“火山大爆發(fā)”系列科學(xué)課程

莎仁高娃

針對小學(xué)5—6年級科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中“地球與宇宙”科學(xué)領(lǐng)域的主要概念，以“火山大爆發(fā)”為主題，圍繞內(nèi)蒙古科技館“地球四圈層”展品，利用巖石標(biāo)本、實驗器材等場館資源和內(nèi)蒙古本地區(qū)火山群教學(xué)資源，以基于實物的體驗式學(xué)習(xí)、基于實踐的探究式學(xué)習(xí)為教學(xué)理念，以探究式教學(xué)、基于項目的探究、野外研學(xué)為主要教學(xué)模式，以體驗式學(xué)習(xí)、多感官學(xué)習(xí)、情境教學(xué)和做中學(xué)為主要教學(xué)方法，達(dá)成了課程標(biāo)準(zhǔn)中“描述地球內(nèi)部有地殼、地幔和地核三個圈層”“知道地殼運動是地震、火山噴發(fā)等自然現(xiàn)象形成的原因”“說出地殼主要由巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖三大類巖石構(gòu)成”“具有基于證據(jù)和推理發(fā)表自己見解的意識”“說出人類不合理活動對自然環(huán)境的影響，樹立保護(hù)環(huán)境的意識”等教學(xué)目標(biāo)。

本項目是系列課程，包括地球與火山、火山噴發(fā)、野外科考3個課程。每節(jié)課時長45分鐘，共2+4（研學(xué)）節(jié)課。下面逐一介紹3個課程的情況。

地球與火山

本節(jié)課以探究式學(xué)習(xí)為教學(xué)模式，從科技館展項出發(fā)，以火山石作為切入點，通過實驗，展開對地球內(nèi)部及火山噴發(fā)現(xiàn)象的探究。

第一階段：創(chuàng)設(shè)情境，引出火山噴發(fā)的主題

教師設(shè)置故事情境 科考隊的X博士正在為參加科學(xué)考察任務(wù)選拔出的一批優(yōu)秀隊員講解地球四圈層知識時，小助手興高采烈地跑進(jìn)來，他的背包里裝了一塊火山石和一堆普通的石頭。小助手說：“博士，看我今天帶來了什么樣的新發(fā)現(xiàn)，一塊非常特殊的石頭！”然而，當(dāng)X博士提出要看這塊石頭時，小助手卻說：“我當(dāng)時走得急，把它和其他石頭混在一起了，這可怎么辦?。俊庇谑?，X博士提出讓所有隊員幫忙在石頭堆中尋找出那塊最特殊的石頭，讓學(xué)生親身感受火山石與其他巖石的區(qū)別。

活動以情境導(dǎo)入調(diào)動學(xué)生積極性，讓學(xué)生運用已有的認(rèn)知經(jīng)驗尋找火山石，獲取火山石與其他巖石相區(qū)別的直接經(jīng)驗。通過教師設(shè)置問題、學(xué)生討論與分享、教師總結(jié)引出“火山大爆發(fā)”主題。然后，學(xué)生觀看火山噴發(fā)視頻感受火山噴發(fā)現(xiàn)象。

第二階段：通過教師引導(dǎo)，引發(fā)學(xué)生對火山噴發(fā)現(xiàn)象的思考

教師設(shè)置問題 在不打破雞蛋的情況下，猜測哪顆是搖散后煮熟的雞蛋（蛋黃和蛋清混在一起）、正常的煮熟雞蛋（能分清蛋清和蛋黃）和生雞蛋？從而引出地球內(nèi)部構(gòu)造的概念，并結(jié)合火山噴發(fā)剖面模型解釋巖漿的來源。

通過對前2顆雞蛋的探究，激發(fā)探究興趣，鼓勵學(xué)生思考，為學(xué)生初步建立發(fā)表見解需要基于證據(jù)的認(rèn)識。用切開的雞蛋與地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型對照，方便學(xué)生理解，同時引出科學(xué)家探究地球內(nèi)部構(gòu)造的最初思路。通過對第3顆雞蛋的探究，引導(dǎo)學(xué)生理解證據(jù)不是只有“看”這一種手段，從而提出科學(xué)家探究地球內(nèi)部構(gòu)造的方法。

第三階段：自主探究與協(xié)作交流

通過面粉、番茄醬火山模擬實驗和針對火山噴發(fā)模擬實驗的探究，直觀演示火山噴發(fā)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的探究興趣與熱情。通過實驗，學(xué)生學(xué)習(xí)到正確的實驗方法和安全知識，理解了“熱脹冷縮”的知識，初步探討了火山噴發(fā)的原因。通過填寫探究記錄表，培養(yǎng)了學(xué)生的收集與統(tǒng)計能力。

第四階段：回顧、總結(jié)與課后思考

學(xué)生討論、交流、分享實驗結(jié)果。教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了解，提出問題，鼓勵學(xué)生課下思考，為下一節(jié)課作準(zhǔn)備。填寫活動評測表，幫助學(xué)生鞏固已學(xué)知識。

火山噴發(fā)

本節(jié)課以基于項目的探究為教學(xué)模式，利用科技館實驗室資源，以上節(jié)課最后提出的問題為切入點，展開針對化學(xué)變化生成氣體的探究。

第一階段：制訂項目

通過提問，讓學(xué)生回憶起上節(jié)課的內(nèi)容，并引出“利用生成氣體的方式模擬火山噴發(fā)”的項目主題。以搖晃可樂的惡作劇激發(fā)學(xué)生興趣，利用提問法引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識可樂噴發(fā)的現(xiàn)象及原理，通過啟發(fā)讓學(xué)生自己動手設(shè)計一個不利用熱脹冷縮方式而模擬火山爆發(fā)的裝置。

第二階段：制訂方案和計劃

啟發(fā)學(xué)生思考，引出探究計劃，引導(dǎo)學(xué)生制訂探究方案，設(shè)計探究環(huán)節(jié)。將生活中的現(xiàn)象與所學(xué)知識建立聯(lián)系，鼓勵學(xué)生自主思考，自主制訂探究方案。

第三階段：多種材料探究實驗

引導(dǎo)學(xué)生自主探究，通過自主實驗獲得直接經(jīng)驗。教師引導(dǎo)學(xué)生制作火山模型，使學(xué)生對火山構(gòu)造有進(jìn)一步的了解。再利用生活中常見的物品進(jìn)行自主探究實驗。采用不同方法、利用不同材料，學(xué)生自主設(shè)計與制作。學(xué)生填寫探究記錄表，完成探究并分享探究結(jié)果。

第四階段：成果交流

完成利用生成氣體的方式模擬火山噴發(fā)的小實驗，學(xué)生分組進(jìn)行交流與分享，根據(jù)觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行信息整理與歸納總結(jié)，并得出結(jié)論。

第五階段：反饋評價

教師發(fā)放綜合實踐活動評價表，組織學(xué)生進(jìn)行自評和互評，教師對學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)進(jìn)行點評。

野外科考

地質(zhì)考察是小學(xué)學(xué)習(xí)過程中容易缺失也亟待彌補的部分，本節(jié)課設(shè)計帶領(lǐng)學(xué)生對內(nèi)蒙古烏蘭察布市察哈爾右翼后旗白音查干鎮(zhèn)烏蘭哈達(dá)火山群進(jìn)行地質(zhì)考察，使他們了解草原火山地貌及簡單辨別巖石類型的方法。

第一階段：情景導(dǎo)入

前往烏蘭哈達(dá)火山地質(zhì)公園，科考任務(wù)是收集巖石，進(jìn)行對比分類，探究巖石形成的過程，了解火山巖的形成和用途，觀察草原火山帶的地形地貌。

第二階段：巖石分類

學(xué)生學(xué)習(xí)辨別巖石（沉積巖、變質(zhì)巖、巖漿巖）種類的知識。從火山下來之后，學(xué)生展示自己采集到的巖石，并進(jìn)行觀察、對比、分類。教師引導(dǎo)學(xué)生利用巖石手冊初步判斷巖石種類。

第三階段：三大巖石形成的模擬實驗

學(xué)生利用蠟筆屑充當(dāng)組成巖石的物質(zhì)，以高溫高壓的方式進(jìn)行不同巖石形成的模擬實驗和巖石相互轉(zhuǎn)化的實驗。

第四階段：知識遷移

將學(xué)生領(lǐng)至一處被人類破壞的火山前，由教師提出問題，學(xué)生進(jìn)行討論、交流并分享。通過知識遷移，了解人類不合理活動對自然環(huán)境的影響，使學(xué)生樹立保護(hù)環(huán)境意識。

第五階段：反思評價

教師發(fā)放綜合實踐活動評價表，組織學(xué)生進(jìn)行自評和互評，教師對學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)進(jìn)行點評，對所有實驗過程和實驗結(jié)果進(jìn)行評價。

“火山大爆發(fā)”系列科學(xué)課程的受眾群體為小學(xué)高年級學(xué)生，課程以自主探究環(huán)節(jié)為主，為了保證學(xué)習(xí)效率，每次活動以15 20人為宜。2017年12月至2020年8月，系列課程累計實施141次，其中野外科考課程累計實施12場，受眾達(dá)1 850人次。每節(jié)課結(jié)束后科技館發(fā)放活動調(diào)查問卷，問卷內(nèi)容包含對活動的總體滿意度、喜歡哪一環(huán)節(jié)、活動的時間安排、對哪一環(huán)節(jié)有改進(jìn)意見等，調(diào)查對象包括學(xué)生、家長、學(xué)校教師。對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)，受眾對課程的滿意度達(dá)到97.48%?！?/p>