学前儿童科学教育-实验操作教育活动的设计与指导-教案

实验操作教育活动的设计与指导教学要求掌握实验操作教育活动目标设计的原则；掌握实验操作教育活动的主要教学目标；掌握实验操作教育活动的内容以及内容的设计；掌握实验操作教育活动材料与环境的设计的内容。实践要求能够设计实验操作教育活动，能够进行教学方案的设计；初步具备组织和指导实验操作教育活动的能力和技巧。教学重点实验操作教学活动的教学目标；活动内容以及材料的设计。教学难点实验教学活动的方案设计以及教学活动的指导。课时安排理论教学活动4学时，实践教学活动4学时。教学内容学前儿童科学领域的实践操作教育活动，主要是在“做中学”教学理念引导下的集体教育活动。幼儿园中可以进行实践操作的活动有很多，如饲养、种植等。但是，在集体活动中，运用最多的是实验操作。本章主要阐述是实验操作教育活动。实验是指在人工控制现象发生的条件下，对现象进行感知和测量的方法。它是科学实践的重要形式，是获取信息和检验理论的基本手段。学前儿童科学教育的实践操作是在人为控制条件下，教师或幼儿利用一些材料、仪器、设备，通过简单操作或演示，对周围常见的科学现象加以验证的一种方法。一、实验操作教育活动目标的设计幼儿园的实验操作教育活动是预定性科学教育活动的一种。实验操作教育活动的目标主要是通过幼儿亲自动手、摆弄、操作实验对象，发现事物的变化及其相互关系。（一）实验操作教育活动目标设计的原则1.具体化、明确化2.考虑科学知识、科学方法、科学情感态度（1）科学知识经验的掌握。（2）科学方法的习得。（3）科学情感态度的培养。3.考虑幼儿的年龄特点，层层递进、层层分解4.考虑幼儿科学实验的特点【实践训练】实验操作活动“沉与浮”在不同年龄段进行，其目标不同，具体见表3-1所示。表3-1活动“沉与浮”在不同年龄段的活动目标活动名称：沉与浮活动班级小班中班大班活动目标（1）通过操作活动产生对沉、浮现象的兴趣。（2）通过操作活动，了解沉、浮的概念。（3）初步培养对操作活动的情趣（1）在了解沉、浮概念的基础上，学会根据物体的沉、浮不同的特征，对物体进行简单的分类。（2）在探索中找到让沉的物体浮起来，让浮的物体沉下去的方法。（3）体验成功的乐趣，能够在操作中感受到科学活动的快乐（1）通过操作活动，知道“重的物体不一定会沉下去，轻的物体不一定会浮起来”。（2）有进一步探索物体沉、浮的原因的欲望。（3）喜欢操作活动，并且在操作活动中体验成功的快乐分析：案例中小班、中班、大班的活动主题都是“沉与浮”，但是目标的构成中不管是科学知识的掌握，还是科学方法的习得、科学情感的培养，都采用了层层递进的方式。它根据幼儿的年龄特点，对幼儿各方面目标的确定层层递进，使幼儿逐步掌握沉、浮的概念和变化的沉、浮概念。（二）实验操作教育活动的主要教学目标1.培养幼儿对科学的好奇心每个幼儿都有着与生俱来的好奇心和探究欲望，教师在设计实验时要考虑幼儿对实验的好奇心。根据实验的不同目的，实验的不同方法，可以把实验分成探索性实验和验证性实验。在学前儿童科学教育活动中，多数实验是属于验证性实验。2.培养幼儿的实验技能3.培养幼儿的科学探究能力教师不要把科学知识硬性灌输给幼儿，要在活动过程中养成探索的精神，否则对其今后认识客观世界是很不利的。教师在选择集体教学形式进行实验操作教育活动时，应考虑幼儿对实验操作的掌握程度，要保证每一个幼儿都参加到预定的活动目标中。要注重幼儿科学精神的培养。【实践训练】《3～6岁儿童学习与发展指南》中，对于科学领域有关实验操作的目标具体是目标1：亲近自然，喜欢探究，详细内容如表3-2所示。表3-2目标1：亲近自然，喜欢探究3～4岁4～5岁5～6岁（1）喜欢接触大自然，对周围的很多事物和现象感兴趣。（2）经常问各种问题，或好奇地摆弄物品（1）喜欢接触新事物，经常问一些与新事物有关的问题。（2）常常动手动脑探索物体和材料，并乐在其中（1）（2）能经常动手动脑寻找问题的答案。二、实验操作教育活动内容的设计实验操作是一种综合性的方法，是幼儿综合运用观察、操作、交流的一种方法，是幼儿学习科学中所运用的主要方法之一。（一）实验活动的内容1.物理实验物理实验是幼儿学习科学教育中进行最多的一种实验，包括光、声音、电、磁、热、力和运动等，这些内容都是以物理实验的方法来进行的。例如，“认识影子”“摩擦起电”“磁铁”等。2.化学实验幼儿园的化学实验与正规专业的化学实验是有区别的，并且幼儿园中的化学实验很少。因为化学实验带有一定的危险性，如果操作不当，会给幼儿带来伤害。在幼儿园进行的典型化学实验如让鱼骨头变软。鱼骨头通过醋浸泡后，其中的矿物质被分解后融于水，鱼骨头变得较软。2.植物实验植物实验主要是探究植物如何生长的实验，通过控制植物生长的条件，让幼儿了解植物生长对于水、空气、温度、阳光等的需要，从而了解它们之间的关系。例如，种子发芽的实验，种子在过多的水、温度不适宜、没有空气的环境中就不会发芽。3.动物实验动物实验在幼儿园中运用得较少，主要是实验动物吃什么，经常与观察方法同时进行。（二）实验操作教育活动的内容幼儿园的实验活动从实际操作者来划分，分为教师演示实验和幼儿操作实验两种。1.教师演示实验的内容教师演示实验是指由教师操作实验的全过程，幼儿观察实验的过程、现象、变化和结果。这种实验的内容一般难度比较大，幼儿操作困难。通常，化学实验都是教师演示操作完成；或者是仪器、设备条件不足时，也由教师演示完成。2.幼儿操作实验的内容幼儿操作实验是由幼儿自己动手操作并参加实验的全过程，主要用于操作简单、带有游戏性质的实验。【实践训练】学习选编幼儿园的操作实验内容幼儿园实验操作教育活动的内容一、小班实验操作教育活动的内容1.盐、糖不见了2.电动汽车3.好听的声音二、中班实验操作教育活动的内容1.沉与浮2.认识磁铁3.好玩的泥土三、大班实验操作教育活动的内容1.摩擦起电2.转动的陀螺3.神奇的影子三、实验操作教育活动材料与环境的设计在实验操作教育活动中，材料与环境的选择与设计需要注意以下几点：1.活动材料具有典型性实验的材料要围绕实验的内容选取，要有典型性，让幼儿能够全部掌握材料的特征，能够实验出效果。2.活动材料要安全、卫生实验操作的材料要确保安全、卫生。3.活动材料的结构要完整材料的结构性是材料所具有的特征，材料蕴涵着丰富的可探索性和可利用性。4.活动材料要充足充足的材料是幼儿进行实验的保证，特别是让幼儿操作的材料，更应该保证数量足够。5.活动材料要摆放适当实验材料的摆放直接关系幼儿操作及活动目标的达成。有些活动材料不适合在活动开始时出示，这就需要材料摆放适当，便于分层、分时出示。6.活动环境要适宜实验操作环境应该选择在视线比较好、安静、适宜观察的地方进行。心理环境也是幼儿进行科学实验操作的必备条件之一。幼儿在宽松、愉悦的人际氛围中能够全身心地投入操作、观察中，愿意操作各种实践活动，效果会更好。【实践训练】（1）本案例的活动准备都包括了哪些可操作材料的准备？（2）结合案例说说实验操作教育活动的材料准备要注意哪些方面。（3）结合实际谈谈如何在实验操作活动中，为幼儿创设心理环境。活动名称：认识磁铁活动班级：中班活动目标：（1）初步认识磁铁，了解磁铁的用处及特性。（2）培养对科学小实验的兴趣，养成爱探究的好习惯。（3）培养遇事动脑筋的学习态度。活动准备：（1）磁铁每人一块。（2）每组一只小篮子，内有学生尺、橡皮、铅笔、树叶、梳子、羽毛、铁钉、针、曲别针、小刀、锁等若干。（3）脚下带铁片与不带铁片的鸡宝宝各一只，纸壳制作的小房子一间。活动过程：1.出示教具，激发幼儿的学习兴趣（1）教师：“小朋友们看一看，房子里住着谁呀？”（两只鸡宝宝）“鸡宝宝可喜欢小朋友啦，我们一起喊鸡宝宝出来好吗？”（鸡宝宝，鸡宝宝，鸡宝宝……）“老师用磁铁把鸡宝宝引出来。咦，怎么房子里还有一只鸡宝宝呀，它为什么不出来？”（2）请一位小朋友到前面来看一看，两只鸡宝宝有什么不一样的地方。幼儿通过观察比较知道两只小鸡的脚上不一样，一只有铁片，一只没有铁片。（3）请一个小朋友为没有铁片的鸡宝宝装上铁片，并喊鸡宝宝出来玩，鸡宝宝不动。然后教师出示“宝贝”——磁铁，将小鸡宝宝引出来。2.玩磁铁（1）引导幼儿拿磁铁吸小篮子内的物品，看一看磁铁吸哪些物品，不吸哪些物品。幼儿得出结论：磁铁只吸铁制成的物品，不吸其他制品。（2）磁铁碰碰头，握握手。让幼儿把手中的磁铁与其他幼儿的放在一起，观察会出现什么情况。（互斥、相吸）幼儿得出结论：磁铁有两极，同极相斥，不同极相吸。（3）为磁铁找朋友。引导幼儿在室内为磁铁找朋友，看看哪些物品是和磁铁相吸的。活动延伸：（1）老师不小心把许多铁钉洒在了地上，用什么方法能又快又干净地捡起铁钉呢。（2）到室外为磁铁找朋友。四、实验操作教育活动过程的设计（一）实验操作教育活动过程设计的一般步骤1.开始部分开始部分的主要目的就是将幼儿的注意力集中在教育活动上。一般来说，实验操作活动的开始部分比较简单，教师展示活动材料，幼儿的注意力就会很快集中到材料上。这一环节的主要目的是引起幼儿的操作动机。2.基本部分基本部分就是幼儿操作活动的过程。实验操作教育活动是一种预定性活动，是把准备的材料通过与教师、幼儿的互动转化为活动目标的实施方案。幼儿在具体的操作过程中则要注意以下几点：（1）幼儿的操作活动要有一定的顺序。（2）教会幼儿记录。（3）注重语言的讲解作用。（4）注重操作过程和实验结果的整理。3.结束部分结束部分是实验操作教育活动的整理阶段。操作后的小结主要是教会幼儿概括、表达，促进幼儿从具体形象性思维向抽象概括性思维发展。活动结束时，教师可以提出一些启发性的问题，以激发幼儿对延伸活动的兴趣和对下一次活动的期待。4.延伸部分教师可以把延伸部分布置为在生活中的运用和对生活的观察。【实践训练】（1）实验操作教学活动的基本环节有哪些？（2）案例中运用了哪些操作活动？（3）教师的小结活动在什么地方体现？具体作用是什么？活动名称：滚动活动班级：中班活动目标：（1）让幼儿在实验操作中初步感知滚动。（2）激发幼儿探索事物的兴趣。（3）培养幼儿能在集体面前大胆讲述操作过程。活动准备：能滚动的和不能滚动的各种形状的玩具若干。活动过程：1.设置情景，请幼儿自主操作玩具，引入课题（1）教师：“今天，我给你们带来了一些玩具，想不想玩？”（第一次幼儿自由操作）（2）玩后提问：“你玩的是什么玩具？是怎么玩的？”（幼儿回答）（3）找出重点：“滚动”。从幼儿回答中找出“滚着玩”“小皮球、易拉罐都能滚着玩”。（4）教师讲解操作皮球、易拉罐的滚动，介绍新词汇“滚动”。教师小结：我们刚才玩小皮球、易拉罐时，发现它们会滚动。2.教师提问，请幼儿带着问题进行操作（1）问题：“请你们找找哪些物体能滚动，哪些物体不能滚动？为什么？”（第二次幼儿自由活动）（2）提问：“所有的玩具都会——滚动吗？”“哪些能滚动，哪些不能呢？为什么呢？”教师小结：有角的玩具不能滚动，没有角的玩具能滚动。（二）实验操作教育活动导入活动的设计1.教师演示导入课题2.通过材料引发课题3.设计情境，引发幼儿用实验验证猜想（三）实验操作教育活动操作过程的设计1.教师演示实验的过程设计教师演示实验的设计思路如下：（1）出示演示材料或演示材料的结果；（2）引导幼儿观察教师操作的步骤；（3）表达看见的结果；（4）教师小结。教师演示操作的设计思路的优点在于幼儿参与实验的目的性强；缺点是教师的演示会限制幼儿自己的想法，不能体现幼儿自主探究的过程，幼儿没有动手操作的机会。2.幼儿操作实验的过程设计幼儿操作实验通常有以下三种。（1）教师先演示实验操作，然后由幼儿操作。其具体设计思路如下：①教师演示操作过程，幼儿观察；②幼儿操作，教师指导，对于不能正确进行实验的幼儿进行干预；③交流操作中的经验；④幼儿小结或教师小结。（2）教师提供相应的材料，幼儿自由进行操作。其具体设计思路如下：①出示实验的相关材料，提出问题；②幼儿自由进行操作，教师适当指导；③操作中发现问题，进行交流，包括师幼交流和幼幼交流；④教师组织讨论，幼儿发表自己在操作中看到的现象；⑤教师对操作实验过程和实验结果进行小结；⑥根据幼儿操作的实际情况进行延伸活动。（3）教师提供材料，幼儿进行假设，然后验证。其具体设计思路如下：①出示实验的相关材料，教师提出问题，请幼儿提出假设，并做好记录；②幼儿自由进行操作，教师适当指导；③操作中发现问题，并做好记录；④幼儿之间互相交流验证结果；⑤教师组织讨论，幼儿发表自己在操作中验证的结果；⑥教师对操作实验过程和实验结果进行小结；⑦根据幼儿的意愿进行活动延伸。【实践训练】分析案例中实验操作的方法活动名称：无字天书活动班级：大班活动目标：（1）在科学实验中培养幼儿探索的热情。（2）激发幼儿的好奇心。（3）在操作中体验发现的乐趣。活动准备：（1）木偶表演，录音片段，邮递员1名，小猴6名（由幼儿扮演）（2）放大镜、显微镜、水、蜡笔、水彩笔、记号笔、胶水、浆糊、打火机、蜡烛等多种材料。（3）柠檬汁、棉花棒、白纸、自制信封、自制邮票、浆糊、毛巾每组一份。（4）科学发现角投放材料：碗、水、筷子、面粉、碘酒、棉签、白纸、杯子、喷壶。活动过程：1.导入活动——美猴王送祝福（1）教师：“今天老师请了一位神秘的客人，你们想不想知道是谁呀？让我们用掌声欢迎。”木偶表演：（美猴王站在云彩上）小朋友们，你们好，俺老孙很想和你们一起玩，可师傅派我去捉妖，所以我来不了了。但是，我写了一封有趣的信给你们，这是一封无字天书，看哪个小朋友最聪明能看到我写的祝福。再见！（2）邮递员送信。2.探索活动——读“无字天书（1）教师：“猴王到底写了什么呢，让我看看。咦，我怎么看不出呀？你们来看看。有什么办法可以看到信的内容呢？”（请个别幼儿回答）（2）变魔术：教师将“无字天书”变成6份，请幼儿分成6组进行探索。（3）幼儿分组探索，教师巡视，发现可取的方法。（4）幼儿交流探索过程和结果。（5）教师示范：用打火机点上蜡烛，将纸在火上轻轻移动，无字天书开始现形，教师读信的内容，幼儿欣赏。教师小结：原来美猴王的“无字天书”要用火烤才能看到，真神奇呀！我们小朋友想不想给好朋友写一封“无字天书”呀？那它到底是怎样写出来的呢？让我们来问问美猴王吧！3.实验操作活动——制作无字天书（1）打电话。教师：“喂，是美猴王吗？我们看到你的无字天书了，谢谢你的祝福。我们小朋友也想写一封‘无字天书’，你能告诉我们是用什么写的吗？”录音片段：我是用柠檬汁写的，材料我已让孩儿们给你们送去了，至于怎么写，小朋友们动动脑筋自己尝试吧。回头看，他们来了！（2）6只小猴按序送上一只托盘：柠檬汁、棉花棒、白纸，幼儿自制的信封和邮票，浆糊、毛巾。（3）幼儿制作无字天书，教师指导，对于不能理解活动内容的幼儿，教师要与幼儿一起制作无字天书。教师：“请你们先想想信要写给谁，内容可以用字宝宝或图画的方式来完成。别忘了写上收信人和写信人的名字，装好信封，再贴上邮票。如果是写给班里的好朋友，就放入班级小信箱；如果是写给班级以外的人，就请投入绿色大信箱，由邮递员给你们送信。”分析：通过案例可以看出，幼儿的实验操作活动是在教师的指导下完成的。例如，看无字天书的过程。幼儿的操作探究活动，是在教师提供相应的活动材料下，幼儿探究活动的过程及结果，在操作中体验学习科学的乐趣，如制作无字天书的过程。（四）实验操作教育活动中提问的设计教师的提问要发挥引导作用，设计教师的提问时要注以下几点：1.启发性2.目的性3.鼓励性4.层次性5.操作性施燕.学前儿童科学教育[M].上海：华东师范大学出版社.2006：148-149.（五）实验操作教育活动结束部分的设计实验操作教育活动需要的时间相对较长，幼儿热情也较高。但是，不能让幼儿无止境地实验下去，要在幼儿观察到实验结果后，就结束操作活动。【实践训练】（1）仔细阅读设计意图和活动反思，说说实验操作活动设计所涵盖的全部内容。（2）活动反思对你的启示有哪些？活动名称：书包带的秘密活动班级：大班设计意图：《××市学前教育课程指南》中提出以活动为特征的课程组织，强调活动的价值，注重活动的过程体验，以改变幼儿学习方式为突破口，优化教与学的方式。活动取材源于幼儿的生活经验。临近毕业，孩子们讨论最多的话题就是小书包。在书包的选择上，他们往往关注的是款式、名牌、色彩、功用等，而忽视书包肩带的宽窄，忽略小书包对自己身体的保护作用。因此，教学活动“背背小书包”，从幼儿身体的自我保护入手，与科学小知识“压力不变，受力面积越大，压强越小”相结合，注重幼儿的体验探究过程，将科学知识浅显、易懂地传递给幼儿，并使其能在生活中有效运用，进一步激发幼儿观察和探究的兴趣。活动目标：（1）感受不同宽窄肩带的书包，带给身体的不同体验。（2）通过实验操作活动，培养积极探索的精神。重点：感受不同宽窄肩带的书包，带给身体的不同体验。难点：发现宽肩带比窄肩带的书包背起来更轻松的小秘密。活动准备：不同肩带的书包若干，图书若干，两块海绵，小椅子数量与幼儿人数相等活动过程：1.不一样的小书包，发现书包带不同，引出话题（1）教师：“这些都是小学生的书包，它们一样吗？”（2）请幼儿说说它们哪里不一样。小结：有的书包带宽，有的书包带比较窄。2.背背小书包——体验感受，发现秘密（1）教师：“刚才，你们发现了书包的肩带有的宽，有的细窄，如果在这两个书包里放入一样多的图书，背在我们的肩上，哪个会更舒服、更轻松呢？””（2）请幼儿2人一组合作，一起完成一个任务。任务：2人合作，在书包中分别放入5本图书；2人轮流背背小书包，慢慢绕走一大圈。（3）幼儿合作探索，相互交流背书包走的感觉。（4）交流分享。说说感受：“哪个书包背起来更舒服？你觉得可能是什么原因？”让幼儿进行实验，用海绵代替肩膀，提问：“小书包背在肩上有什么变化？你发现了什么？”教师小结：细肩带书包压在肩上，会刻出深深的痕印，背起来会觉得痛，很不舒服；而宽肩带的书包不会把肩膀勒疼，背起来舒服和轻松。通过小实验，小朋友们知道了宽肩带的书包能保护肩膀，让我们背起来更舒服，所以，我们以后选择小书包的时候，要尽量选择宽肩带的书包。3.迁移运用——尝试运用，拓展生活经验（1）教师：“如果是细肩带的书包，我们有什么好办法，可以让它变宽，让我们的肩膀背起来更舒服、轻松呢？”（2）出示加肩带的书包，教师：“加上一个小小的宽肩条，就能让我们背得更舒服。”（3）教师：“我们的生活中，还有一些这样的好方法，我们一起来看一看，请你想一想它什么部位加宽了？加宽了以后有什么用处？”活动反思：教学活动在张弛有序的情况下逐一展开，幼儿学得很快乐、很轻松，教学环节的设计为教学活动目标而服务，活动的有效性得到了体现。活动注重幼儿的体验和探索；注重科学实验的论证，让幼儿在即时有效的观察中，得到论证，达成共识；注重科学原理与生活的结合，将科学知识浅显化、生活化地传递给幼儿。活动中的延伸环节，让幼儿更多地关注自己生活周围的事物，去发现更多这样的好方法，科学和生活的结合更具有教学意义。五、实验操作教育活动的指导1.充足的实验操作材料和用具，是保证幼儿顺利进行实验的前提2.保证幼儿充足的实验操作时间3.帮助幼儿使用工具，掌握实验操作技能4.整合幼儿的交流与讨论，促进幼儿自我发展5.要求幼儿遵守实验规则6.加强纪律约束，保证幼儿实验安全【实践训练】在案例中，教师是如何根据实验各环节的不同，总结、交流幼儿的认识的？教师是如何帮助幼儿使用实验工具，掌握实验技能的？活动名称：水的张力活动班级：大班活动目标：（1）通过观察了解及动手实验，探索了解水的表面张力。（2）在操作活动中学习互助合作和分享，体验探索的乐趣。（3）通过观察水的张力现象，萌发好奇、好问、反思的积极情感和态度。活动准备：（1）自制水的张力的课件，里面包含水分子的结构等。（2）玻璃杯、塑料瓶、硬币、水、水盆、毛巾、白纸、笔若干。活动过程：1.谜语引发主题教师：“今天老师让大家猜一个谜语好吗？听仔细了：看看没颜色，闻闻没气味，尝尝没味道，是透明的液