探究式科学教育的原则与方法
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Education (IBSE) programs
探究式科学教育的区别性特征
教师引导学生通过自身的活动和推理培养探 究技能和发展对科学概念的理解。包括分组 作业、讨论、对话和辩论，以及针对材料的 直接调查和实验。
—— Report of the Working Group on International Collaboration in the Evaluation of Inquiry-Based Science 5
通过在日常生活中的活动、观察和思索，儿童在 进入学校时已经形成了有关世界的一些概念，这 就是科学教育要达到的知识理解、能力和态度方 面目标的起点。
为了促进学生逐步发展到最终的目标，了解进程 的方向和特性是很重要的。
27
小学科学教育的原则
为了确定概念的进展过程，一方面需要逻辑分析， 另一方面需要来自思维发展的研究实证。这两种方 法不是孤立的。
理解一些科学上有关的大概念，包 括科学概念以及关于科学本身和科 学在社会中所起作用的概念
收集和运用实证的科学能力 科学态度
25
小学科学教育的原则
概念（Ideas）—— 对所观察到的相互关系或特性 进行解释后的抽象
日常概念 —— 不需要基于实证的某种想法 大概念（big ideas）—— 可以适用于一定范围中
21
小学科学教育的原则
事物的本质，事物的原生规则。 观察问题、处理问题的准则。 教育原则：在教育过程中应遵守的准则
小学科学教育的原则
一、在义务教育的所有年级，学校都应该设置科学 教育项目，以系统地发展和持续保持学习者对周围 世界的好奇心，对科学活动的热爱，以及对如何阐 明自然现象的理解。
学生学习科学应以活动的方式进行，一种包括了学生 本人参与的实践活动。
科学的概念经常是复杂的，理解它的进展过程取决 于多种因素，不同学生的概念进展会因学生在校内 和校外遇到的情况的不同而各不相同。
要想得到一个适用于所有学生的进展的精确描述是 不现实地，但可以对一些共同的趋势进行大致的描 述。
28
小学科学教育的原则
五、应该从学生感兴趣并与他们生活相关的课题开 始，逐步进展到掌握大概念。
十、为了达到科学教育的目标，学校的科学项目应 该促进教师之间的合作，并需要社会其他力量包括 科学家的参与。
如果能够安排一些活动，使教师以不同方式分享彼 此的专长，咨询科学家，从当地工业界得到有关科 学应用的知识，或者参与社区中与科学有关的活动， 所有的教师将能从中受益。
34
35
有利于
科学教育中 的探究式学习
物体和现象的概念 小概念（small ideas）—— 只运用于特定观察和
实验的概念
ห้องสมุดไป่ตู้
知识、能力、态度各方面的大概念
这些多方面的目标并不是相互孤立的。在学习过程
中它们之间的相互促进是很重要的，真正的理解需
26
要依靠能力。
小学科学教育的原则
四、基于对概念的审慎分析，以及基于当前对学习 是如何发生的之研究和理解，应该给出为了达到科 学教育各个方面目标的清晰进程，指出在不同阶段 需要掌握的概念。
Education (IBSE) programs
探究式科学教育的区别性特征
学生通过对已收集到的证据进行思考和逻辑 推理来生成概念，使自己能够理解周围世界 的科学方面。这可能需要让学生亲自动手操 作和观察，也可能需要学生运用从包括书籍 、网络、教师和专家在内的一系列信息源中 收集到的证据。
—— Report of the Working Group on International Collaboration in the Evaluation of Inquiry-Based Science 4
“科学”具有多方面的内涵，即包含了有关世界的知 识，也包含了知识和理论赖以发展和改变的过程，这 个过程包括观察、提问、调研和对实证进行推理。
并不主张在早期教育中引入和要求理解所有的概念。
23
小学科学教育的原则
二、科学教育的主要目的应该是为了使每个人能够 参与有依据的决策和采取适当的行为，这对保证他 们个人、社会以及环境的健康和协调发展是重要的。
探究式科学教育的原则与方法
探究式学习
探究式学习（Inquiry-based science learning）是归纳 式学习的一种
归纳式教学方法是以学生为中心的教学方法 与传统的讲课为主的演绎式教学法相比 ,归纳式的方
法让学生对自己的学习承担更多的责任 具有建构主义的特点 ,由学生自己来建构对现实的诊
七、所有科学课程活动都应该致力于深化学生对科 学概念的理解，同时应该考虑其他可能的目的。例 如，科学态度和能力的培养。
能力的培养必须与某个具体的问题相联系，必须有对“实 际对象”的观察和数据。
如果“实际对象”与理解物质世界及生命世界无关，所发 展的能力知识一般泛指的能力，而不是特指的科学能力。
虑证据 学生用证据进行描述、解释和预测 学生在证据和解释基础上形成科学知识 学生与他人批判性的讨论探究过程、证
据和解释
37
围绕科学概念设计探究活动
探究应有结构，应考虑教学策略 学生主动的学习要和教师有准备地指导相结
合，和学习者之间的共同学习活动结合 学习者需要在持续地、有支持和引导的环境
下学习，以逐渐掌握一些重要的知识和模型 ，培养学习的能力
想一想，为了解决之前的问题，哪些 是相关的数据（需要的），哪些是无 关的数据（不需要的）？
相关数据
需要的数据：颜色、形状、格式、规律 不需要的数据：材质、重量、单片形状、边
界的形式 观察您手上的一片，记录下需要的数据特征。
8
9
您手上的信息够吗？
需要更多的信息——请和你的同桌 一起观察，记录你的新数据。再 看看你的预测，重新思考你之前 的预测。
科学并不是静止的，理论是与支持它的实证有关 的，因而到新的证据出现时，理论可以改变。
反复得到实证支持的概念被接受为“事实”，但 是它们要得到稳固的确立还需要广泛的实证支持。
不把科学视为一组机械的程序和已经确立起来的 “正确的答案”，而把科学看做是对世界理解的 创新，更能吸引和激励学习者。
30
小学科学教育的原则
Education (IBSE) programs
JIGSAW PUZZLES拼图
您玩过拼图吗？
这里有一个问题：在100片拼图中，你要看百 分之几的拼图片，才能形成一幅“合理”的 图片？
请记录下这个问题，以及你现在的预测。
6
7
请您独立观察和思考。
仔细观察您拿到的一片，能观察到哪 些信息和数据？记录下您能观察到的 所有信息。
教授，并开始从事小学科学教育。她创立了利物浦小学 科学研究和发展中心，领导过数个科学研究、教师专业 发展和课程发展方面的项目。她是英国科学教育协会的 终身会员和荣誉会员。1998-2003年她担任OECD-PISA科 学专家组组长和英国科学院下设的负责5-14岁儿童科学 和数学教育的工作委员会主席。现任IAP科学教育国际指 导委员会的主席。 1992年获得英国女皇颁发的英帝国勋章，2001年获得ASE 颁发的特殊贡献奖，2008年获得国际儿童科学普及 PuRkwa奖。
释 ,而不是简单地接受教师的诊释
2
探究式科学教育的区别性特征
IBSE不是一种单纯的教学法，而是一种有着 主要特征并可以以多种方式实施的教学法。
IBSE在教学的基础上更重要的因素是让学生 参与到识别相关证据、进行判断性推理和逻 辑性推理并思考如何解释中去。
—— Report of the Working Group on International Collaboration in the Evaluation of Inquiry-Based Science 3
需要的教学方法应该是能够让学生自己建构对概念 的理解，包括基于可能的想法提出预测，用不同的 方法收集数据、解释数据，对比他们的预测来评价 得到的结果，以及讨论这些概念如何运用。
关键之处不在于实际的操作，而在于动脑，学生需 要带着思考获取和使用实证，以及相互之间对证据 进行讨论。
对教师的教育课程应该认识到教师作为学习者时也 需要有适合他们水平的科学活动和科学辩论的经验。
有效的学习
培养综合心智
是
培养社会情绪能力
模拟
科学知识发 现的过程
归纳式的教学方式 以学生为中心
35
35
36
科学教 育中的 探究式
学习
归纳 式的 教学 方式
以学 生为 中心
围绕哪些科学概念？ 选择什么探究活动？ 采取怎样的探究过程？
学习活动中内容的选择和活动设计 36
37 探究式教学的必要特征
学生明确探究问题 学生在设计计划和进行研究时，优先考
关键是要能保证从学习特定的课题出发建立的小 概念能逐步发展成较大的概念。
一种解决的方法是分析建立每个大概念需要的前 提，以得到一系列的训练。
教和学得项目应该具有足够的灵活性，考虑到学 生经验和特点的学习背景，促进学生产生兴趣和 提出问题。
29
小学科学教育的原则
六、学习的经验应该明晰地反应出既包含科学知识， 也包含科学探究的理念，并且符合当前科学和教育 方面的见解。
32
小学科学教育的原则
九、评测在科学教育中具有关键的作用。无论是对 学生学习过程的形成性评测，还是对学生学习进展 的总结性评测，都必须考虑到所有的学习目标。
有助于学习的评测应该是在学习过程中进行的，而 不是在学习之后发生的某种事情，所以应该嵌入到 教学项目和教学指导中。
33
小学科学教育的原则
“面向全体学生的科学教育”意味着这种教育对
所有的学习者都是重要的。科学教育为个人和社
会提供服务。
科学教育帮助学生发展理解能力、推理能力和科
学态度，以及引导学生拥有一个身心健康和有价
值的人生。
学习科学的方法有利于理解力的提高，就能帮助
学生发展学习的能力。
24
小学科学教育的原则
三、科学教育具有多方面的目标， 科学教育应该致力于：
哪些是最重要的？ 不可或缺的？
科学探究并不是一个固定 模式的顺序过程，而是一 个能动的、多样的、多层 面的、循环发展的过程。
17
《科学教育的原则与大概念》
IAP科学教育项目组
19
20
《科学教育的原则和大概念》
作者： Wynne Harlen
20
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作者介绍
Wynne Harlen 毕业于牛津大学，1985年开始被任命为利物浦大学教育
两个人的信息够吗？
需要更多的信息——请更多的老师 共享信息和数据，观察并思考。
9
现在您对有信心和把握了吗？您能独立完成 下面这个任务吗？
请从下面四幅图片并挑出最符合你的数据的 那一幅。
想一想：如何基于有限的相关数 据为一个问题做出结论
10
是这幅图吗？
11
是这幅图吗？
12
13 是这幅图吗？
13
14 是这幅图吗？
14
15
有答案了吗？ 是怎样获得答案的？ 如果把整张拼图类比于学科知识，那您
想到了哪些？
15
与探究教学相联系
学生脑中将碎片拼成了图片 知识的建构
相同的数据，不同的图片 每个人的理解
永远不可能教授所有碎片 是不一样
关键的知识非常重要 16
17 与探究教学相联系
提出和聚焦问题 设计研究方案 收集和获取证据 分析数据、得出结论 表达与交流
大概念必然更适于较年长的中学生来掌握，但是教师的思 维里应该清楚地意识到如何沿着一定的思路来组织活动， 最终能聚焦到一起。
要使教师认识到帮助学生从早期经验开始获得较小的概念 再逐步进展到大概念的重要性。
31
小学科学教育的原则
八、为学生设置的学习项目以及教师的职前教育和 专业发展，都应该与为达到原则3中所设目标需要的 教与学的方法保持一致。
38
39
有效的学习需要学习者主动地参 与，这是学习者真正能改变他们 的原有概念和学习新知识的前提
和关键
教师在引导学生主动参与中起到 重要的作用
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探究式科学教育的区别性特征
教师引导学生通过自身的活动和推理培养探 究技能和发展对科学概念的理解。包括分组 作业、讨论、对话和辩论，以及针对材料的 直接调查和实验。
—— Report of the Working Group on International Collaboration in the Evaluation of Inquiry-Based Science 5
通过在日常生活中的活动、观察和思索，儿童在 进入学校时已经形成了有关世界的一些概念，这 就是科学教育要达到的知识理解、能力和态度方 面目标的起点。
为了促进学生逐步发展到最终的目标，了解进程 的方向和特性是很重要的。
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小学科学教育的原则
为了确定概念的进展过程，一方面需要逻辑分析， 另一方面需要来自思维发展的研究实证。这两种方 法不是孤立的。
理解一些科学上有关的大概念，包 括科学概念以及关于科学本身和科 学在社会中所起作用的概念
收集和运用实证的科学能力 科学态度
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小学科学教育的原则
概念（Ideas）—— 对所观察到的相互关系或特性 进行解释后的抽象
日常概念 —— 不需要基于实证的某种想法 大概念（big ideas）—— 可以适用于一定范围中
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小学科学教育的原则
事物的本质，事物的原生规则。 观察问题、处理问题的准则。 教育原则：在教育过程中应遵守的准则
小学科学教育的原则
一、在义务教育的所有年级，学校都应该设置科学 教育项目，以系统地发展和持续保持学习者对周围 世界的好奇心，对科学活动的热爱，以及对如何阐 明自然现象的理解。
学生学习科学应以活动的方式进行，一种包括了学生 本人参与的实践活动。
科学的概念经常是复杂的，理解它的进展过程取决 于多种因素，不同学生的概念进展会因学生在校内 和校外遇到的情况的不同而各不相同。
要想得到一个适用于所有学生的进展的精确描述是 不现实地，但可以对一些共同的趋势进行大致的描 述。
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小学科学教育的原则
五、应该从学生感兴趣并与他们生活相关的课题开 始，逐步进展到掌握大概念。
十、为了达到科学教育的目标，学校的科学项目应 该促进教师之间的合作，并需要社会其他力量包括 科学家的参与。
如果能够安排一些活动，使教师以不同方式分享彼 此的专长，咨询科学家，从当地工业界得到有关科 学应用的知识，或者参与社区中与科学有关的活动， 所有的教师将能从中受益。
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有利于
科学教育中 的探究式学习
物体和现象的概念 小概念（small ideas）—— 只运用于特定观察和
实验的概念
ห้องสมุดไป่ตู้
知识、能力、态度各方面的大概念
这些多方面的目标并不是相互孤立的。在学习过程
中它们之间的相互促进是很重要的，真正的理解需
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要依靠能力。
小学科学教育的原则
四、基于对概念的审慎分析，以及基于当前对学习 是如何发生的之研究和理解，应该给出为了达到科 学教育各个方面目标的清晰进程，指出在不同阶段 需要掌握的概念。
Education (IBSE) programs
探究式科学教育的区别性特征
学生通过对已收集到的证据进行思考和逻辑 推理来生成概念，使自己能够理解周围世界 的科学方面。这可能需要让学生亲自动手操 作和观察，也可能需要学生运用从包括书籍 、网络、教师和专家在内的一系列信息源中 收集到的证据。
—— Report of the Working Group on International Collaboration in the Evaluation of Inquiry-Based Science 4
“科学”具有多方面的内涵，即包含了有关世界的知 识，也包含了知识和理论赖以发展和改变的过程，这 个过程包括观察、提问、调研和对实证进行推理。
并不主张在早期教育中引入和要求理解所有的概念。
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小学科学教育的原则
二、科学教育的主要目的应该是为了使每个人能够 参与有依据的决策和采取适当的行为，这对保证他 们个人、社会以及环境的健康和协调发展是重要的。
探究式科学教育的原则与方法
探究式学习
探究式学习（Inquiry-based science learning）是归纳 式学习的一种
归纳式教学方法是以学生为中心的教学方法 与传统的讲课为主的演绎式教学法相比 ,归纳式的方
法让学生对自己的学习承担更多的责任 具有建构主义的特点 ,由学生自己来建构对现实的诊
七、所有科学课程活动都应该致力于深化学生对科 学概念的理解，同时应该考虑其他可能的目的。例 如，科学态度和能力的培养。
能力的培养必须与某个具体的问题相联系，必须有对“实 际对象”的观察和数据。
如果“实际对象”与理解物质世界及生命世界无关，所发 展的能力知识一般泛指的能力，而不是特指的科学能力。
虑证据 学生用证据进行描述、解释和预测 学生在证据和解释基础上形成科学知识 学生与他人批判性的讨论探究过程、证
据和解释
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围绕科学概念设计探究活动
探究应有结构，应考虑教学策略 学生主动的学习要和教师有准备地指导相结
合，和学习者之间的共同学习活动结合 学习者需要在持续地、有支持和引导的环境
下学习，以逐渐掌握一些重要的知识和模型 ，培养学习的能力
想一想，为了解决之前的问题，哪些 是相关的数据（需要的），哪些是无 关的数据（不需要的）？
相关数据
需要的数据：颜色、形状、格式、规律 不需要的数据：材质、重量、单片形状、边
界的形式 观察您手上的一片，记录下需要的数据特征。
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您手上的信息够吗？
需要更多的信息——请和你的同桌 一起观察，记录你的新数据。再 看看你的预测，重新思考你之前 的预测。
科学并不是静止的，理论是与支持它的实证有关 的，因而到新的证据出现时，理论可以改变。
反复得到实证支持的概念被接受为“事实”，但 是它们要得到稳固的确立还需要广泛的实证支持。
不把科学视为一组机械的程序和已经确立起来的 “正确的答案”，而把科学看做是对世界理解的 创新，更能吸引和激励学习者。
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小学科学教育的原则
Education (IBSE) programs
JIGSAW PUZZLES拼图
您玩过拼图吗？
这里有一个问题：在100片拼图中，你要看百 分之几的拼图片，才能形成一幅“合理”的 图片？
请记录下这个问题，以及你现在的预测。
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请您独立观察和思考。
仔细观察您拿到的一片，能观察到哪 些信息和数据？记录下您能观察到的 所有信息。
教授，并开始从事小学科学教育。她创立了利物浦小学 科学研究和发展中心，领导过数个科学研究、教师专业 发展和课程发展方面的项目。她是英国科学教育协会的 终身会员和荣誉会员。1998-2003年她担任OECD-PISA科 学专家组组长和英国科学院下设的负责5-14岁儿童科学 和数学教育的工作委员会主席。现任IAP科学教育国际指 导委员会的主席。 1992年获得英国女皇颁发的英帝国勋章，2001年获得ASE 颁发的特殊贡献奖，2008年获得国际儿童科学普及 PuRkwa奖。
释 ,而不是简单地接受教师的诊释
2
探究式科学教育的区别性特征
IBSE不是一种单纯的教学法，而是一种有着 主要特征并可以以多种方式实施的教学法。
IBSE在教学的基础上更重要的因素是让学生 参与到识别相关证据、进行判断性推理和逻 辑性推理并思考如何解释中去。
—— Report of the Working Group on International Collaboration in the Evaluation of Inquiry-Based Science 3
需要的教学方法应该是能够让学生自己建构对概念 的理解，包括基于可能的想法提出预测，用不同的 方法收集数据、解释数据，对比他们的预测来评价 得到的结果，以及讨论这些概念如何运用。
关键之处不在于实际的操作，而在于动脑，学生需 要带着思考获取和使用实证，以及相互之间对证据 进行讨论。
对教师的教育课程应该认识到教师作为学习者时也 需要有适合他们水平的科学活动和科学辩论的经验。
有效的学习
培养综合心智
是
培养社会情绪能力
模拟
科学知识发 现的过程
归纳式的教学方式 以学生为中心
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科学教 育中的 探究式
学习
归纳 式的 教学 方式
以学 生为 中心
围绕哪些科学概念？ 选择什么探究活动？ 采取怎样的探究过程？
学习活动中内容的选择和活动设计 36
37 探究式教学的必要特征
学生明确探究问题 学生在设计计划和进行研究时，优先考
关键是要能保证从学习特定的课题出发建立的小 概念能逐步发展成较大的概念。
一种解决的方法是分析建立每个大概念需要的前 提，以得到一系列的训练。
教和学得项目应该具有足够的灵活性，考虑到学 生经验和特点的学习背景，促进学生产生兴趣和 提出问题。
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小学科学教育的原则
六、学习的经验应该明晰地反应出既包含科学知识， 也包含科学探究的理念，并且符合当前科学和教育 方面的见解。
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小学科学教育的原则
九、评测在科学教育中具有关键的作用。无论是对 学生学习过程的形成性评测，还是对学生学习进展 的总结性评测，都必须考虑到所有的学习目标。
有助于学习的评测应该是在学习过程中进行的，而 不是在学习之后发生的某种事情，所以应该嵌入到 教学项目和教学指导中。
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小学科学教育的原则
“面向全体学生的科学教育”意味着这种教育对
所有的学习者都是重要的。科学教育为个人和社
会提供服务。
科学教育帮助学生发展理解能力、推理能力和科
学态度，以及引导学生拥有一个身心健康和有价
值的人生。
学习科学的方法有利于理解力的提高，就能帮助
学生发展学习的能力。
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小学科学教育的原则
三、科学教育具有多方面的目标， 科学教育应该致力于：
哪些是最重要的？ 不可或缺的？
科学探究并不是一个固定 模式的顺序过程，而是一 个能动的、多样的、多层 面的、循环发展的过程。
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《科学教育的原则与大概念》
IAP科学教育项目组
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《科学教育的原则和大概念》
作者： Wynne Harlen
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作者介绍
Wynne Harlen 毕业于牛津大学，1985年开始被任命为利物浦大学教育
两个人的信息够吗？
需要更多的信息——请更多的老师 共享信息和数据，观察并思考。
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现在您对有信心和把握了吗？您能独立完成 下面这个任务吗？
请从下面四幅图片并挑出最符合你的数据的 那一幅。
想一想：如何基于有限的相关数 据为一个问题做出结论
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是这幅图吗？
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是这幅图吗？
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13 是这幅图吗？
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14 是这幅图吗？
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有答案了吗？ 是怎样获得答案的？ 如果把整张拼图类比于学科知识，那您
想到了哪些？
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与探究教学相联系
学生脑中将碎片拼成了图片 知识的建构
相同的数据，不同的图片 每个人的理解
永远不可能教授所有碎片 是不一样
关键的知识非常重要 16
17 与探究教学相联系
提出和聚焦问题 设计研究方案 收集和获取证据 分析数据、得出结论 表达与交流
大概念必然更适于较年长的中学生来掌握，但是教师的思 维里应该清楚地意识到如何沿着一定的思路来组织活动， 最终能聚焦到一起。
要使教师认识到帮助学生从早期经验开始获得较小的概念 再逐步进展到大概念的重要性。
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小学科学教育的原则
八、为学生设置的学习项目以及教师的职前教育和 专业发展，都应该与为达到原则3中所设目标需要的 教与学的方法保持一致。
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有效的学习需要学习者主动地参 与，这是学习者真正能改变他们 的原有概念和学习新知识的前提
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教师在引导学生主动参与中起到 重要的作用
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