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课程概述
活动针对初中生物课中对能力层面“初步学会生物科学探究的一般方法”的教学要求，以“水生生物晚上睡觉吗？”为问题导向，综合利用水族馆各类活体展示生物，充分利用展厅时间空间资源、多媒体教室和观察器材等教学资源，在7 天时间内，通过小组合作的形式提出假设，制订观察研究计划，夜宿水族馆实施观察，记录并整理数据，交流讨论并得出结论，以论文和演讲汇报的形式展示分享成果，发展学生提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力。
教学目标
本项目重点在于培养学生的科学探究能力，通过活动让学生亲历完整的科学研究一般过程（遇到问题，提出假设，设计研究方案，开展探究，得出结论，成文并交流），掌握观察记录法、分析综合法、对比法、类比法、控制变量法、抽样检测等常用科学研究方法，达到能自主完成较为简单的完整科学探究过程。通过亲自体验研究生的科学研究过程，培养勇于克服困难、实事求是、大胆质疑、交流合作、乐于探索的科学态度和科学精神。
教学过程
按照探究的步骤可将活动分为“前期铺垫，引出问题”“制订研究方案”“观察记录”“整理数据，分析讨论”“撰写论文，分享交流”5 个阶段。
前期铺垫，引出问题
阶段目标：熟悉同伴和研究对象，知识铺垫，引入情境，引出探究问题。
设计意图：学生相互认识、初步了解，以便后续分组合作;对水族馆的生物形成初步了解;了解动物的休眠行为与物种分类、生活环境等因素密切相关;引出探究问题。
学情分析和教学策略：学生正式活动前已通过招生简章知晓活动主题，因此在“引出问题”阶段，需要先让学生熟悉水族馆生物的行为规律，激发对生物的兴趣，引导学生自然地对水生生物夜间是如何“睡觉”的产生好奇和疑问，而非生硬地将问题“布置”给学生。
制订研究方案
阶段目标：确定观察对象、观察指标、研究手段、如何记录数据、如何分工合作。
设计意图：让学生在教师的引导下通过小组讨论自主形成研究方案，培养合作交流能力。
学情分析和教学策略：学生容易选取一些过于抽象、不适合定量观测的指标，或根本不知道有什么指标可供观测。教师需要一方面鼓励学生大胆开启“脑洞”，一方面通过引导和讨论排除学生不切实际的想法，保留有价值的想法，做到“思想天马行空，行动落地生根”。
观察记录
阶段目标：记录翔实准确的观察数据。
设计意图：观察记录需要小组统筹安排分工行动，锻炼学生的交流合作能力。准确的观测需要学生精力高度集中，锻炼学生的专注力。连续1 个昼夜周期的观测，让学生体验到科学研究是一件严肃、认真、辛苦的事情，有时不得不占用休息时间，付出大量心血才能有所收获。
学情分析和教学策略：实践与计划总会有一些出入，学生经常在观测中遇到之前没预料到的问题，如测量鲨鱼游速，学生计划记录鲨鱼游过1 米所用的时间，用公式v=S/t （速度= 路程/ 时间）带入即可求解，但实际观测时发现鲨鱼游动随机性很强，经常尚未游完1 米就转弯、掉头。教师需要在各展厅来回巡视，观察询问各组进展情况，针对暴露的问题与学生交流讨论、给出指导意见。
整理数据，分析讨论
阶段目标：整理实验数据，绘制统计图表，对实验结果进行解释。
设计意图：学会科学地整理实验数据并绘制图表，对实验结果进行合理解释，培养学生严谨、实事求是的科学态度。
学情分析和教学策略：教师需要总结易出现的问题并进行集中讲授，关注每个学生进度，随时一对一指导。教师需着重强调，切不可为了使实验结果好看而编造、篡改数据，坚决杜绝学术造假的行为，牢固树立尊重事实的科学精神和科学态度。分析讨论时，学生较难把握主观推断的尺度，易提出一些脱离实际的结论，教师要注意引导学生严格基于研究数据和已有知识进行推理判断。
撰写论文，分享交流
阶段目标：撰写研究论文，以演讲形式分享研究成果，答辩。
设计意图：通过论文和答辩检验学生的学习成果和活动实施效果，锻炼文字撰写能力和语言表达能力，通过“授予学位”给予学生肯定和鼓励。
学情分析和教学策略：答辩过程中学生易出现紧张、表达不清、讲述重点偏离、直接念演示文稿等情况。教师需要告诉学生PPT 只是演讲的辅助工具，演讲者才是主体，PPT 应简明扼要、多图表少文字。教师需提前与评委沟通，勿以过高的标准要求学生，以肯定和鼓励为主，提出建设性意见，适当缓和答辩现场气氛。
特色分析
与其他探究式教育活动相比，本活动最大的特点是开放程度高且学生自主探究程度高。“水生生物晚上睡觉吗？”这个问题在日常饲养实践中处于关注盲区，在开展探究前即使主讲教师可能也不知晓答案，活动是教师与学生携手探索、共同获取直接经验的过程。观察对象、观察指标、分工安排等均由学生自主确定，探究结果各不相同。即使面对同一结果，小组内不同学生亦会有不同解释。探究过程中学生是活动的主体，教师则扮演观察者、评论者、引導者的角色。
实施情况与效果评估
实施情况
活动于2018 年和2019 年暑假开展了3 期，其中2 期招收初中生，1 期招收小学4—6 年级学生，共招收38 名学员，形成研究论文38 篇，所有学员均顺利通过论文答辩，获得小小研究生“学位证”。学生将活动经历撰写成文章，有2 篇发表在了杂志《百科探秘·海底世界》上。学生的探究成果还参加了北京市中小学生金鹏科技论坛、科学传播大赛等竞赛，取得了一定成绩。
效果评估
除了活动过程中进行表现性评估和活动结束后的问卷、访谈等总结性评估外，活动效果主要以前后对比评估衡量。通过学生撰写的研究论文、汇报现场的演讲、针对专家提问进行答辩这三方面的表现，与活动前学生对探究主题的粗浅理解形成鲜明对比，体现通过开展探究活动完成知识构建的过程和效果。
总结与思考
“小小研究生”活动让孩子在短短7 天的时间内，亲身体验感受科学家原本需要数年时间才能完成的完整科学探索过程。将原本艰深晦涩、枯燥无味、周期冗长的科学探究过程加以浓缩、提炼和优化，保留科学探究的精髓（科学探究的一般过程、科学思维和科学方法），依托场馆展厅现有资源，让孩子在轻松、愉快的气氛中，在以学生自身为主导动手实践探索中，体验科学探究的一般过程，培养对水生生物的浓厚兴趣，培养科学探究能力，锻炼交流合作能力、实践创新、独立自主能力。
活动针对初中生物课中对能力层面“初步学会生物科学探究的一般方法”的教学要求，以“水生生物晚上睡觉吗？”为问题导向，综合利用水族馆各类活体展示生物，充分利用展厅时间空间资源、多媒体教室和观察器材等教学资源，在7 天时间内，通过小组合作的形式提出假设，制订观察研究计划，夜宿水族馆实施观察，记录并整理数据，交流讨论并得出结论，以论文和演讲汇报的形式展示分享成果，发展学生提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力。
教学目标
本项目重点在于培养学生的科学探究能力，通过活动让学生亲历完整的科学研究一般过程（遇到问题，提出假设，设计研究方案，开展探究，得出结论，成文并交流），掌握观察记录法、分析综合法、对比法、类比法、控制变量法、抽样检测等常用科学研究方法，达到能自主完成较为简单的完整科学探究过程。通过亲自体验研究生的科学研究过程，培养勇于克服困难、实事求是、大胆质疑、交流合作、乐于探索的科学态度和科学精神。
教学过程
按照探究的步骤可将活动分为“前期铺垫，引出问题”“制订研究方案”“观察记录”“整理数据，分析讨论”“撰写论文，分享交流”5 个阶段。
前期铺垫，引出问题
阶段目标：熟悉同伴和研究对象，知识铺垫，引入情境，引出探究问题。
设计意图：学生相互认识、初步了解，以便后续分组合作;对水族馆的生物形成初步了解;了解动物的休眠行为与物种分类、生活环境等因素密切相关;引出探究问题。
学情分析和教学策略：学生正式活动前已通过招生简章知晓活动主题，因此在“引出问题”阶段，需要先让学生熟悉水族馆生物的行为规律，激发对生物的兴趣，引导学生自然地对水生生物夜间是如何“睡觉”的产生好奇和疑问，而非生硬地将问题“布置”给学生。
制订研究方案
阶段目标：确定观察对象、观察指标、研究手段、如何记录数据、如何分工合作。
设计意图：让学生在教师的引导下通过小组讨论自主形成研究方案，培养合作交流能力。
学情分析和教学策略：学生容易选取一些过于抽象、不适合定量观测的指标，或根本不知道有什么指标可供观测。教师需要一方面鼓励学生大胆开启“脑洞”，一方面通过引导和讨论排除学生不切实际的想法，保留有价值的想法，做到“思想天马行空，行动落地生根”。
观察记录
阶段目标：记录翔实准确的观察数据。
设计意图：观察记录需要小组统筹安排分工行动，锻炼学生的交流合作能力。准确的观测需要学生精力高度集中，锻炼学生的专注力。连续1 个昼夜周期的观测，让学生体验到科学研究是一件严肃、认真、辛苦的事情，有时不得不占用休息时间，付出大量心血才能有所收获。
学情分析和教学策略：实践与计划总会有一些出入，学生经常在观测中遇到之前没预料到的问题，如测量鲨鱼游速，学生计划记录鲨鱼游过1 米所用的时间，用公式v=S/t （速度= 路程/ 时间）带入即可求解，但实际观测时发现鲨鱼游动随机性很强，经常尚未游完1 米就转弯、掉头。教师需要在各展厅来回巡视，观察询问各组进展情况，针对暴露的问题与学生交流讨论、给出指导意见。
整理数据，分析讨论
阶段目标：整理实验数据，绘制统计图表，对实验结果进行解释。
设计意图：学会科学地整理实验数据并绘制图表，对实验结果进行合理解释，培养学生严谨、实事求是的科学态度。
学情分析和教学策略：教师需要总结易出现的问题并进行集中讲授，关注每个学生进度，随时一对一指导。教师需着重强调，切不可为了使实验结果好看而编造、篡改数据，坚决杜绝学术造假的行为，牢固树立尊重事实的科学精神和科学态度。分析讨论时，学生较难把握主观推断的尺度，易提出一些脱离实际的结论，教师要注意引导学生严格基于研究数据和已有知识进行推理判断。
撰写论文，分享交流
阶段目标：撰写研究论文，以演讲形式分享研究成果，答辩。
设计意图：通过论文和答辩检验学生的学习成果和活动实施效果，锻炼文字撰写能力和语言表达能力，通过“授予学位”给予学生肯定和鼓励。
学情分析和教学策略：答辩过程中学生易出现紧张、表达不清、讲述重点偏离、直接念演示文稿等情况。教师需要告诉学生PPT 只是演讲的辅助工具，演讲者才是主体，PPT 应简明扼要、多图表少文字。教师需提前与评委沟通，勿以过高的标准要求学生，以肯定和鼓励为主，提出建设性意见，适当缓和答辩现场气氛。
特色分析
与其他探究式教育活动相比，本活动最大的特点是开放程度高且学生自主探究程度高。“水生生物晚上睡觉吗？”这个问题在日常饲养实践中处于关注盲区，在开展探究前即使主讲教师可能也不知晓答案，活动是教师与学生携手探索、共同获取直接经验的过程。观察对象、观察指标、分工安排等均由学生自主确定，探究结果各不相同。即使面对同一结果，小组内不同学生亦会有不同解释。探究过程中学生是活动的主体，教师则扮演观察者、评论者、引導者的角色。
实施情况与效果评估
实施情况
活动于2018 年和2019 年暑假开展了3 期，其中2 期招收初中生，1 期招收小学4—6 年级学生，共招收38 名学员，形成研究论文38 篇，所有学员均顺利通过论文答辩，获得小小研究生“学位证”。学生将活动经历撰写成文章，有2 篇发表在了杂志《百科探秘·海底世界》上。学生的探究成果还参加了北京市中小学生金鹏科技论坛、科学传播大赛等竞赛，取得了一定成绩。
效果评估
除了活动过程中进行表现性评估和活动结束后的问卷、访谈等总结性评估外，活动效果主要以前后对比评估衡量。通过学生撰写的研究论文、汇报现场的演讲、针对专家提问进行答辩这三方面的表现，与活动前学生对探究主题的粗浅理解形成鲜明对比，体现通过开展探究活动完成知识构建的过程和效果。
总结与思考
“小小研究生”活动让孩子在短短7 天的时间内，亲身体验感受科学家原本需要数年时间才能完成的完整科学探索过程。将原本艰深晦涩、枯燥无味、周期冗长的科学探究过程加以浓缩、提炼和优化，保留科学探究的精髓（科学探究的一般过程、科学思维和科学方法），依托场馆展厅现有资源，让孩子在轻松、愉快的气氛中，在以学生自身为主导动手实践探索中，体验科学探究的一般过程，培养对水生生物的浓厚兴趣，培养科学探究能力，锻炼交流合作能力、实践创新、独立自主能力。