欲植大树、先种小草 ── 科学教育学科建设 的思考与行动 罗星凯 广西师范大学科学教育研究所 广西师范大学物理与电子工程学院 xkluo@mailbox.gxnu

1. 欲植大树、先种小草──科学教育学科建设 的思考与行动 罗星凯 广西师范大学科学教育研究所 广西师范大学物理与电子工程学院 xkluo@mailbox.gxnu.edu.cn http://www.risechina.org

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3. 大学学术评价 苦恼： 教育的呼唤，尤其是基础教育的呼唤

4. 对策？ • 深化学科教育研究，提升学术水平 • 建设高标准学科教育学术团队 • 以真心和服务，换得“用户”源头活水，培育教师教育精品课程和教学成果

5. 2005年8月成都会议报告： 科学课程与科学教育研究 科学课程实验 科学教育学科发展 科学教育专业建设 科学教育研 究

6. 科学课程实验 科学教育学科发展 科学教育专业建设 科学教育研 究 科学教育学科发展 科学教育实践发展 科学教育专业建设 科学教育研 究

7. 整体能力建设思路 教师教育 课程与教学 改革实践 基础教育课程与教学实践 基础教育 改革发展 面向基础教育的课程与教学理论与实践研究

8. 案例之一 一堂小学自然课上的发现和随后所做的研究 请预测：小学三年级学生会如何描述“热胀冷缩”现象？

9. 实验：先对将密闭容器里的水加热

10. 请看：3年级小学生如何描述热胀现象

11. 学生该做的都做了

12. 学生该做的都做了

13. 老师该说的也说了

14. 最后测验巩固一下┆

15. 基本问题 A fundamental question raised from the classroom visit • 9岁儿童是否已具备明确区分物体质量和体积的认知能力？Has a 9 years old student already had a clear differentiation between volume and mass of a matter? • If not yet, is it reasonable to teach the topic in such an earlier age? • More generally, do a requirement prescribed in standards for certain age has a research foundation?

16. 后续研究I：研究生相关论文工作 • 罗运文，小学生对热胀冷缩现象理解的调查研究，广西师范大学硕士学位论文，2003年4月. • 吴娴，关于中小学生密度概念发展及其影响因素的初步研究，广西师范大学硕士学位论文，2003年4月.

17. 后续研究II：两篇影响较大的案例 • 赵光平、罗星凯，一堂失败的好课，人民教育，2002年第10期 • 罗星凯、吴娴等，小学科学教育里的大学问━━围绕《一堂“失败”的好课》展开的一次参与式培训，人民教育，2003年第22期。

20. 小学科学教育里的大学问，载《人民教育》22/2003小学科学教育里的大学问，载《人民教育》22/2003 〔编后〕相信多数读者读到这里，都会有一种阅读后的满足感，文章不仅挖掘出了一堂课诸多耐人寻味的讨论话题，而且还把深刻的教育教学理论以非常通俗的方式表达于具体的教学实例中，……把平凡的教学细节变成了一本内涵丰富的书？或许兼而有之。……从这篇文章中，读者还可以看到，……，任何深刻的思想都可以用平实的语言来表达。……。

21. 后续研究III：研究工具和结构化科学探究学习资源开发后续研究III：研究工具和结构化科学探究学习资源开发 • “密度概念引入”探究教学设计Teaching for conceptual understanding of Density ── A typical Example of developing structured materials for teaching science concepts or laws through inquiry

22. Q:学生在正式学习密度概念之前，对相关现象和问题已有了怎样的理解？What is in students’ mind before and after formal learning? What is their feeling about direct way of defining such a concept? * Wu Xian, Research on the Elementary and Secondary School Pupils’Conceptual Development of Densityand its Background, Master Thesis, Guangxi Normal University, 2003

23. I need m/v !- Conceptual Definition Can be Reasonably and Comfortably Made Through Inquiry Learning 给你8个“黑瓶子”，每个瓶子中装的都是同一种材料，8个瓶子内共装了4种。在不打开瓶子的情况下，请你们想办法将瓶子归类。

24. 在8个“黑瓶子”中，有3个瓶子完全一样，意味着它们所装材料的体积一样，因此只要先称出它们中每一个的重量，即可判断其中所装材料是否一样。在8个“黑瓶子”中，有3个瓶子完全一样，意味着它们所装材料的体积一样，因此只要先称出它们中每一个的重量，即可判断其中所装材料是否一样。

25. 剩下的6个‘黑瓶子’虽然形状各异，但通过测量发现有2个瓶子内装材料的净重一样。因此只要测出它们所装材料的体积（空瓶的容积）即可。剩下的6个‘黑瓶子’虽然形状各异，但通过测量发现有2个瓶子内装材料的净重一样。因此只要测出它们所装材料的体积（空瓶的容积）即可。

26. 最后的4个“黑瓶子”，形状各异，测得它们内装材料的净重和体积也均不一样。因此，必须综合考虑每一个瓶子的重量和体积并进行对比分析，从而可能产生出“根据重量和体积的比值可以区分”的猜测。最后的4个“黑瓶子”，形状各异，测得它们内装材料的净重和体积也均不一样。因此，必须综合考虑每一个瓶子的重量和体积并进行对比分析，从而可能产生出“根据重量和体积的比值可以区分”的猜测。

27. 大学者看出的大门道 赵凯华：北京大学教授、物理系原主任 中国物理学会原副理事长

28. “最有可能实施好科学探究教学的科学教师，是曾这样学习过、被这样教过的”“最有可能实施好科学探究教学的科学教师，是曾这样学习过、被这样教过的”

29. 案例之二 中考评价工作及理科考试评价研究的发展 背 景 • 义务教育新课程实施四年来日益凸现的考试评价的制约问题 • 2004年初中毕业考试与普通高中招生制度改革框架下的学科学业考试 • 1999年起教育部连续七年组织全国初中毕业、升学考试管理及试卷评价工作

30. 我们承担的工作内容： • 2002年以来：全国初中毕业理科学业考试命题评估（理科命题评估） • 2005年新增：国家课程改革实验区初中毕业理科学业考试命题指导研制（理科命题指导）

31. 2004年国家课程改革实验区初中毕业生科学学科学业考试命题指导2004年国家课程改革实验区初中毕业生科学学科学业考试命题指导 2005年课程改革实验区初中毕业理科科目学业考试命题指导

32. 初步特色成果新课程背景下理科学业考试命题 若干重要问题专题研究 • 理科学业考试中应如何考“双基” • 理科试题情境化素材的选取和运用 • 理科学业考试中如何考科学探究 • 理科学业考试中应如何体现情感态度与价值观的课程目标

33. 罗星凯、刘小兵等，新课程： “双基”和“探究” 如何考—关于科学学科中考走向的研究与思考，人民教育，2004年第9期http://se.cersp.com兴华科学教育网

34. 考查科学探究应侧重于检测学生进行科学探究的能力考查科学探究应侧重于检测学生进行科学探究的能力 • 根据已有的研究和实践，我们认为选择有探究价值的科学问题设置情境，考查学生在问题解决的过程中所表现出的运用知识的水平和各种探究能力，既是必要的、也是现实可行的。

35. 考查科学探究能力可以部分地进行 • 尽管不能将科学探究分解为生搬硬套的知识和按部就班的程序来考，尽管学生在学习中应有较完整、自然地体验科学探究过程的机会，对科学探究能力的考查却可以部分地进行。

36. 例饺子煮熟后为何会浮起来？ 在煮饺子的过程中，可观察到如下现象：饺子刚下锅时，会沉在水底，煮一段时间后，就浮了起来。为什么会这样呢？

37. 广西柳州十二中，学生们在探究“饺子浮沉的奥秘”广西柳州十二中，学生们在探究“饺子浮沉的奥秘”

38. 学生可能的解释： （1）沸水上下翻滚带起了饺子； （2）水沸腾后饺子表面吸附了一些气泡，托起了饺子； （3）煮熟后的饺子密度小，因此会浮起来；

39. （4）饺子由于温度升高而体积变大，所受浮力也增大，且大于重力，因此浮了起来；（4）饺子由于温度升高而体积变大，所受浮力也增大，且大于重力，因此浮了起来； （5）饺子内的空气受热膨胀，使饺子体积变大，所受浮力也增大，并使浮力大于重力（尽管煮过的饺子因吸水会变重，但浮力增加显然更大），因此浮了起来；

40. （6）随着饺子内的温度升高，水蒸气增加，导致饺子体积变大，所受浮力增大，并使浮力大于重力（尽管煮过的饺子因吸水会变重，但浮力增加显然更大），因此浮了起来。（6）随着饺子内的温度升高，水蒸气增加，导致饺子体积变大，所受浮力增大，并使浮力大于重力（尽管煮过的饺子因吸水会变重，但浮力增加显然更大），因此浮了起来。

41. 学生为解释空气膨胀是主要原因而设计的实验

42. 学生设计的实验活动

43. 关于科学探究能力考查公开发表的观点 • 罗星凯、刘小兵等，新课程：“双基”和“探究”如何考?──关于科学学科中考走向的研究与思考，人民教育，2004年第9期 • 罗星凯等,提高学生科学素养, 促进教与学方式转变——2005年实验区理科中考命题特点、问题及建议, 基础教育课程, 2006年第6期 • 罗星凯、曾平飞、赵光平等，中考命题的误区及思考，光明日报，2004年6月24日 • 曾平飞、刘小兵、罗星凯，应大胆质疑，但需小心求证──由一道中考试题引发的问题和思考，物理通报，2005年第10期

44. “科学探究性的理论与实践研究”荣获第三届全国教育科研优秀成果二等奖“科学探究性的理论与实践研究”荣获第三届全国教育科研优秀成果二等奖

45. 我们承担的工作内容： • 2004年以来：全国初中毕业理科学业考试命题评估（理科命题评估） • 2005年新增：国家课程改革实验区初中毕业理科学业考试命题指导研制（理科命题指导） • 2005年以来：“建立中小学生学业质量分析、反馈与指导系统”项目科学学科组（理科考试评价研究及“理科综合”命题)

46. …… “命题”改革难成热点 周远清坦率地说：“如果社会环境没有大的变化，高考制度改革的空间不大。”他更关心高考内容的改革。既然高考是一根很强势的“指挥棒”，就要发挥它的正面意义，这对促进中学的素质教育、课程改革的作用更直接。比如考题如何不要过于局限于知识点，而体现能力和素质的测试；如何遵循大纲又不拘泥于大纲；如何增强题目的应用性等。“但是这些问题，大家讨论得却很少。”周远清深感遗憾地说。 …高考命题研究不是个热热闹闹的事儿。那些与特定的学科背景、专业知识密切相关的题目如何在潜移默化中提高学生的素质和能力，不是谁都插得上嘴的。研究这些问题需要耐得住寂寞，沉得下心。其研究成果要接受教育教学规律的检验。…… 摘自：教育专家谈高考改革，光明日报，2007-08-07

47. 案例之三 兴华科学教育网 网站建设及其发展 背 景 • 对教师教育的观察、思考与改革实践 • 对ICT科学教育应用的思考与尝试 • 新课程面临推广和培训的难题 • 教育部启动网络教研项目

48. 案例之三 兴华科学教育网 网站建设及其发展 背 景 • 对教师教育的观察、思考与改革实践

49. 教育部广西师范大学基础教育课程研究中心 广西师范大学科学教育研究所

50. 教育部广西师范大学基础教育课程研究中心 从2004年2月至今，受教育部基础教育司委托，先后举办了10期《科学(7～9年级)》骨干教师研修班，全国初中科学课程实验区有500余名教师、教研人员参加学习。 广西师范大学科学教育研究所