基于翻轉(zhuǎn)課堂的“三維鏈?zhǔn)酵卣?rdquo;科學(xué)教育模式探索獲獎科研報告

基于翻轉(zhuǎn)課堂的“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式探索獲獎科研報告科學(xué)教育；翻轉(zhuǎn)課堂；三維鏈?zhǔn)酵卣?/p>

科學(xué)充滿了神奇，神奇的科學(xué)世界能吸引青少年的注意力，激發(fā)青少年的創(chuàng)造力，使青少年燃起對知識的渴望。而科學(xué)教育能促進青少年的成長，培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的創(chuàng)新型人才，助推我國現(xiàn)階段人才培養(yǎng)目標(biāo)的達成。

目前，我國科學(xué)教育主要是以學(xué)校課程教學(xué)模式為主進行的科學(xué)認(rèn)知和傳承。我國青少年的科技知識系統(tǒng)學(xué)習(xí)首先是在課堂教學(xué)環(huán)境中開始的，在義務(wù)教育階段專門設(shè)置了科學(xué)課，有專門的科學(xué)教師進行授課，科學(xué)教育有條不紊地進行。然而在我國高中教育階段，繁重的課業(yè)壓力和升學(xué)壓力致使很多高中學(xué)校的科學(xué)教育受到影響。如何在高中階段更好地開展科學(xué)教育，繼續(xù)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識、態(tài)度、精神和技能，是廣大科技輔導(dǎo)員或科學(xué)教師、科技工作者們需要認(rèn)真思考的問題。

一、“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式概述

“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式主要是針對高中階段學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)重，沒有大塊的時間進行科學(xué)課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)而提出的。這種模式從學(xué)校學(xué)科教育的教學(xué)實際出發(fā)，基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)平臺，由學(xué)科教師在學(xué)科教學(xué)中滲透科學(xué)教育，引導(dǎo)學(xué)生把在課堂中迸發(fā)的科學(xué)思想和火花記錄下來，以便帶入到二課堂中進行思考和進一步的探究；將有科學(xué)實踐意義和科學(xué)創(chuàng)新思想的內(nèi)容確立為研究項目，然后帶入科學(xué)館、植物園、博物館等科普類場所進行實踐探索，力求獲得科學(xué)成果。整個模式實現(xiàn)了科學(xué)教育空間由課堂到二課堂再到社會實踐場所的轉(zhuǎn)變；使學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的時間由課上到課外再延伸到校外；體現(xiàn)了學(xué)生知識掌握程度由淺到深再到更深的發(fā)展，從而實現(xiàn)對學(xué)生（青少年）科學(xué)教育從空間、時間、深度三個維度呈鏈?zhǔn)降亻_展。

二、“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式理論基礎(chǔ)：在學(xué)科教育中滲透科學(xué)教育

科學(xué)教育有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力，而在我國一些地區(qū)的高中學(xué)校，過于重視學(xué)生的文化課教育而不重視科學(xué)教育，使科學(xué)教育常常處于缺失狀態(tài)，導(dǎo)致原本對科學(xué)有著濃厚興趣的學(xué)生熱情消磨殆盡。長此以往，對學(xué)生創(chuàng)造力和想象力的發(fā)展不利。為此，學(xué)校可以將科學(xué)教育滲透到學(xué)科教育中，使學(xué)生在學(xué)習(xí)學(xué)科知識的同時也能接觸到科學(xué)知識，發(fā)展科技創(chuàng)新精神和實踐能力。

1.挖掘教材中的科技元素，教育學(xué)生愛科學(xué)

在學(xué)科教學(xué)中，教師首先要吃透教材，注意挖掘教材中的科學(xué)知識和科學(xué)方法。在教學(xué)過程中，教師要設(shè)法對學(xué)生進行科學(xué)知識的滲透，延展知識的深度，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣，增強學(xué)生的科學(xué)意識。

2.發(fā)揮課堂優(yōu)勢適時滲透，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)科學(xué)

課堂上，教師要注意引導(dǎo)學(xué)生探究科學(xué)知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的熱情。在物理、化學(xué)、生物等自然科學(xué)課上，引導(dǎo)學(xué)生通過完成科學(xué)實驗體驗成就感，增強學(xué)生學(xué)好科學(xué)的信心；同時，利用實驗本身帶來的新問題和新想法，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和科學(xué)探究能力。

三、以翻轉(zhuǎn)課堂

作為“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式的應(yīng)用平臺

自2011年起，翻轉(zhuǎn)課堂逐步進入我國中小學(xué)課堂。在這種教學(xué)模式下，重新調(diào)整了課堂內(nèi)外時間，將學(xué)習(xí)的主動權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生，學(xué)生在家中或課外觀看教師創(chuàng)建的視頻，回到課堂上師生面對面交流并完成作業(yè)。由于學(xué)生提前通過觀看視頻、閱讀電子資料進行了自主學(xué)習(xí)，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性；也使課堂上教師有更多時間與學(xué)生進行互動交流，促進了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。可見，翻轉(zhuǎn)課堂改變了傳統(tǒng)課堂模式，將課程學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)楦行实幕顒樱瑸檎n堂上開展探究式活動和進行更深入的科學(xué)教育奠定了基礎(chǔ)。

1.翻轉(zhuǎn)課堂為“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式提供了可能

一是翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)步驟為“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式提供了可能。翻轉(zhuǎn)課堂可以節(jié)省課堂上知識講授的時間，將更多時間用于開展科學(xué)活動，讓學(xué)生進行自主探索。這樣，學(xué)生便有機會用科學(xué)的思維發(fā)現(xiàn)、研究問題，應(yīng)用所學(xué)知識獨立解決問題，進行探究性學(xué)習(xí)，開展基于項目的學(xué)習(xí)。

二是翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)環(huán)境為“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式提供了可能。翻轉(zhuǎn)課堂的實現(xiàn)有賴于信息化的教學(xué)環(huán)境，這也是“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式的重要途徑。近年“班班通”特色教室的出現(xiàn)，極大地促進了科學(xué)教育在課堂空間的發(fā)展，提高了科學(xué)教育的可行性和有效性。

在網(wǎng)絡(luò)信息化學(xué)習(xí)環(huán)境里，學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容和需要，適時適度地使用信息化工具，進行多樣化的有意義學(xué)習(xí)，完成從“知識學(xué)習(xí)為主”向“應(yīng)用知識為主”的層次轉(zhuǎn)變，為實現(xiàn)“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式的深度拓展提供了可能。

2.翻轉(zhuǎn)課堂是科學(xué)教育“三維鏈?zhǔn)酵卣埂钡钠鸩近c

翻轉(zhuǎn)課堂將學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進行了重構(gòu)，使學(xué)生在課堂上有更多的互動交流、主動思考、動手實踐，由此促成了學(xué)生科學(xué)教育自主性學(xué)習(xí)方式、科學(xué)教育合作性學(xué)習(xí)方式、科學(xué)教育探究性學(xué)習(xí)方式的形成，進而促進了科學(xué)思維的發(fā)展。培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)的思維解決問題，用科學(xué)的眼光和態(tài)度對待問題，善于捕捉課堂上有科學(xué)研究意義的火花（即問題點），這是整個“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式的出發(fā)點。只有尋找到起步點，才能為以后的科學(xué)探索和科學(xué)實踐提供可能。

四、“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式設(shè)計

科學(xué)教育要使學(xué)生學(xué)會探索未知、發(fā)現(xiàn)真理，而且要培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、勇于創(chuàng)新的精神和提出問題、分析問題、解決問題的能力。那么，如何在課堂教學(xué)中激起學(xué)生對科學(xué)的熱情，激發(fā)學(xué)生對科技創(chuàng)新的渴望，進而引導(dǎo)學(xué)生將課堂教學(xué)中生成的科學(xué)火花（問題點）轉(zhuǎn)化成科學(xué)成果，是需要認(rèn)真考慮的問題。而“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式能夠?qū)⒏咧须A段科學(xué)教育和學(xué)科教育很好地結(jié)合起來，利用翻轉(zhuǎn)課堂把科學(xué)教育滲透在學(xué)科教育中，及時發(fā)現(xiàn)課堂中有科學(xué)研究意義的問題點，并能夠在課外、校外繼續(xù)研究，最終將其轉(zhuǎn)化為具有科學(xué)價值的研究成果。這種科學(xué)教育模式克服了高中階段沒有大塊時間開展科學(xué)教育的問題。

圖1為“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式平面設(shè)計圖，展示了學(xué)科教師、科技輔導(dǎo)員和學(xué)生在科學(xué)教育三個維度的不同階段的具體行為。

圖2為“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式立體設(shè)計圖，展示了隨著時間的延伸、空間的延展和知識深度的增加，科學(xué)教育在這三個維度上分別成鏈?zhǔn)酵卣?，將?jīng)歷發(fā)現(xiàn)科學(xué)火花、確立項目、形成科學(xué)成果三個階段。

五、“三維鏈?zhǔn)酵卣埂笨茖W(xué)教育模式

存在的問題及解決策略

1.問題分析

（1）科學(xué)教育依托的教學(xué)環(huán)境有待完善

基于翻轉(zhuǎn)課堂的科學(xué)教育對學(xué)校的辦學(xué)條件提出了新的要求，其中包括必要的信息化教學(xué)環(huán)境（包括網(wǎng)絡(luò)化信息技術(shù)教室）和豐富的學(xué)科資源。另外，對于學(xué)校二課堂的設(shè)置也有一定的要求，包括：有能夠供學(xué)生繼續(xù)開展探究的固定活動室，活動室內(nèi)設(shè)施要求與學(xué)科課程配套；有一定的實驗器材和教具、學(xué)具；科技輔導(dǎo)員在二課堂開設(shè)科學(xué)探究活動所需要的技術(shù)裝備齊全，并能夠不斷更新。

（2）教師專業(yè)能力尚需提高

基于翻轉(zhuǎn)課堂的科學(xué)教育對學(xué)科教師提出了新的要求：在學(xué)科教學(xué)中滲透科學(xué)教育。教師不僅要能夠自己制作在線視頻，還要針對執(zhí)教學(xué)科在具體的教學(xué)內(nèi)容中滲透科學(xué)的知識、方法、態(tài)度、精神?？萍驾o導(dǎo)員則需要在二課堂中針對學(xué)生提交的問題點，引導(dǎo)學(xué)生將其轉(zhuǎn)化為有一定科學(xué)意義的項目，此過程需要科技輔導(dǎo)員具有敏銳的信息意識和強烈的科技意識。

2.解決策略

《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》指出，在信息技術(shù)與教育深度融合的基礎(chǔ)上，建立新型信息化教學(xué)環(huán)境，優(yōu)化教育模式，推動教育改革。前文提到的“班班通”網(wǎng)絡(luò)信息化教室正在全國各地如火如荼地建設(shè)中，而且很多地方開始興建科技活動室，打造校外科學(xué)實踐基地。因此，科學(xué)教育的環(huán)境問題在不久的將來會得到妥善解決。