计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的应用研究

计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的应用研究课题申报书课题负责人：韩玉芳所在单位：小店区育才小学指导专家：高潇怡申请日期：2014.7山西省小店区教育局北京师范大学国内合作办公室二零一四年六月制一、课题负责人及成员基本信息表课题名称：计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的应用研究课题负责人信息姓名韩玉芳性别女出生年月1977.8.5职称中小学一级教师单位小店区育才小学职务教师最后学历本科外语语种E-mailHyf045001@163.com通讯地址山西省太原市小店区小店人民南路32号育才小学邮编030032手定电话申请者承担和参加过的课题情况以及完成情况项目来源类别课题名称（项目编号）批准时间是否完成山西省教育科学规划领导小组办公室小学科学课小组合作学习有效性的研究2012.6否本人近三年来主要研究成果（请注明刊物的年、期或出版社、出版日期，限800字）参与小店区科学教研室课题《小学科学课小组合作学习有效性的研究》省已立项，目前进入第二阶段研究中。论文《走进科学课程开展科学探究》获全国小学教师论文大赛奖；《运用激励评价调动学生学习科学的内驱力》获山西省教育学会奖。案例《斜坡的启示》实验改进与创新，被入选太原市优秀案例集，即将出书。课题成员信息姓名年龄职务学历专业工作单位联系电话分工情况签名韩玉芳37教师本科教育管理育才小题组长，组织课题实施与全程管理，撰写案例、论文等沈德强34教师本科汉语言东峰小写案例、教学设计、论文张秀英39教师本科沙河街小写案例、教学设计、论文郝东兴32教师本科流涧小写案例、教学设计、论文成员近三年来主要研究成果（请注明刊物的年、期或出版社、出版日期）张秀英2012年省教育学会《小学科学课要培养学生的基本素养》二等奖二、课题设计论证一、本课题的研究现状分析（结合本单位/学校实际）2012年以来，我校新校舍建设并投入使用，目前学校各功能室设施齐全，有微机室2个、实验室2个，并配有多媒体全套设施及学生操作计算机多台，校园网络流畅可正常使用，这就为我们开展此课题《计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的应用研究》创造了极好的条件。科学（3-6年级）课程标准基本理念部分明确指出：“学生是科学学习的主体。学生对周围的世界具有强烈的好奇心和积极的探究欲，学习科学应该是他们主动参与和能动的过程”。这一基本的理念决定了课程改革的重点之一是如何促进学习方式的变革，我们必须倡导新的学习方式：“自主、合作、探究”。了解科学探究的过程和方法，尝试应用于科学探究活动，让学生亲身经历实验探究全过程，但是期间也不免有一些问题不容忽视，例如：实验器材有些比较危险的、易碎的担心学生安全，有时又担心课堂时间有限实验做不完或实验一旦失败没有重新再次尝试的时间等，现在用计算机虚拟软件进行补充就不会出现这种情况啦！在科学课中除了使用课件外，还可以应用虚拟仿真实验phet软件与真实的实验结合到一起，使之相互配合达到更好的效果。在具体应用中，虚拟仿真实验可以理解为一种认知模型，就是对真实的一种简化，但是课堂依然主要以学生动手实验经历过程为主，虚拟仿真实验只是一种技术手段，不是科学实验的全部。所以，这节课虚实结合，学生在亲历了动手探究之后再运用仿真实验操作演示。再次验证了实验结论，使实验更科学化、准备性、直观性、可比性，使学生头脑中对这一认知模型有了一个更深刻的认识与理解。这是在计算机上用仿真软件模拟现实的效果。大大提高了实验的效率。用计算机虚拟软件更方便之处在于即使点击错误后可以马上返回重新做，对于小学生来说给了无意犯错能“改正错误”的机会，节约了时间，还可以随时进行实验。回家还可以继续实验。实验器材有些比较危险的、易碎的担心学生安全，现在用虚拟软件进行计算机上操作就不会出现这种情况了。实验结果在小组合作后再次用计算机数据得以验证，更准确了，培养学生实事求是的科学实验态度,是对传统实验一个有益的必要的补充。

因此，结合学校实际情况，充分利用学校有利条件并将科学课与信息技术课有效整合，更好的为我们开展这一课题创造条件。因此，选择此课题进行研究。二、本课题的研究目标、研究内容、主要观点和创新之处（一）本课题研究目标本课题以课堂教学为载体，从活动前的教学设计及课堂精心组织活动，尝试应用虚拟软件在高年级演示教学法中的应用作用及应用模式等方面展开研究，通过此课题的研究使本校科学教师对学生的认知特点、科学课堂教学模式、动手实践操作及使用计算机软件帮助理解其实验完整过程和结论方面、学习习惯方面、实事求是的科学实验态度方面有更深入的认识。以实践研究促进教学理论的学习，让计算机虚拟软件的使用成为激发学生学习兴趣加深认知的内在动力。1.通过查阅资料，了解本课题在国内外的研究现状及理论著作。2.通过本课题的研究，探索计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的作用。3.通过本课题的研究，探索计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的应用模式。本课题研究内容1.通过查阅资料，了解本课题在国内外的研究现状及理论著作。2.通过问卷调查，了解小组成员对计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学的应用情况。3.通过问卷调查，了解小组成员所在学校高年级学生对计算机虚拟软件在小学科学演示教学的评价。4.通过课堂实践，探索计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的作用。5.通过课堂实践，构建计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的应用模式。本课题的主要观点1.计算机虚拟软件：是科学教育教学中应用最广泛、最能发挥计算机先进技术的教育性软件。尤其对于一些自然景观的观察及科学实验过程的操作，由于种种原因，学生不能“身历其境”，模拟型软件提供了一个很好的替代学习的机会。它有以下优点：压缩和放大时间、变不可能为可能、综合能力的提高。2.小学高年级：这里指5-6年级。这一阶段实验多而且操作要求比较高，学生思维正处于形象思维向抽象思维的过度阶段。3.演示教学法：教师通过向学生演示生物体的实物和实物的真切描绘物，传播生物学知识的方法。本课题指教师通过计算机虚拟软件向学生演示实验的操作或效果等。4.应用研究：本课题是指计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法应用方法及作用的研究。本课题创新之处计算机虚拟软件的课堂应用在国内并没普及，而且多用于高中、初中，在小学的应用更是不多。通过创造身临其境的沉浸感，让学生可以与虚拟世界自然实时交互，直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，像在真实环境里一样进行操作，更有效地整合信息和数据，增强学生学习兴趣，改变学习方式，提高课堂实效。本课题的研究思路、研究方法、开展方式和实施步骤本课题研究思路以小组研分工合作的方式进行本课题研究。2014.9--2014.10为课题准备阶段：小组成员查阅资料，了解本课题在国内外的研究现状及理论著作，完成文献综述。2014.11--2015.12为课题实施阶段：小组成员分别进行课堂实践，探索计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的作用，并定期交流，形成案例集；小组成员分别进行课堂实践，构建计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的应用模式，并定期交流，形成可供推广的经验；发放问卷，调查小组成员对计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学的应用情况，形成相关调查报告；发放问卷调查了解小组成员所在学校高年级学生对计算机虚拟软件在小学科学演示教学的评价，形成相关调查报告。2016.1--2016.2为课题总结阶段：总结课堂实践经验，形成形成相关论文集；搜集小组成员实践案例，形成案例集；在一定区域通过公开课等方式，展示课题研究成果。本课题研究方法文献法：查阅资料，了解本课题在国内外的研究现状及理论著作。2.实践法：小组成员分别进行课堂实践，探索计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的作用及应用模式。3.调查法：发放问卷，调查小组成员对计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学的应用情况，调查了解小组成员所在学校高年级学生对计算机虚拟软件在小学科学演示教学的评价。本课题开展方式以小组研究分工合作的方式进行本课题研究。2014.9--2014.10为课题准备阶段：小组成员查阅资料，了解本课题在国内外的研究现状及理论著作，完成文献综述。2014.11--2015.12为课题实施阶段：小组成员分别进行课堂实践，探索计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的作用，并定期交流，形成案例集；小组成员分别进行课堂实践，构建计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的应用模式，并定期交流，形成可供推广的经验；发放问卷，调查小组成员对计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学的应用情况，形成相关调查报告；发放问卷调查了解小组成员所在学校高年级学生对计算机虚拟软件在小学科学演示教学的评价，形成相关调查报告。2016.1--2016.2为课题总结阶段：总结课堂实践经验，形成形成相关论文集；搜集小组成员实践案例，形成案例集；在一定区域通过公开课等方式，展示课题研究成果。本课题实施步骤准备阶段（2014.9--2014.10）小组成员查阅资料，了解本课题在国内外的研究现状及理论著作，完成文献综述。实施阶段（2014.11--2015.12）小组成员分别进行课堂实践，探索计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的作用，并定期交流，形成案例集。小组成员分别进行课堂实践，构建计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学法的应用模式，并定期交流，形成可供推广的经验。（3）发放问卷，调查小组成员对计算机虚拟软件在小学科学高年级演示教学的应用情况，形成相关调查报告。（4）发放问卷，调查了解小组成员所在学校高年级学生对计算机虚拟软件在小学科学演示教学的评价，形成相关调查报告。总结阶段（2016.1--2016.2）总结课堂实践经验，形成形成相关论文集。搜集小组成员实践案例，形成案例集。在一定区域通过公开课等方式，展示课题研究成果。四、完成课题的可行性分析•主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构（如职务、专业、年龄等）•完成课题的保障条件（如研究资料、研究经费、研究时间及所在单位/学校的相关条件等）韩玉芳，女，37岁，中小学一级教师，十多年一直从事科学教学工作，曾获得太原市骨干教师、市实验技能赛奖，小店区高造诣学科带头人、教学能手、骨干教师等称号，论文论文《走进科学课程开展科学探究》获全国小学教师论文大赛奖；《运用激励评价调动学生学习科学的内驱力》获山西省教育学会奖。沈德强，男，34岁，中小学一级教师，十多年一直从事科学教学工作，曾获得太原市教学能手、市教学标兵、小店区骨干教师等称号。张秀英，女，38岁，二级教师，近五年以来一直从事科学教学工作，小店区教学能手、小店区优秀教师、小店区骨干教师。担任科学教学工作以来，撰写了《小学科学要培养学生的基本素养》获省教育学会二等奖。郝东兴，男，32岁，中小学一级教师，曾获得区教学能手，区骨干教师等称号。我们的团队年龄结构合理，扎实肯干，富有朝气，是一支能积极学习新课程理念的学习型、研究性团队，小组成员齐心协力定会圆满完成此次课题研究任务。促进工程实施以来，项目组对教师的专业发展非常重视，赴北师大学习，专程安排了薛海平教授《教育研究设计与课题申请》专题讲座，在学习期间，又多次与导师面对面请教，就课题的研究提出了合理、可行的建议。学校图书室拥有大量的图书方便查找资料，现如今互联网提供了更为方便、快捷的学习沟通便利机会，便于浏览、查阅、交流。研究保障本课题研究得到了校委会的高度认可，是推进我校教育教学改革，“科研兴校”的有效途径。在人员安排、学习培训和经费拨付方面给予大力支持。五、预期结果与成果提供形式1 2014.7 提交开题申报书 2 2014.8 撰写开题报告3 2014.92015.1 “计算机在小学科学高年级演示法的应用研究”的学习心得教学反思 书面报告4 2015.22015.12 “计算机在小学科学高年级演示法的应用研究”的实践与思考 教学反思、教学设计、典型课题收集、教学案例、学生调查表等。5 2016.1 课