《趣味科技探究》校本课程的建设

《趣味科技探究》校本课程的建设

王  鹏

前言:小学科学课程是以培养学生科学素养为宗旨的启蒙课程。随着课程改革的不断深入,小学科学课程越来越受到重视,在基础教育领域中占有十分重要的地位。学生在学习过程中只有提高兴趣,打好基础,才能为以后初中、高中的学习甚至将来的人生道路做好充分的知识与能力准备。

  众所周知,科学是强调实践的。然而,中国的学生动手实践能力普遍较弱。在学校的学习中,由于受到实验器材、班级人数、课时安排等种种原因的限制,多数学生在学校学习科学过程的中,主要以记忆学习和观看教师的演示实验为主。即使能有做实验的机会,也多是将课本中所描述的实验照做一下,并没有那种面临未知世界,想要“一探究竟”的机会。由于学习缺少真实情境与实际体验,我们的孩子背诵下来的科学知识,其实是惰性知识,并不能被真正理解与迁移应用。

 《趣味科技探究》校本课程教学内容将以科学探究与技术探究为主,紧紧围绕培养科学兴趣和提升实践能力的目标,为每位学生提供动手实践和亲历探究的机会,呵护好孩子的好奇心和想象力,使他们在实践过程中体验学习科技的乐趣、了解科学知识的形成过程,提高科技探究的能力,培养起良好的科学素养。

我们的课程内容将突出能力培养为主线的教学体系,包括实践能力(观察能力、实验设计能力、操作能力)、审辩性思维能力(质疑的能力、多维度思考的能力、评价的能力)、交流表达能力(倾听的能力、假设论证的能力、协商讨论的能力)、合作能力(主动参与能力、组织领导能力、互助协作能力)。

课程内容体现了STEM教育的学科融合特点,包括各种联系生活的物理小实验,化学小实验,技术小制作,微型小工程等,直接对接当今世界流行的STEM教育(科学S、技术T、工程E与数学M)。与传统学科强调所谓“一课即要一得”的以知识体系为主线的教学编排方式不同,本课程将呈现一个生动活泼、自由探索的教学样态。教学内容往往需要若干节课来完成,让学生慢慢地在情境中体验知识的生成过程与问题解决(或任务完成)过程。

 我们采用“探究式教学”,以培养学生能力为主线,设计了一系列教学内容。如《铁丝陀螺》、《纸火箭打靶》、《自制棉花糖机》、《自制叠衣板》、《厨房里的科学探究》等项目,以一些门坎儿低但趣味横生的活动培养学生的工具操作能力、实验或制作的设计能力、交流表达能力以及合作精神等,促进其乐于发现,主动探索。后期《抛石机攻城》、《投石车》、《滚珠缓降》、《发射水火箭》、《建设一个小工程:保卫鸡蛋》等项目则能培养学生的综合应用能力和创新能力。这些融趣味性与创造力培养相结合的教学活动,定能激发起学生的兴趣,迸发出创新思维。

 这些教学项目多是利用身边的材料来开展学习,这既让孩子觉得科学并不遥远,又能让学习能延伸至家庭。同时,学生们的表现也能进一步促发我们教师进行自主研发符合本校实际情况的STEM校本课程,开发出更多好的教学项目,丰富学校的课程体系。
一、课程名称:趣味科技探究
二、课程宗旨:传播科技知识,与有科技兴趣的学生共同成长!
三、课程理念:发掘学生潜质 倡导实践育人 培养创新能力 搭建成长平台
四、课程性质:校本课程;兴趣选修课程;实践性课程;综合性课程
五、课程目标:构建STEM&A特色校本课程,提升中小学生科技素养
六、教师团队:
七、学生团队:招募三至六年级部分学生,成立科技社团
八、授课时间:
九、课程编排:

STEM序号 项目名称 内容简介 相关能力培养 相关学科知识 知识与能力衔接
S1

(90分钟)

奇妙浮沉子 利用废旧汽水瓶和吸管回形针或是小口服液药瓶,表演控制物体沉浮的魔术;通过浮沉子的探究与制作,让学生熟悉上课模式;拓展至火柴或铅笔浮沉子的分析。 观察能力、实验设计能力、实践操作能力、敢于质疑的能力、主动发言的能力 气体和液体压强,浮力与重力(潜水艇的原理);物质吸水特性 为后面涉及气压浮力重力等的教学内容做好铺垫。
S2

(90分钟)

物体沉浮的探究 通过使用鸡蛋、食盐、塑料瓶、吸管、棉线、饺子、烧杯、酒精灯、火柴、橡皮泥、汽水、葡萄干等材料,初步理解浮沉与物体的密度相关。 观察能力、实验设计能力、实践操作能力敢于质疑的能力、多维度思考的能力、评价的能力 气体、液体压强,浮力与重力;形状、密度、体积对浮沉影响 既是对浮沉子现象的进一步理解,也是对动手能力的初步培养。
S3

(70分钟)

 

公道九龙杯

利用弯头吸管、一次性杯、热熔胶枪,就能复原古代神奇酒杯。拓展到一些其他虹吸现象。 实验设计能力、实践操作能力、善于倾听的能力、假设论证能力  

大气压力、水的重力、虹吸现象

对S1、S2中气压认识拓展到大气压,为撒尿娃娃探究、希罗喷泉的制作等做好铺垫。
 

S4

(90分钟)

 

 

撒尿娃娃

先用陶瓷小娃娃喷水的趣味演示来吸引学生进行探究,并用“如何对其进行灌水”的问题来进一步引导其画图来建构模型。再用矿泉水瓶与废旧笔芯,进行喷水比赛,让其思考空气与水的比例、笔芯仰角、出口位置等影响因素。最后拓展至液体、固体的热胀冷缩及生活中的常见现象。 实验设计能力(模型建构)、实践操作能力、善于倾听的能力、假设论证的能力  

热胀冷缩原理;数学中倾斜角度对抛射影响的初步认识

气压的具体应用与再认识;建模的方法对后面的学习起到引领作用;初步学习一些工具的使用,为后面技术专题做好准备。
 

S5

(120分钟)

 

气弓箭打靶

用废旧汽水瓶压缩空气产生动力,发射纸火箭。学生需要研究纸火箭飞行平稳性和发射架数学角度最优值。 观察能力、实践操作能力、善于倾听的能力、组织领导能力、互助协作能力、评价的能力 物理的反冲运动、抛体运动时数学角度的实际调节、飞机机翼运动时的流体动力分析 承接S4中气压及数学角度的影响因素;为喷泉中气压产生动力做好铺垫。
 

S6

(120分钟)

 

希罗喷泉

指导学生利用废旧矿泉水瓶、透明软管、长吸管等来制作神奇的自动喷泉;通过观察各组的喷泉,来分析其原理。 观察能力、实践操作能力、主动参与能力、善于倾听的能力、互助协作能力 气压、水压 初步学习一些工具的使用,为后面技术专题做好准备。
 

S7

(90分钟)

 

探究制作小小降落伞

指导学生利用彩色垃圾袋、瓶盖、小螺母、棉线组装成小小降落伞,不断试验分析影响空中置留时间的因素;可拓展至“保卫鸡蛋”项目活动。 观察能力、实验设计能力、主动参与能力、假设论证的能力、敢于质疑的能力、多维度思考的能力 气体阻力、伞面阻力与配重的关系 为S8的建构模型与理论分析做准备;也能引出“保卫鸡蛋”项目。
 

 

S8

(90分钟)

 

 

书与纸下落的探究

 

首先用纸与纸团来复演伽利略的斜塔实验,引出气体的阻力因素。再用纸与书的下落的“奇怪”现象引发学生探究,自主建立多种实验模型,并进行公开辩论。在得出气流与气压关系后,拓展至等火车的安全及液体的伯努力原理(沉船中的危险)。

 

观察能力、实验设计能力、操作能力、善于倾听的能力、假设论证的能力、敢于质疑的能力、多维度思考的能力

 

大气压力、

伯努力原理

 

建立辩论的机制,为后面学生的自由创新营造氛围。

 

S9

(90分钟)

 

厨房里的科学探究

利用家里的蔬菜水果米饭就能玩出科学实验探究的真趣味。注重观察与发现,激发学生的思考,引导学习基于证据的科学归纳逻辑。 观察能力、实验设计能力、实践操作能力、多维度思考的能力、主动参与能力、组织领导能力、互助协作能力 科学探究的观察与归纳法、营养成份的分类、化学物质的变化 开启引入生活中的材料,体味科学实验的趣味。
S10

(120分钟)

变色记 学生亲自用手将紫甘蓝压榨出汁,检验教师提供的清水、雪碧、小苏打水等物质,尝试分类,得出酸碱性。 观察能力、实践操作能力、多维度思考的能力、主动参与能力 酸碱性及指示剂、食物的酸碱性判断、了解玻意耳的发现 继续使用厨房里的材料,并融入科学史教育。
S11

(90分钟)

非牛顿流体 家里的苹果、淀粉、口香糖就能演绎出科学实验的神奇性;硬币模拟沼泽地,领悟生命的珍贵;拓展到防弹衣的应用。 实践操作能力、多维度思考的能力、主动参与能力 物质的构成、了解应力、非牛顿流体的特性及应用 继续使用厨房里的材料,开展生命教育。
S12

(60分钟)

鸡尾酒? 利用水、食用油、洗洁精、吸管、酒精等,演示液体间的可溶与不相溶,同时感受科学之美。 观察能力、实践操作能力、主动参与能力、互助协作能力 液体密度与不相溶;不同液体分层;萃取 继续使用厨房里的材料,开展审美教育。
S13

(90分钟)

 

玩转气球

开展惊险不断且趣味横生的气球实验:酸碱吹气球;扎不破的气球(水袋、保鲜袋+彩色铅笔);踩不破的气球;气球风轮;大小气球用管连套;气球与塑料杯的探究 观察能力、实验设计能力、实践操作能力、主动参与能力、互助协作能力 气球表面弹性力特点;水的表面张力、流体力学、压强 适合科普秀。
S15

(120分钟)

 

土电话

首先用一次性纸杯、棉线、牙签等材料指导学生制作“土电话”;引导探究传声的机制;利用保鲜袋、水、沙子等探究不同材料传声的速度;利用吸管、橡皮筋等探究音调;指导课后制作简易乐器吸管排萧等。 观察能力、实验设计能力、实践操作能力、假设论证的能力 探究声音是怎样产生的;人是如何听到声音的
S16

(120分钟)

 

吹起大泡泡

带领学生利用洗衣液、甘油、水等材料,制作大泡泡。利用泡泡开展一些趣味活动。 观察能力、实践操作能力、敢于质疑的能力、多维度思考的能力 液体的表面张力、

认识一些材料的特性

可为科普活动作准备。
 

T1

(90分钟)

 

简易抽水机

首先向学生们发出任务挑战:只用一根PVC管把水从大矿泉水瓶里抽上来;引导学生构建抽水过程的物理模型;技术问题挑战:如何只用一只手就能抽水上来?指导学生制作;拓展:用吸管、竹签、电工胶带制作吸管抽水机 实验设计能力、实践操作能力、善于倾听的能力、假设论证的能力 大气压及液体惯性

伯努力原理

理解什么是科学

理解什么是技术

本项目既是前面项目的应用延伸,也是技术专题的开始,能引导学生理解技术与科学的区别。
 

T2

(180分钟)

 

 

 

铁丝陀螺

首先介绍陀螺;提出任务挑战:用一根20cm长的铁丝制作陀螺,比比谁的转动时间长。制作环节:视学生情况,考虑是否呈现兴华科技运动会上的作品;指导中与学生讨论可能存在的影响因素及调试办法。比赛:1.统一只用20cm铁丝制作的陀螺比赛;2.不限定材质与长度的比赛。分享总结经验。 观察能力、实验设计能力、实践操作能力、评价的能力、主动参与能力、善于倾听的能力、假设论证的能力、互助协作能力 物理转动惯量的初步认识、

圆心与质心的初步理解

重心、结构稳定性、对称性、杠杆原理、

数学计算方法的具体应用、

 

在T1的基础上,让学生对铁丝及钳子等工具的使用更加精细,为《棉花糖机》的教学做好铺垫;知识上也为后面项目的学习做了准备。
 

T3

(180分钟)

 

棉花糖机

第一次课:介绍棉花糖机,讨论生产棉花糖的科学原理及棉花糖机的技术构成,提醒学生下节课带来材料;第二次课:指导学生用旧易拉罐、小马达、车辐条等开展制作;第三次课:制作棉花糖,并评价出糖丝效果好的作品。  

实践操作能力、主动参与能力、善于倾听的能力、组织领导能力、互助协作能力、评价的能力、

 

惯性、转动能量变化、相态变化(熔化与冷却)、向心力与离心运动

 

工具的使用在趣味制作中得到锻炼;

T4

(120分钟)

制作彩色

影子箱

第一次课:用KT板或纸箱、滤光纸、圆规刀、手电筒等制作迷人的彩色影子箱;第二次课:探究彩色影子成因(最好用到彩色壁灯,以学生作为模特) 观察能力、思维推理能力、实践操作能力、假设论证的能力 光的直线传播、影子形成原理、光的混合 科学、技术与审美的一次结合。
T5

(90分钟)

自制静电计 首先,指导学生了解生活中的静电现象;再了解两种电荷;

最后利用锌丝、小药瓶、胶棒、铝箔纸等,制作静电计

观察能力、实践操作能力、多维度思考的能力 静电现象、摩擦起电、同种电荷排斥、异种电荷相吸 为下节课做好科学知识与技术能力准备。
T6

(90分钟)

静电马达 介绍静电马达的制作原理,认识主要结构与制作要点;指导学生利用竹签、纸杯、铝薄纸等制作静电马达。 观察能力、实践操作能力、 静电的认识,同种电荷的排斥、转动力矩的初步认识 适合冬天干燥季节开展
T7

(90分钟)

 

简易电动机

首先简单介绍法拉第电磁感应定律;然后介绍并带领学生利用铜导线,粗电线、电池,纽扣型强磁铁,搭建一个电动机;最后,拆卸小电动机,观察与对比。 观察能力、实验设计能力、实践操作能力、主动参与能力 电学、磁学与电磁动力原理的初次认识;认识物体的导电性 为以后开展电学类实验或制作做好准备。
T8

(90分钟)

 

空气炮

演示空气炮的威力;探究空气炮;制作双烟圈空气炮 观察能力、思维推理能力、实践操作能力、主动参与能力、互助协作能力、假设论证的能力  

空气流动;气旋特点;

可为科普活动准备好材料
T9

(180分钟)

 

自制叠衣板

第一次课:演示2秒钟快速叠好衣服的绝招,激发兴趣后提出“用纸板设计和制作出一个可以快速将衣服叠整齐的装置”的任务;指导小组设计。第二次课:发放材料,指导制作。第三次课:作品演示,师生评价,颁发奖励。 观察能力、实验设计能力、实践操作能力、主动参与能力、互助协作能力、评价的能力 学习使用一些技术工具、懂得设计时美观性的重要、体会数学应用的重要性 本节课的重点是“设计”,为后面的工程项目教学做好铺垫。
E1

(360分钟)

 

 

抛石机攻城

第一次课:介绍兴华科技运动会这一比赛项目及部分作品;观看比赛视频;指导小组设计。第二次课:开始制作。第三次课:指导进度快的小组测试。第四次课:进行初赛。第五次课:被淘汰组的攻城体验赛与前四名排位赛。第六次课:第三名争夺赛与冠亚军决赛,颁奖与经验分享。 实验设计能力、实践操作能力、主动参与能力、互助协作能力、评价的能力 杠杆原理、速度与配重、抛物线轨迹等关系、材料与工具的应用知识、规则意识 为《投石车》项目做好知识与技术上的准备。
E2

(360分钟)

投石车 第一次课:认识比赛项目及规则。指导进行设计,提醒学生自带一部分材料。第二次课:用KT板、PVC管、橡皮筋等材料制作投射沙包的车部件。第三次课:精细加工与组装。第四次课:测试与调整。第五次课:测试赛。第六次课:比赛与奖励。 实践操作能力、主动参与能力、互助协作能力 杠杆原理、橡皮筋弹力大小的认识、沙包发射角度优化 可作为科普展品。
E3

(360分钟)

滚珠缓降 第一次课:提出挑战——只用卡纸和胶带来搭建一个纸质小工程,让玻璃弹珠以尽量长的时间从顶端下落到地面;观看兴华科技运动会这一比赛项目的视频;指导小组设计,并提醒学生自带卡纸等材料。第二次课:开始制作。第三次课:继续制作,并指导进度快的小组测试进行测试,精细加工与交流。第四次课:全班交流经验。第五次课:调整测试。第六次课:比赛,并用两个QQ摄像功能放大;时间允许则进行颁奖与经验分享。 观察能力、实验设计能力、实践操作能力、主动参与能力、互助协作能力、评价的能力 重心与结构决定装置稳定的关系认识、坡度、路障等精巧机关的设置体现、发现同学的创造力 可作为科普展品。
E4

(300分钟)

 

 

水火箭

第一次课:介绍兴华科技运动会这一比赛项目及部分作品;观看比赛视频;指导小组设计。第二次课:开始制作。第三次课:指导进度快的小组测试,进行初次试飞。第四次课:所有小组作品试飞。第五次课:做出改进,比赛;颁奖与经验分享。 观察能力、实验设计能力、实践操作能力、主动参与能力、互助协作能力、评价的能力 反冲运动、空气阻力、飞机机翼运动时的流体动力分析、水与空气(气压)比例关系探索 可作为科普活动特色表演。
 

 

M1

(300分钟)

 

 

 

热水降温规律的探究

第一次课:引入温度概念,介绍温度计的读法;提出问题——热水降温有没有规律?学生预测后进行实验。第二次课:汇总数据,列出统计图;指导学生处理数据过程中,认识到中位数与平均数的关系;发现热水降温的变化规律。第三次课:热水降温规律的原因探究;提出问题——食用油、白醋、盐水的降温规律是什么?讨论分析,并提醒学生自带材料。第四次课:分组进行食用油、白醋与盐水的降温实验。第五次课:数据处理与结论分析;科学原理建模。 观察能力、实验设计能力、实践操作能力、评价的能力、主动参与能力、善于倾听的能力、假设论证的能力、互助协作能力 平均数、中位数的意义;统计图的初步学习;冷空气与热空气的特点;降温模型构建 统计学中的平均数与中位数的应用以及数据处理的方法和科学原理解释的建模,为后面的学习提供有力支撑。
未完待续
…… …… ……

(部分项目有课件,有需要的同学,可以在留言里写上邮箱。)

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43 条评论:

  1. 韩露说道:

    用S,T,E,M目标来整合项目,这种梳理适合多做些,这种分类也是表明侧重点,每一个项目又都是融合了的,王鹏师兄是我们的榜样!

  2. 陈志强说道:

    点赞👍

  3. 汪玉洁说道:

    谢谢啦,可以分享一下吗?感觉很能提升孩子的能力和素养呢

  4. 许承萍说道:

    很用心的课程,非常值得学习,如果方便的话,麻烦您分享一下课件,邮箱751560454@qq.com

    1. 王鹏-宪邦说道:

      已发送

      1. 杨银亚说道:

        王老师,你好!能将课件分享一下吗?尤其是铁丝陀螺的,课程很实用啊。

  5. 余丽说道:

    感谢分享,学习的榜样👍

  6. 周舟说道:

    都是很好的项目,学科融合得很好,跪求借鉴

    1. 周舟说道:

      跪求课件272596322@qq.com

  7. 兴华传媒-邱春说道:

    师兄是我们学习的榜样,求分享1084893424@qq.com

    1. 王帅说道:

      我来了

  8. 王帅说道:

    紧跟师兄脚步,师兄求分享1034308197@qq.com

  9. 吴帆说道:

    师兄,整理齐全,辛苦啦~求发课件
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  10. 吴金顺说道:

    期待王师兄下次的到来,求师兄分享

  11. 韦庆进说道:

    太强了!是我们学习的榜样,求分享215248547@qq.com

  12. 裴日旭说道:

    求分享课件,课程好丰富,让我也在我们学校开展起来,万分感谢!3231260848@qq.com

  13. 贾晓伟说道:

    不错

  14. 吴玉芳说道:

    活动融科学与趣味性于一体,材料还不复杂,特别好!如此用心,我们很幸运。感谢分享课件

  15. 段小丹说道:

    接地气的课程研究,求课件1538243297@qq.com

  16. 吴学增说道:

    科学实验老师们的榜样!

  17. 吴学增说道:

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  18. 刘畅说道:

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  19. 徐春明说道:

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  20. 寇承斌说道:

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  27. 沈建国说道:

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  28. 杨洪群说道:

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    1. 张家鑫说道:

      学习学习,课件文档,谢谢

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  33. 陈松春说道:

    课程实用和可操作性都很强!值得推广!求分享可见,十分感谢!

  34. 史亚琴说道:

    初入科学门,不得不惊叹趣味科学的美妙,有些是自己怎么也想不到的,请前辈多指点,跪求课件材料,自己学习,丰富自己的知识,谢谢。

  35. 王炜说道:

    课程非常丰富,对孩子们的智力提升有很大的帮助,而且对他们的动手操作能力也有很大的锻炼,跪求分享,QQ号:258963769

  36. 沈霈霖说道:

    rixin100@126.com
    谢谢

  37. 谭孝强说道:

    非常丰富,对学生的思维提升有很大的帮助,而且对他们的动手操作能力和实验探究能力也有很大的锻炼,跪求分享,QQ号:986050602

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