資源簡介

南海實驗初中科技校本課程
《DIY初中科學“生活化”創意實驗》
課程綱要

課程類型：自選類拓展性課程
開發主持：科學教研組
學習對象：七八年級學生
學習時間：每周1課時，共42課時
《DIY初中科學“生活化”創意實驗》課程綱要
一、課程開發背景
科學是一門以實驗為基礎的綜合學科。實驗是科學課程的重要組成部分，是落實科學課程目標、全面提高學生科學素養的重要途徑，也是科學新課程改革的重要資源。目前，中學科學實驗教學大多還是實驗室的實驗模式，不少實驗情境與真實情境相脫離，儀器要求高、操作難、污染大，不利于培養學生的實驗興趣和創新意識。
科學源自生活，學生身邊的物品其實可成為重要的實驗資源。在此背景下，我們以建構主義理論、杜威和陶行知的生活教育理論和科學課程STSE教育思想為指導，整合生活化實驗資源，開發“生活化”創意實驗。力求在教材建設與生活資源利用之間尋找一條通道，打造生本的、和諧的、發展的、開放的“生活化”實驗配套體系，呈現具有生活特色的科學實驗教學和創新機制。與常規實驗優勢互補，發揮科學實驗教學的整體功能，為學生富有個性地全面發展提供更加豐富的實驗課程資源。
二、課程開發目標
1．激發學生對自制生活實驗器材和設計生活實驗的興趣，培養學生的科學注意力，提升實驗技術和操作技能。
2．培養學實驗的方法和創新能力，培養學生對問題的分析與研究，形成解決問題的方法和探究能力。
3．培養學生科學探究意識和能力，激發學生對未知問題提出解決方案形成一般方法的能力，感受科學研究性學習的美，讓學生逐步成長為一個科學研究者。
4．制作符合新課程理念的教學用具，形成生活化系列作品，建設自制教具庫，輔助課堂教學，提高教學效益。
三、研究方法和參與學生分析
研究方法：科學檢索法、經驗總結法、對比研究法等。
參與學生：初中七八年級學生。
（初中七八年級學生已有一定知識積累，在團隊研究和協作中有一定的基礎和執行力，同時探究興趣較濃。）
四、課程性質和內容
在國外，“生活化”實驗也叫“低成本實驗（low cost experiment）”。在日本和歐美等發達國家中，現代教育技術水平較高，但仍熱衷于低成本實驗的研究，提倡利用低成本實驗來激勵學生的學習動機，培養動手實踐能力，激發創新思維己成為一種共識。
本課程是以國家課程為基礎和參照點，以學校自編的教材為基本內容，是國家課程校本化的一種嘗試。本課程是在科技教師指導下，鼓勵和吸收學生、社會人士共同參與和支持，以社團活動為主陣地，滲透課堂教學，對全校學生進行科技教育的活動課程。
1．整體設計：
（1）熟悉新課程背景下科學自制教具的原則、策略和方法。
（2）明確素材采集途徑，學習基本采集工具的使用。
（3）按初中科學內容分塊對“生活化”實驗資源進行研究，形成生活資源庫。
（4）依照新課程標準中的實驗設計要求進行“生活化”實驗室的課程配套體系建設。
（5）形成生活化創意實驗開發實施體系，逐步拓展研究空間，融合科學教學和科技教育活動，培養學生創新意識和動手能力。
圖1.整體設計
2．重難點和創新點
重點：在活動中，積極引導學生的參與，以達到經歷、感受、探究、了解、理解、掌握、運用的不同層次目標的階進實現。
經歷——親身參與全過程，獲得豐富的人生閱歷和社會閱歷；
感受——學生在積極的參與中獲得的親身的感受、體驗；
探究——鼓勵學生帶著問題去感受，帶著問題去探索；
了解——對事物的真切了解，雖然學生有時對事物的了解顯得很膚淺；
理解——這是讓學生自我理解、內化知識，構建知識體系；
掌握——不要在乎學生學到了多少，只關注學生親自參與了沒有；
運用——把在課堂中學到的知識運用到實踐中，去分析、解決實際問題。
難點：本活動和學生課堂教學結合，始終保持和更加激發學生研究熱情是一個難點。另外，“生活化”實驗室的建設和活動開展是動態生成的、開放的。參與對象不僅是學生，還有老師；場所不僅是教室，還有課外；制作的不僅是傳統器具，還有計算機輔助應用等。這也是一個難點，需要逐步鋪開和不斷開發。
創新點：集合學生的相應的創意和設計思想，實現科學教學用具生活化和系列化的探索，是一個大膽而且有重要意義的嘗試和創新。搜索國內期刊文獻可知，國內近年來也有不少教師探索“生活化”實驗，但都很零散，缺乏梳理和歸納，特別是缺乏從科學這一綜合學科上進行整合。本課題依托“生活化”創新實驗室創建，利用生活中物品開展系列自制教學用具和實驗的研究和開發，激活學習興趣和創作熱情，形成精品課程體系。
3．基本載體
立足校園資源，采用“課堂滲透——自主學習——專項研究——社團活動——課程學習應用”的基本活動載體（圖2），切實提高學生參與深度，持續開展研究活動。
圖2.活動載體
課堂滲透：讓學生主動參與教學過程，產生探究學習的愿望，形成研究團隊。
自主學習：著重提高學生研究能力，挖掘研究骨干。
專項研究：確定選題，引領學生開展開發活動；社團活動以各研究小組為載體，提升活動研究。
課程應用：讓成果發揮效益，激發繼續創新的動力。
五．課程實施
以“找什么—哪里找—如何做—怎么用”為基本活動開展思路，循序漸進，逐步形成和完善生活化實驗室建設。
1．找什么——明確收集類別，采集生活物品素材庫。
要求學生在家里安放一個關于生活實驗資源的收納盒，在生活中做一個細心的素材采集員。在學校實驗室里也設置一個收集材料存放區,按本身屬性類別存放各種材料。對學生收集到的素材，盡可能挖掘功能，力求物盡其用（如圖3）。
種類
名稱
玻璃器皿
玻璃杯、平面鏡、老花鏡、玻璃管……
塑料材料
塑料瓶、橡皮筋、乒乓球、直尺……
電工材料
銅絲、電珠、黑膠布、手電、電動機……
廚房物品
食鹽、糖、醋、發酵粉……

實踐過程中把握幾點：一是體現教師為主導，學生為主體；二是能滿足個性的需要，使學習具有個性化；三是學習方式要以問題為中心，以任務來驅動；四是學習過程要有充分的討論交流，協商合作的機會；五是學習是具有創造性和生產性。
2．哪里找——開拓收集途徑，形成生活素材采集機制。
師生羅列常規實驗中的實驗器材和和藥品，討論用生活中哪些物品或材料可以代用。深入研究收集到各種材料，尋找實驗代用品。
在生活物品采集中拓展物品來源。生活物品可以從廢舊玩具中提取，從日常工具中改造，從廚房中尋找。同時也可把目光聚集到我們學習區域，在學習用具中挖掘，在實驗室中提煉。甚至用我們的身體部位就可以完成的一些科學實驗。
在生活物品采集基礎上進行改造或整合形成自制教具。比如用廢舊可樂瓶做罩子、燃香制造煙霧，顯示光的傳播路徑等。
在生活物品改造或整合中嘗試設計實驗。例如可以用臉盆、紗布做“簡易冰箱”探究活動；用不同品牌的洗衣粉做洗衣粉對水中生物的影響實驗等。
在生活實驗設計中豐富物品功能。很多生活物品不止蘊含一個實驗原理，制成一個實驗器具或者開發一個實驗。充分挖掘，盡量要讓生活物品發揮最到位的實驗效果。
引導學生有針對性地整理開拓，形成收集和開發機制，有利于拓展收集思路，拓寬采集渠道。讓學生體會生活中可提供的素材非常廣泛。學校、家庭以及社會生活環境中的許多材料、物品，甚至人體都可以是我們探究和認識科學本質的重要資源。
3．如何做——篩選活動創意，動手制作作品
篩選活動創意包括提出設計創意和對創意的評估。
引導學生關注生活物件，提出創意設想。并針對學生的想法進行分組。如針對生活中針筒這一物體，可以這樣引導：
針筒結構有什么特點？你知道它有哪些用途？
這些用途和其結構有聯系嗎？能不能利用它的結構特點來想想新用途？
你學過哪些知識點？什么實驗可以用針筒實現的？
你想利用針筒做什么實驗，有什么方案設計？
然后把每個參與的同學按提出的創意組進行分類，分組中要注意對學生進行適當的調配，一般把動手能力強的每組至少一個人，表達能力強的至少一人，而且每組應該有一人能熟練運用電腦。
然后收集學生的創意并組織部分學生同老師對方案的可行性、實用性、創新性進行評估，確定可實施的方案，為下一步設計制作作準備。
這一過程在社團活動中完成，大約1個月左右舉行一次收集。
教師對學生的創意不一定要新穎才選取，只要對知識和能力有提高，有可操作性就可以采納實施。為了提高學生的積極性，有條件的話可以請當地高等院校的相關專家進行點評。
動手制作是接下去的工作。應用發散思維的方法，廣開思路，想方設法，既可以模擬事物的原型，從基本的理論進行演繹、推想，又可以從類似的教具中尋求啟示，采用移植、改造、重組等方法達到創新的目的。
這一過程所需的時間要根據實際的活動項目而定，有的可能只需要幾周，有的可能要幾個月。
由于中學生對材料的選擇能力有限，因此這一過程中老師要對學生多家輔導。特別是學生的圖紙，避免過多的錯誤設計在制作中出現。這一階段是活動中最為重要和艱難的階段，是培養學生科學的實驗和不怕挫折的科學精神的良好時機，因此在此過程中要注意對學生進行相應的教育，已到達我們活動的目的。
經過精心設計形成初步方案后，便可以選擇材料、動手制作了。經過反復檢驗、修改，作品就可以定型了。再經過細致加工，加固、美化，就可以在教學中實際應用了。
4．怎么用——綱舉目張，建立生活實驗配套體系。
把生活化創意實驗和生活實踐結合，實現在生活中學會應用和創新的目的。同時，對不同儀器的使用建立范圍和方法上的說明。讓學生能制作、好操作，提升生活化實驗“軟件”開發。
學生既是實施者，又是受教育者。生活化實驗的整合開發一個很重要的成果就是參與學生的情感體驗。在每一個環節我們都設計了效度評價指標。讓參與學生在知識、技能和情感方面逐步提升階進。
教師：這一過程指導學生按照以下過程完成。這一過程是對學生歸納總結能力提高的好時機，要告訴他們對成果的應用和展示有多么重要。
設計啟示——這個設計室如何想到的
設計思想——根據什么樣的原理進行設計
結構框圖——清楚展示設計思想
設計的圖紙——成品的完整圖紙、外觀照片
使用說明——優點介紹
該設計的前景——可用什么樣場合，有何用處，還有什么可以改進的地方。
教學內容安排：
單元
研究主題
建議課時
第一單元
采集生活物品
第一課 認識生活物品的實驗功能
1課時
第二課 常見生活工具的使用
2課時
第三課 昆蟲的捕捉與觀察
1課時
第四課 生活物品的采樣
1課時
第五課 苔蘚植物的觀察
1課時
第二單元
制作科學用具
第一課 創游標卡尺的研究與模型制作
1課時
第二課 能測量反應時間的直尺
1課時
第三課 可變身的杠桿
1課時
第四課 自制簡易電動機
1課時
第五課 自制“立體”等高線
1課時
第六課 水動力火箭的延伸性研究
2課時
第七課 海洋生物標本制作
2課時
第八課 科學刻花
1課時
第九課 生態瓶穩定性研究
1課時
第三單元
設計創新實驗
第一課 估測一支粉筆的密度
1課時
第二課 顯示微小形變的方法
1課時
第三課 滴水點燈
1課時
第四課 失重現象創新實驗
2課時
第五課 土壤自凈能力研究
2課時
第六課 海帶中碘的提取和檢驗
1課時
第七課 制作水果電池
1課時
第八課 牙膏中某些成分的檢驗
1課時
第九課 會吹泡的瓶子
1課時
第四單元
應用生活實踐
第一課 廢干電池的回收和利用
1課時
第二課 南海垃圾桶、垃圾房調查
1課時
第三課 水質檢測
2課時
第四課 洗衣粉對水體污染初探
1課時
第五課 雞毛對油污的吸附作用
1課時
第六課 河龍蝦對水域污染的指示作用
2課時
第七課 南海校園植被調查
3課時
第八課 無土栽培的探索
4課時
課時安排
每周1課時，共計42課時
活動地點：以科技室活動為主、課堂滲透為輔。
六、教學建議
（1）面向全體學生，為學生的終身發展奠定基礎
教師是課程的組織者和引導者，在教學過程中教師努力營造良好的探究氛圍，鼓勵學生根據自己的興趣和愛好出發，學生自主選擇課題進行研究，培養學生的好奇心和自信心； 鼓勵學生通過合作、體驗、實踐、討論等方式，發展綜合能力；創造條件讓學生能夠自主解決問題。
（2）關注學生的情感，營造寬松民主的氛圍。
積極的情感是學生參與研究的源動力，學生只有活動有積極的情感，才能保對課題研究長久的興趣，消極的情感則會影響學生長遠的發展。因此，在生活實驗課程開展研究性學習過程中，教師要努力營造寬松、民主、和諧的氛圍。要做到：尊重每一個學生，積極鼓勵他們勇于嘗試，保護他們的積極性 ，同時做一些必要性的指導工作。
（3）加強對學習策略的指導，為學生終身學習奠定基礎
使學生養成良好的學習習慣和開成有效的學習策略，轉變學習方式是研究性課程的重要任務之一。教師在有意識在對學生進行學習策略的指導，讓學生逐步掌握進行研究的方法和技能。教師應做到：積極創設條件，讓學生自主選擇課題，參與課題研究目標、方案的制定和研究方法的選擇；設計探究式的學習活動，讓每個學生的創新能力得到發展；引導學生運用觀察法、實驗法、調查法等進行研究，在研究不斷調整自已的學習目標和學習策略。
（4）利用現代化技術，拓展學生的視野
信息時代的到來，學會快速收集、利用、處理和紛雜的信息是改進學生的學習方式，提高學生的學習效果，拓寬學生視野的有效途徑。在條件允許的情況下，本課程的開設應做到：利用網絡資源如圖片、視頻錄相、網絡文摘等，探究新的教學模式，豐富教學效果；同時指導學生對廣播電視、報刊、網絡等資源進行開發，為學生會學習打好基礎。
（5）不斷更新知識結構，深層次開發課程
教師要不斷更新知識結構，適應現代社會發展對課程開發的要求。為此教師要做到：準確把握課程標準的理念、目標、內容，運用教育學和心理學理論，研究教育學規律，根據學的心理特點及社會動態進得課題研究的指導：掌握現代化信息技術，并能靈活運用；自覺學習，進行知識面的拓寬；根據當地資源，合理開發課程；不斷進行反思，因此在生活創意實驗開設過程中可以根據學生情況刪減或增加一些內容。努力使自己成為具有創新精神和研究型教師。
（6）在本活動中也要特別考慮學生的安全性。
在學校里的設計和制作活動，材料統一由實驗室提供。在家里的設計活動，務必讓家長知曉并參與把關。每次布置課外活動作業都及時和家長聯系。另外，在活動中積極滲透實驗器材如電烙鐵、剪刀等安全實用技能，杜絕出現意外事故。

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