邮发代码:82-418   刊号:ISSN1671-4350   定价:12.00

[追踪]“科技馆活动进校园”项目案例 趣味科学课之科学有“道”

葛宇春 张凡华/合肥市科技馆

2018-11/总第272期

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趣味科学课之科学有“道”是合肥市科技馆综合运用已有教育资源,结合全新教学目标开设的科学课程,该系列课程以科学实践为载体,以科学方法教学为主要内容,为科普场馆教育开拓了新的思路。该项目的教学对象是8〜12岁学生,项目重点在于引导学生掌握简单的科学方法,能够在具体科学探究中合理运用这些方法,并且在学习过程中对科学史有逐步的了解。

科学有“道”课程以体验式学习、多感官学习为主要教学方法,通过探究实验、小组汇报相结合的活动形式,以录像和动画视频为辅助教学手段,重在普及观察法、控制变量法、理想模型法、转换法、等效法等科学方法,为受众今后的学习提供切实可行的策略,使其善于从科学思维的角度思考、解决问题。

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项目准备工作

教学素材的选择

●根据小学《科学》课程标准涉及的知识内容,结合所要讲授的5种科学方法的具体实践案例选择相关素材。据此选择了小学《科学》课程4个单元的知识内容,分别是“温度与水的变化”“磁铁”“电”和“沉与浮”。

●按照大致确定好的知识内容选择一些馆内现有的、动手探究性较强的展品或活动融入课程中,丰富教学内容的同时,也体现出科技馆的特色。比如科技馆的“真假皇冠”“磁感应线”等展品都作为素材被选入课程中。

●查找与科学方法有关的科学史或故事,找到一些经典、有启发意义的实践活动。增强课程的趣味性,也有助于学生对科学史的了解。

进行科学方法教育的几点策略

●开课前举办一次关于学生科学知识水平的测试,教师根据学生测试情况对课程内容的深度和广度进行微调,做到因材施教。

●结合科学史的讲述开展科学方法教育,让学生在学习的同时了解科学探索道路的艰辛曲折,培养学生尊重科学、尊重真理的态度。

●将科学探究的实践过程作为科学方法教育的有效载体。科学方法是人们认识世界的方式与途径,是高度抽象的,所以必须借助具体的实践过程作为载体,让学生在实践探究中形成科学思维和科学模式。

●在活动或课程设计中,将要传递的科学方法显性化。

项目实施过程

课程以5E教学模式开展,即引入、探究、解释、拓展和评估5个阶段。下面以“理想与现实”为例简单阐述课程实施的过程,这一课要学习的科学方法是理想模型法。

第1阶段:激发兴趣,提出问题

阶段目标:通过观察,发现磁铁一些有趣的现象,激发学生好奇心,能够提出相关问题,引出教学内容。

教学内容:①学生用小磁针排列出自己喜欢的图形,然后将条形磁铁靠近小磁针并快速移动,观察小磁针的变化。②思考讨论:还有哪些方法可以让小磁针转动,它们和用磁铁让小磁针转动有什么不同?③在比较之中学生产生疑问:为什么磁铁之间产生力的作用是不需要接触的?

第2阶段:引导探究——探究磁场的理想模型

阶段目标:学生能够根据演示实验提出自己的猜想,并通过实践探究验证自己的猜想,在实践过程中初步形成理想模型法所具有的科学思维。

教学内容:①教师带领学生重现法拉第经典实验,学生通过演示实验,画出自己猜想的磁场的样子。②教师带领学生参观展品“磁感应线”,并简单普及理想模型法。③在展品的启发下,学生在磁铁周围合适的位置排列小磁针,然后用铅笔记录下它们的位置和N极所指的方向,并用铅笔连接各小磁针所描的点,完成磁感应线的绘制。

第3阶段:讨论与总结——解释理想模型

阶段目标:在前一阶段实践的基础上,在教师的指导下学生能够知道理想模型法所蕴含的科学思维,并能够初步掌握在实践中抓住研究对象主要特征的方法。

教学内容:①完成实践探究后,请每一小组推选一位代表向全班展示实践结果,同时把画好的磁感应线与之前猜想的磁场的样子进行对比,分析自己猜想的不足之处。②剖析理想模型法。教师以学生画出的磁感应线为例,为学生分析到底什么是理想模型法,重点强调构建理想模型需要抓住问题的主要因素。

第4阶段:实际运用,情感升华

阶段目标:在学生基本掌握理想模型法要领的基础上,以光为研究对象,在教师简单引导下学生能自主建立简单的理想模型——光线;通过学习经典的理想模型案例,实现情感态度升华。

教学内容:①为了更好地引出光的内容,教师给学生提出一个引导性问题:“在白纸上画一个灯泡,通过什么方式能表示出画中的灯泡是亮的?”然后教师结合学生的画讲解光的基本性质,比如光是有颜色的。②演示光路可见的实验,引导学生抓住光的主要特征,然后让学生自主建立光的理想模型——光线。③分享理想模型的经典案例——原子模型。

第5阶段:活动评估

评估方式:①在课堂上运用快问快答等形式检验学生对上课内容的掌握情况。②整个课程结束后,运用课题考核汇报的形式,使教师和家长对学生在实践中运用科学方法的情况进行评估。③建立家长群,及时收集家长的反馈情况。

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项目开展中的困难及解决方法

●趣味性差。课程有的环节趣味性比较差,比如在引导学生探究磁铁时,如果用2块非常普通的磁铁,学生会感觉比较枯燥。通过实践,我们不断改进实验道具,比如把磁铁换成大量的小磁针,对学生的吸引力明显提高。

●学科单一。开始设计的课程多以物理基础知识为主,学科单一,不利于跨学科整合。为了解决这个问题,我们计划在今后的课程中开发更多学科内容作为支撑。

●学生科学素养水平差异大。由于我们是按学龄段招生的,学生科学素养水平难免会有差异,不利于课程开展,为此我们通过水平测试对学生进行分班分小组,尽量做到因材施教。

●难找到合适的素材。虽然科学方法在教学内容中涉及十分广泛,但是很多素材都难以直接用于本课程,对此我们选择对素材进行“二次加工”,使它们尽可能符合我们的教学理念和教学目标。

项目开展后的收获

参与项目的科技辅导员得到了很好的锻炼机会,在教学管理与组织方面也积累了丰富的经验。他们转变了常规的活动设计思路,同时对课标内容有了更深刻的认识。课标不仅局限于知识层面,还有更多的内容有助于科技馆教育活动的开展。在馆校结合方面,科技馆课程与学校教育优势互补,为科技馆进校园提供了丰富的内容,将持续助力馆校结合相关工作的开展。

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