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:探究式教学在科技馆教育活动中的应用——以“光的幻影”馆校结合科学课程设计为例

文_胡新菲/内蒙古科学技术馆

2022-03/总第312期

阅读数4

本活动依托2005年世界物理年的话题,与内蒙古科技馆“探索与发现”展厅中的展品“影子摩托车”相结合,通过来自普林斯顿的神秘邮件,引出主题“光的幻影”教育活动。通过探究实验,引导学生掌握影子形成的3个条件。在活动过程中注重探究及发现过程,锻炼学生思维能力,提升自主学习能力。让学生通过提出假设,有目的地开展实验、分析原因,以事实为依据得出彩色影子的形成要素,提升学生进行探究式学习的乐趣,并在寻找彩色影子的过程中增强学生对自己能力和信心的肯定。


教学过程

阶段1:引入活动——寻找彩色影子

阶段目标 提出问题,引入主题。

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展品“影子摩托车”


设计意图 以神秘邮件为开始,设置任务情境“让我有个彩色影子”,明确本次活动要达到的目的。鼓励学生踊跃发言,增强其参与活动的积极性,对影子的形态产生深层次的认识。

学情分析及教学策略 通过神秘邮件吸引学生注意力,学生本身对影子有一定的了解,当教师提出彩色影子时,会与学生的原有认知产生冲突,从而激发其探究兴趣。

教育活动脚本 在活动开始前,给学生一封来自普林斯顿的神秘邮件,并介绍邮件背后的故事,引出“让我有一个彩色影子”的话题。教师引导学生观察“影子摩托车”这件展品,并向学生提问:“什么是影子?影子长什么样?影子产生的条件是什么?我们的影子有没有颜色?生活中有没有彩色的影子?”

阶段2:探究影子产生的条件

阶段目标 了解光、遮挡物、屏(承载面)三者之间的关系。

设计意图 通过探究活动,让学生了解光、遮挡物、屏(承载面)三者之间的关系。通过记录探究过程,了解光被阻挡时就形成了遮挡物的阴影,能对影子形成原理与条件进行验证。

学情分析与教学策略 学生对影子有一定了解,但不能准确描述影子形成的条件,通过任务驱动让学生在完成任务的过程中能够推理、归纳并总结。

教育活动脚本 日常生活中,影子与我们形影不离,但是大家对影子的认识又有多少呢?教师活动:引导学生观察展品“影子摩托车”,同时引导学生利用提供的材料制造出影子。学生活动:思考形成影子必须具备哪些要素?如何形成影子?通过对影子的观察与了解作出推理,并预测可能得出哪些结论?

阶段3:探寻彩色影子形成的条件

阶段目标 验证假设,通过动手实验,得到彩色影子。

设计意图 学生通过动手操作,循序渐进增加光源及光源颜色。针对问题提出假设,设计方案,验证假设,记录并观察影子颜色变化及位置变化。通过探究过程,培养学生推测、设计和验证等科学探究能力,发展科学思维能力,逐步巩固彩色影子的概念。

学情分析与教学策略 通过探究实验,发现学生重结果,易忽略过程,缺乏对彩色影子深入的理解。教师在学生提出设想、观点、预判和进行讨论时,不作评价,主要通过后续实验的实际结果验证其对错。

教育活动脚本 每个人都有独一无二的影子,印象中影子的颜色只有黑色,那么邮件中所说的彩色影子,我们能不能通过今天的实验得出来呢?它到底是怎么实现的呢?教师活动:曾经有很多人研究彩色影子,你是否也能设计出一个彩色的影子?引导学生思考形成彩色影子必须具备哪些要素及如何形成彩色影子。学生活动:大胆说出产生彩色影子的假设,根据教师的提示,分别添加颜色,添加光源,探究彩色PVC放在光、遮挡物与屏(承载面)之间哪个位置才可以出现彩色影子。观察结果并完成实验记录,总结观察到的现象。

阶段4:影子颜色、位置与光源的关系

阶段目标 获得探究结果,发现影子颜色、位置与光源之间的关系。

设计意图 设置具体的问题情境,通过教师提出的问题,吸引学生注意力,让学生推测影子颜色变化的因素,激发学生探究知识的欲望,在探究的过程中获得直接经验,了解影子颜色、位置与光源之间的关系。在此环节,锻炼学生发现问题、寻找答案及解决问题的能力。同时可延伸加色法在生活中的应用,让学生了解所学的科学知识在日常生活中的应用。

学情分析与教学策略 分组进行实验探究,学生对不同光源照射遮挡物所产生的彩色影子能够积极展开讨论,表达自己的观点,对于他人的观点也可以提出疑问。教师可对知识难点进行补充解释,但更多地是让学生梳理实验中所获得的直接经验,并进行归纳、总结,鼓励学生有意识地进行反思。

教育活动脚本 通过上一环节,我们已经得到了有一个颜色的彩色影子,不同颜色的光源,影子颜色和位置是一成不变的吗?教师活动:指导学生把不同颜色的光源混合投射,再观察影子的变化,探究影子颜色、影子位置与光源之间的关系及光的反射现象;通过移动遮挡物,观察彩色影子大小及影子颜色数量,引导学生在白屏上画出不同光源照射遮挡物的影子,并记录观察到的现象;引导学生通过实验认识加色法的概念,并了解加色法在生活中的应用。学生活动:通过动手实验发现彩色影子的颜色、位置及大小的变化,动手操作并总结这些变化与光源的颜色、方向、照射角度,遮挡物与光源的距离及遮挡物侧面形状等因素的关系;通过教师的讲述了解加色法在生活中的应用。

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学生作品1

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学生作品2


阶段5:光影创意秀

阶段目标 交流、分享彩色影子的创造过程

设计意图 回顾所学知识,设计出属于自己的彩色影子,检验学生对彩色影子的掌握情况,并对设计彩色影子的过程进行分享。

学情分析与教学策略 运用所学到的知识,创造属于自己的彩色影子,帮助学生巩固学习到的知识。

教育活动脚本 运用学习到的知识,利用不同数量和颜色的光源,团队成员共同努力创造出彩色的影子,并对彩色影子的制作过程进行交流分享。在日常生活中,只要用科学的方式思考,我们每个人都是爱因斯坦。


结语

在“光的幻影”教学活动设计实施过程中,通过尝试探究式学习在“馆校结合”教育活动中的实践运用,避免让学生按照固定套路、规定动作进行科学实验,促进学生在疑难情境中发展批判性思维和创新思维,营造学生自主实践、探索的学习情境。


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