初中科学课外拓展性课程：diy初中科学“生活化”创意实验

科技实验课程：学校或社区开设的科技课程，让学生亲身体验创新过程 #生活乐趣# #创新乐趣# #实验性娱乐#

南海实验初中科技校本课程
《DIY初中科学“生活化”创意实验》
课程纲要

课程类型：自选类拓展性课程
开发主持：科学教研组
学习对象：七八年级学生
学习时间：每周1课时，共42课时
《DIY初中科学“生活化”创意实验》课程纲要
一、课程开发背景
科学是一门以实验为基础的综合学科。实验是科学课程的重要组成部分，是落实科学课程目标、全面提高学生科学素养的重要途径，也是科学新课程改革的重要资源。目前，中学科学实验教学大多还是实验室的实验模式，不少实验情境与真实情境相脱离，仪器要求高、操作难、污染大，不利于培养学生的实验兴趣和创新意识。
科学源自生活，学生身边的物品其实可成为重要的实验资源。在此背景下，我们以建构主义理论、杜威和陶行知的生活教育理论和科学课程STSE教育思想为指导，整合生活化实验资源，开发“生活化”创意实验。力求在教材建设与生活资源利用之间寻找一条通道，打造生本的、和谐的、发展的、开放的“生活化”实验配套体系，呈现具有生活特色的科学实验教学和创新机制。与常规实验优势互补，发挥科学实验教学的整体功能，为学生富有个性地全面发展提供更加丰富的实验课程资源。
二、课程开发目标
1．激发学生对自制生活实验器材和设计生活实验的兴趣，培养学生的科学注意力，提升实验技术和操作技能。
2．培养学实验的方法和创新能力，培养学生对问题的分析与研究，形成解决问题的方法和探究能力。
3．培养学生科学探究意识和能力，激发学生对未知问题提出解决方案形成一般方法的能力，感受科学研究性学习的美，让学生逐步成长为一个科学研究者。
4．制作符合新课程理念的教学用具，形成生活化系列作品，建设自制教具库，辅助课堂教学，提高教学效益。
三、研究方法和参与学生分析
研究方法：科学检索法、经验总结法、对比研究法等。
参与学生：初中七八年级学生。
（初中七八年级学生已有一定知识积累，在团队研究和协作中有一定的基础和执行力，同时探究兴趣较浓。）
四、课程性质和内容
在国外，“生活化”实验也叫“低成本实验（low cost experiment）”。在日本和欧美等发达国家中，现代教育技术水平较高，但仍热衷于低成本实验的研究，提倡利用低成本实验来激励学生的学习动机，培养动手实践能力，激发创新思维己成为一种共识。
本课程是以国家课程为基础和参照点，以学校自编的教材为基本内容，是国家课程校本化的一种尝试。本课程是在科技教师指导下，鼓励和吸收学生、社会人士共同参与和支持，以社团活动为主阵地，渗透课堂教学，对全校学生进行科技教育的活动课程。
1．整体设计：
（1）熟悉新课程背景下科学自制教具的原则、策略和方法。
（2）明确素材采集途径，学习基本采集工具的使用。
（3）按初中科学内容分块对“生活化”实验资源进行研究，形成生活资源库。
（4）依照新课程标准中的实验设计要求进行“生活化”实验室的课程配套体系建设。
（5）形成生活化创意实验开发实施体系，逐步拓展研究空间，融合科学教学和科技教育活动，培养学生创新意识和动手能力。
图1.整体设计
2．重难点和创新点
重点：在活动中，积极引导学生的参与，以达到经历、感受、探究、了解、理解、掌握、运用的不同层次目标的阶进实现。
经历——亲身参与全过程，获得丰富的人生阅历和社会阅历；
感受——学生在积极的参与中获得的亲身的感受、体验；
探究——鼓励学生带着问题去感受，带着问题去探索；
了解——对事物的真切了解，虽然学生有时对事物的了解显得很肤浅；
理解——这是让学生自我理解、内化知识，构建知识体系；
掌握——不要在乎学生学到了多少，只关注学生亲自参与了没有；
运用——把在课堂中学到的知识运用到实践中，去分析、解决实际问题。
难点：本活动和学生课堂教学结合，始终保持和更加激发学生研究热情是一个难点。另外，“生活化”实验室的建设和活动开展是动态生成的、开放的。参与对象不仅是学生，还有老师；场所不仅是教室，还有课外；制作的不仅是传统器具，还有计算机辅助应用等。这也是一个难点，需要逐步铺开和不断开发。
创新点：集合学生的相应的创意和设计思想，实现科学教学用具生活化和系列化的探索，是一个大胆而且有重要意义的尝试和创新。搜索国内期刊文献可知，国内近年来也有不少教师探索“生活化”实验，但都很零散，缺乏梳理和归纳，特别是缺乏从科学这一综合学科上进行整合。本课题依托“生活化”创新实验室创建，利用生活中物品开展系列自制教学用具和实验的研究和开发，激活学习兴趣和创作热情，形成精品课程体系。
3．基本载体
立足校园资源，采用“课堂渗透——自主学习——专项研究——社团活动——课程学习应用”的基本活动载体（图2），切实提高学生参与深度，持续开展研究活动。
图2.活动载体
课堂渗透：让学生主动参与教学过程，产生探究学习的愿望，形成研究团队。
自主学习：着重提高学生研究能力，挖掘研究骨干。
专项研究：确定选题，引领学生开展开发活动；社团活动以各研究小组为载体，提升活动研究。
课程应用：让成果发挥效益，激发继续创新的动力。
五．课程实施
以“找什么—哪里找—如何做—怎么用”为基本活动开展思路，循序渐进，逐步形成和完善生活化实验室建设。
1．找什么——明确收集类别，采集生活物品素材库。
要求学生在家里安放一个关于生活实验资源的收纳盒，在生活中做一个细心的素材采集员。在学校实验室里也设置一个收集材料存放区,按本身属性类别存放各种材料。对学生收集到的素材，尽可能挖掘功能，力求物尽其用（如图3）。
种类
名称
玻璃器皿
玻璃杯、平面镜、老花镜、玻璃管……
塑料材料
塑料瓶、橡皮筋、乒乓球、直尺……
电工材料
铜丝、电珠、黑胶布、手电、电动机……
厨房物品
食盐、糖、醋、发酵粉……

实践过程中把握几点：一是体现教师为主导，学生为主体；二是能满足个性的需要，使学习具有个性化；三是学习方式要以问题为中心，以任务来驱动；四是学习过程要有充分的讨论交流，协商合作的机会；五是学习是具有创造性和生产性。
2．哪里找——开拓收集途径，形成生活素材采集机制。
师生罗列常规实验中的实验器材和和药品，讨论用生活中哪些物品或材料可以代用。深入研究收集到各种材料，寻找实验代用品。
在生活物品采集中拓展物品来源。生活物品可以从废旧玩具中提取，从日常工具中改造，从厨房中寻找。同时也可把目光聚集到我们学习区域，在学习用具中挖掘，在实验室中提炼。甚至用我们的身体部位就可以完成的一些科学实验。
在生活物品采集基础上进行改造或整合形成自制教具。比如用废旧可乐瓶做罩子、燃香制造烟雾，显示光的传播路径等。
在生活物品改造或整合中尝试设计实验。例如可以用脸盆、纱布做“简易冰箱”探究活动；用不同品牌的洗衣粉做洗衣粉对水中生物的影响实验等。
在生活实验设计中丰富物品功能。很多生活物品不止蕴含一个实验原理，制成一个实验器具或者开发一个实验。充分挖掘，尽量要让生活物品发挥最到位的实验效果。
引导学生有针对性地整理开拓，形成收集和开发机制，有利于拓展收集思路，拓宽采集渠道。让学生体会生活中可提供的素材非常广泛。学校、家庭以及社会生活环境中的许多材料、物品，甚至人体都可以是我们探究和认识科学本质的重要资源。
3．如何做——筛选活动创意，动手制作作品
筛选活动创意包括提出设计创意和对创意的评估。
引导学生关注生活物件，提出创意设想。并针对学生的想法进行分组。如针对生活中针筒这一物体，可以这样引导：
针筒结构有什么特点？你知道它有哪些用途？
这些用途和其结构有联系吗？能不能利用它的结构特点来想想新用途？
你学过哪些知识点？什么实验可以用针筒实现的？
你想利用针筒做什么实验，有什么方案设计？
然后把每个参与的同学按提出的创意组进行分类，分组中要注意对学生进行适当的调配，一般把动手能力强的每组至少一个人，表达能力强的至少一人，而且每组应该有一人能熟练运用电脑。
然后收集学生的创意并组织部分学生同老师对方案的可行性、实用性、创新性进行评估，确定可实施的方案，为下一步设计制作作准备。
这一过程在社团活动中完成，大约1个月左右举行一次收集。
教师对学生的创意不一定要新颖才选取，只要对知识和能力有提高，有可操作性就可以采纳实施。为了提高学生的积极性，有条件的话可以请当地高等院校的相关专家进行点评。
动手制作是接下去的工作。应用发散思维的方法，广开思路，想方设法，既可以模拟事物的原型，从基本的理论进行演绎、推想，又可以从类似的教具中寻求启示，采用移植、改造、重组等方法达到创新的目的。
这一过程所需的时间要根据实际的活动项目而定，有的可能只需要几周，有的可能要几个月。
由于中学生对材料的选择能力有限，因此这一过程中老师要对学生多家辅导。特别是学生的图纸，避免过多的错误设计在制作中出现。这一阶段是活动中最为重要和艰难的阶段，是培养学生科学的实验和不怕挫折的科学精神的良好时机，因此在此过程中要注意对学生进行相应的教育，已到达我们活动的目的。
经过精心设计形成初步方案后，便可以选择材料、动手制作了。经过反复检验、修改，作品就可以定型了。再经过细致加工，加固、美化，就可以在教学中实际应用了。
4．怎么用——纲举目张，建立生活实验配套体系。
把生活化创意实验和生活实践结合，实现在生活中学会应用和创新的目的。同时，对不同仪器的使用建立范围和方法上的说明。让学生能制作、好操作，提升生活化实验“软件”开发。
学生既是实施者，又是受教育者。生活化实验的整合开发一个很重要的成果就是参与学生的情感体验。在每一个环节我们都设计了效度评价指标。让参与学生在知识、技能和情感方面逐步提升阶进。
教师：这一过程指导学生按照以下过程完成。这一过程是对学生归纳总结能力提高的好时机，要告诉他们对成果的应用和展示有多么重要。
设计启示——这个设计室如何想到的
设计思想——根据什么样的原理进行设计
结构框图——清楚展示设计思想
设计的图纸——成品的完整图纸、外观照片
使用说明——优点介绍
该设计的前景——可用什么样场合，有何用处，还有什么可以改进的地方。
教学内容安排：
单元
研究主题
建议课时
第一单元
采集生活物品
第一课 认识生活物品的实验功能
1课时
第二课 常见生活工具的使用
2课时
第三课 昆虫的捕捉与观察
1课时
第四课 生活物品的采样
1课时
第五课 苔藓植物的观察
1课时
第二单元
制作科学用具
第一课 创游标卡尺的研究与模型制作
1课时
第二课 能测量反应时间的直尺
1课时
第三课 可变身的杠杆
1课时
第四课 自制简易电动机
1课时
第五课 自制“立体”等高线
1课时
第六课 水动力火箭的延伸性研究
2课时
第七课 海洋生物标本制作
2课时
第八课 科学刻花
1课时
第九课 生态瓶稳定性研究
1课时
第三单元
设计创新实验
第一课 估测一支粉笔的密度
1课时
第二课 显示微小形变的方法
1课时
第三课 滴水点灯
1课时
第四课 失重现象创新实验
2课时
第五课 土壤自净能力研究
2课时
第六课 海带中碘的提取和检验
1课时
第七课 制作水果电池
1课时
第八课 牙膏中某些成分的检验
1课时
第九课 会吹泡的瓶子
1课时
第四单元
应用生活实践
第一课 废干电池的回收和利用
1课时
第二课 南海垃圾桶、垃圾房调查
1课时
第三课 水质检测
2课时
第四课 洗衣粉对水体污染初探
1课时
第五课 鸡毛对油污的吸附作用
1课时
第六课 河龙虾对水域污染的指示作用
2课时
第七课 南海校园植被调查
3课时
第八课 无土栽培的探索
4课时
课时安排
每周1课时，共计42课时
活动地点：以科技室活动为主、课堂渗透为辅。
六、教学建议
（1）面向全体学生，为学生的终身发展奠定基础
教师是课程的组织者和引导者，在教学过程中教师努力营造良好的探究氛围，鼓励学生根据自己的兴趣和爱好出发，学生自主选择课题进行研究，培养学生的好奇心和自信心； 鼓励学生通过合作、体验、实践、讨论等方式，发展综合能力；创造条件让学生能够自主解决问题。
（2）关注学生的情感，营造宽松民主的氛围。
积极的情感是学生参与研究的源动力，学生只有活动有积极的情感，才能保对课题研究长久的兴趣，消极的情感则会影响学生长远的发展。因此，在生活实验课程开展研究性学习过程中，教师要努力营造宽松、民主、和谐的氛围。要做到：尊重每一个学生，积极鼓励他们勇于尝试，保护他们的积极性 ，同时做一些必要性的指导工作。
（3）加强对学习策略的指导，为学生终身学习奠定基础
使学生养成良好的学习习惯和开成有效的学习策略，转变学习方式是研究性课程的重要任务之一。教师在有意识在对学生进行学习策略的指导，让学生逐步掌握进行研究的方法和技能。教师应做到：积极创设条件，让学生自主选择课题，参与课题研究目标、方案的制定和研究方法的选择；设计探究式的学习活动，让每个学生的创新能力得到发展；引导学生运用观察法、实验法、调查法等进行研究，在研究不断调整自已的学习目标和学习策略。
（4）利用现代化技术，拓展学生的视野
信息时代的到来，学会快速收集、利用、处理和纷杂的信息是改进学生的学习方式，提高学生的学习效果，拓宽学生视野的有效途径。在条件允许的情况下，本课程的开设应做到：利用网络资源如图片、视频录相、网络文摘等，探究新的教学模式，丰富教学效果；同时指导学生对广播电视、报刊、网络等资源进行开发，为学生会学习打好基础。
（5）不断更新知识结构，深层次开发课程
教师要不断更新知识结构，适应现代社会发展对课程开发的要求。为此教师要做到：准确把握课程标准的理念、目标、内容，运用教育学和心理学理论，研究教育学规律，根据学的心理特点及社会动态进得课题研究的指导：掌握现代化信息技术，并能灵活运用；自觉学习，进行知识面的拓宽；根据当地资源，合理开发课程；不断进行反思，因此在生活创意实验开设过程中可以根据学生情况删减或增加一些内容。努力使自己成为具有创新精神和研究型教师。
（6）在本活动中也要特别考虑学生的安全性。
在学校里的设计和制作活动，材料统一由实验室提供。在家里的设计活动，务必让家长知晓并参与把关。每次布置课外活动作业都及时和家长联系。另外，在活动中积极渗透实验器材如电烙铁、剪刀等安全实用技能，杜绝出现意外事故。

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