邮发代码:82-418   刊号:ISSN1671-4350   定价:12.00

[追踪]“科技馆活动进校园”项目案例:齿轮传动之美 ——场馆专项探究课

管 昕 黄嘉健/广东科学中心 周达航/广东省广州市白云区鹤边镇泰小学

2020-08/总第293期

阅读数1

随着科普场馆科学教育活动的实施与推广,如何利用科普场馆的展品展项更好地开展校外科学实践活动或课程,是场馆科普教育工作人员及学校科学教师不断探索与实践的问题。本文将介绍以广东科学中心展品展项“变速器”为基础,结合《义务教育小学科学课程标准》中“技术与工程”领域5—6年级教学内容,引入5E教学模式,开展以“齿轮传动之美”为主题的场馆专项探究课。本课程是校内科学课的有益补充和拓展实践,通过引导学生亲历科学探究过程,弘扬科学精神,巩固科学知识,掌握科学方法,培养科学思维。


课程目标

科学知识目标:认识齿轮传动的概念、历史及应用;发现齿轮传动的工作方式、改变运动方向与速度的特点。

科学探究目标:观察齿轮的特点,认识齿轮的概念;观察并动手操作,发现齿轮需在啮合的情况下才可实现传动,并认识主动轮和从动轮;通过改变齿轮组合,观察并记录每个组合中主动轮和从动轮的转动特点;分析数据,归纳齿轮传动(可改变方向和速度)的特点。

科学态度目标:仔细观察,大胆质疑,动手实验,主动探究;领会实验数据对认识事物的价值;培养协作探究的小组合作意识;在科学实践中实事求是,勇于创新。

科学、技术、社会与环境目标:认识齿轮在日常生活中的应用;知道技术是人们改造周围环境的方法,是人类能力的延伸;认识社会需求是推动科学技术发展的动力;认识科学技术推动着人类社会的发展和文明进程。


内容与实施

运用5E教学模式,让学生了解齿轮传动的概念、历史及应用,并了解齿轮传动的工作方式、改变运动方向与速度的特点。其中,教学重点是认识齿轮啮合传动的工作方式,并探究齿轮传动改变运动方向、速度的特点。通过引导学生动手及观察,使之先了解齿轮的工作方式为互相啮合,再引导他们发现主动轮和从动轮转动方向的异同,最后引导学生通过实验,探究发现齿轮传动过程中齿数多少与转速快慢之间的联系。

引入

基本内容:将学生带到“变速器”展项前,通过问题引导他们发现日常生活中的齿轮应用,如汽车、电梯、机械表、变速自行车、面条机、榨汁机等。然后介绍与齿轮传动有关的史料知识,如我国山西出土的青铜齿轮、指南车等,阐述齿轮应用广泛且历史悠久,进一步明确活动主题,激发学生探究兴趣。

教学分析:学生在日常生活中见过一般的齿轮应用(如自行车),但对齿轮的历史和现状了解较少。通过创设情境、制造认知冲突激发他们的探究兴趣,引导学生通过聆听讲解、对比观察、联想思考等方式认识齿轮传动的历史、概念与应用。

图3-2 辅导员引导并组织分享交流.jpg


探究

基本内容:辅导员循序渐进地提出3个探究任务,并以任务为导向,引导学生以小组为单位,运用观察、操作、记录、分析等方法逐步完成探究任务。任务1是利用展品引导学生仔细观察齿轮的齿缘,并对比观察2个齿轮在啮合和非啮合2种情况下的传动状态,以认识齿轮的概念及啮合传动的特点,并引入从动轮和主动轮的概念。任务2是利用2〜3个齿轮,通过改变主动轮和从动轮的啮合方式,引导学生先猜想假设,而后小组合作动手操作,并通过仔细观察不同啮合方式下的主动轮和从动轮转动方向,对猜想假设进行验证,最后分享讨论得出齿轮传动可改变运动方向。任务3是继续以小组实验探究的形式,引导小组成员分工合作,先猜想齿轮齿数多少与转速快慢之间的关系,而后动手操作,仔细观察并记录每次实验数据,然后分析数据,推导结论;辅导员引导小组间进行分享交流并分析归纳,最后引导学生得出齿轮齿数多少与转速快慢之间的关系。

教学分析:小学五六年级学生已有一定的动手能力,对于齿轮传动的工作方式也有一定了解。辅导员以任务为导向,通过实物展示、比较观察、猜想假设、科学实验和动手操作、探究记录、分析数据、归纳总结等环节,引导学生亲历完整的科学探究过程,完成任务并得出结论,有助于培养学生的科学思维,提升科学探究能力,提高科学兴趣和探究信心。

图2-2 分组探究.jpg

解释

基本内容:辅导员进一步引导学生,充分利用并分析数据,进一步讨论归纳齿轮传动的特点,用数据验证并解释“齿轮传动能改变转动方向及转动速度”的结论,学会用数据说话。

教学分析:学生通过亲身体验和探究等,对齿轮传动已有实质性的了解,掌握了一定的数据,但仍需要仔细梳理,归纳总结。教师引导学生利用并分析数据,以进一步验证并解释结果,引导学生用数据说话,尊重事实,树立实事求是的科学态度。

迁移

基本内容:利用“齿轮传动之美”专题探究学习单,引导学生运用探究所得知识和结论,解决实际问题,并对知识和结论进行拓展和延伸。

教学分析:该年龄段的学生有较强的观察能力和学习探究能力,并渴望表达自己的观点。通过探究学习单练习,让学生运用探究所得知识和结论解决实际问题,并进行拓展延伸,有助于提升学生运用技术解决问题的能力。

评价

基本内容:辅导员对活动的各环节、知识点和信息加以回顾、整理和总结,评估学生对齿轮知识的理解认识,以及对科学方法的掌握运用等,了解课堂质量,以便进一步修改完善环节和内容。

教学分析:通过引导学生一起回顾活动的主要内容、观察到的现象、获取的知识、掌握的科学方法(如观察、实验操作、记录、分析等),使学生进一步巩固科学知识,掌握科学方法,培养科学思维。


总结与思考

随着网络技术与新媒体技术的兴起与发展,网上办公、网上课堂逐步兴起。科普场馆科学教育活动的开展,也需紧跟时代要求,在初步开发设计阶段综合考虑网上课堂与线下体验探究相结合的可行性及实施方式。该课程原本只在展馆内开展现场探究,2020年上半年,在新冠疫情期间,场馆开发并录制了线上教学视频《名师带你“玩”科学——齿轮传动之美》(时长约11分钟),开展线上线下结合的探究与拓展实践课。学生先在网上学习录制的教学视频,并回答3个问题以巩固和应用所学知识。同时,鼓励学生动手制作与齿轮传动相关的创意手工作品,以视频、照片、文字等形式提交,并参与评选,然后再自行选择适当的时间到广东科学中心交通世界展馆完成线下体验和探究。

结合中小学科学课程标准开发的场馆专项探究课,是校内科学课的有益补充和拓展实践,学生在亲身体验和探究的过程中巩固了科学知识,掌握了科学方法,培养了科学思维和科学精神,激发了科学兴趣和热情。建议有关教育部门鼓励中小学科技教师走进科普场馆,主动联合场馆展教人员合作开发该类课程,并实施应用。

以下平台可使用同一账号密码登录,点击开始同步密码

确认