發(fā)布時間：2023-03-15 15:02:11
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的科學設(shè)計樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
良好的材料是實驗成功的基礎(chǔ)和保證。選擇實驗材料時，首先考慮從實驗室獲取，但很多小學科學實驗材料從實驗室不易得到，這就要求我們教師自制教具，從生活中獲取簡易的、實驗現(xiàn)象明顯的材料。比如，小學科學教材《固體的熱脹冷縮》實驗，選擇材料是銅球，加熱用酒精燈，冷卻用冷水，觀察方法用鐵圈套銅球。這個實驗有兩個弊端，一是銅球溫度很高，易燙傷學生，有危險性；二是加熱時間比較長。因此，我將實驗材料改為PP-R塑料，因為PP-R塑料熱膨脹系數(shù)遠遠大于銅的熱膨脹系數(shù)，實驗現(xiàn)象特別明顯。再如教材《馬鈴薯在水中是沉還是浮》一課，我把馬鈴薯改為葡萄，在燒杯中就可以做。這樣既節(jié)省實驗用品，實驗效果又明顯。
二、方法“妙”才能一目了然
（一）充分利用對照實驗和對比實驗
對照實驗是提前控制“因”，然后觀察“果”；對比實驗是通過對“果”的對比，讓學生發(fā)現(xiàn)“因”，探究性更強一些。在實驗設(shè)計中我們要有意識地采用這兩種方法。例如五年級上冊第一單元第一課《小苗的誕生》中的實驗采用了對照實驗，適宜的溫度、水、空氣等諸多條件中，每次只能改變其中的一項。需要指出的是，為了節(jié)省時間，可以一次設(shè)置多個樣本，根據(jù)排列組合的原則使樣本間條件有所區(qū)別，最后通過將樣本兩兩對照得出結(jié)論。本實驗要求設(shè)計記錄表，能對澆水量、光照時間等進行記錄。同時，教師鼓勵學生課后對自行控制變量的種類和數(shù)量進行研究，激發(fā)興趣，鞏固知識。
（二）改進實驗，一切為了效果
實驗設(shè)計時，參照課本、參考書、網(wǎng)上所設(shè)計的實驗方法，從各角度思考，找出它們的優(yōu)缺點，結(jié)合自己的設(shè)計確定最優(yōu)方案。比如“光的直線傳播”實驗中，教材中提到森林中的光線直線傳播，但缺點是遠離生活只能想象；觀察教室窗戶中的一縷光線，實施起來也有困難。為此，我設(shè)計了利用激光筆大角度傾斜打在黑板上的方法，很方便地證明了光的直線傳播，效果很好。
（三）方案周密，預知可能的敗筆之處
實驗設(shè)計時，對可能影響實驗效果的不利因素要提前預知并加以避免。如五年級上冊《風的形成》一課中“風的形成”實驗，學生需要制作自己的實驗箱，在實驗設(shè)計階段要引導學生注意以下事項：實驗箱密封效果一定要好，任何地方不能漏氣，否則蚊香的煙會溜走；實驗箱要有一定的高度，否則點燃的蠟燭會引起燃燒，不安全。
三、讓學生積極參與實驗設(shè)計
【關(guān)鍵詞】科學科；探索研究；實驗為基礎(chǔ)
科學課程是以實驗為基礎(chǔ)的一門學科。讓學生通過親自參加實驗獲得知識是科學課教學的關(guān)鍵。教學實踐證明，精心設(shè)計實驗，實驗設(shè)計的好壞直接影響到教學的成功與失敗。搞好科學教學的實驗設(shè)計應(yīng)注意以下幾方面：
1、實驗設(shè)計要符合科學學科特點
一切科學科學都來自實踐，都是從科學實驗和生產(chǎn)實踐中總結(jié)發(fā)展起來的，小學科學也不例外。教師在教學時，要讓學生充分感受到大科學的豐富多彩，培養(yǎng)學生探求科學知識的興趣、愛好，增強學生學科學、用科學的能力。
認識科學始于觀察科學，讓學生用觀察的方法認識科學。如“四季星空”的教學，由于教學內(nèi)容分散、抽象，學生很難形成對四季星空的整體認識。教師在實驗設(shè)計時，要科學地安排學生觀察四季星空，保證觀察的持續(xù)、完整。指導學生用正確的方法觀察，寫出觀察日記，積累有關(guān)四季星空的感性認識和材料。并引導學生歸納總結(jié)出：不同季節(jié)星座交替出現(xiàn)，北極星始終停留在原位置不動，周圍的星座繞著它逆時針轉(zhuǎn)圈，且一年轉(zhuǎn)一圈等有關(guān)四季星空的變化規(guī)律?！八难h(huán)”的教學設(shè)計則可以采取另一種方法。教師充分利用學生已有的對水的感性認識。如：天上有下不完的雨、雪；淋濕的衣服會干，冬天關(guān)在屋子里洗澡窗玻璃上會有水珠等。引導學生通過實驗歸納總結(jié)出：水或冰受熱變成水蒸氣，水蒸氣遇冷變成水或冰的循環(huán)規(guī)律。讓學生通過實驗的方法認識科學現(xiàn)象，總結(jié)科學規(guī)律，使感性認識上升到理性認識。為培養(yǎng)學生科學世界觀創(chuàng)造條件，增加學生探索宇宙奧秘的興趣愛好。
2、實驗設(shè)計要符合學生的認知規(guī)律
教學活動是教師教與學生學的雙邊活動，學生是學習的主體。教師在實驗設(shè)計時要充分考慮學生的主體地位，讓學生在學習過程中能夠通過自己的觀察、思考、實驗得出結(jié)論，達到認識周圍科學現(xiàn)象的目的。低年級學生年齡小，注意力不易集中，感知世界往往從興趣出發(fā)，抓不住事物主要特征等特點。設(shè)計實驗時要采取多種方式，調(diào)動他們的各種感官有意識地直接觀察事物。如：“植物的根”的實驗設(shè)計，教師可通過提供大量的可供學生觀察的有代表性的實驗材料――植物的根，讓學生在觀察、比較的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)出：植物的根有直根和須根之分。常見的蘿卜、胡蘿卜等直根，土豆、紅薯等須根，它們可以儲藏養(yǎng)分即貯藏根。學生可以通過觀察直接獲得知識，而中高年級學生已初步具備了觀察事物的能力，且能自己動手做一些實驗。他們對神秘的科學界充滿了好奇，對探索科學奧秘充滿了自信。這時教師設(shè)計實驗，主要是以一種引路的方式讓學生多動手，多動腦，自己動手實驗獲得結(jié)論，并自己設(shè)計實驗驗證結(jié)論。這種設(shè)計可滿足學生強烈的求知欲，達到事半功倍的效果。
3、實驗設(shè)計要聯(lián)系科學條件
教學大綱規(guī)定：“科學課要密切聯(lián)系科學條件。”我縣地處鄂西山區(qū)，有豐富的動植物資源和礦產(chǎn)資源。這些抬頭可見，垂手可得的實驗材料，為豐富科學教學實驗提供了方便。教師在設(shè)計實驗時，充分利用這一科學優(yōu)勢，通過多種形式，使原本生動的科學課教學更加豐富多彩。
關(guān)鍵詞：小學科學；游戲設(shè)計；科學興趣
在小學科學中設(shè)計游戲有很多優(yōu)點。首先，可以激發(fā)學生的學習積極性，小學科學本身便是一門觀察和探索的學科，而探索過程如果以游戲為開端，那么學生必然積極參與；其次，游戲可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，對科學的探索有很多方式，而小學生也正處于對世界充滿好奇的年齡段，讓學生自己在游戲中尋找答案，必然起到很好的效果。最后，游戲中的科學教育可以促進學生的全面發(fā)展，游戲本身具有競爭性與合作性，同時也能培養(yǎng)學生學會在集體活動中鍛煉自己的品格。
一、用游戲來激發(fā)學生對科學的興趣
用游戲來體現(xiàn)科學原理，打破學生的固定思維，讓學生了解科學的樂趣。在講解六年級上《杠桿的科學》一課的時候，可設(shè)計游戲“巧用力氣”，挑選班級中身體最壯的男孩子與比較嬌小的女孩子，讓學生判斷誰的力氣大，學生都以為這還比什么，肯定男生力氣大?。?/p>
但是當老師要求兩人到班級門口處，讓小女孩站在門外，在門把手處向里推；男生站在門里，在門鉸鏈處向外推，學生驚人地發(fā)現(xiàn)，男生竟然抵不過小女孩，門竟然一直在向里移動。這是什么科學原理？讓我們這節(jié)課來一探究竟。
二、用游戲來激發(fā)學生的創(chuàng)新能力
教師需要保證科學游戲的目的性與安全性，但是在具體的游戲過程中，需要放開手腳，讓學生自己動腦，主動地參與游戲，進而獲得科學知識。例如，在講解浮力的時候，我們可以設(shè)計游戲“究竟什么可以漂浮”，準備一盆水以及木制品、泡沫制品、竹制品、橡膠制品、玻璃制品等各種材料，讓學生自主判斷、自主觀察、自主表達，在游戲結(jié)束后，要組織學生交流心得體會。
三、用游戲來促進學生綜合發(fā)展
一、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計素描定義
大百科全書把素描解釋為：“素描是單色的徒手畫；素描是用線條或塊面進行造型的繪畫形式；素描主要是以線條表現(xiàn)物體、人物、風景、象征符號、情感創(chuàng)意或構(gòu)想的藝術(shù)形式”。筆者認為，這種解釋準確地說是解釋了什么是素描作品的問題。參照按照（美）大衛(wèi)•羅桑德在其著作《素描精藝》對素描的理解，素描這一概念還應(yīng)該包含“素描的動作或事件”。
對設(shè)計素描的認識是從上世紀80年代對藝術(shù)設(shè)計教育改革和探索開始的。起初，設(shè)計素描是作為對瑞士巴塞爾設(shè)計學校的素描訓練課程翻譯介紹而提出的一個詞語。這種注重研究對象的形體結(jié)構(gòu)，強調(diào)用線條來刻畫對象的形體結(jié)構(gòu)的方法和形式也被翻譯作“結(jié)構(gòu)素描”。后來，人們約定俗成地把那些更能為藝術(shù)設(shè)計教育服務(wù)的新的素描形式稱為設(shè)計素描。并在藝術(shù)設(shè)計基礎(chǔ)教育中，把過去沿用的素描教學定義為傳統(tǒng)素描或基礎(chǔ)素描，努力搜尋設(shè)計素描和它們的差異性，以此來界定什么是設(shè)計素描。經(jīng)過近30年的爭論，現(xiàn)在人們似乎弄清楚了什么是設(shè)計素描這一問題，但至少達成了一個共識：那就是設(shè)計素描是與傳統(tǒng)素描（基礎(chǔ)素描）具有明顯區(qū)別的一種藝術(shù)形式，是在觀察方法、表現(xiàn)形式和手段、思維方式和方法、素描性質(zhì)和目的等方面與基礎(chǔ)素描有著明顯差異的素描形式，如表1所示。
這種認識對藝術(shù)設(shè)計素描教學起到了決定性的指導作用。但筆者更愿意從設(shè)計素描一詞的多義性來進行理解：（1）設(shè)計出來的素描，強調(diào)素描是設(shè)計思維在設(shè)計程序下的一種產(chǎn)物，重在素描的創(chuàng)作過程。（2）設(shè)計的素描，強調(diào)是記錄設(shè)計思維創(chuàng)造過程的一種語言形式。（3）設(shè)計素描，強調(diào)對素描的設(shè)計，是指的一種設(shè)計形式。（4）為設(shè)計服務(wù)的素描，強調(diào)了設(shè)計素描的目的。（5）設(shè)計素描，強調(diào)素描，是指素描的一個子系統(tǒng)，一種素描類型。
此外，在設(shè)計素描教學改革和探索中，人們還發(fā)現(xiàn)藝術(shù)設(shè)計不同的研究方向?qū)υO(shè)計素描教學的要求存在明顯的差異性。比如：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)需要學生空間、結(jié)構(gòu)、光影、構(gòu)造和材質(zhì)上具有很好的認識和運用能力。而染織則需要學生在圖形、形態(tài)、工藝技術(shù)、色彩等方面有過人之處等等。試圖把服裝、工業(yè)設(shè)計、環(huán)藝、染織、視覺傳達等研究方向的設(shè)計素描課程按照設(shè)計素描的一定程式規(guī)范起來不切實際。雖然這種方法可以節(jié)約師資力量、有利于教學管理，但卻與各研究方向的內(nèi)在需求和特征不相適應(yīng)。正是基于上述的這種認識，筆者在環(huán)境藝術(shù)專業(yè)設(shè)計素描的教學改革實踐中，立足環(huán)藝藝術(shù)專業(yè)的內(nèi)在要求，從學生的環(huán)藝設(shè)計綜合能力培養(yǎng)和知識體系建構(gòu)出發(fā)，結(jié)合設(shè)計素描教學的成果，逐步形成了一種觀點：即環(huán)藝設(shè)計素描教學不但要培養(yǎng)學生的審美能力和表現(xiàn)能力，更重要的是要培養(yǎng)學生的設(shè)計思維和設(shè)計創(chuàng)造能力，樹立學生的設(shè)計觀念；要引導學生初步理解和認識環(huán)藝專業(yè)知識中的空間、結(jié)構(gòu)、光影、材質(zhì)和構(gòu)造，要培養(yǎng)學生對本專業(yè)的學習興趣；要把素描課程看做專業(yè)知識體系的重要組成部分，是基礎(chǔ)素描向?qū)I(yè)知識的過渡和橋梁；要使教學內(nèi)容、培養(yǎng)模式、訓練方法和教學目標更能體現(xiàn)本專業(yè)的特點；要積極主動地應(yīng)用相關(guān)課程的知識和成果來充實和豐富素描教學。
在上述認識的基礎(chǔ)上，筆者從環(huán)藝素描教學的角度把環(huán)藝設(shè)計素描進行如下較為科學的定義。
定義1：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計素描的概念
環(huán)藝設(shè)計素描是以線條、塊面來表現(xiàn)環(huán)藝題材的建筑、風景、景觀、物體、象征符號、情感創(chuàng)意或構(gòu)想的素描表現(xiàn)形式，是一種徒手繪制的單色繪畫或設(shè)計作品，是環(huán)藝設(shè)計素描動作或事件。
定義2：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計教學素描的概念
環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)設(shè)計素描是運用一定的素描和設(shè)計素描知識，在設(shè)計思維和設(shè)計觀念的指導下，以培養(yǎng)學生設(shè)計能力、綜合表現(xiàn)能力、素材搜集與整理能力、審美能力、設(shè)計觀念和專業(yè)學習興趣為目的，服務(wù)于環(huán)境藝術(shù)專業(yè)的一種素描訓練手段和表現(xiàn)形式，是藝術(shù)基礎(chǔ)教育和專業(yè)設(shè)計教育的紐帶和強梁，是環(huán)境藝術(shù)知識體系的一個具體組成部分。
這一概念至少包括以下幾層次的內(nèi)容：（1）素描、設(shè)計素描和環(huán)藝設(shè)計素描組成一個有機的系統(tǒng)。素描是母系統(tǒng)，設(shè)計素描是素描的子系統(tǒng)，而環(huán)藝設(shè)計素描又是設(shè)計素描的子系統(tǒng)。環(huán)藝設(shè)計素描必定包含一定的素描或設(shè)計素描知識，比如：畫面層次、畫面空間、畫面構(gòu)圖等。（2）環(huán)藝素描的教學內(nèi)容緊緊圍繞著環(huán)藝專業(yè)展開，把環(huán)藝專業(yè)中的空間、光影、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等知識和設(shè)計素描結(jié)合起來，使學生在進行設(shè)計素描的過程中對這些知識有樸素的認識，并培養(yǎng)學生的專業(yè)興趣。（3）設(shè)計觀念和設(shè)計能力的培養(yǎng)是環(huán)藝設(shè)計素描的核心。以學生圖形創(chuàng)造能力和綜合表現(xiàn)能力為重點。這些能力的培養(yǎng)是通過素描訓練課題而得以展開的。（4）環(huán)藝設(shè)計素描是學生進入專業(yè)學習的一個過渡階段，起著學生繪畫藝術(shù)向設(shè)計藝術(shù)轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)化作用。（5）作為一種表現(xiàn)形式，環(huán)藝素描具有一定的工程圖紙性質(zhì)，素描所記載的是設(shè)計思維的軌跡，體現(xiàn)著明顯的過程性和圖紙功能。
定義3：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計素描的外延
環(huán)藝設(shè)計素描除了專業(yè)設(shè)計教學素描這一基礎(chǔ)課程主體外，其外延非常廣泛。廣義的環(huán)藝設(shè)計素描還應(yīng)該包括以下的內(nèi)容：環(huán)藝速寫、風景素描、建筑素描、構(gòu)思草圖、素描語言表現(xiàn)或具有素描風格的表現(xiàn)圖紙和以環(huán)藝為題材的素描繪畫。
二、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計素描的屬性
1.空間屬性
空間是環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的最基本要素之一，也是環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中所需要解決的首要問題，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計最終要在空間里得以實現(xiàn)。環(huán)藝專業(yè)設(shè)計素描是為專業(yè)設(shè)計服務(wù)的一種訓練方法和手段，是表現(xiàn)環(huán)境藝術(shù)題材的風景、建筑、物體等的素描形式，無疑帶有一定的空間屬性。這種屬性表現(xiàn)在課題訓練中就是要善于引導學生對建筑空間、室內(nèi)空間、景觀空間的觀察和體驗，把它們作為描繪的對象，素材的來源，然后對其進行合乎自己意愿的組合和調(diào)整；體現(xiàn)在素描創(chuàng)作過程中的空間意識和空間思維；也體現(xiàn)在環(huán)藝設(shè)計素描作品的透視空間和畫面空間當中，也體現(xiàn)在特定素描形式的矛盾空間里……這種屬性是由環(huán)境藝術(shù)內(nèi)在的空間屬性所決定的。例如，上世紀90年代，魯迅美術(shù)學院對環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)素描教學便很好地體現(xiàn)了這一點。素描作品以室內(nèi)特定空間等為描繪對象，運用設(shè)計化了的素描表現(xiàn)語言重新進行了合乎作者意愿的空間再造，即形成了一種素描形式，也體現(xiàn)了素描為專業(yè)服務(wù)的目的，自然也讓作品帶有明顯的空間屬性。
2.材質(zhì)屬性
早在約翰•伊頓執(zhí)教包豪斯的初步課程時便設(shè)計一個特別重要的練習，那就是“讓學生把玩各類質(zhì)感、圖形、顏色和色調(diào)”，來進行平面和立體的練習。隨著設(shè)計藝術(shù)的發(fā)展和新材料的發(fā)現(xiàn)，材質(zhì)媒介憑借其自身的物理特性和審美價值逐步成為一種具有鮮明特色的現(xiàn)代設(shè)計藝術(shù)表現(xiàn)形式和方法。環(huán)境藝術(shù)專業(yè)中的材質(zhì)指的是裝飾材料，不同的材料質(zhì)感與觸覺產(chǎn)生不同的審美感受，設(shè)計師也正是通過不同的材料組合來完成設(shè)計作品的藝術(shù)創(chuàng)造。在環(huán)藝設(shè)計素描中不但要追蹤這些材料特性，還要突出表現(xiàn)那些有趣味的材質(zhì)特性，可以把一些材質(zhì)特性作為素描圖形創(chuàng)作的一個題材。在環(huán)藝素描教學訓練中，要有意識地培養(yǎng)學生對不同材質(zhì)的感受能力和組合表現(xiàn)能力。我們可以選擇不同的裝飾材料作為素描的描繪對象，然后要求學生任意地進行組合并通過具象寫實的方法進行描繪。
3.光影屬性
在傳統(tǒng)基礎(chǔ)素描中，我們對光影的概念并不陌生，正是這微妙的光影關(guān)系使得我們的素描作品更加真實。從某種程度上來說，沒有光影便沒有真正意義上的素描。對于設(shè)計素描而言，光影似乎并不那么重要了，人們借助于抽象的方法把對象概括成單純的圖形，并運用構(gòu)成原理把這些圖形進行重新組合來完成帶有裝飾性、抽象性、意向性的素描作品。但對環(huán)境藝術(shù)來說，光影關(guān)系是環(huán)藝設(shè)計的一個基本內(nèi)容。有了光影可以讓人們感受空間、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)，創(chuàng)造空間范圍和意境。而在景觀照明中，更是把光影當作一個結(jié)構(gòu)形態(tài)來加以運用。在素描訓練或創(chuàng)作中應(yīng)體現(xiàn)出對光影的關(guān)注和表現(xiàn)。我們可以通過對建筑空間、室內(nèi)空間、景觀空間等的光影進行觀察、臨摹、表現(xiàn)，運用不同光影來進行二維或三維圖形和圖像的創(chuàng)造。事實上，約翰•伊頓早在包豪斯任教期間，便認為明暗對比是最具表現(xiàn)力之一。他在教學中強調(diào)對建筑空間進行明暗素描的練習，他要求學生們專注于建筑空間的明暗關(guān)系和亮度層次表達，忽略對建筑形體的勾畫，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一個重要的練習——“黑卡紙素描”，即是約翰•伊頓在包豪斯任教期間所組織的一個課題，他要求學生們用白色的或其他亮色的筆來在黑色的卡紙上單純勾畫光的形態(tài)和光的豐富層次，每一筆就代表一個光亮度的狀態(tài)。時至今日，這種方法對設(shè)計素描教學來說還具有重要的現(xiàn)實指導意義。
4.結(jié)構(gòu)屬性
環(huán)藝設(shè)計中的結(jié)構(gòu)是體現(xiàn)設(shè)計風格和滿足功能需要的重要手段和表現(xiàn)。對于環(huán)藝專業(yè)的素描訓練而言，不但要理解什么是結(jié)構(gòu)，還要清楚結(jié)構(gòu)的組合方式和集合構(gòu)成。學生對建筑結(jié)構(gòu)、室內(nèi)局部結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的觀察和臨摹，對結(jié)構(gòu)為題材的形態(tài)進行加工、概括、提煉、變形、整合出新的結(jié)構(gòu)形態(tài)或二維圖形，并把這些過程用素描語言記錄下來等諸如此類的行為和事件都或多或少地體現(xiàn)著環(huán)藝設(shè)計素描的結(jié)構(gòu)屬性。而對于素描繪畫而言，環(huán)藝設(shè)計領(lǐng)域具有非常多的迷人的結(jié)構(gòu)形式和組合樣式，這些都可以轉(zhuǎn)化為有趣味的素描圖形或繪畫作品，從而讓這些藝術(shù)充滿結(jié)構(gòu)特征。
此外，因為環(huán)藝素描是設(shè)計思維過程或設(shè)計創(chuàng)造過程的具體素描體現(xiàn)，具有記錄的功能。再加上廣義的環(huán)藝素描還包括了設(shè)計草圖、素描性表現(xiàn)圖紙等類型，使得環(huán)藝素描更多具有圖紙屬性而不是繪畫屬性。
一、預習任務(wù)的設(shè)計要具有明確的指向性
“預習”是學生對他的課堂表現(xiàn)做心理和知識準備的過程。讓學生漫無目的地去預習，大部分學生可能看不懂，也可能抓不住重點。教師設(shè)計的預習任務(wù)是學生課外預習的導向，是對學生預習的一種提示和指導，所以預習任務(wù)的設(shè)計必須體現(xiàn)教學目標和課本要求，對預習的要求必須有明確的任務(wù)指向，即通過“任務(wù)”驅(qū)動學生的預習，為課堂學習作好知識準備。預習任務(wù)一般可采用“預習任務(wù)單”的形式呈現(xiàn)給學生，將知識技能要求轉(zhuǎn)化為具體任務(wù)?！邦A習任務(wù)單”包括課時預習目標、課前導學和預習任務(wù)等幾個部分?！邦A習目標”、“課前導學”部分主要體現(xiàn)對知識技能的目標要求、對學生預習所作的知識鋪墊以及對學生作預習方法上的指導；“預習任務(wù)”要和學習目標結(jié)合起來，讓學生明白預習的重心所在。根據(jù)需要，布置預習時可將新課中的重難點設(shè)計其中，用具有明確指向性的任務(wù)，引領(lǐng)學生有針對性地探究，查閱有關(guān)資料，最終達到預習目標。
例如，在學習“金屬銹蝕的條件及防護”時，課前布置的預習任務(wù)有：調(diào)查收集生活中金屬防腐蝕的方法；這些方法可以歸納為哪幾種類型；根據(jù)金屬防腐蝕的方法，猜測金屬銹蝕的條件是什么。通過這些具有明確目標的預習任務(wù)，引領(lǐng)學生從自己熟悉的實際生活著手，有序地進行探究活動和閱讀資料，并在課堂上展示他的預習成果。這種有明確指向性的“預習任務(wù)單”，使學生的預習不再僅僅停留在口頭，流于形式，而是以書面的形式記錄下學生完整的預習過程。
二、預習任務(wù)的設(shè)計要瞄準學生的最近發(fā)展區(qū)
兒童發(fā)展有兩種水平：一是現(xiàn)有的發(fā)展水平；二是借助于他人的啟發(fā)幫助可以達到的較高水平。這兩者即兒童現(xiàn)有水平與經(jīng)過他人幫助可以達到的較高水平之間的差距，就是“最近發(fā)展區(qū)”。預習任務(wù)的設(shè)置，不僅要讓學生完成和解決處于現(xiàn)有發(fā)展區(qū)的內(nèi)容和任務(wù)，更要提出處于“最近發(fā)展區(qū)”的問題，逐步培養(yǎng)他們的閱讀思考能力和科學探究能力。因此，預習題的設(shè)計要把握好難度要求。如果任務(wù)都比較容易，預習內(nèi)容只是教材內(nèi)容的翻版，缺少對教材內(nèi)容的整合和篩選，不但預習作業(yè)量較大，而且學生不經(jīng)思考就完成的任務(wù)也不能使他們獲得成就感；如果任務(wù)太難，思維跨度較大，內(nèi)容指向深層次目標，學生很難獨立完成。因此，教師在設(shè)計預習任務(wù)時要選擇“跳一跳能摘桃”的難度，讓學生在“預習任務(wù)單”的引導幫助下，通過自己的努力，最終獲得成功的體驗。
例如，在學習摩擦和二力平衡知識時，布置如下預習任務(wù)：用一個10牛頓的水平力推水平地面上的桌子，桌子仍保持靜止，地面對桌子有無摩擦力？如果有，摩擦力為多大？如果將上題中的力增大到20牛頓，仍未推動桌子，摩擦力為多大？歸納該摩擦力有何特點？要使物體保持靜止狀態(tài)，除了牛頓第一定律描述的情況外，受到怎樣的力作用時也可以實現(xiàn)？這些問題既是對摩擦力和牛頓第一定律知識的鞏固和提高，又是對二力平衡條件的理性思考，學生在“預習任務(wù)單”的一步步誘導下，經(jīng)過分析思考應(yīng)該可以得出結(jié)論。對學生來說，這比單純地填寫二力平衡概念和條件更有挑戰(zhàn)性和成就感，可讓學生獲得成功的體驗，激勵學生積極思考。
三、預習任務(wù)要重視觀察和實驗內(nèi)容
“科學”是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學科，學生的課外預習也離不開觀察和實驗，而且有的觀察和實驗由于需要較長的時間，必須在課外進行。為此教師既要考慮哪些觀察實驗適合于學生課外探究，又要研究如何設(shè)計觀察實驗的預習任務(wù)，更要考慮如何對學生的預習情況進行檢測。對于實驗觀察類的預習任務(wù)，教師必須進行事先的指導，將實驗器材的替代方案予以提示，將如何觀察現(xiàn)象、得出結(jié)論的要領(lǐng)教給學生，為學生的課外探究活動打好基礎(chǔ)。
由于能夠接受雙語教學的學生必須具有較強的英語聽、說、讀、寫能力和自學能力。另外，環(huán)境科學導論這門課程涉及一些較深的環(huán)境科學的理論知識和方法，因此具備一定的專業(yè)背景知識，對于提高學生接受能力也是十分必要的。已有的研究表明［1－2］，目前由于受英語水平和專業(yè)背景的限制，大部分學生對雙語教學還不是很適應(yīng)，認為在大學低年級開展雙語教學是不理想的。因此，綜合考慮學生的外語水平、專業(yè)知識和以往學生對雙語教學的反饋，我們將環(huán)境科學導論雙語教學的對象定位為大學二年級第二學期的學生，他們在高中和大學一年級階段對環(huán)境保護的相關(guān)內(nèi)容在中學的地理和生物課有一定的接觸，具備一定的基礎(chǔ)知識，同時經(jīng)過3個學期的學習和適應(yīng)，具備一定的自學能力和理解能力;同時，完成了大學基礎(chǔ)英語的學習，有些同學還通過了四、六級英語考試，具有一定的英語聽說讀寫基礎(chǔ)。這些都為雙語教學的順利開展奠定了良好的基礎(chǔ)。
二、教材的選擇
為了做好環(huán)境科學導論課程的雙語教學，根據(jù)學生的狀況選擇一本合適的教材是保證教學質(zhì)量的前提條件。環(huán)境科學學科的迅速發(fā)展使英文原版教材更新速度不斷加快，而國內(nèi)環(huán)境科學教材的內(nèi)容相對陳舊，尤其是環(huán)境科學雙語類教材更是只有南開大學鞠美庭等主編的《環(huán)境學基礎(chǔ)》，但是其英文內(nèi)容相對偏少，只是對一些專業(yè)詞匯給出了英文翻譯。目前在我國已有較多影印出版的環(huán)境科學教材，考慮到教材的編寫理論、內(nèi)容安排、深度、涵蓋范圍以及教材的價格和課程學時數(shù)(本校環(huán)境科學導論為50學時)等因素。經(jīng)反復比較，我們選用了由G.TylerMiller主編，高等教育出版社出版的LivingInTheEnvironment(ThirteenthEdition)(影印版)，作為本課程的主要教材。這套教材為國外優(yōu)秀教材暢銷榜的上榜教材，面向大學生;編寫理念較為新穎、結(jié)構(gòu)合理，包括提綱、總結(jié)、復習題、思考題和關(guān)鍵術(shù)語，并給出相關(guān)網(wǎng)絡(luò)站點資源，給學生課后拓展知識面和了解最新信息指明了方向。另外，書中信息豐富，除了常見的圖表外，還有特寫(close－up)、全球透視(globalperspective)等卡片式欄目轉(zhuǎn)遞豐富的知識。并且書中英文使用較為自然、易懂的語句，適合中國學生閱讀［3］。此外，書中還列舉了大量的案例。該教材思維國際化、內(nèi)容先進，部分章節(jié)的內(nèi)容緊跟國際最新科研動態(tài)，具有較高的實效性，對學生專業(yè)知識的教育有重要意義，并附有相關(guān)內(nèi)容圖片光盤，使學生能更直接地理解抽象內(nèi)容。不過本書也有不足之處:教學內(nèi)容中往往以美國問題為例，中國學生的認同感與熟悉程度較低;其次，價格較高，部分學生往往由于價格問題并未購買，這會直接影響教學效果。另外有部分內(nèi)容程度較淺，學生在初高中就已經(jīng)學習完畢。所以，我們決定將該書相關(guān)重要英文部分在課前復印給學生。學生用書方面，配套選用了南開大學鞠美庭等主編、化學工業(yè)出版社出版的《環(huán)境學基礎(chǔ)》為中文教材。這樣，英文教材和中文教材配合使用，獲得了理想的教學效果。
三、教學內(nèi)容的選擇
由于LivingInTheEnvironment內(nèi)容往往以美國問題為例，且部分內(nèi)容程度較淺，所以，以該書內(nèi)容為基礎(chǔ)，從3個方面對教學內(nèi)容進行了刪減和補充。
(一)有利于拓寬學生的視野
如該教材中每章內(nèi)容均有大量的案例介紹，這些內(nèi)容國內(nèi)的教材基本很少或沒有，但這些對于提高學生的興趣，拓寬知識面非常重要，因此在本門課中將其作為重點介紹。
(二)重點介紹環(huán)境科學領(lǐng)域的相關(guān)知識
由于該書中涉及部分生態(tài)學知識，而本校環(huán)境科學專業(yè)的學生有專門的生態(tài)學基礎(chǔ)這門課;另外，由于中美教育的差別，其中一章關(guān)于能量的內(nèi)容與我國學生在大學之前學的內(nèi)容有重疊，故將這部分內(nèi)容刪去，不做講解要求。
(三)注重中國和世界環(huán)境問題的接軌
由于該書的案例分析多以美國為主，學生的認同感與熟悉程度不高，因此在教學內(nèi)容上補充了中國的環(huán)境發(fā)展現(xiàn)狀，如中國的大氣、水、土壤等環(huán)境問題的案例與分析。
四、教學手段的運用
教學方法是否得當直接影響到雙語教學的效果。環(huán)境科學導論課程采用雙語教學后，課時并沒有相應(yīng)增加。因此，為了不影響教學進度，首先確定該課程全部采用多媒體教學，采用動畫、純英文視頻等方法。將多媒體技術(shù)應(yīng)用于教學，不但增加了課堂上的信息量，使課堂生動、活潑，而且可以節(jié)省大量的課堂板書時間，生動的多媒體畫面還可幫助學生消化理解一些較抽象的專業(yè)知識。為此，我們收集了多個視頻，如水污染、酸雨、臭氧層損耗、地球溫室效應(yīng)等。另外，還利用一些與環(huán)境相關(guān)的純英文科幻影片加深同學對所學內(nèi)容的理解，并幫助提高英語聽力。一般而言，雙語教學分為:混合型雙語教學，即采用外文原版教材或外文講義，以漢語講授為主，板書中的標題或主要結(jié)論用外文;半外型雙語教學，即采用外文原版教材或外文講義，以外文講授為主，并采用外文板書;全外型雙語教學，即采用外文原版教材或外文講義，全部用外文講課［4］［5］37－45。這3種模式對雙語教師和學生要求的程度差別較大。鑒于筆者所在學校的實際情況，學生的基礎(chǔ)英語水平參差不齊，英語聽力和口語表達普遍不是很好，加上還未開設(shè)環(huán)境科學專業(yè)英語，所以幾乎沒有接觸過專業(yè)詞匯。因此，我們決定在混合型雙語教學模式進行改進后進行教學，即選用國外原版教材和中文教材配套使用，部分教學內(nèi)容采用英文教學，部分內(nèi)容采用中文教學，英文授課比例占50%左右。多媒體幻燈片內(nèi)容50%以上為英文，對一些難點和部分專業(yè)詞匯或生僻詞匯用漢語標注，講授過程中以漢語為主，但夾雜50%左右的英語內(nèi)容。另外采用漸進式教學，剛開始時的外語比例少一些，以后逐步加大。
五、反饋評價體系的建立
要檢驗雙語教學的效果，并把握教學過程中學生的動態(tài)，取決于雙語教學的反饋評價體系的建立。雙語教學是將英語應(yīng)用于專業(yè)課教學，使英語的學習與專業(yè)知識的獲取同步［5］37－45，因此對它的評價主要包括對學生英語水平和專業(yè)知識水平兩方面的評價。根據(jù)任海蓉等的層遞性評價方法［6］，參照鄭江、關(guān)瑞章的分級評價方法［7］，對這門課雙語教學建立了分級評價標準:(1)英語水平的分級評價標準:單詞階段(能認識和表達專業(yè)詞匯)—句子階段(能基本理解和初步表達專業(yè)的概念、原理)—完整的理解和自由準確的表達;(2)專業(yè)知識的分級評價標準:概念的理解—原理的理解—知識的應(yīng)用。通過這個標準，設(shè)計了課堂提問、隨堂測驗、作業(yè)、考試等考核方式進行反饋評價。其中作業(yè)、隨堂測驗試題題目都是英文的，以評價學生的英文應(yīng)用能力。雙語教學考試模式的研究顯示，高年級學生認為試卷應(yīng)以英文為主，低年級學生則認為應(yīng)以中文為主;就答題方式來說，絕大多數(shù)學生認為應(yīng)當采用客觀性試題用英文，主觀性試題用中文回答［8］。由于本課程的教學對象為大二下學期的學生，英語水平一般，因此我們將試卷內(nèi)容的30%以英文形式出題，學生可以自由選擇用哪種語言答題，但是鼓勵學生用英文答題。最后，設(shè)計了一份問卷調(diào)查來了解學生對雙語教學的評價、感受和建議。這樣，通過分級評價標準的設(shè)立、反饋機制的建立、考試模式的選擇以及問卷調(diào)查的了解，使整個雙語教學的反饋評價體系基本上建立了起來。
“科學探究”是提高學生科學素養(yǎng)的主要途徑，它不僅是化學課程的重要目標，同時也是化學學習的重要方式?！墩n程標準》有關(guān)科學探究的教學要求第一點：增進對科學探究的理解。這一內(nèi)容主題，要求在化學學習過程中要將科學探究本身作為研究的對象和內(nèi)容，讓學生真正理解科學探究過程。但是目前在教學中，學生學習化學的功利性越來越強，只關(guān)注是什么，而忽略為什么。對于不理解的知識，有些學生甚至直接背結(jié)果，而不是去動腦思考根本原因，成績?nèi)珣{題海戰(zhàn)術(shù)。因此，科學探究創(chuàng)新勢在必行。
1．1遵循的主要原則：
科學探究創(chuàng)新，應(yīng)以學生的主動學習為前提，以學生體會學習過程為主線，探究能力提高為標準。實施過程中，除遵循科學探究的普遍原則以外，還要遵循以下幾點原則：
1．2科學性原則：
對于科學探究中的異?，F(xiàn)象的思考，適用原理要準確，不要對學生誤導，不要為“探究而探究”。同時教師要發(fā)揮自身引領(lǐng)作用，引導學生關(guān)注目的、內(nèi)容、方法、結(jié)論間的對應(yīng)關(guān)系，把握教材各級主題之間的聯(lián)系，預測學生應(yīng)有經(jīng)驗，掌控學生動態(tài)，體現(xiàn)教師教學過程科學、完整的邏輯思維。
1．3簡約性原則：
科學探究創(chuàng)新設(shè)計整體要體現(xiàn)“儀器常見、操作方便、便于控制、現(xiàn)象明顯”等特點。爭取實驗步驟最優(yōu)，化學試劑無毒，反應(yīng)條件易得，總體貫穿“綠色化學”理念，如果是定量科學探究還要考慮誤差最小化。如：水通電分解這一探究，可將教材中水電解器改成水槽、兩等大試管，學生觀察、分析、討論起來更直觀、更易理解，避免學生畏難情緒影響學生對科學探究的思考和分析，同時體現(xiàn)了科學探究的更強的參與性、合作性。
1．4方法性原則：
依托化學學科的基本思想和方法，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。教師的創(chuàng)新設(shè)計是基于一定的科學方法，目的性較強；而學生對科學探究的創(chuàng)新設(shè)計則更具感性，這就要求教師適時鼓勵學生的參與性的同時，引領(lǐng)學生共同討論學生的創(chuàng)新設(shè)計的合理性、可操作性。在原有基礎(chǔ)上有質(zhì)疑、有創(chuàng)新，促使學生開闊的思維形成，讓學生在創(chuàng)新后意猶未盡，并有成就感。如：燃燒條件實驗通入的氧氣可使水下白磷燃燒，這一實驗讓學生激動不已，也大開眼界。教師將氧氣改成空氣導入這樣可省去制氧裝置及試劑，但如何水里讓空氣進入水中又是一個難題。而學生大膽撤去導管，直接用一只空試管（內(nèi)有空氣）罩住水下白磷，不但解決了儀器、試劑繁復的問題，而且又解決氣體導入、白磷在水中不易控制等問題，成為非常成功的創(chuàng)新設(shè)計。
1．5發(fā)展性原則：
這一原則，要求教師在設(shè)計科學探究創(chuàng)新設(shè)計的問題時，充分考慮學生發(fā)展的方向、學生潛能的開發(fā)。當學生對某實驗、某知識點有疑問、有不同意見時，而這剛好是學生學習知識，提高潛能的最好機會。此時，教師應(yīng)有意識的引導學生提出自己與眾不同的想法。同時，要求教師準確把握三維教學目標，把握教材的基礎(chǔ)內(nèi)容、深度、廣度，有意的將科學探究的創(chuàng)新融入到新授課、復習課當中去。如：在講述離子形成這一時機時，教師可做大膽嘗試，將元素分類融入到本節(jié)課中。并引導學生思考元素的分類，不是人為規(guī)定的，而是根據(jù)原子結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)合理劃分的。并比較原子核外電子層數(shù)、最外層電子數(shù)、得失電子趨勢、共用電子對形成、化合價的規(guī)定體會元素周期表繪制的依據(jù)。促進學生在知識、技能、方法、過程上不斷提高，從而，實驗達到較好的教學效果。再討論：氫元素在元素周期表中位置是否合理？是否還有跟適合位置？這兩個問題一經(jīng)提出，引起學生更為激烈的爭論。雖然并沒有標準答案，但卻樹立科學發(fā)展無止境的思想。
2科學探究創(chuàng)新設(shè)計中應(yīng)注意的問題
一、由復習提問引入新課
這種方法是傳統(tǒng)的新課引入法。在上新課前復習舊課，鞏固知識，再由上節(jié)課的知識與本節(jié)新知識的必然聯(lián)系自然引入，起承上啟下的作用，使知識有連慣性，使學生溫故知新。如在講授“分子式、分子量”時，首先復習上節(jié)內(nèi)容“元素、元素符號”：①聽寫若干個元素符號；②說出元素符號“O”、“H”意義。然后再提問：我們?nèi)绾斡迷胤柋硎疚镔|(zhì)分子的組成？再指導學生閱讀課文分子式引入新課，使學生自然而然地在腦子中形成分子式是由不同元素符號組合而成，元素符號和分子式的意義不同的這個概念。這種方法普遍適用于每一堂課，是教學的基本手法。
二、由懸念性設(shè)疑引入新課
“學起于思，思源于疑?！痹O(shè)“懸”立“疑”方法引入新課，使學生激情高昂，激發(fā)學生強烈的求知欲，點燃學生思維的火花，有助于教學難點的突破。例如，講授“氣體、液體和固體的分子結(jié)構(gòu)”時，學生很難想象也難以理解它的結(jié)構(gòu)，又無法用演示實驗加以驗證。在新課引入時可采取設(shè)“懸”立“疑”方法，首先讓學生想象：氣體、液體、固體的形狀和狀態(tài)。教師發(fā)問：固體既有一定體積又有一定形狀；液體有一定體積而無一定形狀；氣體既無一定體積又無一定形狀。為什么？引起學生的懸念，挖掘?qū)W生潛在的思維能力，使學生的思維在不知不覺中轉(zhuǎn)入到本課的新知識——分子結(jié)構(gòu)。本節(jié)的教學難點不攻自破。
三、由實驗引入新課
初中科學就是以實驗為基礎(chǔ)的一門學科?？茖W理論的產(chǎn)生來自科學實驗，由實驗引入新課是自然科學教學中的一種最有效的教學手段，最能激發(fā)學生的學習興趣和強有力的求知欲。并充分挖掘?qū)W生的思維能力。演示實驗還可寓教于樂，可使愛搗蛋的學生也能主動參與教學，充分調(diào)動學生的學習激情。同時又培養(yǎng)學生的動手能力，使學生在輕松愉快中學到知識。例如，講授“液體、氣體對流”時，可在課前布置學生自制彎曲柄的小風車和帶有兩個小孔瓶塞的墨水瓶。上課時讓學生自己演示：①將小風車放在點燃的蠟燭火焰上方，一會兒小風車旋轉(zhuǎn)起來；②演示水底火山。將帶有顏色的熱水灌滿墨水瓶，將配好兩支玻璃管的木塞塞緊瓶口，浸沒到冷水中，就會看到像火山爆發(fā)一樣的倒圓錐形的云霧。這樣，可大大活躍課堂氣氛，從而激發(fā)學生學習積極性。
四、由日常生活中的實例引入新課
初中科學知識在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用非常廣泛。為了促使學生學以致用，科學課教學必須貫徹理論聯(lián)系實際的原則，要根據(jù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際問題，日常生活中的實例，以及發(fā)生在學生身邊的自然現(xiàn)象等提出問題，激發(fā)興趣，開拓思維，引入新課。如講“慣性、慣性應(yīng)用”時，可提問坐公共汽車突然剎車時，乘客為什么向前傾。在講“汽油機、柴油機工作原理”時，可提出汽車、拖拉機等機器為什么能行駛的疑問。這樣引入新課，啟發(fā)學生積極思考，從而激發(fā)學生的學習動機，使學生急于將感性認識上升到理性認識。
五、由電教手段引入新課
電教手段能為學生創(chuàng)設(shè)良好的學習情境，從而誘發(fā)學生興趣，調(diào)動學生的積極性和主動性，寓教于樂。例如講“豐富多彩的自然界”時，先播放一段錄像：在地球上，自然界千變?nèi)f化。各種動物有不同的生活習性和方式，有的獨處生活，有的群聚生活；還有風起云涌、排山倒海、狂風雷雨等自然現(xiàn)象。這些究竟是什么原因？這要問問地球上的自然界。這樣，即刻將學生注意力引到下文。利用電教手段還包括實物投影儀、幻燈片、錄音等，還可以利用多媒體電腦播放教學課件。
六、巧用詩詞引入新課
在科學課堂中適當引用詩詞，既可導出本課的教學主題，又能在新課一開始就集中學生的注意力，吸引住學生的思維。
如在“碳的性質(zhì)”的教學中，我一進教室就誦出“賣炭翁，伐薪燒炭南山中，滿面塵灰煙火色，兩鬢蒼蒼十指黑”。一誦完詩，學生就很驚訝，科學老師怎么上起語文課來了，立即激發(fā)了他們的好奇心，把注意力集中到這節(jié)課的學習中，達到了引入的目的。接著引導學生思考“伐薪燒炭”說明什么？“十指黑”表示了什么含義？學生就很自然地想到“薪”可以燒成“炭”，碳的物理性質(zhì)：“黑色固體”等等。又如在學習“動物的個體發(fā)育”時，我在該多媒體課件的首頁，插入南宋著名詞人辛棄疾《西江月》的朗誦音頻、蛙鳴的音頻和江南田野風光視頻，在上課伊始把學生們帶入“明月別枝驚鵲，清風半夜鳴蟬。稻花香里說豐年，聽取蛙聲一片”。這樣優(yōu)美的意境中，然后設(shè)疑：“蛙聲—稻花香—豐年”是怎樣聯(lián)系起來的？以“豐年—蛙聲—繁殖—個體發(fā)育”為思路導入教學。當學習“種子的結(jié)構(gòu)”知識時，我用“春種一粒粟，秋收萬顆子?！币胄抡n，讓學生體會到植物體產(chǎn)生大量種子所體現(xiàn)出的旺盛的生命力，以及種子繁育新生命的意義，從而不自覺地產(chǎn)生了解種子結(jié)構(gòu)的好奇，這種好奇又為下一步的課堂教學打下了良好的基礎(chǔ)。
七、由科學家的故事及有關(guān)歷史資料引入新課
