“科技馆活动进校园”项目:案例谁给水定价

2020-06-11 03:44肖付莉董泓麟
中国科技教育 2020年4期
关键词:水价水泵科技馆

肖付莉 董泓麟

在地化教育是一种利用地域优势为学生创造真实、有意义和有吸引力的个性化学习的方法,很多教育者发现在开展PBL项目时,若将项目放在学生熟悉的环境中,如家庭、社区等开展,可以加深其意义和影响。重庆科技馆将研学教育与在地化教育相结合,立足地方特色,为学生打造贴近生活且实践性强的研究性学习课程,丰富科技馆研学教育的实践意义,激发学生学习动力和情感共鸣。

“谁给水定价”是重庆科技馆在地研学活动体系中的课程之一,包含“爬坡上坎的水”“四通八达的水”“千差万别的水”和“有始有终的水”4部分内容。课程围绕学生熟悉的自来水展开,在研学课程中融入在地化教育,充分挖掘地方资源,通过引导学生研究分析自来水水价成因,提升学生的科学核心素养。

本文以“谁给水定价——爬坡上坎的水”为例,阐述如何立足市情,利用展品和科技馆周边的地理环境进行课程设计,实现科技馆的研学教育与在地化教育的有机结合。

课程定位与目标

课程定位

“谁给水定价——爬坡上坎的水”教学对象为5-6年级学生,通过引导学生感受重庆地形地貌及其对供水的影响,使学生形成自来水水价的归因认识。自来水的水价分为供水价格和污水处理费2部分,考虑到活动时长为240分钟,以及重庆科技馆周边具有的在地化资源,课程将影响因素聚焦于水的运输,也就是重庆的地势地形对自来水水价的影响。

教学目标

科学知识:了解容积式水泵的工作原理,初步形成“人们设计不同的工具移动物体”的概念;初步形成“能量不会凭空产生或消失,不同形式能量之间可以转换”的概念。

科学探究:能基于实践及经验提出有针对性的假设;能通过观察、实验、查阅资料等方式收集信息佐证猜测;能运用分析、比较等方法得出结论,并通过分析报告呈现探究过程与结论。

科学态度:对自然现象好奇,乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动;乐于与他人合作,有团队意识,能接纳他人观点,反思调整自己的探究。

科学、技术、社会与环境:了解科学、技术、社会的关系,具有创新精神。

课程内容

课程围绕“水价成因”这一真实问题,按照提出问题、分析问题、探究问题、成果交流、成果应用5个步骤,结合游戏竞赛、实验探究、展品体验、创意设计等多种活动形式展开。

提出问题

活动内容:教师将学生从科技馆带至长江边。重庆科技馆位于嘉陵江和长江两江交汇之处,呈中部高、两边低的地形走势,从江边至科技馆,一路爬坡上坎,突显重庆“山水之城”山水交融的特色。学生到达江边后,教师用KT板展示重庆与武汉第一阶梯终端水价的差异,重庆3.5元,而武汉是2.47元,引导学生对比重庆与武汉的自来水水价差异,明确课程要探究的真实问题:为什么重庆与武汉的自来水水价不一样?是什么原因导致了这样的差异?

教学分析:学生知道水费的存在,但对于重庆本地的水价及水价的高低了解甚少,从价格出发,直观体现2个城市真实的水价差异,引起学生好奇,激发学生兴趣。

分析问题

活动内容:利用江边到科技馆地势落差大、一路爬坡上坎的特点,进行模拟人工供水竞赛,以此引导学生将探究点聚焦于水的运输对自来水价的影响。

学生以小组为单位,从长江边接力运水至科技馆,将水倒入本小组的透明亚克力箱中,各小组需供水IOL,但教师不会告知学生这一准确数值,而以亚克力箱上的标记线表明取水量。各小组共有2次取水机会,一去一回算作1次取水;教师为学生提供容积为1L、3L、4L、6L的4个水桶,但不告知学生各型号水桶的容积。学生根据取水规则,讨论如何选择水桶、如何安排各接力点的取水人员,制订供水方案,以保证最终供水量与指定量差距最小。第1次取水完成后,学生可根据实际情况,调整供水方案,以此引导学生以实践检验方案制订的合理性。2次运水结束后,比较各组的最终供水量与指定量的差距,差距最小的小组获得奖励。

教学分析:此环节通过规则限制,增加任务的挑战性和趣味性,同时充分利用在地资源,让学生在运水过程中直观感受重庆的地势地形,明显感觉山城地形会使水的运输消耗更多能量,在真实环境与真实体验的基础上引导学生思考地势地形对自来水运输的影响。

探究问题

活动内容:探究问题环节分为自制水泵、信息收集、综合分析3部分。

自制水泵环节,教师为学生提供容积式水泵结构图及针筒、硬币等材料,学生需将水泵结构图转化为自己的抽象概念,通过制作水泵将抽象概念转化为实物,以此了解容积式水泵的工作原理,以及自来水运输过程中对工具的应用。

信息收集环节,将学生分为两队,分别进行展品体验和信息检索。在展品体验中,学生通过体验“水流滚球”展品中真实的水泵,根据水泵的外部连接和人力压水的体验感受,分析水的运输与能量消耗的关系。教师为学生提供平板电脑、搜索引擎、搜索关键词及相关书籍,学生通过信息检索寻找重庆与武汉在地势地形方面的区别,学习有选择性的信息搜集。

综合分析环节,学生以小组为单位整理此前的收获,分析在自来水的运输过程中,是什么因素造成了重庆和武汉的自来水水价差异。

教学分析:通过形式多样的探究环节,发挥科技馆探究式教育的特色,贴合学生好动手、好玩的特点,锻炼学生的动手能力、实践能力和信息提取能力,引导学生进行综合分析及知识迁移。

成果交流

活动內容:各小组选派代表进行探究成果汇报,说明本小组通过展品探究知道了什么,通过信息检索了解到重庆与武汉在哪些方面有区别,最终得出怎样的结论。教师结合各小组的汇报,引导学生完善结论。

教学分析:学生在得出结论后通常会忽视对过程的回顾及信息的整理,通过成果交流,引导学生梳理探究过程并将收获成果化,同时锻炼学生的表达能力及倾听能力。

成果应用

活动内容:各小组讨论、想象未来有什么发明或技术能降低重庆的自来水运输成本,并以绘画的形式将解决方案呈现出来,此环节学生可充分发挥想象,但不能完全脱离现实。设计解决方案前,各组讨论明确成员分工(主设计师、助理设计师、绘制人员、展示人员、汇报人员)。分小组展示时,其他小组可对展示方案进行评价,展示小组需针对评价作出回应。

教学分析:通过让学生设计降低重庆自来水运输成本的方案,激发学生的想象力与创新能力,引导学生意识到科学技术的发展对于城市建设的重要性。通过小组互评,引导学生接纳他人观点,学习自我反思与调整。

课程创新与亮点

在研学中融入在地化教育理念

在地化教育所立足的地方承载了当地生态环境、社区、农耕、人文历史等意义,所有这些都构成了真实的教育资源。课程以地域特点为教育活动的切入点,挖掘地方蕴含的科技元素,以研学形式让学生置身于真实的生活环境中学习成长。

以场馆为中心发散利用在地资源

课程不仅从展厅、展品资源等方面与场馆相结合,更充分挖掘科技馆所具有的其他教育资源,如利用重庆科技馆两江交汇的周边环境资源开展教学,为学生提供天然的实地科考场所,丰富学生的探究形式。

以独特的视角选择课程主题

课程从学生日常生活中的常见问题人手,对熟悉事物的陌生面进行剖析,这样的研究主题能很好地激发学生的探究欲望,且主题来源于生活,与日常生活息息相关,增加了学生探究的真实性和实践性,使研究性学习具有实用价值。

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