（一）研究背景（研究这一问题的原因、意义和基础）

 科学课教学离不开观察与实验，观察与实验又离不开师生共同准备的有结构的材料。从材料本身出发来组织实验教学，符合儿童的认知特点。教师为学生的实验活动提供有结构的材料，让学生与材料亲密接触，通过对材料的探索来发现问题，解决问题，获取新知。正是这些“有结构的材料”把有结构的知识、有结构的活动有机地联系起来。同时，通过评价关注学生知识的理解和技能的掌握，关注学生情感态度与价值观的形成和发展,逐步形成好观察、好提问、好探究的心理倾向；形成善于质疑，勤于思考，乐于表达思想，交流成果，获取新知的心理品质。学生不仅学会了如何去求知和发展自己的个性特长，提高自身的科学素养，还最终使学生形成较持久的科学探究的兴趣和较强的实践、探索的欲望，是培养学生创新思维和实践能力最直接、最有效的途径。因此，小学科学实验教学中结构性材料优化策略的研究更突显其现实意义。

落实“科学学习要以探究为核心”的课标理念。《科学（3-6年级）课程标准》指出：亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力……有了“结构性材料”，学生才能开展真实有效的探究活动，新课程的核心理念才能落到实处。　　

体现“学生是科学学习的主体” 的课标理念。根据小学生年龄特点分析，他们的思维特点还停留在比较低水平的形象思维或者由形象思维逐步向抽象思维过渡的特殊时期，需要有形象的材料作为探究的载体。“材料引起学习，材料引起活动”。材料是学生解决科学问题，获得科学知识、提高探究能力的有效载体，是学生感受科学与生活的联系，体验科学价值的重要资源。在有结构组合和合理呈现的实验材料面前，学生能在能力范围内完成层次不同的探究，获得成功的心理满足和探究的能力增长，对其今后进行探究性学习意义非凡。　　

本课题是提升小学科学实验教学效益的积极探索，通过探索小学科学实验教学实施的途径，更好地实施新课程，全面提高小学科学教学质量。课题的研究核心是“结构性材料的优化策略”，它必将促进教师反思自己的实验教学行为，提升教师的课堂教学艺术水平。 

（二）理论分析（有关概念界定，理论依据，研究动态，本课题创新之处等）

    概念界定：

1．“小学科学”： 是以培养小学生（3-6年级）科学素养为宗旨的科学启蒙课程。通过现代科学知识及其社会价值的教学，让学生掌握科学概念，学会科学方法，培养科学态度。

2．“实验教学”：是指学生在教师的指导下，使用一定的设备和材料，通过控制条件的操作过程，引起实验对象的某些变化，从观察这些现象的变化中获取新知识或验证知识的教学方法。

3．“结构性材料”:材料的种类和组合以及交给学生的次序就是材料的结构，各个材料之间、材料与教学内容和教学目标之间具有紧密的联系就是材料的结构严密，具有这种功能的材料叫具有严密结构的材料，即结构性材料。

4．“优化策略”：就是为了实现在小学科学实验教学中提供结构性材料，预先根据可能出现的问题制定若干对应的方案，并且，在实现目标的过程中，根据形势的发展和变化来制定出新的方案，或者根据形势的发展和变化来选择相应的方案，最终实现目标的最优化。

5．“小学科学实验教学中结构性材料优化策略的研究”: 本课题的研究是指，在小学科学实验教学中师生共同优化材料，使其具有结构性，让学生亲密接触有结构的材料，激发学生的学习兴趣，去自行实验、观察、发现问题、解决问题、获取新知，真正实现学生做发现者、研究者和探索者的愿望。从而提高实验教学的有效性，培养学生的探究能力、创新能力，提升学生的科学素养。

理论依据：

课堂教学控制理论认为：将一切教学资源进行合理的选择、设计和重组，能够用最有效的资源获得最大的价值。这种重组有赖于对教学资源的“精确加工”。

“材料引起学习，材料引起活动”，教育学原理认为：从材料本身出发来组织教学，既符合儿童的认知结构，也符合世界物质性的基本观点。

《美国国家科学教育标准》中有这样一段话：“学习科学就是学生们亲身动手做而不是要别人做给他们看的事情。”“科学”是“探究意义的经历”。教师要引导学生探究科学规律，光说远远不行的。学生提出的假设是多样的，教师要为验证这些假设为学生提供多样材料，提供的材料最好是学生熟悉的常见的材料，因为学生对这些材料感兴趣，注意不能把学生框死在几种固定的材料上。

    兰本达教授对有结构材料有一段描述：材料的种类和组合以及交给孩子们的次序就是材料的结构。有结构的材料有利于引起学生的好奇心，激发探究欲，把“要我学”变成“我要学”，有效地突破教材重难点，提高探究效率。在小学科学教学中，尝试着让学生准备探究材料，让材料提前介入学习与生活，是丰富学生认识、激发学生学习热情的有效方法。

刘默耕老师说过：就教学来说，教师的职能不再是“教儿童念书”，也不再是一味地通过语言文字的中介来传授，而是要为儿童精心设计所要认识的实际事物的“有结构的材料”。即能体现一定科学概念的材料，指导儿童去探索。

因此，小学科学教师在课堂教学中应为学生提供合适的、有结构的材料，让学生通过对材料的操作、摆弄和思考，引起和形成探究发现的经历，达到科学探究的目的，增强探究的实效性，真正实现学生做发现者、研究者和探索者的愿望。

本课题研究同当前的科学课程改革有着直接的联系，我们从转变教学观念、改革教学方法入手，将科研与教改紧密联系起来，采用整体构思与单因子研究相结合的方法，逐步研究及时总结，层层推进，分步论证，不断积累创新，保证本课题研究有序、有效地开展。采用课前预测辩论、课堂反复实践、课后及时总结，最终形成具有指导作用的“小学科学实验教学结构性材料选择一览表”。

（四）研究内容

1．小学科学实验教学中结构性材料运用现状的调查与分析。

通过科学的调查分析，了解当下小学科学实验教学的现状，为课题研究奠定基础。

2．小学科学实验教学中结构性材料选择策略的研究。

在组织学生实验之前，如何选择合适的材料进行合理组合和适时呈现，科学实验才能动静结合，手脑并重，真正做到以学生为主体，以探究为核心，这是一节课探究成功与否的最为基础和关键的步骤。　

3．小学科学实验教学中结构性材料组合策略的研究。

对精选出来的材料如何进行整合，通过相互结合和暗示作用，对学生的实验探究活动起到进一步引导的作用。　

4．小学科学实验教学中结构性材料呈现策略的研究。

引导学生进行有步骤，高效率地实验，如何把经过精心挑选，具有典型性的有结构材料呈现出来，发挥材料的最大价值。　　

5．小学科学实验教学中结构性材料的优化与现代信息技术配合使用的研究。

面对信息社会知识传递的多样化、传播途径的网络化、传播手段的现代化。如何发挥现代信息技术在小学科学实验教学的结构性材料选择、组合、呈现中的作用，进一步优化实验教学中的结构性材料。

6．小学科学实验教学中结构性材料优化的评价研究.

在课堂教学中，树立发展性教育评价指导思想，确立素质教育的评价标准，构建目标多元，立体互动，方式灵活的评价策略，关注结构性材料优化的策略和作用，发挥评价的导向、诊断、反馈、调节、激励的功能，促进结构性材料的优化。

    主要研究方法：

1．文献资料法：对有关文献进行认真收集、查阅、分析、整理，从多角度开展对有关资料的比较研究，把握国内外研究动态，借鉴已有的研究成果和经验教训，找出新的生长点，为课题研究提供理论框架和方法论。

2．调查研究法：对小学科学实验教学中结构性材料运用的现状进行调查研究，发现问题，并探讨解决问题的路径和方法，矫正行动策略，从而有针对性地实施研究。

3．行动研究法：坚持理论联系实际，强调研究的探究性和可操作性。坚持边实践、边探索、边研究，边总结。立足于观察小学科学实验教学中结构性材料优化策略并加以研究，做到总结成果和推广运用相结合。

4．个案研究法：选取典型样本实施调查研究，纵向记载典型课例的材料优化运用进展情况，对比分析，从个性中寻求共性，从典型中寻求一般，在总结个案经验的基础上探寻小学科学实验教学中结构性材料优化的实践策略。

（六）研究计划

具体实施步骤：

1．课题设计申报阶段（2015年1月—2015年3月）。对课题进行论证，形成课题论证报告，完成申报工作。

2．前期实施阶段（2015年4月—2015年12月）。设计课题研究方案，邀请区教科研专家担任顾问，对研究内容中的2、3、4、5、6《小学科学实验教学中结构性材料选择策略、组合策略、呈现策略的研究》《小学科学实验教学中结构性材料的优化与现代信息技术配合使用的研究》《小学科学实验教学中结构性材料优化的评价研究》全面展开研究。完成课题研究阶段总结，并，调整和改进后期研究工作。  

3．后期实施阶段（2015年12月—2016年11月）。在前期研究的基础上，进行实践的再深入，理论的再升华。

4．结题鉴定阶段（2016年12月—2017年1月）。进行终端研究，形成课题研究报告：《小学科学实验教学中结构性材料优化策略的研究报告》；案例精选：《小学科学实验教学案例选》；论文：《小学科学实验教学中结构性材料优化的实施策略》。撰写研究工作报告和结题报告。邀请区教科研专家进行鉴定，并将研究成果予以推广。

理论成果：

在不断学习、实践、反思的基础上勤总结，力争丰富成果的形式和内容，便于成果的推广应用。主要有三项成果，课题研究报告：《小学科学实验教学中结构性材料优化策略的研究报告》；案例精选：《小学科学实验教学案例选》；论文《小学科学实验教学中结构性材料优化的实施策略》。

实践成果：

1、教师部分：通过课题研究，不断地深入学习《小学科学课程标准》，深切领会其新教学理念，对教学内容、教学设计、教学过程、教学方法进行研究与不断改善。在这个基础上，形成小学科学“有结构材料选择策略”。用于指导教师的日常教学，提高课堂教学效率。　　

    2、学生部分：通过课题的研究，使学生在有结构的材料面前，能真实有效地进行科学探究活动，真正成为学习的主人，拥有充分的从事科学探究活动的时间和空间，在自主探究、亲身实践、合作交流的氛围中，解除困惑，使得科学素养不断提升。

（八）推进措施（推进本课题顺利进行的具体措施）

1、互动对话，引领校本培训。要求课题组教师“做一个有智慧的教师”，重点是建设学习型、科研型教师群体。把学习作为一种环境、一种对话、一种工作方式与生活方式。把书读薄、把人读厚，把书读旧、把人读新，让读书成为李小人高尚的休闲方式,让教师学习型群体在“对话”中发展，在“对话”中成长。

2、反思交流，提升课堂教学。我们实行“一课一反思”，主要从三个方面着手：一是对教学设计理念的阐释（为什么这样教）；二是对教学操作成败的分析（是怎样教的）；三是对教学效果的审视（还可以怎样教）。“课时反思制”使教学成为一种自觉的新理念的实践，使教学优质高效地进行，使教学经验逐渐理论化。

    3、同伴协作，建立研究共同体。一名教师的参与和协作能力是衡量其专业发展的指标之一。有效协作，前提是参与协作的教师必须有类似的研究背景和研究经历。我们引导教师在研究的过程中多交流，同一子课题研究小组的教师互相结合成立研究、协作共同体，成立“子课题研究共同体”，营造一个民主、坦诚、开放的校本教研氛围

    4、教学评价，体现生命价值。从学生全面发展的需要出发，注重学生学习状态和情感体验，注重教学过程中学生主体地位的体现和主体作用的发挥，强调基于学生，为了学生，尊重学生的人格和个性，鼓励发现、探究与质疑。评教和评学相结合，侧重评学。“评教”，建立促进教师不断提高的评价体系，有利于大面积提高教学质量；“评学”，建立评价学生的学习状态和学习效果的评价体系，以具体评价一节课的教学效果，促进学生的健康成长。

5、规范引领，优化课题管理。作为一线科学教师开展课题研究，由于自身的局限性需求助于专家的论证引领。我们在充分调查论证的基础上完成课题申报工作，积极邀请各级科研专家为课题进行论证。基于专家的引领，边实践边完善。

6、制度保障，催生研究成果。课题组以课题研究为抓手，将研究的整个过程定位在“学习、设计、实践、反思、重建”，不断完善研究过程的各个阶段。每学期开展一次课堂教学研讨活动，专心评一堂与课题相关的课堂教学评价，认真撰写一篇有价值的研究论文和一个教学案例，每年获奖或发表一篇论文。