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一、课题的研究背景和意义
随着新课程改革的推广实施，“科学学习要以探究为核心”、“科学课程应具有开放性”等许多先进的教学理念已经深入人心，致使我们越来越觉得科学课程是一门实践性很强的课程，要提倡师生“真刀实枪地搞科学”，教师需带领和指导学生进行大量的观察实验、动手操作等活动。这样就必然对学校实验仪器的配备、实验室设置情况提出了很高的要求。
为此，近年来，无论城市小学还是农村小学都陆续装备了各种实验仪器，小学科学课实验教学条件得到了很大的改善。以我们三河市为例，每一个乡镇级的小学都开设了科学专用教学室，并配齐了相应的仪器设备，都已经达到或超过国家仪器配备的一类标准。
小学科学开放性实验室是指在完成正常的科学课教学任务的前提下，利用现有师资、仪器设备、环境条件等资源，面向全校小学生开放使用的实验室，旨在通过各种措施和手段吸引小学生利用课余时间到实验室进行实验、制作、发明、创造等活动，培养学生的动手操作能力和科学探究能力，从而进一步提高自身的科学素养，推进科学新课程的深入实施。其具体意义如下：
1、是优化课程资源，提高实验室使用率的需要。虽然随着课程改革的深入，许多小学都开设了科学专用教学室，并按国家一类标准配齐了相应仪器设备，但在实际的教学活动运作中却存在着科学专用教学室使用率低下、空置等情况。
科学实验室功能单一，只用于上科学课及开展第二课堂活动时向学生开放，而其他非常教学时间，即学生的课余时间中是空置在那里。
许多教学仪器已成“鸡肋”。由于新教材的推广使用，以前与自然常识教材配套而定购的如太阳高度测量仪、小水轮、水的压力实验盒等器材就出现了闲置，上科学课时根本用不着，而不使用又觉得可惜，简直就是资源浪费。
2、是满足学生科学探究欲望，落实课堂延伸，培养动手操作能力的需要。“不要把上下课铃声当做教学的起点和终点”等开放性教学理念提倡把科学课堂内的科学探究活动切实引向课外，而这种课堂延伸性的课外探究活动如果没有实验室的支持也往往会无法落实而成为一种形式。如在六年级科学下册《微小世界》一单元的学习过程中，学生对微生物的研究发生了浓厚的兴趣，想在课外也去观察研究，但如果没有科学实验室的支持，没有显微镜，这只能是一种可望而不可及的空想。
3、是增强语数等其他学科实践性的需要。让小学生亲身经历各种动手实践活动，培养学生的动手实践能力不但是科学教学的任务，而且也是语文、数学、英语等其他学科的重要培养目标之一。因此在其他学科中也有许多动手操作性很强的教学内容，而这部分内容的教学也需要科学实验室的支持，最好到科学实验室来上课。如语文第十二册中的习作训练课---《烧不坏的手帕》如果没有让学生经历过相关的实验操作，学生是写不出体验深刻的文章的。
二、国内外相关课题研究综述
在国外以科学技术发达的美国为例，不但在科学技术方面堪称世界的领头羊，而且培养后备科科技人才的科学教育水平也是处于绝对领先的地位。
在1995年就出台了历史上第一部科学教育标准――《美国国家科学教育标准》。其中就已经把科学实验室作为科学教育的一个重要的课程资源写入标准：“开展科学调研要求学生可以方便、公平、经常地使用多种设备、材料、供应品及其他资源，以便对现象进行实验研究和直接调查研究”，“合作调研需要适当而安全的场所。”
可见，在美国科学实验室及其仪器设备与学校等其他科学教育资源一起都由地方社区统一管理配置的，而且所有的资源都是开放的，不管是大学生，还是中学生、小学生，只要他们有研究需要都可以到相应的科学实验室进行科学研究活动。
在国内，随着课程改革的深入，部分大学和高中在科学实验室的建设中开始了开放性实验室的尝试，正在逐步形成和完善实验室开放机制，已经取得了很好的成效。如宁波理工学院提出的实验室资源共享举措，进行了学院实验室向校内开放、向兄弟院校开放的大胆尝试，目前累计共有300多名校外学生来宁波理工学院做实验，从实验设备到指导老师都是理工学院的，校外学生和校内学生享受到了同等待遇，受到良好的社会效益。
三、理论支持
1、探究性学习理论
在美国国家科学教育标准中，探究也指学习过程。它是一种积极的学习过程——“学生去做的事，而不是为他们做好的事”（ something that students do, not something that is done to them）。换句话说，就是让学生自己思考怎么做甚至做什么，而不是让学生接受教师思考好的现成的结论。
从美国国家科学教育标准中探究一词的用法可以看出，探究既是学习的过程又是学习的目的。
笔者认为，探究性学习指的是仿照科学研究的过程来学习科学内容，从而在掌握科学内容的同时体验、理解和应用科学研究方法，掌握科研能力的一种学习方式，其包括提出问题、猜想与假设、制定计划、观察实验制作、搜集信息、进行解释、表达与交流等几步骤组成。
开放性实验室就是服务于小学生的探究性学习而设置的，从而提高小学生的科学探究能力。
2、“做中学”教学思想
“做中学”是美国现代著名的实用主义教育家杜威（1859 ─1952）的全部教学理论的基本原则。
杜威认为，“所有的学习都是行动的副产品，所以教师要通过‘做’，促使学生思考，从而学得知识。”杜威把从“做中学”贯穿到教学领域的各个主要方面中去，诸如教学过程、课程、教学方法、教学组织形式等，都以从“做中学”的要求为基础。形成了“不仅塑造了现代的美国教育，而且影响了全世界”的活动课程和活动教学。
“做中学”科学教育项目强调的是：在科学活动中引导孩子参加实践，帮助孩子学会独立做事，学习记录与表达，养成遵守规则和尊重他人的习惯。
“做中学”核心在于让孩子充分体验科学发现的整个过程，从而发展学生的解决问题的能力。基本特点是：开放的情景、真实的任务、主动的探究。开放性实验室正是基于这种教学思想的指导下进行的。
3、开放性教学理念
科学课程应具有开放性。这种开放性表现为课程在学习内容、活动组织、作业与练习、评价等方面应该给教师、学生提供选择的机会和创新的空间，使得课程可以在最大程度上满足不同地区、不同经验背景的学生学习科学的需要。
这种开放性还表现为，要引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的多种资源进行科学学习，将学生的科学学习置于广阔的背景之中，帮助他们不断扩展对周围世界科学现象的体验，并丰富他们的学习经历。
作为小学生心目中最神秘、最向往的实验室首先要进行开放，从而最大程度上利用好实验室这块资源，促进小学生科学素养的提高。
四、研究假设
通过建立开放性实验室吸引更多的小学生进入到科学实验室，在科学老师的指导下，运用实验室中的各种器材设备去研究他们在生活、学习中所碰到的各种科学问题，从而呵护小学生的好奇心和求知欲，提高小学生动手操作能力和解决问题的能力，在校园中形成浓重的科学探究氛围，让科学实验室真正成为科学的殿堂、开放的场所、创造的乐园。
五、研究目标
1、形成一套完善的小学科学开放性实验室的管理机制。
2、培养学生的科学探究意识，发展动手探究技能，提高小学生的科学素养。
3、打造“人人学科学、讲科学、用科学”的校园科技文化，使其成为学校的一个传统、特色。
六、研究原则
1、启蒙性原则
《科学（3－－6年级）课程标准》指出：“小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。”因此在开放性实验室里进行的科学实验、制作等研究活动必须符合小学生的年龄特点、鼓励学生从自己的生活实际出发，根据自身的能力水平，去选择研究问题，设计实验，进行科学探究。
2、实践性原则
本课题的实施必须要让学生在观察、实验、制作、发明、创造等一些实践活动中去发现科学规律，体验探究的乐趣，增长科学才智，形成科学素质。这既符合小学生的认知规律，也是科学本质特点所要求的。
3、开放性原则
不管是开放性实验室的管理，还是指导小学生进行科学探究都要树立开放的理念。这里的开放性指的是以下几方面：
学习对象的开放：面向全校小学生开放。
时间开放：除正常教学时间外的所有时间。
学习思想的开放：同学们可以带着自己的思想、自己的思维方式来实验室自主设计实验，实验室提供技术、场地和器材及一切可能的支持。
学科开放：不局限于科学课这一门学科，提倡其他学科也到实验室来教学。
学校外开放：向家长开放，让学生家长也来了解小学生的探究学习，以便联合共同促进小学生科学素养的提高。
4、个性化原则
作为科学探究活动主体的小学生，在面对纷繁复杂的科学世界时，会产生无比激情和盎然兴趣。教师必须尊重学生的意愿，以发展的观念和心态，为他们营造一个宽松、和谐、民主、融洽的科学实验环境，引领他们去学科学，用科学。当然鼓励小学生充分发展个性一，并不等于放任自流。
七、研究方法内容与措施
研究方法：调查法、观察法、行动研究法、经验总结。
研究内容与措施：
（一）小学开放性实验室布置与器材配备方案研究
1、开放性实验布置
①设置科学画廊
②设立科学实验工作台
生物工作台――提供小学生做一些与生物相关的对比实验，饲养并观察动物、植物、微生物的生长情况的场所。
生活科学工作台――提供小学生探究在生活中发现的问题的场所。
奇思妙想工作台――提供小学生进行发明创造设计的场所。
科学制作工作台――提供小学生进行科学制作的场所。
③设立科学研究成果展览室
2、器材配备
①开展调查比较，确定开放性实验所需器材。
②学校投入资金向仪器站定购。
③师生共同在生活中收集。
④师生共同自制教学具。
（二）小学开放性实验室管理机制研究
1、开放时间设置：周一到周六除正常教学时间外的学生时间。
2、制定课余和休息日教师值班表。
3、制定实验室器材定期维护和保养制度。
4、制定实验室使用登记制度。
5、制定开放性实验室中探究内容的申报与成果登记制度。
6、聘请校外科学专家定期指导小学生的科学探究活动。
①小星星科学院――发布一些小星星科学院成员们的一些研究成果（科学小论文）。
②身边的科学――发布一些有关生活中小科学的视频录像。
③趣味小实验――发布一些趣味性很强的实验方案或制作方案，供学生选择到实验来实验制作。
④科学课堂――发布一些小星星科学成员们的课外研究。
（四）小学开放性实验室师资队伍建设研究
1、配备责任心强、业务素质过硬且对科学探究有兴趣的教师担任开放性实验室的辅导老师。
2 、定期开展辅导经验交流。
3、邀请校外有关专家来校进行指导工作。
4、定期派出到相关学校取经学习。
（五）校本教材研究
1、编写适合在实验室进行的科学探究活动教材。
2、汇编小学生的科学探究成果集――《小小探索者》。
八、研究对象、步骤
研究对象：三河市三小学3、4、5、6年级学生
研究步骤：
第一阶段――准备阶段：（2007、1—2007、8）
1、成立课题组，制定课题实施方案。
2、以“科学与我们”为主题开展学生问卷调查，了解小学生的科学水平和科学方面的兴趣。
3、确定开放性实验室的布置方案，进行实验室的布置与完善。
4、确定实验仪器的购置项目，配齐相关的仪器设备。
5、制定好开放性实验室的管理制度。
第二阶段――实施阶段：（2007、9---2008、8）
1、配备开放性实验室的指导老师
2、组建“小星星”科学院。
3、开展如何吸引小学生到开放性实验室来研究自己想研究的问题的策略。
4、开展开放性实验室小学生科学探究辅导策略研究。
5、完善开放性实验室管理机制。
6、汇编《小小探索者》第一期。
7、编写适合在实验室进行的科学探究活动教材。
8、少年科学院网站发布。
9、其他学科到实验室上课的案例研究。
10、汇编《小小探索者》第二期。
11、总结经验，形成《小学开放性实验室建设的实践研究》结题报告。
九、成果形式
1、《小学开放性实验室建设的实践研究》主报告。
2、科学探究成果集。
3、科学探究活动指导案例集。
十、研究人员分工
1、李长青，负责课题的策划与指导
2、刘利文，负责与本课题相关的仪器配备等后勤保障
3、刘宝军，负责与本课题相关的校本课程建设，负责课程的实施
4、楮俊英，科学教师，负责课题方案的设计与策划、实施与调控等有关具体工作
5、孟宪兰，科学教师，负责具体实施工作
6、刘书平， 负责相关活动的组织
7、尹新竹，科学教师，负责具体实施工作
8、牛淑华，科学教师，负责具体实施工作
9 、任飞翔，科学教师，负责具体实施工作
十一、研究条件
1、硬件设施先进，我校目前有科学专用室5个，并按国家仪器一类标准配备了相应的仪器，在每个科学专用室配备了多媒体设备。
2、教育科研氛围浓，我校是三河市教育科学研究所实验学校，所承担的教育课题曾在全国、省、市、区级的教育成果评比中多次获奖。
3、学校对课题研究非常重视，总是在资金投入、人员配备等方面给予大力支持。
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