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科学教育论文范文

一、网络资源分类

(一)科学新闻类

在与科学相关的各种文本中,科学新闻是学生掌握科学知识最直接、最重要的渠道之一,其相关应用也在科学教育的研究中得到关注.科学新闻既包括各个自然学科领域的最新研究进展,也有社会生活中与之相关的最新事件报道,反映科学知识在生活中的应用.它既可以呈现于报纸、电视等传统媒体,又可以从网络、微信等现代化媒体获得,体现出传播性、时效性、新颖性、前沿性等特点.科学教育工作者可以从科学新闻类网站获取教学情境资源、实验创新灵感和命题素材,而学习者可从中拓展科学视野,深化对科学知识应用的了解.另外,此类网站在科研和科普之间架起了桥梁,在科学传播过程中发挥了重要的作用,也弥合了科学与社会、生活的代沟［1］.

(二)教学模拟类

教学模拟是利用计算机建模和仿真技术来表现某些系统（自然、物理、社会）的结构和动态,为学习者提供一种可供他们体验和观测的环境［2］.科学课程的学习是以实验为基础的,学生的形象思维和抽象思维可在感受真实事物或进行实验建模的过程中得到有效的训练.现在的技术设备与以往的教学媒体相比,网络上的教学模拟更具有“互动性”的功能,使学习者直接和电脑媒体产生互动,用技术学习不仅增强了教学活动的趣味性,也增进了教学的质量与效能［3］.国外的科学教育教学模拟主要以以下两类网站形式进行的.

表1科学新闻类网站示例

网站名称适用对象特色资源网站评价

Student Science

https://wwwsciencenewsorg/中小学生、大学生、教师专为学习者介绍科学新发现、在科学新闻博客中讲述奇怪事件,在科学简讯、科学可视化栏目中发布科学主题新闻,可以从1924年开始筛选所需的科学新闻主题（地球与环境、基因与细胞、人类与社会、生活与发展、数学与科技、物质与能源）以可视化的手段展示科学,帮助学习者理解科学知识、了解科学发展

Science Daily

http://wwwsciencedailycom/

中小学生、大学生、教师从来自世界各地的最新头条新闻和视频中了解健康科学（健康和医学、心和脑）,物理科学技术（物质与能源、时间和空间、计算机与数学）,环境科学（植物和动物、地球和气候、化石和遗迹）,社会科学与教育（科学与社会、商业和工业、教育和学习）及一些奇怪的事件网站上的科学新闻来自重要的新闻服务中心和一流的科学期刊、研究机构等,学习者还可以通过每个页面底部的超链接访问更多的科学新闻

Science AAAS

http://newssciencemagorg/

中小学生、大学生、教师从科学研究和科学政策中报道热点话题、分享科学镜头、分类报道不同的科学主题（考古学、生物学、脑科学、环境、气候、教育、健康、古生物学、物理学、植物与动物、空间、科技等）,对网上流传的科学故事进行筛选报道“每日新闻”来自全球顶尖的《科学》期刊,内容新颖独特,具有权威性

1.教育游戏类

随着科技的发展,游戏在人们日常生活论文范文得越来越流行,其教育导向也变得更加明显,或许不久的将来游戏将变成人们传递教育内容的日常应用程序［4］.教育游戏是游戏的一种,不同的是它带有明显的、有意图的教育性,将教育内容与游戏融合起来,是能够帮助学生认识、学习、培养和发展潜在智能的载体,其中学习者、游戏和教育内容是教育游戏所必须具备的条件［5］.网站上的教育游戏形式多样,例如,学习者可以通过虚拟的实地考察和冒险获取相关的体验、在游戏中嵌入科学知识以解释自己所不知道的奇怪现象、也可以通过参与虚拟的太空行走和穿梭飞行等游戏来学习更多的科学知识.因此,教育游戏类网站在非正式的教育情景中有更大的优势,它能够促成个性化的学习和合作学习,使学生从信息的接受者变成信息的生产者［6］.但是,如果用户仅把教育游戏看作是一种用来消遣时间的娱乐方式而不是教育工具,就等于学习者在盲目地浏览网络或是在进行无意识的学习.为此,能够调动学习者学习的积极性和主动性,能够激励学习者在体验过后进行提问和思考并进行信息查询、互动交流的教育游戏类网站才有意义.2虚拟现实类

虚拟现实常用来描述从个人计算机上的三维动画到网络化模拟器等内在的各种东西［7］.在教育领域中,虚拟现实可用来模拟化学、物理、生物等一些科学现象,帮助学生理解那些在传统课堂上难以体验到的现象或情境,并轻松领会富有挑战性的科学概念.虽然虚拟现实和教育游戏一样都有一个虚拟的情境,但虚拟现实是人类在探索自然和认识自然的过程中创造产生的用于更好地适应和利用自然的科学方法和科学技术［8］.在虚拟现实的网站中,一些抽象的自然界事物或实验室场景具有了可视化性和可操作性,有助于学习者对研究对象的理解.通过该类网站的学习体验可使学习者感觉到自己似乎到了真实的世界中,同时还可以享受操作过程和跨学科研究的乐趣.因此,无论是把虚拟现实看成是一种有趣的学习方式还是当做有意义的探索,这类网站均有助于知识的建构和迁移.

表2教育游戏类网站示例

网站名称适用对象特色资源网站评价

PhET（Physics Education Technology project）

http://PhETcoloradoedu/simulations/translationsphp

中小学生、大学生、教师主要基于J论文范文a语言和Flash软件开发,主题涉及物理、化学、生物、地理以及数学等科目.提供了具有趣味性、互动性及以研究为主的自由科学现象模拟教学.PhET模拟教学动画利用大量的图形及游戏操作有利于科学概念可视化.为了鼓励更多的定量探索,模拟教学也提供了模拟测量工具,对于阐明因果关系提供了有效的支持.所有的模拟教学都经过专家测试、评估,以确保教学有效性及实用性美国科罗拉多大学的PhET 计划：在线集中呈现优质的模拟实验,资源丰富；与游戏融合,情境有利于提高学生的兴趣；互动性强,可选择变量开展自主探究活动；提供教师指导,指导资源的合理应用

TERC

https://wwwtercedu/display/HOME/Home

中小学生、大学生、研究生、教师提供各学校地球实验室中学习者环境科学调查的数据,学习者可确定一个本地的“研究点”进行环境科学调查并上传自己的数据,评价系统可随时对研究结果进行评价是一个跨学科的支持科学探究的地球实验室.在基于游戏的环境中,将游戏嵌入科学教育的概念中,研究前沿理论并付诸于实践,以更深入地理解科学知识

Nationalgeographic

http://wwwnationalgeographiccom

中学生、教师提供游戏视频,游戏活动道具,地板地图（非洲、亚洲、欧洲、北美、南美和太平洋）等丰富的学习资源及许多探险的机会和与课堂学习相关的资源视频真实地记录了野生动物保护协会生物学家J·Michael Fay穿越中非的旅行,帮助学生理解自然地理、地理文化,培养了学习地理科学的兴趣,提升科学素养

simSchool

http://simschoolorg/

教师为作为知识游戏玩家的教师提供模拟课堂,并为玩家提供了一种“模拟的学徒身份”,可根据需要反复体验决策生成、实验以及教学改进过程游戏的复杂程度不同,玩家可在游戏过程中使用反馈、提示和脚手架,主要用于拓展教师的技能,在获得真实课堂中的教学经验之前扩充教师的课堂资源准备

CiscoSponsored Free eLearning Web Portal

http://wwwciscocom/go/packetville

小学三年级至初中九年级的学生对数学、科学和生活中的科学现象进行讲解语言简练,页面背景和字体均符合中小学生的认知特点,操作界面以游戏的方式进行并配有动画和视频,旨在为学生营造一种热情、富于想象和智慧的激励性的氛围

表3虚拟现实类网站示例

网站名称适用对象特色资源网站评价

SEDL

http://wwwsedlorg/pubs/classroomcompass/

中小学生、教师、家长提供科学课程学习计划、科学扩展活动、科学探究视频、科学小发明、课堂教学策略、图书列表和激动人心的思想课程等该虚拟实验室旨在促进数学与科学的学习和教学活动的开展,采用不同的方式吸引学习者的兴趣,为不同年级的学习者安排不同的互动活动,是一个良好的学习互动平台

The University of Test at Austin

http://wwwutexasedu/depts/grg/eworks/wie/ludwig/earthworhtml

中学生、大学生、教师提供多种科学课程学习计划,可用虚拟的耳机、手机和其他定位系统来改变地理位置,使学习者在学习的过程中体验不同的地理环境采用先进的方法技术,旨在通过地理学来探索新的世界

(三)网络课程类

网络课程是通过网络体现学科教学内容以及实施教学活动的重要载体［9］.虽然,网络课程尚不能完全取代传统的学校课程,但是对于正式教学它具有补充性和强化性,兼具开放性与共享性,使学生体验到多种学习方式.同时,网络课程不拘泥于教材,也不是教材内容的复制品,而是为学习者创设的一个符合网络特点的学习环境.网络课程设计与开发的形式不拘一格,但必须立足于促进学习者学习方式的转变和知识的建构,能够创建和利用多种多样的教学与学习资源,充分发挥网络的功能和优势,有效地支持自主学习、协作学习、探究学习等学习方式［10］.

西方国家在科学教育方面的工作进展比我国超前,其网络课程建设比较成熟,系统性强,全面提供与课程相关的大纲、视频、讲义、习题等资料.其中,有的课程注重师生、生生之间的交流互动,通过网络课程的学习来引导学习者从网络中获取所需要的信息,并对信息加以分析、评价、归纳,以便在需要时使用这些信息.

表4网络课程类网站示例

网站名称适用对象特色资源网站评价

Science Courses

http://studycom/academy/subj/sciencehtml

中学生、大学生提供物理学、地球科学、化学与生物科学等课程视频,并配有小测验和在线辅导教师课程以视频形式为主,大部分视频时间控制在10分钟以内,且视频格式支持学习者使用移动终端设备随时学习,旨在通过一种快速和有趣的方式来帮助学习者获得需要的信息

Chemguid

http://wwwchemguidecouk/

中学生提供了完整的化学课程知识体系、化学问题的详细解析与教学大纲配套的习题页面简洁,分类条目清晰,操作方便,知识点介绍详细

ChemCollective

http://irchemcmuedu/irproject

中学生、大学生按化学主题划分单元和模块,含有视频、虚拟实验室、实践活动和评估材料等,并有教师在线指导允许教师跟踪学生的学习进度,学习者可自定步调免费访问课程资源

My Science Box

http://wwwmyscienceboxorg/home

中小学生、大学生、教师提供了生态学、水域、地理学、生物学、板块构造、生理学的课程与课程学习计划、实地考察的计划材料、课程检测及教师的教学材料和教学指导界面简洁,易于操作,各年级的学习者通过搜索关键词可轻松获取符合其认知特点的学习内容

(四) 学习活动类

学习活动是指在特定的学习环境中,在教师的指导下,学生群体通过探索、合作或个别学习,以及师生交互等操作而完成特定学习目标的认知活动,也包括培养学生的技能和价值观的活动［11］.网站上的学习活动不同于传统的学习活动,是一种把世界各地的学习者或研究者联系在一起进行探究式的合作学习.通常,学习者通过浏览和研习学习材料、讨论交流等方式来获取知识的［12］.学习活动类的网站为学习者营造了一种积极、合作、建构和充满趣味的学习环境,学习者通过使用技术对高级技能的应用和复杂过程的理解来学习科学知识,并轻松掌握解决问题的技能和方法.根据网上学习活动的特点,将其分为以下两类：

1.问题解决类

网站上的问题解决活动主要分为信息搜集、电子写作、平行问题解决、虚拟现实问题解决和社会活动项目等几种［13］.学习者可根据自身的特点制定适合自己的活动计划并进行个性化设置,通过网络进行一定的社会活动,在和真实社会的接触中逐步解决问题.在这个过程中学习者会运用多种技能,比如编辑、访谈、讨论、倾听、协作、评估等,这些技能对于问题的解决是创造性的,帮助学习者创造出新的更好的解决问题的方法.

表5问题解决类网站示例

网站名称适用对象特色资源网站评价

Baking Bread Field Trip

http://wwwfieldtripsorg/sci/bake/indexhtm

小学生、教师结合数学、科学和历史知识详细介绍了烤制面包的原理、工具和技术,通过浏览面包食谱的网页、提示和图示帮助学习者尽可能简单地制作满意的面包.另外,教师页面提供了有关艺术和科学的扩展活动给学习者更多的空间,可根据自己的能力进行自主探索

Journey North

http://wwwlearnerorg/jnorth/

中小学生、教师对自然世界的季节变换、气候、动植物等进行了详细描述,可供学习者跟踪观察并进行分布式数据收集,支持在线记录（Field Notes）和随时报告他们的观察语言表述浅显易懂,配有丰富多彩的图片,还有与活动相关的大量资源及在线咨询,便于拓展性研究

2.研究发布类

通过个人空间或集体空间,学习者既可以搜索资源,也可以发布自己或与他人合作完成的作品.“研究”的一个主体功能是与他人合作共享研究发现,“发布”提供了一种传播学习者的原创成果的途径.当学习者成为网站创建和发布的掌控者时,他们的学习效果会更加明显,因为这种方式促使学习者通过探索和发现的过程不断与外界交换信息,在使其认知结构得到充实和变革的同时思维也会不断地得到深化［14］.此外,科学教育的过程不单是科学知识的传授,也是各种能力和技能的培养,学习者或研究团队建构科学学习网页的过程也可视为一个跨学科的有意义的学习活动过程,他们会对自己设计的内容进行不断的阅读、反思、修正,以确保自己研究发布的内容是他人所感兴趣的.

表6研究发布类网站示例

网站名称适用对象特色资源网站评价

MrsGilmers 4th Grade Web Page

http://wwwsikestonk12mous/mgilmer/

小学生提供了一个关于循环系统、呼吸系统和消化系统的人体探究活动,附有各小组成员的研究报告分类详细,内容丰富,把个人或小组的成果放在网页上,不仅有助于自己也有助于别人的发展,增强了学习者的自信心和积极性

International Schools CyberFair

http://wwwgsnorg/cf/

中小学生、大学生、教师内容来自学习者的学习项目,学习者根据个人兴趣选取研究主题,发表自己的研究发现,并对自己感兴趣的或有疑问的内容进行评价多样化的栏目设置促使参与者之间的协作,提高了对科学探索的兴趣

(五)专业综合类

专业综合类与学习活动类的主体差异在于,提供资源的或为科学教育类专业机构、或为领域权威、或为知名人士.通过该平台可以把国内学者的研究成果推向国际舞台,以加强各国科学教育界的交流,增进对科学教育的了解,还可共同分享经验、探讨所面临的困难和挑战,以便共同提升科学教育的地位,为培养创新型的科学技术人才奠定坚实的科学教育基础［15］.

1.专业机构类

专业机构往往指自然科学领域的政府部门网站、科学学科或科学教育相关学会开辟的专题网站.它主要提供本学科最新资讯、论文范文,分享教学资源和研究指导与详实的实验研究数据和图文,以及科学教育主题学术期刊的投稿方法、范文等.因此,了解这类网站不仅可以掌握科学发展新动向,还可以提高教学活动的质量.

表7专业机构类网站示例

网站名称适用对象特色资源网站评价

NASA

http://wwwnasagov/

中学生、大学生、教师包含火星旅行、地球、科技、航空学、太阳系、教育、历史等话题的电视节目美国国家航空航天局电视节目从新高度揭示未知世界,推进美国太空计划的实施,其观众来自媒体、学生和教育工作者,具有较强的交互性

Royal Society of Chemistry

http://pubsrscorg/

中学生、大学生、教师报道英国乃至世界化学界最新的新闻事件,为化学家、教育工作者、学生、新闻记者等提供不同的资源兼顾化学科研学术和化学教学需求,资源丰富多彩

2.个人网站类

很多科学家、科普作家、科学教师都创建自己的网络平台,或是个人网站、博客等,均为广大科学爱好者奉献自己的智慧和力量.个人网站是一种新的师生学习空间介入教育系统［16］.它以信息技术与科学知识、科学教学活动相结合的方式,为师生营造了一个交流互动、发展创造的良好的学习环境.而且,这类网站彰显了个人的学术思想、教育理念,其开放性、资源差异性、合作探究性均体现了网站的特色,有助于提高学习者的参与度和主动性,培养学习者创造性的思维方式和研究方法.

表8个人网站类示例

网站名称适用对象特色资源网站评价

Theodore Gray

http://hometheodoregraycom/

中学生、大学生、教师有个人博客（包含TED演讲、专题视频、成果介绍）和个人创作的商品（如元素周期表、ipad应用程序、书籍等）内容均来自Theodore Gray的原创且持续更新中,记录了一位化学家为科学发展所做出的努力

The Karlsruhe Physics Course

http://wwwphysikdidaktikuni-karlsruhede/indexhtml

中学生、大学生、教师汇集了一些重要的著作和被埋没许久的有价值的研究成果,以德文、英文、意大利文和中文等多种版本解释日常生活中的各种物理现象言简意赅,结构紧凑,与相邻的其他理科学习之间融会贯通,构建了统一和谐的物理学

二、反思与展望

目前,国内在越来越重视科学教育的同时,配套网络教育资源的建设也在蓬勃发展,无论是着眼介绍国外科学教育资源的科学教育网（http://wwwseduorgcn/）,还是关注科学教育研究交流的兴华科学教育网（http://wwwrisechinaorg/）,又如近年来特别风靡网络的原创数字科普项目“美丽化学”（http://beautifulchemistrynet/cn/）,都表现出中国科技工作者、科学教育工作者对宣传科学技术、研究科学教育的苦心和热情.不过,目前我国科学教育网站大多关注中小学科学教学、课程资源和应试资料的汇编,关注素质教育理念和科学精神、训练科学思维方法的优秀网站还是比较匮乏的.分析研究国外网站的分类及典型案例,可从中获得对国内科学教育网站资源建设的有益之策.首先,国外科学教育网站取材广泛,通过多样化的栏目展示科学在现实世界中的真实面目,支持学习者在科学探究过程中数据的收集、整理和分析,体现了学习的科学性和时效性.其次,国外科学教育网站注重提供学习资源,通过大量的超链接将不同的科学知识和复杂的科学现象进行了有效整合,学习者可在情境中反思其意义并迁移到所设置的问题情境中去,提升了解决问题的能力.最后,国外科学教育网站对教科书和其他纸质资源的内容进行了扩展,通过信息技术强化表现力和仿真度,引导学习者将资源作为一种可参与有意义的学习活动的学习工具,这种具有较强的建构性和协作性的网站资源有助于跨学科思维能力和对真实世界操作能力的提升.

虽然科学教育的网站使学习者探索知识的过程变得简单了,但为了进一步提升我国科学教育网站网络资源的质量,以下问题有待我们继续探索和思考：首先,科学教育网站应以生为本,在此基础上,思考如何设计科学实践活动来引导学习者通过互动的形式来获取知识、提高他们提出问题、解决问题和团队协作的能力.其次,科学教育网站应是一个开放式的平台,在以任务为导向的前提下,思考如何使学习者更积极主动地参与到网络中的科学学习活动中去的问题.最后,科学教育网站也是一个师生交互的可提高学生科学素养的良好平台,如何设置内容才能使教师在引导学生“学”的同时及时了解学生的学习情况,并对学生的科学知识、技能、科学精神、科学态度和价值观进行客观评价.

参考文献：

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