HPS教育理论下《用水测量时间》的教学案例
|
|
HPS教育理论下《用水测量时间》的教学案例 |
1． HPS教育理论
我国《全日制义务教育科学(3-6年级)课程标准（实验稿）》指出“在小学阶段，儿童对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望，他们乐于动手操作具体形象的物体，这一时期是培养科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神的重要时期。本次课程改革以培养小学生科学素养为宗旨，积极倡导让学生亲身经历以探究为主的学习活动，培养他们的好奇心和探究欲，发展他们对科学本质的理解，使他们学会探究解决问题的策略，为他们终身的学习和生活打好基 。《基础教育课程改革纲要（试行）》明确指出，课程标准“要倡导科学精神，科学态度和科学方法，引导学生创新与实践”；教师在教学过程中应“创设能引导学生主动参与的教育环境，激发学生的学习积极性，培养学生掌握和运用知识的态度和能力，使每个学生都得到充分的发展”。通过教学使学生理解科学的本质，从而使学生不但学到科学的知识和技能，而且具有科学的精神和创新能力，这是此次课程改革的重要目标之一，HPS教育正是达到这个目的的一个重要途径。
英国科学教育者孟克（M .Monk）和奥斯本（J .Osborne）在总结科学教育的历史经验的基础上借鉴建构主义理论，提出了HPS内容融合到科学教育的新模式，即HPS教育模式。HPS原先是“科学史和科学哲学”的英文缩写词，但近年来有些科学教育专家把科学社会学纳入其中，于是，HPS就变成了“科学史、科学哲学和科学社会”（History ,Philosophy and Sociology of science）的缩写词了，把这三者的有关内容引入 HPS教育。HPS教育模式的核心是关于科学本质的教育。
2． HPS教育模式的教学程序
HPS教学模式是指在科学课堂教学中，以教材中的知识发生、发展的历史过程中所蕴含的科学思维方法、科学精神为基础，依据学生学习目标和发展水平，有机的渗透有关历史、哲学与社会等方面的内容，对科学家探究过程进行模拟，使科学学习变为科学探究的复演，使“知识线” 、“思维方法线”和“科学情感和态度线”在教学中同时展开，并行前进，成为发展学生科学素养和人文素养的一种教学模式。课归纳为：有论有史、有人有事、有情有感、有探究实验又有科学史故事的科学教学。
2.1演示现象 引入时给学生演示一自然现象，学生通过观察现象，由此产生一个需要解决的问题。
2.2 引出学生的观点 教师启发学生就这一现象提出自己的观点及解释。
2.3 学习历史 提供历史观念，给学生思考的机会，以体验探究过程。
2.4 设计实验 设计科学家曾探究过的实验。
2.5 呈现科学观念和实验检验 介绍科学的观念以及对科学观念进行实验所提供资料，为学生观念转变提供思想基础。这一环节学生对自己的观念和解释进行实验解释进行实验检验，由实验现象的观察，资料的收集与整理，最终得出结论，形成科学观念。
2.6 总结与评价 通过总结与评价，帮助学生更深刻地理解科学探本质，历史上科学家的探究过程和科学观念；归纳总结出科学概念，从方法、精神、思维等方面对科学探究过程做出评价。
以上就是HPS理论的一些主要观点，本文将用HPS理论的教学模式来设计小学科学课“用水测量时间”的课堂教学，通过课堂教学设计具体展现HPS实际教学中的应用。
3． 教学案例
“教科版” 义务教育课程标准实验教科书五年级下册第二单元第四节“用水测量时间”。古人计时的方法有很多，学生在原有认知上，做出一系列的想象，猜测水钟报时的方法，教材的三幅古代水钟图，帮助学生理解怎样利用流水来计时。而这只是在思维上的一些考虑，实践中水是怎样计量时间的呢？教材利用“滴漏实验”，使学生亲身经历流水计量时间这一活动。此节的教学过程可以按HPS教学模式进行如下教学设计：
3.1演示现象 出示受水型水钟，让学生看自己的手表说出此时时刻，教师打开水钟，经过一段时间，教师看着水钟说出这是时刻，与学生的手表显示时间是相同的。
3.2引出学生的观点
问题：古人是怎样想到用流水来制成水钟的？流水与时间有哪些相似的特点？
学生：流一定的水量需要一定的时间
3.3学习历史 教师通过多媒体展示在没有钟表以前，古人就是用水和火来计时的，根据古书记载，我国在两千多年前，就有了一种滴水计时的“刻漏”， “漏壶”，水钟。根据等时性原理，滴水记时有两种方法，一种是利用特殊容器记录把水漏完的时间（泄水型），另一种是底部不开口的容器，另一种是底部不开口的容器，记录它用多少时间把水装满（受水型）。中国的水钟，最先是泄水型，后来泄水型与受水型同时并用或两者合一。自公元85年左右，浮子上装有漏箭的受水型漏壶逐渐流行，甚至到处使用。
3.4 激发学生自己设计实验进行探究
教师指出流水和时间存在一定的关系，这个关系如何找出来呢？可以通过前面的演示启发学生想到：流一定的水量需要一定的时间，水位影响水流速的快慢。学生可以根据演示现象，结合已有知识自己设计实验进行探究（教师可以给予适当的引导）。
3.5 呈现科学观念和进行实验检验
教师介绍教材的实验，引导学生做“滴漏实验”，由“滴漏实验”得出：在一定条件下，水的流动具有等时性，所以可以用水来测量时间。在实验过程中发现了与古人同样发现的问题：在这样的装置中，水流的速度是先快后慢的，从而让学生想办法，也是古人用到的方法——让水位保持相同，解决了先快后慢的问题。
实验装置如教材所示，由铁架台，量筒，一次性塑料杯和停表。
实验一：测量积聚100毫升需要多少时间
教师组织学生以小组为单位用一次性塑料杯，在杯底扎一个小孔，装满水。一个人按表，一个人记录，一个人倒水、一个按住孔说开始再放手，观察并记录量筒积聚100毫升需要多少时间。用同样的装置再作一次并得出结论。
实验二：积聚20、40、60毫升分别需要多少时间
学生在实验一的基础上推测分别积聚20、40、60毫升的水，分别需要多少时间？作好记录。然后学生做实验验证积聚20、40、60毫升分别需要多少时间？观察并记录。对比两组数据，分析得出结论。
3.6 总结与评价
通过“滴漏实验”，学生亲身经历流水计时这一活动得出了如下结论：
（1）在一定的条件下具有等时性的特点
（2）水位不同将影响水的流速
从上面的课堂教学设计我们可以看出:HPS理论将科学史、科学哲学和科学社会学的内容与学生的学习有机结合。在问题情景中让学生进行探究，发挥了学生的主动性，培养了学生解决问题的能力。同时通过此种教学拉近了学生与科学家的距离，让学生认识到了一个个“真实鲜活”的科学家。增强了他们学习的自信心，加强了他们对科学本质的理解。
当然HPS教育理论并非适合所有的科学课教学，所以在应用此种理论进行教学设计时，要根据具体内容的不同进行不同的选择。此外，在适合用HPS教学模式的课堂教学中，教师应根据实际情况对教学过程进行灵活的取舍和适当调整，如果生搬硬套，反而有违设计者的初衷。 | |
|
Publication dates:2008年12月15日 - Writer:超级 管理员
|