邮发代码:82-418   刊号:ISSN1671-4350   定价:16.00

[追踪]“科技馆活动进校园”项目案例:一米有多长

文_林秋鸿/福建省科技馆

2021-10/总第307期

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“一米有多长”是福建省科技馆“馆校结合”科学教育项目,分为“它有多长”“探寻测量工具”和“测量分享会”3个环节,活动总时长预计为4小时,其中 “探寻测量工具”环节在福建省科技馆分馆计量研究院科研基地开展。项目针对福建地区小学3年级科学课程中的“测量”单元内容,采用5E教学法和PBL教学模式相结合,以“测量”为主题,综合运用体验式学习、多感官学习和“做中学”等教学方法。针对学习主体的多样性,在教育活动中采用游戏、拼图学习法、项目学习单等辅助教学策略。学生在自主学习的过程中了解测量知识,学会小组协作规则,体验合作学习的快乐并将所学知识分享给身边的伙伴。

本文重点介绍项目的第1环节——“它有多长”的教学。


教学目标

科学知识:使用尺子等工具准确测量物体长度;通过测量活动,知道长度测量工具的特点;掌握其他测量工具的设计思路。

科学探究:在教师引导下,能依据证据,运用比较、分析得出结论;能正确分享自己的学习过程和结论,倾听他人意见并与之交流 。

科学态度:在科学探究中以事实为依据,不从众,面对有说服力的证据,能及时调整自己学习到的测量工具的分享内容。

科学、技术、社会与环境:了解科学技术对人类生活方式和思维方式的影响;了解“计量单位的参照物从人的身体到不易变化的实物再到非实物但不会变化的自然常数”的过程体现了人类社会价值观、科学观的变化。


教学对象

活动针对的是使用苏教版《科学》教材的小学4年级学生,若使用的教材不同,可根据实际情况进行调整。每次活动人数不超过48人。


教学过程

阶段一:引出测量工具的一个重要概念——刻度

设计思路:激发学生兴趣,引出“不用尺子测量长度”。让学生产生认知冲突——不用尺子也能测量物体。根据学生的认知“已经会使用尺子进行测量,但不明白刻度、单位的意义”,提出探究任务“用绳子、纸张测量物体长度”,让原本乏味的测量物体长度环节变得趣味性十足,引导学生发现原始测量工具的缺点,引出测量工具的一个重要概念——刻度。

教师活动:创设情境导入,“作为测量人员的你忘记带尺子,如何比较出三角形、正方形等模型的长度”。给学生发放长度随机的绳子、纸张,要求学生测量并记录各模型的长度。提示学生可以把测量工具的整体作为测量最小单位。引导学生观察数据,并引导学生发现同一个模型用不同工具测出来的长度为什么不一样。简述目前测量工具存在的问题。

学生活动:在教师提示下,利用手指或其他物品比较不同模型的长度。利用随机的绳子、纸张测量各模型长度,分享收集的数据。通过对比观察数据,发现用各自的工具测量同样的模型获得的长度数据并不相同。列举出目前测量工具的问题所在,比如没有刻度、没有零刻度线、没有单位等。

阶段二:利用自制带有刻度的测量工具及互动游戏,让学生感受刻度统一的重要性

设计思路:学生经常用到尺子,但没有动手制作过,对于刻度的理解不同且不全面;学生面对相同的实验数据,未必能得出相同的结论;每个学生有他们更容易理解知识的方式。教学进入到10〜20分钟时学生容易转移注意力,通过小组参与的提问方式可提升学生注意力;利用观察法和游戏方式将知识呈现,能让更多的学生接受知识;安排集体讨论“标准刻度”的长度,可提高每个学生的积极性。

教师活动:学生按4人每组进行分组,向小组发放长度随机的“标准件”作为刻度长度,布置任务“利用木条制作带有刻度的测量工具”。让学生观察相邻小组与本组的数据,提出问题“相同的模型用带有刻度的工具测量,为什么结果不同”。引导学生用观察法,分析、比较不同小组的尺子有什么差异。组织未能发现尺子有什么不同的学生参与游戏——让高矮明显不同的2组学生各自站成一排,利用双腿的最大距离测量教室里同一段物体间的距离。引导学生用运动的方式发现“相同的距离,由于身高和步伐的差异,中间站的人不一样多”。组织全体学生,从组内到组外“统一”测量工具的刻度,体会测量工具的单位在统一过程中的艰辛。

学生活动:利用得到的“标准件”和木条制作带有刻度的测量工具,利用自制工具测量各模型长度。分析测量相同模型得到不同数据的原因,通过观察法比对不同小组的尺子,发现它们的刻度有差异。在教师的引导下排成2排,用步伐测量教室里物体间的同一段距离;用游戏的方式发现刻度不一样时测量结果也不同。通过小组内外讨论本次教学过程中测量工具的刻度。

阶段三:通过复制“标准件”的实践活动,让学生发现作为测量的标准原器件必须具备坚固、不变等特点

设计思路:创设问题情境——通过用橡皮泥复制标准原器件这一实践活动,让学生明白像黏土等易变形的材料是不可以用来作标准原器件的。使用KWL学习单将学生的兴趣点从长度测量扩展到其他测量,为下一环节的学习打下基础。

教师活动:向学生出示刚才讨论的“长度原器件”,让各小组用黏土复制这一长度,并制造一个新的长度测量工具。分发KWL学习单,并对学习单作说明:学习单是针对整个活动的,“K”表示通过这节课的学习,对测量工具知道了什么;“W”表示在后续环节中,想了解什么;“L”是总结,在全部活动结束后填写。

学生活动:在用黏土复制“长度原器件”的过程发现易变形的材料是不可以用来作标准原器件的。填写KWL学习单。

阶段四:活动小结

设计思路:通过讨论,让学生的注意力从使用长度测量工具转移到其他测量上,并产生好奇和兴趣。所以教师可以在最后播放温度、时间、质量等学生熟悉的测量工具,结合KWL学习单,考查是否激发学生的探索欲望。

教师活动:演示生活中温度、时间、质量测量工具,组织学生讨论温度计、秒表等工具的演变。

学生活动:小组讨论温度计、秒表等工具的演变。


项目亮点

本项目通过“馆+馆+校”的方式开展,有效弥补了本场馆展品不足、学校教学资源不足、合作场馆教育人员不足的问题。深入挖掘展品及科学表层知识背后的科学内涵,用实物及实践活动帮助学生了解长度测量的概念,明白测量活动对科技、社会、环境的影响。

活动采用5E教学法并融入STEM教育理念,以互动游戏、实验探究、学习单自主学习和观察记录等多种教学形式,综合运用工程、物理、数学等方法,帮助学生亲身经历科学研究的一般过程,激发学生探究科学、实践创新的兴趣和勇气。注重“以实物引发思考”和“以实践检验真理”的理念,让学生“像科学家一样思考,像科学家一样做事”。


利用纸张测量模型长度.jpg

利用纸张测量模型长度


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参观计量研究所展区


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