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湖北教育·科学课

湖北教育·科学课

2024年02期

《湖北教育》（科学课）前身为《科学启蒙教育》《小学自然教学》《科学课》，是中国教育学会科学教育分会会刊，致力于传播科学教育相关的研究成果，提升全国基础科学教育水平。教育部审定通过的8套全国小学《科学》教材为杂志支持单位。是中国教育学会科学教育分会会刊

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卷首 | 从“照着做”到“接着做”

卷首 | 从“照着做”到“接着做”

火药本是我国的发明，为何却在欧洲大放异彩？在我看来，这是因为欧洲人潜心于火器的研究，在“接着做”上做足了文章。特别是在文艺复兴后，由于数学、化学、物理的助力，火器制造已经由凭借经验铸造转变到依靠数学精准铸造。欧洲人不断改进火药的配方、工艺和性能，甚至计算出了弹丸的运行轨迹，实现了质的飞跃。在我国，火药开始于古代炼丹术的意外发现，后来多用于制作烟花和喜庆用品，这更多的是基于经验和传统，停留在“照
专栏 | 核心素养下培养学生模型建构能力的实践

专栏 | 核心素养下培养学生模型建构能力的实践

模型是人们对客观事物及其运动规律做出的简化描述、概括、模仿或抽象。[1]科学课程标准中共计出现“模型”208次，且首次明确地将模型建构作为科学思维的重要组成部分。模型建构是运用模型直观和简约地描述或呈现客观世界中无法直接观察的对象、原理或过程，[2]它既是科学探究的重要方法，又是认识事物的重要手段。模型建构体现在：以经验事实为基础，对客观事物进行抽象和概括，进而建构模型；运用模型分析、解释现象和数
专栏 | 小学科学单元复习课实践探索

专栏 | 小学科学单元复习课实践探索

为了培养学生的科学核心素养，达成学业质量标准，在单元内容教学结束后，教师需要对课程内容进行梳理，这样能帮助学生形成系统的知识体系，加深他们对科学核心概念的理解。一般情况下，单元复习课要依次达到如下目标：首先是补缺和巩固，让学生形成概念图和知识系统；然后让学生在理解的基础上运用知识和技能解决问题，进而提升他们的科学观念和科学探究能力；最终指向核心素养的培养。北京市密云区的小学科学教师团队通过近两年的
专栏 | 促进思维在科学课堂上真实发生

专栏 | 促进思维在科学课堂上真实发生

科学课程标准指出，科学学科核心素养主要体现在科学观念、科学思维、探究实践和态度责任等方面。其中，科学思维是关键能力，是素养的核心。在科学课上，儿童的学习过程就像是一个“思维暗箱”，要想知道他们的思维活动是否真实发生，教师就得合理地“解暗箱”，精准把握他们的认知逻辑和科学课程的学科逻辑。我在三次执教《适应生存的本领》一课的过程中，借助合理的教学策略和思维支架，以“学”为中心不断优化教学设计，将学生分
专栏 | 例谈将数据意识根植于小学科学课堂

专栏 | 例谈将数据意识根植于小学科学课堂

科学学习离不开对大量数据的处理和分析。培养学生观察数据、分析数据的良好习惯，可以发展他们的科学思维能力，提高他们的综合素养。教师应当以核心素养为导向，加强学生的数据处理能力，提高他们的数据意识。一、体验数据的收集要培养学生的数据意识，教师应在一开始就让他们意识到数据的收集是抽样、实验、测量的结果，而不是推理或自行猜想的结果。科学课堂的数据要严谨、有理有据，而测量方法和实验方法都会影响数据的
专栏 | 科学课堂促进学生深度探究的策略

专栏 | 科学课堂促进学生深度探究的策略

探究教学是符合儿童天性的学习方式，强调让他们在探究实践中积累认知世界的经验，提高科学能力。深度探究是学生在科学课上围绕探究任务进行的积极主动且具有批判性的探究。在三年级《物体在斜面上运动》一课的教学中，我尝试从活动设计、材料准备和实验指导三个方面促进学生深度探究，在有限的课堂时间里让他们的探究活动更有成效和价值。一、深研教材，整体设计探究活动教师只有了解科学课程标准，理解教材意图，从整个单
专栏 | “自制简易计时器”项目教学实践

专栏 | “自制简易计时器”项目教学实践

项目学习是一种以学生为中心，以真实情境中的问题为任务驱动，以项目活动为呈现形式的教学模式。学生在项目中自主合作探究，获得较为全面的学科知识，提升自身能力。在“自制简易计时器”项目中，教师对教学内容进行创新思考和结构化处理，帮助学生构建知识结构，促进其深度学习。一、依托教学实际，确定项目主题确定项目主题是项目学习的开始。教师应结合学生的实际情况，寻找适合开展项目学习的内容。通过分析教学内容和
专栏 | 《水污染》课堂实录与评析

专栏 | 《水污染》课堂实录与评析

《水污染》是六年级“科技革命的影响”单元中的一课，按照“什么是水污染—水污染的原因—水污染的危害”的逻辑顺序展开探究，培养学生提出问题、作出假设、制订计划、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流、反思评价的科学探究能力。本课分为三部分。第一部分：制订计划，搜集证据。在明晰水污染的概念后，直接引出“为什么水被污染了”的问题，探究水污染的原因。探究分为两个活动，活动一是观察水样，活动二是实验检测。第二
专栏 | 例谈自然笔记指导策略

专栏 | 例谈自然笔记指导策略

自然笔记是人类观察、认知、记录世界的一种方式。人类通过图画和文字将自然万物以及自身感受记录下来，便形成了自然笔记。为此，我们以大自然为课堂，以自然笔记为依托，专门设计了“童心看世界——玩转自然笔记”探究活动，引导学生从家门口开始，走进自然，观察自然，探索身边的世界。一、研读活动规则参加自然笔记活动前，需要研读活动规则。只有把握好要点，学生才能了解相关要求与规范。《科学课》杂志组织的“百
专栏 | 《能加快溶解吗》教学片段与分析

专栏 | 《能加快溶解吗》教学片段与分析

《能较快溶解吗》是三年级“控制溶解”单元的第1课，这是教材第一次涉及对比实验。科学课程标准对3～4年级学生的学业要求是：能设计对比实验探究物质在水中溶解快慢的影响因素，能用简单的文字和图画描述观察到的现象。根据课程标准的要求，我设计了3个主要的教学活动：①创设情境与提出问题：如何加快溶解？②自主探究与合作交流：搅拌能加快溶解吗？③总结反思与迁移应用：提高温度能加快溶解吗？探究“搅拌能加快溶解吗”是
专栏 | “设计永淳路红绿灯”项目化校本课程实践

专栏 | “设计永淳路红绿灯”项目化校本课程实践

随着国家基础教育改革的发展和深入推进，项目化学习已然成为重要的教学方式。在项目化学习中，学生根据自己的经验与外界交互，在真实的情境中解决真实的问题。这是一种深层学习，为提升学生的问题解决能力和创造力提供了更多的可能。[1]校本课程作为学校课程体系的重要组成部分，具有机动性、灵动性。如果教师将项目化学习与校本课程相结合，可以有效凝聚各自优势，更好地落实学科实践，发展学生解决真实问题的能力。我在执
实践 | 小学科学“植•趣”活动的设计与实施

实践 | 小学科学“植•趣”活动的设计与实施

科学课程有助于学生保持对自然现象的好奇心，从亲近自然走向亲近科学，初步从整体上认识自然世界。但小学科学课程中与植物相关的学习内容普遍以知识讲解为主、以观察活动为辅，缺乏对植物生命的真实感知和科学探究实践，存在学习形式单一、学习内容枯燥等问题。实践中，我们开设“植·趣”学习活动，践行“做中学”的教学理念，以实现学科实践育人为目标，在建构科学概念的同时，发展学生的科学思维，激发他们的创新潜能，提升他们
实践 | “双减”背景下小学科学作业转型实践

实践 | “双减”背景下小学科学作业转型实践

“双减”背景下，科学作业的转型要改变学生在传统作业中只能被动执行的局面，帮助他们在新型作业中顺应自己的兴趣。新型作业要依据学生的能力分层设计，体现多样性、开放性，这样有助于培养他们的科学素养，促进家校合作。教师要善于求“减”、求“质”、求“变”、求“管”、求“合”，通过作业促进学生思维的进阶，转变他们的学习和思考方式，使他们在减负中深度学习，在学习中提升自我。一、作业求“减” 传统课堂教学中
实践 | 深度学习：从“看热闹”到“看门道”

实践 | 深度学习：从“看热闹”到“看门道”

深度学习注重基于学科核心内容，以发展高阶思维能力和解决实际问题为目标，引导学生以积极的情感、态度围绕具有挑战性的学习主题展开探究，全身心、沉浸式参与学习活动，并收获思维发展与探究成果。在科学课堂上，教师开展深度教学能够帮助学生主动经历完整的探究过程，使他们在收获知识的基础上发展科学思维，显著提升学习效果。以六年级《消失的恐龙》一课为例，教材通过举办展览、阅读资料、观察模型等方法，引导学生从科学
实践 | 数字化转型下的小学科学大单元设计与实践

实践 | 数字化转型下的小学科学大单元设计与实践

数字化的发展深刻改变着教学方式，但在具体实施中，有的教师会走入“数字化转型就是在教学中应用数字化技术”的误区。数字化转型的关键在于，以教学工具与技术迭代升级为驱动力，坚持立德树人，推动教育思想与理念的变革，对教与学的关系重新达成共识，以顺应数字时代需要，实现教育高质量发展。因此，探寻数字化转型的开展形式对一线教师的教学实践有着积极的引导作用。在大单元教学的大概念、大任务、大情境引领下的结构化教
实践 | 基于项目的单元教学重构、效果与建议

实践 | 基于项目的单元教学重构、效果与建议

项目式学习是一种基于真实世界问题、围绕学科核心概念、同时需要多学科参与的综合探究活动，它是以制作产品并将产品推销给客户为目的，并在一定时间内解决一系列相互关联问题的探究性学习模式。[1]项目式学习中，学生的注意力集中在待解决的项目任务上，学习效果明显，实现了深度学习，发展了高阶认知能力。[2] 科学课程标准提倡科学课要聚焦核心概念，加强探究实践，立足学生核心素养的发展；要求在课程实施过程中，整合
实践 | 试析“沉浮”内容中学生的概念发展路径

实践 | 试析“沉浮”内容中学生的概念发展路径

一、课程标准中的相关要求科学课程标准关于“沉浮”概念的要求涉及核心概念“物质的结构与性质”和“物质的运动与相互作用”，它对5～6年级学生的具体要求如下。能说明常见材料在水中的沉浮现象及其用途（1）；能比较和分析常见材料在水中的沉浮现象（2）；能利用控制变量的方法设计方案并操作，探究不同材料在水中的沉浮现象（3）；知道日常生活中常见的摩擦力、弹力、浮力等都是直接施加在物体上的力（
实践 | 人工智能与科技创新融合的教学策略

实践 | 人工智能与科技创新融合的教学策略

人工智能技术的迅猛发展给现阶段教育工作提出了新的要求。实践表明，深入开展人工智能与科技创新教育融合的研究，是促进学生全面发展的重要内容。科学教师要重视将人工智能与科技创新教育相结合，有效培养学生的创新精神与实践能力。策略一：问题导向+3D建模与打印 “问题导向+3D建模与打印”主要是发挥学生的自主性。教师引导他们先在生活中发现问题，再通过头脑风暴讨论、分析问题，并尝试用软件进行3D建模，最后
实践 | 浅析实验中非本质因素的教学应对

实践 | 浅析实验中非本质因素的教学应对

小学实验教学中影响实验结果的因素既有本质因素，又有非本质因素。本质因素是指对实验结论起决定作用的因素，非本质因素是指不对实验结论起决定作用，但是学生在提出问题，作出猜想时常会想到的因素。在日常教学中，有的教师往往只注重引导学生开展对本质因素的研究，对非本质因素的教学却采用回避和直接告知策略。面对非本质因素，教师在教学中采用何种方式，既能满足学生的探究欲望，又能帮助他们有效建构科学概念，提高教学效率
实践 | DIS融入小学科学物质领域的教学实践

实践 | DIS融入小学科学物质领域的教学实践

小学科学倡导探究性学习，探究活动是科学学习的重要方式。课堂上，学生亲历动手、动脑等实践活动，理解基本的科学知识，解决实际生活中的简单问题。在传统探究活动中，常由于测量工具不到位，导致获取数据不精确，实验结果出现偏差，进而产生推论不科学、逻辑不严密、科学概念建构出现困难等问题。随着现代教育技术的快速发展，数字实验系统（文中设备为朗威DISLab，下文统称DIS）融入课堂成为可能，它采用“传感器+数据
实践 | “调制护眼花茶”项目的设计与实施

实践 | “调制护眼花茶”项目的设计与实施

生命科学领域的项目化学习主要围绕课程标准中与生命科学相关的核心概念和跨学科概念展开，鼓励学生将探索生命现象、医药学、生命观念等内容纳入项目化活动中，整合到科学学习中，用生活中的真实情境、驱动性问题指向关键知识和能力的综合运用，让学生开展观察、实验、调查等多元化的实践研究，提升他们的核心素养，激发创新思维。“调制护眼花茶”项目基于课程标准，依托5G互联网的混合学习模式，针对学生、家长比较担心的视力下
实践 | “天气预报”微项目教学实践

实践 | “天气预报”微项目教学实践

微项目教学需要教师从真实的情境和学生的发展出发，设计简单、灵活、高效的实践活动，让学生可以在更短的时间内解决生活中的实际问题。传统的项目教学存在评价方式单一、项目实施时间长等问题，导致教学效果不够理想。教师借助微项目教学，以教材为依据，以课程标准的要求为导向，将科学教学延伸向学生的现实生活，可以更好地培养学生的科学素养，提升教学质量。立足“天气预报”内容，我们开展微项目教学，以期提高小学科学课堂教
实践 | STEM教学案例的实施策略

实践 | STEM教学案例的实施策略

科学课程标准指出，人类在与自然界打交道的过程中，为了适应自然、改善生存条件而产生了技术；人类对已有的物质材料和生活环境加以系统的开发、生产、加工、建造，以满足人们的需求，就产生了工程。现代技术、工程和科学相互影响与相互促进，越来越密不可分，共同推动了社会进步。工程活动的本质是创造人工实体，设计与物化是其中的重要环节。STEM教育强调科学、技术、工程、数学的互相融合，不仅引导学生从不同的切入点理解科
实践 | 基于工程思维教学“船的研究”

实践 | 基于工程思维教学“船的研究”

工程思维是科学教育的一个重要目标，每一册教材中都有单元将工程学习列入单元学习的最终目标。但当下科学教材中的实验大多仍是验证性实验，这种实验方式只能让学生以固有的思维去证明实验的结论，难以发挥他们的主观能动性，激发他们的学习积极性。在“船的研究”单元教学中，我们尝试在实验教学中渗透对学生工程思维的培养，扭转理论和实践脱离、操作和创新分离、技术与科学背离等倾向。一、把握工程思维特点，培养学生实践能
实践 | 中美小学科学教材比较研究

实践 | 中美小学科学教材比较研究

随着科学教育重要性的提高，业内对科学教材的研究也不断增多。在教材分析上，目前的研究多是对国外教材的特征进行分析，例如，王晨光从内容结构、活动组织和建构特点等方面对美国俄亥俄州小学科学教材SOE进行分析研究。[1]在比较分析上，则是从内容结构、活动设计等方面比较中外在教材和科学教育上的发展差异，例如，首新等人以“磁”知识点为例，采用微观发生法比较中、美、日三国小学科学教材中“科学探究”内容的设计差异
观察 | “用气球驱动小车”实验教学改进

观察 | “用气球驱动小车”实验教学改进

一、原实验不足之处《用气球驱动小车》一课指向两个核心问题：是什么力让物体从静止变为运动以及物体运动的距离或速度与反冲力的关系。教材安排了3个探究活动：①感受气球的喷气方向和运动方向，指向初步感受反冲力；②组装利用气球驱动的小车，指向利用反冲力驱动小车；③思考如何让小车行驶得更远，指向控制反冲力的大小。从单元角度来看，“运动和力”单元主要是让学生初步认识和感受重力、反冲力、弹力、摩擦力等几个简单
观察 | 国际非正式STEM教育研究热点与启示

观察 | 国际非正式STEM教育研究热点与启示

非正式STEM教育是指发生在学校之外的，对学生的科学知识、方法、技能、本质进行的教育。[1]除在校学习外，学生的学习更多是发生在非正式的教育环境中。作为STEM教育的重要组成部分，非正式STEM教育突破了时空的局限，有利于提升学生的核心素养，也有利于学生形成终生学习的理念，但国内对非正式STEM教育的研究不多。在CNKI以“非正式STEM教育”作为主题词检索，我们发现与其相关的文献不足20篇，其中
观察 | 跨学科实践活动的设计与案例（3）

观察 | 跨学科实践活动的设计与案例（3）

一、鱼菜共生系统作为科学课程标准试点学校，广东碧桂园学校开展了系列跨学科探究实践活动。其中，彭韦力、康礼兵、黄惠琴老师带领五年级学生开展了鱼菜共生系统的综合实践活动，我对这一活动的方案进行了部分指导。 1.背景介绍从探究实践的角度看，学生要先发现和提出问题，再进行探究实践。发现问题。学生在校园参与劳动实践，包括给鱼投放饲料、清理鱼塘、给植物浇水、施肥时，发现了许多问题，如需要大量人力
观察 | 教育部启动建设首批全国中小学科学教育实验校

观察 | 教育部启动建设首批全国中小学科学教育实验校

为深入贯彻习近平总书记关于在教育“双减”中做好科学教育加法的重要指示精神，全面落实《教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》要求，推动科学教育高质量发展，助力教育强国建设，教育部决定分三批启动全国中小学科学教育实验区、实验校建设项目，首批将审核确定100个左右实验区、1000个左右实验校名单。实验校工作任务包括，建立科学教育统筹保障体系，配强科学副校长、科技辅导员和具有理工类硕士学
观察 | “国家工程师奖”表彰大会

观察 | “国家工程师奖”表彰大会

2024年1月19日，“国家工程师奖”表彰大会在人民大会堂举行，81名个人被授予“国家卓越工程师”称号，50个团队被授予“国家卓越工程师团队”称号。工程师是推动工程科技发展的创新主体，是国家战略人才力量的重要组成部分。党中央、国务院决定今年首次开展“国家工程师奖”表彰，是为了表彰先进、树立典型，打造新时代卓越工程师队伍，强化国家战略人才力量建设，激励动员广大工程师奋进新时代、建功新征程。受表彰的工
观察 | 中国空间站入选“2023全球十大工程成就”

观察 | 中国空间站入选“2023全球十大工程成就”

由中国工程院院刊Engineering评选的“2023全球十大工程成就”在京发布，中国空间站入选。中国空间站已于2022年底全面建成，工程随即转入应用与发展阶段，全面实现了载人航天工程“三步走”发展战略目标。目前，国家太空实验室已正式运行，空间应用有序展开、成果频现。“2023全球十大工程成就”包括：ChatGPT、中国空间站、百亿亿次超级计算机、白鹤滩水电站、双小行星重定向测试、RTS，S/AS
观察 | 桂馨基金会2023科学教育支持计划大会

观察 | 桂馨基金会2023科学教育支持计划大会

“探究未来——2023科学教育支持计划大会”由中国教育学会科学教育分会、北京桂馨慈善基金会联合主办。大会期间，中国科学院院士、古生物学家周忠和，桂馨基金会荣誉理事、桂馨科学课项目首席专家章鼎儿，中国科学院国家天文台研究员郑永春，南京师范大学教育科学学院教授郝京华，浙江省教研室副主任、中国教育学会科学教育分会副理事长喻伯军先后带来了专题报告。主办方为入选和入围首届科学教育支持计划的成果代表颁发了纪念
观察 | “医路同行•童心课堂”开课

观察 | “医路同行•童心课堂”开课

首期“医路同行？童心课堂”在武汉亚洲心脏病医院开课，此次活动由《湖北教育》（科学课）、湖北省慈善总会“医路同行”项目办及爱心企业苏州爱牛科教器材有限公司共同举办。武汉市江岸区惠济路小学科学教师杨帆给病房的小朋友授课。杨老师展示了在水中自由浮沉的“小章鱼”，激起了小朋友的兴趣，他们纷纷举手表示要自己制作。课堂上，小朋友认真听课，仔细观察，积极互动。小朋友体验了“神奇的照相机”“磁力小车”“投石车”等
观察 | 无锡英禾双语学校科创节

观察 | 无锡英禾双语学校科创节

2023年11月3日，江苏省无锡市英禾双语学校第二届科创节活动现场高潮迭起，英禾少年在充满新鲜和时尚感的新科技、新技术中体验与互动。34个展位的科普市集展现了“科学迷”的奇思妙想；9项创意互动体验项目吸引大家驻足观赏，体验科技的魅力；科学小剧场、创意搭建班级挑战赛挑战着小小科学家、未来工程师的创新能力。该校不断革新教育教学理念，致力于打造科学教育特色，高质量地推进STEAM、PBL、工程教育、跨学
观察 | 肥城白云山学校“粉尘爆炸”项目式学习

观察 | 肥城白云山学校“粉尘爆炸”项目式学习

2023年12月，山东省肥城市白云山学校一年一度的校园吉尼斯锦标赛暨科技节中，学校科技社团的同学开展了一项“粉尘爆炸”项目式学习。在连续四天的时间里，学生围绕五个主题深入研究。粉尘种类研究。学生探索了生活中可能引发爆炸的粉尘（如粉笔末、腻子粉、玉米粉、淀粉等），发现只有可燃性粉尘才能引起爆炸，其中淀粉效果最佳。点火源与爆炸威力。学生研究了蜡烛数量与粉尘爆炸威力之间的关系，发现点火源数量越多

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