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手博士理念依据
《义务教育——小学科学课程标准》
小学科学课程是一门实践性课程，探究活动是学生学习科学的重要方式之一。小学科学课程把探究活动作为学生学习科学的重要方式，强调从学生熟悉的日常生活出发。通过学生亲身经历动手动脑等实践活动了解科学探究的具体方法和技能，理解基本的科学知识，发现和提出生活实际中的简单科学问题并尝试用科学方法和科学知识予以解决。在实践中体验和积累认知世界的经验，提高科学能力，培养科学态度，学习与同伴的交流交往与合作。
STEAM
英文全称Science、Technology、Engineering、Art、Mathematics（分别是科学、技术、工程、艺术、数学）。STEAM既是五门独立存在的学科领域，同时也是一门多学科交叉融合的综合教育。通过项目制探究式学习帮助学生在学习过程中不断提升对于科学和世界的兴趣，认识科学的学习态度和方法，并积累起丰厚的科学知识，从而培养学生自主解决问题的能力。STEAM教育主张开放式思维，针对问题进行深层次的探究，在探究过程中，学生通过设计实验、观察现象、数据统计、总结归纳等多种方式达成分析问题和解决问题，最后能运用相关知识原理解释生活现象和其他相关问题。
TTS
英文全称Technology Teaching Systems，其原意为“技术教育系统”。TTS公司独创的一种全新教育理念。它将复杂深奥的科学知识融于具体的操作实践中，将基础知识的学习与基本技能的提高有机的结合在一体。让孩子们动手制作和亲历体验是TTS最重要的教育方法，让孩子们在动手动脑的体验实践过程中，把自己的想法在自己的作品中定型，加深对事物与知识的理解。
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传统教学与探究教学的对比
①传统教学：通常老师认为科学知识是“发现正确的答案”，通常用讲授和阅读的方法直接把正确的答案告诉学生。
②探究教学：学生在学习概念和原理时，教师只是给他们一些事例和问题，让学生自己通过提问、观察、实验、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论。 -
探索式教学的提问方式
封闭式问题：只有一个答案，要求学生进行聚合思维。封闭问题集中于一个事实。多用于观察和回忆来回答，了解学生已有的知识和经验。通过学生的回答结果，老师能够及时的调整自己的教学流程和引导方向
开放式问题：有多种答案，学生在讨论这些问题的时候都能给出自己的答案，开放式问题是为了让学生发散思维的同时考虑多种可能性，最终并制定计划，实现目标。开放性问题能够使学生深入思考，构建自我理解。 -
探究式教学流程
美国STEAM教育以及我国教育部提出的《义务教育——小学科学课程标准》对项目制探究式教育从以下八个要素描述科学探究的学段目标：提出问题 、作出假设、制定计划、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价。手博士将这8个阶段整合为5E教学流程，分别是参与-探究-解释-迁移-评价。
5E教育理论
评价是过程
迁移是目标
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参与提出问题
1：培养兴趣
2：产生好奇心
3：提出问题
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探究分析问题
1：鼓励学生合作，老师不给予直接的指导
2：在学生自主探究时进行观察和倾听
3：提出探究性问题，给学生指明正确方向
4：为学生提供思考问题的时间
5：扮演学生顾问的角色
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解释解决问题
1：鼓励学生用自己的语言解释概念和定义
2：询问学生根源，让学生澄清问题
3：规范的讲解新术语、定义解释
4：在学生已有经验的基础上解释概念
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迁移问题拓展
1：要求学生使用规范术语、定义、解释
2：鼓励学生在新环境下运用或拓展概念和技能
3：提醒学生采用不同的解释
4：根据已有的数据和素材，进行拓展
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评价问题反馈
1：在学生运用新概念和新技能的时候对他们观察
2：评定学生的知识和技能
3：寻找学生改变想法或行为的根据
4：学生评价自己的学习成果
