农林技术学院小学科学教育教研室 燕翔
一、课程基本概况
《小学科学实验操作与原理》是面向小学科学教育专业开设的一门学科基础课程,是以科学实验为基础,以设计和制作为核心的实验课程,旨在培养学生的动手操作能力、发现、分析和解决问题的能力,设计实验的能力和科学探究精神等。通过教学,使学生了解科学实验与制作的现状、意义和方法。让学生通过查阅文献资料,了解目前实验设计的动态,引导学生自己准备实验器材,自己设计实验,体验科学探究的过程,通过科学实验探究,展示实验设计成果,激发学生的主动性、创造性和创新性,为今后从事小学科学教育教学、进行科学研究奠定良好的基础。
2022-2023学年第一学期《小学科学实验操作与原理》(首开课)的开课情况:
课程名称 |
小学科学实验操作与原理 |
课程代码 |
Z07201011 |
课程学分 |
4 |
课程类型 |
学科基础课程 |
班级/人数 |
21级小科3班/53 |
课程性质 |
必修 |
开课学院 |
农林技术学院 |
主讲教师 |
燕翔 |
联系电话 |
|
总学时 |
72 |
开课周次 |
3-16 |
授课时间 |
周一/56节、周五/12节 |
开课平台与功能 |
⟡ 陇南师范高等专科学校网络教学平台/学习通 ⟡ 课程名称:小学科学实验操作与原理 ⟡ 课程门户:https://mooc1-1.chaoxing.com/course-ans/courseportal/228251960.html?clazzId=0,发布课程讲义、课件、网课实录、视频等教学资源、作业、通知等 ⟡ 使用教学工具: 钉钉直播(班级号VXWV5807):直播、线上签到、公告、互动等。 微信群(小学科学实验操作与原理-21-3班):课前、课中、课后互动,课程公告等。 学习通(邀请码:10113461):发布课程讲义、课件、网课实录、视频等教学资源、作业及展示、通知、讨论等 |
二、主讲教师简介
燕翔(1969-),农林技术学院副教授,市直教育系统优秀教师,陇南师专第一届中青年骨干教师。主讲化学教育专业的《无机化学》、《无机化学实验》,小学科学教育专业的《基础化学》、《基础化学实验》等课程。多次获甘肃省“挑战杯”、甘肃省大学生化学竞赛优秀指导教师,获校教学成果二等奖、精品课程奖,发表国内核心期刊论文13篇,主编出版教材1部。
三、课程建设及应用情况
1.精心备课
《小学科学实验操作与原理》是一门旨在培养学生设计实验并进行探究的实验课,根据大纲规定,多数实验所需的仪器设备是成套的、特定的,如机械传动仪、电影原理仪器、人体发电仪器、千人震仪器、记忆合金丝等等,这些仪器设备科学实验室虽有现成的,但是在学生居家、线上教学条件下,根本无法利用实验室的这些仪器开展教学,也没有仿真实验系统,这些给实验教学带来极大困难。教学中科任教师认真钻研本课程教学大纲和小学科学课程标准,查阅资料,了解小学科学实验设计制作的现状、改进,针对学生居家的现实条件,选择设计了一些能够利用身边常见的材料、物品来开展实验的项目,搜集实验改进文献资料,如火山喷发,共计搜集到大象牙膏模拟法、火柴模拟法、碱金属模拟法、土豆泥番茄酱模拟法、重铬酸铵模拟法、小苏打模拟法、环氧树脂二极管模型等七种模拟实验,并在课件中进行讲解、观看视频,拓展了视野和思路。结合小学科学课程标准,设计了《气悬球》、《年轮》等9个选做实验,总计完成17个实验项目。
《小学科学实验操作与原理》线上教学完成的实验项目统计
序号 |
实验项目名称 |
项目类型 |
实验室仪器 |
家庭实验主要用品 |
实验1 |
叶脉书签的制作 |
选做 |
|
碳酸氢钠(小苏打)、洗衣粉、不锈钢锅等 |
实验2 |
火山喷发 |
必做 |
火山喷发模型、柠檬酸、小苏打 |
食醋、小苏打 |
实验3 |
电影原理 |
必做 |
电影原理仪器 |
纸板、水彩笔、剪刀等 |
实验4 |
颜色吸热对比 |
必做 |
颜色吸热对比仪 |
蜡烛(电炉)、黑白纸板、放大镜等 |
实验5 |
一个变多个 |
必做 |
一个变多个仪器 |
平面镜(2-3个) |
实验6 |
机械传动 |
必做 |
机械传动仪 |
纸板、剪刀、大头针等 |
实验7 |
静电跳球 |
必做 |
静电跳球仪器 |
塑料瓶、泡沫小球、塑料管等 |
实验8 |
温差发电 |
必做 |
温差发电仪器 |
温差发电片(自购)、两种不同金属丝、蜡烛、小电扇、导线等 |
实验9 |
锥体爬坡 |
必做 |
锥体爬坡仪器 |
V型导轨(筷子、铁丝)、纸板、塑料瓶、家用漏斗、双面胶、支架 |
实验10 |
沙漏计时 |
选做 |
沙漏时钟 |
塑料瓶(果冻盒,2个)、剪刀、双面胶、细沙 |
实验11 |
气悬球(水顶球) |
选做 |
空气压缩机、泡沫小球 |
电吹风(冷风)、打气筒、泡沫小球、橡胶管等 |
实验12 |
自制灭火器 |
选做 |
锥形瓶、小试管、小苏打、硫酸铝 |
食醋、小苏打、蜡烛、塑料瓶 |
实验13 |
冰棱镜色散 |
选做 |
|
冰块(三棱形)、小刀、纸板 |
实验14 |
树的年龄——年轮 |
选做 |
年轮片 |
树干圆木片、红墨水、大头针 |
实验15 |
模拟龙卷风 |
选做 |
龙卷风模拟仪 |
塑料瓶(2个)、双面胶、水 |
实验16 |
液体分层 |
选做 |
液体分层标本 |
水杯、食用油、洗洁剂、酱油等 |
实验17 |
模拟过山车 |
选做 |
过山车模型(离心轨道) |
U型PVC导轨(金属丝、纸板)、滚珠(塑料球)、双面胶(热熔胶) |
开出率 |
100% |
2.教学资源发布
完成建立起丰富的多元化教学资源库。首先教师预先在学校网络教学平台(超星平台)上发布教学大纲、电子版教材、课件、讲义等教学资料,课后及时发布网课直播实录、实验作业;课前或课后围绕实验项目,广泛搜集下载相关实验视频、知识短片、图片、网站(文本)链接等,并上传至超星平台;对一些学生手机可能无法正常播放的视频文件(如.ifox)先进行格式转换、剪辑后再行上传。为了便于同学之间相互交流学习、取长补短,及时将优秀的实验视频、图片下载,集中发布在平台上(作业荟萃)。
3.直播精讲
直播中重点讲解实验有关原理、代用品或改进仪器装置操作方法、探究内容、注意事项等,拓宽知识视野,启发学生解决问题的思路,培养创新思维能力,激发学习兴趣。
4.思政融合
教学中积极寻找思政教育契合点和元素,适时进行环境保护、爱国主义、抗击疫情、安全教育等。
如多数实验都是利用塑料瓶、泡沫、纸板等废弃物作为代用品,有利于节约资源、保护环境。
讲解沙漏计时实验时,介绍了我国古代发明的计时仪器(漏壶、圭表)和计时方法(时、刻、更、点),进行爱国主义教育。
在《自制灭火器》实验中,介绍1987年5月我国大兴安岭特大火灾事件,和2022年上半年的火灾统计数据,进行消防安全教育。
《椎体爬坡》实验中结合椎体“爬坡”,进行“透过现象看本质”的辩证唯物主义认识论教育。
5.互动指导
充分利用直播平台、微信群和学生联系、互动,对实验中遇到的问题、困难及时加以指导,实现互动交流、点评深化和学习评价。将实验作业视频汇集在“作业荟萃”栏目中,以便同学之间相互交流学习。
6.任务驱动
结合实验所需材料、物品,指导学生自己准备材料、动手制作或完成实验内容。每个实验项目提出具体探究内容,并要求录制视频、图片,撰写实验报告,在限定时间内上传超星平台。以任务驱动激发学习兴趣,让学生“动”起来,进行自主探索,充分发挥能动性和创新性。
四、特色创新(提供教学截图)
1.“线上教学+家庭实验”的实验教学模式
线上教学+家庭实验的实验教学模式突破了实验室的限制,更好地达成培养学生创新能力、创新思维的教学目标。利用家庭中的材料、代用品自己自主设计实验,自制实验装置仪器,积极开展实验探究。除线上直播授课外,还提供了较为丰富的教学资源,随时随地学习。
火山喷发(周翠萍)电影原理(孙萍)
模拟龙卷风(李兴娇)年轮(蒙鑫)
过山车(樊雨燕)温差发电(马晶)
椎体爬坡(杨玲)自制灭火器(杨丽瑞)
冰块棱镜色散 液体分层(刘腾)
2.创新能力培养
由于每个同学能够找到的、利用的实验材料可能不同,设计的实验方案和内容不同,有利于培养学生的创新思维和创新能力。如《静电跳球》实验中,没有静电跳球仪,学生将实验设计为:在一个干燥塑料瓶中装入塑料泡沫球,用摩擦带电的塑料棒去吸引瓶内泡沫球跳动(见下图)。通过拍摄、编辑实验视频,多数学生都学会了简单的视频制作技术。
静电跳球(周翠萍)自制灭火器(杨丽瑞)
一个变多个(马晶)颜色吸热对比(常乐)
3.学生获得多方面体验
学生通过自主设计实验,进行实验探究,不仅激发了学习兴趣,也是防疫期间单调的学习生活的“调节剂”,使学生获得了成就感,体验科学实验的快乐,提高了科学素养。
学生学习总结截图
学生学习总结截图
五、教学反思
1.线上教学+家庭实验的教学模式有利于培养学生的动手能力、创新能力,激发对科学实验的兴趣,易于开展思政教育。
2.对线下实验的指导还不足;有些实验材料还是无法找到代用品。