生成特征明显，也为课堂教学地灵活调整创造条件。

第9篇：科学设计范文

【关键词】科学探究；学习平台；科学教育

【中图分类号】G40057【文献标识码】A【论文编号】1009―8097 (2008) 09―0056―04

我国在贯彻落实“科教兴国”战略、全面推进素质教育的进程中，改革与加强中小学的科学教育，切实有效地提高青少年的科学素养，已经引起人们的高度重视。《科学课程标准（3－6年级）》中明确指出：科学课程“以培养小学生科学素养为宗旨”[1]，要把科学探究作为科学学习的核心。但是，许多研究表明，常规教学方式无法有效地支持科学探究的开展。当前应用网络来支持教学科学探究也成为了信息技术与科学课程整合的研究焦点，本研究力图构建一个基于网络的科学探究学习平台，促进科学探究在中小学科学教育的开展。

一 概念界定

本文所涉及到的“科学探究”是指：在科学教学中，以培养学生科学探究能力、提升科学素养为目的，在教师引导下，学生通过模拟类似科学家的探究过程来理解科学概念和探究的本质的一种学习活动。一般认为，科学探究的基本步骤有形成问题，建立假设，制定研究方案，检验假设，作结论，表达与交流。

由于目前学术界对什么是科学探究平台尚无定义，本文所使用的“科学探究平台”是指面向中小学科学教学，以科学探究理论为指导，以支持科学探究的活动过程、培养科学探究技能为目标的基于网络的教学软件系统。

二 国内对科学探究学习平台的研究

国内对科学探究学习平台设计与开发方面的研究只有以下一些：

《高中物理探究型网络课件的设计研究》一文就如何设计、开发培养高中学生科学探究能力物理网络课件进行了探讨，刘海华[2]提出的“设计支持科学探究的教学软件必须结合科学探究的要素”值得借鉴，即科学探究一般分为形成问题，建立假设，制定研究方案，检验假设，作结论，表达与交流的步骤等步骤，教学软件要支持这些步骤。但是作者开发的案例《单摆周期》在支持科学探究方面还存在一些不足，功能很少，不具备科学探究所需的检验假设、数据搜集分析等学习工具，不具备对科学探究过程的支持功能。此外，文章也没有对设计支持科学探究的网络课件的一般方法进行总结归纳。

上海市宝山区月浦新村小学“因特网支持下小学科学探究学习的实践研究”总结出了因特网支持下的小学科学探究活动基本的操作模式、评价方案并开发了两个主题网站。在主题网站建设方面，建设了“网上少科院”和“小学生做研究”两个主题学习网站，它们对科学探究活动的支持还有一些不足：“网站是静态的，交互性不够，除了BBS论坛，更多的是信息的展示。以探究科学小课题为主的科学探究活动，需要网上调查、数据分析等活动，网站的功能不够。科学探究的成果必须通过网站管理人员上传，学生没有自，上传后也不能进行反复修改。”[3]

我国台湾地区的科学探究研究项目主要有台北市教育局主办的“台北市2006气象探究网络竞赛”1。这个项目是面向中学生的课外活动，它依托台北市校园气象台，开展网络科学探究竞赛。参加活动的学生从竞赛网站上限定的主题中，选择一个要探究的主题。进行探究活动时，使用台北市校园气象台提供的气象数据、学生结成学习小组围绕该主题设计科学探究活动，请专家学者评分及学员互评选出优秀的设计方案。校园气象台作为气象数据、资源和信息呈现工具，而在竞赛过程中的拟定计划、交流讨论、作品互评等活动是通过另外设置的论坛以及相应的作品提交系统来实现的。总体而言，校园气象台不是一个完备的科学探究支持平台，缺乏对科学探究活动过程的支持。

三 国外对科学探究学习平台的研究

美国对科学探究支持软件工具进行了较系统研究的主要有美国密歇根大学教育学院HI－CE的Krajcik教授，以及加州大学柏克莱分校TELS的Linn教授等人。他们根据实践经验进行了设计方法与原则的归纳。

Quintana和Krajcik等人[4]提出了设计支持科学探究软件的理论框架。该理论框架围绕学习者进行科学探究活动时可能遇到的三个主要的障碍设计支持策略：“第一，针对理解科学性内容提出的支持策略：软件应包含科学内容的表征，这些表征应该可以让学习者从不同角度进行操纵、观察，这样才能帮助学习者理解该表征的不同特征。第二，针对探究过程管理提出的支持策略：把复杂的探究过程用结构化的形式表现出来。第三，针对反思和沟通提出的沟通支持策略：学习者不仅需要对某个科学知识点进行反思与交流，还需要对自己的学习流程如探究计划、探究过程进行反思，软件应该提供指示使学习者能跟踪自己的学习进程。”

此外，美国开展的应用网络支持科学探究的研究项目比较多，如GLOBE2（Global Learning and Observations to Benefit the Environment）、GEODE3（Geographic Data on Education）和实时数据项目4。这些研究的共同之处在于：

首先，均应用了某个科学领域的大量数据，并且开发了相应的数据处理软件工具，如GEODE是利用地理地图数据、CIESE则应用了包括气象、洋流、航空等多个领域的科学数据。这说明基于网络的科学探究活动不仅是搜集网络资源，获取并分析、解读科学数据是很重要的活动，科学探究平台需要对这方面提供支持。

其次，各项目都重视开发课程资源，课程资源分为技术工具和相应的使用方案（如教材、专题探究活动）。Simons和Clark[5]指出，“探究活动的成功最终取决于精心设计的教学活动而不是基于计算机的工具，当然这些工具在对学习者理解什么是数据、如何收集、处理、转化数据方面乃至理解科学知识上起着不可或缺的作用”，Edelson[6]发现了利用可视化技术来支持地理科学的探究学习项目中出现的阻碍因素，并提出解决的办法是设计相应的技术工具和课程。这启示我们在设计开发科学探究平台的时候，需要设置各种学习工具，同时还要有配套的学习活动。

四 科学探究支持软件案例分析

国外（主要是美国）开展了许多应用网络支持科学探究研究的项目，这些项目均开发了一些软件工具，按照软件工具对科学探究过程的支持程度进行分类，笔者把目前用于支持科学探究的软件工具分为两大类：科学探究支持工具与科学探究支持平台。

1 科学探究支持工具

“科学探究支持工具”是指只支持科学探究的某个环节的软件工具。科学探究一般有提出科学性问题、进行假设、制定研究计划、搜集证据、检验假设、交流协作等环节，科学探究支持工具是针对支持某个或几个环节而设计的软件。目前学术界常提及的这一类软件工具主要有以下一些，见表1。

（1） 科学探究支持工具的优点：

它们是专门化的工具，针对科学探究的某个环节而设计，专门设计这一方面的功能从而使其具有“专而深”的特点。

它们提供专门科学领域的原始数据，以及数据可视化、数据分析工具。以大量的科学数据为基础，开发相应的数据分析工具，学生在探究过程中应用这些工具进行数据获取与分析，检验假设。

（2） 科学探究支持工具的缺点

这些软件工具只支持科学探究活动的某个环节，因而功能单一，缺少配套的学习工具以及配套的活动案例。因而在应用到科学教学时，教师需要根据软件工具的功能重新设计探究活动、寻找配套的学习工具。

2 科学探究支持平台

科学探究支持平台可以支持科学探究活动的多个环节，应用比较多的系统是WISE9（Web-based Inquiry Science Environment）。WISE即“基于网络的科学探究平台”，其特点是按照科学探究的程序，一步一步引导学生开展活动，并提供了一系列工具来支持学生的探究。

（1） 科学探究支持平台的优点

支持科学探究活动的多个环节，学生可以在平台上进行诸如提出科学性问题、进行假设、制定研究计划、搜集证据、交流协作等系列活动，这是科学探究支持平台一个明显的优点，使它成为一个完备的基于网络的科学学习环境。

（2） 科学探究支持平台的缺点

WISE本身只提供系统功能，如用户管理、作业评价、提供各种学习工具等，但不提供学习资源，科学探究活动所需的学习资源由“项目”开发者整理而来。相比之下前文介绍的以提供科学数据为特点的科学探究支持工具，由建设好的科学仪器自动探测到某个科学领域的数据，不用人工干预就可获得，大量的数据本身就是学习资源。

其次，现有的活动项目里的科学探究活动一般是由阅读材料、整理网络资料、形成结论构成，缺少获取直接证据的活动，如何获取科学数据、处理并解读数据的活动很少。对于自然科学类的课程的学习而言，不能仅通过网上资源的阅读来完成，其中很重要的一个方面就是对数据的分析处理。

五 中小学科学探究学习平台的设计

综合以上文献分析与软件调研结果，作者发现科学探究支持工具长于提供专门化工具与资源（包括大量科学数据），但难以支持完整的科学探究活动；而作为应用最广泛的科学探究支持平台WISE，在支持完整的探究过程、提供相应的活动案例方面是其显著优点，但缺少提供专门领域科学数据的功能。并且从文献分析与研究项目的分析中得出，开发科学探究平台需要注意两个问题，一是科学探究平台需要支持科学数据的获取并支持学生分析、解读科学数据能力的培养；二是科学探究平台需要设计学习工具和相应的探究活动。

因而，综合以上观点，可以构建出如图1所示的科学探究平台的模型框架。

1 活动层

活动层是指在平台上开展的科学探究活动。根据科学探究的含义，每个活动按照科学探究的基本程序分为提出问题、猜想与假设、制定计划、观察实验制作、搜集证据、交流讨论、成果7个步骤进行。

2 工具层

工具层是指用以支持科学探究活动开展和进行的一系列认知工具，本平台的认知工具包括某个科学学习领域的科学数据、数据可视化工具和分析工具、网络资源以及探究活动创编工具。

（1） 科学数据：指由专门的数据采集器及配套软件采集到的各类物理、化学、生物、环境等领域内科学问题的数据，如位移、速度、温度、湿度、声音、光、电、力、pH值等等。科学数据还可分为和历史数据：实时数据是指由数据采集器探测到的科学数据并实时上传到学习平台的数据。历史数据是指探测到的科学数据自动存储在数据库中，长期积累下来的数据就是历史数据，历史数据可以反映某一科学现象变迁的趋势。

（2） 数据可视化工具和分析工具：在大量的数据基础上，利用计算机的高速计算能力，进行简单的2－D绘图或者3－D绘图，实现数据的图形可视化，提高数据的直观性。学生可以通过数据可视化工具和分析工具来进行验证假设、搜集证据、探察科学现象的变化规律等活动。

（3） 网络资源：提供与活动主题相关的网络资源，包括名词解释、相关网址、多媒体资源等。

（4） 探究活动创编工具：为教师提供的设计符合自己教学需要的探究活动的工具，可以通过活动创编工具来修改平台自带的探究活动，也可以自行设计出新的探究活动。

（5） 探究过程支持工具：针对科学探究活动的不同环节，提供不同的支持工具。如针对制定计划环节，提供计划模板与编辑工具；针对表达与交流环节，设计异时交互工具。

3 硬件层

特指用于采集数据的的数据采集器及配套软件。

六 中小学科学探究学习平台的应用前景

科学探究平台适于基于某一科学专题（气象、环境、生物等），因为通用的平台难以提供有针对性的资源与硬件工具，而科学探究所需的支持工具往往是专业性非常强的工具。平台应用于科学及其他学科教学（化学、物理、生物等理科科目）都有很好的应用前景，例如,以手持技术、自动气象站为硬件基础，可以构建基于专题的科学探究平台。

“手持技术（Hand-held Technology），可以方便而迅速地收集各类物理、化学、生物、环境等数据，如位移、速度、温度、声音、光、电、力、pH值等，广泛应用于理科实验中”[7]。它是用传感器获取数据信息，以计算机和数据采集器为核心的实验平台，能够将实验数据进行数字化并通过计算机完成对实验数据的显示、分析、存储以及传输。利用手持技术，构建基于手持技术的科学探究平台，可以促进手持技术的应用范围，开展基于网络的校际协作学习。

自动气象站是由电子设备或计算机控制的自动进行气象观测和资料收集传输的气象站。自动探测基本的气象信息项目如气压、气温、相对湿度、风向、风速、雨量，并把数据保存到计算机数据库中，还可以通过网络、远程查询、生成统计图表。利用自动气象站，在校园里建立气象科学探究平台，让同学们通过网络学习平台学习气象知识，不仅能使同学们掌握气象观测的基本方法，更重要的是能够激发同学们学习自然地理、科学的兴趣和热情，提高他们的科学素养，掌握科学探究的理念和方法。

七 结语

利用信息技术开展科学探究，促进科学课程的改革，培养学生的科学素养，这是教育技术研究的一个重要领域，本文在对国内外应用网络支持科学探究的研究分析的基础上，就如何构建网络学习平台以支持科学探究活动做一些探索性研究，提出了中小学科学探究学习平台的设计方法。本文作者已经按照此设计方法，以自动气象台为基础，采用.net开发平台和SQL Server数据库开发了基于气象专题的科学探究平台，并进行了初步的应用。

注：

台湾校园气象台网站：

5 Rivere Run网站：

8 Progress Portfolio网站：

9 WISE基于网络的科学探究平台：wise.berkeley.edu

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部制.全日制义务教育科学（3－6年级）课程标准（实验稿）[S].北京:北京师范大学出版社,2001:1-1.

[2] 刘海华.高中物理探究型网络课件的设计研究[D].河北大学,2005.

[3] 佚名.月浦新村小学科技教育的发展之路[DB/OL].

[4] Quintana, C., Reiser, B. J., Davis, E. A.,et al. A scaffolding design framework for software to support science inquiry [J].Journal of the Learning Sciences, 2004, 3:337-386.

[5] Simons, Krista, Supporting the Development of Science Inquiry Skills with Special Classes of Software [J]. Educational Technology Research and Development, 2000, 2:81-95.