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“利用生活中物品进行科学实验培养学生科学探究能力”课题研究结题报告

作者：佚名来源：“利用生活中物品进行科学实验培养学生科学探究能力”课题研究结题报告发布时间：2015年09月24日点击数：

　　一课题提出：
　　
　　江总书记说：创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。我国教育事业受“应试教育”影响，培养的学生表现出求同思维见长，求异思维见短，文化基础较扎实，动手能力较差、创新精神和创新能力不足的毛病。
　　
　　小学程是一门以培养学生科学素质为宗旨的义务教育阶段核心课程。是一门具有活动性质课程，能够最大限度将科学探究活动过程呈现在课程内容，它能够实现学生创新能力和动手能力的培养。
　　
　　然而，学校实验器材，实验场地有限，很难完全满足学生的实验要求。实验器材大多数是易耗品，因为学校经费的因素，学生的实验的次数受到限止。
　　
　　怎样让学生有材料、有场地的实验，满足科学课的需求，我们课题组在这方面做了比较长时间的探究。我们发现生活很多物品可以作为学生实验材料，于是，我们提出了“怎样引导学生利用生活物品进行科学实验”的研究，这个课题。
　　
　　我们觉得这个课题有以下几个意义：
　　
　　（1）能弥补学校实验器材和场地不足。
　　
　　（2）能培养学生创新能力和学生的动手能力。
　　
　　（3）能提高学生对科学课的浓厚兴趣，培养了学生的科学素养。
　　
　　（4）让学生感受到生活处处有科学，培养学生的观察能力，实验能力。
　　
　　（5）培养学生环保意识，合理利用一切可用资源。
　　
　　二、课题的理论依据：
　　
　　小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程，在当今科学技术飞速发展的情况下，人们对科学启蒙教育内涵认识发生了深刻的变化，它不仅要求学生掌握前人研究的成果--科学知识，还要求他们学习科学方法，培养科学兴趣，养成科学态度，认识科学与社会和谐发展的关系。
　　
　　创造学的理论认为：创新精神在创新实践活动中形成发展的，没有创新实践便没有创新精神、创新能力。“创新探究”教学模式就是凸现自然科学以观察实验为基础的特点，根据“过程式”教学的要求，以培养小学生创新精神为要旨，在创新教学实践中总结而成。
　　
　　三、课题界定：
　　
　　以课堂为现场，以学生的生活经验为主要线索，以科学探究为核心，从课本和生活出发寻找和利用生活中的物品补充实验器材的不足，发挥学生自主学习、合作探究意识，培养学生的创新能力和动手能力。
　　
　　四、研究目标和内容：
　　
　　1、通过课题研究，提高教师自身智慧，提高自身教学素养和教学涵养，使教师能具有组织者的智慧，能成为学生心声的倾听者和对话者，真正成为学生学习的引导者和促进者，从而激发学生的学习兴趣。
　　
　　2、通过教师的引领，能让学生学习的兴趣浓厚，从而使学生真正成为学习的主人，充分展现个性，发展创造思维、培养创新意识，提升创新能力，锻造创新人格。
　　
　　3、在教育教学工作中，使学生经历一个观察--发现--推测--验证的科学探究活动。
　　
　　4、有针对性地学习相关理论和文献，并在理论中指导下进行研究探索，进行解决问题。
　　
　　5、促进学生主动学习，提高学生动手能力。
　　
　　6、拓展学生的创新思维、逻辑思维能力。
　　
　　7、在探究中提高教师专业水平。
　　
　　五、研究方法：
　　
　　本课题采取的研究方法：实验法，探究法，辅以调查研究和文献资料
　　
　　六、研究过程：
　　
　　（一）研究经过的几个阶段
　　
　　1、准备阶段（2011年12月）
　　
　　组织课题组的老师学习科学（新课标）理论知识，进行相关准备。我组学习了《科学课》、《探究性学习》、《实验教学与仪器》、《湖南教育》、《新课程中教学技能的变化》及《科学教学与实验》等杂志。
　　
　　本课题成员老师都参加市级的各种和教研活动，邓旭老师在2011年参加了湖南省小学科学骨干教师远程学习培训，充分发挥了对课题研究的指导作用。
　　
　　2、实施及发展阶段（2012年1月 ——2014年2月）
　　
　　结合课堂教学和课外实验活动，通过学生自主设计和教师的指导，在教师指导下，学生会利用学校现有的实验器材及生活中的物品开展实验和探究。例如：在教三年级科学上册《空气占据空间》一课时、老师出示生活中的物品进行实验探究；需要的准备材料（1）两个透明的矿泉水瓶，其中一个切去底，一个在靠近瓶颈处钻一个小孔，贴上防水胶布密封。（2）、将两个瓶盖背靠背粘贴在一起，中间钻一个小孔。（3）、一瓶有色彩的水。（4）、约5厘米长蚊香一根。（5）、一个打火机或火柴一盒。上述这些材料属于生活物品，学生在生活中很容易找到，找到之后，感到很兴奋，很渴望看到这个实验，从而激发学生的兴趣。学生分组讨论、设计实验过程。老师指导实验过程。第一步：将点燃的蚊香靠近没有去底的瓶口处，向瓶内熏入少量的烟。这样做的根本目的是：借鉴烟雾让学生能清楚看见空气占据空间的自然现象。
　　
　　第二步：用粘贴好的背靠背的盖子把去底
　　
　　的瓶子和已熏入烟的瓶子连起来。（图2）
　　
　　第三步：向去底的瓶子内注入有色彩的水，然
　　
　　后让学生观察观察，会发现最初有一点水流下
　　
　　来，这是因为下面的瓶子的空气被压缩，过一
　　
　　会儿，上面的瓶子的水不会流下来，这说明下
　　
　　面瓶子的空间被空气占据了，因此，上面瓶子
　　
　　图3
　　
　　有色彩的水不会流下来。（图3）
　　
　　第四步：揭开下面瓶颈处的防水胶布，然后让
　　
　　学生观察看见下面瓶子的空气跑出来，让出了
　　
　　空间，所以上面瓶子有色彩的水流下去了。
　　
　　通过利用生活中的矿泉水瓶子（生活物品）做这个实验：可以清楚地看见空气占据空间，可以清楚地看见空气出来，让出空间，
　　
　　水流下去占据空间的过程，证明了“空气占据空间”的自然现象。
　　
　　又例如：黄芳老师上五年级的科学《鸡蛋撞地球》一课时，老师开门见山的说：“今天这节课是一堂很有趣的活动课。”你们觉得鸡蛋撞地球会怎样？有的学生说鸡蛋会破，有的学生说不会破，一下子就点燃了学生学习激情。()“是破还是不会破，我们用实验来验证吧！”黄老师微笑的说：老师随后出示生活中容易找到物品做实验材料：如鸡蛋、透明胶、绳子、剪刀、塑料杯、纸杯、塑料袋、纸盒、海绵、棉花等。学生分组讨论设计保护鸡蛋的装置，黄老师说“鸡蛋撞地球实验”比赛，要到室外进行，“鸡蛋撞地球”实验要求就是在规定的条件下，让鸡蛋包装后从三层楼高处落下。在老师的细心指导下，通过学生实验发现：揭开了鸡蛋撞到地球不会破秘密。学生对这个结果感到很开心、惊奇。通过这个科学探究实践活动，激发了学生创造性，提高了学生的兴趣。学生在激情中得到了成长。谭柏生老师上五年级的《像火箭哪样驱动小车》一课时、出示实验材料：气球、支架、喷嘴、销钉、橡皮筋，这些材料在生活中容易找到。学生做实验很有兴趣。课题组收集一些有代表性的课例。例如：三年级科学上册《空气占据空间》、五年级的科学《鸡蛋撞地球》、五年级的《像火箭哪样驱动小车》等教学内容都是利用生活中物品进行科学探究。
　　
　　在小学科学教学中，课堂实验和课外实践是培养学生创新能力的最好途径，也是学生最感兴趣的学习方式，学生产生了兴趣就会被所要认识的事物吸引，从而促使他们主动去思考、研究。在指导学生实验中，科学教师尽量采用贴近学生生活的实验材料，学生生活中的汽水瓶、可乐瓶、矿泉水瓶、生日蛋糕的泡沫、牛奶盒、塑料袋、气球等等都是教师们进行科学探究实验的好材料。在老师的指导下；（1）、很多学生学会制作太阳能热水器、雨量器、会设计制作一个保温瓶和鸡蛋保护器，并且能根据已学的知识，利用生活中废旧物品，经过精心设计。变废为宝，制作成各种各样的装饰品。（2）、大部分学生在家里会利用生活中的物品进行科学实验：例如：五年级的李自翔同学会利用家里的马铃薯、盐、水等生活物品，会做“马铃薯在液体中的沉浮”的实验，刘翔会利用生活物品橡皮泥玩具探究“橡皮泥在水中的沉浮”实验、曹蓝同学会利用生活中废铁来做“金属的热胀泠缩”实验，老师对成功者给予鼓励，对于制作失败的，老师便帮他们分析问题所在，让他们经过多次思考，反复实践，发现问题，解决问题。从而对科学的学习充满信心。
　　
　　通过教师引导学生观察生活，充分利用身边的事物进行科学探究，激发了学生探究兴趣，提高了学生科学素养，提高了学生的动手动脑能力。老师在指导中得到了成长，增长了智慧，学生在激情中得到了成长，学到了知识。五年级的学生会解释生活中电线在冬天会下垂的原因；明白踩瘪的乒乓球在热水中会鼓上来的缘故，三年级的学生会利用生活物品做“空气占据空间”的实验，知道舞动塑料袋，袋子就会鼓起来，为什么气球会越吹越大的道理。六年级的学生知道打开可乐冲鼻的气体是何物。会使用显微镜观察身边的生命世界，掌握了控制铁生锈的速度方法。四年级的学生知道在干燥而寒冷的天气，用手触及门的金属把手电击的感觉的原因，会解释脱下毛衣时发出啪啪的响声成因。
　　
　　对于那些酷爱科学实验课的学生来说，课堂四十分钟远远不能满足他们的要求，有些学生在家里搞起了“破坏”，如把家里的录音机拆开来看一看，琢磨琢磨；把玩具飞机拆下来拼一拼等等。这些在家长们眼里看作搞破坏的行为，实际就是学生创新的一种体现，也是学生创新能力形成的重要过程，我们应该很好的保护他。开展丰富多彩的科技活动，为学生提供创新机会，鼓励学生不断创新有十分重要的意义。如闹钟拼装活动，学生通过将散装零件拼装成钟的过程，不仅培养了动手能力，更重要的是培养了学生的创新能力，学到了很多新知识。
　　
　　3、总结阶段（2014年3月——2014年4月）
　　
　　本课题在我校领导的带领和支持下，已经走过了三年的多时间，从2011年的申请立项、确定方案、理论学习、前期调查、实验探究，到2014年成果展现、研究总结等等，具体深入地开展教学研究活动，在一次次学习、实践、研讨、交流、改进、调整等实实在在的工作中，我们真实地听到了自己成长的脚步声。秉持以课堂实验和课外实践为基地，紧密联系生活，利用生活物品进行科学探究，通过学习交流及在科学课教学上进行探索和实践，找到与新课程最为和谐的交汇点，从而更好地开展新课改，促进课堂教学质量的提高。经过3年科学探究，课题组邓旭老师撰写了《空气占据空间实验》改进论文，谢家伴老师自制了科学教具《空气占据空间》，让学生直观的看清空气占据空间，这个教具深受学生青睐，朱向群老师撰写了实验探究论文《如何在科学教学中培养学生良好的学习习惯》及《学具的应用》论文；谢家伴老师指导学生参加郴州市第二届“英东杯”中小学科技活动海陆空模型竞赛中，周雨轩同学荣获市第二名；李景华同学获航海电动遥控绕标赛第二名。2013年9月，在郴州市首届小学科学《同步教学实践训练》应用优质课比赛中，我校谭柏生老师荣获特等奖。
　　
　　为了研究课题达到研究目的，多次聘请上级教育局有关部门领导和专家来我校课题组指导、论证。课题组根据专家的意见，不断修改、不断完善、不断总结，并且撰写课题结题报告。
　　
　　（二）具体的研究行动
　　
　　1、在课堂实验教学中，我们围绕培养实验探究能力，采取的措施是让学生“多看”、“多想”、“多做”。
　　
　　（1）、多看：当学生遇到疑问时，老师进行演示和到实验室动手做实验，让学生看了实验后解除心中的疑惑，使学生认识到动手做实验是学习研究科学、不可少的手段。实验中指导学生做好实验变化前、中、后的观察，要求学生充分发挥自己的各种感觉器官（眼、耳、鼻、舌、身等）的功能，感觉所有现象。对实验中所需的仪器和操作方法、反应条件、以及如何判断新物质的生成等，都要引导学生观察。在做实验时教师可给出适当的观察点，使学生克服观察的无序性和盲目性，并且要抓住实验的契机启发学生的思维。教师演示操作要规范，给学生留下科学的、严谨的印象。
　　
　　“多看”能培养学生用实验来研究科学的意识，不断提高学生的观察能力和发现问题的能力。
　　
　　（2）、多想：我们让学生带着疑惑进行思考，提出自己的观点，进行实验的设计，然后到实验室动手做实验，让实验事实说明问题。教师在实验教学中不断激疑--鼓励学生质疑-提出解决方法-师生共同解疑，通过学生思考讨论，教师点拨，明白理化的科学道理，在实验探究中发展学生的创新思维。我们经常引导学生发现原有教科书中实验方案存在的问题和不足，鼓励和指导学生利用自己熟悉、掌握的实验仪器，根据某一课题研究去设计探究性的实验方案。改进的实验学生以“小论文”形式进行交流，并亲自动手进行实验表演，学生不仅享受到设计实验成功的乐趣，而且实验探究能力得到培养，更进一步激发了学生的创造欲。
　　
　　在教学过程中，巧设疑问，以悬念来激起学生学习兴趣。如在讲《空气占据空间》时，在课堂上，我出示矿泉水瓶两个，其中一个切去底、蚊香、等实验材料，提出问题：猜一猜空矿泉水瓶子里面有什么？有的学生猜没有什么，有的学生猜有空气，为什么猜有空气呢？怎样证明瓶子里有空气？激发学生的探究兴趣，使学生注意力集中，把枯燥无味的试验变为直观形象的试验，学生记得快，记得牢。如在讲《浮力》时，教师准备好乒乓球、铁块、弹簧秤、细线、一杯水等器材，提出问题：乒乓球为什么会浮在水面？铁块为什么会沉到水底？怎样证明下沉的物体也受到浮力？问题唤起学生的好奇心，大家的学习热情高涨，兴趣油然而生。学生都跃跃欲试，说出许多想法，通过观察浸没在水里的乒乓球向上运动，感知浮力，又通过观察弹簧秤下的铁块在空气和水中示数的变化，感知下沉的物体也受到浮力。对浮力概念有了一定认识后，又问：对上面的实验你有什么感觉和启发？有什么疑问和猜想要提出来讨论和研究吗？凭直觉思维，大部分学生有所领悟：铁块受到向上的浮力，看来浮力的大小与铁块排开水的重量或体积之间存在某种关系。继而引导学生：如何测浮力的大小？如何测铁块排开水的重量或体积？同学们各抒己见，然后共同设计一个验证实验，并进行实验。学生始终在思考、操作、观察、总结，表现欲得到了发挥，在探讨新知识新方法中学生也品尝到了成功的喜悦。
　　
　　“多想”使学生的创新思维在实验教学中激活，培养学生设计实验方案的能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。
　　
　　（3）、多做：我们精心组织学生上好每次实验教学课，注意培养学生良好的实验习惯，增强学生的环保意识和安全意识。课前提出预习要求，实验时指导学生，严格遵守实验操作规程进行实验，认真细致地进行观察实验现象，实事求是地做好记录，深入分析实验结果，写好实验报告。
　　
　　“多做”让学生在实验中锻炼，提高综合素质，养成理论联系实际的科学作风，培养学生的实验探究能力。
　　
　　2、在课外活动时间，引导学生走进实验室，从生活走进科学。
　　
　　我们在课余时间开放实验室，组织部分学生参与实验准备，进行简单器材的准备，例如用矿泉水瓶制成烧杯和量筒，用小瓶和管子制成潜水艇等。使学生了解一些实验操作要领，课堂教学时让学生一起参与实验演示。开放实验室，让学生完成家庭小实验和课外实验，放手让学生设计实验、动手实验，遇到问题可通过分析讨论、查阅资料、请教老师等途径寻找对策。同时，开展小仪器和小制作的比赛活动，提高学生实验探究能力。每一年，我校都举行实验操作比赛，对学生实验设计能力和实验操作能力进行考察，取得了较好的效果。例如：在2012年上期，学校举行的科学实验操作技能竞赛中，三年级的学生动手能力强是235班，四年级学生动手能力强是226班、五年级学生动手能力强是222班、六年级学生动手能力强是221班。
　　
　　3、引导学生开展小课题的研究，提高学生实验探究能力和综合素质。
　　
　　组织学生开展小课题的研究。例如引导学生开展《空气占据空间》、《像火箭哪样驱动小车》和《鸡蛋撞地球》的实验探究活动，培养学生动手能力，提高学生的实验探究能力和综合素质。
　　
　　七。课题研究成果：
　　
　　经过3年多时间的实验，在课题组的努力下，完成了研究任务，基本达到了预期目标，形成了一定的课题成果，取得了较好的实验效果
　　
　　1、培养了学生学习科学的兴趣、促进了学生科学素养的全面提高
　　
　　由于教学形式上的开放性和自主性，大大激发了学生的学习兴趣，既而转化为一种学习行为，因此学生在课堂上主动参与，踊跃发言，并敢于大胆地对别人的意见提出质疑。同时多种途径的多向交流，加深了对知识的理解。加快了知识的理解过程，学习积极性明确提高，从对学习的外在兴趣，转化为内在动力，进而促进了学业成绩的提高。例如：六年级216班李俊鹏同学根据所学电的知识，搞了一个小电动机的应用。
　　
　　2、学生喜欢上科学课，对科学及社会生活实际与科学有关的问题有了较广泛的兴趣，有寻根究底的探索精神，敢于发问，善于发问，乐于发问，逐步养成质疑问难的习惯，科学教学质量有了一定的提高。例如：黄芳老师上的《鸡蛋撞地球》一课，极大的提高学生兴趣，激发了学生探索的极大热情和参与的积极性。
　　
　　案例：《鸡蛋撞地球》
　　
　　师：手拿一个生鸡蛋，生鸡蛋有什么特点？
　　
　　生：易碎
　　
　　师：鸡蛋碰石头会出现什么情况？
　　
　　生：鸡蛋会碰破
　　
　　师：有些人明明知道以卵击石会破，可是他们偏偏让鸡蛋撞地球。
　　
　　板书《我让鸡蛋撞地球》
　　
　　师：（请学生读活动主题）“我让鸡蛋撞地球”你们认为会怎样？
　　
　　生：鸡蛋会破。
　　
　　生：鸡蛋不会破。
　　
　　师：鸡蛋是破还是不会破，我们用实验来证明。
　　
　　师：做实验需要的材料及工具：如鸡蛋、透明胶、绳子、剪刀、塑料杯、纸杯、塑料袋、纸盒、海绵、棉花。
　　
　　师：检查各组的材料、工具，准备情况
　　
　　师：我们来比一比谁的鸡蛋撞不破。
　　
　　“鸡蛋撞地球”，这是一个多么富有挑战性的实验，鸡蛋的渺小与地球的庞大，鸡蛋的脆弱与地球的坚硬形成了巨大的反差，让学生的思维产生强烈冲突，学生的学习积极性很高。对科学的探究，对实验的兴趣，对自然界一切未知的向往。
　　
　　3、“科研兴教，科研强校”已成为教师的共识，教师教科研意识不断增强，人人参与教科研，积极参加课题研究，积极上公开课、研究课，个个撰写论文，教师的教科研水平和能力不断提高。
　　
　　4、该课题的研究，促进了我校实验教学工作的开展，2012年底我校通过了 “标准化实验室”省级验收。
　　
　　5、该课题的研究，促进了教师的发展和成长。通过课题的研究，教学更加重视课堂实验教学的开展，关注自己的教学行为，纠正以教师为中心的教学模式，给学生足够自主学习和思考的机会，放手让学生实验和思考，发挥学生学习的主动性，从而提高了课堂教学的质量，获得学生的认可，也取得了较好成绩
　　
　　6、更新了教师观念、促进了教师成长，教师的智慧得到升华。
　　
　　开题三年多，课题组颜晓娟老师在郴州市举行优秀创新课评比中获得特等奖。先后有7人次在区级以上上汇报课、公开课。课题组长邓旭老师撰写的课题相关论文《空气占据空间》荣获国家一等奖。谢家伴老师自制科学教具《空气占据空间》荣获市一等奖，撰写的论文《小学科学课外作业的探究与实践》荣获国家二等奖，邓旭老师撰写的论文《初探多媒体技术在小学科学中的运用》荣获区一等奖；《如何指导学生自主学习》荣获市一等奖。朱向群老师撰写的论文《如何在科学教学中培养学生良好的学习习惯》获区一等奖、《学具的应用》荣获省二等奖；谢家伴指导学生参加郴州市第二届“英东杯”中小学科技活动海陆空模型竞赛中，周雨轩同学荣获市第二名；李景华同学获航海电动遥控绕标赛第二名；共有三十余名学生在市区比赛中获奖，在2010年度北湖区中小学教师年终考核评优，谢家伴老师被评为优秀教师；在北湖区中小学学校两项常规检查中，朱向群老师荣获先进个人，在2011年下期，邓旭老师撰写的科学组汇报材料荣获市一等奖，2013年9月，在郴州市首届小学科学《同步教学实践训练》应用优质课比赛中，我校谭柏生老师荣获特等奖。
　　
　　我们科学课题组的工作是踏踏实实的，活动是积极而多彩的。我们的科研实验研究立足于课堂教学又作用于课堂教学，在课堂教学在取得的成效使学生们受益，使领导和家长们满意。“利用生活中物品进行科学实验、培养学生科学探究能力”，提升学生的科学素养，让研究成果作用于广大的学生，在学生的提高和发展中绽放光芒。