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【教研】在空中传递科学的魅力——融合课程理科组基于核心素养的线上教学实践
发布时间:2020-04-07 10:15:11   发布人:林琳    信息来源:暂无   点击次数:705

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“新冠疫情”、“线上教学”,这些词乍听之下似乎都能和自然科学学科产生紧密联系,然而在融合课程理科组的老师们看来,线上教学所带来的挑战却比预想中大得多。尽管如此,在学校课程处的统筹下,理科的教学也同其它学科一样在线上有条不紊地展开。老师们用Camtasia Studio录制教学短视频,用Zoom直播教学、答疑解惑,用“晓黑板”和“问卷星”发布、收集、批改作业。

在做好常规教学的同时,老师们也不忘切实落实各学科的核心素养,即科学观念、科学素养、科学探究和社会责任。作为自然科学学科,实验活动对学生的实践能力和探究精神的培养有着举足轻重的作用。在没有实验室助力的情况下,理科组的老师们努力克服线上授课所带来的种种困难,借助云端技术,通过视频播放、模型搭建、动画模拟、白板手绘等现代化教学手段,将核心素养有效融入远程教学中。下面就让我们来看看各个备课组的实践吧。


综合科学:培养学生对科学学习的浓厚兴趣

六、七年级综合科学包含物理、化学、生物三个分支学科,相比八、九年级,低年段的科学课学习更加侧重于对生活情境中各种现象的观察和对现象背后原因的思考。六、七年级的同学们目前正在学习的知识分别是物理部分的“物质和能量”,和生物部分的“营养与健康”。根据学科知识结构特点,老师们从网上资源中选取了侧重点不同的教学素材,对知识点进行整合,设计了不同形式的学习任务单以建构知识和生活的联系,从而激发同学们的探究兴趣:六年级选用了Flash动画式物理模型,配以思维导图式学习单,帮助学生理解抽象的概念,如物态变化的粒子模型等;而七年级则挑选并剪辑了科普小视频,配以问答式学习单,引导学生从实际生活出发理解知识点,如:通过给现阶段宅家“慧”学习提出“健康生活的建议”这个活动,理解健康的前两个标准:身体健康和心理健康。

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课上,老师对动画和视频进行补充讲解,随后再以师生问答互动的方式带领同学们完成学习单上的学习任务。充分利用网络资源进行有计划的互动,这种线上教学方式不仅克服了直播课堂老师讲解时,学生易于疲劳走神的尴尬,更易于使学生形成积极的内在学习动机,促进了他们参与学习的主动性。

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生物:提高学生科学素养、培养社会责任感

八年级生物教授的是人体消化系统,这些平时“看不见”的内容对于学生来说比较陌生。老师在教学过程中充分利用动画、视频和家用道具将知识从抽象化转化为具象化、可视化,以帮助学生更好地理解这些概念。如用3D动画帮助学生学习和记忆消化系统的解剖学位置;用视频帮助学生理解吞咽反射;通过皮筋的伸缩来模拟消化道平滑肌的舒张和收缩,用手指模拟食团,来帮助学生理解消化道蠕动和食物移动的原理;用有褶皱的纸与光滑的纸对比,让学生理解小肠内壁的褶皱有利于增大表面积;用橡皮泥捏成管道帮助学生理解消化道依然是身体的“外面”。

而对于正在讲解细胞和DNA这些更为抽象的生物结构的九年级生物来说,“具象化、可视化”模型的搭建就显得更为重要。老师们用Ribbon model来解释DNA衍射图谱的特征,用Atomic model从分子角度来阐释碱基对之间氢键的重要性,用Computer model向学生展示什么是糖-磷酸骨架。学生们通过科学观察,深度思考生物结构与功能之间的对应关系,加深对“结构与功能相适应”的认知与体会,从而形成科学的思维方式,提高生命科学素养。

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突如其来的“新冠”疫情是学生学习生物学科残酷却真实的学习背景。在这样的背景下,教学不能仅仅囿于帮助学生学习和疾病有关的科学知识,更重要的是引导学生去正确地看待这场疫情,从而做出有温度的、力所能及的回应,去尽自己的一份力。于是生物组和艺术组的老师们精心设计了跨学科的学习项目,旨在将深度学习通过学科整合“深入”到学生的社会责任感和他们的内心里。项目的设计为八、九年级的学生们提供了优质的网络资源,和一些思考题。最终学生们自主选取了“病毒在宿主体内的复制及扩散方式”、“疫苗的作用机理”、“冠状病毒的多途径预防”等主题,制作了预防新冠的宣传海报或短视频用于在社区内进行宣传。有的同学还在视频中配上了自己手写的文字和手绘的配图。通过亲身完成此次作业,学生们学会了积极主动地去发现科学知识的内在结构,通过作品的分享不仅让更多的人们了解到“新冠”,而且让同学们能够真切地体验到,这场疫情从来都不只是患者的经历和医生的责任,从来都不只是某个人或者是某个国家的责任,更是每一个有担当的国家公民和每一位有责任感的地球公民的大事,是我们每一个人都需要为此思考、为此尽力的责任!

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物理:指导学生科学探究

八年级物理教授的是功和能量。由于能量这一概念非常抽象,学生虽然知道能量守恒定律,但不能牢固掌握并熟练运用。为了让机械能转化的过程能够更直观地呈现,老师们采用了PhET网站上的模拟程序,将运动过程中的能量转化通过能量柱状图形式更直观地展现在学生们面前。学生们可以自主地搭建轨道,建造不同的运动轨迹,从而进一步理解能量守恒定律。这个模拟程序弥补了老师们上网课期间不方便给学生演示实验的遗憾,让学生体会到物理知识与生活实际的联系。

在教授重心这一概念时,学生们在日常生活中听到的比较多,但当真正讲到物体全部质量集中到一点的时候,学生们还是有点难以置信的。所以在物理课上,老师努力将抽象的概念可视化,带领学生利用起手中最简单的尺子和笔,体验了一把寻找尺子重心的感觉。当镜头前的学生们纷纷做起实验的时候,隔着屏幕的师生们仿佛都置身于同一个空间,在简单的参与实践中理解了重心(质心)的概念。

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化学:引导学生微观探析

在化学学科中,老师经常会通过构建分子球棒模型的方式让物质之间的化学反应变得可视化,帮助学生从直观的角度量化微粒粒子之间的变化过程。在宅家学习的云端课堂中,老师利用分子模型动画,借助手绘板的注释功能,边讲解边详细书写每一步的反应过程,使每位学生都能完整透彻地理解实验现象背后的反应本质,不放过任何一个细节。以云端课堂金属的性质和提炼为例:在讲解利用金属的活泼性顺序选择适切的金属提炼方法时,老师以氧化还原反应的本质为理论基础,通过半反应式中的电子得失来分步骤分析电解池装置的发生原理,从而解释了气泡产生、产物物质的量之比、电解质溶液颜色变化等实验现象。最后还将电解池提炼活泼金属的实际应用拓展到电解水实验,帮助学生深刻理解电极两端产生气体的体积比的原理。

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此外,作为一门实验科学学科,化学学科在日常教学课堂中会安排很多教师演示实验,并开展学生动手实验的探究,以帮助学生建立应用学科和实验知识来解决实际问题的能力。为了弥补老师无法实际演示实验这一缺憾,在云端课堂中,老师会利用互联网上丰富多彩的近景演示实验,再配合分步精细讲解。没有了视线阻挡和实验安全隐患,每位同学不仅清晰地看到了实验现象,还更及时地记录了实验过程,更好地理解了实验原理。

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结语

本次疫情来势汹汹,而科技创新则是战胜重大疫病的不二选择。有了正确的科学观念和素养,才能更好地配合政府防控,阻止疫情的蔓延。而积极的科学研究和创新精神,则推动着科研工作者们日以继夜地投入到临床救治和疫苗研发中去。同时,树立正确的社会观念和责任意识,则能帮助我们涵养文明健康、绿色环保的生活方式,特别是要坚决杜绝食用野生动物的陋习。这些都是自然科学学科核心素养的有力体现,也是融合课程理科组的老师们坚持将其在教学中体现的意义所在。用好科学技术这个同疾病较量最有力的武器,我们定能无坚而不摧、无往而不胜。

 

供稿:融合课程部综合理科组

题图:潘子艺老师

编辑:林琳老师

审阅:王烨老师