精卫“造土”

2023-06-28 12:49黄晶
中国科技教育 2023年3期
关键词:土壤实验评价

黄晶

活动背景

小学科学2 年级“土壤——动植物的乐园”与4 年级“观察土壤”单元主题学习中,孩子们十分喜欢玩土壤,但家长普遍觉得土壤脏,不愿意为孩子提供玩土的机会,导致孩子们对土壤的物质组成与作用非常陌生,劳动实践能力较弱。因此,学校成立科学小纵队校级课后服务社团,以东侨区沿海各点土壤为样本,进行土壤校本课程开发,带领学生进行项目式学习研究。

住在学校附近的学生反映:亿利城第一期商品房多套房子楼板出现2 ~ 3 米的贯穿性裂缝, 引起了附近居民的恐慌。一场围绕东侨沿海填海区域海沙造房是否宜居的交流会随之展开。小学语文课本中《精卫填海》的民间故事,与用现代科技改变自身环境的精神高度契合,激励着东侨少年儿童努力学习新知识,用实际行动为家乡发展作贡献,故将本次活动主题定为“精卫‘造土”。

活动目标

认知与思维能力

在玩土活动中认识土壤基本组成,通过查阅资料、调查访问等方式了解当地土壤独特之处,感受土壤与生产生活的关系,培养学生热爱劳动、热爱家乡的真情实感。

操作与解决问题能力

发挥想象力,扎根科学基础,设计实验,综合利用各科知识研究土壤,寻找改良土壤的最优方案并付诸实践。

交往与社会活动能力

发挥团队成员所长,合理进行团队分工,培养主动反思、改进与迭代意识,感受科学的严谨,享受科学研究的乐趣,为初中学习奠定基础。

活动对象

6 年级参加科学小纵队学生3组共18 人,辐射至6 年级7 个班,356 名学生共同参与。

活动重、难点与创新点

活动重点

在土壤研究中挖掘子课题,经历猜想预测—设计方案—实证归纳—拓展研究,感受各种土壤的神奇之处。

活动难点

自行设计探究实验,进行多类别、分阶段实验,以及数据采集分析等,完成土壤紧密度实验探究,运用跨学科知识借助多方力量设计制作小小校园景观房。

活动创新点

活动内容课程化

材料易得,因地制宜,一地用一地资源,一地用一地物产。纳入学校4 点半课程服务体系,将土壤系列研究过程进行校本化设计,形成具有本土特色的劳动实践课程,开展多样化劳动实践活动。

活动方式多样化

学科课程与劳动教育元素整合,开展跨学科融合研究。学生在分组问卷调查、现场体验、实验探究、设计搭建模型等活动中完成各种科学探究。

活动过程综合化

综合运用小学6年各学科知识,通过项目式学习活动“走出去”与“请进来”,成为学生学习过程中的重要经历。

活动结果可视化

巧借新技术,不破坏环境, 土层密实度实验结果可视,活动展示评价结合多种方式进行。

筹备启动阶段

第一阶段 项目组建招标(2课时)

项目前期筹备 制订项目活动方案,成立工作领导小组,配备项目师资队伍,筹备教学资源和物质资源;明确活动人员安排、活动场地、教师任课调整等,提前报备学校安全处与教务处,落实采购物品清单,上报学校总务处统一采购。

项目启动阶段 组织6 年级学生观看《精卫填海》视频,播放东侨区填海建造宁德时代项目的新闻与亿利城社区商品房墙体严重开裂、钢筋暴露视频片段,提出驱动性问题并聚焦研究主题“东侨区土壤的实践观察与研究”;确定项目任务为搭建1 间校园小小景观房,使其具备一定的承重性能和美观性,项目资金控制在1 000 元以内;导师解读主题活动评价标准:①景观房材质配比;②地基承重性能;③房体稳定性能;④房型美观性。

社团课程組团 教师在课后服务平台选课系统设置课程对学生的要求,名额为36 人。教师根据平台登记信息与“科学小纵队社团报名表”进行审核,通过审核的学生进入面试,导师围绕科学小实验操作、科学小视频解说、科学绘画展示和团队协调组织等方面进行测评,按1 ∶ 2 选定成员18 人,6 人1 组,共3 组。每组自愿分工,角色包括队长、调查员、设计员、解说员、材料员和协调员。

第二阶段 调查体验活动(3课时)

分组调查 确定调查问卷对象为本校师生、家长和社区工作人员;设计调查问卷,回收整理分析调查数据;针对性采纳被调查者的关注点与建议。

现场体验 采用资源工具坊设前置性学习书单和线上资料供学生查阅;前往宁德市图书馆查阅、收集相关资料,做好学习笔记;到宁德市城市规划局参观市规划蓝图,聆听宁德市生态环境局和农业局专家讲座;查看东侨连城新区新楼盘建筑情况,现场观看滩涂填土、打地基流程。

项目实施阶段

第一阶段 确定研究课题(2课时)

头脑风暴定主题 提出项目问题:“关于东侨区土壤,能研究它的哪些方面?”将家中长辈曾经研究过的“土壤知识”及自己想研究的项目梳理成研究清单,最终确定开展3 组子课题研究。

开展任务招标会 集体座谈,

汇报近期调查体验活动的收获与困惑;根据动手能力、兴趣特长,结合教师的日常观察进行优势互补组队;共同拟定分组研究安排表,明确任务分工、落实规则。

第二阶段 项目实验研究(10课时)

主题1:自然之土——趣研土壤

趣玩土壤塑性 组织学生在陶泥馆学习陶泥技艺,尝试多种玩法,塑造各种形状;分享不同玩法,畅谈收获。

土壤样品研究 土壤采样选点、布点,对土壤样品做好标注,风干磨细装瓶。围绕土壤基本成分是什么,不同采样点土壤质地如何鉴别,土壤质地与哪些因素有关,如何检测土壤酸碱度,以及土壤酸碱度对农作物有什么影响这些问题,学生自行设计探究实验。最终确定开展土壤沉淀实验、手测土壤质地实验和奇妙酸碱反应实验。以酸碱反应实验为例,可采用土壤酸度计、pH试纸、看土色等方法进行实验。

植物生长观察 将草籽和绿豆各20 粒浸泡24 小时后,分别撒入来自不同采样点的土壤,入土3 厘米,覆土2 厘米。每隔3 天观察、记录植物生长过程,共计9 次,可采用拍照片、小视频进行过程性记录,通过书写阶段性植物观察日记,分析植物喜土状况。活动中注意明确实验要点:定温、定水、定光照,实时进行数据测量。

作物适应土壤研究 调查东侨区种植的植物种类,分析常见植物对土壤质地的适应情况,明确不同土壤质地的分类标准,查阅资料,学习当地盐碱板结土改良方案。

主题2:科学之土——乐研土壤

问题分析 分析建筑墙体开裂、地基下陷的原因,提出问题处理预案。组织学生对小区居民进行二次调查,了解现场情况,走访宁德市住房和城市建设局、国土资源局,了解海沙用于建筑的标准,对比分析正常土层和下陷土层剖面情况,了解东侨区当前采取的土层修复措施。

科学实践 组织组员思考:海沙对钢筋有何影响,建筑质量与地基土层坚实程度有什么关系,并开展海沙与钢筋反应实验,包括:短周期的巴氏消毒液与钢筋反应模拟实验、长周期的钢筋入混凝土实验,通过观察接触面的颜色变化和外部特征改变得出结论:使用海沙配制的混凝土会腐蚀钢筋。

主题3:建筑之土——创研土壤

现场考察制砖工艺 深入附近砖场,通过走访工人,了解制砖和烧砖四步骤:黏土搅拌、试水聚合、挤压切坯、晾晒烧制;自制长方形砖模,将土壤压实制模进行砖模牢固性检测,学习空心砖技艺;了解红砖因用黏土为原料,会破坏优质粮田,烧制产生的黑烟会造成环境污染,危害人体健康。提出倡议:改变红砖盖房的传统,改用环保空心砖。

学习古今夯土墙技艺 介绍古法夯土墙和现代新型夯土墙施工工艺,分析优缺点;分析墙根碱腐蚀、墙体剥落等问题的原因,为搭建校园观景房打好理论基础。

第三阶段 设计搭建模型(6课时)

设计校园景观房 小组讨论明确建筑结构、需要材料清单,以设计师为代表,进行设计展示说明。搭建景观房模型 小组讨论方案可行性,统一设计思路,合作搭建模型,完成成本造价清单,开展小组自我评价。

校园景观房评选 邀请校外辅导员旁听,接受教师、同伴、外部专家的建议与评价,对他组的成果进行评价,修改沙盘,邀请家长代表,市规划展示馆、建筑管理局技术人员进行现场评价,评选出“最佳建筑奖”。

项目拓展延伸(6 课时)

第一阶段 项目发布会(3 课时)

组织学生利用项目志、项目墙、反思评价等方式回顾实践过程;结合学校第四届科技节进行实物展示、手抄报展、微电影成果汇报,并进行土壤项目科技评选表彰, 评选“科学小精卫”。

第二阶段 倡议书发放(3 课時)

围绕盐碱地房子承载情况进行市民小小提案,书写《关于在东侨盐碱地开发建设前严格规划的报告》,建议相关部门在新区开发前进行整体规划,开展种植实验,筛选出适宜在当地种植的植物种类,在改善当地生态环境的基础上,创造经济收益。

活动效果与呈现方式

建立校园小小景观房建筑模型组委会,依托4 点半课后服务科学小纵队成立社团。小范围提供脚手架指导学员开展项目式学习实践,让学生自行设计相关活动方案,将活动带动至班级,并辐射到全校。

建立系统的土壤研究目标,每年开展部分小课题研究,项目规划方案以文本形式存档,将活动方案和研究报告、论文、日记、影像资料等提供给学校,计划2 年内编写完“土壤项目化校本教材”。

参加每年1 届的“校园科技节”之土壤样态研究,丰富校园文化,增加学校办学特色,鼓励创客社团蓬勃发展。收集团员典型成果,参加科技创新大赛和科学影像节等比赛。

评价标准与评价方式

过程性评价——建立活动评价手册

实验方案可行性分析、活动开展情况评价、团队合作情况评价和活动成果评价,以及活动的感受、收获、困难、思考、感悟等,均记录在社团活动手册上,随机接受教师查阅,形成个人成长记录。

项目后评价——客观定量定性分析

PBL 项目式学习后,对项目目的、执行过程、效益、持续性等进行系统分析,总结经验教训,为下届活动提供参考。

该项目参与了第36 届全国青少年科技创新大赛科技辅导员科教创新成果线上交流活动

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