科學(xué)設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：科學(xué)設(shè)計(jì)范文

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要激發(fā)學(xué)生興趣

實(shí)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(gè)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(shí)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(jī)械》時(shí)，教師設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，帶著學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室上課，教學(xué)地點(diǎn)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(jìn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，注重由易到難，由簡單到復(fù)雜，由個(gè)別到全面，讓大家都動(dòng)手來做一做。在實(shí)踐中讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)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(gè)小組在實(shí)驗(yàn)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(fèi)力？什么情況下杠桿不省力也不費(fèi)力？”讓每個(gè)小組的學(xué)生合作，由他們自己去探討這些問題。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生掌握了多種方法來解決這些問題，既強(qiáng)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中能夠自己動(dòng)手操作，仔細(xì)觀察，認(rèn)真思考，得出結(jié)論，達(dá)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(qiáng)，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(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要采取多種形式，調(diào)動(dòng)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(shí)，教師讓學(xué)生以組為單位組裝出一個(gè)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(dòng)另一端，讓學(xué)生體會(huì)一下。然后用直筒測力計(jì)去拉，看看需多大的力，并說說能否省力。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，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(gè)小組一個(gè)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(shí)驗(yàn)都自己做出來了，感到非常高興。在教學(xué)“拱形的力量”時(shí)，教師讓學(xué)生每個(gè)人用硬紙板做一個(gè)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(shí)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(gè)問題？學(xué)生有了開頭的示范實(shí)驗(yàn)，他們開動(dòng)腦筋，再次動(dòng)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(jī)會(huì)，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(shí)際提問：哪些地方運(yùn)用了拱形？使學(xué)生進(jìn)一步明白拱形的力量。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，達(dá)到了事半功倍的效果，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生求知與探索的欲望。

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(jì)范文

關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)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(yùn)用科學(xué)方法,教學(xué)模式。

復(fù)習(xí)課是教學(xué)活動(dòng)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(shí)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(fèi)一番功夫。

復(fù)習(xí)課之所以難上,是因?yàn)閺?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(jì)、再創(chuàng)造,使學(xué)生通過再學(xué)習(xí),達(dá)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(shí)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(shí)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(shí)間較長,學(xué)生的自主探究時(shí)間相應(yīng)減少,復(fù)習(xí)效果不佳。有時(shí)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(dòng)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(jì)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(shí)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(jì)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(huì)”的新理念,整個(gè)過程要以問題為載體,為學(xué)生搭建動(dòng)口、動(dòng)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(shí)踐能力以及創(chuàng)新意識。體驗(yàn)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(shí)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(shí)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(lì)、調(diào)節(jié)和評價(jià)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(diǎn)與難點(diǎn)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(jìn)行把握進(jìn)一步對重點(diǎn)知識進(jìn)行加深與拓寬,從多層次、多角度認(rèn)識重點(diǎn)與難點(diǎn)知識,以求解題時(shí)不會(huì)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(shí)際。所謂學(xué)生實(shí)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(diǎn)要掌握。既要研究學(xué)生的群體,又要研究學(xué)生的個(gè)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(shí)際教學(xué)活動(dòng)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(shí)間和精力,要有計(jì)劃地講課堂復(fù)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)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(shí)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(jì)劃地引導(dǎo)、及時(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí),以鞏固知識、強(qiáng)化記憶,長久地記憶本學(xué)科最有價(jià)值的基本內(nèi)容,在需要時(shí)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(bǔ)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(dá)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(yùn)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(dòng)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(qiáng)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(diǎn)

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(jìn)行歸納、整理,進(jìn)行縱、橫向的歸類,進(jìn)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(yùn)用知識、解決問題的能力。在復(fù)習(xí)過程中,要加強(qiáng)知識的遷移訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生舉一反三、觸類旁通、運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的能力。

五、認(rèn)真領(lǐng)會(huì)復(fù)習(xí)課教學(xué)要注意的幾個(gè)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(diǎn)、難點(diǎn)“吃”的準(zhǔn);對學(xué)生的水平、能力看的準(zhǔn);對中考的動(dòng)態(tài)、趨勢瞄的準(zhǔn)。

2.“六多”:學(xué)生互動(dòng)多;反饋評價(jià)多;獲取信息多;知識遷移多;解決問題多;實(shí)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(diǎn),根據(jù)實(shí)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(huì)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(diǎn)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(jìn)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(dòng)學(xué)生的積極性,讓學(xué)生動(dòng)口、動(dòng)手、動(dòng)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(gè)章節(jié),教師要引導(dǎo)學(xué)生從基本概念、基本定義、基本實(shí)驗(yàn)出發(fā),對課本知識內(nèi)容回憶、鞏固。整理時(shí)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(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)法

科學(xué)上的許多規(guī)律、概念的得出都源于實(shí)驗(yàn),因而在考試中“實(shí)驗(yàn)題”少不了。況且,對于某些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)操作學(xué)生很容易忘記。在復(fù)習(xí)時(shí)可故意設(shè)一些錯(cuò)漏點(diǎn),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(jìn)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(jì)的復(fù)習(xí)課中能使學(xué)生學(xué)會(huì)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(qiáng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的意識。

參考文獻(xiàn):

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(jì)范文

一、貼近兒童生活,尊重童趣,設(shè)計(jì)探索活動(dòng)

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?！边@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(diǎn),并貫穿探索活動(dòng)的全過程,發(fā)揮童趣機(jī)制作用,激勵(lì)持續(xù)探索的動(dòng)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(jìn)行實(shí)驗(yàn),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(gè)別孩子的帶動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)”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(yàn)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(yùn)用所學(xué)知識,動(dòng)手動(dòng)腦解決帶有好玩色彩的問題,開展游戲性的活動(dòng),進(jìn)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(dòng)有趣,富有吸引力。

實(shí)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(huì)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(shí)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?！?/p>

二、“削枝強(qiáng)干”,突出探索重點(diǎn)

《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(dòng)的教學(xué)過程,才能發(fā)揮它蘊(yùn)含著的教育作用。啟發(fā)學(xué)生自行探求是探索性實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jià)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(dòng)學(xué)生從“現(xiàn)有發(fā)展區(qū)”朝著“最近發(fā)展區(qū)”邁進(jìn)。

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

4.教學(xué)時(shí)空條件允許,內(nèi)容分量適度。

三、合理分解,形成遞進(jìn)式探求環(huán)節(jié)

抓住了學(xué)生自行探求的重點(diǎn)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(dá)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(huì)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(jìn)式探求環(huán)節(jié),使探索過程具有漸進(jìn)性、連續(xù)性和積累性,做到確保學(xué)生自行探求的實(shí)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(shí),常常會(huì)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(jì)《流動(dòng)的水》的探求過程時(shí),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(jì)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(gè)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(jì)范文

特衛(wèi)強(qiáng)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室研制出特衛(wèi)強(qiáng)的時(shí)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(jì)師，他們看中它高不透明性和結(jié)構(gòu)致密的特點(diǎn)而將它用在了羽絨服內(nèi)襯里；隨后它又被戶外運(yùn)動(dòng)裝備設(shè)計(jì)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(qiáng)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(hù)服。

特衛(wèi)強(qiáng)從誕生于實(shí)驗(yàn)室到最終被市場接受，整個(gè)商業(yè)化的過程花了將近20年時(shí)間。而胡依林只花了10個(gè)月的時(shí)間就為這個(gè)材料開拓了一片新市場—他用杜邦特衛(wèi)強(qiáng)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(gè)用特衛(wèi)強(qiáng)材料制作的錢包，這位跨界設(shè)計(jì)師當(dāng)時(shí)正醉心于新興趣—做鞋，并在費(fèi)心尋找合適的材料。火花產(chǎn)生在這個(gè)錢包被擱置2個(gè)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(gè)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?！拔耶?dāng)時(shí)就想，完了，紙做的錢包肯定壞掉了?！焙懒终f，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(jìn)行的新鞋設(shè)計(jì)上。隨后，他從朋友那里拿到了一些特衛(wèi)強(qiáng)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(jī)一樣”疊出了一雙鞋的樣子，用訂書機(jī)、膠水固定起來。

第二天，當(dāng)時(shí)還是Frog設(shè)計(jì)師的胡依林就穿著這雙甚至還沒有鞋底的“鞋子”走進(jìn)了辦公室?！巴聜兛吹竭@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(yàn)?！?/p>

不過他很快就發(fā)現(xiàn)，特衛(wèi)強(qiáng)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(huì)褪色。這兩個(gè)關(guān)鍵問題必須解決，否則特衛(wèi)強(qiáng)就永遠(yuǎn)無法被做成一雙真正意義上的鞋。但這顯然超出了一個(gè)設(shè)計(jì)師的知識范疇。

胡依林決定試試運(yùn)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(gè)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(hù)科技事業(yè)部的邀請，一同開會(huì)討論解決方 案。

其實(shí)像胡依林這樣經(jīng)常有些奇思妙想的本土設(shè)計(jì)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(jì)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(hù)科技事業(yè)部特衛(wèi)強(qiáng)中國區(qū)銷售經(jīng)理吳敏告訴《第一財(cái)經(jīng)周刊》，杜邦內(nèi)部建立了這樣一套機(jī)制：一線銷售人員收到設(shè)計(jì)師的創(chuàng)意后會(huì)立即將其反饋給相應(yīng)的主管。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，杜邦的技術(shù)和營銷團(tuán)隊(duì)會(huì)先一起討論，考量設(shè)計(jì)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(huì)成立項(xiàng)目組，幫助設(shè)計(jì)師解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的技術(shù)難題。

而這些難題很多是設(shè)計(jì)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(jì)的鞋子所使用的特衛(wèi)強(qiáng)的型號，通過在不同的部位使用不同密度和強(qiáng)度的特衛(wèi)強(qiáng)材料來解決制鞋工藝中延展性和柔軟度的問題。同時(shí)，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?yàn)樘匦l(wèi)強(qiáng)過去的應(yīng)用場景大都不需要很強(qiáng)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(yàn)。

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(qiáng)的結(jié)實(shí)程度超出我的想象，無論用什么膠水，最終都會(huì)脫膠?！焙懒终f。調(diào)制過程花了差不多一個(gè)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(qiáng)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(qiáng)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(huì)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(gè)以技術(shù)研發(fā)為導(dǎo)向的公司，杜邦引入這樣一套機(jī)制的原因在于，設(shè)計(jì)師對于市場趨勢和消費(fèi)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(xiǎn)。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(cái)經(jīng)周刊》，材料的市場應(yīng)用前景是非常難判斷的，很多時(shí)候可能一款新材料的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)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(jì)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(tuán)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(xiàng)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(shí)候，這總是一個(gè)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(jì)師將消費(fèi)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(jì)師的要求變成了將筆記本電腦外殼變得更輕薄?！昂涂茖W(xué)家不同，設(shè)計(jì)師看待一個(gè)材料的角度會(huì)不一樣，會(huì)更貼近消費(fèi)者的需求?！焙懒终f。

第5篇：科學(xué)設(shè)計(jì)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(jì)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行教學(xué)的進(jìn)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(shí)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(dá)水平。

但是目前我國大多正在實(shí)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(shí)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(jìn)行卓有成效的雙語教學(xué)。

2.1 高職院校實(shí)施雙語教學(xué)是市場的需求

隨著進(jìn)一步經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)程,當(dāng)前畢業(yè)市場對畢業(yè)生崗位實(shí)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(jī)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(jī)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(jī)械設(shè)備說明書進(jìn)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(shí)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(huì)不斷地顯現(xiàn)出來。因此,通過實(shí)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(shí)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(jìn)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(huì)大量地向?qū)W生灌輸英語知識,這種填鴨式地講授必然會(huì)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(jìn)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(jìn)度不得不把計(jì)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(shí)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(shí)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(kuò)招后,這樣擴(kuò)招后入學(xué)的高職高專學(xué)生外語總體水平更是達(dá)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(jìn)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?yàn)殡p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(shí)情況:一是由校內(nèi)專業(yè)知識較強(qiáng)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(dá)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(jìn)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(qiáng)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(shí)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(yùn)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(gè)實(shí)際可行的語言環(huán)境,讓學(xué)生置身于這個(gè)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(jì)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(bào)）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(jī)會(huì)。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(shí)物、圖片等創(chuàng)設(shè)語境幫助學(xué)生去理解;同時(shí)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(dòng),來檢驗(yàn)雙語教學(xué)的效果,建議學(xué)校的其它一些大型活動(dòng)也應(yīng)盡量讓學(xué)生運(yùn)用雙語進(jìn)行主持。這些不僅讓學(xué)生有機(jī)會(huì)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(shí)有效地進(jìn)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(jìn)。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(yàn)是一項(xiàng)長期的任務(wù),它不會(huì)一朝一日就能見效。所有急功近利的做法在表面上可能會(huì)有一時(shí)一地的轟動(dòng)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(shí)間的積極實(shí)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(shí)地?cái)[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(jìn)行下去。

參考文獻(xiàn)

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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(jì)范文

什么是循證設(shè)計(jì)

一個(gè)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(jì)決策和提高設(shè)計(jì)成果”。設(shè)計(jì)師們?nèi)绮粎⒖枷嚓P(guān)的科學(xué)信息實(shí)屬浪費(fèi)。在循證設(shè)計(jì)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(shí)踐提供的科學(xué)信息，并和項(xiàng)目委托方進(jìn)行溝通，由此優(yōu)化適應(yīng)具體項(xiàng)目的相關(guān)設(shè)計(jì)決策。

設(shè)計(jì)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(jì)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(gè)好的醫(yī)院設(shè)計(jì)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(hù)士在醫(yī)護(hù)過程中所起的作用。負(fù)責(zé)盡職地應(yīng)用循證設(shè)計(jì)的建筑師應(yīng)該做好充分準(zhǔn)備去了解與具體項(xiàng)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(jì)是一個(gè)過程而不是一個(gè)產(chǎn)品

循證設(shè)計(jì)是一個(gè)設(shè)計(jì)者和項(xiàng)目委托人共同尋求最佳設(shè)計(jì)方案的過程。在其復(fù)雜的問題中，人們想要尋找一個(gè)現(xiàn)成的答案通常以失望告終，于是有人期待循證設(shè)計(jì)會(huì)對關(guān)鍵的設(shè)計(jì)問題提供唯一的、放之四海而皆準(zhǔn)的答案。但事實(shí)上，即便在類似的項(xiàng)目中，相同的數(shù)據(jù)和科學(xué)知識可能由于具體項(xiàng)目條件或時(shí)間因素會(huì)引領(lǐng)出不同的設(shè)計(jì)概念，同時(shí)科學(xué)界也在不停地進(jìn)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(jì)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(jì)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(jì)者也應(yīng)該對每個(gè)具體項(xiàng)目都區(qū)別對待，因?yàn)闆]有兩個(gè)設(shè)計(jì)是完全相同的。用來在某個(gè)設(shè)計(jì)中輔助決策的信息可能并不適合另一個(gè)設(shè)計(jì)。即便是采用一個(gè)相對標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)時(shí)，建筑師也經(jīng)常需要根據(jù)具體項(xiàng)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(huì)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(jì)不僅會(huì)帶來更佳的設(shè)計(jì)結(jié)果，也會(huì)引領(lǐng)出更多樣化的優(yōu)秀設(shè)計(jì)概念。

理解科學(xué)研究對于設(shè)計(jì)實(shí)踐的意義

這要求設(shè)計(jì)師具備科學(xué)辯證的分析思維能力。建筑師在設(shè)計(jì)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(xiàng)目的適用性進(jìn)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。科學(xué)辯證的分析能幫助設(shè)計(jì)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(jià)這些信息的能力。

有時(shí)，設(shè)計(jì)者甚至?xí)诓煌芯宽?xiàng)目中發(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(shí)，或甚至與主流觀念背道而馳。

循證設(shè)計(jì)需要建立一個(gè)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(dá)成對具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)概念和目標(biāo)的構(gòu)思及相關(guān)的科學(xué)假設(shè)。一個(gè)建立在科學(xué)證據(jù)基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)必須體現(xiàn)這一從科學(xué)研究成果到具體設(shè)計(jì)目標(biāo)之間的邏輯鏈。設(shè)計(jì)師有時(shí)會(huì)期待通過某個(gè)設(shè)計(jì)概念達(dá)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(jì)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(hù)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(dá)成這一目標(biāo)的途徑是通過對以往科學(xué)研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，包括過往災(zāi)害的研究及實(shí)際考察。在醫(yī)療設(shè)計(jì)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)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(jì)實(shí)踐中以優(yōu)化公眾的安全和利益。

循證設(shè)計(jì)的實(shí)踐分為四個(gè)等級

*第一等級：遵照研究成果進(jìn)行實(shí)踐，并聯(lián)接研究成果和設(shè)計(jì)概念

這一等級的設(shè)計(jì)者遵循循證設(shè)計(jì)的概念，及時(shí)了解最新的研究，并在設(shè)計(jì)中應(yīng)用已研究的知識信息。他們會(huì)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(jì)中做出改進(jìn)。這一等級的不足之處是設(shè)計(jì)者進(jìn)行自我評定時(shí)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(jì)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(jì)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的假設(shè)和實(shí)證

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

第7篇：科學(xué)設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：初中科學(xué)；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；自主探究；科學(xué)素養(yǎng)

中圖分類號：G632 文獻(xiàn)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(dòng)接受式學(xué)習(xí)為主動(dòng)探究式學(xué)習(xí)，重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。教材中增設(shè)了大量的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，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(dòng)中，并沒有很好地落實(shí)通過引導(dǎo)學(xué)生親身經(jīng)歷科學(xué)探究過程來實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)。正如一學(xué)生所說：看著老師的演示實(shí)驗(yàn)，很吸引人的，一旦自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，因只是驗(yàn)證性做做，已沒什么興趣。對此，教師在科學(xué)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)中，有效地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生自主探究活動(dòng)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(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的形成。筆者結(jié)合多年的科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐談幾點(diǎn)做法。

一、精心設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生自主操作能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)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(jì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)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(jì)的始點(diǎn)和終點(diǎn)。把教材中的一些演示實(shí)驗(yàn)、模擬實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)盡可能設(shè)計(jì)成探究性實(shí)驗(yàn)。如曾有一位教師在教學(xué)牛頓第三定律時(shí)，她讓學(xué)生用桌上的彈簧秤、鐵釘、磁鐵兩人一組動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，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(dòng)手操作，動(dòng)口討論，動(dòng)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(dòng)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(shí)又進(jìn)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(jìn)行了活化，作為一個(gè)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，既具有探究性和啟發(fā)性，又鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)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(jì)課堂探究與課外實(shí)驗(yàn)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(shí)的基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生的自主意識，有利于造就開拓進(jìn)取、勇于創(chuàng)新的人才。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要尊重學(xué)生的人格，實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中多用設(shè)問方式，保護(hù)和引導(dǎo)學(xué)生的好奇心，鼓勵(lì)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(diǎn)的學(xué)生，讓他們有施展才華的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)自主意識。

新教材中安排了較多的“探究”和“進(jìn)一步探究”活動(dòng)，有一些探究活動(dòng)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(shí)際情況，提前1～2周，甚至提前1～2月或更多時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生課外作觀察日記，適時(shí)指導(dǎo)。這樣，既分解了一些課堂教學(xué)中的疑難點(diǎn)，增強(qiáng)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(dòng)性、獨(dú)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(gè)個(gè)活動(dòng)小組，各自準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)儀器：在制定計(jì)劃和實(shí)施計(jì)劃時(shí)，有的小組是自己設(shè)計(jì)的，有的是按照教材設(shè)計(jì)的。學(xué)生在這些探究活動(dòng)中，教師要經(jīng)常關(guān)心學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況，定期召集學(xué)生匯總情況，及時(shí)組織討論和引導(dǎo)。讓學(xué)生在探究活動(dòng)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(jì)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(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，為了讓每一個(gè)學(xué)生都能從各自的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)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(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，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(dá)、交流和展示的機(jī)會(huì)。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(dòng)中去。

在“探究饅頭在口腔中的變化”的實(shí)驗(yàn)課中，對后進(jìn)生可設(shè)計(jì)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(lán)，麥芽糖遇碘變不變色？要求他們能敘述一些簡單的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。當(dāng)出現(xiàn)失誤時(shí)，教師要主動(dòng)關(guān)心他們，少批評，多肯定，還要及時(shí)給予表揚(yáng)和鼓勵(lì)，使他們看到自身的價(jià)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(jì)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(jì)以下具有發(fā)散性特點(diǎn)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(huì)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(jì)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(yàn)中情感得到極大的滿足，在實(shí)踐和體驗(yàn)中獲得獨(dú)特的、豐富的、深刻的感性材料，讓學(xué)生感到自己是一個(gè)“發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者”，體驗(yàn)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(shí)踐證明：合理的科學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，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(shí)、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(xiàn)：

第8篇：科學(xué)設(shè)計(jì)范文

[關(guān)鍵詞]科學(xué) 教學(xué)設(shè)計(jì) 動(dòng)態(tài)生成 教學(xué) 優(yōu)化

[中圖分類號] G623.6 [文獻(xiàn)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(jì)，珍視教學(xué)中的動(dòng)態(tài)生成，讓預(yù)設(shè)與生成相互促進(jìn)，和諧發(fā)展。做好課堂預(yù)設(shè)，能為課堂動(dòng)態(tài)生成留足空間；展開多元對話，為課堂動(dòng)態(tài)生成創(chuàng)設(shè)空間；及時(shí)調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，能有效捕捉動(dòng)態(tài)生成訊息。動(dòng)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(dòng)權(quán)。

一、教學(xué)預(yù)設(shè)，儲(chǔ)蓄動(dòng)態(tài)生成空間

在設(shè)計(jì)科學(xué)課堂教學(xué)教案時(shí)，教師應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容的選擇、教法的運(yùn)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(diǎn)，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(huì)有所提高。

在教學(xué)《食物鏈和食物網(wǎng)》一課時(shí)，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(gè)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(jìn)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(diǎn)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(dòng)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(jī)會(huì)。教學(xué)生成隨時(shí)發(fā)生，教師應(yīng)有捕捉意識，隨時(shí)點(diǎn)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(dòng)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(jī)制，重視學(xué)生的言行，注重課堂的互動(dòng)品質(zhì)。教師巧妙地設(shè)計(jì)課堂的提問環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生展開交互對話活動(dòng)，進(jìn)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(dòng)與師生互動(dòng)中。如在教學(xué)《維護(hù)生態(tài)平衡》一課時(shí)，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(huì)引起沙漠化。生態(tài)平衡就會(huì)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(huì)旺盛起來，這樣是不是會(huì)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(dòng)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(shí)，我再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)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(shí)調(diào)整，捕捉動(dòng)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(shí)際做出適時(shí)地調(diào)整。課堂教學(xué)動(dòng)態(tài)生成隨時(shí)可能出現(xiàn)，教師面對教學(xué)生成時(shí)，需要快速做出應(yīng)對，對原有的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)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(diǎn)滴反應(yīng)給予重視，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探究，根據(jù)學(xué)生的接受情況調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，為推進(jìn)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(shí)踐繪制影子隨時(shí)間變化的示意圖。在課堂展示中，學(xué)生大多能給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果之后，我再要求學(xué)生講述實(shí)驗(yàn)過程與感悟。有學(xué)生說：“我用一根竹竿進(jìn)行測試，從上午十點(diǎn)開始，每隔一個(gè)小時(shí)，測量一次竹竿的影子的長度，一直到下午四點(diǎn)。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(shí)踐成果進(jìn)行科學(xué)、合理地分析評價(jià)。

先讓學(xué)生自主探索相關(guān)內(nèi)容，再進(jìn)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(shí)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(jìn)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(shí)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(jì)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(xiàn)標(biāo)識碼】A【論文編號】1009―8097 (2008) 09―0056―04

我國在貫徹落實(shí)“科教興國”戰(zhàn)略、全面推進(jìn)素質(zhì)教育的進(jìn)程中，改革與加強(qiáng)中小學(xué)的科學(xué)教育，切實(shí)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(diǎn)，本研究力圖構(gòu)建一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)探究學(xué)習(xí)平臺，促進(jìn)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(dòng)。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(yàn)假設(shè)，作結(jié)論，表達(dá)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(dòng)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(jì)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(jì)研究》一文就如何設(shè)計(jì)、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(jìn)行了探討，劉海華[2]提出的“設(shè)計(jì)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(yàn)假設(shè)，作結(jié)論，表達(dá)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(yàn)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(jì)支持科學(xué)探究的網(wǎng)絡(luò)課件的一般方法進(jìn)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(shí)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(dòng)基本的操作模式、評價(jià)方案并開發(fā)了兩個(gè)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(gè)主題學(xué)習(xí)網(wǎng)站，它們對科學(xué)探究活動(dòng)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(dòng)，需要網(wǎng)上調(diào)查、數(shù)據(jù)分析等活動(dòng)，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(jìn)行反復(fù)修改?！盵3]

我國臺灣地區(qū)的科學(xué)探究研究項(xiàng)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(gè)項(xiàng)目是面向中學(xué)生的課外活動(dòng)，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(dòng)的學(xué)生從競賽網(wǎng)站上限定的主題中，選擇一個(gè)要探究的主題。進(jìn)行探究活動(dòng)時(shí)，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(jì)科學(xué)探究活動(dòng)，請專家學(xué)者評分及學(xué)員互評選出優(yōu)秀的設(shè)計(jì)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(jì)劃、交流討論、作品互評等活動(dòng)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(shí)現(xiàn)的。總體而言，校園氣象臺不是一個(gè)完備的科學(xué)探究支持平臺，缺乏對科學(xué)探究活動(dòng)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(jìn)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)方法與原則的歸納。

Quintana和Krajcik等人[4]提出了設(shè)計(jì)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(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)時(shí)可能遇到的三個(gè)主要的障礙設(shè)計(jì)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(jìn)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(gè)科學(xué)知識點(diǎn)進(jìn)行反思與交流，還需要對自己的學(xué)習(xí)流程如探究計(jì)劃、探究過程進(jìn)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(jìn)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(xiàng)目比較多，如GLOBE2（Global Learning and Observations to Benefit the Environment）、GEODE3（Geographic Data on Education）和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)項(xiàng)目4。這些研究的共同之處在于：

首先，均應(yīng)用了某個(gè)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(gè)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(dòng)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(dòng)，科學(xué)探究平臺需要對這方面提供支持。

其次，各項(xiàng)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(dòng)）。Simons和Clark[5]指出，“探究活動(dòng)的成功最終取決于精心設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)而不是基于計(jì)算機(jī)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(xiàng)目中出現(xiàn)的阻礙因素，并提出解決的辦法是設(shè)計(jì)相應(yīng)的技術(shù)工具和課程。這啟示我們在設(shè)計(jì)開發(fā)科學(xué)探究平臺的時(shí)候，需要設(shè)置各種學(xué)習(xí)工具，同時(shí)還要有配套的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

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(xiàng)目，這些項(xiàng)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(jìn)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(gè)環(huán)節(jié)的軟件工具?？茖W(xué)探究一般有提出科學(xué)性問題、進(jìn)行假設(shè)、制定研究計(jì)劃、搜集證據(jù)、檢驗(yàn)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(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)而設(shè)計(jì)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(diǎn)：

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

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(jìn)行數(shù)據(jù)獲取與分析，檢驗(yàn)假設(shè)。

（2） 科學(xué)探究支持工具的缺點(diǎn)

這些軟件工具只支持科學(xué)探究活動(dòng)的某個(gè)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(dòng)案例。因而在應(yīng)用到科學(xué)教學(xué)時(shí)，教師需要根據(jù)軟件工具的功能重新設(shè)計(jì)探究活動(dòng)、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(dòng)的多個(gè)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(diǎn)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(dòng)，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(diǎn)

支持科學(xué)探究活動(dòng)的多個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以在平臺上進(jìn)行諸如提出科學(xué)性問題、進(jìn)行假設(shè)、制定研究計(jì)劃、搜集證據(jù)、交流協(xié)作等系列活動(dòng)，這是科學(xué)探究支持平臺一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)，使它成為一個(gè)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(diǎn)

WISE本身只提供系統(tǒng)功能，如用戶管理、作業(yè)評價(jià)、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(dòng)所需的學(xué)習(xí)資源由“項(xiàng)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(diǎn)的科學(xué)探究支持工具，由建設(shè)好的科學(xué)儀器自動(dòng)探測到某個(gè)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(dòng)項(xiàng)目里的科學(xué)探究活動(dòng)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(dòng)，如何獲取科學(xué)數(shù)據(jù)、處理并解讀數(shù)據(jù)的活動(dòng)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(gè)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(jì)

綜合以上文獻(xiàn)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(dòng)；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(dòng)案例方面是其顯著優(yōu)點(diǎn)，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(xiàn)分析與研究項(xiàng)目的分析中得出，開發(fā)科學(xué)探究平臺需要注意兩個(gè)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(jì)學(xué)習(xí)工具和相應(yīng)的探究活動(dòng)。

因而，綜合以上觀點(diǎn)，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(dòng)層

活動(dòng)層是指在平臺上開展的科學(xué)探究活動(dòng)。根據(jù)科學(xué)探究的含義，每個(gè)活動(dòng)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(jì)劃、觀察實(shí)驗(yàn)制作、搜集證據(jù)、交流討論、成果7個(gè)步驟進(jìn)行。

2 工具層

工具層是指用以支持科學(xué)探究活動(dòng)開展和進(jìn)行的一系列認(rèn)知工具，本平臺的認(rèn)知工具包括某個(gè)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(dòng)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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(dòng)存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)的高速計(jì)算能力，進(jìn)行簡單的2－D繪圖或者3－D繪圖，實(shí)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(jìn)行驗(yàn)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(dòng)。

（3） 網(wǎng)絡(luò)資源：提供與活動(dòng)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(dòng)創(chuàng)編工具：為教師提供的設(shè)計(jì)符合自己教學(xué)需要的探究活動(dòng)的工具，可以通過活動(dòng)創(chuàng)編工具來修改平臺自帶的探究活動(dòng)，也可以自行設(shè)計(jì)出新的探究活動(dòng)。

（5） 探究過程支持工具：針對科學(xué)探究活動(dòng)的不同環(huán)節(jié)，提供不同的支持工具。如針對制定計(jì)劃環(huán)節(jié)，提供計(jì)劃模板與編輯工具；針對表達(dá)與交流環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)異時(shí)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?yàn)橥ㄓ玫钠脚_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(qiáng)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(dòng)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(shí)驗(yàn)中”[7]。它是用傳感器獲取數(shù)據(jù)信息，以計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集器為核心的實(shí)驗(yàn)平臺，能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化并通過計(jì)算機(jī)完成對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯示、分析、存儲(chǔ)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(jìn)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(dòng)氣象站是由電子設(shè)備或計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)進(jìn)行氣象觀測和資料收集傳輸?shù)臍庀笳?。自?dòng)探測基本的氣象信息項(xiàng)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(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中，還可以通過網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程查詢、生成統(tǒng)計(jì)圖表。利用自動(dòng)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(jìn)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(gè)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(dòng)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(jì)方法。本文作者已經(jīng)按照此設(shè)計(jì)方法，以自動(dòng)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(jìn)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(xiàn)

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