以 STEM 理念玩转小学科学实验教学

以STEM理念玩转 小学 小学生如何制作手抄报课件柳垭小学关于三违自查自纠报告小学英语获奖优质说课课件小学足球课教案全集小学语文新课程标准测试题 科学实验教学一一从数据的准确测量谈起一、引言STEM是一种教育理念，有别于传统的单学科、重书本知识的教育方式,它强调综合培养孩子的科学、技术、工程、艺术、数学多学科素养，是一种重实践的超学科教育概念。小学科学课程包含自然科学知识，动手实验等综合内容，也学生具备需要良好的数学基础，在此基础上再和艺术相结合，完美地将STEM五要素融入小学科学，使其高度统一。STEM强调学习的情境性，将科学问题置于现实的生活中，通过观察科学现象，探寻科学知识，从而促进学科之间的融合与联系。在解决问题中学习科学知识，激发学生的好奇心和求知欲，从而提高学生的创新能力和动手操作能力。在解决真实问题的过程中培养学生勇于探索、积极进取的科学态度和创造精神，这是STEM教育理念和小学科学课程整合的核心价值。实验数据准确测量是小学科学的重要教学内容，它注重学生动手实践能力的培养，是STEM教学理念的重要体现。科学数据准确测量和小学科学课程是从一 年级 六年级体育公开课教案九年级家长会课件PPT下载六年级家长会PPT课件一年级上册汉语拼音练习题六年级上册道德与法治课件 开始的，这正是孩子们对动物、植物、各种各样的现象等等充满了极大兴趣的年纪，也是培养孩子们“用数据说话”的实证意识启蒙阶段。要想“用数据说话”，首先就要保证数据是可靠的，这样说出来的话才能掷地有声，“理”和“据”才显公平公正。二、课堂观察，教学思考（一）测量工具欠精准在测量水、冰的温度这一实验中，测量工具是常用的温度计，最大值是103℃，最小值是-2℃，每一个大格代表10℃，大格下的每一个小格代表1℃，灵敏度和辨识度均不是非常高。随即挑选十支温度计放在同一环境下读数，可见读取的温度高低有差异，最高的温度值和最小的温度值相差3℃，明显超出了实验容许误差范围。（二）实验本身显缺陷打碎的冰块比较大，放入杯中后冰块与冰块之间的空隙也比较大，插入温度计进行测量时，红色的玻璃泡与冰块之间往往没有完全接触，造成温度计实际测量的可能是冰块与冰块的缝隙中空气的温度。（三）动手操作失误四人小组分工时有一名同学会负责使用温度计进行温度的测量，而他一个人的测量结果代表的是整个小组，所以这位测量员的工作严谨与否直接导致的整个小组的数据是否准确。另一方面是 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 时可能造成的失误，记录员的工作很多时候不能引起大家的重视，实验时整个氛围又比较嘈杂，因此记录员从听取测量员的数据到记录下来的过程中可能会存在听错、记错的情况。 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 以上原因，我发现这次的测量实验没有科学设计好实验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，科学严谨性不够。同时，学生们的实践动手能力和团队沟通也存在问题，离STEAM的培养目标相差甚远。为了使测量数据更接近预期的理想值，使数据更精准，本人在课堂教学中进行了以下调整：1.精挑细选只为“你”工欲善其事，必先利其器。首先考虑的是购置更精准的设备。与传统实验室用的红色煤油温度计相比，数字温度计具有敏感度高、误差较小和读取方便等优点。但是考虑到前几课学生已经学习使用了普通温度计，他们已经积累了测量的经验，而且购置设备的成本比较大，所以没有改变工具。本人针对问题所在，对温度计进行了人为的调整、挑选：将温度计置于同一温度环境下，待温度稳定后，挑选所示温度相同或者很接近的温度计进行实验所用，使每个小组所使用的工具原始数据尽可能的接近准确值。2.想方设法接近“你”温度计在测量温度时，红色的玻璃泡必须与被测物体充分接触，才能测量出该物体的真实温度。如何才能让玻璃泡与坚硬的冰块尽可能的接触呢？例如在制取冰块时，将与温度计粗细相似的木棒悬空于水杯上方，放进冷冻室冰冻，实验前将木棒从冰中拔出后留下了一个小孔，实验时将温度计插入这个小孔，玻璃泡与冰的接触就变得紧密了。3.团结一致锁定“你”三年级的孩子在实际操作方面还是有所欠缺的，所以在读数时要求两个孩子一起读，并且意见一致的情况下才能记录下来，同时需要得到记录员的反馈才能开始下一项，尽可能的将数据准确的传达和记录。如此之后，学生的测量情况有了明显的变化。这一次学生们测量冰块融化时的温度记录测量数据。绝大多数小组的数据在0℃，将冰融化时温度的真实状态展现了出来，有了与预期的理想值相接近的数据，学生自己总结得出属于自己的科学概念就不在话下了。三、有效测量，精准数据[课堂观察]在教学《摆的研究》时，学生大多认为摆的快慢也和摆锤重量及摆角大小有关。这时教师不要给学生任何暗示，就让学生去设计实验验证。几乎每次教学这个内容时，都会看到有学生对自己得到的数据产生怀疑，然后反复测量，最后疑惑不解的问：“老师，怎么轻的摆锤和重的摆锤摆的次数一样啊？”还有的学生干脆认为自己数错了，然后编个自己觉得满意的数据，很有信心的去汇报展示。遇到这样的情况，老师应该不能轻易放过，一定要“小题大做”，让这样的小组到前面来当着所有的同学重新做一遍实验，抓住这样的时机对学生进行“实证”教育。而在这个过程中，学生才能真正明白什么是“实证”，做实验的目的不是为了验证某个观点是正确的，而是为了验证某个观点是否是正确的。[教学思考]由此可见，实验数据更加准确是可以实现的,反思课堂对症下药,从而提高数据的准确性。科学课上的测量是可以不断改进的，课堂里出来的数据是可以更加科学的。本人从以上课例为出发点，将其中为改进数据做的努力尝试作为实践经验进行了总结，并应用于不同科学课堂：（一）上下求索,测量材料会进步虽然我们不能完全的消除测量值和预期理想值之间的距离，但是可以通过一些方法来缩短，而测量材料的改进无疑是其中非常重要的一个方法。在学生掌握了测量的方法和技巧后，测量材料很大程度的决定了测量值的有效性，一个合适的合理的实验测量材料能够让学生得出的数据更加趋近于理想值。1.避无可避，小小“算计”秀标准STEM素养将科学放在第一位，科学实验更加应该强调科学严谨性。很多实验数据其实是可以计算的，材料已经预示了结果，只是在小学阶段我们观察的是表象，没有深层次的研究，研究的不是数据，是规律，这对培养学生的科学素养是不利的。如在《机械摆钟》一课中，对于同一个单摆进行四次10秒钟的连续测量这一实验。在教学过程中，笔者发现本来应该每个10秒摆动次数应该一样的数据，在实际测量时多个小组都出现了第二个或者第三个10秒多一次的情况。学生的数数没有问题、实验操作也是准确的，百思不得其解究竟问题出在哪里。这时，我要求学生们仔细观察和思考，是否还有实验中没有考虑到的因素。后来有学生提到“10秒到了有半次该怎么办？”才恍然大悟，原来问题在测量次数的单摆上，单摆本身摆动是没有对错的，但是作为研究等时性的一个工具，在连续测量的情况下，如果前一个10秒多了半次甚至小半次出来，那么就会遗留给下一个10秒，从而使下一个10秒比上一个10秒多摆动一次。如表1：表1每10秒摆摆动的次数第一个10秒第二个10秒第三个10秒第四个10秒真实摆动次数6.5次6.5次6.5次6.5次测量摆动次数6次7次6次7次如表2：如果10秒内摆动的刚好是整次的，那么就不会出现这种情况了。于是，根据单摆运动周期公式计算出整次的摆绳长度（单摆每10秒摆动8次的摆长大约是38.8厘米,摆动10次的摆长大约是24.8厘米……），应用表2每10秒摆摆动的次数于课堂教学。改进了单摆这个测量工具后，果然就没再出现上面的情况了。可见，对于测量材料的“计算”是可以增进实验数据准确度的。2.迎首面对，“拔苗助长”亮本色科学测量是需要良好的数学基础的，科学测量中经常涉及数字概念,也是STEM教学理念的重要体现。很多时候测量的不准确是因为数据太小，学生没有正确理解数字概念造成的，像游标卡尺等测量工具都是为了减少小数据的误差而产生的。那么在小学阶段我们在测量工具一定的前提下，如果能放大数据，不失为一个改进数据的好办法。笔者在教授《阳光下的影子》一课时，因为在一节课上测量间隔时间比较短，以至于用实验室配套的日影观测仪来测量影子的变化不是很明显，有些小组记录下来的数据基本没变，也有一些小组记录下来之后联系了自己的猜测，人为的修改了数据,使实验数据不能真实的反映实际的影子变化。针对时间短和变化不明显这一实际存在的情况，笔者思考如何将数学知识引入到科学测量中：观测杆的长度和影子的长度变化是存在一定比例的，如表3：5cm的实际长度，如果影子是4cm，随着时间的变化，影子长度发生变化，变成了4.1cm和4.3cm，可是0.1和0.3在数学中是很小的，几乎是测量不出来的，更有学生会认为是自己的失误造成的。如果加长观测杆的长度呢？30cm的测量杆，与上一实验同时进行，原本微小的变化也会也会扩大，变成0.6cm和1.8cm，这个变化是不容忽视的，也是能够直接引发学生思考的。通过这次科学测量，学生们对数学知识和概念有了更深的理解。表3阳光下影子的变化（二）巧妙设置，实验方法能变幻STEM中的技术和工程素养也是科学课程的重要培养目标，科学课程中的实验方案不是一成不变的，需要学生们具有良好的实验技术和工程意识，教师要引导学生根据实际情况改进实验方案。工程意识是指要在不断的实践中摸索出实验材料的特性，并探索出合适的实验技术。根据地区差异以及各种实验材料在生产过程中产生的不同特点，同一实验的测量值也会产生变化，按部就班课本上的方法势必会导致失败的或者是有偏差的数据产生，因此灵活机动的表4每10秒摆摆动的次数。改善实验方法可以提高实验的有效性，从而使实验所得数据更加的可靠。如《磁铁的两极》一课中，如图（一个小组的数据）：学生对五个点的测量结果略有偏颇，A和E点最多，有30几个，但是B和D要么挂不上，会往外“跑”，有些小组勉强挂上的数量也急剧减少，C点就更加了。究其原因，可能是实验用磁铁的磁力分布在两端，而往内几乎没有。这可能是生产商在制造时的技术有关，而这样的特点使得磁铁两端磁力强这一结论表现很明显，而向中间渐弱直至正中间磁力最弱的渐变过程很难体现出来。笔者根据实际存在的问题，结合这个实验的特点，改进了实验方法。如图（与上同一组的数据）：将原本均匀分布的五个点略微作了调整，B和D点往外移了一点，并且将五个点的位置固定了往下垂的回形针，将挂回形针的钩子直接吸引在了垂下来的回形针上，如此一来B和D吸引回形针的数量有了提升，渐弱的变化趋势显现出来了，学生的体会也深了。一次方法的小小改进，促进了数据向预计理论值的大步迈进。总之，科学课堂上的测量实验可以融入STEM素养培养，科学课堂上测量值和预期的理想值之间的差距是必然存在的。我们可以通过分析事实，找到隐藏在差距背后的价值。从而受到新的启发，改进我们的课堂教学，不断提高学生的STEAM核心素养，使学生收获宝贵的经验价值。