科學(xué)設(shè)計精選(九篇)

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第1篇：科學(xué)設(shè)計范文

一、實驗設(shè)計要激發(fā)學(xué)生興趣

實踐出真知。小學(xué)科學(xué)教材中的內(nèi)容，就是廣泛應(yīng)用于生活中各個方面的一些知識。學(xué)生容易理解，在日常生活中也經(jīng)常遇到，自己親手實踐的經(jīng)歷卻很少。在教學(xué)六年級上冊《科學(xué)》第一單元《工具和機械》時，教師設(shè)計了實驗，帶著學(xué)生到實驗室上課，教學(xué)地點的變化，可以給學(xué)生帶來新鮮感。每當(dāng)科學(xué)課我一走進教室，學(xué)生便雀躍歡呼。那場面，表現(xiàn)出學(xué)生對科學(xué)課的濃厚興趣。我在每課的實驗設(shè)計中，注重由易到難，由簡單到復(fù)雜，由個別到全面，讓大家都動手來做一做。在實踐中讓學(xué)生進一步體會科學(xué)的樂趣，輕易地掌握課文內(nèi)容。在教學(xué)杠桿類工具的研究中，讓每個小組在實驗桌上裝好杠桿尺，然后，向?qū)W生提出：“什么情況下杠桿省力？什么情況下杠桿費力？什么情況下杠桿不省力也不費力？”讓每個小組的學(xué)生合作，由他們自己去探討這些問題。通過實驗，學(xué)生掌握了多種方法來解決這些問題，既強化了對杠桿原理的認(rèn)識，又從中找到一些研究規(guī)律。使學(xué)生的感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，再從理性認(rèn)識應(yīng)用到親手操作，對知識的掌握更加牢固，從中也培養(yǎng)了他們對科學(xué)的興趣。

二、實驗設(shè)計要符合學(xué)生的認(rèn)知水平

學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主人，教師在進行實驗設(shè)計時要充分考慮學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在實驗過程中能夠自己動手操作，仔細(xì)觀察，認(rèn)真思考，得出結(jié)論，達到認(rèn)識和掌握課本內(nèi)容的目的。高年級的學(xué)生知識面比較廣，理解能力、思維能力都比較強，但他們對科學(xué)還只是停留在好奇的層面，往往抓不住事物的主要特征。因此，教師在設(shè)計實驗時要采取多種形式，調(diào)動他們的各種感官，有意識地觀察事物，并從中悟出道理，找出技巧與規(guī)律。在教學(xué)“滑輪”這組課文時，教師讓學(xué)生以組為單位組裝出一個定滑輪，向他們提問：“在我們的日常生活中，你在哪見過這樣的滑輪？”再讓學(xué)生在滑輪上的繩子一端掛上鉤碼，用手拉動另一端，讓學(xué)生體會一下。然后用直筒測力計去拉，看看需多大的力，并說說能否省力。學(xué)生通過實驗，發(fā)現(xiàn)用定滑輪提升物體，不能省力。在此基礎(chǔ)上，教師再給每個小組一個滑輪：“你們可做出能省力的滑輪嗎？”通過教師的啟發(fā)指導(dǎo)，學(xué)生小組共同合作，結(jié)果，學(xué)生把滑輪、滑輪組的實驗都自己做出來了，感到非常高興。在教學(xué)“拱形的力量”時，教師讓學(xué)生每個人用硬紙板做一個拱形放在桌上，在拱形上面放上筆等文具，讓學(xué)生自己觀察：“當(dāng)拱塌下的時候，你發(fā)現(xiàn)了什么問題？為了使拱能承受較大的壓力，你如何解決這個問題？學(xué)生有了開頭的示范實驗，他們開動腦筋，再次動手。結(jié)果，全班學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)用課本把拱的兩邊抵住，拱頂能承受較大壓力。我抓住這一機會，讓學(xué)生得出結(jié)論，然后再延伸到日常生活中，并結(jié)合實際提問：哪些地方運用了拱形？使學(xué)生進一步明白拱形的力量。這樣的實驗設(shè)計，達到了事半功倍的效果，同時激發(fā)了學(xué)生求知與探索的欲望。

三、實驗設(shè)計要充分發(fā)掘并利用本地的自然資源

第2篇：科學(xué)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞:實驗教學(xué),習(xí)題教學(xué),高效課堂,和諧統(tǒng)一,科學(xué)探究能力,探索創(chuàng)新意識,運用科學(xué)方法,教學(xué)模式。

復(fù)習(xí)課是教學(xué)活動的重要一環(huán),但因它既無現(xiàn)成的教材,也無固定的模式,因此與新授課相比更顯難教。有人把平時教學(xué)比喻成像栽活一棵樹,復(fù)習(xí)似育好一片林。栽活一棵樹容易,育好一片林可要花費一番功夫。

復(fù)習(xí)課之所以難上,是因為復(fù)習(xí)課的內(nèi)容對學(xué)生來說都已學(xué)過,已失去了新鮮感,較難引起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和熱情。因此如何才能做到通過教師對所教內(nèi)容的再設(shè)計、再創(chuàng)造,使學(xué)生通過再學(xué)習(xí),達到知識的再記憶、再理解、再整和、再遷移,并且重新構(gòu)建知識的框架。這是上好復(fù)習(xí)課共同面臨的問題。有時復(fù)習(xí)課思想認(rèn)識上模糊和茫然,把復(fù)習(xí)課當(dāng)成了“堆積式”的新授課,這樣做形式是在系統(tǒng)復(fù)習(xí),實質(zhì)上是照本宣科“抄現(xiàn)飯”,老師在課堂上泛泛地講,學(xué)生聽起來興味索然,容易疲勞走神,而且占用時間較長,學(xué)生的自主探究時間相應(yīng)減少,復(fù)習(xí)效果不佳。有時教法呆扳,表現(xiàn)為滿堂灌,以“講”代“練”;或放任自流,光“練”不“講”;或就題論題,題海戰(zhàn)術(shù)。在這樣的教學(xué)方式下,學(xué)生處于消極被動的學(xué)習(xí)狀態(tài),學(xué)生的學(xué)習(xí)能力得不到提高,課堂效率非常低下。因此復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計尤為重要。

如何才能使一堂科學(xué)復(fù)習(xí)課更好融入新課改精神,實現(xiàn)“雙基”與“能力”的和諧統(tǒng)一,真正成為高校課堂,起到事半功倍的效果呢。

一、復(fù)習(xí)課的設(shè)計符合新課改理念

體現(xiàn)“從生活走向科學(xué),從科學(xué)走向社會”的新理念,整個過程要以問題為載體,為學(xué)生搭建動口、動腦的平臺。讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法,培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識。體驗科學(xué)思維過程,培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。并將其應(yīng)用于生產(chǎn)生活實際,培養(yǎng)學(xué)生終身的探索樂趣、良好的思維習(xí)慣和初步的科學(xué)實踐能力。

二、要有明確的教學(xué)目標(biāo)

復(fù)習(xí)目標(biāo)對復(fù)習(xí)起著導(dǎo)向、激勵、調(diào)節(jié)和評價的作用,復(fù)習(xí)目標(biāo)的確定要考慮到下面的因素。

1.依據(jù)教材。復(fù)習(xí)要從教材整體出發(fā),按知識體系或按章節(jié)、單元,抓住重點與難點來考慮復(fù)習(xí)目標(biāo),使學(xué)生能初步對知識的整體性進行把握進一步對重點知識進行加深與拓寬,從多層次、多角度認(rèn)識重點與難點知識,以求解題時不會遇到大的障礙。

2.依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)。既要考慮到學(xué)習(xí)目標(biāo),又要考慮到學(xué)習(xí)內(nèi)容的具體目標(biāo)。

3.依據(jù)學(xué)生實際。所謂學(xué)生實際就是對學(xué)生的認(rèn)知和能力要了解,對學(xué)生的求知心理特點要掌握。既要研究學(xué)生的群體,又要研究學(xué)生的個體。尤其要對基礎(chǔ)好的和差的學(xué)生有不同的目標(biāo)要求,因材施教,使他們各有所得。實際教學(xué)活動中,就某一節(jié)的目標(biāo)而言應(yīng)所側(cè)重,不要平均使用時間和精力,要有計劃地講課堂復(fù)習(xí)目標(biāo)重點定位在認(rèn)識、能力、情感的某一方面。

三、充分發(fā)揮復(fù)習(xí)課的作用

學(xué)生在認(rèn)識和熟記知識的時候,遺忘也就開始了,這是客觀規(guī)律。和遺忘作斗爭的最好辦法就是復(fù)習(xí)。所以,教應(yīng)有計劃地引導(dǎo)、及時進行復(fù)習(xí),以鞏固知識、強化記憶,長久地記憶本學(xué)科最有價值的基本內(nèi)容,在需要時得以重新構(gòu)建和再現(xiàn)。復(fù)習(xí)不是簡單的再現(xiàn)或“查漏補缺”,也不僅是為了防止遺忘。常言道:“溫故而知新”,可見,復(fù)習(xí)也是一種知新的過程。再復(fù)習(xí)中可以更深入一步揭示出學(xué)生先前未注意到的事物或概念之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而加深學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象、概念和規(guī)律更透徹、更全面的理解,從而獲得更加簡明扼要、更加系統(tǒng)完整、更加鞏固可靠的結(jié)論,達到橫向拓寬知識,縱向深化知識的目的。眾所周知,掌握知識的最終目的在于應(yīng)用。運用知識的過程能形成技能和技巧,使之更加成熟和完善,把知識轉(zhuǎn)化為能力。在復(fù)習(xí)過程中,經(jīng)過教師的指導(dǎo)和啟發(fā),通過書面的、口頭的、及做的各種練習(xí),可培養(yǎng)學(xué)生概括和整理知識的能力,發(fā)展記憶能力。提高分析、解決問題的能力及培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的自覺性和主動精神。

復(fù)習(xí)在科學(xué)教學(xué)中的作用,可概括為:理順知識,強化記憶;溫故知新,拓寬加深;發(fā)展能力,綜合提高。

四、深刻認(rèn)識復(fù)習(xí)課的特點

1.知識的歸納整理。無論是哪一類型的復(fù)習(xí)課,都要將所學(xué)的有關(guān)知識進行歸納、整理,進行縱、橫向的歸類,進而作知識的系統(tǒng)的整體綜合,形成結(jié)構(gòu)化的知識。

2.知識的遷移訓(xùn)練。復(fù)習(xí)不是簡單的重復(fù),它最終目的在于培養(yǎng)和提高學(xué)生運用知識、解決問題的能力。在復(fù)習(xí)過程中,要加強知識的遷移訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生舉一反三、觸類旁通、運用所學(xué)知識解決問題的能力。

五、認(rèn)真領(lǐng)會復(fù)習(xí)課教學(xué)要注意的幾個問題

1.“四準(zhǔn)”:對新課程、新教材把握的準(zhǔn);對教學(xué)的重點、難點“吃”的準(zhǔn);對學(xué)生的水平、能力看的準(zhǔn);對中考的動態(tài)、趨勢瞄的準(zhǔn)。

2.“六多”:學(xué)生互動多;反饋評價多;獲取信息多;知識遷移多;解決問題多;實際應(yīng)用多。

六、熟悉幾種常見復(fù)習(xí)方法、并掌握其優(yōu)缺點,根據(jù)實際選擇合適的方法

1.常規(guī)復(fù)習(xí)法;

按課本的先后順序,先著重將本章的基本概念、規(guī)律、公式等重要提一提,然后在此基礎(chǔ)上再做一些有關(guān)的練習(xí)題。這種復(fù)習(xí)方式把握不好會成為知識的羅列,不容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此法最大的優(yōu)點是容易操作。

2.問題復(fù)習(xí)法;

認(rèn)真選擇練習(xí)題,以分析講解練習(xí)題為主,將概念穿插在其中進行,以題談基,談不完整,遺漏難免;或以問題為線索,貫穿每章每節(jié)的始終,可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性,讓學(xué)生動口、動手、動腦,使學(xué)生愿學(xué)、樂學(xué),從而最大限度的提高復(fù)習(xí)效率。

3.歸納綜合法

復(fù)習(xí)中涉及到的科學(xué)規(guī)律和概念遍及科學(xué)教材的每個章節(jié),教師要引導(dǎo)學(xué)生從基本概念、基本定義、基本實驗出發(fā),對課本知識內(nèi)容回憶、鞏固。整理時不拘于課本順序,按知識的性質(zhì)歸類,將有關(guān)的知識用一條知識鏈貫穿起來,形成一幅網(wǎng)絡(luò)圖。這有益于學(xué)生較系統(tǒng)、條理掌握復(fù)習(xí)內(nèi)容。

4.實驗復(fù)習(xí)法

科學(xué)上的許多規(guī)律、概念的得出都源于實驗,因而在考試中“實驗題”少不了。況且,對于某些復(fù)雜的實驗操作學(xué)生很容易忘記。在復(fù)習(xí)時可故意設(shè)一些錯漏點,讓學(xué)生觀察、糾正,這樣印象更深刻?；蛟摀Q新知課器材探討新的方法,這樣有利于學(xué)生對理論知識的進一步理解,操作技能更加熟練,能提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

總之,在設(shè)計的復(fù)習(xí)課中能使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí),開發(fā)學(xué)生的智力,提高學(xué)生的素質(zhì),重視對學(xué)生終身學(xué)習(xí)愿望、科學(xué)探究能力、創(chuàng)新意識以及科學(xué)精神的培養(yǎng),增強適應(yīng)社會發(fā)展的意識。

參考文獻:

1.許國梁:《中學(xué)物理教材教法》,江蘇教育出版社,1985年。

2.閻金鐸、田世昆:《中學(xué)物理教學(xué)概論》,高等教育出版社,1991年。

第3篇：科學(xué)設(shè)計范文

一、貼近兒童生活,尊重童趣,設(shè)計探索活動

偉大的教育家陶行知主張:“兒童的生活才是兒童的教育,要從成人的殘酷里把兒童解放出來。”這說明教育必須植根于兒童的生活,必須尊重童趣,必須給兒童保持童趣的權(quán)利。

1.以童趣事物作為探索發(fā)現(xiàn)的生長點,并貫穿探索活動的全過程,發(fā)揮童趣機制作用,激勵持續(xù)探索的動力。如教學(xué)《沉與浮》一課,學(xué)生從日常生活中找來了各種物品放入水中進行實驗,如:木珠、海棉、回形針、木片、塑料積木等等。觀察其在水中沉浮的情況并做好記錄。孩子們不僅越玩興趣越高,而且在個別孩子的帶動下,大家還玩出了新花樣:想辦法將沉入水中的物品讓它浮起來;浮在水面上的物品讓它沉下去。而在“橡皮泥浮起來”的實驗中,孩子通過自己反復(fù)的操作,發(fā)現(xiàn)了:原來,改變橡皮泥的形狀可以使下沉的橡皮泥浮起來。小小“沉浮實驗”給孩子們帶來了無窮的樂趣。

2.增加應(yīng)用知識的趣味性,在愉悅之中讓學(xué)生體驗到獲取探索成果的意義,使他們今后樂于再探索。啟發(fā)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,動手動腦解決帶有好玩色彩的問題,開展游戲性的活動,進行有創(chuàng)意的趣味制作等等,都可以使應(yīng)用知識變得生動有趣,富有吸引力。

實踐證明,把童趣心理具體化于教學(xué),最能有效地解放學(xué)生,學(xué)生才會樂而忘倦,越學(xué)越想學(xué)。我校三(一)班的楊啟小朋友在他的日記中寫道:“一周一節(jié)科學(xué)課真是太少了。如果時間能像光速一樣該有多好啊!這樣,我們就可以天天上科學(xué)課了。”

二、“削枝強干”,突出探索重點

《科學(xué)》課本為我們教學(xué)提供了重要的依據(jù),但是,只有把它轉(zhuǎn)化成學(xué)生在教師的引導(dǎo)下積極開展認(rèn)知活動的教學(xué)過程,才能發(fā)揮它蘊含著的教育作用。啟發(fā)學(xué)生自行探求是探索性實驗教學(xué)的重要特征。教師在充分研究學(xué)生,深入鉆研教材的基礎(chǔ)上,綜合考慮以下四方面的要求,分清主次,以主帶從,突出所要探求的主要內(nèi)容,使學(xué)生能在有限的教學(xué)時間內(nèi)迅速有效地自行探求。

1.能體現(xiàn)人類探索發(fā)現(xiàn)的智慧價值,有利于培養(yǎng)學(xué)生探求知識形成過程的能力。

2.學(xué)生力所能及,能“跳一跳”摘到“果子”,能推動學(xué)生從“現(xiàn)有發(fā)展區(qū)”朝著“最近發(fā)展區(qū)”邁進。

3.能借助物化手段,為學(xué)生提供獨立支配的實物材料,讓學(xué)生能通過實踐活動探求未知。

4.教學(xué)時空條件允許,內(nèi)容分量適度。

三、合理分解,形成遞進式探求環(huán)節(jié)

抓住了學(xué)生自行探求的重點后,還需要按照知識邏輯發(fā)展順序和學(xué)生認(rèn)知發(fā)展順序,分析達到教學(xué)最終目標(biāo)所要經(jīng)歷的基本步驟,弄清學(xué)生能探求什么,可能會有什么困難,怎樣增設(shè)臺階,從而做到按照學(xué)生的步子把探索的過程分解為具有內(nèi)在聯(lián)系、坡度恰當(dāng)、拾級而上的遞進式探求環(huán)節(jié),使探索過程具有漸進性、連續(xù)性和積累性,做到確保學(xué)生自行探求的實效性。

學(xué)生在把人類已有的認(rèn)識成果轉(zhuǎn)化到自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中時,常常會受主觀愿望、情感色彩的支配。因此,邏輯建構(gòu)探索過程必須充分照顧學(xué)生的心理特征,防止邏輯僵化,靈活編排探求環(huán)節(jié)順序。如設(shè)計《流動的水》的探求過程時,考慮到學(xué)生對“借水幫忙使小水車轉(zhuǎn)起來”,最易發(fā)生興趣,而且還能探求流水的力量能幫助我們做什么,起到啟發(fā)設(shè)計思路的作用,故此我們不墨守知識的傳統(tǒng)編排,把探求水的內(nèi)部壓力安排在第一個環(huán)節(jié),使邏輯建構(gòu)富含兒童的心理特色。

第4篇：科學(xué)設(shè)計范文

特衛(wèi)強的確是一種看上去和白紙沒什么兩樣的材料，只不過摸起來更有韌性。從技術(shù)的角度說，它其實是一種由100%高密度聚乙烯通過閃蒸法制成的無紡布，和大多數(shù)實驗室產(chǎn)品一樣，很少有人知道它可以用來做什么。

1955年，杜邦的科學(xué)家在實驗室研制出特衛(wèi)強的時候，也不清楚它具體能派上什么用場。最早的嘗試者是一些服裝設(shè)計師，他們看中它高不透明性和結(jié)構(gòu)致密的特點而將它用在了羽絨服內(nèi)襯里；隨后它又被戶外運動裝備設(shè)計師拿去制作防水耐用的戶外地圖；找上門來的還有建筑公司、印刷廠和醫(yī)療用品公司。目前特衛(wèi)強被應(yīng)用得最廣泛的領(lǐng)域是在美國的房屋外墻防水材料以及醫(yī)療防護服。

特衛(wèi)強從誕生于實驗室到最終被市場接受，整個商業(yè)化的過程花了將近20年時間。而胡依林只花了10個月的時間就為這個材料開拓了一片新市場—他用杜邦特衛(wèi)強做了一種特殊的鞋。

胡依林的靈感來自于朋友寄給他的一個用特衛(wèi)強材料制作的錢包，這位跨界設(shè)計師當(dāng)時正醉心于新興趣—做鞋，并在費心尋找合適的材料?；鸹óa(chǎn)生在這個錢包被擱置2個月后。一天，胡依林外出跑步，為了輕便，他拿了200元錢塞在這個錢包里，回來后隨手?jǐn)R在玄關(guān)的柜子上，這只錢包很快便成了他家的貓撕咬玩耍的對象。“我當(dāng)時就想，完了，紙做的錢包肯定壞掉了。”胡依林說，但出乎意料的是，錢包完好無損。胡依林便立即向朋友詢問了錢包材質(zhì)的名稱，希望可以應(yīng)用在自己正在進行的新鞋設(shè)計上。隨后，他從朋友那里拿到了一些特衛(wèi)強材料。

胡依林完全按照自己以前的認(rèn)知和直覺去處理，他先把材料送到印刷廠染上了顏色。然后用他自己的說法是像“疊紙飛機一樣”疊出了一雙鞋的樣子，用訂書機、膠水固定起來。

第二天，當(dāng)時還是Frog設(shè)計師的胡依林就穿著這雙甚至還沒有鞋底的“鞋子”走進了辦公室。“同事們看到這雙鞋的第一句話都是‘我能摸一下嗎？’而不是‘我能看一下嗎？’，”胡依林說，“這是一種很奇特的體驗。”

不過他很快就發(fā)現(xiàn)，特衛(wèi)強的材質(zhì)非常牢固，導(dǎo)致它不像帆布或者皮革那樣具有伸縮性，穿起來很不舒適，而且還會褪色。這兩個關(guān)鍵問題必須解決，否則特衛(wèi)強就永遠無法被做成一雙真正意義上的鞋。但這顯然超出了一個設(shè)計師的知識范疇。

胡依林決定試試運氣。他將這雙制作粗糙的鞋子的照片配上自己想法的簡單文字描述，做成一個PDF文件，托朋友交給杜邦中國公司。兩三天后，他就收到了來自杜邦防護科技事業(yè)部的邀請，一同開會討論解決方 案。

其實像胡依林這樣經(jīng)常有些奇思妙想的本土設(shè)計師正是杜邦近年來一直在尋找的合作伙伴。從2008年起，杜邦就開始注意中國本土設(shè)計師，希望他們?yōu)槠煜碌膶＠夹g(shù)和材料開拓更多的應(yīng)用領(lǐng)域。杜邦防護科技事業(yè)部特衛(wèi)強中國區(qū)銷售經(jīng)理吳敏告訴《第一財經(jīng)周刊》，杜邦內(nèi)部建立了這樣一套機制：一線銷售人員收到設(shè)計師的創(chuàng)意后會立即將其反饋給相應(yīng)的主管。根據(jù)設(shè)計方案，杜邦的技術(shù)和營銷團隊會先一起討論，考量設(shè)計方案的可行性。如果大家一致認(rèn)定方案具有市場潛力并且在技術(shù)上是可行的，杜邦就會成立項目組，幫助設(shè)計師解決產(chǎn)品設(shè)計和制造中的技術(shù)難題。

而這些難題很多是設(shè)計方案中完全沒有設(shè)想到的。胡依林原以為要解決的問題很簡單，不外乎是掉色問題，以及想辦法讓材料變得柔軟一些，但技術(shù)人員顯然想得更多。他們首先更換了胡依林原本設(shè)計的鞋子所使用的特衛(wèi)強的型號，通過在不同的部位使用不同密度和強度的特衛(wèi)強材料來解決制鞋工藝中延展性和柔軟度的問題。同時，鞋幫和鞋底的粘合也是胡依林過去沒有考慮過、但未來必須面對的新挑戰(zhàn)。因為特衛(wèi)強過去的應(yīng)用場景大都不需要很強的結(jié)合能力，因此技術(shù)人員完全沒有粘合方面的經(jīng)驗。

負(fù)責(zé)技術(shù)支持的鮑衛(wèi)霞找了兩家供應(yīng)商調(diào)制處理劑?！疤匦l(wèi)強的結(jié)實程度超出我的想象，無論用什么膠水，最終都會脫膠?！焙懒终f。調(diào)制過程花了差不多一個月，兩家供應(yīng)商嘗試了十多種處理劑，最終的解決方法是在特衛(wèi)強和鞋底之間引入第三種材料—超細(xì)纖維革。先用處理劑將表面處理過的特衛(wèi)強和超細(xì)纖維革黏合到一起，然后用縫紉技術(shù)再加固一遍，最后將超細(xì)纖維革和鞋底粘合起來。

在掉色問題上，杜邦的技術(shù)人員也解決了胡依林搞不明白的化學(xué)公式、油墨數(shù)值、牢固度等問題。從頭到尾胡依林要做的就是把想要的效果做成文檔，然后杜邦的技術(shù)人員會去搞定背后的一系列測試，再反饋給他和供應(yīng)商。

作為一個以技術(shù)研發(fā)為導(dǎo)向的公司，杜邦引入這樣一套機制的原因在于，設(shè)計師對于市場趨勢和消費者偏好的準(zhǔn)確把握能為技術(shù)研發(fā)提供更多預(yù)判，從而最大限度地規(guī)避風(fēng)險。杜邦高性聚合物工程塑料研發(fā)部的孫難見博士告訴《第一財經(jīng)周刊》，材料的市場應(yīng)用前景是非常難判斷的，很多時候可能一款新材料的各項實驗室指標(biāo)都非常棒，但最終的市場銷售結(jié)果卻并不理 想。

設(shè)計師提供想象力和對市場趨勢的把握，科學(xué)家則提供技術(shù)的可能性，歷史上許多革命性的產(chǎn)品就是在這樣的火花中誕生的。

比如另一家化工集團3M的科學(xué)家Spencer Silver博士早在1968年就發(fā)明了一種粘性很弱但能反復(fù)粘貼的配方，但這種新膠水立即就被認(rèn)為是失敗的發(fā)明而遭到擱置。直到1980年，3M工程師Art Fry把這種粘貼劑用在小紙片上，這項技術(shù)才變成3M公司最具標(biāo)志性的資產(chǎn)—便利貼。每當(dāng)提到技術(shù)的應(yīng)用前景和“失敗是成功之母”精神的時候，這總是一個經(jīng)典案例。

在孫難見的記憶里，10年前筆記本電腦的外殼還大都是黑白兩色，正是設(shè)計師將消費者對于彩殼的需求告訴科學(xué)家，才啟發(fā)了他們在塑料粒子中加入各種色彩的想法。10年后，孫難見發(fā)現(xiàn)來自設(shè)計師的要求變成了將筆記本電腦外殼變得更輕薄。“和科學(xué)家不同，設(shè)計師看待一個材料的角度會不一樣，會更貼近消費者的需求?！焙懒终f。

第5篇：科學(xué)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：高職高專 雙語教學(xué) 問題 對策

由于近年來大部分學(xué)生面臨就業(yè)壓力大以及世界經(jīng)濟全球化趨勢的影響,雙語教學(xué)已在我國大部分本科院校蓬勃開展起來。但是,什么是雙語教學(xué)？高職院校是否有必要有能力開展雙語教學(xué)？怎樣開展雙語教學(xué)以及在開展的過程中將面臨怎樣的困難與阻礙？這是我們每一位高職高專英語教師都十分關(guān)注的問題。

1、雙語教學(xué)的定義

1.1 國外有關(guān)的雙語教學(xué)定義

在國外,大都采用(bilingual education)雙語教育的提法,很少采用雙語教學(xué)的提法。其中較權(quán)威的定義有:《朗文應(yīng)用語言學(xué)詞典》所給的“雙語教學(xué)”的定義:"The use of a second or foreign language in school for the teaching of content subjects"譯成中文,意思是能在學(xué)校里使用第二語言或外語進行各門學(xué)科的教學(xué)。

1.2 我國有關(guān)的雙語教學(xué)定義

目前國內(nèi)各學(xué)者對我國高校的雙語教學(xué)理解分歧還較大,具體概括如下:

1.2.1 認(rèn)為雙語教學(xué)是一種教學(xué)方式或形式

李紅兵在《高校雙語教學(xué)模式的探討》中認(rèn)為雙語教學(xué)是指對高等學(xué)校的部分課程采用國外具有代表性和先進性的原版教材,并采用英語授課的一種教學(xué)方式。

1.2.2 認(rèn)為雙語教學(xué)是在學(xué)科教學(xué)進程或過程中使用雙語當(dāng)作教學(xué)手段

劉欽永在《關(guān)于雙語教育和雙語教學(xué)的思考》中認(rèn)為雙語教學(xué)是指教學(xué)中使用外語或非本民族語言進行教學(xué)的進程。

1.2.3 認(rèn)為雙語教學(xué)是一種語言教學(xué)

邱輝忠在《化學(xué)教學(xué)中實施雙語教學(xué)的思考》中認(rèn)為雙語教學(xué)是指將學(xué)生的外語或第二語言,通過教學(xué)和環(huán)境,經(jīng)過若干階段的訓(xùn)練,使之能代替,或接近母語的表達水平。

但是目前我國大多正在實施的雙語教學(xué)的院校對其的理解組要包含兩方面的含意:一是教材選用原版教材且授課老師用外語講課,難度系數(shù)較大;二是教材選用的是外語,老師授課時采用漢語授課。

2、高職、高專院校雙語教學(xué)的必要性

目前高職高專教育是我國高等教育的重要組成部分。主要培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的全方面發(fā)展的高等技術(shù)應(yīng)用性人才。然而高職高專的學(xué)生大多英語基礎(chǔ)差、學(xué)習(xí)積極性不高。從學(xué)校教育的角度講,解決這一問題的辦法就是提高學(xué)生外語的綜合素質(zhì),即進行卓有成效的雙語教學(xué)。

2.1 高職院校實施雙語教學(xué)是市場的需求

隨著進一步經(jīng)濟全球化的進程,當(dāng)前畢業(yè)市場對畢業(yè)生崗位實際操作能力和英語日常用語的交際能力也提出了更高要求。

從高職學(xué)生近年就業(yè)崗位需求來看,無論是活躍在三產(chǎn)服務(wù)崗位的畢業(yè)生,還是選擇就職于一般企業(yè)的機電、磨具等專業(yè)的畢業(yè)生,就職的企業(yè)對畢業(yè)生的外語水平明顯提出了更高的要求。由于這類型企業(yè)大部分的機械設(shè)備是來自于國外的,因此他們不僅要求畢業(yè)生有過硬的專業(yè)能力,而且要求他們能看懂訂單、能參照國外的機械設(shè)備說明書進行簡單的維修等。因此,在高職院校開展面向工作崗位的雙語教學(xué)是非常必要的。

2.2 高職院校實施雙語教學(xué)是適應(yīng)學(xué)生自身發(fā)展的需要

雙語教學(xué)重視的不僅僅是學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的能力,而是引導(dǎo)養(yǎng)學(xué)生了解如何使用外語去培養(yǎng)思考專業(yè)的能力。通過這種“外語+專業(yè)”的教學(xué)模式培養(yǎng)出來的學(xué)生,今后無論是在的工作崗位上,還是畢業(yè)后選擇繼續(xù)深造、出國留學(xué),這種“外語+專業(yè)” 教學(xué)模式所帶來的優(yōu)勢都會不斷地顯現(xiàn)出來。因此,通過實施雙語教學(xué)來滿足高職院校學(xué)生自身發(fā)展不僅必要,而且迫切需要開展的。

3、高職、高專院校實施雙語教學(xué)的阻礙

3.1 高職、高專院校雙語教學(xué)的現(xiàn)狀

由于高職高專院校大多數(shù)學(xué)生的英語基礎(chǔ)偏低,但是進入大學(xué)后,很多學(xué)校對全國A、B級考試過級率有相應(yīng)的要求,在這種情況下很多學(xué)生不得不重新開始學(xué)習(xí)英語。在非主觀意愿地重頭學(xué)習(xí)英語的過程中,教師們一般會大量地向?qū)W生灌輸英語知識,這種填鴨式地講授必然會讓學(xué)生對英語學(xué)習(xí)產(chǎn)生更大的抵觸。學(xué)生外語基礎(chǔ)差再加上不合理的課程設(shè)置這也就是為什么雙語教學(xué)常常是進行于每學(xué)期開學(xué)初的頭幾次課,而幾次課后幾乎三分之二或以上的教師為了教學(xué)進度不得不把計劃好的雙語教學(xué)重新改回最原始的通過母語來教授英語的授課形式。

3.2 高職高專院校實行雙語教學(xué)面臨的困難

(1)學(xué)生英語基礎(chǔ)差。雙語教學(xué)不僅對教師提出了極高的要求,同時對學(xué)生的英語綜合素質(zhì)也有相當(dāng)高的要求。但是目前大多數(shù)高職高專院校學(xué)生的英語基礎(chǔ)較差,而且缺乏對外語學(xué)習(xí)的興趣。而且今年來很多高校開始擴招后,這樣擴招后入學(xué)的高職高專學(xué)生外語總體水平更是達不到雙語教學(xué)的要求。

(2)“雙語型”師資不足。雖然目前國內(nèi)很多高校都提倡進行雙語教學(xué),但是雙語教師缺失仍然是普遍存在的問題。因為雙語教學(xué)的教師不單單要有精深的專業(yè)知識,而且要有較高的英語口語水平,這樣才能夠用英語清楚明白地講解專業(yè)知識。目前國內(nèi)很多高職高院校大主要專存在以下兩種現(xiàn)實情況:一是由校內(nèi)專業(yè)知識較強且外語綜合水平稍高的教師擔(dān)任,這樣的專業(yè)教師雖然專業(yè)精通,但英語口語表達水平不高,很難用英語闡述并教授專業(yè)概念、專業(yè)理論。二是英語教師雖然英語水平高,但對專業(yè)知識幾乎是從不涉足,即使一些教授專業(yè)課外語的英語教師也僅僅是對教材進行全篇的翻譯至于“外語+專業(yè)”的教授模式卻是也很難勝任。

(3)缺少適用的教材和具體的語言環(huán)境。雙語教學(xué)的開展必須提倡或強制使用外語原版教材。沒有原版教材,雙語教學(xué)就變成了無源之水,無本之木。而且目前很多國內(nèi)院校在英語課堂上創(chuàng)設(shè)的交際環(huán)境,都是演練性質(zhì)的,缺少真實生活中語境的復(fù)雜性和無法預(yù)測性。

簡言之,學(xué)生基礎(chǔ)差,雙語教師少,雙語教材少以及英語教學(xué)沒有缺少練習(xí)的不同環(huán)境是目前大多院校雙語教學(xué)的主要現(xiàn)狀。

4、高職、高專院校雙語教學(xué)的解決方案

4.1 首先我們要改變教師傳統(tǒng)填鴨式英語授課的模式

首先教師要在課堂上模擬語言環(huán)境,不僅僅是在口語教學(xué)中,而是運用到所有英語課的教學(xué)當(dāng)中。教師應(yīng)當(dāng)根據(jù)每次授課不同的內(nèi)容,創(chuàng)設(shè)出不同的語言條件和要求,再根據(jù)這些具體的語言條件和要求構(gòu)建一個實際可行的語言環(huán)境,讓學(xué)生置身于這個創(chuàng)設(shè)的環(huán)境中去練習(xí)口語。

4.2 盡可能為學(xué)生設(shè)計具體的語言環(huán)境

雙語教學(xué)的英語學(xué)習(xí)環(huán)境,不單是指學(xué)生聽到的、而是要求學(xué)生看到的和嘴里說的盡可能是英語?？吹降闹饕侵笇W(xué)生學(xué)習(xí)生活中遇到的硬環(huán)境,最好是要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)場所、生活場所都可以看到和學(xué)習(xí)英語。如:班級的課表、班規(guī)和其它布置（板報）最好用英漢雙語;體育館內(nèi)的器材名稱也用雙語。而耳朵聽到的和嘴里說的主要是指軟環(huán)境。要學(xué)好一種語言,主要要從聽和說上下功夫,這需要教師的主觀努力,去引導(dǎo),去營造環(huán)境,去創(chuàng)造機會。首先,在英語課堂上毫無疑問教師應(yīng)盡量多用英語、少用母語,可能開始有的學(xué)生聽不懂,但教師可以借助直觀手段如實物、圖片等創(chuàng)設(shè)語境幫助學(xué)生去理解;同時老師要利用眼神、口形、手勢和其它一切肢體語言幫助學(xué)生學(xué)習(xí)理解。其次,在課堂外也應(yīng)盡量多用英語。如校園內(nèi)遇到同學(xué)要用英語打招呼以及課堂上發(fā)號施令都可以用英語;還可以充分利多媒體來播放英語歌曲、小電影等;并以定期舉行英語競賽活動,來檢驗雙語教學(xué)的效果,建議學(xué)校的其它一些大型活動也應(yīng)盡量讓學(xué)生運用雙語進行主持。這些不僅讓學(xué)生有機會聽和說,最主要的是能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4.3 如想切實有效地進行雙語教學(xué),當(dāng)前我們一定要想盡辦法提高高職院校學(xué)生英語的綜合水平

高職高專在生源競爭上往往比不上普通高校,尤其是在外語基礎(chǔ)方面,更是學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)。了解同學(xué)們問題所在,教師就要有針對的逐一的帶著同學(xué)去改進。只有把學(xué)生的綜合英語水平提上去才能最大化的發(fā)揮雙語教學(xué)的顯著作用。

雙語教學(xué)試驗是一項長期的任務(wù),它不會一朝一日就能見效。所有急功近利的做法在表面上可能會有一時一地的轟動效果,但如果不以科學(xué)的態(tài)度認(rèn)真學(xué)習(xí),通過五年,十年甚至更長時間的積極實踐和探索,雙語教學(xué)只能又是以轟轟烈烈走過場了事。所以高職高專院校應(yīng)如何管理雙語教學(xué)的發(fā)展非?，F(xiàn)實地擺在我們面前。雖然目前不少院校已經(jīng)建立了雙語教學(xué)的制度,但是接下來要做的工作仍是大量的,復(fù)雜的和艱巨的。只有通過深入地學(xué)習(xí)思考,認(rèn)真分析研究,統(tǒng)一認(rèn)識,理清思路,確定目標(biāo),才能將雙語教學(xué)的探索順利成功地進行下去。

參考文獻

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[3]王旭東.關(guān)于“雙語教學(xué)”的思考.

第6篇：科學(xué)設(shè)計范文

什么是循證設(shè)計

一個簡單的定義是“有意識地優(yōu)化使用現(xiàn)有的知識來輔助設(shè)計決策和提高設(shè)計成果”。設(shè)計師們?nèi)绮粎⒖枷嚓P(guān)的科學(xué)信息實屬浪費。在循證設(shè)計的過程中，建筑師需要積極、謹(jǐn)慎、思辨地分析目前的研究及實踐提供的科學(xué)信息，并和項目委托方進行溝通，由此優(yōu)化適應(yīng)具體項目的相關(guān)設(shè)計決策。

設(shè)計師如今需要來自新領(lǐng)域的科學(xué)知識和證據(jù)，正如綠色設(shè)計要求有關(guān)空氣質(zhì)量、建筑能耗、綠色建筑材料和自然生態(tài)系統(tǒng)的知識，一個好的醫(yī)院設(shè)計需要應(yīng)用相關(guān)的醫(yī)學(xué)和醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)知識，了解護士在醫(yī)護過程中所起的作用。負(fù)責(zé)盡職地應(yīng)用循證設(shè)計的建筑師應(yīng)該做好充分準(zhǔn)備去了解與具體項目相關(guān)、但其建筑專業(yè)教育并未涉獵的領(lǐng)域。

循證設(shè)計是一個過程而不是一個產(chǎn)品

循證設(shè)計是一個設(shè)計者和項目委托人共同尋求最佳設(shè)計方案的過程。在其復(fù)雜的問題中，人們想要尋找一個現(xiàn)成的答案通常以失望告終，于是有人期待循證設(shè)計會對關(guān)鍵的設(shè)計問題提供唯一的、放之四海而皆準(zhǔn)的答案。但事實上，即便在類似的項目中，相同的數(shù)據(jù)和科學(xué)知識可能由于具體項目條件或時間因素會引領(lǐng)出不同的設(shè)計概念，同時科學(xué)界也在不停地進行新的研究，相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息也在不停地更新。

循證設(shè)計必須使用多種信息途徑來尋求相關(guān)的知識和證據(jù)，避免過度依賴陳舊過期的信息或無視最新信息。由于與具體設(shè)計相關(guān)的信息范圍很廣，建筑師經(jīng)常需要在新的、陌生的領(lǐng)域?qū)ふ倚畔?。他需要在所有相關(guān)領(lǐng)域?qū)ふ抑匾煽康男畔⒁詢?yōu)化關(guān)鍵的決策，并且對科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)度做出自己的分析判斷。

設(shè)計者也應(yīng)該對每個具體項目都區(qū)別對待，因為沒有兩個設(shè)計是完全相同的。用來在某個設(shè)計中輔助決策的信息可能并不適合另一個設(shè)計。即便是采用一個相對標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計時，建筑師也經(jīng)常需要根據(jù)具體項目情況做出相應(yīng)調(diào)整。目前的知識和證據(jù)也可能在短期內(nèi)就會有所更新與演變，所以用現(xiàn)有的證據(jù)來制訂標(biāo)準(zhǔn)化的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范是不可取的。合理使用循證設(shè)計不僅會帶來更佳的設(shè)計結(jié)果，也會引領(lǐng)出更多樣化的優(yōu)秀設(shè)計概念。

理解科學(xué)研究對于設(shè)計實踐的意義

這要求設(shè)計師具備科學(xué)辯證的分析思維能力。建筑師在設(shè)計中往往參照源于其他建筑案例的知識信息，因此必須對這些信息在當(dāng)前項目的適用性進行辯證分析，并對不能直接引用的信息根據(jù)具體情況的差異做出演繹?？茖W(xué)辯證的分析能幫助設(shè)計師對研究的嚴(yán)謹(jǐn)度及其成果的準(zhǔn)確性做出合理的判斷，而前提是建筑師具有分析、綜合及評價這些信息的能力。

有時，設(shè)計者甚至?xí)诓煌芯宽椖恐邪l(fā)現(xiàn)相互矛盾的研究結(jié)果，從而面臨在其中做出科學(xué)決策的挑戰(zhàn)。在這種情況下建筑師需要使用科學(xué)辯證的分析來優(yōu)化其決策，結(jié)果可能是選擇少數(shù)服從多數(shù)，尊重更大量存在的事實，或甚至與主流觀念背道而馳。

循證設(shè)計需要建立一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹斑壿嬫湣?/p>

這始于對科學(xué)可靠的研究成果的探尋，經(jīng)過對所得信息的嚴(yán)謹(jǐn)分析，最終達成對具體項目的設(shè)計概念和目標(biāo)的構(gòu)思及相關(guān)的科學(xué)假設(shè)。一個建立在科學(xué)證據(jù)基礎(chǔ)上的設(shè)計必須體現(xiàn)這一從科學(xué)研究成果到具體設(shè)計目標(biāo)之間的邏輯鏈。設(shè)計師有時會期待通過某個設(shè)計概念達成某方面的具體目標(biāo)，例如“通過提供充分光照及優(yōu)美的自然景觀來幫助患者減輕病痛”。這樣的目標(biāo)和假設(shè)應(yīng)該是建立在對現(xiàn)存的有關(guān)日光及景觀如何影響患者的研究成果充分了解及合理分析的基礎(chǔ)之上。

設(shè)計師有收集并使用相關(guān)科學(xué)信息的道德義務(wù)。他們有責(zé)任保護公眾不受結(jié)構(gòu)坍塌、火災(zāi)及其他建筑災(zāi)害的威脅，而達成這一目標(biāo)的途徑是通過對以往科學(xué)研究和實踐經(jīng)驗，包括過往災(zāi)害的研究及實際考察。在醫(yī)療設(shè)計領(lǐng)域，設(shè)計者面臨諸多可靠科學(xué)的新信息，尤其是有關(guān)健康及安全的信息，因此有責(zé)任將其應(yīng)用在設(shè)計實踐中以優(yōu)化公眾的安全和利益。

循證設(shè)計的實踐分為四個等級

*第一等級：遵照研究成果進行實踐，并聯(lián)接研究成果和設(shè)計概念

這一等級的設(shè)計者遵循循證設(shè)計的概念，及時了解最新的研究，并在設(shè)計中應(yīng)用已研究的知識信息。他們會積極地分析建成的案例、發(fā)現(xiàn)其中的問題、并和公眾尤其是以后的客戶分享成功案例。也有公司收集不成功的例子以便在以后的設(shè)計中做出改進。這一等級的不足之處是設(shè)計者進行自我評定時傾向于發(fā)現(xiàn)成功的故事，容易缺乏從研究到預(yù)期設(shè)計成果之間的嚴(yán)謹(jǐn)邏輯鏈。

*第二等級：在第一等級的基礎(chǔ)上對所期待的設(shè)計結(jié)果進行科學(xué)的假設(shè)和實證

這一等級的建筑師在循證設(shè)計上走得更遠，對其設(shè)計概念可能帶來的益處提出了科學(xué)的假設(shè)，并通過實證的方法檢驗該假設(shè)。他們建立了一個邏輯鏈來聯(lián)接某一具體的設(shè)計手法和一個所期待的成果，并且通過收集數(shù)據(jù)進行實證的方法來檢驗其假設(shè)的關(guān)系是否成立。

第7篇：科學(xué)設(shè)計范文

關(guān)鍵詞：初中科學(xué)；實驗設(shè)計；自主探究；科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號：G632 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）11-151-02

浙教版新版初中科學(xué)旨在培養(yǎng)學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式――變被動接受式學(xué)習(xí)為主動探究式學(xué)習(xí)，重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。教材中增設(shè)了大量的實驗活動，然而由于中考指揮棒等原因，科學(xué)教師在具體的教學(xué)活動中，并沒有很好地落實通過引導(dǎo)學(xué)生親身經(jīng)歷科學(xué)探究過程來實現(xiàn)教育目標(biāo)。正如一學(xué)生所說：看著老師的演示實驗，很吸引人的，一旦自己動手實驗，因只是驗證性做做，已沒什么興趣。對此，教師在科學(xué)實驗課的教學(xué)中，有效地進行實驗教學(xué)設(shè)計，讓學(xué)生自主探究活動的過程，“放大”學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生的求知欲，既能提高學(xué)科課堂教學(xué)效率，又能促進學(xué)生科學(xué)思維的形成。筆者結(jié)合多年的科學(xué)實驗教學(xué)實踐談幾點做法。

一、精心設(shè)計探究性實驗，培養(yǎng)學(xué)生自主操作能力

實驗教學(xué)設(shè)計是教學(xué)的中心環(huán)節(jié)，成功的教學(xué)始于科學(xué)的教學(xué)設(shè)計。實驗教學(xué)設(shè)計應(yīng)明確地把提高學(xué)生的智力和能力放在優(yōu)先位置，也就是應(yīng)把智能開發(fā)作為教學(xué)設(shè)計的始點和終點。把教材中的一些演示實驗、模擬實驗、驗證實驗盡可能設(shè)計成探究性實驗。如曾有一位教師在教學(xué)牛頓第三定律時，她讓學(xué)生用桌上的彈簧秤、鐵釘、磁鐵兩人一組動手實驗，通過觀察彈簧秤的讀數(shù)，分析相互作用力的方向，經(jīng)過討論、歸納出牛頓第三定律。這樣做學(xué)生參與程度高，通過動手操作，動口討論，動腦思維，歸納規(guī)律，有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)品質(zhì)的培養(yǎng)和抽象概括能力的提高。接著引導(dǎo)學(xué)生從相互作用力的性質(zhì)、大小、方向和作用對象研究，找出作用力和反作用力與平衡力的共性與差異。這樣做既突出了學(xué)生的主體地位，又培養(yǎng)了學(xué)生“求異”和“比較思維”的能力。接著她借助多媒體展示了課件：我國110米欄冠軍劉翔起跑的鏡頭和14世紀(jì)末，有一位中國官吏想借助火箭飛行的動畫。這樣做，既使學(xué)生明白了作用力、反作用力的應(yīng)用，同時又進行了愛國主義教育。這節(jié)課中，教師沒把要講的內(nèi)容當(dāng)成現(xiàn)成的知識傳授，而是進行了活化，作為一個知識探索及獲得的過程，有效地提高了學(xué)生“自主學(xué)習(xí)”的能力。這樣的實驗設(shè)計，既具有探究性和啟發(fā)性，又鍛煉了學(xué)生的實驗操作能力，激發(fā)了學(xué)生的探究心理，啟發(fā)和活躍了思維，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力創(chuàng)設(shè)了情境，提供了條件。

二、精心設(shè)計課堂探究與課外實驗相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的自主意識

自主意識是創(chuàng)新的前提，是求實的基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生的自主意識，有利于造就開拓進取、勇于創(chuàng)新的人才。實驗教學(xué)中要尊重學(xué)生的人格，實驗活動中多用設(shè)問方式，保護和引導(dǎo)學(xué)生的好奇心，鼓勵他們質(zhì)疑問難，勇于發(fā)表自己的見解；重視扶植和培養(yǎng)有不同愛好和特點的學(xué)生，讓他們有施展才華的機會，增強自主意識。

新教材中安排了較多的“探究”和“進一步探究”活動，有一些探究活動無法在課堂教學(xué)中完成，如探索各類生物的習(xí)性、生長、發(fā)育規(guī)律，也有如月相及其變化、日食、月食、星圖等自然景觀的變化，這些都需要教師根據(jù)實際情況，提前1～2周，甚至提前1～2月或更多時間，引導(dǎo)學(xué)生課外作觀察日記，適時指導(dǎo)。這樣，既分解了一些課堂教學(xué)中的疑難點，增強了科學(xué)的直觀性、規(guī)律性，使學(xué)生獲得新知識增添了“催化劑”；又激發(fā)了學(xué)生學(xué)科學(xué)愛科學(xué)的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的自主探究意識，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性、獨立性和創(chuàng)造性，真正體現(xiàn)了探究性學(xué)習(xí)的真諦。當(dāng)學(xué)生接到任務(wù)后，情緒高漲，很快自由結(jié)合成一個個活動小組，各自準(zhǔn)備實驗材料和實驗儀器：在制定計劃和實施計劃時，有的小組是自己設(shè)計的，有的是按照教材設(shè)計的。學(xué)生在這些探究活動中，教師要經(jīng)常關(guān)心學(xué)生的實驗情況，定期召集學(xué)生匯總情況，及時組織討論和引導(dǎo)。讓學(xué)生在探究活動中漸漸養(yǎng)成持之以恒、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度，提高學(xué)生自主探究的意識。

三、精心設(shè)計成功的情境，全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

“成功的情境”是讓學(xué)生通過成功的學(xué)習(xí)，使他們的好奇心與學(xué)習(xí)愿望獲得滿足。在探究實驗活動中，為了讓每一個學(xué)生都能從各自的實驗活動中獲得成功，可針對不同層次的學(xué)生采用多層次的啟發(fā)式的實驗教學(xué)設(shè)計，設(shè)立不同層次的教學(xué)目標(biāo)，給每一位學(xué)生創(chuàng)造表達、交流和展示的機會。讓他們在成功的喜悅中，感悟自己潛在的能力，激發(fā)他們的求知欲，從而以更大的熱情投入到新的學(xué)習(xí)活動中去。

在“探究饅頭在口腔中的變化”的實驗課中，對后進生可設(shè)計如下問題：1.饅頭的主要成分是什么？2.淀粉有沒有甜味？淀粉分解成麥芽糖后有沒有甜味？3.淀粉遇碘變藍，麥芽糖遇碘變不變色？要求他們能敘述一些簡單的實驗過程和結(jié)果。當(dāng)出現(xiàn)失誤時，教師要主動關(guān)心他們，少批評，多肯定，還要及時給予表揚和鼓勵，使他們看到自身的價值和潛力。美國心理學(xué)家吉爾福特把思維的方式分成復(fù)合思維和發(fā)散思維，其中的發(fā)散思維是指對同一問題，從不同角度、不同層次、不同方面出發(fā)，得出多種多樣的設(shè)計和解決問題的途徑的思維過程。針對思維開闊的學(xué)生可設(shè)計以下具有發(fā)散性特點的問題：1、為什么唾液淀粉酶的消化作用對溫度的要求大約是37℃？2、為什么3只試管各滴加2滴碘液？滴多了會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？3、除了教材中提供收集唾液的方法外，誰還能想出別的方法？4、除了將3只試管一起放入37 ℃的溫水中，誰還能設(shè)計出更簡便的方法？這樣做可使不同層次學(xué)習(xí)水平的學(xué)生都能得到發(fā)展，讓學(xué)生驚奇于自己的諸多發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在親身體驗中情感得到極大的滿足，在實踐和體驗中獲得獨特的、豐富的、深刻的感性材料，讓學(xué)生感到自己是一個“發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者”，體驗到智慧的力量和發(fā)現(xiàn)的快樂，從而使他們在成功的滿足中產(chǎn)生愉悅，以更飽滿的自信投入到新的學(xué)習(xí)中。

總之，實踐證明：合理的科學(xué)實驗課堂教學(xué)設(shè)計，能有效地發(fā)揮學(xué)生的主體作用，開發(fā)學(xué)生的智力和潛能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)操作、思維能力，掌握科學(xué)探究的方法，形成尊重事實、善于質(zhì)疑、勇于探究的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維習(xí)慣，養(yǎng)成良好的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻：

第8篇：科學(xué)設(shè)計范文

[關(guān)鍵詞]科學(xué) 教學(xué)設(shè)計 動態(tài)生成 教學(xué) 優(yōu)化

[中圖分類號] G623.6 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 1007-9068（2016）36-075

在科學(xué)課堂教學(xué)中，教師應(yīng)合理優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，珍視教學(xué)中的動態(tài)生成，讓預(yù)設(shè)與生成相互促進，和諧發(fā)展。做好課堂預(yù)設(shè)，能為課堂動態(tài)生成留足空間；展開多元對話，為課堂動態(tài)生成創(chuàng)設(shè)空間；及時調(diào)整教學(xué)設(shè)計，能有效捕捉動態(tài)生成訊息。動態(tài)生成是重要的教學(xué)資源，教師要有生成意識，為學(xué)生提供更豐富的學(xué)習(xí)內(nèi)容，贏得課堂教學(xué)的主動權(quán)。

一、教學(xué)預(yù)設(shè)，儲蓄動態(tài)生成空間

在設(shè)計科學(xué)課堂教學(xué)教案時，教師應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容的選擇、教法的運用、學(xué)法的指導(dǎo)等方面，為課堂教學(xué)資源的生成留足空間。教師要從學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)出發(fā)，找準(zhǔn)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)點，使用適合度更高的教學(xué)方式為學(xué)生提供教學(xué)。學(xué)生學(xué)習(xí)興趣一旦被激活，教學(xué)效果自然會有所提高。

在教學(xué)《食物鏈和食物網(wǎng)》一課時，我讓學(xué)生判斷“誰吃誰”，這里的“誰”可指薔薇、小草、樹葉、蚜蟲、瓢蟲、蚯蚓、毛毛蟲、小鳥等。有的學(xué)生說：“小鳥吃瓢蟲，瓢蟲吃蚜蟲，蚜蟲吃小草或薔薇”；也有的學(xué)生說：“小鳥吃毛毛蟲，毛毛蟲吃薔薇，小鳥還可以吃蚯蚓，可是蚯蚓吃什么呢？”這個問題一經(jīng)提出，立刻引起其他學(xué)生的關(guān)注。我順勢引導(dǎo)學(xué)生進行討論：所有生物都有自己的食物鏈或食物網(wǎng)，請你列舉出生活中見過的生物，找找它們之間的食物鏈。學(xué)生的探究熱情被點燃，教學(xué)課堂討論氣氛非常熱烈，很快就出現(xiàn)了許多條食物鏈。

教師針對課堂的動態(tài)生成，向?qū)W生提出問題，引導(dǎo)學(xué)生展開討論，很快將學(xué)生帶入思考中。學(xué)生在討論、分析、綜合中形成的學(xué)習(xí)認(rèn)知，為學(xué)生提供重要的交流機會。教學(xué)生成隨時發(fā)生，教師應(yīng)有捕捉意識，隨時點爆課堂學(xué)習(xí)氛圍，使科學(xué)課堂教學(xué)取得較好的效果。

二、多元對話，創(chuàng)設(shè)動態(tài)生成環(huán)境

教師應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生展開多元對話，與學(xué)生建立平等的對話機制，重視學(xué)生的言行，注重課堂的互動品質(zhì)。教師巧妙地設(shè)計課堂的提問環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生展開交互對話活動，進行多種形式的合作學(xué)習(xí)。課堂教學(xué)呈現(xiàn)繁榮景象，教學(xué)生成自然形成，學(xué)生的學(xué)習(xí)思維也將得到有效激發(fā)。

多元對話體現(xiàn)在生生互動與師生互動中。如在教學(xué)《維護生態(tài)平衡》一課時，我提出問題：以草原為例，草原上常見的生物有鷹、兔子和草，這三種生物之間如何形成生態(tài)平衡呢？有學(xué)生回答：“如果鷹少了，兔子必然增多，兔子多了，草就少了，草大量減少，會引起沙漠化。生態(tài)平衡就會被打破，因此，人類不應(yīng)隨意捕捉鷹?！庇械膶W(xué)生說：“如果我們大量投放鷹的數(shù)量，讓鷹抓兔子，草原的兔子少了，草就會旺盛起來，這樣是不是會有好結(jié)果呢？”問題一提出，立刻引起熱議。有的學(xué)生說：“要減少兔子的數(shù)量，發(fā)動人們?nèi)カC殺兔子就可以了，不需要投放鷹？”有的學(xué)生說：“草原草長高了，冬天干燥易著火，就怕火勢太旺，難以控制呀?！?/p>

從學(xué)生激烈地討論中可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣被激發(fā)了，對生態(tài)平衡也有了更深刻地認(rèn)識。此時，我再引導(dǎo)學(xué)生進行總結(jié)：自然界有比較固定的生態(tài)平衡，人類不應(yīng)該隨意打破這種平衡，一旦生態(tài)平衡被破壞，必將給人類帶來巨大的災(zāi)難。

三、及時調(diào)整，捕捉動態(tài)生成訊息

課堂教學(xué)不是一成不變的，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)實際做出適時地調(diào)整。課堂教學(xué)動態(tài)生成隨時可能出現(xiàn)，教師面對教學(xué)生成時，需要快速做出應(yīng)對，對原有的教學(xué)設(shè)計進行對位調(diào)整。在課堂教學(xué)中，教師要善于觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對學(xué)生的點滴反應(yīng)給予重視，鼓勵學(xué)生進行自主探究，根據(jù)學(xué)生的接受情況調(diào)整教學(xué)進度，為推進課堂創(chuàng)造良好條件。

《陽光下的影子》一課要求學(xué)生從陽光照射物體產(chǎn)生的影子中形成新的認(rèn)知。在教學(xué)中，我讓學(xué)生根據(jù)自身實踐繪制影子隨時間變化的示意圖。在課堂展示中，學(xué)生大多能給出實驗結(jié)果之后，我再要求學(xué)生講述實驗過程與感悟。有學(xué)生說：“我用一根竹竿進行測試，從上午十點開始，每隔一個小時，測量一次竹竿的影子的長度，一直到下午四點。從描繪的示意圖中發(fā)現(xiàn)，陽光照射方向呈現(xiàn)規(guī)律性轉(zhuǎn)移，影子長短和角度也隨之變化，且所有變化都呈現(xiàn)規(guī)律性。教師對學(xué)生的實踐成果進行科學(xué)、合理地分析評價。

先讓學(xué)生自主探索相關(guān)內(nèi)容，再進入課堂學(xué)習(xí)，真正體現(xiàn)“先學(xué)后教”的教學(xué)理念。學(xué)生有了實踐感知作為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，對課堂學(xué)習(xí)有重要的促進作用。課堂教學(xué)中，學(xué)生參與度、學(xué)習(xí)效率都能有效提升。學(xué)生前期實踐情況教師難以預(yù)設(shè)，給課堂教學(xué)帶來諸多的不確定性，教學(xué)生成特征明顯，也為課堂教學(xué)地靈活調(diào)整創(chuàng)造條件。

第9篇：科學(xué)設(shè)計范文

【關(guān)鍵詞】科學(xué)探究；學(xué)習(xí)平臺；科學(xué)教育

【中圖分類號】G40057【文獻標(biāo)識碼】A【論文編號】1009―8097 (2008) 09―0056―04

我國在貫徹落實“科教興國”戰(zhàn)略、全面推進素質(zhì)教育的進程中，改革與加強中小學(xué)的科學(xué)教育，切實有效地提高青少年的科學(xué)素養(yǎng)，已經(jīng)引起人們的高度重視。《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（3－6年級）》中明確指出：科學(xué)課程“以培養(yǎng)小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為宗旨”[1]，要把科學(xué)探究作為科學(xué)學(xué)習(xí)的核心。但是，許多研究表明，常規(guī)教學(xué)方式無法有效地支持科學(xué)探究的開展。當(dāng)前應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)來支持教學(xué)科學(xué)探究也成為了信息技術(shù)與科學(xué)課程整合的研究焦點，本研究力圖構(gòu)建一個基于網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)探究學(xué)習(xí)平臺，促進科學(xué)探究在中小學(xué)科學(xué)教育的開展。

一 概念界定

本文所涉及到的“科學(xué)探究”是指：在科學(xué)教學(xué)中，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力、提升科學(xué)素養(yǎng)為目的，在教師引導(dǎo)下，學(xué)生通過模擬類似科學(xué)家的探究過程來理解科學(xué)概念和探究的本質(zhì)的一種學(xué)習(xí)活動。一般認(rèn)為，科學(xué)探究的基本步驟有形成問題，建立假設(shè)，制定研究方案，檢驗假設(shè)，作結(jié)論，表達與交流。

由于目前學(xué)術(shù)界對什么是科學(xué)探究平臺尚無定義，本文所使用的“科學(xué)探究平臺”是指面向中小學(xué)科學(xué)教學(xué)，以科學(xué)探究理論為指導(dǎo)，以支持科學(xué)探究的活動過程、培養(yǎng)科學(xué)探究技能為目標(biāo)的基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)軟件系統(tǒng)。

二 國內(nèi)對科學(xué)探究學(xué)習(xí)平臺的研究

國內(nèi)對科學(xué)探究學(xué)習(xí)平臺設(shè)計與開發(fā)方面的研究只有以下一些：

《高中物理探究型網(wǎng)絡(luò)課件的設(shè)計研究》一文就如何設(shè)計、開發(fā)培養(yǎng)高中學(xué)生科學(xué)探究能力物理網(wǎng)絡(luò)課件進行了探討，劉海華[2]提出的“設(shè)計支持科學(xué)探究的教學(xué)軟件必須結(jié)合科學(xué)探究的要素”值得借鑒，即科學(xué)探究一般分為形成問題，建立假設(shè)，制定研究方案，檢驗假設(shè)，作結(jié)論，表達與交流的步驟等步驟，教學(xué)軟件要支持這些步驟。但是作者開發(fā)的案例《單擺周期》在支持科學(xué)探究方面還存在一些不足，功能很少，不具備科學(xué)探究所需的檢驗假設(shè)、數(shù)據(jù)搜集分析等學(xué)習(xí)工具，不具備對科學(xué)探究過程的支持功能。此外，文章也沒有對設(shè)計支持科學(xué)探究的網(wǎng)絡(luò)課件的一般方法進行總結(jié)歸納。

上海市寶山區(qū)月浦新村小學(xué)“因特網(wǎng)支持下小學(xué)科學(xué)探究學(xué)習(xí)的實踐研究”總結(jié)出了因特網(wǎng)支持下的小學(xué)科學(xué)探究活動基本的操作模式、評價方案并開發(fā)了兩個主題網(wǎng)站。在主題網(wǎng)站建設(shè)方面，建設(shè)了“網(wǎng)上少科院”和“小學(xué)生做研究”兩個主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站，它們對科學(xué)探究活動的支持還有一些不足：“網(wǎng)站是靜態(tài)的，交互性不夠，除了BBS論壇，更多的是信息的展示。以探究科學(xué)小課題為主的科學(xué)探究活動，需要網(wǎng)上調(diào)查、數(shù)據(jù)分析等活動，網(wǎng)站的功能不夠?？茖W(xué)探究的成果必須通過網(wǎng)站管理人員上傳，學(xué)生沒有自，上傳后也不能進行反復(fù)修改。”[3]

我國臺灣地區(qū)的科學(xué)探究研究項目主要有臺北市教育局主辦的“臺北市2006氣象探究網(wǎng)絡(luò)競賽”1。這個項目是面向中學(xué)生的課外活動，它依托臺北市校園氣象臺，開展網(wǎng)絡(luò)科學(xué)探究競賽。參加活動的學(xué)生從競賽網(wǎng)站上限定的主題中，選擇一個要探究的主題。進行探究活動時，使用臺北市校園氣象臺提供的氣象數(shù)據(jù)、學(xué)生結(jié)成學(xué)習(xí)小組圍繞該主題設(shè)計科學(xué)探究活動，請專家學(xué)者評分及學(xué)員互評選出優(yōu)秀的設(shè)計方案。校園氣象臺作為氣象數(shù)據(jù)、資源和信息呈現(xiàn)工具，而在競賽過程中的擬定計劃、交流討論、作品互評等活動是通過另外設(shè)置的論壇以及相應(yīng)的作品提交系統(tǒng)來實現(xiàn)的?？傮w而言，校園氣象臺不是一個完備的科學(xué)探究支持平臺，缺乏對科學(xué)探究活動過程的支持。

三 國外對科學(xué)探究學(xué)習(xí)平臺的研究

美國對科學(xué)探究支持軟件工具進行了較系統(tǒng)研究的主要有美國密歇根大學(xué)教育學(xué)院HI－CE的Krajcik教授，以及加州大學(xué)柏克萊分校TELS的Linn教授等人。他們根據(jù)實踐經(jīng)驗進行了設(shè)計方法與原則的歸納。

Quintana和Krajcik等人[4]提出了設(shè)計支持科學(xué)探究軟件的理論框架。該理論框架圍繞學(xué)習(xí)者進行科學(xué)探究活動時可能遇到的三個主要的障礙設(shè)計支持策略：“第一，針對理解科學(xué)性內(nèi)容提出的支持策略：軟件應(yīng)包含科學(xué)內(nèi)容的表征，這些表征應(yīng)該可以讓學(xué)習(xí)者從不同角度進行操縱、觀察，這樣才能幫助學(xué)習(xí)者理解該表征的不同特征。第二，針對探究過程管理提出的支持策略：把復(fù)雜的探究過程用結(jié)構(gòu)化的形式表現(xiàn)出來。第三，針對反思和溝通提出的溝通支持策略：學(xué)習(xí)者不僅需要對某個科學(xué)知識點進行反思與交流，還需要對自己的學(xué)習(xí)流程如探究計劃、探究過程進行反思，軟件應(yīng)該提供指示使學(xué)習(xí)者能跟蹤自己的學(xué)習(xí)進程?！?/p>

此外，美國開展的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)支持科學(xué)探究的研究項目比較多，如GLOBE2（Global Learning and Observations to Benefit the Environment）、GEODE3（Geographic Data on Education）和實時數(shù)據(jù)項目4。這些研究的共同之處在于：

首先，均應(yīng)用了某個科學(xué)領(lǐng)域的大量數(shù)據(jù)，并且開發(fā)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件工具，如GEODE是利用地理地圖數(shù)據(jù)、CIESE則應(yīng)用了包括氣象、洋流、航空等多個領(lǐng)域的科學(xué)數(shù)據(jù)。這說明基于網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)探究活動不僅是搜集網(wǎng)絡(luò)資源，獲取并分析、解讀科學(xué)數(shù)據(jù)是很重要的活動，科學(xué)探究平臺需要對這方面提供支持。

其次，各項目都重視開發(fā)課程資源，課程資源分為技術(shù)工具和相應(yīng)的使用方案（如教材、專題探究活動）。Simons和Clark[5]指出，“探究活動的成功最終取決于精心設(shè)計的教學(xué)活動而不是基于計算機的工具，當(dāng)然這些工具在對學(xué)習(xí)者理解什么是數(shù)據(jù)、如何收集、處理、轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)方面乃至理解科學(xué)知識上起著不可或缺的作用”，Edelson[6]發(fā)現(xiàn)了利用可視化技術(shù)來支持地理科學(xué)的探究學(xué)習(xí)項目中出現(xiàn)的阻礙因素，并提出解決的辦法是設(shè)計相應(yīng)的技術(shù)工具和課程。這啟示我們在設(shè)計開發(fā)科學(xué)探究平臺的時候，需要設(shè)置各種學(xué)習(xí)工具，同時還要有配套的學(xué)習(xí)活動。

四 科學(xué)探究支持軟件案例分析

國外（主要是美國）開展了許多應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)支持科學(xué)探究研究的項目，這些項目均開發(fā)了一些軟件工具，按照軟件工具對科學(xué)探究過程的支持程度進行分類，筆者把目前用于支持科學(xué)探究的軟件工具分為兩大類：科學(xué)探究支持工具與科學(xué)探究支持平臺。

1 科學(xué)探究支持工具

“科學(xué)探究支持工具”是指只支持科學(xué)探究的某個環(huán)節(jié)的軟件工具。科學(xué)探究一般有提出科學(xué)性問題、進行假設(shè)、制定研究計劃、搜集證據(jù)、檢驗假設(shè)、交流協(xié)作等環(huán)節(jié)，科學(xué)探究支持工具是針對支持某個或幾個環(huán)節(jié)而設(shè)計的軟件。目前學(xué)術(shù)界常提及的這一類軟件工具主要有以下一些，見表1。

（1） 科學(xué)探究支持工具的優(yōu)點：

它們是專門化的工具，針對科學(xué)探究的某個環(huán)節(jié)而設(shè)計，專門設(shè)計這一方面的功能從而使其具有“專而深”的特點。

它們提供專門科學(xué)領(lǐng)域的原始數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析工具。以大量的科學(xué)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，開發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析工具，學(xué)生在探究過程中應(yīng)用這些工具進行數(shù)據(jù)獲取與分析，檢驗假設(shè)。

（2） 科學(xué)探究支持工具的缺點

這些軟件工具只支持科學(xué)探究活動的某個環(huán)節(jié)，因而功能單一，缺少配套的學(xué)習(xí)工具以及配套的活動案例。因而在應(yīng)用到科學(xué)教學(xué)時，教師需要根據(jù)軟件工具的功能重新設(shè)計探究活動、尋找配套的學(xué)習(xí)工具。

2 科學(xué)探究支持平臺

科學(xué)探究支持平臺可以支持科學(xué)探究活動的多個環(huán)節(jié)，應(yīng)用比較多的系統(tǒng)是WISE9（Web-based Inquiry Science Environment）。WISE即“基于網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)探究平臺”，其特點是按照科學(xué)探究的程序，一步一步引導(dǎo)學(xué)生開展活動，并提供了一系列工具來支持學(xué)生的探究。

（1） 科學(xué)探究支持平臺的優(yōu)點

支持科學(xué)探究活動的多個環(huán)節(jié)，學(xué)生可以在平臺上進行諸如提出科學(xué)性問題、進行假設(shè)、制定研究計劃、搜集證據(jù)、交流協(xié)作等系列活動，這是科學(xué)探究支持平臺一個明顯的優(yōu)點，使它成為一個完備的基于網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境。

（2） 科學(xué)探究支持平臺的缺點

WISE本身只提供系統(tǒng)功能，如用戶管理、作業(yè)評價、提供各種學(xué)習(xí)工具等，但不提供學(xué)習(xí)資源，科學(xué)探究活動所需的學(xué)習(xí)資源由“項目”開發(fā)者整理而來。相比之下前文介紹的以提供科學(xué)數(shù)據(jù)為特點的科學(xué)探究支持工具，由建設(shè)好的科學(xué)儀器自動探測到某個科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，不用人工干預(yù)就可獲得，大量的數(shù)據(jù)本身就是學(xué)習(xí)資源。

其次，現(xiàn)有的活動項目里的科學(xué)探究活動一般是由閱讀材料、整理網(wǎng)絡(luò)資料、形成結(jié)論構(gòu)成，缺少獲取直接證據(jù)的活動，如何獲取科學(xué)數(shù)據(jù)、處理并解讀數(shù)據(jù)的活動很少。對于自然科學(xué)類的課程的學(xué)習(xí)而言，不能僅通過網(wǎng)上資源的閱讀來完成，其中很重要的一個方面就是對數(shù)據(jù)的分析處理。

五 中小學(xué)科學(xué)探究學(xué)習(xí)平臺的設(shè)計

綜合以上文獻分析與軟件調(diào)研結(jié)果，作者發(fā)現(xiàn)科學(xué)探究支持工具長于提供專門化工具與資源（包括大量科學(xué)數(shù)據(jù)），但難以支持完整的科學(xué)探究活動；而作為應(yīng)用最廣泛的科學(xué)探究支持平臺WISE，在支持完整的探究過程、提供相應(yīng)的活動案例方面是其顯著優(yōu)點，但缺少提供專門領(lǐng)域科學(xué)數(shù)據(jù)的功能。并且從文獻分析與研究項目的分析中得出，開發(fā)科學(xué)探究平臺需要注意兩個問題，一是科學(xué)探究平臺需要支持科學(xué)數(shù)據(jù)的獲取并支持學(xué)生分析、解讀科學(xué)數(shù)據(jù)能力的培養(yǎng)；二是科學(xué)探究平臺需要設(shè)計學(xué)習(xí)工具和相應(yīng)的探究活動。

因而，綜合以上觀點，可以構(gòu)建出如圖1所示的科學(xué)探究平臺的模型框架。

1 活動層

活動層是指在平臺上開展的科學(xué)探究活動。根據(jù)科學(xué)探究的含義，每個活動按照科學(xué)探究的基本程序分為提出問題、猜想與假設(shè)、制定計劃、觀察實驗制作、搜集證據(jù)、交流討論、成果7個步驟進行。

2 工具層

工具層是指用以支持科學(xué)探究活動開展和進行的一系列認(rèn)知工具，本平臺的認(rèn)知工具包括某個科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的科學(xué)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)可視化工具和分析工具、網(wǎng)絡(luò)資源以及探究活動創(chuàng)編工具。

（1） 科學(xué)數(shù)據(jù)：指由專門的數(shù)據(jù)采集器及配套軟件采集到的各類物理、化學(xué)、生物、環(huán)境等領(lǐng)域內(nèi)科學(xué)問題的數(shù)據(jù)，如位移、速度、溫度、濕度、聲音、光、電、力、pH值等等。科學(xué)數(shù)據(jù)還可分為和歷史數(shù)據(jù)：實時數(shù)據(jù)是指由數(shù)據(jù)采集器探測到的科學(xué)數(shù)據(jù)并實時上傳到學(xué)習(xí)平臺的數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)是指探測到的科學(xué)數(shù)據(jù)自動存儲在數(shù)據(jù)庫中，長期積累下來的數(shù)據(jù)就是歷史數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)可以反映某一科學(xué)現(xiàn)象變遷的趨勢。

（2） 數(shù)據(jù)可視化工具和分析工具：在大量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，利用計算機的高速計算能力，進行簡單的2－D繪圖或者3－D繪圖，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的圖形可視化，提高數(shù)據(jù)的直觀性。學(xué)生可以通過數(shù)據(jù)可視化工具和分析工具來進行驗證假設(shè)、搜集證據(jù)、探察科學(xué)現(xiàn)象的變化規(guī)律等活動。

（3） 網(wǎng)絡(luò)資源：提供與活動主題相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源，包括名詞解釋、相關(guān)網(wǎng)址、多媒體資源等。

（4） 探究活動創(chuàng)編工具：為教師提供的設(shè)計符合自己教學(xué)需要的探究活動的工具，可以通過活動創(chuàng)編工具來修改平臺自帶的探究活動，也可以自行設(shè)計出新的探究活動。

（5） 探究過程支持工具：針對科學(xué)探究活動的不同環(huán)節(jié)，提供不同的支持工具。如針對制定計劃環(huán)節(jié)，提供計劃模板與編輯工具；針對表達與交流環(huán)節(jié)，設(shè)計異時交互工具。

3 硬件層

特指用于采集數(shù)據(jù)的的數(shù)據(jù)采集器及配套軟件。

六 中小學(xué)科學(xué)探究學(xué)習(xí)平臺的應(yīng)用前景

科學(xué)探究平臺適于基于某一科學(xué)專題（氣象、環(huán)境、生物等），因為通用的平臺難以提供有針對性的資源與硬件工具，而科學(xué)探究所需的支持工具往往是專業(yè)性非常強的工具。平臺應(yīng)用于科學(xué)及其他學(xué)科教學(xué)（化學(xué)、物理、生物等理科科目）都有很好的應(yīng)用前景，例如,以手持技術(shù)、自動氣象站為硬件基礎(chǔ)，可以構(gòu)建基于專題的科學(xué)探究平臺。

“手持技術(shù)（Hand-held Technology），可以方便而迅速地收集各類物理、化學(xué)、生物、環(huán)境等數(shù)據(jù)，如位移、速度、溫度、聲音、光、電、力、pH值等，廣泛應(yīng)用于理科實驗中”[7]。它是用傳感器獲取數(shù)據(jù)信息，以計算機和數(shù)據(jù)采集器為核心的實驗平臺，能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)進行數(shù)字化并通過計算機完成對實驗數(shù)據(jù)的顯示、分析、存儲以及傳輸。利用手持技術(shù)，構(gòu)建基于手持技術(shù)的科學(xué)探究平臺，可以促進手持技術(shù)的應(yīng)用范圍，開展基于網(wǎng)絡(luò)的校際協(xié)作學(xué)習(xí)。

自動氣象站是由電子設(shè)備或計算機控制的自動進行氣象觀測和資料收集傳輸?shù)臍庀笳?。自動探測基本的氣象信息項目如氣壓、氣溫、相對濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量，并把數(shù)據(jù)保存到計算機數(shù)據(jù)庫中，還可以通過網(wǎng)絡(luò)、遠程查詢、生成統(tǒng)計圖表。利用自動氣象站，在校園里建立氣象科學(xué)探究平臺，讓同學(xué)們通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺學(xué)習(xí)氣象知識，不僅能使同學(xué)們掌握氣象觀測的基本方法，更重要的是能夠激發(fā)同學(xué)們學(xué)習(xí)自然地理、科學(xué)的興趣和熱情，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)，掌握科學(xué)探究的理念和方法。

七 結(jié)語

利用信息技術(shù)開展科學(xué)探究，促進科學(xué)課程的改革，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，這是教育技術(shù)研究的一個重要領(lǐng)域，本文在對國內(nèi)外應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)支持科學(xué)探究的研究分析的基礎(chǔ)上，就如何構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺以支持科學(xué)探究活動做一些探索性研究，提出了中小學(xué)科學(xué)探究學(xué)習(xí)平臺的設(shè)計方法。本文作者已經(jīng)按照此設(shè)計方法，以自動氣象臺為基礎(chǔ)，采用.net開發(fā)平臺和SQL Server數(shù)據(jù)庫開發(fā)了基于氣象專題的科學(xué)探究平臺，并進行了初步的應(yīng)用。

注：

臺灣校園氣象臺網(wǎng)站：

5 Rivere Run網(wǎng)站：

8 Progress Portfolio網(wǎng)站：

9 WISE基于網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)探究平臺：wise.berkeley.edu

參考文獻

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