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文档简介
1、小学科学实验课“双主-螺旋递进”教学模式初探小学科学课程改革以来,无论是教材还是课堂教学都有了崭新的面貌。在近几年科学课堂教学研讨活动中,有效学习,高效课堂的教学模式已渐成熟,在各级公开课,优质课等不同形式的课堂教学展示活动中,小学科学实验课的教学模式有了新的完善。经过大量的课堂教学实践研究,实验课教学采用以“学生为主体,探究为主线”的“双主-螺旋递进”教学模式不但大大提高了课堂效率,还实现了新课改理念的有效落实。一、教学模式的构建离不开理论指导。1、建构主义和主体教育理论的引导,形成“学生为主体”的思想。建构主义者认为,发展学生的“主体性”既是教学的首要目标,也是教学动力的巨大源泉。个人建构
2、是不断发展、变化和完善的,可推陈出新,不断提高,个人建构因人而异。为发挥学生的主体性,杜布斯(1995)阐述了以下教学原则:教学在内容上必须是面向全面综合的、贴近生活和职业的、可以做整体观察的问题领域,不应该将简单问题作为教学的基础;个人知识建立在自己的解释和自己的理解上时才应该将学习作为一个主动的过程去理解;主张集体学习和鼓励学习者采取错误探究策略;教学目标不仅仅局限在学习的认知角度,情感以及个人的认同是有意义的;学习成绩的评估不允许针对学习结果,而应检查学习过程的进步,并在复杂的学习情境中进行。主体教育立足于现代教育高度,从哲学角度反思我们的现代教育各种问题;按照教育改革的方向,确立新的教
3、育观念,对素质教育的实施,提供一种新的理论框架;寻求促进小学生生动、活泼主动发展的基本途径。当然,学生主体并非学生中心,学生主体的主要含义是尊重学生的个性、发挥学生的学习的主体能动性和创造性。学生主体并非排斥教师的指导、引导和启发作用,教师作为学生学习活动的引导者、帮助者和伙伴,在学生遇到学习困难的时候教师可以给予必要的帮助。比如:对于低年级的学生来说,由于他们的自主学习能力相对较差,教师指导的作用应该多一些;对于一些科学实验操作和书写的规范教师有必要予以指导等等。但是在学生提出猜想、进行预测、反思、分析实验以及得出结论的时候,教师的指导应该少一些,必要的时候教师可以进行一些引导和启发。2、新
4、课程理念的渗透,验证“探究为主线”的做法。科学(36年级)课程标准中明确指出:“科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。”为此在我们目前的科学教学中,应加强以探究为主线的实验课教学研究,促进学生探究能力的提高。(科学课程标准)3、皮亚杰认知理论的引领,体现“螺旋递进”教学模式的有效、高效性。皮亚杰理论认为,认知发展不是一种数量上简单累积的过程,而是认知图式不断重建的过程。所以,我们不能用成人的思维方式来推断儿童的思维。根据认知图式的性质,我们可以把认知发展划分成几个不同的阶段。皮亚杰的认知阶段具有三个特点:第一,
5、阶段出现的顺序是固定不变的,既不能跨越,也不能颠倒。因而这些阶段具有普遍性。第二,每一阶段有其独特的认知图式,这些相对稳定的图式决定了个体行为的一般特征。第三,认知图式的发展是一个连续不断建构的过程,每一阶段都是前一阶段的延伸。前一阶段的图式是后一阶段图式的先决条件,并被后者所取代。小学科学实验课的探究要遵循学生的认知规律,不能出现跳跃式的环节,跨度太大,学生对探究体验不到一个连续性的思维过程。而螺旋递进的教学模式遵循了这一规律,起到了高效的作用。二、教学模式流程三个阶段,双主.螺旋递进:三个阶段双主-螺旋递进提出问题阶段创设情景(玩一玩,看一看,想一想)生成问题(大胆质疑,敢于判断)解决问题
6、阶段猜想假设(猜测,推断)实验验证(自选材料,设计方案,合作探究,交流汇报)总结提炼(归纳,提炼,升华)实践应用阶段联系生活(生活实例,解释现象)拓展延伸(应用,创新) 本模式设计的各个小环节不是单调的,更不是独立的,而是相互关联,保持连续性。也可以相互兼容,相互贯穿,整个过程步子小,“双主”呈现螺旋递进,让学生在不知不觉中已经迈出了一大步,不但降低实验课的难度,还可以提高课堂效率。(一)提出问题阶段1、创设情境一个比较好的情境可以把学生的探究积极性给调动起来,教师可以采用创设实际情景或者模拟情景实施教学,玩玩,看看,想想,体验科学探究的快乐,调动起学生探究的欲望,让学生在一个轻松的环境里认知
7、,探索。创设科学情境作为科学课教学的外部诱因,将学生的注意力吸引到课堂情景中来,诱发并触及学生的精神需要,激发学生学习的兴趣,使学生以积极的心态投入到教学活动中很重要。比如,改变浮和沉,利用实验材料让学生玩,在玩中发现有趣的现象;盐到哪里去了教师可采用生动有趣的课件和精心选择的照片,来引起学生高度的关注和兴趣。2、生成问题小学科学最主要是能让学生提出为什么,养成提问题的习惯,培养学生的问题意识。而教师恰如其分的引导,启发很重要。当研究一个问题时,为了激发学生的求知欲望,引导学生探索并调动他们积极性的阶段,教师可结合要研究的问题,用生动形象的语言恰如其分地提问,或者用让学生感兴趣的实验或者魔术等
8、方法,让学生在观察和思维中发现问题。当学生所提的问题比较多的时候,教师要跟学生一起进行梳理,把问题进行归类,有些是本节课能解决的,而有些却是以后要探究的,为了保护好学生的探究兴趣延伸,对部分难度大的问题,教师要合理的引导,而不是置之不理,挫伤学生探究积极性。例如水往高处走一课,教师先进行一个魔术表演,一片玻璃放到红墨水盘子里,红墨水几乎没有爬上玻璃,而教师接着拿出两块玻璃,合并起来,用同样的方法放到红墨水盘里,却出现了令学生惊讶不已的现象:红墨水竟然自己往上爬了一大块。这样,学生很容易就提出问题:为什么会出现这种水往高处走现象呢?而这样生成的问题,学生探究兴趣很高,课堂效率也会随之提高。所以教
9、学时,为了激发学生探求知识的欲望,应千方百计创造性地运用各种方法,如:做游戏、讲故事、变魔术、猜谜语、出示挂图、运用幻灯等。引起学生要研究问题的兴趣,提出自己的想法。(二)解决问题阶段3、猜想假设 牛顿说:“没有大胆的猜测,就不会有伟大的发现。”教学中,要抓住有关内容或有利时机,给学生充分的时间,鼓励学生大胆猜想或假设,要让学生从各个角度去思考。学生进行猜测后,要求学生说出自己是怎样想的或猜测的理由,这样既可以培养学生的良好思维习惯,又使学生交流了提出假设的思维方法,相互之间受到启发,并使学生明白提出的假设不是凭空乱猜的。要让学生都参与到学习过程中来,就必须鼓励每个学生对问题的结果进行猜想或假
10、设,允许学生作出任何结论,对学生提出的各种猜想与假设要加以肯定或鼓励。在科学活动过程中引发学生自己进行猜想和假设。即使学生的假设是错误的,教师也不能简单地给予纠正,而是引导学生自己通过分析,举证或实验的方法推翻错误的假设。我们经常可以看到这种现象:当学生提出假设符合事实时,教师马上同意,并迅速把假设写在黑板上,而这条假设错误时,教师往往会不予理睬,不发表意见,让这位学生坐下。当学生提出的假设达到教师的预期后,就会马上中止这一环节的教学,进入到实验设计和验证阶段。这样下去,试想,有了这样想法的学生还会有探究的欲望吗?在探究中,还会有失败的经历吗?要知道,在真正的科学探究过程中,是没有老师这样一个
11、评判角色的。所以我们要让学生相信自己,敢想,善于想。教师则要认真对待每一个假设。可以把孩子们的意见都写在黑板上,让学生经过自己的探究去证明它们的对与错。证明错误,也是一个结论,也是一种科学体验。当然,学生的假设是建立在已有的知识经验和生活经验的基础之上的,是不成熟的,甚至是错误的。因此,教师要引导学生对自己提出的假设进行反驳、筛选、修改,这是一个质疑的过程,有利于培养学生的怀疑精神和表述能力。比如改变浮和沉一课,教师把材料拿出来让学生先猜一猜,把材料放到水中,哪些会浮?哪些会沉?学生根据已有的生活经验会才出来一部分,但经过验证后,学生会发现自己的猜测是有错误的,生活经验有时候也不一定正确,激发
12、学生探究科学道理的兴趣。4、实验验证本环节的教学要注意做到以下几方面:首先,要让学生根据实验需要自己选择材料。实验材料要多样,可以让学生自己搜集一些感兴趣的材料。教师要引导学生探究科学规律,光靠一张嘴巴,两根粉笔是远远不够的,更多的是让学生自己去观察,实验,研究。学生提出的假设是多样的,教师就要为验证这些假设提供多样的材料,最好是一些有结构的材料,而不能把学生框死在几种固定的材料上。比如在做模拟太阳和影子的实验时,让学生想,用什么当太阳呢?(手电筒或者蜡烛),经过学生动脑思考,会锻炼学生的思维。其次,让学生自己设计实验方案。学生设计方案的过程就是一种实验能力的培养过程。让学生自己设计或选择实验
13、来证明自己假设的正确性。当然实验方法也可以和书本上提供的方法相同,但要让学生自己动脑,而不要一下子把整个实验的过程介绍给学生。教师适当引导补充实验环节,保证实验的有效性,避免盲目性。最后,当学生基本掌握实验步骤后,就让他们自己进行实验。通过实验来验证自己假设的正确性。实验的目的不只是让学生体验探究的过程,在实验过程中,学生可能会有新的问题或者发现,这也是实验探究的一部分。正是因为有新的发现,科学才会有进步。教师要关注课堂生成的东西,不要轻易扼杀学生的创新,说不定一个伟大的发现就是在这样的孩子手里诞生的。5、总结提炼本环节要充分发挥教师的主导作用,及时归纳,给学生一个清晰的认识。在这一阶段教学中
14、,要让学生注意不要将实验结果轻易认为是实验结论。教师要积极引导,肯定正确的实验结果,帮助学生得出结论,有实验结果与实验结论相矛盾的实验,要引导学生查找原因。毕竟学生的实验现象较多,有时候会没有重点的认识,教师要及时引导,归纳出有价值的结论。培养学生的科学严谨态度。学习是一个极其复杂的活动过程,这个活动过程的终点就是学习的结果。教师精心准备了有结构的实验材料,让学生观察、实验、分析、综合、讨论、交流、汇报、甚至激烈地争论,然后再经过整理、归纳、根据一系列的活动,最后让学生达成共识,得出问题的结论,形成概念。而这最后的归纳结论环节,教师也要把握好,同样不能包办代替,“一手遮天”,而是要让学生自己总
15、结,自己归纳,自己概括,形成学生自己的结论。最初,学生的结论可能是零散的,不完整的,但是经过相互补充,最终的结论一定是较完整的。(三)实践应用阶段6、联系生活科学知识来源于生活,当学生已经把科学道理掌握,就会去解释生活中的现象,知道人们应用科学知识改善生活所带来方便。从而培养学生热爱科学的情感。例如杠杆一课,当学生明白了杠杆的作用后,就会对生活中的杠杆应用进行科学的解释,判断出哪些杠杆省力,哪些杠杆费力。而对于一些难判断的变形杠杆也会做出科学的分析。培养学生热爱生活,敢于改善生活的态度7、拓展延伸科学课中有许多内容只靠课内是无法完成教学任务的,必须延伸到课外。科学课的内容丰富多彩,包罗万象,它
16、的外延相当广阔,需要学生探究的内容也很多,当然,并不是所有的内容都适于课外探究。哪些内容放到课外,要考虑学生的实际,如学生有没有时间,有没有条件,有没有能力等诸多问题。教师要了解研究学生的实际水平,根据情况及学生在课堂上的表现合理生成课外探究活动内容,把课外内容有机地融入到科学课程中。科学课程的拓展性学习,表现在时间、空间、过程、内容、资源、结论等多方面。不要把学生束缚在教室这个太小的空间里,教室外才是孩子们学科学用科学大有作为的更广阔天地。小学生探究科学的活动也往往不是一节课所能完成的,要拓展学生的信息渠道,广泛利用存在于教科书以外的各种资源。不要拘泥于教科书上规定的教学内容,孩子眼中的科学
17、世界永远是妙趣横生的。学生对问题已有的经验和认识是重要的教学前提,同时一定要重视引导学生在课后开展后续活动。运用此模式进行实验课教学,教师要坚持以“学生为主体,探究为主线”的教学原则。 教师应在课前精心设计教学过程,精心制定研究项目及所需要的各项材料。在课上主要是观察学生的研究情况,倾听他们的意见。学生开展讨论,教师不要用言语或表情去干扰他们的思考。学生发言时,教师要善于捕捉矛盾,引导他们开展讨论或争论,必要时也需做适当的启发。教学中的每个阶段不一定分得很清楚。在一课中,有时可把两个阶段的教学有机地结合在一起;有时可用一两句话把两个阶段教学衔接起来。小学科学是一门以观察、实验、探究为
18、主的学科,在教学中,通过教师通过“”的教学模式实施教学,启发学生积极思维、动手、动脑,不仅掌握了新知识,学生的创新精神和实践能力也得到培养和提高。本模式主要适用于探索性强的实验课课堂教学。当然,实验课的教学模式也不是单一的,针对实验课的教学内容,要合理的选择教学模式,斟酌教青岛版小学科学五年级下册18课斜面一、创设情境。1、师:同学们,我听说你们最爱动脑筋,最爱帮助别人,是吗?(是)好!老师领同学们去公益劳动好不好?(课件:工人叔叔想办法运油桶)工人叔叔遇到困难了,你们有什么办法帮他们吗?(学生想办法:直接搬,用木板搭桌子上,用吊车)你们认为哪个办法比较好?(用木板搭桌子上)你们都同意?(同意
19、)老师也同意,看,工人叔叔也采用了我们的意见。其实像这样抬起木板的一端而形成的斜坡,就是一种简单的机械,在科学上就叫做斜面。板书课题:斜面2、谁能帮老师在黑板上搭个斜面? (斜面的高度、长度)【设计说明:给学生创设一种生活情境,让学生在一种轻松的氛围中产生探究的兴趣。】二、生成问题。3、师问:对刚才的工作你有什么发现或者问题吗?生:为什么要沿着斜面推而不直接抬呢?用斜面有什么好处吗?怎样的斜面更容易推上去?【设计说明:教师启发引导学生产生疑问,学生在已有经验的基础上会深入思考,提出有价值的问题,通过梳理,筛选,归纳出有效问题,为探究做前引。】三、猜想假设师:同学们对这些问题猜测一下,你觉得是什
20、么原因?理由是什么?生:这样可以省力;生:斜面越陡越费力,越平缓越容易推上去;生:假如把斜面竖直放,就没有省力的作用了;(学生继续猜想假设)【设计说明:针对提出的问题,教师引导学生大胆猜测,假设,当学生根据已有的经验猜想时,教师启发引导,说明猜测的理由,让猜测有效,有深度,这样激发学生想验证的欲望,为下一步的实验验证做铺垫。】四、实验验证同学们的猜测准确吗?怎样证实?(实验)今天我们就来亲自验证一下。4、要验证斜面是否省力,没有油桶怎么办?(小车代替)还需要准备些什么?(学生:测力计、搭个斜面,)5、先搭个斜面吧(学生动手)初步探究:斜面能省力6、老师看每个小组都把斜面搭好了,你想怎样来研究呢
21、?你来,其他同学有没有要补充的?对了,有了比较才能知道谁省力。实验时,为了保证收集的数据更准确,老师给你一点小提示:课件出示(1)、小组合理分工,密切合作。(2)、拉动小车时要均匀用力,让小车在斜面上做匀速前进,并在前进中读出数据。下面开始实验!可以参考实验记录1。参考表一:研究斜面是否省力【黑板上】小组及研究内容 星星组地球组月亮组太阳组竖直提起用的力(牛顿)沿斜面拉用的力(牛顿)结论7、学生动手实验教师及时巡视指导。把数据填写到黑板上的大表格。8、交流实验结果师:我们请第一个做出实验的小组来交流一下他们研究的结果。【竖向分析省力,横向分析呢?把4个小组的数据填到一起,为后面根据数据提出质疑
22、创造条件】其他小组的研究结论一样吗?看来斜面的确有省力的作用!我们的推测是正确的。深入探究:斜面的省力规律。9、(汇集各组的探究数据)师:这是刚才几个小组的实验时搜集到的数据。我们一起来观察一下,从中你有没有新的发现和疑问?学生自由发言,师引导:垂直提力相同,为什么每个小组沿着斜面匀速前进,所用的拉力不同呢?我也有同样的困惑?你有什么想法?你认为斜面装置不一样造成的?能具体说一下,斜面的哪个因素可能影响拉力的大小?(相机板书:长度)可能是什么关系(斜面越长,越省力)。刚才这位同学进行了大胆的猜想,猜想可是我们进行科学探究的一个重要前提,继续猜,还可能与什么有关系?你来,(相机板书高度),有什么
23、关系,具体说一下(高度越低越省力)。这只是我们的一种猜想,到底省力的大小与斜面的高度和斜面的长度有没有关系呢(同学们的观点各不相同,怎么办?)对了,让实验来说话。由于时间的关系,就请每个小组选择你们感兴趣的一方面来探究,小组讨论制定实验方案。10、小组讨论方案集体交流方案11、师:方案定好了,来交流一下,一组,你们想研究哪方面的?具体操作,其他小组有没有要补充的?你来,进行斜面高度的探究必须保证斜面的长度不变,做同样实验的小组请举手,明确方案了吗?那么剩下的小组就是研究斜面长度对拉力大小的影响了。各个小组定好方案了,我们就动手验证吧!12、小组实验教师及时巡视指导参与小组探究活动参考表二:研究
24、斜面省力的多少是否与斜面高度有关? ( )组所垫高度拉力(牛顿)在长木板上拉动用的力垂直提起用的力结论新发现参考表二:研究斜面省力的多少是否与斜面长度有关? ( )组所用长短不一的木板(块)拉力(牛顿)在木板上拉动用的力垂直提起用的力长木板中长木板短木板结论新发现【设计说明:这个环节进行了两次问题,猜想,验证的过程,探究内容环环相扣,循序渐进,充分调动学生的积极性,大胆放手,让学生自主探究,教师恰当的启发引导,起到点睛的作用。】五、总结提炼。13、交流结果:我们一起来看一下你们的研究结果,这是 组的,他们研究的是斜面长度不变,改变斜面的高度,结果是高度越低越省力,另一个小组的结论是一样的。再来
25、看看研究斜面长度对省力大小的影响,结论是高度不变,斜面越长越省力。同学们真了不起,通过科学探究,不仅研究出斜面有省力的作用,还探究出斜面的省力规律。(板书)【机动环节:你还有什么新发现吗?(根据学生探究情况斜面与地面的夹角越小,越省力。相机引出坡度概念,归纳:斜面的坡度越小越省力;反之,越费力。)】【设计说明:这个环节让学生在充分动手实验的基础上进行汇报交流,通过师生的共同交流,提炼出有价值的科学道理,让学生体验到科学探究成功的喜悦。】六、拓展延伸。14、斜面能够省力,给我们的生活带来了很多的便利。这就我们要研究的第二个问题,谁能说一下在我们的生活中哪些地方用到斜面.看来你真是个善于观察生活的
26、孩子。(身上的衣服拉链、教室里面的斜面)15、老师这里也搜集到一些图片,你能从中找到斜面吗?(1)(出示图片)(向车上运送货物,斧头,拉链,楼梯里有斜面吗?)(2)盘山公路图(联系胶南大珠山),受它的影响,想想,骑自行车上坡怎样比较省力?(讨论交流,延长了斜面的长度省力。提醒:注意安全。)(3)展示生活中斜面的应用。(出示螺丝钉图片)这里面能找到斜面吗?【打开2号材料袋】,这是个螺丝钉模型。我们把螺纹展开来看,到底是不是个斜面?(根据学生回答板书:变形)你想不想真正体会一下斜面是怎样变形的?那课后请同学们参考课本,自己做一个螺丝钉的模型,不过,我们要来个比赛,看谁做的螺丝钉最省力。有信心挑战吗
27、?谁会是胜利者下节科学课堂上我们在见分晓。(4)这节课老师收获很多,你们有什么收获?你觉得这节课谁表现的比较好,好在哪些方面?(引导学生自评、他评、小组评等进行评价)【设计说明:生活中的资料是丰富的,学生能找到一些相关的例子,可以先进行交流,调动学生已有的生活经验,把科学知识与生活联系起来,体验到科学对改善生活的意义。教师的补充资料是学生不熟悉的领域,拓展学生视野,激发学生继续探究的兴趣。】青岛版科学四年级下册全册教案 小学科学青岛版科学四年级下册各单元三维目标分布框图第一单元 热胀冷缩 第一课 温度计的秘密 第二课 自行车胎为什么爆裂第二单元 岩石的科学 第三课 认识岩石第四课 做个岩石百宝
28、箱第五课 岩石的用途 第六课 岩石的风化第三单元 土壤与植物第七课 土壤里有什么 第八课 土壤的种类 第九课 土壤与植物 第十课 保护土壤 第十一课 认识光 第十二课 玩镜子 第十三课 筷子“折”了第十五课 飞旋的陀螺 第十六课 光与我们的生活第十七课 航海家的发现第十八课 地球上有什么 第十九课 我在哪里第二十课 苹果为什么落地 第二十一课 测量重力单元 科学探究 情感态度和价值观 科学知识热胀冷缩 认识科学探究:体验科学探究中证据、逻辑推理及运用想象建立假设和理解的重要性,知道为什么使用工具比感官更重要。提出问题:能从“这是什么”“为什么会这样”等角
29、度对周围事物提出问题。猜想与假设:能应用已有知识和经验对所观察的现象作假设性解释。制订计划:能提出探究活动的大致思路。观察、试验、制作:能做控制变量的简单探究性实验,会设计简单的实验报告、绘制简单图表。思考与结论:能反思自己的探究过程,将探究的结果与假设相比较。 对待科学学习态度:尊重证据,愿意合作交流。对待科学、技术和社会的关系:乐于用学到的科学知识改善生活,关注日常生活中科技新产品新事物,关注与科学有关的社会问题。 物质世界:了解通过加热或冷却可使物体的形状或大小发生变化,列举常见的热胀冷缩现象。岩石的科学 认识科学探究:知道为什么使用工具比感官更有效,知道不
30、同的问题要用不同的探究方法。提出问题:能选择适合自己探究的问题观察、实验、制作:能用简单的工具(放大镜等)对物体进行较细致的观察,并能用图和文字表达;能用简单的器材作简单的观察实验,并作试验记录。搜集整理信息:会查阅书刊及其他信息源,初步学会利用简单表格、图形等方法整理有关资料。思考与结论:能尝试用不同的方式分析和解读数据,对现象作合理的解释。表达与交流:选择擅长的方式表述探究过程和结果。 对待科学学习:想知道,爱提问,意识到科学探究要尊重证据,愿意合作与交流。对待自然:意识到人与自然要和谐相处。 地球与宇宙:能用不同的分类标准对岩石进行分类,认识到保护资源的重要性。土
31、壤与植物 认识科学探究:了解科学探究的结果是可以重复验证的,知道科学探究可以为进一步研究提供新经验、新现象、新方法、新技术。提出问题:能从这是什么为什么会这样等角度对周围事物提出问题。猜想与假设:能应用已有的知识和经验对所观察的现象作假设性解释。思考与结论:能反思自己探究的过程,将探究的结果与假设相比较。观察、实验、制作:能用简单器材作简单的观察实验,并作实验记录。 对待科学学习:想知道,爱提问,喜欢大胆想象,愿意合作与交流。对待自然:意识到人与自然要和谐相处,珍爱生命。 生命世界:设计实验研究水、阳光、空气、温度、肥料等对植物生长的影响,知道环境对生物生长、生
32、活习性等方面有影响。地球与宇宙:知道土壤的构成,能设计不同土壤对植物生长影响的实验,意识到人类生存与陆地物质的密切关系及保护陆地物质的重要性。光与我们的生活 认识科学探究:体验科学探究中证据、逻辑推理即运用想象建立假设和理解的重要性,知道为什么使用工具比感官更有效。猜想与假设:能应用已有知识和经验对所观察的现象作假设性解释。观察、试验、制作:能做控制变量的简单探究性实验,会设计简单的实验报告、绘制简单图表。搜集整理信息:会查阅书刊及其他信息源。思考与结论:能反思自己的探究过程,将探究的结果与假设相比较。 对待科学:尊重证据,愿意合作交流。对待科学学习:认识到科学是不断发展的
33、。对待科学技术和社会的关系:乐于用学到的知识改善生活;关注与科学有关的社会问题;意识到科学技术会跟人类带来好处,也可能产生负面影响。 物质世界:了解光的直线传播现象,了解平面镜或放大镜可以改变光的传播路线。知道光是有颜色的。了解日光的色散现象。 我们的家园地球 认识科学探究:懂得交流与讨论可以引发新的想法。提出问题:能对所提出的问题进行比较和评价。猜想与假设:能区分什么是假设,什么是事实。制定计划:能提出探究活动的大致思路,能对自己或小组提出的探究问题作出书面计划。观察、实验、制作:能用简单的工具(测力计等)对物体进行定性和定量的观察,并
34、能用图文表达;能综合运用所学知识,制作带有创造性的科技作品。搜集整理信息:会查阅书刊及其他信息源。表达与交流:能选择自己的擅长的方式表述探究过程和结果,能对探究过程和结果进行评议。 对待科学学习:喜欢大胆想象,愿意合作交流。对待自然:注意保护所观察的植物,意识到人和自然要和谐相处,懂得要珍爱生命。 物质世界:能定型的描述一个物体的位置(前后、左右、远近等),理解一个物体的位置需要相对以其他物体的位置来确定。地球与宇宙:知道地球的形状、大小,知道地球时由小部分陆地和大部分水域构成的,了解人类对地球形状认识的历史,了解地球仪、地区的主要表示和功能,了解地球表面是在不断变化的,认
35、识到各种自然力量对地表改变的影响。研究与实践 认识科学探究:知道为什么使用工具比感官更有效:知道不同的问题要用不同的探究方法制定计划:能提出探究活动的大致思路,能对自己或小组提出的探究问题作出书面计划。观察、实验、制作:能用各种感官直接感知自然事物并用语言或图画描述所观察的事物的形态特征。搜集整理信息:会查阅书刊及其他信息源,能利用简单表格、图形、统计等方法整理有关资料。表达与交流:能倾听和尊重其他同学的不同观点和评议;能对研究过程和结果进行评议,并与他人交换意见。 对待科学学习:能参与中长期科学探究活动。对待科学:认识到科学是不断发展的。对待自然:意识到人与自然要和谐相处
36、,珍爱生命。对待科学、技术和社会的关系:乐于用学到的科学知识改善生活,关系日常生活中的科技新产品、新事物,关注与科学有关的社会问题。 生命世界:了解当地的植物资源,知道植物与人类生活的密切关系;通过栽培植物的过程了解植物生长的过程;了解不同生物的生命过程是不一样的,感受不同生物生命过程的复杂多样。物质世界:能用不同的分类标准对岩石进行分类,认识到保护资源的重要性。科学四年级下册各课实验指导与说明第一单元 热胀冷缩1课 温度计的秘密自制温度计【制作材料】找一个盛过青霉素的小瓶,准备一支用完了的透明针管中性笔芯(含笔尖密封的塑料帽)和一杯茶水。【制作方法】1把针管笔尖从橡皮瓶
37、盖下部穿向上部(可用铁圆规脚先打一个小孔,但要确保笔芯与瓶盖密合),套上密封塑料帽。2把茶水倒一些到小瓶内盛满,滴一滴红墨水或蓝墨水将水染色。3盖上插有笔芯的橡皮瓶盖,并盖紧,以保证密封性,注意不要弄湿桌面。自制温度计就这样做成了。4然后,将小瓶先放入预制温度的热水里,后放入预制温度的冷水里,观察到的水柱变化范围,划上相应刻度,根据两次温度差值均分标记范围的刻度,这样一个简单测量温度的温度计就制作成功了。2课 自行车胎为什么爆裂固体热胀冷缩实验(一)【实验材料】铁垫圈一个、木板、小钉两个、酒精灯、镊子、冷水、烧杯。【实验方法】1在木板上钉两个小钉,便两钉间的距离正好通过铁垫圈。2加
38、热前,观察铁垫圈确能从铁钉间通过。3将铁垫圈在酒精灯火焰上加热。4观察加热后铁垫圈能不能从两钉间通过。5将铁垫圈在冷水里浸一下,观察能不能从两钉间通过。【注意事项】1垫圈最好是铜的,直径要大一些。2两钉间距要恰好通过铁垫圈,缝隙越小越好。固体热胀冷缩实验(二)【实验材料】木棍、小钉两个、细铜丝、酒精灯、火柴、污物桶【实验方法】1在木条上钉两个小钉,钉距为20厘米。将细铜丝绷紧在两钉上。2点燃酒精灯,顺铜丝来回加热。观察铜丝有什么变化。3熄灭酒精灯,观察铜丝有什么变化。【注意事项】1实验时不要烧到木条。2铜丝要绷紧。第二单元 岩石的科学3课 认识岩石采集、观察岩石【实验目的】采集并研
39、究各种各样的岩石【实验材料】各种各样的岩石、盐酸、滴管、锤子、小刀、盐酸。【观察、实验步骤】1请你到旷野、山区或海岸寻找岩石,尽可能多采集些不同种类的岩石。2用水冲洗并检查每块岩石,摸摸每块岩石,是光滑的还是粗糙的?观察它的棱角,是圆的还是尖的?用刀片、铜钥匙、手指甲刻划每块岩石,测试其硬度大小。每块岩石的颜色又是怎样的?3观察岩石的内部,用手掰开或者是用锤子敲开每块岩石,看看岩石的内部有什么东西?岩石内部和外部的颜色是相同的吗?有小沙粒掉下来吗?4在每块岩石上滴一滴盐酸(注意安全),冒泡吗?【实验现象及结论】岩石名称 观察结果花岗岩 颜色:花斑(白、肉红或黄褐、黑);硬度
40、:很硬;结构:块状; 遇盐酸:无反应。页岩 颜色:红褐色或灰色;硬度:较软;结构:薄层状;遇盐酸:无反应。石灰岩 颜色:青灰色或褐色;硬度:较硬;结构:颗粒状;遇盐酸:冒泡。大理岩 颜色:纯白色或有花纹;硬度:较软;结构:颗粒状;遇盐酸:冒泡。放大镜的使用放大镜是简单的放大仪器。它的主要部分是一个两面凸的透镜。一般的放大镜能够将物体放大510倍,也有能放大2030倍的。放大镜的正确使用方法:一般5倍以下的放大镜使用时,可将放大镜放在被观察的物体上,上下移动直至看清楚为止。10倍以上的放大镜如果也用同样的方法,往往使观察对象变形,因此,应将放
41、大镜放在眼前,再用另一只手移动观察对象直至看清楚为止。 4课 做个岩石百宝箱做个岩石百宝箱【实验目的】制作岩石标本。【实验材料】木板、三合板、采集的各种岩石、标签纸。【实验步骤】1用木板、三合板等制作一个标本盒。2将采集或收集来的岩石洗净,加工成适当大小。3将选择好的各种岩石装入盒内,贴上标签,留作标本。6课 岩石的风化岩石风化的分类岩石在日光、水分和空气的作用下,逐渐被破坏和分解为沙和泥土,称为风化作用。沙和泥土就是岩石风化后的产物。岩石的风化分为:物理风化作用。主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等。化学风化
42、作用。包括:水对岩石的溶解作用;矿物吸收水分形成新的含水矿物,从而引起岩石膨胀崩解的水化作用;矿物与水反应分解为新矿物的水解作用;岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用。生物风化作用。包括动物和植物对岩石的破坏,其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用,其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用。人为破坏也是岩石风化的重要原因。岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别。温度变化对岩石的破坏作用【实验目的】探究温度对岩石的影响。【实验材料】酒精灯、火柴、镊子、小块岩石、烧杯、冷水。【实验步骤】1用镊子夹住一小块岩石在酒精灯上烧一会儿,然后立即把它放入冷水中,观察有什么变化。2照上述
43、方法反复做几次,观察这块岩石有什么变化。【实验现象】岩石的表面出现裂缝,而且裂缝越来越大,甚至一块块往下掉碎石屑。【实验结论】当岩石受热时,体积膨胀,由于岩石从表面到内部受热程度不一样,因此整块岩石各部分的膨胀程度也就不同。当岩石受冷时,体积收缩,同样,由于从岩石表面到岩石内部冷的程度不一样,整块岩石各部分收缩的程度也不同。时间长了,岩石各部分总是胀缩不均,内部结构就会受到破坏,产生裂缝,甚至脱落下碎石屑。 岩石的风化与分解大约在200年前,人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征。可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地,湖泊终将被沉积物和植被填满,沙漠会随着气候
44、的变化而行踪不定。地球上的物质永无止境地运动着。暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下,而且地表富含氧气、二氧化碳和水,因而岩石极易发生变化和破坏。表现为整块的岩石变为碎块,或其成分发生变化,最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤。矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化。由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀。 地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用。如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂。化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作
45、用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用。主要通过溶解作用、水化作用、水解作用、碳酸化作用和氧化作用等方式进行。 虽然所有的岩石都会风化,但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化。经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察,我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化的主要因素。不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造,不同矿物的溶解性差异很大。节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度,又决定了岩石的易碎性和表面积。风化速率的差异,可以从不同岩石类型的石碑上表现出来。如花岗岩石碑,其成分主要是硅酸盐矿物。这种石碑就能很好地抵御化学风化。而大理岩石碑则明显地容易遭受风化。 气候因素主要是通
46、过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的。在温暖和潮湿的环境下,气温高,降雨量大,植物茂密,微生物活跃,化学风化作用速度快而充分,岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层。在极地和沙漠地区,由于气候干冷,化学风化的作用不大,岩石易破碎为棱角状的碎屑。最典型的例子,是将矗立于干燥的埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔,搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后,仅过了75年就已面目全非。 地势的高度影响到气候:中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大,其生物界面貌显著不同。因而风化作用也存在显著的差别。地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义:地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀
47、而使基岩裸露,加速风化。山坡的方向涉及到气候和日照强度,如山体的向阳坡日照强,雨水多,而山体的背阳坡可能常年冰雪不化,显然岩石的风化特点差别较大。 剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成,只有当岩石被风化后,才易被剥蚀。而当岩石被剥蚀后,才能露出新鲜的岩石,使之继续风化。风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现。当岩屑随着搬运介质,如风或水等流动时,会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀。这样也就产生更多的碎屑,为沉积作用提供了物质条件。 岩石与地形变化岩石常具有特殊的物理和化学性质,在地貌形态的形成和发展过程中起稳定而明显的作用。由于物质组成不同,酸性熔岩粘性大,不易流动,冷凝速度快。碱性
48、熔岩粘性小,易流动。两者在火山地貌形态上有明显的差别;碎屑沉积岩最常见的是砂岩和页岩,坚硬的砂岩常构成山地,软弱的页岩则构成谷地。碎屑岩胶结物中以硅质胶结最强,铁质和钙质次之,泥质最弱;石灰岩在含有二氧化碳的水的作用下,易于溶解,形成岩溶地貌。白云岩由于含有碳酸镁,降低了岩石的溶解度,因此岩溶地貌发育的规模和速度远不如石灰岩地区。岩石成分对地貌的影响,在那些经历了长时间剥蚀的地区表现最明显。在“年轻”的山区,地面起伏主要受构造控制,但是在经历了长期剥蚀以后,主要由岩石性质控制着地面起伏。 岩石结构对地貌的影响主要取决于岩石中孔隙的大小及裂隙发育的程度。岩石
49、孔隙度对岩石抗侵蚀能力有一定影响。如石英岩和砂岩同以石英为主要成分,但石英岩质地致密,孔隙度小,抗风化能力较砂岩要强;岩石中的节理是裂隙的重要表现形式,它们常控制着地面沟谷的延伸方向。在厚层砂岩和块状岩浆岩地区,风化作用常沿着几组交叉节理从岩块的边缘向内部发展,形成圆球形或椭球形的岩块,这种风化现象称为球状风化。孔隙和裂隙的存在使外力作用对岩石的破坏不仅在表面进行,而且深入到岩体内部。在可溶性岩石地区,岩石的孔隙和裂隙是岩溶作用强烈进行的地方,因此发育了各种岩溶地貌形态。 深成岩浆岩的产状以巨大的块状岩体为主,其边缘与其他岩石的接触线一般是圆滑的曲线。在深
50、成岩分布区地形高差小,地面水系以树枝状形式为特点;沉积岩的单层厚度及岩层倾角对地貌形态影响甚大。薄层岩石构成的地貌形态一般较破碎零乱。水平岩层与倾斜岩层对地貌形态影响也是不同的,水平岩层易形成平顶高地。 地表物质的组成成分、坚硬程度和物质结构影响着地貌形态的发育。一般来说,巨大的花岗岩体因垂直节理非常发育,往往形成奇峰林立、陡峻高耸的山地,如黄山、华山等;大面积基性熔岩流常构成阶梯状的熔岩台地,如长白山地等;中生代红色岩层比较容易遭受侵蚀,多呈波状起伏的丘陵,如华中和华南的红岩丘陵、四川盆地中部丘陵;而古老的结晶岩大多为高峻的山地,如秦岭、泰山、横断山脉等
51、。在干旱地区,地表缺乏植被覆盖,在风力作用下,沙丘广泛分布。 在我国境内,黄土和碳酸盐岩分布面积甚广。我国黄土分布面积约30万平方公里,主要集中在甘肃、陕西及山西省等地,成为世界上最大的黄土高原,构成了独特的黄土地貌区;碳酸盐岩在我国分布面积达130万平方公里,约占全国总面积的14%,是世界上岩溶面积最广的国家,其中尤以广西、贵州和云南东部岩溶面积最大。如两广地区的热带峰林;华中亚热带岩溶丘陵和洼地;华北温带岩溶泉和干谷。广西桂林、阳朔一带的石灰岩峰林,驰名中外,被誉为“桂林山水甲天下”。第一单元 热胀冷缩第一课 温度计的秘密教材简析:温度计是学生生活中常用的一种测量仪
52、器。在前面的探究活动中学生已多次使用温度计,为了帮助学生认识温度计的工作原理,温度计的秘密一课。意在以温度计内的液体热胀冷缩的现象为引子,借助对各种液体的探究,让学生认识液体在一般情况下都具有热胀冷缩的性质。继续培养学生利用简单器材设计实验,进行实验探究的能力。教学目标能力目标:1、能够观察液体受热受冷时液面高度的升降变化,会提出有关液体性质所涵盖的科学奥秘的问题;2、会对观察到的现象进行假设;会根据有结构的材料设计实验验证自己的假设;3、会与他人合作探究;知识目标:1、通过观察,发现水受热时液面会升高,受冷则会降低的现象;2、通过探究体验到液体一般都具有热胀冷缩的性质。习惯与情感目标:1、通
53、过观察对探究液体的表面升高或者降低的现象产生强烈的求知欲和探究欲;2、初步了解生活中热胀冷缩原理的运用,从小养成认真观察,主动探究生活的良好习惯。教学重、难点:怎样通过实验知道物体具有热胀冷缩的性质。教学准备实验桌上:温度计、一杯热水、一杯冷水。仪器车上:锥形瓶,12个烧杯(分别装有酱油、醋、橙汁等)、带玻璃管的木塞1个,热水;冷水;温度计、热胀冷缩与人类关系、各种各样的温度计资料等。学习过程:教师活动 学生活动 设计意图及二次修改一、导入新课:教师出示温度计,请学生测试小组材料中的烧杯里水的温度。引导学生观察发现温度计中液柱的变化,提出探究性问题:“测量中你发现了哪些问题
54、?”“为什么温度计的液柱高度可以随温度变化而变化呢?”激发学生交流测量中的发现大胆质疑,引入本课学习活动。一、 学习新课:教师引导学生设计实验探究发现温度计的发现认识。引导学生结合自己已有的经验讨论,提出猜想假设。教师出示实验材料,引导学生小组讨论交流制定探究方案。结合探究选择合适的仪器进行小组实验学习活动。教师巡视指导学生,参与学生的小组合作学习,下发探究学习活动资料提示卡片,提醒学生注意要首先观察温度计的构造,然后利用实验材料进行组装一个类似温度计的装置,选择一种要探究的液体装入瓶中,创造冷热两种不同环境中的变化,观察液体在冷热两种不同情况中的变化,随时做好实验发现记录。教师引导
55、学生在充分探究的基础上进行交流活动,提示学生不仅要谈探究的方法,还要谈探究中的发现。在引导学生交流中提示学生思考:“水、酒精在受热的时候增多了吗?减少了吗?是什么发生了变化呢?”教师在学生讨论、交流的基础上,结合学生已有的回答进行补充:水在受热的时候体积膨胀,受冷的时候体积收缩;酒精在受热的时候体积膨胀、受冷的时候体积收缩;酱油受热的时候体积膨胀,受冷的时候收缩教师引导学生讨论:“通过上面的研究我们可以得出什么结论?”即使学生认识到液体在一般情况下具有热胀冷缩的性质。通过提问:“温度计的工作原理是什么?”以巩固学生对液体热胀冷缩的认识。三、拓展延伸:教师提出课后继续探究的问题:“寒冷的冬天,自
56、来水管破裂了,可能是哪些原因造成的?”让学生针对问题进行各种猜想和假设,然后引导学生利用课余时间查阅资料或设计实验进行探究,丰富学生认识。 1、观看教师出示的温度计,学生测试小组材料中的烧杯里水的温度。观察发现温度计中液柱的变化,思考教师提出探究性问题了解本课学习活动。2、 学生在教师引导下设计实验探究发现温度计的发现认识。学生结合自己已有的经验讨论,提出猜想假设。了解教师出示的实验材料,小组讨论交流制定探究方案。选择合适的仪器进行小组实验学习活动。学生的小组合作学习,学习教师下发探究学习活动的资料提示卡片,进行小组合作探究实验学习活动。 学生进行交流活动,交流探
57、究的方法和探究中的发现。在讨论、交流的基础上,认识到:液体在一般情况下具有热胀冷缩的性质。并加以巩固3、了解教师提出课后继续探究的问题,引导进行课余时间查阅资料或设计实验进行探究活动,丰富自身。 (一)教师引导学生从做中学,在做活动中自主发现、生成问题,激发学生学习兴趣,导入学习内容。(二)教师指导学生小组合作探究学习活动,创设学习氛围,引导学生充分交流、探讨,形成并不断完善实验方案并进行合作学习活动。发现水具有热胀冷缩的性质。在实验一种液体后做好观察记录再进行下一步另外一种液体的实验学习活动。教师指导学生实验、归纳,并以积极引导学生认识归纳的单一个体越多,归纳越科学。指导学生进行交
58、流讨论,进而实现资源共享,丰富自身认知。 (三)充分激发学生课后拓展学习兴趣,使学生认识科学来源于生活,又服务于生活。板书设计: 第一课 温度计的秘密板书:变大胀 变小缩原理:热胀冷缩课堂检测:1、温度计的设计原理是什么?2、你还见过哪些温度计?3、它们都是利用液体的热胀冷缩的原理制成的吗?教学反思本课的教学内容,课前我就在想对于这样以技能培养为主的教学内容,该如何突出新课程的理念,如何区别传统的教学呢?我想本课学生的技能掌握是关键,这和自然课是没有区别的,可以在此过程中更突出学生的主体作
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