科学教育中的互动式科学笔记本_图文

1、o a基础理论 b应用研究 oc调查报告o d其他瘁科望旱业殺针（u科学教育中的互动式科学笔记本二级学院:物理学院专业：科学教育年级：2010 级学号:2010964112作者姓名：李萍指导教师:黄桦职称老咸日朗/ %矽车月日第一章 什么是互动式科学笔记本？ 1第二章怎样使用互动式科学笔记本？ 2第三章使用互动式科学笔记本的好处是什么？ 2第四章什么样的研究支持使用互动式笔记本？ 5第五章仔细看看笔记本是如何支持有效的教学6第六章你需要知道开始错误！未定义卩签。第八章教室快照16第九章总结16摘要:随着科技与经济的快速发展，国家将对科学这一领域越来越重视，科学教育也将引起 更大的重视。在科学课

2、上，科学笔记本是科学课的重要组成部分，具有极其重要的作用和功能。 科学笔记本在国外已引起人们的高度重视，但国内有关科学笔记本的研究和实践还不被人们所 关注。互动式科学笔记本，学生使用的工具，一个记录信息的地方，发散学生思维，加深学生 对知识的理解，展示了学生学习和反射知识的内容，是学生与教师之间交流与沟通的一个平台。 互动式科学笔记本有助于学生将不同的概念进行连结，从而促进科学概念的发展；增进学生的 认知策略和科学推理能力；促进师生之间的双向交流和沟通。关键词：科学教育互动式科学笔记木 交流沟通第一章什么是互动式科学笔记本？1.1互动式科学笔记本，学生使用的工具，一个记录信息的地方，发散学生思

3、维， 加深学生对知识的理解，展示了学生学习和反射知识的内容，是学生与教师z间交流与 沟通的一个平台。1. 2互动式科学笔记木是一种学生使用的工具，用来连接i口知识与新知识，修改他们 的思维，加深他们对周围世界的理解。这是一个学生的作品在整个显示两个学年度之所 学的内容（输入）和反射知识（输出）的上升。换句话说,一个互动式科学笔记本捉供 了一个空间，学生可能需要在他们的大脑中将所学知识、内容弄出来，运用它，并与他 们的同龄人，家长和老师分享。我使用这个词的互动來形容这些互动式科学笔记本是如 何使用的。也就是说，该笔记木支持互动，需要教师与学生，学生与学生，学生家长， 家长和教师在思想上的交流。下

4、面是一个学生写的关于她的互动式笔记本：这就像我门己的一份财产，我必须承担的责任。它表明我个人的想法和创意。我的 笔记本显示，我可以自己思考，为自己找出哪里错了而不是别人告诉我。我喜欢互动的 笔记木，因为我觉得这是我的自己的小书，我可以编写自己的问题和冋答。然而,我认为 它代表我。就像是如果我是通过看一个陌生人的互动的笔记本，我会得到自己的个性的 感觉，这种感觉很好。教师用互动式笔记本增加学生的思想和成就。它们提供通信，跟踪，评估，并反映 了学生的工作。互动笔记本提供一个进入学生人脑的窗口，以揭示他们真正的理解以及他们的不懂之处，以及提供了一个让教师开拓新的视野，让学生去探索的机会。第二章怎样使

5、用互动式科学笔记本？下而是使用互动式科学笔记本作为科学课程的一部分的过程的简要概述。在后而的 章节中，我们将研究更为详细的使用互动式科学笔记本的步骤。2. 1在每个科学单元的开头，教师将与班级探讨与此单元有关的问题。所冇在该单 位的学习都与该问题连接起来。该单元随着几个实验室调查继续。老师会随着一个关键 问题开始毎一个单元，给学生时间在科学笔记本上写他们认为的想法，然后以小组的形 式进行讨论。老师和学生在课堂上探讨想法，和学生各自形成自己的假设。这允许学生 开始考虑的主题和为学生准备下一个步骤。学生研究性调查收集数据，然后参加一个观 察，形成问题，制作草图，并开始制定对主题研究的看法。老师和学

6、生互动,探索问题的同 行的部分过程至关重要。学生在他们的笔记木记录的过程和数据。2. 2调查结束后，学生和老师一起讨论作为一个类（我称之为“一个负责任的谈话” 会话），收集到的数据是用来制造学生最初的想法和问题的意义。这是令人兴奋的过程的 一部分。讨论可能成为激烈的挑战学生的想法。聚集在实验室的证据使整个谈话，和一 些学生坚持他们的信仰，而其他学生改变他们的。冇时，学生讨论，数据可能会冇缺陷的， 因为太多的变量。例如,在一次讨论屮，两个学生讨论的想法执行的测试在不同的气体产 生最小的结果，因为一些组织用于收集气体的方法是原油。谈话持续了超过30分钟，直 到类得出结论，只要他们指岀是否气体燃烧它

7、很好，因为没冇具体的数字应用到最后的 结论。2. 3家庭作业完成处理。用他们的科学笔记本,学生写的结论或总结，创建图表，或者 完成其他类似的任务，试图让他们的想法到下一水平。2. 4在随后的日子里,学生完成额外的调查，用他们的笔记本和遵循相同的过程。学 生习惯于舒适的过程，从一个问题开始，介绍了想法通过实验室或英他调查的经验，包括 假定，收集的数据，提交证据，并总结。保持这节课框架不变，变化的学习经验保持兴趣高, 这种科学方法进行调查成为持续模式通过在课堂上探索任何新的想法。这一过程、模式 和预期保持不变。遵循一个既定的协议，它保持不变，学生老师的格式依赖每一天和每一 课。第三章使用互动式科学

8、笔记本的好处是什么？可以从三个优势來考虑：培养学生的方式，培养他们成为21世纪的劳动力的一 部分，提高相关利益者的沟通，以及差异化教学。3. 1第三国际数学和科学研究，美国学生在其他国家的同行相比，表现不佳。这些 结果推动了关于捉高美国学校科学指导增加了紧迫感。根据沃利斯（2006）,学校可以通 过以卜的方式更好地帮助学生的未來：在学生的发展阶段更早地开始；监测少数和多数社会阶层之间的差距；提供机会挑战学生，进一步推动他们；使用电脑来支持教学目标而不是使用它们；提供调杳经验作为相关内容的桥梁；涉及社区。3. 2利用在课堂上的互动对象的所有笔记木电脑的上述需求并有助于开发具有全球 竞争力的学生。

9、互动式科学笔记本满足这些需求：联系学生的思维和经验与科学概念；与学生合作从事调查作为一种科学的学习内容；为所冇的学生提供机会；创建一个具体的记录反射、评估和连接，可以观看和讨论；发展学术语言；为学生捉供一个机会来思考和做出明智的决定3. 3互动式科学笔记木成为学生学习的真实的证据和思考的平台，成为公民在科学 世界未來生产力的工具。3. 3.1科学笔记木促进利益相关者与学生，教师和家长之间的沟通。一个科学的课 堂揭露学生分享观察奇迹发生的事情的经验。互动式科学笔记本是在纸面上捕捉这些共 同的经丿力，在一个地方，它不会迷路，使学生可以参考前而共同的经丿力时，他们需要为 他们驾驶的话语方式的一种方式

10、。这为学生提供了一个机会，来达成共识，并建立在被 合作所获得的知识。3. 3.2考虑根据牛顿第一运动定律的例子。由于他们查询部分，学生在休息和以恒 定的速度朝着同一个方向观察到的低摩擦轿车。他们观察到的相互作用和收集到的数据 （输入），图1.1示岀了学生的观察的一个例子。学生们用他们的调查结果作为证据来 支持他们的想法现象（输出）。3. 3.3交互式笔记本设置冇教师通信的方法。老师做学生的工作，并获得了他们的思维过程的理解。学生作品成为证据不仅是他们所知道的，而且他们是如何知道这一点。 条目也表示学生不知道什么。互动式的科学笔记本也增强了学生和家长或教师与家长之 间的沟通。家长可以简单地拿起笔

11、记本来互动，并开始询问学生的作品的问题。3. 3. 4互动式科学笔记本为家长提供的学生的概念理解证据和个人反思。一个笔记 本专栏，这是永久固定在笔记本屯脑的前面，可以使用家长，教师和学生讨论期架和该 学牛达到他们想要的程度。3. 3.5当与英语学习者的学生或有特殊需要的工作时，互动式笔记本是一种有效的 工具，科学或学术语言的发展和加强。该科学笔记本捉供了一个安全的地方来练习写作 和表达已有知识和新获得的知识。互动式的笔记本电脑可以用介入教师和语言专家会 议，以提供冇关学生正在发展中的科学课的证据进行审查。它町以帮助促进学生的特殊 需要干预策略的发展。3. 3.6图1通过查看学生的观察这个例子中

12、，我们可以看到，在实验室实验有助于 引导学生得出他最后的结论意见。他使用图表对老师是冇帮助的，因为他们展示的是他 们的观察，而且他们可以很容易地追随他们的思维过程。该图成为他最后的想法的证据。 在这些结论、想法中，他总结了牛顿第一定律。第四章什么样的研究支持使用互动式笔记本?4. 1笔记木支持有效的多种方式的科学教学。根据学生如何学习：在科学课堂（多 诺力和布兰斯福德，2005年）科学教学应该：引岀并解决学生已有的科学现彖的概念；帮助学生建立科学的题材和科学探究（即，“做科学”是什么意思，）的深刻理 解；帮助学生监控，并采取自己的学习（元认知）的控制权。4. 2合理地利用互动式的科学笔记本电脑

13、可以帮助满足这三个建议。互动科学笔记 本让学生冇机会确定英先前存在的观念，通过整个学习活动深化和完善自己的科学理 念，并反思门己的学习。4. 3除了连接多诺万和布兰斯福德（2005）的一般结果关于有效的科学教学，研究 人员已经发现了具体的证据关于互动式笔记木如何促进学生的学习和提高成绩的。科学笔记暴霜学生的思维，提供有关学生理解的重要见解和作为形成性评估工 具（哈格罗夫和内斯比特,2003;吉尔伯特和kotelman, 2005）。笔记本鼓励主动学习，并为学生提供机会追求自己的利益，解决真实的问题（哈 格罗夫&内斯比特,2003;吉尔伯特和kotelman, 2005）。笔记本提供了众

14、多的机会，來发展及提升学生的写作技（吉尔伯特和kotclman, 2005;杨,2003）o笔记木提供差异化的学习结构和支持，帮助所有学生达到邙可马拉尔，驻军， 与 klentschy, 2002;吉尔伯特& kotelman, 2005）。互动式笔记本有助于捉高学生的组织能力（马顿，2001）o笔记木方便与家长沟通，并且可以用来为他们提供学生的成长的证据（哈格罗 夫和内斯比特,2003的证据;年轻,2003年）。4. 4 一些直接集屮在对使用笔记木在学生对“做科学”与科学木质的理解的研究屮 发现:若冇所思地实施科学的笔记本使用反光写作和包括一个有声思维的特征是共同 的实际科学家的笔记

15、木电脑，因为他们探索的第一手方式（马格努松和帕林萨, 2003年）的世界;科学的笔记本让学生在真实的科学过程屮，如记录信息和数据，并从事研究， 合作和分析（哈格罗夫和内斯比特，2003;杨，2003年）；使用互动式笔记本可以让学生去思考，记录数据和观察，并像专业的科学家做 出反应（杨，2003）。第五章仔细看看笔记本是如何支持有效的教学5.1我们可以从一个独特的角度，通过研究认为笔记本如何进程关联与确定的九个 有效的策略通过马尔扎诺，皮克林和波洛克（2001）在课堂教学的工作。图1.2显示了 这些策略如何是完整地显示互动式笔记木过程的。表1：互动式笔记木和有效的教学策略战略描述在课堂教学的作用

16、互动式科学笔记本识别的异同笔记木被学生用来记录他们的观察，以及作 为概念z间的连接。总结和笔记学生做笔记当他们完成科学调查以及在每个 单位写总结。加强努力，并提供识别笔记本提供学生工作和成长的一个持续的纪 录，从他们的同龄人，老师和家长中得到引 导。作业及练习家庭作业和实践中建成了互动式笔记本的使 用，提供了宝贵的处理的机会。非语言表述每一个探究实验活动期间学生说明他们的观 察和创造不同类型的图形来表示他if j的数 据。合作学习学生与合作伙伴和团队协作完成调查并参为 课堂话语。设定目标并提供反馈学牛帮助确定在每个单元要探索的关键问 题。笔记本让老师提供持续的，具体的反馈。生成和检验假设学纶养

17、成在他们开始探索之丽产生假设的习惯。问题，线索和先行组织者问题通过学生的互动笔记本展示出来，笔记 本充满了图形。5.2下面的例子是学生的作品，展示的是互动式科学笔记本如何结合了许多有效的教学策略。5. 2. 1识别界同图2这是区别串联电路和并联电路的一个极好的例子。作为一名教育工作者，很明 显，我认为学生理解齐是如何工作的概念。再次，看看使用的箭头，不仅对她理解每一 电路的工作原理提供了信息，而ii明确了能量是如何流动的以及在哪个方向流动。图2：区别串联电路和并联电路图3这是学生创造的展示她对磁相互作用和电荷相互作用的相似性和差异性的理解 的一个图形。comparisondifferences

18、magnetic interactionmagnets cun rcpvl utlicr magnets, and clcctncally charged objects c«in ulso repel other electrically charged objects.the strength of a charge depends on how much friction is used to charge the objectone does not need to create a magnetic hwx field for the magnet to funcliuii

19、 properly.magnets can attract only to other magnets or niagncric materials.magnets can attract other magnets, and electrically charged objects can also attract vllicr dcvtfically chafgcd objects.if one flips a magnet, it will either attract or repel an object, depending on which side is facing the o

20、ilier magnet.electrically charged objects can attract to any object, whether they be electrically cliarged or ihm.it docs ix)t matter which side of an clcctncally charged object is facing another electrically charged ohject; it will attract or repel, depending on whether the objects arc positively o

21、r negatively chare cd.one can electrically charge an object and create a niagiictic fuccc held on un object.one must manually electrically charge an object, with tnction, m order for it to create an inlcniclion.differencessimilarities5.2.2总结和记笔记图4根据“意见”的学生记录的信息片段，她以后可以用它来制定或备份耍求。她 尝试用一个木制冰球连接到一个气球，看

22、看力是如何影响运动的。她评论说，“气球慢 慢变小的下降速度，而在滑翔气垫”和“冰球放缓，因为有时只是漂浮在地方，除非你 将它推”以后可以作为证据，证明力影响运动。j smoo+vi豳理顽型粹贰儡出第5匕0已»03r> 匕j "i 十 somq卄nqsi ju$-b flocub" '【gpushd土亠图4：学生记录的信息片段图5在“在整个观测，”学生写关于具体的质量和它是如何下降，然后她自我纠正通 过编写之前和之后的质量应该保持不变。最后的子弹是一个起点，她的说法，“在一个 封闭的系统做交互不改变它们的质量”，“这冋答了这个问题，”在一个封闭的系统，

23、并大规模增加，减少或保持不变? 匕 ioyp rmxmg 几0 uja ev （ 45。ml）（u vv 口0'qmx c 人5 g） vviq iwhcae locofl jgulqm" mass2 07 9 一 （匕* tnmxfng 4 jmxu ujqg 90q q go i 丄 cipcirmcqrl杯p cuuocl 电 demy“mq la icqme sboulc） hve丄七 cl.d n cloc怙mm-lpy actonc du nd honqe门7 . ilje didibn 4hpre右ug ba （c y qm mingdeco图5：关于具体的质量

24、和它是如何下降5. 2. 3家庭作业和实践图6对于这种家庭作业，我问学生观察的相互作用在家里创造一个能量图。在页而 的底部，我问家长签名，其中有两个目的：一，使家长检杳作业;其二，迫使家长和学 生之间的对话。这给了学生一个机会，巩固了他在课堂上学会了不必解释和教导的想法 对他的父母。o+ion e疋cegw in w»c<u 5«rgi t>rcutu«4*£ -1 dftuw speedy ap frrry reg+ ersorts vxnol >u-is 讨.pull increased +h «>b)g+ss矶ul

25、_图6 :创造能量图5. 2. 4非语言表征图7这名学生表示通过绘制黄油在平底锅里融化之前和之后的相互作用她的理解。 箭头指向改变状态的对象，而图屮显示的黄油多变的造型。tfrsl 4he busier is in a soud siaerfxnuwrd ,+he txjwer <$ in a hquw siaie图7 :绘制黄油在平底锅里融化前后变化图8学生展示了如何磁铁相互作用她的理解，你可以从使用箭头，她明口磁铁上都南北两极的交互方式清楚地看到。学生甚至受到力场，显示关系到能源，揭示了两者之 间的互动更深入的了解。这是一个学生对他们来说，英语是第二语言的工作，所以非语 言表述的关键

26、理解她的思维过程。图8：学生展示了如何磁铁相互作用5. 2. 5生成和检验假设图9这是一个假设的例子。t hgoowvds'neghenmaock-fevce on a ornak t?al l eivhcl vcxravo.e< wacaa- vnemokca (小“agy c¥ ' vnecam巳(5 ( ueca°se0hca<(ay(x< iou bp, beyvmca 讥 a he sxoie图9：例了图10这款笔记木的示例显示了从开始学生的思维，结束在一个科学公正的项口,跨越半年的发展。她想岀了一个可测试的问题，通过研究开发出了

27、最终的假设。你可以看到清晰的发展经过，你读给她最后的假说。t _._一-工deccfecgu&hoo： ijouj dowsc(x4¥cnc txfecrb r&xc4-rcc cnd houj do<s 、r5t&r ruoh 丛 十；71云 如 4 卄必 sgou-lufn fvku <01?也 rjlf '氐4必乙 两e 厂、5 d ovral pcoj 'ider of gne/gy 十久扌i s花" j门 心 w匕 wodfe7skjgcurf&xchon . 3冷小 on匕)5/罔+6厂壮厂 rh胚心力

28、 conan迄了丁p _；hejp 和ngeoh 辰y j门!>xghxd i.如口弘二工尺he/匕 a lh<j 严为八/i、_； 丄 lk/p(ri jk s'm h “、+ - j 卞丿、 ukm?两ccs bv乙cchez1丛4rne.缶茁乙tha十 many s>pnc»s dr:a心 shejc 竝 6 oo亦厶昭匕；几 not n匕图10 :显示开始学生的思维 5.2.6问题，线索和先行组织者图11这名学生使用一个t型图表排序和安排她的想法的一种方式。图12这是一个学生响应于一个关键的问题的例子。一个关键问题是窃听到一个学 生的已有知识，并给予

29、学生一天的工作焦点的方式。学生知道，冇一个源和一个接收器, 但他仍在寻找概念的一部分“如何”。在互动式笔记木每秒钟页开始的一个关键问题， 提供了大量的机会，让学生体验到这种思维方式。h-vhavj d819色 nfrcvion5： i r>4«rm> og energy k>y crua ng d xindl of企士 dorv vo aescribe-,致劉3十出dcsfer ndr/o广 rn/emrrh h+ sfdr's o*g source-then -hrwes 4o -we recewer.包叶 ivnt v6 r>o<xg4vlc

30、ci beginning vecoaxse e<nerg»j ch «vv<inq4皿 c 仙 上屮3oymunv+ of ener s"4ke- u“iv<rs包 6vay$ 卄£ scum e.图12 :关键问题例子5. 2. 7控制和连接在今年年初，一类是学习基木的电力概念。学生调杳相互作用在一个开放和闭合 电路的性能。在他们的笔记本电脑，他们画了，贴标签，并解释这些电路是如何工作的。 他们进行了一系列的探索中，他们试图使-个灯亮，蜂鸣器的声音，和一个风扇吹空气 都在同一时间。他们探讨了如何做到这一点通过使用开放式和封闭式电路。学

31、生问，“为 什么这个工作？为什么会是更好的使用那一个？ “这些都是在实验室的时间出色的问 题。但是，真正的回报，使用笔记本电脑排在三月份的时候学生们试图使化学思想意义, 开放和封闭系统的概念上來。因为学生已经学会了依靠自己的笔记本电脑产生的谈话， 他们能够冋去并引用他们的实验室工作，在今年早些时候告知他们的谈话。在一个负责任的对话会议上，我的一个学生，贾森说：一个开放的和封闭的系统 是非常相似的打开和闭合的电路，因为在一闭合电路屮的能量源源不断一圈又一圈，保 持能量的循环。在一个封闭的系统，没有任何东西可以进来或出去，也可以在系统内唯 一的移动。在一个开放的屯路中，能量可以被切断由可开闭的开关

32、，允许能量流入或流 出，从而使灯泡导通或关断。有点像一个开放系统，允许的质量和体积来增大或减小， 因为不管能在该系统中或从行进。谈话继续，而当另一位同学问证据，杰森从实验室五个月前引用的数据来支持他 的论点。虽然杰森是不完全准确，他能够使用笔记木电脑，以确定这两个实验室的探索 之间的相似性。从那里，和我的学生建立在杰森的比较来生成有关的对比度，以及相似的意见。 其他学生发现差异也导致了丰富的讨论。虽然这两个实验室的探索为5个月外，学生们 能够参考其前而的学习，构建新的认识。如果这些学生已经在完成作业的传统方式，使 用活页纸，甚至是科学的材料包，而面的数据会一直无法使用，已被废弃和回收很久以 前

33、。因为笔记本维持全年，杰森有它在他的面前，他使用了它，这让他觉得自己聪明， 并帮助他周围陆另一个概念的结论。使用笔记本电脑帮助学生来看望学习的整合。学生依赖的数据和习惯于问彼此的 证据来支持他们的想法。这个例子也说明了互动式的笔记本或日记如何加强学生的努力 和提供了一种方法來识别学生的作品。杰森感觉良好武装的数据和足够的信心说出來的 类与他的发现和想法。他的勤奋和努力还清了，他感到确认这些努力，他的老师认可， 更重要的是，由他的同辈。就像最有效的教育实践，结合互动科学笔记书到教室里的学习过程中老师。成 为熟练它们的使用不是一朝一夕的事，为您或您的学生。实施笔记本电脑需要在年初时 设立。您将需要

34、设置参数，并为您的学生从开始宁的期望非常清楚。第五章和第六章将 详细了解学校的第一天，以及如何设置舞台笔记本全年。在考虑你的期望进行互动的笔记木电脑，尝试设置清晰口标，你能长吋间维持 全年。这些应该是你关心的目标和相信是很重要的整休学生的学习。例如，如果你想让 学生写完整的句子，你需要开始拿着他们负责落实本九月，并继续通过学校一年五月相 同的期望。（8）一年四季保持成功笔记本需要一定的时间和精力。它需要耐心工作，通过最初 的问题。这将是很容易的说，“它不工作，就这样算了吧！”我鼓励你开始这个过程中， 它保持尽你的能力，在需要的地方进行修改和调整，并知道你明年会做的更好。如果你 一直在使用笔记本

35、电脑的互动了一会儿，挑战自己添加新的东西，或者专注于与捉高学 生成绩的冃标的弱点。图13在使用笔记本电脑的互动我的第一年，我只是想换一个地方学生记录他们的 工作。我并没有考虑太多超出。该笔记木电脑那年几乎没有元认知和更老师指导。在下 面的示例中，没有任何色彩的运用，学生写道：在不完整的句子，她的工作本身并没有 告诉我很多关丁她知道什么。gvd&"wg £. v)6k5 bmoyblk匕坐.彳*% .崗小电?i- c<ueuamor>o(5ej cc(novnrg-eds 乌 g如 lsfcm goefcox).® ymxswnal仏u训卄qma

36、 屁沃etv ojfevv 处 v di&>© 金 乞6帝/t阪罰wddmq * "厨dwla入沁&仇刖也瓦，图13：记录学生工作第六章你需要知道开始图14这里是一个较新的笔记木页的一个例了。学生使用颜色，文本特征，图表和图片记录了她的学习。机会已经提供给使概念的涵义;工作更是学生产生的，它显示了在深入了解这些新的想法。qcal 7qai c cyyvyl、n qr7g°8m_ tryfai<>： 玄and explain uahy 4 vic*gq lla rwo vi i u(6<a boc -kdq lamnp co ya-lsc ng'n/q h c lod-vhe、8mp(tn 4onej、t岂宓3a mnic thc yi c n a£ 、bocativfcfcou c“ . *t me vaaxwqrckzg on口了°7n ci .v>q vncarc hroi c 7q c + pit a亡"via ineriorg 3-be q q c丫93ic“hd oto?n4¥>qampq a 3vcyqclaeq 4yan£4arj、n oo 4y ar>£qy aflrq >okyvqe