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技术综合科学教学的教学方法

科学教育（师范）

摘要：

所描述的两个单独的项目已经研究教师如何利用基于计算机的技术，支持在中学阶段科学的学习。本文探讨这些技术工具相关的教学方法如何适应无论是在课堂环境中可用的认知，还是构建资源。四位老师参加了第一项研究中，进行在布里斯托尔的互动教育项目的一部分;所有的人都用多媒体模拟。第二个研究中提出了在剑桥更广泛的SET-IT项目的一部分; 11名教师在八所学校采用多媒体仿真，数据记录工具和交互式白板观察。教师被采访在所有情况下，以征求他们关于教室使用信息和通信技术的教学思想。

调查结果表明，教师正在远离只使用“真正的”实验的做法。他们正在探索如何利用技术来鼓励学生参与其中的“虚拟”的实验，通过使用模拟探索。这种类型的活动可以起到同样的机制，揭示事实，增强学生的非正式的概念。如果不产生或仍未解决认知冲突，在我们的研究中，教师使用的仿真，数据记录，投射动画等动态数字资源进行开发。

关键词：教学方法；科学；仿真交互；

一、介绍

这里报道的两项研究分别提出从不同的机构独立的团队汇聚了会议和讨论者，分享了关注的关于整合利用教学思想的发展演变技术转化为科学的教学和学习。

教师如何帮助学生使用交互式技术接入科学，如何与这个目标塑造认知资源，学习者带来负担和结构化的资源可在特定的教育环境与教育学相关？我们借鉴了成熟的学生已有的观念的文学——关于从经验中获得的自然现象直观的信仰。这凸显了结构化活动的重要性，使隐含的推理明确。教师的干预和指导引出，讨论，挑战和建立在学习者自己的想法，说明和解释的共享经验，并强调连续性。随着科学公约和非正式的想法之间的差异，学生的最终（社会）建设比较抽象，一般的和解释性的知识框架，科学概念和过程的复杂性和反直觉的性质意味着这些讨论，推理，演绎和反思的机会积累非常重要。引进技术工具和资源，学生可以用不同的技术来作为工具，以支持科学学习：多媒体仿真，数据记录和交互式白板（IWB）。提供模拟物理现象和实验这将是在学校实验室危险的，代价高昂或以其他方式不可行理想化的，动态的，可视化表示。

它既加快生产工作，使教师和学生把重点放在总体或突出问题，不用分心。模拟使用被认为是通过鼓励学生提出和研究探索，以支持科学的学习问题，并产生更少'乱'的数据。

说教式教学法在调整缺乏对个体的反应。我们的工作建立在以前的波研究使用信息通信技术的科学，一直专注于教学原则设计的应用，如模拟和动画。这些措施包括：1预测，观察和解释；

2告诉，探索和检查；

3往绩分析，探索，计划，实施，验证。

相关所有这些原则（这也被倡导的软件开发人员，并在其系统中实现）的概念，即直接操作的具体对象和现象的抽象表示可以协助学生探索和测试出自己的想法对自然世界的比较。

二、项目调查

从互动教育项目的研究结果：探索多媒体仿真的好处，支持科学学习的教学策略。

该项目调查了教师采用模拟课堂。它的成立，探讨如何科学课可以设计出结合相关和互动的软件转换为声音的教学策略，为一定数量的科学课题。这项研究利用了记载在最近的文献中关于有效利用模拟的科学教学的关注。

巴戈特LA威乐，麦克法兰和布朗（ 2003 ）强调的是，使用模拟有效的科学教学是不是因为它第一次出现的那样简单。他们描述主体，教学，技术，课程和上下文知识转型的复杂和相互关联的过程，一个科学教师的需要，以通过成功地教经历仿真软件。惠灵顿（ 2000）也指出了一些固有的科学模拟实际使用的危险：他们是现实的后一个科学的过程，让学生每一个变量是容易控制的印象无形的，毋庸置疑的，常常是简化了的模型建立理想化的版本。

牛顿和罗杰斯（2003）描述了模拟和其他信息通信技术工具作为增值的科学课。在两个方面：第一，通过该软件的内在特性，并通过潜在学生的学习优势，能更清晰的认识。第二。它是关于如何使用要确保这些学习效益的关键软件，老师所做的规划决策。

本节的四个经验丰富的科学教师在其规划的思考对于使用模拟软件的文件报告，他们看到的模拟，增强学习的内在特性是什么。

2.1、方法

四个老师（来自不同学校）为参与者的互动式教育项目，承诺在过去三年，由教育研究生院在布里斯托尔大学为ESRC资助的教学研究计划的一部分。在这个项目中，超过50名教师一系列的中学科目，确定他们的高级管理人员作为合适人选主动的，合作是在同一个大学的学科教师培训，并要求创建新的课程设计，称为主题设计倡议（ SDI），其中为自己的教学使用信息和通信技术。然后，他们被整个设计，执行和审查这些经验教训监控。每节课被拍录像全文，并跟进一个半结构化项目后的采访间1小时和1小时45分钟持久。面试日程安排的总体目标是调查：

1教师的看法相对成绩，存在的问题以及与信息和通信技术工作的挑战。

2更改了项目的周期在教师的方法结合使用ICT在他们的实践，以及如何这涉及到学生的学习。

3变化随着时间的推移在教师对信息和通信技术在教学和学习的看法。

4教师的意见，对他们的项目（如SDI团队，合作伙伴）期间经历的过程。

2.2、发现

模拟是由学生在所有场合使用的实践模式。教师认为学生提供一定程度的对自己的学习控制可以提供挑战，积极性和参与范围广泛的学生群体。这种观点产生了共鸣与威沙特（1990 ）同时使用游戏和模拟学生的观察。教师的访谈证实了文献中确定的关键启示，特别是联系与动画视觉表现的力量学习和经验教训。利用这一点。例如，当教师选择使用伏打电池的理由是如下的一个基于Web的交互式仿真：没关系说电子是有的，但它是另一回事真正看到他们做他们应该做的，并具有排序，他们应该具有的效果。

模拟还采用以释放学生费力的（而且经常混淆）手动流程。老师用一个模拟包（鳄鱼物理）教电子电路，并发现它非常有用，因为它允许学生直接与被建模，而不干扰到他们的思想观念，往往来自于电子发现连接不良互动在学校构建电路。

在课堂上，教师的角色的转变也说明，例如，通过教师来比较，通过仿真软件教学，与标准的学校的实验室实践研究温度对酶活性的影响。他报告说，在进行实验的实时是指实际问题往往取代老师的“智力投入”，而一旦仿真运行，他花更少的时间帮助孩子们理解什么是任务，更多的时间“讨论学习要点，模拟证明”。他担心，虽然有关被编入仿真和高兴的是，他的一些能力较高的学生中实现计算机模型的这一限制的数据集的可预测：“没有好课