小学一至三年级学生在科学学习中构建示意图模型能力的研究

摘要

随着国内外对科学教育的重视程度的不断提高，模型与建模逐渐被国内外的教育研究者关注。美国最新公布的科学教育框架中所提出的8项“实践”中有一项便是“建立并使用模型”。在科学学习中，模型往往是由教师提供，作为便于观察与理解的工具，而没有发展学习者对模型的观点及建模的能力。模型与建模常被看成是一种抽象技能，对小学中、低年段的学生来说还不具备这样的能力。随着对儿童发展研究的深入，人们发现儿童所具有的能力远比先前假设的要强。同时在美国《下一代科学教育标准》中也提出：“建模可以从最低年级开始”，同时针对小学中、低年级也制定了合适的标准。本研究以此为启发，以“示意图”为模型类型，以上海市一所小学一至三年级学生为研究对象，研究该年段学生是否具有构建示意图的能力，他们的能力又处于怎样的水平，通过构建示意图所反映出的思维特点又是如何。
　　本研究针对一至三年级学生设计相应的主题任务，通过查阅并整合国内外研究者的相关研究，把整个建模实践设定为“构建初始示意图-使用并评价示意图-修正示意图-展示最终示意图”四个环节，并从“经验观察水平”和“解释水平”两个方面来进行建模水平的细分，共分为Level0——Level3四个水平，以此为标准，根据不同的主题任务设定更详细的评价标准。与此同时，结合案例分析，通过研究对象所画的示意图和现场表述了解他们的思维特点。通过数据分析和案例分析，得出的结论是：小学一至三年级的研究对象具有构建示意图的初步能力，随着年级的升高，学生初步构建示意图的能力也有所提高；认知的发展对提高示意图能力有直接作用。构建示意图的能力与个人对客观世界相关现象或事物的观察和了解的程度以及对某一现象或事物的思考的深度有关。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 研究的目的与意义

1.3 研究问题的提出

第二章 国内外相关研究综述

2.1 相关概念界定

2.2 建模（modeling）的过程

2.3 建模能力的评价指标的设定

第三章 小学一至三年级学生构建示意图能力的研究

3.1 模型类型的选择和任务主题的选取

3.2 研究对象

3.3 研究的方法与过程

3.4 各个主题任务的评价指标

3.5 数据收集与统计

第四章 研究结果与分析

4.1 关于小学一年级学生的构建示意图能力的分析与讨论

4.2 关于小学二年级学生的构建示意图能力的分析与讨论

4.3 关于小学三年级学生的构建示意图能力的分析与讨论

4.4 小学一至三年级学生构建示意图能力水平的整体讨论与分析

第五章 研究结论及建议

5.1 研究结论

5.2 建议

致谢

附录一 各主题任务的记录单

附录二：课堂研究实况录音整理（部分）

一、主题任务1——影子的形成 录音整理

二、主题2——茎的秘密 录音整理

三、主题3——潜望镜的原理 录音整理

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

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