小学科学实践活动模块设计与实施

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  一、设计背景
  北京市教委于2015年正式施行的《北京市实施教育部〈义务教育课程设置实验方案〉的课程计划(修订)》中第十二条明确提出:“综合实践活动课程是国家和北京市规定的必修课,包括学科实践活动、信息技术、劳技、研究性学习、社区服务和社会实践等。旨在使学生通过亲身实践,综合培养人文、科学素养,培育和践行社会主义核心价值观,提高综合运用知识解决问题的能力、交流与合作的能力、创新意识与实践能力。”其中,“学科实践活动”可以围绕某一学科内容开展,也可以多学科综合开展。为了落实市教委的精神,我校确定的学科实践活动的理念是:立足学科资源和学生的现实生活,追求数学、科学观念、内容、材质、工具、手段的全方位创新。
  新颁布的《义务教育小学科学课程标准》明确指出:“小学科学课程是一门实践课程。探究活动是学生学习科学的重要方式。”在小学科学课程设计、实施时,要让学生亲历科学探究的实践活动,发展他们的学习能力、思维能力、实践能力和创新能力。科学与技术、工程、数学紧密相关,围绕小学科学课程开展的学科实践活动应该是具有STEAM性质的课程,即将科学与技术、工程、数学以及艺术相融合。
  二、模块设计
  我区的小学三年级科学课中有《地球运动》一课,数学课中有《年月日》一课。我们以科学课堂为主体,以此两课为基础,在STEAM教育教学理论指导下,设计并开展了《制作年历》学科实践活动(活动模块设计见下表)。
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  这个模块围绕“探究学习”“动手制作”“逻辑思维训练”开展活动,引导学生开展集体讨论、小组合作,产生思想碰撞和灵感,从生活中发现问题、寻找创作素材,将学习年月日和制作年历与学生的学习生活紧密地结合在一起。在制作年历的过程中,学生积极动脑思考,设计、制作年历并进行艺术加工。
  三、教学目标
  《制作年历》的教学目标如下:
  知识方面:结合生活經验,认识时间单位——年、月、日,了解它们之间的关系;认识到生活中处处有数学,能够运用数学规律、地球运动规律初步对年月日、闰年、平年的形成作出合理的解释。
  能力方面:在探索制作年历的实践过程中,能够发现规律和现象,归纳概括规律,形成认识;产生用数学知识解决问题的兴趣;能够收集、整理信息,应用规律,设计、制作、创新、美化月历,将月历合成精美漂亮的年历。
  态度方面:在探究、合作与交流的过程中积极发现生活中的问题,愿意探究、解决问题;具有交流借鉴、资源共享的合作意识;欣赏美、创造美,获得美好的情感体验;勇于承认并接受失败,在克服挫折的过程中产生自我提升的内驱力。
  成果目标:能创作出系列化的月历作品,作品基于一定的生活基础,具有童趣和美感。
  四、《年历》各课的教学目标与教学过程
  第一课:认识年月日
  (一)教学目标
  1.结合生活经验,认识时间单位年、月、日,了解它们之间的关系。
  2.知道每年有12个月,知道每月有多少天,初步建立较长的时间概念。
  3.了解大月、小月、平年、闰年。
  4.在探索年月日关系的过程中,初步学会选择有用的信息进行简单的归纳推理。
  5.提高观察、比较和概括能力,促进数学思维的发展。
  6.在探究、合作与交流的过程中获得情感体验。
  7.形成初步的合作意识以及收集、整理信息的能力;体会生活中处处有数学。
  (二)教学过程
  1.创设情境,导入新课
  师:现在是2017年×月×日××时××分××秒(板书),黑板上哪些是我们学过的时间单位?
  生:时、分、秒。
  师:这里还有几个较大的时间单位——年、月、日。大家可别小看这三个时间朋友,它们总是帮助我们记录生活中一些快乐的、难忘的甚至是激动的事情。下面老师邀请大家坐上时光快车,去到那些快乐、难忘的日子里看一看好不好?
  (学生回顾一些让他们感到快乐、难忘的日子。)
  师:你们还知道哪些有意义或者令你们难忘的日子?
  2.合作交流,探究新知
  (1)认识年历
  师:时光快车看大家对年、月、日这么感兴趣,准备送给大家一份礼物,这可是它记录时间的法宝,你们知道是什么吗?我们来猜个谜语,谜底就是答案。
  一张宝宝真神奇,
  印的全部是数字。
  要知几日星期几,
  一查它就告诉你。
  (师生揭示谜底:年历。了解年历记录了月份、日期、星期、节日等。)
  (2)对大月、小月、特殊月的探究
  师:年历里面藏着许多小秘密!让我们用火眼金睛看年历,自己先观察,然后把你的发现在小组里说一说,比一比,看哪一个小组是火眼金睛队!
  学生汇报观察发现:
  一年有12个月;有31天的月份是1、3、5、7、8、10、12月;有30天的月份是4、6、9、11月:2月份有28天。
  师:刚才我们发现的是2017年年历上的小秘密,那么其他年份的年历是不是和今年一样呢?火眼金睛,继续行动!老师今天带来了往年的一些年历,我们一起在它们身上找找答案吧!
  (学生用记录表记录,之后交流有什么发现。)
  师:通过刚才的统计活动,我们知道除了2月份,其他各个月在不同年份中天数是一样的,大多数年份2月份有28天,也有些年份的2月份是29天。一年有多少天?让我们一起通过计算来验证一下吧。
  计算方法一:
  31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31=365天
  计算方法二:
  31×7 30×4 28=365天   师:是每一年都有365天吗?
  生:2016年的2月有29天,全年有366天!
  师:每一年中总有一天一定是大家最喜欢的,那就是你的生日。火眼金睛找生日,请大家在10秒中内圈出你的生日,开始!
  (学生活动。)
  师:大家知道你们的爸爸妈妈的生日是哪一天吗?请找出来并做上记号。
  (学生活动。)
  师:谁生日的月份有31天,谁生日的月份有30天?
  (学生汇报。)
  师:大家知道吗?每月有31天的这些月还有个名字呢,叫做“大月”,每月有30天的月份叫做“小月”,2月既不是大月也不是小月,是特殊的月份。观察统计表,想一想,怎样能很快地记住哪几个月是大月,哪几个月是小月?
  学生汇报后,老师总结方法。
  方法一,拳头法。
  方法二,歌诀法:
  一三五七八十腊,
  三十一天永不差。
  四六九冬三十日,
  只有二月二十八。
  (3)认识平年、闰年
  师:2017年各月的天数我们知道了,那么别的年份各月的天数是不是这样呢?(出示2004~2005年2月份的月历表)每一年的12个月中,都有7个大月、4个小月,2月天数随着年份的变化而有所不同,我们把2月是28天的那一年叫平年,是29天的那一年叫闰年。2月的天数可以帮助我们认识平年、闰年。请同学们观察你们的记录表,哪一年是平年?哪一年是闰年?你们发现了什么规律?
  (学生活动,理解通常每4年一闰的道理。)
  师:闰年的公历年份与4有什么关系?
  (请学生计算,将1989~1994各年年份除以4。引导学生发现:公历年份是4的倍数时,这一年一般是闰年。)
  师:判断“平年”“闰年”的方法,一是看2月的天数,二是计算。
  3.巩固应用
  师:判断下面这几年,哪些是平年?哪些是闰年?
  1900 1949 1997 2000 2001 2008
  (学生判断。)
  师:公历年份是整百数的,必须是400的倍数才是闰年。这节课你们都知道了些什么?你有哪些收获?这节课你表现得怎样?
  (学生回答。)
  第二课:年月日的形成
  (一)教学目标
  1.初步了解日的形成与地球的自转有关系——由于地球不停地自转,人们才会看到太阳每天东升西落、白天和黑夜交替出现。地球自转的方向是自西向东。地球自转一周是一日24小时。
  2.初步学会昼夜交替现象的模拟实验,感悟建模思想与方法。在模拟和体验活动中,经历科学探究的过程,激发探究热情,形成探究意识。
  3.初步了解年的形成与地球的公转有关系——地球在自转的同时,绕太阳公转产生四季更替。公转的方向也是自西向东,地球公转一周是一年,约为365天5小时48分46秒。
  4.在活动过程中进行观察、假设和推理。
  5.能从资料中筛选关键信息,通过查阅资料知道公历月、大月、小月是人为规定的。能运用数学知识解决问题。
  (二)教学过程
  学完《年月日》之后,学生对年月日是怎么来的非常感兴趣。他们知道地球的自转和公转,但没有真正地将年月日的形成与地球的公转、自转建立联系。本节课从科学课的角度,通过演示实验、资料展示,引导学生认识年月日的形成是由于地球的自转、公转按照一定的规律运动形成的。
  1.教学导入
  师:大家对“年月日是怎么来的”这个问题产生了兴趣,这节课,我们就运用科学知识来解决问题。让我们从日开始研究。
  2.基于学生的知识经验,解释日的形成
  (1)提出关键问题,唤醒学生的原有经验
  师:有同学说一日有24小时。怎么算才是24小时?
  生:一日就是一个白天。
  生:要把夜晚算進去,一天要经历一个白天和一个夜晚。
  生:一日就是一个白天和一个夜晚。白天从日出到日落,夜晚从日落到日出。
  生:一日24小时是由地球的自转形成的。
  (2)利用活动形成概念
  活动一:使用地球仪演示并发现一天昼夜交替变化。
  教师为学生提供地球仪、手电筒。提示学生分别模拟宇宙中的太阳和地球,并且在地球上北京的位置贴上标签。
  师:请同学们演示北京的白天、黑夜和一天。
  (学生小组合作演示。)
  师:你认为北京昼夜交替变化的原因是什么?在转动地球仪时,注意观察地球仪上北京的位置有什么变化,北京的白天、黑夜是怎么变化的。
  (学生小组合作,转动地球仪观察北京的昼夜变化。)
  生:转动地球仪,手电筒照到北京时就是白天,北京转到另一面,就是黑夜。
  师:地球自转时,手电筒代表的太阳照到北京时,这时北京是白天。地球不停地自转,北京转动到另一个面,手电筒代表的太阳照不到北京,这时北京就变成了黑夜。这样,就形成了白天与黑夜的变化。
  (3)通过动画演示强化概念
  师:地球到底是怎么自转的呢?同学们看动画演示,仔细观察地球仪是怎样转动的。
  (学生观察。)
  师:通过模拟演示和观察,你认为一日是怎样形成的?
  生:日是由地球自转形成的。
  师:地球的自转有规律吗?你看它永远绕着地轴,沿着固定的方向转动,这个方向,是自西向东的。对于地球仪而言,我们是逆时针转动地球仪。正是地球自西向东的自转形成了昼夜。地球自转的周期是多长时间?
  生:24小时。   师:所以一天大约24小时。
  3.运用资料的呈现,解释年的形成
  (1)运用动画演示,直观形象地建立地球公转的概念
  师:刚才我们知道了日是由于地球自转形成的,那么年是怎样形成的呢?这儿有个小锦囊,哪位同学读一读?
  生:(读小锦囊)地球按照一定的轨道围绕太阳旋转,这种运动叫作地球的公转。地球围绕太阳公转的方向也是自西向东。
  (学生观看动画演示。)
  师:地球不仅会自己绕着地轴自转,还会在自转的同时按照一定的轨道绕着太阳公转。地球公转的周期是多少呢?看看第二个小锦囊。
  生:(读小锦囊)地球公转的周期是365天5小时48分46秒。
  (2)揭示平年、闰年的来历
  师:你能运用地球公转的资料解释平年365天、闰年366天的现象吗?小组讨论。
  (学生分组讨论、全班交流,最后认识到一年是365天5小时48分46秒,比365天多出了5个多小时。教师引导学生计算。
  粗略计算:
  6小时×4=24小时=1天。
  精细计算:
  5小时×4=20小时
  48分钟×4=192分钟
  46秒×4=184秒=3分钟4秒
  192分钟 3分钟4秒=195分钟4秒=3小时15分钟4秒
  20小时 3小时15分钟4秒≈24小时)
  师:通过模拟实验和资料学习,我们知道了年是怎么形成的。地球公转形成了年,因为公转周期是365天5小时48分46秒,才有了平年和闰年之分。日的形成是由地球自转形成的,自转的周期是24小时。
  4.通过资料学习,知道公历月的划分
  师:我们明白了年和日的形成,那月的形成与什么有关呢?我们学习过有关月球的知识,还观察过月相变化。月球绕地球公转一周大约是一个月,月与我国的农历有关。
  (教师给学生发下面的资料,引导他们阅读。
  公元前46年,罗马皇帝恺撒在修改历法时,规定每年为12个月,一、三、五、七、十、十二月定为大月,每月31天;其他月份定为小月,每月30天。但是照这样规定,一年就不是365天,因此得找出一个月扣去一天。那个时候被判处死刑的犯人都在二月份处死,所以人们都希望二月能快点过去。于是,就把二月扣去了一天。这样,二月就剩下29天。
  后来,有一个叫奥古斯特的人做了罗马皇帝。他发现恺撒是七月份生的,七月是大月,而他自己是八月份生的,八月却是小月。他为了显示自己和前一位皇帝有同样的尊严,就把八月也定为大月,改为31天。而八月多出的这一天仍然从二月份扣除,这样,二月只剩下28天了。只是每过4年,也就是闰年,二月才是29天。这就是二月份天数少的来历。)
  5.总结提升
  让学生思考,通过这节课,对地球的运动有了哪些了解?地球的运动又带来了哪些现象?和我们的生活有什么关系?
  第三课:设计制作年历
  (一)教学目标
  1.进一步掌握年、月、日的内在联系。
  2.通过制作年历,掌握年历的一般制作方法和注意点,培养动手设计、制作的能力。
  3.训练收集、整理、分析信息的能力,提升动手能力与交流讨论、资源共享的合作意识。
  4.体验数学知识与生活的密切联系,激发学习数学的兴趣。
  (二)教学过程
  1.教学导入
  师:生活中如果没有年、月、日这些时间,会怎么样?
  生:它让我们的生活变得没有规律和计划,比如我们不知道哪天上学、哪天周末休息。
  师:时间真的太重要了,我们怎么知道哪天几号、星期几啊?
  (学生回答略。)
  师:看来年、月、日在生活中最直观的体现就是我们常见的年历、月历或日历。既然知道了年、月、日的这么多知识,想不想实践一下,为班级制作一个年历?
  2.欣赏年历,初步感知年历包含的知识
  师:让我们一起来欣赏年历。
  (师生共同欣赏各种各样的年历。)
  师:原来年历还能制作得如此丰富多彩!其实年历里包含有设计师的许多小小心意呢,你们发现了吗?
  (学生在讨论、交流的过程中,会发现年历上有当年的生肖;每个月呈现的画不一样,比如1月的画上有一个雪人,4月的画是刚长出叶子的小树,10月是大雁向南飞图;休息日的颜色与工作日不同。学生还会发现一些设计可以增加美感。)
  3.制作年历,在实践中巩固年、月、日的知识
  师:每个组做两个月的月历,然后展示交流。再为每个月挑选出一张大家公认的最漂亮的月历,将它们合在一起,做成一个年历。设计制作前,需要知道些什么?需要做些什么?
  生:我们要明确制作哪一年的年历。
  生:我们要知道每个组制作哪个月的,每个月有多少天。
  师:只要知道了這个月有多少天,我们就一定能制作出月历了吗?
  生:日期要与星期对应上。
  师:在制作时,还有什么想融入的元素吗?还需要注意些什么?
  (学生分小组合作制作月历。)
  4.展示交流,选出优秀作品
  学生小组展示做好的月历。制作相同月份的小组同时展示,进行PK,从中挑选一张代表这个月的月历。将12个月的月历合在一起,制成一年的年历。
  5.回顾反思,交流活动中的感受
  师:在制作年历的过程中,同学们有什么感受?在制作过程中遇到了哪些问题?
  (学生回答略。)
  师:通过这次活动你有什么收获?最高兴的是什么?
  (学生回答略。)
  师:虽然我们可以留住这个精美的年历,可我们不能留住匆匆而过的岁月,所以我们要珍惜时间。
  五、教学反思
  1.关注课程的综合化、主题化发展趋势
  《制作年历》这个模块,突破学科课程的壁垒,加强了科学与数学的联系与整合,有效开展了围绕主题的跨学科综合实践活动。其中主要联合的课程是科学与数学两门学科,在制作月历时,还有美术、手工、语文等课程的综合实践。这样的模块设计符合STEAM教育理念。
  2.注重学生体验、合作、探究和基于信息技术的学习方式,促进学生的发展
  本模块淡化学科的知识和原理,关注学生的体验和应用。以学科内容为主,体现了实践性、探究性、开放性的特征。学生在课堂上的亲身实践,培养了他们的人文素养和科学素养,培育和践行了社会主义核心价值观。在研究过程中,学生使用技术搜集数据、分析数据,并设计、测试和改进解决方案,与同伴交流研究成果,提高了多种能力。
  学生自己制作年历,让数学学习活动更加富有生机和活力,更加贴近生活,使学生能够真切地感受到从生活中走来的数学,获得学以致用的成就感。
  本模块尊重学生、信任学生,把学习的主动权交给学生,把课堂还给学生,把学生推到了自主学习的舞台上。学生充分地体验、合作探究,提出问题、解决问题,真正成为学习的小主人。
  北京市燕山区向阳小学
  (102500)
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