课题申报书基于WISE科学探究学习环境的构建与应用研究.docx
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课题申报书基于WISE科学探究学习环境的构建与应用研究.docx
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课题申报书基于WISE科学探究学习环境的构建与应用研究
课题申报范例精选
【导语】课题要坚持正确的政治方向,充分体现中央有关精神和要求,具有鲜明的问题导向和创新价值。
应用对策类选题要有现实性、针对性和前瞻性;基础理论类选题要立足学术前沿,具有原创性和开拓性;跨学科类选题要体现学科交叉渗透的属性和特点。
选题文字表述科学、严谨、规范。
以下是课题优秀成果,是各类教师进行课题申报、开展课题研究、撰写研究报告的参考模板和范例。
基于WISE科学探究学习环境的构建与应用研究
课题名称:
基于WISE科学探究学习环境的构建与应用研究
关键词:
WISE、科学探究、知识整合、科学概念
申报级别:
全国教育信息技术研究课题
课题类别:
专项课题
学科分类:
科学
研究类型:
科学
预期研究成果:
立项号:
156232586
课题设计论证
(一)国内外研究现状述评WISE(http:
//wise.berkeley.edu)是由美国国家科学基金会(NSF)资助的,加利福利亚大学伯克利分校Marcia.C.Linn教授主持的“知识整合环境(KnowledgeIntegrationEnvironment,简称KIE)”研究的主要成果。
WISE(Web-basedInquiryScienceenvironment)是一个功能强大、完全免费的开放系统,为学习者提供了基于网络的科学探究环境,创建了面向K5-K12学生而开设的地球科学、生命科学、化学和物理等学科的探究课程,学习者可在其中了解真实世界、分析各种现代科学观点、亲历科学探究过程。
WISE为探究课程内嵌支架结构,引导学习者进行自我学习、自我监督、自我反思、自我改进,为学习者提供工具、帮助他们对理解进行反思、绘制脑图、与其他同学在线讨论等,实现学习者的科学认知和知识整合。
WISE也为教师对学生的学习成果进行评价和反馈提供了技术支持。
WISE不但具有系统平台的先进性,而且还有教学内容和教学理念的先进性。
WISE项目已经设立了15年,在美国、德国、挪威、新西兰、日本、丹麦、比利时等国家进行了应用,积累了大量的实验数据和经验,取得了诸多研究成果。
WISE社区也不断成长,目前拥有来自全世界的15000多名科学课教师、研究人员和课程设计者以及100000多名的中小学生。
华南师范大学教育信息技术学院一直非常关注WISE项目的进展,与WISE项目的主创者之一、多伦多大学的JimSlotta教授建立了长期友好的合作关系,2013年选派张新华老师到多伦多大学访学,主要参与了Jim教授的WISE研究项目,与赵纳新博士一起对WISE系统进行汉化和相关课程内容的翻译与设计,2014年在国内建立了WISE@China服务器和网站(www.wise-),2015年在广东省实验中学开展了基于WISE的地理课堂教学改革与实验,发表了一系列研究论文。
国内其他院校的相关学者关于WISE的研究多停留在文献研究上,很少真正应用于课堂教学。
(二)选题意义1.我国中小学科学课程教学改革的需要。
选题符合信息化时代科学教育中对于学生科学素养培养的需要。
近年来我国越来越重视科学课程的教学改革,也越来越意识到培养学生科学探究能力,提高科学素养是培养创新能力的关键。
WISE直接利用互联网的优势引进美国中小学的科学探究项目,从中汲取国外科学课程的设计与教学最新理念与方法,推动科学探究课程的改革,促进信息技术与科学课程的深度融合;以主题为线索的探究项目,有利于多学科知识的整合,综合培养学生的科学素养。
科学教育强调探究性学习,在WISE科学探究环境中,学生掌握发表自己的观点、评价现象、使用信息技术、与同学进行辩论的能力,有利于学生科学素养的提高,培养学生的科学思维,学生不仅获取了对科学问题更深的理解,而且还培养了他们自主的、终身的学习技能。
2.国外优质教学资源本土化的需要。
国外一些优质的教学资源,我们如何利用?
这不仅仅是一个翻译的过程,还需要经过一个本土化过程。
本课题立足科学探究课堂教学实践,在国外WISE精品探究课程的基础上,进行二次设计再加工,开发一系列与我国科学教材相配套的、适合我国国情的科学探究项目,并遵照WISE开放性原则,为全国中小学免费开放,其经验具有推广应用价值。
3.促进科学教师的专业发展。
通过本项目的开展,我们将打造一批“数字探究创新团队”。
参与本课题的科学教师首先要学习国内外科学课程改革的最新理论,了解科学探究的理论与方法,并成为WISE中国项目课程设计专家,在一线教学经验的基础上,在相关科学研究专家的指导下,经过不断设计与修正,最终开发出WISE中国的精品课程。
在这一过程中科学教师的信息技术能力以及科学研究水平都将大大提高。
4.对于WISE平台本身的完善和发展也有很好的促进作用。
美国伯克利WISE研究团队非常重视在国际视野中探讨WISE的应用,大力支持WISE项目在中国的开展。
本项目开展过程中,我们将不断跟伯克利研究团队交流经验,在教学实践的过程中也会不断发现WISE平台设计的不足,及时向WISE的开发人员提供改进意见,共同推动WISE的发展与完善。
(三)研究价值1.学术价值WISE是一个知识建构环境,采用协作的方式建构针对特定专题的知识库,从问题解决、知识建构中实现了对知识的深加工。
通过WISE中国的研究与实践,为国内进一步开展技术支持环境下的科学探究教学实践提供理论与实践指南。
2.应用价值通过WISE中国的研究与实践,探索基于WISE科学探究学习环境构建的课堂教学模式、教学方法,其经验具有推广应用价值。
(四)本课题的研究内容与目标1.基于WISE的科学探究课堂教学模式的研究WISE的课堂教学模式首先是混合学习模式,学生们在从事探究活动的时候将教师解放了出来,她可以作为一名参与者加入到学生的探究活动中,也可以作为一名评论者对学生的探究给予指导。
我们研究了诸如批评性思考、科学辩论和设计等不同的学习模式,它们是学习者认知和社会地参与探究过程的不同模式。
2.设计与开发一系列科学探究精品项目本课题立足科学探究课堂教学实践,建立WISE中国科学探究项目开发团队,形成由一线科学老师、高校教育信息化研究人员和科学家三类人员组成的团队,在翻译WISE当前课程资源的基础上进行二次设计与开发,在遵循WISE科学探究模式的基础上,保证探究内容的科学性、本土化等特色。
3.理论研究通过WISE支持的科学探究活动实践,总结梳理技术支持的科学探究的理论与方法;通过WISE项目的探究实践,分析学习者知识整合的过程,探索技术支持环境下,学习者科学概念转变的过程与方法;通过分析科学探究活动中影响学生科学素养提高的各种因素,解决制约课堂教学中科学探究的方式转变问题,提出一系列数字探究促进学生科学概念转变的方式、策略、模型等。
4.教师实践及其专业发展教师的角色会随着技术对学习的支持而改变,当WISE课堂上教师可以在课堂里来回走动以便更好地与学生进行互动,这一过程让教师有更多的机会了解学生是如何学习的。
大部分教师对学生的学习过程并不了解,因为他们不是站在讲台上授课,就是带领学生参与试验活动。
他们没有机会与学生从事近距离交流、问问学生的想法并做出一定的反应。
正因为如此,基于WISE的技术支撑的学习环境同样也可以为教师发展提供了一个很好的学习环境。
(五)本课题的主要观点与创新之处1.构建技术支持的课堂科学探究学习环境。
课堂科学探究学习环境首先是一个混合学习的模式,包括传统的实验实物场景,也包括数字探究设备,再加上WISE为科学探究提供了基于网络的技术支持,建构探究模式的目的是为了给学习者的学习提供最佳认知情境。
在WISE课堂上教师可以与学生开展深度互动,这种新的交互形式更加有利于学生对新知识的深加工。
在大量教学实践与实验的基础上,构建技术支持的课堂科学探究学习环境是我们的主要观点,也是创新之处。
2.将国外开放优质教学资源本土化。
本项目的研究与实践也是对国外开放优质教学资源本土化大胆尝试,其经验与成果具有推广的价值。
(六)本课题的研究思路本课题将遵循“文献分析-实地调研-设计开发-应用实践-分析评价-完善优化”的研究思路,在对国内外文献进行综述的基础上,结合实地调研,翻译设计开发WISE科学探究项目,并在课堂教学中进行实施验证,构建基于WISE科学探究学习环境,探索WISE课堂教学应用模式。
(七)研究路线本研究的技术路线遵循:
1)根据项目组成员的特长进行专项分工;2)分析国内外基于WISE的科学探究学习的研究现状;3)依据我国中小学科学课程探究学习的相关研究、科学探究的相关理论,通过对基于WISE平台结构、功能的深入研究,探寻出本土化基于WISE的科学探究项目设计的基本方法,并设计一系列科学探究项目;4)将WISE探究项目应用于实践课堂中,根据教学效果与反馈,结合相关课程教学专家与科学家的修改意见,优化设计该主题项目,并以此开展多轮行动研究项目实践;5)收集实验数据,分析研究结果,得出结论,并撰写研究报告。
技术路线图如下图1所示。
图1技术路线图(八)实施步骤与研究方法本研究从2015年9月至2018年7月。
1.分析国内外基于WISE的科学探究学习的研究现状(2015.7-2015.12)通过文献研究,了解国内外基于WISE的科学探究学习的设计与应用现状;通过问卷调查法,了解我国基础教育阶段科学探究学习的现状;确定本研究的研究目标与内容、研究过程与方法。
2.建构本土化基于WISE的科学探究项目设计的基本方法(2015.9-2016.1)通过对WISE平台结构、功能和项目案例的深入研究,了解WISE在科学探究学习中的技术支持和应用范式,归纳WISE在科学探究学习中的优势;通过文献研究法,梳理我国中小学科学课程探究学习的相关研究、科学探究的相关理论,并以此为理论指导,结合WISE平台的优势,初步建构出本土化基于WISE的科学探究项目设计的基本方法。
3.翻译与设计基于WISE的科学探究项目,并开展多轮教学实验(2016.3-2018.3)通过案例研究法,了解国外WISE平台中科学探究项目大体上的设计内容与设计过程,并主要从课程目标、课程内容、课程流程、教师管理和教与学的评估等五方面了解WISE平台中项目的整体设计思路,翻译设计出3-5个主题精品探究项目;采用行动研究法,在中学科学教育课堂中进行教学实验,同时结合调查研究的方法,通过对学生、教师和专家等三方面的建议与反馈对课程进行修改与完善,以建立出更适合我国本土化的基于WISE的科学探究项目。
4.评价与完善基于WISE的科学探究项目设计的基本方法(2017.9-2018.5)通过定量和定性的研究方法,对教师和学生两类个体的知识与能力、过程与方法和情感态度价值感等进行测量,检验基于WISE的科学探究项目设计的基本方法的有效性。
5.总结成果,撰写实验报告(2018.6)总结本研究的主要结论、创新点和局限性,提出下一步的研究方向。
课题可行性分析
(一)已取得的相关研究成果
(1)《课堂中基于网络探究的科学教育》.华东师范大学出版社.2015
(2)《技术支持的教与学——多伦多大学安大略教育研究所JimSlotta教授访谈》.中国电化教育.2009第6期(被引832次)(3)《基于数字化探究的科学教育》.教育信息技术.2013第9期(被引76次)(4)《WISE数字探究学习环境支持的科学教育》.教育信息技术.2015第六期
(二)主要参考文献[1]GeorgeJ.Posner,KennethA.Strike,PeterW.Hewson,WilliamA.Gertzog.Accommodationofascientificconception:
Towardatheoryofconceptualchange[J].ScienceEducation,1982,66
(2):
211~227.[2]LouiseM.Tyson,GradyJ.Ve
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- 课题 申报 基于 WISE 科学 探究 学习 环境 构建 应用 研究