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基于实验器材改进与创新的小学科学实验教学策略——以“热在金属中的传递”教学为例.pdf

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基于实验器材改进与创新的小学科学实验教学策略——以“热在金属中的传递”教学为例.pdf

上传人:1781111**** 2024/5/11 文件大小:929 KB

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..—以“热在金属中的传递”教学为例【摘要】本文针对小学科学实验教学中实验器材设备适用性评价和研究,开展优秀自制器材评选,鼓不能满足实际教学需求的问题,以“热在金属中的传励教师自制实验器材。该意见对教师开展实验教学递”教学为例,从创设问题情境启动猜测、经历探究提出了较高的要求,要求教师除了具备扎实的专业知实践发现新的探究问题、借助新技术创新实验装置、识,还须具备创新意识、创新精神和创新能力。也就知识迁移应用等方面探讨基于实验器材改进与创新是说,小学科学教师只有具备对实验器材进行改进、的小学科学实验教学策略。创新的能力,才能切实改进实验教学现状,促进学生【关键词】小学科学实验器材改进与创新科学核心素养的发展。下面,笔者以教科版科学五年实验教学热在金属中的传递级下册第四单元第4课“热在金属中的传递”教学为【中图分类号】G62【文献标识码】A例,探讨基于实验器材改进与创新的小学科学实验【文章编号】0450-98892023)10-0076-03教学策略。“热在金属中的传递”一课实验的教学目标是,小学科学是一门以实验和活动为基础的综合性通过引导学生设计单一变量的实验方案并展开相关学科,以培养学生科学素质为宗旨。实验教学是小实验,在观察和探究实验的过程中感悟热在金属中学科学教学的重要组成部分,也是落实学生科学核的传递过程和方向,通过综合观察和分析实验结果,心素养培养要求、提高学生科学探究能力的重要内总结出热传递过程中的共同特点。基于此,教材实容。教师要主动利用科学实验这一有效载体,全面验设计是在金属条和金属片表面涂上蜡或感温油墨提高学生的动手操作能力和创新能力,进而促进学并固定在支架上,然后给金属的某一固定位置加热生科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面来观察蜡或感温油墨的变化,据此推测热在金属中核心素养的发展。新课程改革后,小学科学教材中是怎样传递的。教师按照教材设计的实验方案引导所安排的实验内容和要求发生了很大的变化。教师学生进行实验探究,大部分学生都能清楚且直观地们在教学中发现,原先标配的实验器材受多种因素看到蜡或感温油墨受热后会慢慢地往一定方向变制约,时常不能满足实际教学需求,从而影响了科学化,学生根据这样的实验结果能初步推测热传递的实验教学的有效开展。部分小学科学教师缺少专业方向。然而,由表象总结出来的科学概念,学生对其的培训和学****对课标理念领悟不高、对课程内容理理解比较抽象,实验缺乏准确的数据支撑,导致学生解不一,导致科学实验教学效率低下。《义务教育科不能深刻理解热传递的过程,从而影响了学生在实学课程标准(2022年版)》(以下简称《2022年版科学验探究过程中对相关科学概念的获得,且影响学生课标》)要求教师根据教学具体情况选择合适的实验科学思维的发展和严谨科学态度的形成。为了让器材,满足学生的实验需求,培养学生的实验操作能学生更科学地观察热在金属中的传递过程,使实验力和创新能力。然而,合适的实验教学器材并不是随过程更规范、效果更明显、结果更精准,也为了让不时配好、随时供应的,需要教师基于实验教学过程中同层次的学生科学素养都能得到发展,笔者认为,实际出现的问题,对实验器材进行改进、创新。2019教师可以借助新技术对实验方法或实验器材进行年11月,教育部发布的《关于加强和改进中小学实验改进,并将其运用于实验教学的过程当中,切实提高教学的意见》提出,鼓励各地各校积极开展教学仪器科学实验探究效果。2023年4月第10期?.:..例研究创设问题情境,启动探究猜测酒精灯加热金属条的中间位置,观察金属条上感温通过创设油墨的变化。通过该实验,大部分实验探究小组都符合学生认知水平或学生熟悉的生活化问题场景吸能观察到感温油墨的颜色从金属条的中间位置受热引学生注意力,激发学生的好奇心和求知欲,使学生部分开始变化,然后向两端逐渐变化,进而得出热会产生学****兴趣。在教师引导下,学生基于问题大胆从物体的一部分(温度较高的一端)向另一部分(温猜测,主动参与到交流互动过程中,最终通过自主、度较低的一端)传递的实验结论。感温油墨颜色的合作、探究的学****方法获得问题的正确答案。变化说明了温度的变化是有先后的,也间接说明了在“热在金属中的传递”课堂教学中,教师先用微热的传递方向。教师顺势提出新的探究问题。视频方式呈现了一个厨房烧菜的生活化场景,成功吸师:热传递是在一条直线沿着一个方向传递的引了学生的注意力,激发了学生的学****兴趣。接着,吗?你们还有怎样的猜测?教师用多媒体动画方式,再现了生活中金属勺浸在热生1:热还可能向四周传递,比如加热汤锅底部汤中勺柄逐渐发热的现象,引出了本课问题。由熟悉的时候。的生活场景引出的问题能有效吸引学生,激发了学生生2:热还可能从一个物体传递到另一个物体,强烈的好奇心和求知欲,学生敢于大胆猜测。比如热从酒精灯灯芯传递到金属条。热在金属勺中是怎样传递的?师:实验探究中,你们有什么发现或困惑?生:热从金属勺浸在汤里的部位逐渐传递到生3:感温油墨颜色的变化与热传递的方向之间勺柄。的关系不好理解。生2:热从热汤传递到金属勺,再从金属勺热的生4:若能把金属条的温度变化测量出来,更能一端传递到勺柄。直接说明热的传递方向。师:请根据你的猜测,把热传递的方向用箭头画师:你们有什么好办法吗?出来。生5:用温度计测量金属不同部位的温度。学生在教师的引导下画出了热在金属中传递的生6:将金属条改为金属圆片。方向。但是,这个猜测是否正确呢?学生兴致高涨,……迫不及待想要找出问题的答案。教师顺势进入实验通过以上实验探究,学生初步形成了科学概念,教学准备环节,将学生分成几个实验探究小组,各小但教师根据学生实验后反馈的情况发现,由表象总组学生结合课本内容展开交流讨论,制订探究热在结出来的概念,学生并不能深刻理解,思维卡点依然金属中传递的实验方案,合作学****能力从中得到了存在,还需要进一步探索解决。培养。三、借助新技术创新实验装置,突破教学重难点二、经历探究实践,初步形成科学概念,发现新《2022年版科学课标》强调,实验装置的设计,应的探究问题着眼于帮助教师向学生清楚演示抽象、难懂的科学探究实践主要指在了解和探索自然、获得科学概念,提供课堂集体观察和演示实验的材料。因此,知识、解决科学问题以及技术与工程实践过程中,形教师需要在科学探究教学活动中创新实验装置,将成的科学探究能力、技术与工程实践能力和自主学科学概念化繁为简、化抽象为具象、化隐为显,为学****能力。探究实践是小学科学实验教学非常重要的生认识科学核心概念搭建“脚手架”,从而提高实验环节,而实验器材是确保探究实践有效性的基础和教学的效率。此外,若能以新技术助推科学实验探保障。学生在探究实践过程中,依据实验方案操作究,使实验数据更科学、精准,不仅能更好地突破教实验器材,运用实验器材进行科学探究活动,在活动学重难点,还能增进实验探究的深度。中体验遇到困难时的困惑和解决问题的喜悦,形成针对“热在金属条中传递”探究实验中学生的发科学观念,发展科学思维,同时培养问题意识、质疑现或困惑,教师应抓住契机与学生进行思维碰撞,引能力和创新精神。导学生思考:如何创新实验才能得到精准的数据,使具体教学中,教师可让学生实验探究小组依照探究实验更严谨、科学呢?通过这一问题引领学生设计好的实验方案进行“热在金属条中传递”的实验开启科学“头脑风暴”,展开激烈的实验改进与创新探究:在一根金属条表面均匀地涂上感温油墨(遇高探讨活动,各实验小组交流讨论、集思广益,得出了温会改变颜色),将金属条固定在铁架台上,然后用如下页图1所示的新点子。2023年4月第10期?.:..向逐渐扩散的过程,并总结出热传递过程中的共同1:用温度计测量金属圆片温度的变化。小组2:需要测量金属圆片不同位置的温度。特点:热会从温度较高的物体(或物体的一部分)传小组3:需要用电子温度计,最好能在屏幕上直接看到递到温度较低的物体(或物体的另一部分),从而温度数据。深刻理解了“热量可以在物体内和物体间传递”的……概念。图学生交流讨论得出的新点子而是从现实问题出发,基于问题而进行的改进与创新。在改进与创新实验装置的过程中,教师鼓励学生大胆说出自己的看法和意见,使用多种方法、思路和材料展开科学探究,感受创新的乐趣。教师对学生的创新点子进行分析及评价,进而整理出能解决问题且简单易操作的实验装置,制作了如图2所示的“热传导变色探温器”,用以更加直观、科学、准确地展现热在金属中传递的方向:将金属圆片固定在铁架上,在金属圆片的表面涂上感温油墨,用酒精灯在金属圆片的中心位置点加热,通过油墨颜色的改变过程来观察热传递的方向,同时用探针式温度计测量金属圆片边缘不同位置A点、B点、C点的温度变图3探温点温度随时间变化的监控曲线化,观察屏幕上显示的温度数据变化情况。实验装置以新技术助推科学实验探究,可以让学生更直中的探针式温度计会自动记录和生成温度变化数观、科学、准确地感知热在金属中传递的方向,从而据,并上传到手机或电脑供学生进行精准分析。拓宽了学生的探索思路,培养了学生的动手实践能力,使学生形成了对热传递的变化和相关关系的新认识,从而有效突破了教学重难点。融入生活实践,促进知识迁移运用科学来源于生活,又服务于生活。小学科学课程与现实生活是紧密联系的,教师要激发学生在生活中探究科学知识的兴趣,引导学生学会利用简单的生活素材制作科学探究工具,并在生活中探究实践,锻炼动手操作能力,培养科学创新能力,树立爱科学、学科学、用科学的科学态度。在“热在金属中的传递”的拓展部分,课本用一幅形象的手绘图,拓展了学生对热传递方式的认识:图2热传导变色探温器图片上,炉子内因燃烧产生的热量通过热传导至茶在实验操作过程中,学生需要多次测量热源在壶,通过热辐射至男孩,通过热对流至猫,充分诠D点时,探针式温度计分别测得的金属圆片边缘不释了热的三种传递方式。将课堂知识延伸到课后,同位置A点、B点、C点的温度随时间变化的情况,实教师要鼓励学生带着科学知识走出课堂,课后通过际测量的监控曲线如图3所示。学生分析多组测量收集资料、网络学****等方式,认识并熟悉生活中的数据发现,热源位置在D点时,同样的3分钟时间热传递方式。为此,教师可布置这样的课外探究任内,探针式温度计测得探温点A、B、C三点的温度都务:寻找生活中热传递的实例,写成观察日记;结合是逐渐升温,B点的温度升高的时间较短,A、C两点本课科学探究经验,利用身边简单的生活素材制作的温度升高的时间较长且监控曲线变化大致相同。科学探究工具,把科学探究方法及科学创新精神融学生根据温度数据分析,通过深入交流、讨论和思入其中。考,认识到热传递是从一个热源中心向四周各个方便捷、高效、符合实际教学的(下转第86页)2023年4月第10期?.:..从而进一计图和折线统计图的意义,再通过案例实践进一步步内化知识,体会数学的应用价值。例如,在学完三辨识二者的区别,使学生可以更好地运用知识解决年级上册第一单元“时、分、秒”后,教材在“练****一”现实生活中的问题,进一步感受数学知识的应用价第题呈现了一个《蓝天小学作息时间表()》,值,将抽象的数学知识内化为自身素养。教师可以在安排课后作业时创设情境,引导学生仿在“双减”背景下,对小学数学作业进行情境化照上述作息时间表的模板制作一个自己的作息时间设计,对提高小学生的学****效率和小学数学教师的表,并据此作息,其间可根据实际情况灵活调整,但教学质量都有重要的现实意义。教师设计的情境化要求整体上按照作息时间表进行作息,培养学生良作业应该与学生生活相联系,兼顾学生的差异性,使好的作息****惯。如此设计情境作业,将数学知识嵌抽象的数学知识能够直观地呈现出来,帮助学生更入学生的现实生活,用于指导学生合理安排作息时加深入、透彻地理解所学的数学知识,以此提升学生间,可以让学生深刻感受到数学知识的应用价值,从学****数学的兴趣、培养学生学好数学的信心、发展学而将知识内化为自身的核心素养。生的数学核心素养。,引导学生在完成自选作业的过程中进一步完善数学认知。在经历了课堂学****后,学生已经完善了相关知识体系。为了充分发[1]白颖颖,,进一步发展学生的认知结构,学生多样性:对四位加拿大小学教师数学教学实践教师在设计课后作业时,可以用丰富的案例情境为的研究[J].全球教育展望,2021,50(5):114-,引导学生在情境辨识和选择的过程中学会正[2]凤江柳,[J].确地运用知识,发展认知。例如,五年级的学生学完广西教育,2020(33):27-,教师可以给学生布置以下课后作业:[3]叶浩天,“(1)记录某位同学一周内的体重变化情况;(2)统计****题渗透德育的策略[J].广西教育,2021(41):131-;(3)统计一周内的气温变化情况。同学们可自主组成学****小组,并通过小组讨论从以上选项中选择一个案例情作者简介:陈巧玲(1994—),广东湛江人,硕士境进行调查研究,将调查结果用条形统计图或者折研究生在读,主要研究方向为小学数学教育;郭进喜线统计图的方式呈现出来,并说一说为什么要用条(1973—),广西南宁人,副教授,硕士研究生导师,主形统计图或者折线统计图来呈现调查的结果。”教师要研究方向为小学数学教育及中小学校长发展研究。依托教材,在课堂教学中先后使学生理解了条形统(责编白聪敏)(上接第78页)实验器材是学生顺利完成科学实[J].小学科学(教师版),2011(11):。小学科学课程借助实验教学,[3],发展学生的的应用[J].实验教学与仪器,2021,38(2):63-。科学教师应该顺应新课程改革要[4][J].厦求,积极参与科学实验器材的改进与创新,积极创设门广播电视大学学报,2016,19(1):93-,创新课堂实验教学模式,带领学生参与高效的科学探究注:本文系南宁市教育科学“十四五”规划2021活动,进一步提高小学科学实验教学的质量。年度B类(自筹经费重点)课题“小学科学实验器材改进与创新的实践研究”(2021B068)的阶段研究参考文献成果。[1](2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,作者简介:黄素飞(1986—),广西马山人,,研究方向为小学科学教学。[2](责编韦榕峰)2023年4月第10期?.