科学工具箱——探究科学的本质(第二季)

青少年成长为科学家需要掌握的核心概念

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科学工具箱——探究科学的本质

青少年成长为科学家需要掌握的核心概念

这门课是一个帮你学习最基本的科学概念的工具箱。
在本课程中,我们将探讨科学的“本质”——核心内容和概念,这是奠定坚实的科学基础所必需的,它将帮你做好准备迎接具有挑战性的科学问题。无论你是刚开始学习,还是有一定基础,只对某个主题感兴趣,本课程都会为你提供一个通过解决问题来探索关键概念的机会。
你将了解推动科学发展的科学过程以及诸如物质、能量和热量等主题。本课程结束时,你将建立起一个包含重要概念的工具箱,以帮助你学习更多知识!

一、课程简介

什么是《科学工具箱》?

《科学工具箱》是一套科学核心素养课程, 以国务院发布的《全民科学素质行动规划纲要(2021-2035年)》以及教育部发布的《义务教育科学课程标准(2022年版)》为核心,通过学习科学概论、科学方法、科学测量、物质、力等不同主题的科学课程,陪学生一同探索科学的“本质   ”——奠定坚实的科学基础所必需的核心内容和概念。这将帮助学生为应对具有挑战性的科学问题做好准备。在本课程结束时,学生将建立一个包含许多重要概念的科学工具箱,提升科学素养,养成学习科学的良好习惯。

为什么要学习《科学工具箱》?

《义务教育科学课程标准(2022年版)》(以下简称《新课标》中指出,《新课标》以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,落实立德树人根本任务……《新课标》立足学生核心素养的发展,以了解物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程等领域的一些常见基础知识,并初步形成基本的科学观念为基础,以科学思维能力、科学探究和实践能力、科学态度与社会责任的培养为重点,促进学习能力、创新能力的发展,形成清晰和精准的科学课程目标。

科学观念是在理解科学概念、规律、原理的基础上形成的对客观事物的总体认识。

《科学工具箱》作为科学课的补充、拓展与提升,定位于科学课课外拓展课程或兴趣提高课,通过36节精品动画课程,配合相关的资源包和课堂拓展,结合《新课标》对学生科学观念塑造的要求,着重培养学生对科学本质的认识,同时也包括了运用这些科学观念在解释自然现象、解决实际问题中的应用。

《科学工具箱》怎么教

课程创设了不同的科学探究情景,学生通过对科学探究问题的还原和理解,由浅入深,阶梯式训练科学探究能力,培养科学观念,运用科学观念解释现象和解决实际应用。

  • 精美的动画视频教学。
  • 知识讲解与闯关练习相结合。
  • 课程中的闯关练习具有完整独立性,学习过程中可暂停视频进行练习。
  • 观看视频后,教师可根据科学链接的内容,进一步引导学生学习,拓展学生的知识领域,树立正确的科学观念。
  • 结合教案,学生可在终端自行学习或复习。

二、课程目标

1. 通过精美的动画和有趣的故事情节,带同学们逐步探寻科学的本质,了解科学的特性,初步形成基本的科学观念。能基于经验事实概括出抽象的理想模型,初步具有模型理解和模型建构能力。

2. 带同学们化身小小科学家,了解科学家在解决问题时的整个流程,从观察、提问和假设→设计实验→策划实验→收集数据→数据分析与解读的过程中形成科学探究的意识。

3. 引导孩子发现生活中蕴含的科学问题,了解重要的科学测量工具和计数方法。让孩子在学习的过程中提升科学思维和计算能力。

4. 通过学习,能让孩子对各种信息进行合理的分析与判断,具有初步的推理与论证能力。

三、课程特色

1.主课程以精美的动画视频展现,更能吸引学生的注意力。

2.每一环节的闯关练习可完整且独立地呈现,学生思考问题时,按下暂停键,进行充分思考与讨论。

3.通过线上的视频学习,学生可以感受到科学的本质与发展;线下教师讲解的科学链接环节,学生可通过讨论分享进一步加深对科学的理解,同时也丰富了课堂活动。

4.课程内容丰富。除视频课程外,还有课程的延伸内容以“科学链接”和“科学拓展”的形式呈现,可供师生学习与互动。

四、课程设计原则

1. 有趣的动画课程:充分调动和吸引学生注意力,增强教学效果。

2. 培养好奇心:课程创设丰富的学习情境,动画中包含大量科学史和天文知识,激发学生学习科学的好奇心和探索欲。

3. 多元化:充分利用网络资源展开教科学学,课程形式与课程内容丰富多元。

4. 互动性:参与答题后再查看解析,引导学生之间进行讨论和交流。

5. 多年龄段适用:混龄通识,多个年龄段的学生都可以参与学习。

6. 问题与反思:好的教育不只是学习知识,还要学会提出问题和自我评价,并在此过程中了解自身的不足,帮助学生成为更好的自己。

五、评价体系

本课程根据国际通行的综合素养评价指标,包含基础通识能力、高阶通识能力、个性发展指标三个方面。其中学科核心素养也包含科学课程的核心素养指标。

  • 基础通识能力:阅读能力、表达能力、信息甄别能力、 科学素养、解决问题能力;
  • 高阶通识能力:审美能力、创新能力、审辨思维、价值 辨识能力、全球视野;
  • 个性发展指标:坚毅品格、责任担当、情绪管理、人际 交往、团队合作、领导力。

 

根据《义务教育科学课程标准(2022版)》,科学课程评价标准有四大方面:科学概念、科学思维、探究实践、态度责任。本课程也可依据《科学课标》来进行多元化评价。

六、教学方法

线上+线下混合式学习

线上启发,线下探究。以时间轴建立混合式教学流程,大致将混合式教学分为三个阶段:学生借助学习平台先行探索,师生在真实课堂中进行协作探究,学生借助学习平台进行拓展探究。

 

PBL项目式学习

采用PBL项目式学习法:让学生以团队合作的形式主动探索问题为导向,通过提出问题、规划方案、解决问题、评价反思等环节,让每个学生都积极参与其中,互相合作、互相启发、共同质疑、共同讨论,在学习中深入思考,真正把知识运用到实践中,从而提高学生的核心素养。

七、课程大纲

课程名称       章节名称    课时名称
科学工具箱    运动          01课-路程与位移
科学工具箱    运动          02课-速率与速度
科学工具箱    运动          03课-加速度
科学工具箱    力              04课-什么是力?
科学工具箱    力              05课-牛顿第一定律和牛顿第二定律
科学工具箱    力              06课-牛顿第三定律
科学工具箱    力              07课-力的奇妙之旅
科学工具箱    力              08课-阻力
科学工具箱    能量           09课-什么是能量?
科学工具箱    能量           10课-势能
科学工具箱    能量           11课-动能
科学工具箱    能量           12课-能量守恒定律
科学工具箱    能量           13课-能量的复杂性
科学工具箱    能量           14课-探索不同的能量
科学工具箱    热               15课-温度
科学工具箱    热               16课-热量
科学工具箱    热               17课-比热容
科学工具箱    热               18课-热传递机制

八、适合人群

本课程适合小学高年级和初中阶段的学生学习。

课次数量

每周授课1~2课时,单课时可支持40~60分钟时长学习,建议每学期授课18课时。

九、教案讲义

对学习课程提出指引,帮助同学们了解课程中的关键点,同时发散思维,引导同学们对课程相关内容资料进行搜集整理。根据课程内容,设置难度适中的题目,范围涵盖课程的主要情节,让学生们进一步了解课程内容,并且增强进一步探究学习的兴趣。

课程设计

博雅良师
SeeHow老师
资深课程设计师
物理老师
1

第一讲:运动

认识位移,了解路程与位移的区别。
了解物体运动的速度与速率的区别和计算方式。
物体运动的速度发生变化,就会产生加速度。
2

第二讲:力

力是加速度产生的原因,物体的运动方向取决于合力的方向。
牛顿第一定律和牛顿第二定律描了力与物体的质量和加速度之间的关系。
了解力的作用是相互的,会进行简单的受力分析。
进一步学习物体的受力分析,并了解更多的力。
了解为什么会产生阻力,学习阻力与摩擦力的区别和联系。
3

第三讲:能量

了解能量与做功的含义,学会简单地计算功的大小。
了解重力势能的含义、影响重力势能的因素,会简单地计算重力势能。
了解动能的含义和影响动能的因素,会简单计算运动物体的动能。
重力势能与动能转化遵循的规律。
重力势能与动能转化的过程中,损失的能量转化为热能。
除了势能、动能和热能外,自然界中还存在辐射能、化学能等不同的能量。
4

第四讲:热

从微观角度理解温度与分子运动之间的关系。
了解热量的概念,探索热量传递的过程。
根据热传递对温度的影响程度,了解什么是热容量和比热容。
了解热量在不同的机制之间是如何传递的。
5

期末综测