科学+我是科学家

本文发布于2019/5/17 10:33:40 阅读(385)  推荐(2) 

填报单位:吉林省科技馆 项目实施场所:场馆内实施
项目类型:展览教育类项目 目标人群年级:学生5-6年级
每次活动接待人数:40人 课时时长和课时数:每课时45分钟,共计3课时
课时和活动次数安排:每次/天1 课时,分3次/天进行 活动时段安排:学期内的周二至周五,寒暑假
1.项目研发团队

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姓名性别年龄工作单位/部门/职务专业项目分工
史晓32吉林省科技馆展教部部长计算机科学与技术总负责
范向花35吉林省科技馆教育活动负责人物理学策划
邹洪瑶29吉林省科技馆培训负责人计算机科学与技术策划
张卓26吉林省科技馆科技辅导员生物工程策划并实施
赵成龙31吉林省科技馆科技辅导员生物科学策划并实施


2.项目研发背景与目标

学校作为正规教育机构,更强调科学知识的传播,特别是基础学科知识,以灌输式教育为主,课堂显得枯燥乏味,无法达到良好的学习效果。科普场馆作为非正规教育机构,使学生在体验展品的时,获得直接经验。基于此,我们研发了“省力”系列课程,该课程拟对接《义务教育小学科学课程标准》及技术与工程领域相关的教学内容,利用“中国古代科技”、“力学世界”展区的教育资源,采用了STEM教育理念和PBL的教学模式、情境学习的教学方法,采取了角色扮演、制作、对比实验等活动形式,弥补了学校传统教育的不足。使学生在轻松愉悦的氛围中学习到科学知识,像科学家一样自主探究,提高了学生的综合素质。

3.项目设计概述

针对小学六年级《科学》中技术与工程的教学内容,以“省力”为主题,综合利用本馆“中国古代技术”和“力学世界”展厅的展品、场景、实验道具等教学资源,以“STEM”为教学理念,以“PBL(基于项目的学习)”为教学模式,以情境学习、做中学、体验式学习为主要教学方法,以展品参观、角色扮演、制作、对比实验、分组竞赛相结合的活动形式,以多媒体为辅助教学技术手段,以达成《义务教育小学科学课程标准》规定“了解技术是人们改造周围环境的方法,是人类能力的延伸,工程是依据科学原理设计和制造物品、解决技术应用的难题、创造丰富多彩的人工世界的一系列活动;了解科学技术推动着人类社会的发展和文明进程”的教学目标。

4.教学对象与受众分析

活动对象:小学5—6年级学生,年龄在10岁—12岁 受众分析:本阶段学生没有在学校系统地学习过杠杆、轮轴、滑轮等知识,但是大部分学生都从生活经验中了解过杠杆和滑轮的相关知识、对轮轴的知识很陌生。在能力方面大部分学生会进行仔细观察;部分学生会收集资料、整理数据;并且具备了提出猜想,设计实验计划,进行实验验证的能力;对小组内合作交流奠定了良好基础。但仍缺少自主推理和探究的能力,不能形成系统的认知。

5.教学内容

科学概念:人们为了使生产和生活更加便利、快捷、舒适,创造了丰富多彩的人工世界;技术的核心是发明,是人们对自然的利用和改造;工程技术的关键是设计,工程是运用科学和技术进行设计、解决实际问题和制造产品的活动。科学知识:完成某些任务需要特定的工具;杠杆、轮轴、滑轮等是常见的简单机械;学会使用简单机械并解决生活中的实际问题。 场馆:吉林省科技馆的古代展厅和力学世界展厅。 融合了科学、技术、工程、数学四个学科。

6.教学目标

科学知识:知道杠杆、轮轴、滑轮是生活中常见的机械结构。了解省力杠杆和费力杠杆;轮轴、滑轮如何省力。知道机械是依据科学原理设计、制造的物品,是人类能力的延伸。 科学探究:能从事物的结构、功能等角度,依照要解决的实际问题,提出可探究的科学问题,基于所学知识设计单一变量的实验,通过实验获取事物信息,运用分析、比较等方法得出结论,与他人交流,及时调整并形成总结性评价。 科学态度:产生对事物的结构、功能进行科学探究的兴趣;尊重事实,乐于多次实验,主动与他人合作,修正和完善自己的观点;综合小组各成员意见,形成集体观点。 科学、技术、社会与环境:了解科学知识在日常生活中的应用,了解社会需求是科技发展的动力。

7.教学场地与教学准备

教学场地

第一节课杠杆:吉林省科技馆三楼古代科技展厅; 第二节课轮轴:吉林省科技馆二楼力学世界展厅; 第三节课滑轮:吉林省科技馆二楼力学世界展厅;

教学准备

第一节课:移动电脑及PPT;学情调查问卷40张;学习手册40套;剧本10套;Y型支架10套;圆木棍10根(30cm);金属杆10根(承重不弯曲变形,两端可系重物40cm);橡皮筋30根;砝码10套;120cm、80cm长杆各2根(承重不弯曲变形,一侧距端点40cm处有红色胶带,另一侧有挂钩);1kg重物4个;照片打印机1个;投石车套件10套;投石车比赛场地1个;秒表1个。 第二节课:移动电脑及PPT;学习手册40套;轮轴套件10套(有轴、大轮、小轮,且都能挂重物);砝码10套;秒表1个。 第三节课:移动电脑及PPT;学习手册40套;滑轮套件10套;砝码10套;弹簧测力计10套;秒表1个;调查问卷40张。

8.项目日程规划

教育项目总时长及主题:

该项目依据教学目标中的科学知识分三节课

第一节:杠杆 时长45分钟

第二节:轮轴 时长45分钟

第三节:滑轮 时长45分钟

教育项目实施的时间点:

1.学期内的周二至周五:每天一节课,每节课时长为45分钟,共三天。

2.寒暑假:每天一节课,每节课时长为45分钟,共三天。


9.教学过程

第一阶段:选定项目,制定计划

阶段目标:通过展厅参观、情境教学法和角色扮演让学生了解科学家精神,确定本次活动的主题-制作取水装置即杠杆。小组内交流,制定任务计划。

学情调查:学生填写学情调查问卷。

学情调查

情景创设:①学生参观中国古代科技展厅,了解“马钧改造指南车”的小故事,进行角色扮演。

②向学生提问:什么是科学家?科学家具有哪些精神?

问题导入:秉承科学家精神,如果你回到了马钧所处的年代,根据提供的工具,你打算怎么搭建取水装置呢?

学生活动:小组交流、讨论、分享。

教师活动:鼓励学生按照自己的想法动手搭建。

教学方法:情境学习

活动方式:小组合作

器材与媒体运用:PPT;学情调查问卷40张;剧本10套;秒表1个

时间分配:8分钟

u设计意图:

通过情景创设激发学生兴趣,快速进入教学场景,确定活动主题。

u学情分析:

此年龄段的学生在知识方面:对杠杆在生活中应用有一定了解;在能力方面:动手能力较强,有合作搭建提水器的能力。但是注意力容易分散,难以进入学习状态。

u教学策略:

利用情境教学法和角色扮演法,分组交流等方法。

第二阶段:活动探究及作品制作


阶段目标:通过探究式学习,总结杠杆省力规律,改进取水装置。在探究过程中培养学生观察、思考、制作的能力。在探究实验中不断的尝试和体验,将“间接经验”转化为“直接经验”。

学生活动:完成提水器的第一次制作。

教师活动:组织提起重物挑战赛,介绍比赛规则,提供重物(砝码),让各小组学生自行选择挑战提起砝码的个数。记录各小组数据。再提出问题“如何能使提水器提起更多的砝码?”

学生活动:小组内组员讨论怎样改进提水器。

教师活动:组织学生进行杠杆的强化体验。利用准备好的长度不同的长木棍挑起相同的重物,感受所用力的大小。让学生对比两根木棍,讨论寻找改进提水器的方法。

学生活动:完成提水器改进的制作。自主利用二次改装的提水器,验证改进是否成功,设计实验步骤,观察实验现象,填写学习手册。

杠杆_WPS图片

取水器1_WPS图片

教师活动:?在探究实验中,对学生进行适当的引导,观察学生的表现。打印改造前后取水器模型照片。

学生活动:讨论并分享找到的杠杆省力的规律。

教师活动:总结学生发言,归纳并详细解释(杠杆五要素、杠杆类型)。让学生联系生活实际,完成学习手册第二页的连连看。

教学方法:探究式学习、强化-体验-认知的对比实验

活动方式:讨论、推理、制作

器材与媒体运用:移动电脑及PPT;学习手册40套;Y型支架10套;圆木棍10根;金属杆10根(承重不弯曲变形,两端可系重物);砝码10套;120cm、80cm长杆各2根(承重不弯曲变形,一侧距端点40cm处有红色胶带,另一侧有挂钩);1kg重物4个;照片打印机1个;秒表1个

时间分配:22分钟

u设计意图:

通过观察、体验、尝试,自己得出结论,培养学生的逻辑思维能力、小组合作意识和动手制作能力,有效发挥学习共同体的作用。

u学情分析:

学生们对杠杆的特征有初步的了解,但处于“间接经验”范畴,针对观察到的现象能提出自己的猜想,对比实验后,能总结出一些简单的规律。但在归纳总结阶段,无法形成系统的知识结构。

u教学策略:

贯彻“做中学”的理念让学生自己选择、制作、体验、思考问题,教师从旁通过多种带有趣味性的活动,引导学生自主探究。通过填写学习手册帮助学生梳理知识形成系统。

第三阶段:成果交流及竞赛

阶段目标:用科学的语言表达和交流探究成果,培养学生与他人交流、分享、协作的意识和能力;通过投石车比赛让学生可以将理论应用到实际生活。

教师活动:?组织学生发言,每小组指派一名同学说明设计的最初想法,通过体验重物实验后,有了哪些新的认识,什么样的改进思路,最后得出什么结论。每小组选取一名同学分享在探究过程中遇到了哪些困难及解决困难的方法。组织学生倾听他人分享。

学生活动:分享交流。

教师活动:组织投石车比赛,说明比赛规则

学生活动:进行比赛

教学方法:分享交流法

活动方式:倾听、操作、制作、观看、交流、分享、

器材与媒体运用:投石车套件10套;投石车比赛场地1个;秒表1个

活动时长:15分钟

u设计意图:

锻炼学生的语言表达能力。让学生用科学的语言表达和交流,分享在探究过程中遇到的问题和解决问题的方法,在此过程中培养学生善于表达,乐于分享的意识;

小游戏的设置,让学生将理论应用与实践中。

u学情分析:

在此过程中,学生重视分享自己的结论,而忽略了倾听其他人的发言,缺乏从倾听中收获知识的能力。

u教学策略:

在分享过程中,提问一些具体问题,提高学生对于细节的关注。在倾听过程中,鼓励学生用记录关键词的方法,收获更多知识。通过比赛,提高学生的参与度。

第四阶段:反思评价

阶段目标:在自评和互评的过程中总结学习经验,让学生看到自己的进步与不足之处。锻炼学生的语言表达能力,让学生了解科学知识在日常生活中的应用,了解社会需求是科技发展的动力。评价本次活动,对活动改进提出建议,帮助设计者不断完善项目设计。

教师活动:今天哪组同学表现的最好?为什么?

学生活动:积极发言

说明:该项目分为三节课,以上仅以第一节课为例说明教学过程。反思评估阶段设计在三节课完成之后,一起进行。

器材与媒体运用:调查问卷40份

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u设计意图:

通过问题导入,学生可以进行自我评价和互相评价,了解学生的学习效果;帮助改良活动。

u学情分析:

学生在自我评价中表现积极,在互评中稍显不足。

u教学策略:

问卷法

图片3



10.项目成果及评估

“科学+ 我是科学家”课程累计实施4场,受众160人次,主要通过问卷形式从知识性、趣味性、探究性与开放性、对活动和教师的满意度及问题与展望五个方面进行调查,发放问卷160份,有效问卷158份。 在教学过程中的形成性评估,如提问,发现80%的学生只知道一些省力工具,却并不知道如何实现省力。经过三次课程,90%的学生找到了省力方法,说明学生已掌握省力原理,并能够举一反三提出新问题。 通过观察法发现学生在动手制作和探究实验的过程中,注意力和兴趣度明显提升。同时,通过活动前学情调查与活动后问卷调查对比,发现学生在知识和技能方面有了显著提高。 学生评价: 问卷调查结果显示,学生对知识性满意度为100%,趣味性满意度为98%,探究性与开放性满意度为96%,对活动和教师的满意度为98%,在问题与展望方面给予了很多建议。 教师评价: 对带队老师进行了交流随访,他们觉得活动形式新颖、有创造力,实现了以学生为主,弥补了学校课程的不足,提升了学生的小组合作意识,语言表达能力和对科学的兴趣。 业务人员自我反思: 此活动针对基础学科的课程,轮轴部分理论知识较多且难,课程趣味性不足,没能更好的调动学生的积极性。另外,由于课程在展厅进行,环境嘈杂,很难吸引学生注意力。

11.项目特色分析

主要差别:因本次活动在科技馆开展,不受课堂教学的限制,活动形式多样,趣味性强,将展览讲解、角色扮演、手工制作、小组合作、对抗竞赛、媒体辅助集于一身,充分发挥科技馆的优势,采取了“基于项目的学习”(PBL)教学方法,充分利用科技馆的教学资源,引导学生像科学家一样去观察实验、设计方案、对比验证、得到结论。在活动中每课时都有学生亲手制作的环节,增强了学生的动手实践能力。教学内容方面,通过设计前调查,选取了10岁左右学生感兴趣的机械类,不仅与学校课标结合,而且紧紧联系科技馆展品。本活动达成了教学内容、教学方法、趣味创意相互融合的三位一体,与传统学校教育‘合而不同’。 创新之处:社会上组织的项目单纯以学生兴趣为出发点,活动仅为“流水线”式的拼装,教学目标单一。但本活动充分调动学生自主能动性,增加了学生自己设计、组装的过程,利用原有知识储备进行。活动对接《义务教育小学科学课程标准》中对杠杆、轮轴、滑轮部分的教学目标,紧紧围绕课标中对应的核心概念,注重发展学生的模型思想、数据分析观念、推理能力和感官学习能力,培养反复论证的科学意识;注重对科学方法和科学精神这两个更高层面的科学素养的培养,且活动地点灵活,既可以在场馆实施也可走进校园。

12.专家评语

专家1:1. 三个项目间的联系和过渡不明确; 2. 项目名称和内容不够匹配; 3. 学习单设计比较简单。

专家2:该项目能对应课标要求,结合杠杆原理的学习,采用情境方式引入,通过探究与实践解决问题。有课程评估的设计。但课程中从探索杠杆提水到制作投石车,跨度有些大,45分钟显然不够,建议合理考虑课程容量。

专家3:教学方法得当,教学过程有力呼应设计理念,但内容创新性稍显不足,教学目标明确但过于全面,实施过程未能很好体现模型思想、推理等探究能力的目标的实现。问卷调查的设计较好,但体现较多的是知识与技能方面,科学态度、精神、方法体现不足。

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