科学中的14个大概念市公开课金奖市赛课一等奖课件

科学中14个大约念

重庆市巴南区鱼洞第二小学校庞胜松第1页科学中大约念一、为何需要大约念二、科学大约念选择三、科学大概念四、以“科学大约念”组织科学教育第2页一、为何需要大约念

你？到什么固体的热胀冷缩液体的热胀冷缩空气的热胀冷缩第3页

遇热体积变大遇冷体积缩小固体的热胀冷缩液体的热胀冷缩空气的热胀冷缩！第4页这一科学现象最终指向什么概念？物质原子微粒第5页这一科学现象最终指向什么概念？宇宙中全部物质都是由很小微粒组成。原子是组成全部物质（有生命和无生命）基础单元。能够用原子行为来解释不一样物质特征。温度改变改变了微粒间距离。第6页告诉了我们什么？学校科学教育现实状况：

学校科学教育无法使许多学生接触到发展着、宽泛科学知识，无法帮助学生了解他们周围事物，使他们能够成为一名能作出有依据地进行决议公民。科学教育目标：

不是去取得一堆由事实和理论堆砌知识，而应是试验一个趋向于关键概念进展过程，这么做有利于学生了解与他们生活相关事件和现象。第7页新近在科学教育方法上改革

为了逆转学生对科学缺乏兴趣和乐趣情况，近年来采取办法主要集中在教学方法方面，广泛提倡采取基于探究教学方法，而且已在全球许多国家实施。学生用与科学家相同方法在工作，搜集证据，用实证法去检验他们对所研究现象解释，发展对知识了解。实践证实：对学生科学态度发生主动影响；对教师能力和教课时间要求高；大大增加了解深度，花费时间更多，内容广度必须降低。结论：在推进基于探究科学教育同时，必定需要选定一些大约念。第8页一个主要学术会议10月，10位学者聚集在苏格兰罗蒙湖畔。他们之中，有国际科学教育计划责任人，有国家科学教育标准制订者，还有著名科技教授。在这片被认为是英国最漂亮自然景色之中，与会者热烈地讨论着科学教育话题，从小学到中学，从本国到国际。他们每个人都有备而来,带着会前做“功课”；每个人都带着“任务”而去，在会后经过电子邮件继续着讨论。研讨会召集人、国际科学院联合组织(IAP)科学教育国际指导委员会主席温·哈伦教授，以她对科学本质深刻把握加之长久从事科学教育丰富经验，将研讨会共识凝练为《科学教育标准和大约念》。使我们能分享这些教授讨论结果。第9页一个主要学术会议一个规模很小研讨会，一本薄薄小册子，何以能够吸引众多教育家和科学家关注呢？第10页其一，是因为大家都在不一样程度上认识到科学教育正在发生一次重大转折，即，科学教育不再以培养新一代科学（含技术）工作者为首要目标，而要以提升全体公民、尤其是全体学生科学素质为首要目标。其二，是因为大家都在不一样程度上感受到力不从心。在为培养科学家而进行学校科学课程方面，已经积累了丰富经验。不过面向全体学生科学课程应该怎样设置，尚无经验可循。即使科学课程已经从选修课进入了必修课，但在世界很多地方，尤其是工业化国家，学生对学习科学兴趣在下降。因为这个问题严重性，已经有很多学者和教育主管部门在研究其发生原因并试图给出处理良策。第11页我国在这些方面努力十年前开始“做中学”，是科技界与教育界携手成功范例。其尤其意义在于，依据脑科学和认知科学研究最新结果，探索小学和幼稚园科学教育，跨出了课外（校外）科技活动范围，关注点指向了学校科学课程。“做中学”能够在十年时间里不停前行，靠是教育部、中国科学院和中国科协合作与支持，靠是韦钰等一批科技教授执著探索，靠是一大批一线教育工作者参加和创造。第12页二、科学大约念选择

问题1是科学的大概念或是科学教育的大概念，还是两者是相同的？问题2大概念应该大到什么程度？问题4自然界的概念，还是应该包括有关科学活动的概念和有关科学概念运用方面的概念？问题3选择的标准是什么？第13页

问题1：是科学大约念或是科学教育大约念，还是二者是相同？

从基本点来看，他们显然应该是相同？不然，在“学校科学”和“真实科学”之间将会产生灾难性鸿沟。在科学教育中教授大约念应该反应科学中大约念，并需要以适合于学习者不一样认知发展阶段方式来表示。当然，科学知识更新了，科学基本概念举例和学习方式，以及展开概念内容也将改变。第14页

问题2：大约念应该大到什么程度？

我们把能够用于解释和预测较大范围自然界现象概念定义为大约念。用叙述方式来阐述大约念所包含内容，二不用孤立知识点列表来表述，就是为了深入保全当完整性。第15页

问题3：选择标准是什么？

对于当选择，不但仅要考虑他们所起到作用，也要考虑它们能否有利于了解科学活动本质和科学活动发觉。第16页

问题4：自然界概念，还是应该包含相关科学活动概念和相关科学概念利用方面概念？

科学概念能够分成三类，第一类就直接来自我们对自然界观察，在我们提出小学科学教育标准中大多属于这一类。第二类是需要和一定理论相联络，人并不能直接观察到，如原子、分子、基因等。第三类是假说，如达尔文进化论，因为时间限制，我们还无法直接验证它。第17页为何需要大约念1、在学习科学进程中，需要逐步掌握一些应用更为广泛概念，必定会更为抽象。假如这些概念建立不能追溯和连接到更为详细经验，对这些概念了解会发生困难。2、科学教育目标不是去取得一堆由事实和理论堆砌知识，而应是实现一个趋向于关键概念进展过程，这么做有利于学生了解与他们生活相关事件和现象。18第18页为何需要大约念3、实现基于探究教学法，对教师能力和教课时间要求都是很高。基于探究教学会大大增加了解深度，不过需要花费更多时间，内容广度必须要降低。所以，在推进基于探究科学教育同时，必定需要选定一些大约念。19第19页三、科学中14个大约念

10个科学概念4个关于科学概念第20页1.宇宙中全部物质都是由很小微粒组成。

原子是组成全部物质（有生命和无生命）基础单元。能够用原子行为来解释不一样物质特征。化学反应使材料中原子重新排列，以生成新物质。每个原子都有一个原子核，原子核中包含了中子和质子，并由电子围绕。质子和电子携带着相反电荷，相互吸引，以使原子维系在一起喝形成一些化合物。第21页什么是物质？物质含有什么特征？在日常生活中碰到全部“物品”，包含空气、水和不一样种类固体都称为物质。他们含有质量并占有空间。不一样物质能够经过它特征来识别，有些特征能够用来将物质分为固体、液体或气体。第22页几个现象解释当固体熔化或者液体蒸发时，物质量是否发生改变？

组合成形成新于原有物质特征不一样新物质

简单混合体，并没有永久被改变，他们能够被重新被分离为何物质含有不一样熔点和沸点？

对某个特定物质来说，所含有全部微粒是相同，而且与其它物质中微粒不一样。这些微粒之间会相互吸引或排斥。能够用微粒运动和相邻微粒之间距离，以及吸力强弱来说明固体、液体和其它区分。比如需要从固态变成液态，或是从液态变成气态，微粒之间吸力越强，要将微粒分开能量就越大。第23页关于微粒组成物质分子离子原子第24页2.物体能够对一定距离远另外一些物体产生作用。

一些物体能够对一定距离以外其它物体产生影响。在有些情况下，比如声和光，经过由产生源到接收物辐射作用；在另外一些情况下，一定距离间产生作用是用物体之间存在场来解释，比如磁场或者万有引力场。第25页3.改变一个物体运动状态需要有净力作用于其上。

只有在力综合作用以后所剩净力作用下，物体运动才会改变。全部物体，不论大小，它们之间都会存在万有引力。依靠万有引力，行星维持在围绕太阳轨道上运行，并使地球上物体向地球中心下落。第26页力能够推、拉或扭转物体，使物体形状或运动状态发生改变。物体只有在受到净力作用时，才会改变它们运动状态。某个物体运动状态改变快慢取决于力作用和物体质量。全部物体不论大小，它们之间都普遍存在着被称之为万有引力吸力，它使地球上每一个物体都被吸向地球中心。一个物体能够在地球表面保持静止状态，是因为作用于其上一个或多个力反方向地平衡了万有引力.看成用于物体上力方向相反，而大小不等时，就会改变物体运动状态，使它被加速或减速。作用于某个物体上一对方向相反但不在同一直线上力，会使物体旋转或扭转，旋转力大小取决于力作用点离开旋转轴距离。压力用于测量作用于特定面积上力大小。第27页4.当事物发生改变，或是被改变时，会发生能量转换，不过在宇宙中能量总是不变。

许多过程和事件总在改变，产生改变需要能量。能量能够经过各种方式从一个主题向另一个主题转移。在这个过程中，部分能量会转变为不易利用形态。能量既不能产生，也不会消失。从化石燃料获取能量不再轻易取得了。第28页5.地球结构和它大气圈，以及在其中发生过程，影响着地球表面情况和气候。

来自太阳辐射加热地球表面，并使空气中和海洋中产生对流，因之形成不一样气候。在地表之下，来自地球内部热量造成岩浆运动。地球骨头表面因为岩石形成和风化而不停在改变。第29页6.宇宙中有数百万个银河系，太阳系仅是其中一个银河系中很小一部分。

太阳、八大行星以及其它一些按以I那个轨道运转叫嚣新题共同组成了我们太阳系。依据地球围绕太阳旋转运动和取向，能够解释白昼和黑夜更替，以及四季形成。太阳系是银河系一部分，银河系又是宇宙中数以百计类似星系中一个。那些星系离我们非常遥远，许多星系中也会包含行星。第30页7.生物是由细胞组成。

全部生物体都是由一个或多个细胞组成。多细胞食物包含高能不一样多个细胞。全部生命基本功效都取决于组成生物体各个细胞内发生过程，生长时细胞分裂倍增结果。第31页8.生物需要能量和物质来维持，所以它们经常需要依赖其它生物体或是与其它生物体竞争。

食物为生物体提供物质和能量，使其能实现生命基本功效和生长。一些植物和细菌能够利用太阳能生成复杂食物分子。动物依靠消化这些复杂食物分子啦获取能量，他们归根结缔都是依靠绿色植物来获取能量。在任何生态系统中，都会存在五中之间为取得能量和物质而产生竞争，因为能量和物质是生存和繁衍后代所必须。第32页9.遗传信息会在生物中一代一代地传下去。

细胞中遗传物质储存在化学分子DNA中，DNA序列能够用四个字母编码来表示。基因决定了食物体发育和结构。在无性繁殖中，后代含有全部基因都来自于一个母体。在有性繁殖中，基因中各二分之一分别来自父方和母方。第33页10.生物多样性、存活和灭绝都是进化结果。

今日存在全部生命都能够溯源于一个全体共同祖先，他是一个简单单细胞有机体。源于物种内天然差异，经过无数代演变，能最好地适应一定条件个体将有可能被选择而存活，不能有效适应生存环境改变生物将会灭绝。第34页11.科学认为每一个现象都含有一个或多个原因。

科学致力于寻求对自然界现象产生原因解释和了解。所提出解释应该基于来自观察和试验证据。产生和检验科学上解释不存在单一科学方法。第35页12.科学上给出解释、理论和模型都是在特定时期内和事实最为吻合。科学理论或模型代表了变量之间或某个系统中分量之间关系。这些理论和模型必须与当初能取得观察结果相吻合，并能提出能够被检测预期。任何理论和模型都只在一定范围内有效，伴随新数据取得，将会被修正，即使依据新数据所得到预期与依据过去取得数据得出预期一致。对观察到现象解释会各有所好，所以每一个模型都有他强处和不足。第36页13.科学发觉知识能够用于开发技术和产品，为人类服务。

科学概念利用于技术，能够使人类生活各个方面产生显著改变。技术上进展又能深入促进科学活动，帮助满足人类对自然界好奇，促进对自然界了解。在人类活动一些领域里，技术会超前于科学概念取得；而在另一些领域里，科学概念出现在技术应用之前。第37页14.科学利用经常会对伦理、社会、经济和政治产生影响。

科学知识应用于技术会产生许多创新。科学特定应用是否与我们愿望相符不是科学本身独自能够决定，需要在伦理和道德上做出判断，比如，基于对人类安全以及对人和环境影响作出判断。第38页四、以“科学大约念”组织科学教育

不论是在课堂内还是课堂外，当人们试图弄懂一个新经验含义时，学习者都是从他们原有概念出发。而依据儿童原有概念，使较小概念进展成为较大概念方法，会因为概念本身特征不一样以及影响概念进展过程经验不一样而发生改变。因而，每一个模型在教学中都需要。第39页以大约念理念进行教学—学生活动使学生愉快和充满好奇，但同时也能发展他们对概念了解与儿童生活和健康相关。也有利于发展对科学本身了解、探究技能、以及收发寻求与重视实证意愿建立在已经有概念、技能和意愿之上，并能促进它们深入发展能使学生取得科学活动经验符合当前科学发展经过形成性评测提升学生了解力和对自己学习责任感第40页以大约念理念进行教学—教师活动1、教师应安排更多时间让学生深入地研究一些物体、过程或现象。这些课题应该是经过挑选，方便教师能清楚地看出这些课题与一个或多个大约念之间关系，它们能够促进学生在大约念发展过程中某个阶段上了解。2、能否真正起作用还取决于教师能否帮助学生建立概念之间联络，并基于这些联络生成更大、更抽象概念。使概念向更抽象方向发展，是科学教学中主要困难之一。41第41页以大约念理念进行教学—教师活动3、教师应帮助学生认识到新经验与原有经验、新概念和原有概念之间联络。4、同时还应该发展相关科学概念，关键是需要有意识地认识到实证对于支持学生发展科学概念主要性，引导学生认识到大约念实证基础。42第42页现在提出探究式科学教育和原来自然课教育都是围绕概念来进行，那么两种教育方法有什么不一样呢？在自然课教学中，比较惯用是演绎式教学方法。教学中普通由教师讲解概念，也能够给出一些实际例子，或是让学生动手试验。希望学生掌握概念以后，能够举一反三地利用概念处理问题。第43页而现在提倡探究式方法来进行科学教育，是一个归纳式教学方法。让学生从自己身边事实出发，逐步建构出概念来，亲历概念形成过程，以在掌握概念同时，学会探究方法，培养他们探究能力。期盼他们不但能将结论举一反三，而且能将探究概念能力，如提出问题、设计试验、进行观察和试验、搜集数据、进行解释等等，扩大到探究其它问题上。第44页下面我们试着列举两个例子，看围绕概念和不围绕概念来组织教学有什么不一样。例一：《养蚕》例二：《沉浮》

第45页《养蚕》—不围绕概念教法

养蚕是普遍在幼稚园和小学中采取案例，很有中国特色。有教学中，让学生详细地观察和统计蚕脱了几次皮？每次相隔多少时间？每次脱皮时，蚕有多长？蚕在结茧时是怎么进行？甚至观察蚕结茧时用了什么样架子？这些架子是什么材料？是什么形状？等等。

当然培养学生仔细观察能力是好，可是这些详细过程和知识学生可能记不住，也难利用到了解生物共同特点上。第46页《养蚕》—围绕概念教法假如我们从了解生物基本特征：生命周期和生存条件着眼，让学生重点在观察怎样从卵开始，蚕经过一个生命周期，从新产卵，延续后代。有条件和时间还能够观察蚕维持生存所需条件。这么，学生能够经过这个实例，体验到生物都有一个生命周期，需要一定生存条件，需要繁殖后代。这些科学概念形成有利于学生了解其它生物。第47页《沉浮》案例

在现有教科书指导下，很多课堂里让学生用橡皮泥来做沉与浮试验。先让学生把一团橡皮泥丢到水里，看橡皮泥沉入水底了，教师让学生把橡皮泥打成扁平形状，橡皮泥就能够浮在水上了。

这实际上在加强学生一个错误前概念—物体形状决定沉浮。第48页《沉浮》案例

学生很喜欢水，也喜欢把不一样材料放在水里，观察他们是沉还是浮。这类案例在幼稚园和小学科学课和教材中经常可见。物体在水里沉与浮，包括密度概念。密度概念是很主要，又是极难建立。看过“居里夫人科学课”这本书朋友，能够发觉，居里夫人花了很大精力在帮助学生建立密度概念。第49页《食物消化》案例分析（4—1）首先，经过谈话引入之后，提出问题：吃食物哪里去了？食物在体内经过了哪些消化器官？发生了怎样改变？第50页《食物消化》案例分析（4—2）接着，让学生对上述问题进行猜测：先点了两个同学说，然后给每人发一张统计单，让学生用文字、图画、符号等将自己猜测表示出来；再给每个小组发一张统计单，将小组同学意见集中起来，然后将各组统计单贴在黑板上。第51页《食物消化》案例分析（4—3）然后，汇报与交流：选了两个小组代表，上前汇报本组意见，老师在黑板上贴出一张空白人体