幼儿园科学实验课的微课运行初探

小海 2022-08-25 21:00:35 36750 0

信息化是当今时代发展的大趋势，物联网、云端、大数据、Mbile（提供智能化服务）的发展给我们的社会带来了巨大的变化，“信息”成为我们社会联系的桥梁。大数据、云计算、人工智能等技术正以其革命性的力量重塑教育生态，信息技术对于教育改革的作用和价值已经得到广泛认可，特别是微课在教育领域的开发与应用，日益得到教育工作者的广泛认同。

随着儿童发展观、脑神经科学研究的推进，以及科学技术日益繁荣的趋势，幼儿教师逐渐意识到幼儿动手实验的重要性，不在于科学知识的学习，最重要的是让幼儿接触探究实验的方法和体验实验过程中的情感品质。但在现实中很少有幼儿教师能做到，科学教育在幼儿园教学中仍比较缺乏。“互联网+”教育的发展为这一困境的缓解提供了可解决的思路，微课资源的开发为幼儿教师科学素养和科学教育素养的提升提供了可能。

笔者根据自己在抖音和哔哩哔哩等平台开设微课科学课堂，在微课选题、前期教学设计、微课制作开发，尝试制作微课50余集，积累了一定的制作剪辑经验，对微课教学内容设计、教学策略设计、教学评价设计，以及微课资源应用的模式有一定的心得。另外运用访谈法、问卷法，基于认知负荷理论和微型学习理论加以指导，通过对幼儿教师、家长的问卷调查和幼儿教师、园长、高校教师的访谈，了解目前幼儿园科学教育教学的现状，特别是实验教学方面的问题，用微课来缓解目前科学实验教学的困境，以促进幼儿教师实验素养和实验教育素养的提升。在调查对象主要为幼儿园中的园长或资深的幼儿教师中得到的反馈显示，都很认可制作出来的微课，认为很有实用的价值，能够真正帮助到幼儿教师改进幼儿科学实验的教学。

第一章微课推行的研究绪论

信息技术与教学深度融合已成共识

大数据、云计算、人工智能等技术正以其革命性的力量重塑教育生态，信息技术与教学的深度融合越来越得到广大教育工作者和专家的认可，也是当前教育教学改革与发展的主要方向。《教育信息化十年发展规划（2011-2020 年）》中强调“扎实推进信息技术与教育的深度融合，探索微课在课堂教与学创新应用中的有效模式和方法……”2019年 2 月 23 日，中共中央、国务院又印发了《中国教育现代化 2035》，其中更进一步明确指出“要充分利用现代信息技术，丰富并创新课程形式。加快信息化时代教育变革……”此次疫情的爆发，更加快了学校信息化教育教学的变革，特别是线上教学工作的推进，为信息技术与教学深度融合与发展实现了实践层面的设想。

为深入贯彻《国家中长期教育改革和发展规划纲要（

2010-2020 年）》，2012年 10 月 9 日教育部正式颁布《

3-6 岁儿童学习与发展指南》（以下简称《指南》）。在幼儿科学教育方面，《指南》中指出成人应该要充分利用大自然与生活中的素材，引导幼儿在观察、比较、操作、实验等过程中，学习发现问题、分析问题和解决问题。近年来，随着儿童发展观以及脑神经科学研究的推进，我国幼儿教师也逐渐意识到幼儿动手实验的重要性。

微课运行的技术日渐成熟

随着信息技术与教学的深度融合，微课走进了大众的视野，这种便捷高效的学习途径为缓解幼儿园科学实验课的困境提供了可能：1、不占用幼儿教师过多的时间。微课的时长不超过 5 分钟，符合科学客观、系统、简洁明了的特点，同时较短时长的学习可以有效降低学习者的认知负荷，提高学习者的学习效率。2、不限制幼儿教师学习的环境与时空。微课占用内存较小，方便下载与传输，能在多种类型的移动终端设备上播放，为幼儿教师利用碎片化的时间学习提供了可能性，实现了学习者想随时随地学习的愿望。3、幼儿教师能够高效学习科学实验教学方面的知识。视频相对于其他形式资源，将文字、声像元素融为一体，能够直观的展示科学实验教学方面的知识点，从而刺激学习者的多种感官并将复杂的科学实验原理和知识变得更形象、生动。4、丰富了幼儿科学教育研究的内容，拓展并完善了幼儿科学教育的理论研究体系；为数字环境下教师与家长在微时间内利用微课，对幼儿科学实验操作经验知识进行高效的理论指导。因此，本研究具有重要的理论价值。

推行微课的实践意义

随着手机移动互联、无线上网技术的成熟，知识的学习呈现着多样化的趋势。本研究将微课与幼儿的科学实验教学设计有机整合，不仅延伸了微课教学设计实际运用的领域，更重要的是，为教师和家长教育下一代提供实用性强、移动性高的学习资源。所以，该研究具有较强的实践意义。

在幼儿园科学教育内容与目标的基础上，结合当下科学教育未来发展的现状与幼儿园教学的实际情况，选取适宜学前幼儿操作的科学实验的题材并结合《纲要》与《指南》的精神，进行合理的教学设计与开发，构建具有实际可操作性、适宜性的科学实验；利用微课这种教学的形式组织拍摄相关具有代表性的科学实验，进行较为系统与详实的教学成果展示与优化。在基于生活性、安全性、可适宜性发展的基础上，如何选取适合学前幼儿可操作的科学实验的相关题材，是本研究的关键部分，更是重难点之一；在相关的实验题材上进行教学的设计是本研究内容的关键；如何运用微课这一教学手段进行科学实验的教学设计，突出科学实验整体教学的流程，也是本课题研究中一个技术操作性的重难点。

微课设计研究框架

本研究的成果主要面向幼儿园的教师与家长，其最终受益于幼儿，为幼儿教师与家长提供可为学前幼儿操作的科学实验，通过微课这一途径进行演示科学实验的步骤、所需条件、基本的教学流程、活动延伸等，为幼儿教师与家长提供系统化地科学实验教学与学习资源，以促进幼儿教师科学素养和科学教育素养的提高和家园合作的顺利进行。

在微课教学的背景下，从理论和实践分析学前科学实验建构的可行性，无疑是本研究视角的转换与创新。将微课运用于学前科学实验教学的开发与设计，通过微课这样一种当下流行的方式，来构建其教学设计与开发的展示平台，促进学前科学教育思想的有效传播。

微课当前面向学前教育阶段的教学设计目前还存在空白。

第二章概述与理论基础

微课运行的现状

微课在学前教育领域的学术研究比较少，更多的集中在中小学、高校等学段，因此，对于微课在幼儿园教育教学中探索与研究就显得很重要，特别是在信息技术与幼儿园教育教学深度融合的背景下，需要借助微课这一途径，尝试构建幼儿园科学实验课的课程体系，在提高幼儿教师科学实验教学能力的同时，间接促进幼儿园科学教育教学质量的提升。但笔者最近对“苏州市四所幼儿园园长和教师”进行科学实验教学方面的访谈，结果显示：从幼儿教师自身内部影响因素来看，大部分幼儿教师科学素养和科学教育素养缺乏，科学实验的经验与探索能力较为薄弱，挖掘科学实验主题教育的能力不足；从幼儿教师外部影响因素来看，工作压力较大、可额外利用的时间不多、没有相应的学习资源和条件等也限制了幼儿教师想学习的机会。

当前，科学意识的欠缺，使教师对科学的本质和科学探究活动中的核心科学概念缺乏真正的理解，缺乏从幼儿生活中提取科学教学素材的敏感性。科学能力的匮乏，影响了教师组织有效教学的开展，导致活动形式单一，内涵单一，缺乏趣味；缺乏激情，设计提问不精练；语言不精练，概念表述欠清晰；教案表述欠规范，层次不清。幼儿的科学探究活动具有内容的生活化、材料的直观化、过程的操作化、表述的多元化、思维的跳跃化的主要特征。在促进幼儿科学教育教学的过程中，不同的一线教师也提出了各自不同的建议：认为要塑造“创造型教师”的新形象，给予幼儿语言表达与动手操作的机会，促进幼儿创新意识的发展。认为应呵护幼儿奇思妙想，诱发幼儿探究兴趣；关注幼儿操作互动，维持幼儿探究兴趣；鼓励幼儿交流提升，促进幼儿探究兴趣。认为幼儿园的科学活动必须基于幼儿的生活实践，需要教师在选取教学材料时密切联系幼儿生活，将幼儿生活中的事物作为科学探索的对象。认为应以科技节为依托，为幼儿创设丰富的科学发现室和科学活动区，有针对性的开展科学活动，同时探究科学原理，拓展科学活动思路及范畴，将其渗透和融入幼儿的一日生活和游戏活动。

国外科学教育教学的基本情况

日本的一位教授村井护晏曾在中国访学时从脑科学的角度论述了科学教育的本质，他认为像科学盛典、奇妙的实验之类对于情动信息处理系统来说无疑有益于增强记忆，我们应该以最大的热情投入这方面的研究

中国与日本在幼儿科学教育方面有很多共通点，从目标上看，都关注探究欲望、情感状态、科学教育的生活化。从内容上看，都包括数、量、形等与生活中相关的事物，同时都涉及大自然（包括动植物），只不过日本在名称上与中国不同，把“科学”等同于“环境”，涉及的领域要比“科学”更宽泛些。从教育方法上看，都追求现代幼儿教育方法，明确教师的多种角色，趋向开放性的幼儿园教育，努力实现各幼儿园的因地制宜。

其他的国家也很重视儿童的科学教育，特别喜欢通过小实验来让儿童探索世界、认识科学。教育的理念下帮助儿童探索和理解他们的世界，例如儿童对风的了解是通过具体的生活实验体验（体验利用风的力量来推动滑板车）来理解的整合化的去研究微课在幼儿园科学实验教学中的应用，虽然在各大教育资源网站中部分幼儿园尝试做过微课，比如区域游戏、科学小实验等，但其背后缺乏相关理论和技术的支撑，制作出来的效果差强人意，不具备实用价值。本研究会在尝试设计与开发适合幼儿园教师需要的科学实验课方向上，通过实地的访谈与问卷调查，加上自己的实践经验，对今后制作出幼儿教师或家长需要的科学实验课提出建议，以便满足对幼儿科学教育的需求。

实验教学存在一些困境

通过查阅资料和实地的调查研究，发现当前幼儿园实验教学存在一些困境。就实验本身而言：（1）实验材料不易获取，如易于消耗，价格昂贵等；（2）实验题材不好确定，如安全性的实验较少。就教学本身而言：（1）讲解、演示较多，幼儿操作较少；（2）重实验结果，轻探究过程；（3）教学理念与实际教学本身不符，如知道以幼儿为本，但在实际的实验教学中却以教师导向为主，轻幼儿生成等。

教师是学校教学活动的灵魂和行动者。当前幼儿园实验教学存在的困境多半原因是由教师本身而影响的，幼儿教师的专业性决定了幼儿园实验教学本身的水平。根据调查的结果分析，发现幼儿教师对科学性的知识就不擅长，加之学生时期没有受过这方面专业的教授，因此，在走上幼儿园教师岗位上时，其本身对幼儿科学教育方面的内容不敏感，即便幼儿很感兴趣，幼儿教师也无能为力。

微课运行的需求在疫情常态化背景下爆发

设计出符合微课教学风格的幼儿园科学实验课必须走向前台。之所以选择微课这一途径，既与当前信息化发展的趋势有关，也与当前在线学习、移动学习本身的优点有关。网络平台的学习已成为当下社会之需，特别是此次疫情的发展，对网络资源的需求逐渐爆发。尝试开发适合幼儿教师在科学实验教学学习方面的微课资源越来越深受当下社会的欢迎，不仅有利于提高幼儿园科学教育的质量水平，为幼儿家庭教育也提供了有利的帮助。

幼儿园科学实验课的理论依据

关于幼儿园科学实验的定义目前百科中没有明确概念，相关书籍、文献与词典中也没有明确的界定。本研究对于幼儿园科学实验课的解读，主要分为两方面的内容，一个是就幼儿园科学实验教学本身而言，它有两个明显的特点，第一个特点是游戏性，游戏是幼儿本身的天性，《纲要》和《指南》中明确要求，要尊重幼儿的天性，要用游戏的方法和策略进行幼儿的教学活动。第二个特点是幼儿园科学实验教学的内容探索的是人类已知的知识领域，对幼儿来说是未知的，对整个人类来说是已知的。因此，在教学的过程中，一定要站在幼儿未知的角度进行科学实验的教学活动，注重探究的过程，而不是已经知道的结果。另一个就幼儿园科学实验课本身的意图而言，本研究设计的科学实验课的目的是为了提高幼儿教师的科学素养和科学教育素养，特别是幼儿教师的实验素养和实验教学素养，因此，幼儿园科学实验课的结构主要分为了两大方面，一个就实验素养而设计的科学实验原理，另一个就实验教学素养而设计的教学活动方案（教案）。实验教学的内容本身是基于实际调查的结果进行选择设计的，主要反应了当前幼儿园科学实验教学的困境，利用微课这一途径为幼儿教师的科学实验教学活动提供可需要的帮助和参考。

微课教学设计 (Microlecture)是由美国戴维·彭罗斯

(David Penrose)首创的，他把微课幼儿园科学实验课的微课设计研究称为“知识脉冲”(Knowledge Burst)，被人称为“一分钟教授”(the One MinuteProfessor)、“微课之父”(The father of Microlecture)。在国内，是由学者胡铁生最先把微课引入到国人的视野中，之后陆续的学者有焦建利、黎加厚、张一春、吴秉健等，对于微课的定义他们有着相似而相异的见解。

戴维·彭罗斯认为微课是在建构主义思想指导下形成一套新的比较有效的以在线学习或移动学习为目的实际教学内容。微课的特点主题突出，指向明确资源多样，情景真实短小精悍，用途广泛半结构化，易于扩充交互性强，使用方便。

微课发展及其启理论支持

远程教育杂志。传统认知科学的“离身”性使教育与教学效果体现在“脖颈”以上，与“脖颈”以下的身体无关。这种认知范式使学生深受其害，造成教育对生命的漠视，使教材与教师长期处于中心的地位，“具身”的认知方式打破了这种身心分离的认知范式，强调认知是由身体的动作和形式决定的。这种“具身”的认知范式使幼儿的主体地位得到加强，计算——表征的思维观点得以纠正，要求教师要关注个体的差异性与独特性，关注幼儿智力经验积累的同时，也要关注幼儿的情感、态度、动机、意志等心理经验的成长，以达到幼儿身心和谐的发展。从理论观点上看，这种认知的观点对于当前幼儿园科学实验课的微课教学具有良好的理论指导意义。

强调实验探究的方法。“具身”的认知范式强调了教学的情境性、体验性，更关注幼儿的“身体”，强调幼儿在科学实验的过程中真正亲身去发现问题、分析问题与解决问题，在这种探究式的学习过程中更加强调要调动幼儿内在的动机，真正把外在的知识经验在感觉运动系统的参与下内化成为自己的知识经验。其次，真正做到以幼儿为主体，注重幼儿的生成。具身认知强调身体对心智的发展有着重要的影响，更关注个体的成长和发展，在教育教学的过程中强调个体的独特地位，关注每个个体自身的独特价值。在幼儿园科学实验课的微课教学设计的过程中，既要重视教师的预设，也要关注幼儿自身的生成，让要实验教学活动具有较高的开放性。最后，注重三维目标的协调性。微课教学目标中的认知、技能、情感这三个方面是相辅相成、相生相倚的关系，它们统一于一个完整的生命体。在具身认知视角下的幼儿园科学实验课微课教学中的三维目标是相互交融的，在微课教学设计的过程中更要注重三者之间的协调性。

认知负荷理论

认知负荷理论（Cognitive Load Theory,CLT）是由教育心理学家John Sweller于 20 世纪 80 年代首先提出，它以资源有限理论和图式理论为基础。认知负荷是指人类信息加工过程中能够加工的信息总量，主要包括工作记忆对信息进行存储和加工的总量只有将认知负荷控制在工作记忆所能承载的范围之内，有效学习才能发生，否则将造成认知负荷超载，导致学习失败。工作记忆所保存时间较短，大约 1-2 分钟，只能同时加工 2-3条信息组块，工作记忆中获得的信息只有在进一步加工后进入长时记忆，它才能在人的大脑中保留，否则就会被遗忘，因为长时记忆存储的信息是以图式的形式存在的，它能使人类的认知活动达到自动化的程度，不需要消耗人的意识，从而减轻工作记忆的负荷总量。因此，在幼儿园科学实验课的微课设计制作流程中，让幼儿教师全面学习的同时，应当将每一类微课有整有零划分好，结构清晰、内容精简，做到将重难点切割开，同时所包含的知识点不应太多，应分散知识点数量，避免视觉疲劳，在减轻幼儿教师工作记忆负荷总量的同时，方便幼儿教师进行知识的重组与储存，使所学知识能顺利进入长时记忆。此外，基于实际的调查结果，要把微课的重点放在幼儿教师的短板上，着重讲解幼儿教师实际所需的内容，应幼儿教师所需和实际教学的实际要求为准来设计微课的主要内容，既保证了微课教学的质量，满足幼儿教师实际的认知要求，也减轻无关信息的干扰，进一步缓解幼儿教师的认知负荷。

微型学习理论

奥地利学者马丁·林德纳最先提出微型学习理论（Micro-learning Theory），认为学习者可以通过微型媒体应用终端，有计划地、有目的地学习微内容，达成微目标。在微型媒体应用终端，如电子邮箱、移动网络、移动手机等媒介环境的支持下，学习者在学习模块微小、学习时长微短、学习内容碎片的环境中，快速、有效地接受知识的学习，型学习通常具备学习媒介形式多样化、学习时间分散化、学习内容碎片化、学习形式个性化、即时通信便利性、学习环境的干扰较多等的显著特征

微课是微型学习下的一种随时代发展的新形式，内容结构短小、精炼，时间简短（不超过 10分钟）。幼儿园科学实验课的微课教学设计基于微型学习理论，把科学实验课的教学内容结构进行片段化，形成微小的学习单元，幼儿教师可基于学习单元进行个性化的选择学习。通过手机、移动平板、移动文本等多种微型媒体应用终端，能够支持幼儿教师利用微时间进行空闲式的学习，满足幼儿教师想要晋升和学习进步的愿望，为幼儿教师终身学习提供可学习的路径与资源，加快幼儿教师专业化成长的步伐。

第三章幼儿园科学实验活动教学现状分析

调查目的

前期调查的目的主要是为了了解目前幼儿园科学教学方面的现状，特别是科学实验方面，教学目前发展的现状如何，存在哪些教学的难题和困境，以及幼儿园教师和园长如何看待微课，对幼儿园科学实验课的微课设计抱有哪些期许，家长对此存在哪些看法和建议等等，以此来收集关于幼儿园科学实验课的微课设计方面的资料和信息，设计出适合幼儿园教师和家长观看的科学实验的微课。

调查对象

本研究的调查对象分为三种类型的人，一种是幼儿园教师，特别是教科学的幼儿教师，主要是向他们做访谈和问卷。一种是幼儿园园长和高校教师，可归类专家型的一类，主要向他们做访谈。还有一种是幼儿家长，主要向他们做问卷。

应用问卷法与访谈法进行现状调查

关于幼儿园科学教育教学的现状调查，特别是幼儿科学实验教学方面的现状调查，本研究主要进行了访谈与问卷调查。

访谈与问卷的设计

访谈提纲的设计

本研究主要面向苏州地区幼儿园的教师，部分面向学前教育的专家与学者，进行半结构化访谈。首先，面向幼儿园教师：基于当前学前科学教育的现状设计访谈提纲的内容，对苏州市部分有代表性的幼儿园的教师进行深度访谈，以此来了解苏州地区幼儿园科学教育教学存在的问题与困境。访谈提纲的维度主要分为科学课程方面与科学实验教学方面，科学课程方面的问题维度分为基本内涵与价值定位方面、内容选择与目标定位方面、活动类型与教学方法方面、活动评价与幼儿园科学实验课的微课设计研究其次，面向专家和学者：基于当前学前科学教育的现状设计访谈提纲的内容，对苏州地区有知名度的学前教育领域内的专家与学者进行深度访谈，以便深度了解问题背后的原因。访谈提纲的维度主要分为两个方面，一个是科学教育教学问题背后的原因，一个是微课能否解决这一困境的构想。

问卷维度的设计

问卷的题目包含 10 个并分为两份，一份面向教师，一份面向家长。面向教师问卷的问题维度包含四个方面，围绕个人背景、科学教育、实验教学、微课设计四个维度十个问题；面向家长问卷的问题维度包含个人背景、实验的态度和认知、对微课的态度和认知三个方面十个问题。

问卷调查实施

本研究共发放了两份问卷，一份面向幼儿教师，一份面向幼儿家长，选取了四所幼儿园，两所公办园，两所民办园，都是地排名和口碑靠前的示范幼儿园，其中有一个民办园为当地的贵族幼儿园。问卷发放的路径是通过网上的问卷星平台编辑电子问卷的链接并通过微信平台让幼儿教师和家长进行填写，共收回252份问卷，其中幼儿教师52份，幼儿家长 200 份。

访谈调查实施

研究的访谈调查主要面向幼儿园的教师，特别是幼儿园中经常负责科学教学的教师，以及部分学前教育方面的专家和学者。在实施调查的过程中共访谈了7位幼儿教师和 3位学前教育方面的专家和学者。访谈人员的选择主要来自于苏州地区的四所幼儿园，其中两所民办园，两所公办园。7幼儿教师是这四所幼儿园中主要负责科学教学的教师

第四章微课的设计和运行

微课教学的趣味性原则

微课教学的最终目的是为了促进幼儿在科学教育方面，特别是科学实验方面的发展，因此，对于幼儿来说趣味性很强的实验，则具备很强烈的学习欲望。实验内容设计的好玩、有趣，更能吸引幼儿的专注力，激发幼儿探究的兴趣，保证幼儿能自主、快乐的学习。

微课教学的设计流程

通过研究相关文献资料，参考相似的研究成果，总结出幼儿园科学实验课的微课设计过程主要包括四个方面的内容：微课选题、前期教学设计、微课制作开发和微课评价与完善。

选取素材和教学设计，有以下几点建议：

1.难度适中，要符合幼儿的年龄特点。

2.趣味性要强，符合游戏化的精神。

3.安全性第一，特别是身体安全方面。

4.内容设计要有层次性，有难度梯度，符合幼儿的“最近发展区”。

5.实验材料容易获得，更贴近幼儿的生活。本研究通过实地的问卷和访谈调查，得到如上表

微课资源应用模式