小学科学中长期研究性作业的实验研究

根据小学生的年龄和心理特点，小学科学学科的研究性作业依据时间的长短，一般可分四类：二三天以内能完成的为短期研究性作业；半个月以内能完成的为中期研究性作业；一个学期以内能完成的为长期研究性作业；一个学期以上的为超长期研究性作业。依据内容的不同，分为二种：单一实验的研究性作业，多个实验组成的研究性作业。
本研究侧重于学生中长期研究性作业的探讨，尤其是中期研究性作业的可行性、实效性探讨。

研 究 意 义

1、理论意义：通过实验研究，旨在探索一条能有效提高学生创新精神和实践能力的新途径和新方法。在理论上为研究性学习提供实证支持。
2、实践意义：通过实验研究，进一步激发学生对探究科学问题的兴趣，掌握适用的科学研究方法，并形成一定的研究能力，提高他们主动获取知识和发现新事物、解决新问题的能力。
研 究 方 法

（一）、研究对象：小学五年级学生。采用整群随机抽样方法，从2001年秋季五年级中随机确定一个班为实验组，二个班为对照组。
（二）、研究时间：总时间 2001年11月—2002年7月。
分三个阶段：
1、准备阶段：2001年11—12月，查阅文献，制定研究方案，课题论证。
2、实施阶段：2001年12月—2002年7月，根据课题实验方案组织具体实施。
3、总结阶段：2002年7—8月，整理实验材料，撰写课题研究报告。
（三）、实验设计：
采用准实验设计，单盲法。为防止实验前测可能造成学生的警觉，当再予以实验处理时可能出现学生自己意识到是在参与实验，从而激发起不同的行为动机，对实验造成不必要的无关变量的干扰。因此，本研究具体采用扩大的对比实验设计。其程式为：
实验组 前测 施加实验因子 后测
控制组A 前测A 常规教学 后测A
控制组B 施加实验因子 后测B
其中，实验组和控制组A实施前测，实验组和控制组B都施加实验因子， 实验组和两个控制组均实施后测。最后通过比较三组的后测差异，来了解实验变量的作用。
（四）、实验变量：
1、自变量
中期、长期研究性作业，更侧重于中期研究性作业。一学期每个学生至少主持或参与2-3个研究性学习项目。具体为：
首先教师提供样例，作必要的方法辅导，然后学生自主提出或确定研究问题，对自主有困难的学生也可从教师、家长或社会其他人士提供的参考题中选题。再对选题初步论证，确认有一定价值的，由问题提出人或项目主持人，以个人或自由组合组成研究性学习小组（建议每组3-7人为宜）等方式，开展专题研究，期间接受教师、家长或社会其他人士的指导。
操作流程：
①选题；②论证；③制定可行性研究计划；④按计划实施；记载研究大事记或日记；（期间接受不定期检查研究进展情况）⑤归纳总结，撰写研究报告。
2、因变量
（1）、因变量类别
① 学生对科学和科学研究兴趣的变化状况；
② 学生提出科学问题和设计实验研究等能力的发展状况；
③ 对自然（科学）学科学习、学业成绩及其思维发展的影响状况。
（2）、因变量的测量和评价
①、学生对科学兴趣科学学习的变化状况,通过问卷等方法来测量；
②、对学生提出科学问题、设计实验研究等能力的测量，采用让学生选择自己提出的或教师提供的问题，进行实验方案设计，看其设计的科学性、新颖性和可操作性，同时，结合平时的研究性作业的质量予以综合评价；对学生思维发展的影响则设计开放性试题，检测其创造性思维的流畅性、变通性和独特性；
③、对科学学习、学业成绩的影响，主要通过期末考查等成绩的差异状况来测量。
④、查阅研究性作业进展记录,考察其研究性学习能力的水平。
3、控制变量
①、实验信息干扰。对课题组以外的无关人员进行保密，如学生、其他教师等；
②、教学差异因素。实验组与控制组由同一教师执教，教学时间相同，周课时相同，平时作业量相同；
③、前测警觉控制。采取扩大的实验设计，增加一个对照组加以控制；
④、另外的变量，如被试选择、成熟、统计回归等通过随机化得到控制。
数 据 分 析
关于比较SS对能否提高学生对科学学习兴趣的第一个假设采用2×2χ2来检验其显著性；能否提高学生客观地提出问题，自主运用多种方法，比较科学地分析和解决问题具有积极的促进作用的第二个假设，采用独立大样本的Z检验进行统计分析；第三个假设采用Z检验，再辅以说明。

研 究 结 果

１、小学科学中长期研究性作业对提高学生科学学习兴趣的作用有限。
实验前后的调查显示：学生对购买科学方面的书籍、是否喜欢看科学文章以及对科学文章喜爱程度的主观排位，实验组与二个对照组之间均无显著性差异。（表1、表2）

中长期研究性作业与学生科学学习兴趣比较（实验前）表1
科学学习兴趣较浓 科学学习兴趣较淡 总 计　
实 验 组 １４９ ４２ １９１
对照组A １３６ ４９ １８５
总 计 ２８５ ９１ ３７６
χ2＝0.81, df=1, P>0.30

中长期研究性作业与学生科学学习兴趣比较（实验后）表2
科学学习兴趣较浓 科学学习兴趣较淡 总 计　
实 验 组 １４６ ４５ １９１
对照组A １５７ ４９ ２０６
对照组B １３７ ５５ １９２
实验组与对照组A： χ2＝0.21, df=1, P>0.70
实验组与对照组B： χ2＝1.03, df=1, P>0.30
对照组A与对照组B：χ2＝0.98, df=1, P>0.30

实验还显示，中长期研究性作业对学生开展科学问题研究的兴趣（对未知问题努力想办法并用实际行动试图去解决它），实验组与对照组之间也无显著性差异。（表3、表4）

中长期研究性作业与学生科学问题研究兴趣的比较（实验前）表3
科学问题研究
兴趣较浓 科学问题研究
兴趣较淡 总 计
实 验 组 １５８ ３４ １９２
对照组A １５７ ３５ １９２
总 计 ３１５ ６９ ３８４
χ2＝0.00, df=1, P>0.99
中长期研究性作业与学生科学问题研究兴趣的比较（实验后）表4
科学问题研究
兴趣较浓 科学问题研究
兴趣较淡 总 计
实 验 组 １０７ ２０ １２７
对照组A ９１ ２１ １１２
对照组B ９５ ３３ １２８
实验组与对照组A： χ2＝0.20, df=1, P>0.90
实验组与对照组B： χ2＝3.31, df=1, P>0.05
实验组A与对照组B：χ2＝1.31, df=1, P>0.20

２、小学科学中长期研究性作业对学生客观地提出问题，自主运用多种方法，比较科学地分析和解决问题，具有非常积极的促进作用。
学生在提出未知问题的数量、对未知问题表示有能力自主设计实验并进行研究的数量、对自己感兴趣的未知问题自主设计实验方案的科学性与可行性、对给予问题进行实验设计的科学性与可行性等方面，实验组与对照组B之间、对照组A与对照组B之间在实验前均无显著性差异，而在实验后却都具有显著或非常显著性差异。（表5）

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