實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新實(shí)踐——上海市小學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)應(yīng)用案例100例
定 價(jià):68 元
- 作者: 朱玲玲 編
- 出版時(shí)間:2021/8/1
- ISBN:9787572010286
- 出 版 社:上海教育出版社
- 中圖法分類:G623.62
- 頁碼:302
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新實(shí)踐——上海市小學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)應(yīng)用案例100例》是上海市閘北田家炳小學(xué)利用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)傳感器,集自然學(xué)科、社會實(shí)踐、拓展活動(dòng)等多種形式,收集整理的案例。所開發(fā)的100余個(gè)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)相關(guān)案例分為“物質(zhì)科學(xué)”“生命科學(xué)”“地球與宇宙”“綜合實(shí)踐活動(dòng)”“小學(xué)科學(xué)常用傳感器的使用”五大領(lǐng)域,涵蓋“電、熱、磁、聲、光、力、酸與堿”等主題。案例中有數(shù)字化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)及配套的實(shí)驗(yàn)視頻,可以為實(shí)驗(yàn)過程數(shù)字化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)精準(zhǔn)化提供參考與借鑒。
科學(xué)教育的特點(diǎn)是通過實(shí)驗(yàn)來探究科學(xué)原理,皮亞杰說過“要把實(shí)驗(yàn)室搬到課堂中去”。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)呈現(xiàn)的往往是定性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,很難對實(shí)驗(yàn)的過程及結(jié)果作出基于數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)的解釋。數(shù)字化信息系統(tǒng)( digital informationsystem,簡稱DIS)是綜合運(yùn)用傳感器、計(jì)算組成進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理的新型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),它實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)與科學(xué)教學(xué)的深度融合,開啟了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的數(shù)字化時(shí)代。如何應(yīng)用數(shù)字化信息系統(tǒng)重構(gòu)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教育課程是變革與創(chuàng)新科學(xué)教育的一項(xiàng)前瞻性的研究課題。我校從對小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容的整體分析和梳理出發(fā),在開展常態(tài)化DIS實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上,博采眾長,設(shè)計(jì)和開發(fā)了覆蓋小學(xué)科學(xué)教育各個(gè)內(nèi)容領(lǐng)域的《實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新實(shí)踐——上海市小學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)應(yīng)用案例100例》,初步形成了“猜想一驗(yàn)證一解釋”探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式,激發(fā)了學(xué)生的科學(xué)興趣,發(fā)展了學(xué)生科學(xué)探究能力。
一、引進(jìn)設(shè)備,豐富實(shí)驗(yàn)手段
自2016年起,我校分批投入DIS數(shù)字實(shí)驗(yàn)設(shè)備,確保數(shù)字化實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施。目前已經(jīng)累計(jì)擁有各類傳感器1 5種,包括pH傳感器、力傳感器、分體式位移傳感器、溫度傳感器、聲波傳感器、聲級傳感器、光照度傳感器、磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器等,還有與之配套的摩擦力軌道實(shí)驗(yàn)器、摩擦做功實(shí)驗(yàn)器、多用途力學(xué)軌道、浮力組件等實(shí)驗(yàn)設(shè)施。這些設(shè)施、設(shè)備,極大地豐富了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作內(nèi)容,為解決科學(xué)問題提供了更多行之有效的手段。
二、因地制宜,調(diào)整課時(shí)安排
為了更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)常態(tài)化教學(xué),提供學(xué)生和老師連貫的實(shí)驗(yàn)操作體驗(yàn)和充分的思考、交流時(shí)間,2019年開始,學(xué)校將自然課安排成兩節(jié)連上的形式,保證了實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)性和連貫性。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)對應(yīng)現(xiàn)階段滬遠(yuǎn)東版、滬科教版《自然》教材和滬教版《科學(xué)與技術(shù)》教材內(nèi)的大部分實(shí)驗(yàn);課外探究對應(yīng)學(xué)校的“科技大本營”“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室”“創(chuàng)智田子坊”等科技社團(tuán)的活動(dòng),以及“衣、食、住、行”生活課程所涉及的長周期科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。結(jié)合每學(xué)期德育生活課程中關(guān)于“衣、食、住、行”的探究任務(wù),讓學(xué)生利用課后或者休息日,自己組合團(tuán)隊(duì)小組,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案與任務(wù)單,借用學(xué)校的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備開展實(shí)驗(yàn),最終形成項(xiàng)目活動(dòng)報(bào)告。比如“行”主題中,探究“汽車慣性實(shí)驗(yàn)和交通安全調(diào)查”的小組項(xiàng)目,4個(gè)學(xué)生自行組合,圍繞影響車輛剎車的因素展開調(diào)查和實(shí)驗(yàn)論證。學(xué)生先在實(shí)驗(yàn)室,利用力傳感器和摩擦力軌道開展對比實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)里找到了摩擦力大小對剎車的影響,證實(shí)自己的推測;隨后到小區(qū)、街邊等公共場合開展問卷調(diào)查,得到一手?jǐn)?shù)據(jù);匯總兩個(gè)數(shù)據(jù)信息,得出最終結(jié)論“摩擦力不足以減少車輛剎車的慣性”,進(jìn)而倡議“安全駕駛,遵守交規(guī),享受幸福生活”。我們力求將科技前沿知識和最新技術(shù)成果融入學(xué)生生活實(shí)驗(yàn)中,豐富生活體驗(yàn)的同時(shí),培養(yǎng)觀察思考的能力。
三、分層施教,培養(yǎng)科學(xué)精神
我們注重引領(lǐng)、普及、照顧,讓所有孩子都能踏入數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的世界。針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)水平,我們制定分層實(shí)驗(yàn)要求,以滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。面向普通學(xué)生,設(shè)計(jì)基于教材的、基于生活問題研究的數(shù)字化實(shí)驗(yàn),注重體驗(yàn)科學(xué)探索的一般過程,給每個(gè)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的機(jī)會;對于資優(yōu)學(xué)生,在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提高實(shí)驗(yàn)難度,或由學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)社會生活中想研究的課題,以項(xiàng)目研究的方式推進(jìn),注重培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目設(shè)計(jì)、方案撰寫、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析、實(shí)驗(yàn)表達(dá)等嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)精神,培養(yǎng)其領(lǐng)悟科學(xué)技術(shù)與日常生活、與社會發(fā)展相聯(lián)系的更高層次的認(rèn)知與技能;對特殊學(xué)生和學(xué)困生,我們則降低難度、減少數(shù)量、反復(fù)實(shí)驗(yàn),幫助學(xué)生體驗(yàn)感悟?qū)嶒?yàn)的快樂。如鼓勵(lì)學(xué)生用學(xué)到的知識和數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備,去解決他們感興趣的問題。4個(gè)志同道合的小伙伴,組成了“冰火小隊(duì)”,以“遵守交通安全,共建美麗家園”為主題,運(yùn)用力傳感器設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn),對汽車慣性涉及的交通安全問題開展調(diào)查;聽障孩子雖聽力受損,但在人工耳蝸的幫助下,可以如常人般,運(yùn)用自己其他感官參與科學(xué)探索。對于智障和學(xué)習(xí)困難學(xué)生,降低實(shí)驗(yàn)要求,設(shè)計(jì)操作簡便的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。如運(yùn)用磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器測量磁性大小,操作上只要求學(xué)生能夠按照實(shí)驗(yàn)規(guī)則,把磁性探頭擺放到準(zhǔn)確位置即可,然后通過讀數(shù),記數(shù)、比大小,就可得出結(jié)論;又比如腦癱孩子因?yàn)槭种覆混`活、不受力,在實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮小組伙伴的互助作用,讓他承擔(dān)觀察讀數(shù)、分析表達(dá)的任務(wù),共同參與完成實(shí)驗(yàn)。
四、博采眾長,構(gòu)建數(shù)字化實(shí)驗(yàn)課程
2018年至今,學(xué)校受市教研室的委托成為上海市中小學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)應(yīng)用推進(jìn)項(xiàng)目的培訓(xùn)基地之一。在上海市數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研發(fā)中心主任馮容士、副主任陸伯鴻和市教研室趙偉新、沈慧麗老師的指導(dǎo)下,學(xué)校參與兩批次市級DIS實(shí)驗(yàn)應(yīng)用培訓(xùn),其中共有18所學(xué)校、60位老師參與培訓(xùn)活動(dòng)。2019年12月-2021年6月,學(xué)校在市教研室的支持下開展了“上海市中小學(xué)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)應(yīng)用案例研制”的項(xiàng)目研究。
序一-馬容士
序二/劉京海
前言/朱玲玲
第一篇 物質(zhì)科學(xué)
力
1.探究力有大小
2.探宄彈力大小與形變程度的關(guān)系①
3.探究彈力大小與形變程度的關(guān)系②
4.探究重力大小和質(zhì)量的關(guān)系
5.探究影響摩擦力的因素
6.探究增大摩擦的方法
7.探究減小摩擦的方法
8.探究影響摩擦生熱的因素①
9.探究影響摩擦生熱的因素②
10.探究杠桿的特點(diǎn)
11.探究定滑輪的特點(diǎn)
12.探究動(dòng)滑輪的特點(diǎn)
13.探究影響水的壓強(qiáng)大小的因素
14.探究物體在空氣中所受浮力與體積的關(guān)系
15.探究水的浮力
16.探究物體在水中沉與浮的原因
酸和堿
17.測定物質(zhì)的酸性
18.測定物質(zhì)的堿性
19.比較白醋和小蘇打水的酸堿性
20.探究酸堿中和現(xiàn)象
聲
21.驗(yàn)證物體的振動(dòng)產(chǎn)生了聲音
22.比較聲音的輕v向
23.比較聲音的音調(diào)高低與聲波的關(guān)系
24.觀察樂音和噪音的聲波波形
25.測試減少噪音裝置的效果
26.探究不同材料反射聲音的本領(lǐng)
27.比較不同材料對聲音傳播的影響
28.探秘水杯琴的音調(diào)(4個(gè)音)
磁
29.探究磁鐵各部分的磁性強(qiáng)弱
30.探究自制小磁針的性質(zhì)
31.探究磁化的方法
32.探究消磁的方法
33.探究影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素
電
34.測量串聯(lián)電路中的電流大小
35.測量并聯(lián)電路中的電流大小
36.探究純凈水、自來水和鹽水的導(dǎo)電性
37.探究調(diào)光電路的原理
38.探究影響電阻大小的因素
39.探秘水果電池
40.探究影響水果電池電流大小的因素
41.模擬家庭電路
光
42.探究光的直線傳播
43.探究放大鏡的作用
44.探究深色物體表面的反光性
熱
45.測量身體不同部位的體表溫度
46.比較火焰不同位置的溫度
47.探究熱在固體中的傳遞
48.探究熱對流氣體中不同位置的溫度
49.探究熱對流液體中不同位置的溫度
50.探究輻射熱在空氣中的消耗
51.探究熱輻射的特點(diǎn)
52.比較不同顏色物體吸收輻射熱的本領(lǐng)
53.探究水的蒸發(fā)現(xiàn)象
54.探究水的沸騰現(xiàn)象
55.探究冰融化時(shí)的特點(diǎn)
56.探究水凝固時(shí)的特點(diǎn)
材料
57.探究不同材料的導(dǎo)電性
58.探究自來水能否導(dǎo)電
59.探究不同液體的導(dǎo)電性
60.探究讓玻璃導(dǎo)電的方法
61.探究金屬熱脹冷縮的規(guī)律
62.比較不同金屬受熱膨脹的區(qū)別
63.比較不同布料的保溫性能
64.比較不同布料的透氣性
65.比較不同材料的導(dǎo)熱性能
66.探究不同液體的浮力大小
67.探究不同紙張的張力大小
68.探究不同紙張的透光度
第二篇 地球與宇宙
69.模擬火山噴發(fā)
70.模擬二氧化碳增多加劇溫室效應(yīng)
71.探究四季溫度變化與陽光照射角度的關(guān)系
72.驗(yàn)證池塘的水溫變化比陸地的氣溫變化小
73.模擬白天和夜晚陸地、海洋的溫度變化
第三篇 生命科學(xué)
74.探究植物光合作用過程中氧氣和二氧化碳含量的變化
75.探究植物的蒸騰作用
76.比較人運(yùn)動(dòng)前后的心率變化
77.比較蛋殼內(nèi)外側(cè)的受力大小
第四篇 綜合實(shí)踐活動(dòng)
78.探究不同結(jié)構(gòu)的抗壓能力
79.探究引橋坡度對爬坡的影響
80.探究橋面材料對橋梁承重能力的影響
81.探究不同跨度的橋面對橋梁承重能力的影響
82.探究不同寬度的橋面對橋梁承重能力的影響
83.探究不同數(shù)量的橋墩對橋梁承重能力的影響
84.探究橋面形狀對橋梁承重能力的影響
85.探究不同形態(tài)的橋墩對橋梁承重能力的影響
86.探究擺的秘密
第五篇 小學(xué)科學(xué)常用傳感器的使用
87.使用力傳感器測量力
88.使用壓強(qiáng)傳感器測量壓強(qiáng)
89.使用pH傳感器測量溶液的酸堿度
90.使用聲波/聲級傳感器測量聲音
91.使用三維磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器測量磁性
92.使用電流傳感器測量電流
93.使用多量程電流傳感器測量電流大小
94.使用電壓傳感器測量電壓
95.使用光電門傳感器測量時(shí)間
96.使用溫度傳感器測量溫度
97.使用雙量程光照度傳感器測量光照度
98.使用二氧化碳傳感器測量二氧化碳含量
99.使用氧氣傳感器測量氧含量
100.使用相對濕度傳感器測量濕度
101.使用土壤濕度傳感器測量土壤濕度
102.使用心率傳感器測量心率