幼兒園科學實驗方案精選(九篇)

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第1篇：幼兒園科學實驗方案范文

[關鍵詞] 技術—教學法—內容知識； 學習活動類型； 教學計劃

[中圖分類號] G434 [文獻標志碼] A

[作者簡介] 張文宇（1980—），男，遼寧朝陽人。副教授，博士，主要從事數學課程與教學論、信息技術與課程整合研究。E-mail：。

一、問題提出的背景

（一）TPACK概念的提出

Mishra和Koehler從教師知識的角度出發，研究了信息技術與教學整合的問題，他們在舒爾曼提出的PCK（學科教學知識）的基礎上，提出了TPACK這一教師知識框架和結構，如圖1所示。他們將其界定為：TPACK是教師將學科內容、教學法和技術等三類知識元素整合起來的一種新興的知識形式，是對這三類知識元素間的相互影響、相互作用的理解。TPACK與分別單獨地涉及這三類知識元素不同，是對三類知識元素的超越。TPACK是在教學中有效地進行技術整合的基礎。[1]

（二）教師的TPACK發展所面臨的主要挑戰

目前，對教師TPACK的研究已經成為教育技術領域與教師教育研究領域的熱點和前沿問題，而豐富

教師TPACK的發展途徑是教師TPACK研究領域亟需解決的問題和未來研究的重點之一。[2]在教學中，教師TPACK的發展經常面臨的一個大的挑戰是思考信息技術如何能夠在特定的學科領域及學習環境中更好地發揮作用。而目前大部分信息技術與課程整合項目關注的焦點是特定的信息技術或資源的合適性及局限性，而對學生在具體學科中的學習需要關注不多。當考慮到TPACK框架內相互聯系的各領域知識時，這種方法是不完善的。有效的信息技術與教學的整合需要互相依存的學科的、技術的、教學法的知識，而這種方法忽略了學科之間的差異、教師的教學經驗和教學方法、教師對技術的掌握情況等。TPACK框架為思考信息技術與課程的有效整合提供了一種新的思路，從而重新認識技術、教學法、學科作為教師知識的互相依存的因素，這是有效地運用信息技術講授特定學科的課程所必須要解決的問題。那么如何才能幫助教師在不同的教育情境中超越考慮特定信息技術工具的適用性和局限性而關注教師TPACK的發展呢？

近年來，西方學者對于信息技術和課程整合的途徑與方法有了新的認識，他們越來越重視整合中的教學設計以及相關軟件和工具的運用與開發的問題。[3]幫助教師發展TPACK的有效方法是使用特定學科的、技術提高的學習活動類型作為教學計劃的重要組成部分。以信息技術與課程整合作為制訂教學計劃的重要目標之一，教學計劃的制訂主要基于學生特定學科的學習需要，用基于特定學科的學習活動類型及相關的教育技術與學生的學習需要相聯系，這能夠保證信息技術與課程內容的有效整合。[4]而另一方面，近年來關于教師教學計劃方面的研究也達成了共識：研究者呼吁制訂教學計劃需要融合教育技術的使用。[5][6]

二、通過學習活動類型發展教師的TPACK

Judi Harris等人與不同學科領域的學科專家、教育技術專家合作，已經在幼兒園到六年級的讀寫、數學、音樂、體育、科學、中學英語語言藝術、社會學科、視覺藝術、世界語言等九個學科領域開發了學習活動的綜合分類。其中幼兒園到六年級的讀寫開發了93種學習活動類型，數學31種，音樂69種，體育56種，科學40種，中學英語語言藝術66種，社會學科44種，視覺藝術75種，世界語言56種。[7]運用學習活動類型與教師通常地將信息技術整合到教學中有本質的不同。在通常情況下，教師首先要考慮的是信息技術、資源的合適性和局限性，然后再選擇基于課程內容的教學目標。這種“以技術為中心”的方式所關注的重點是信息技術的運用，而不是學科內容的教學及學生的學習。

運用學習活動類型，首先確定的是基于課程內容的教學目標的確定和學習活動的設計，然后才是技術、資源的選擇。學習活動類型強調將信息技術融入不同學科課程的結構、內容、資源和方法中，從課程整體的角度去思考信息技術的地位和作用。為了幫助教師提高信息技術與學習活動類型相匹配的程度，每種學習活動類型都向教師提供了能夠支持、提升學生學習的技術工具和資源，建議教師在教學中選擇使用。當教師根據內容目標、學生學習需要和表現以及教學情境選擇學習活動類型時，他們也能夠真正地將信息技術整合到他們的教學計劃中。這種技術整合的方式中，選擇使用的信息技術是以特定學科的教學理論為基礎的，教師基于學習活動類型選擇信息技術，而不是根據工具的特征選擇信息技術。與“以技術為中心”的技術整合方法相比，學習活動類型關注的重點是學科內容和學生學習的需要，更加符合教學理論的要求和教學情境的需要。教師的TPACK能夠在教學計劃實施的過程中得到全面發展，而不只是發展了教師技術運用方面的知識。通過選擇更好地為學習目標和學習活動服務的信息技術，學生學習的需要和技術工具的最大程度的運用都得到了保證。

學習活動類型的功能是作為教師制定教學計劃的概念性工具，它凝練了各種旨在促成標準化學習體驗的教學計劃的制定方法。Harris 和 Hofer認為：每種類型的學習活動都抓住了特定學習活動結構的本質，當學生進行特定學習活動時，它明確指出了學生需要做什么。[8]教師可以結合學習活動類型來制訂課程計劃、項目和單元計劃，也可以把它作為有效的交流工具使用。當教師對某一特定學科的一系列包含豐富信息技術的學習活動類型完全熟悉以后，他們能夠有效地在多種學習活動類型中進行選擇、重組，并在不同的教學情境使用。在制定教學計劃時，教師通過他們對學習活動類型的選擇、組合、排序和重新設計來實現TPACK知識的建構。創立學習活動類型的目的在于幫助教師建立基于學科的教學目標、學科領域的特定的學習活動以及可能用到的技術工具等三者之間的聯系。用學習活動類型方法發展教師的TPACK，關鍵是要認識到某一學科領域的可能的學習活動類型的范圍，將這些學習活動類型與多種技術、資源相匹配，以支持學習活動類型的開展。因此，廣泛收集每個學科領域的學習活動類型以及開展每種學習活動所運用的教育技術是非常必要的，這可以供教師在制定教學計劃時選擇使用。學習活動類型這一方法能夠幫助教師在設計課程、制定教學計劃時有效地整合技術、教學法和學科內容。使用這種方法能夠支持教師思考如何更好地組織學生的學習活動、使用信息技術支持這些活動，同時也能激發教師在教學計劃中的創造性。

三、學習活動類型的樣例

從本質上來講，設計的學習活動類型是教師規劃周密的、有創造性的教學的催化劑。不同的學科領域包含不同的學習活動類型，雖然一些活動在不同的學科中都會得到運用，例如閱讀、課堂討論等，但是在不同的學科及課堂情境中，對它們的理解和實施是存在很大差異的。其他的學習活動類型，如科學實驗、幾何證明等是學科領域特定的。下面以科學學科為例對學習活動類型進行介紹。[9]

到目前為止，科學這一學科已經確認了40種學習活動類型，其中 17種知識建構的活動類型強調的是概念的學習，11種涉及程序性知識的學習，12種描述的是便于學生知識表達的學習活動。為了鼓勵全體學生的積極參與，使用了主動語態的動詞來描述這些活動類型，針對學生的教學計劃被作為關注的焦點。表1、表2分別列舉了這三種學習活動類型，注明了該類活動的名稱，對該類活動進行了簡要的介紹，并提供了一些可能被教師所選擇、用于開展這些活動的技術。在“可能有用的技術”一列中列出的軟件只是一些用于說明的例子。

（一）概念性知識建構的活動類型

正如表1中所列舉的，教師可以在多種可用的學習活動中進行選擇，以幫助學生建構科學概念知識。

（二）程序性知識建構的活動類型

在科學課堂上，概念性知識的建構通常需要學生使用素材和過程技能。國家科學教育標準創立的課堂探究的本質特征是讓學生從事到使用科學儀器設備的程序中。我們將其稱之為理解的程序性知識，見表2。

（三）知識表達的活動類型

在很多情況下，教師可能希望他們的學生對課程表達有著與自己相似的理解，在其他時候，教師鼓勵學生對給定的題目有自己獨立的理解。表3列舉的12種知識表達活動類型向學生提供了機會，以分享和進一步發展對于概念、程序和關系的理解。

四、學習活動類型的應用

為了保證學習活動類型這一方式得到有效的應用，可以有目的性地選擇學習活動類型。例如，在探究教學中，諸如提出猜想、假設、提問、選擇程序、對程序排序、對數據組織和分類、分析數據等，將發現與推測和假設加以對比，建立發現和科學概念之間的關系這些學習活動類型應該被重點強調，而諸如看表征或注釋、閱讀文本、做筆記這類的學習活動類型不是教學的重點。雖然每種學習活動類型可以被單獨使用，但教學設計中包含更多的學習活動類型能夠幫助學生加深對科學本質的認識，增進對科學探究的理解和提高探究的能力。因此，在教學設計中，不同種類的學習活動類型是根據教學情境的需要而結合運用的。

以人教版九年級物理的“牛頓第一定律”為例，對學習活動類型的運用加以介紹。首先確定教學目標。知識與技能目標：理解牛頓第一定律；過程與方法目標：能夠利用給定的試驗器材設計試驗程序，進行數據的收集、記錄、整理，體驗科學探究的過程；情感態度和價值觀：認識到亞里士多德和伽利略的觀點的沖突，了解伽利略的理想實驗方法。將整節課分為課堂導入、試驗探究和討論交流等三個階段。

在課堂導入階段，學生觀察物理現象，可以借助視頻展示生活中的不同類型的力及物理運動的情境，啟發學生總結上述案例的特征：力是維持物體運動的原因（學生頭腦中的前概念）。利用教學網頁對題目進行背景調查，展示亞里士多德和伽利略觀點之間的矛盾。這樣引起學生的認知沖突，激發學生探究學習的欲望。在試驗探究階段，借助教學網頁，提示問題，展示試驗應注意的事項。引導學生利用實驗儀器，初步設計試驗方案，提出推測和假設。各實驗小組進行實驗探究，對實驗結果加以收集、記錄、整理、分析，這可以采用Excel、Word等工具實現。此外也可以利用計算機模擬輔助試驗，達到直觀形象、重復再現的效果作用。在討論交流階段，教師可以用投影儀展示學生實驗、研究的成果及實驗中存在的問題，引導學生進行交流和討論，這可以借助互動視頻、學生響應系統實現。引導學生將發現與推測和假設進行對比。通過實驗結果討論，推導出牛頓第一定律，幫助學生將他們的發現與課本上的科學概念建立聯系。借助網絡搜索引擎查看相關的歷史資料，了解該定律在實際生活中的應用及意義。

本節課以概念性知識的學習為主，因此，本節課的學習活動類型以概念性知識的建構為主。幾乎涵蓋了概念性知識建構的所有學習活動類型，也包含程序性知識建構中的記錄數據、產生數據、搜集數據等活動類型，以及知識表達類型中的演示、討論等活動類型。用學習活動類型這一方法，在制定教學計劃時，將信息技術的內容融合到各學科課程的結構、內容、資源和方法中，這是信息技術和課程的深層次整合所應具備的特征。[10]

五、結 語

Judi Harris等人提出的科學學科的學習活動類型關注的重點是知識，包含概念性知識的建構、程序性知識的建構、知識的表達。而對于科學學習中的探究、思考、應用等活動關注不多，特別是科學探究不僅可以使學生更深刻地理解科學知識，更好地掌握科學方法，因而具有重要的教育價值，而目前科學學科的學習活動類型對探究關注不多。我們對科學學科的學習活動類型擴展提出如下幾點建議：第一，能否對科學探究的學習活動類型進行專題的研究；第二，學習活動類型的劃分不僅關注知識的獲得，也關注思考、應用、實驗等學習活動；第三，關注科學學科與其他學科之間的聯系。

由于教師的TPACK并不限于是教學、學習甚至是技術整合的特殊方法，重要的是基于TPACK框架的教師專業發展方式是靈活的， 能夠包容類型各異的教學風格和方法。一種有效的方式就是分享基于課程內容的學習活動類型。鼓勵教師在這些學習活動類型中進行選擇，同時考慮到學生學習的需要和表現以及意識到各學科中的學習活動類型的適合性。在對學習活動類型的選擇、結合中制定新的教學計劃。

[參考文獻]

[1] P.Mishra， M.J.Koehler. Technological Pedagogical Content Knowledge： A Framework for Integrating Technology in Teacher Knowledge[J]. Teachers College Record， 2006，108（6）：1017～1054.

[2] 焦建利，鐘洪蕊.技術—教學法—內容知識（TPACK）研究議題及其進展[J].遠程教育雜志，2010，（1）：39～45.

[3] 何克抗.對美國信息技術與課程整合理論的分析思考和新整合理論的建構[J].中國電化教育，2008，（7）：1～10.

[4] J.B.Harris， M. J.Hofer. “Grounded” Technology Integration： Instructional Planning Using Curriculum-Based Activity Type Taxonomies [J]. Journal of Technology and Teacher Education ，2010， 18（4）：573～605.

[5] G.McCutcheon， H.R.Milner. A Contemporary Study of Teacher Planning in A High School English Class[J]. Teachers and Teaching： Theory and Practice， 2002，8 （1）： 81～94.

[6] D.Tubin， S.Edri. Teachers Planning and Implementing ICT-Based Practices[J]. Planning and Changing， 2004，35 （3&4）： 181～191.

[7] J.B.Harris， M.Hofer . The Activity Types Wiki[DB/OL]. http：//，2012-12.

[8] J.B.Harris， M.Hofer. Instructional Planning Activity Types as Vehicles for Curriculum-Based TPACK Development[A].C. D. Maddux （Ed.）. Research Highlights in Technology and Teacher Education[C]. Chesapeake， VA： Society for Information Technology in Teacher Education （SITE），2009：99～108.