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名称:科学探究课程简介
编号:Pro201262161249
时间:2012/6/2 16:15:28

1. 引进原因和背景

在新的基础教育课程体系中,信息技术教育是九年义务教育综合实践活动课程中的四个必修内容领域之一,是由国家规定、地方和学校组织开发与实施的课程。义务教育阶段的信息技术课程是一门以培养学生的信息素养为主要目标、以综合实践活动作为课程形态的必修课程

本着面向学生全体发展和全面发展的精神,中国教育技术协会信息技术教育专业委员会一直致力于机器人教育的改革与探索,形成了以“机器人进课堂”为口号,实现了以“构建与功能、算法与程序、设计与制作”为基本内容的课程体系,把机器人教育纳入基础教育体系成为了可能。

为推动课程改革的实施,中国教育技术协会信息技术教育专业委员会携手南京师范大学李艺教授指导科技有限公司和电子工业出版社,推出义务教育阶段的低成本多功能教学用的机器人配套教材,启动了“机器人进课堂”项目。该项目将在全国部分省市以地方课程或校本课程的形式开展机器人教学实验,从试点开始逐步积累经验,扩大影响,直至变成全国的成熟的机器人教学课程。

卓越基于信息技术总纲,凭借长期对信息技术教育的关注和研究积累,投入了大量资源进行技术攻关和教学研究,推出了一整套具有高度教学适用性、理念前瞻性的信息技术-机器人课程教育体系。此体系中新技术平台与信息技术高度融合。采用学生喜闻乐见的机器人平台,来实现信息技术教学,让学得的知识可观、可感、可展示,增强了学生学习这门课程的兴趣。激发了学生的创造性思维能力。提高了教学效果。反映信息技术教育研究最新成果。

2. 机器人基本理念

以机器人创意项目组合为载体,以机器人器材为工具,为学生设立相应的机器人创意项目课程,让学生在充满乐趣的活动中,学习并掌握机械、电子结构、信息技术、电脑应用等综合知识,使他们在探究科学知识的实践中,成为小发明家、小工程师,让孩子体会自身价值,实现未来的梦想。同时,培养他们的团队协作意识和创新能力。

3. “机器人进课堂 中小学信息技术课程实施整体解决方案

为推动新课程体系改革的实施,卓越携手中国教育技术协会信息技术教育专业委员会和南京师范大学李艺教授,针对义务教育阶段的低成本多功能教学用机器人产品及配套教材,启动了“机器人进课堂”项目,制订了课程实施的整体解决方案。

整体方案以国家中小学信息技术课程标准为依据,以及版本教材为参考,高度融合先进的教育理论,为中小学信息技术课程教学实施提供:

◆完整课程教材体系

◆完整实验室建设方案

◆完整实验室配置方案

◆机器人创新制作套装

◆完整的集成开发环境

◆完整的竞赛考试包

◆完整网络资源体系

◆支持与服务

4. 课内与课外相结合,形成学校特色发展格局

卓越科学素养培训项目课程是作为课外课程进入各个学校的,其与各校的学校教育及科技社团活动有机结合,互相促进,形成了科学特色教育的新格局,受到各地教育主管部门的关注,多次组织来自各区小学的领导和老师观摩、学习。

从上图中,我们可以看到,作为课外课程,一方面,卓越科学素养培训项目课程通过寓教于乐的教学和活动,激发了孩子们的科学学习兴趣和成就感,从而推动了课内科学教学的进行和发展。

另一方面,卓越科学素养培训项目课程是在课内教学基础上更高水平的学习,其充分尊重和关注每个孩子特有的潜能,采取“做中学”的手段,在他们完成任务的过程中,培养学生们的科学习惯、创新能力、科学探究能力、和团队合作精神,而最终在任务完成时他们所体会到的巨大喜悦与满足更是任何传统书本教育所无法赋予的。由此,卓越素养培训项目课程成为了课内科学教学的强有力补充。

5. 学生、家长——最大的受益者

卓越科学素养培训项目课程在邯郸市汉光中学的开展最大的受益者是学生及家长。其为学校及周边的少年儿童提供了科学素养培训的优秀平台,引起了不小的反响。学生们在参与学习后可以:

Ø 根据自身兴趣,选择更广泛的学习内容,有利于综合素养的提升。

Ø 参与多种活动,拓宽视野,增长见识。

Ø 参与科技类竞赛活动,并取得优异成绩,为激烈的升学竞争增加砝码。

Ø 科学课程对学生主要课程的学习产生了不小的推进作用,为提高学生科学素养及将来理工学科的学习提供了非常大的帮助。

6. 学校——特色科学教育成果显著

通过与卓越科学素养培训项目的合作,邯郸市汉光中学大大的丰富了学校的科学课程体系,完善了学校的科学课程结构,特色科学教育成果显著。具体而言,体现在以下几方面:

Ø 办学特色鲜明

目前国内,少年儿童科学素养培训仍然处于蓝海状态,以科学教育为特色的学校很少。邯郸市汉光中学鲜明的特色科学教育,获得了巨大的成功,在推广素质教育方面走在了同行的前面,受到了邯郸市教委的大力表彰。

Ø 促进了校园文化的形成

卓越科学素养培训项目课程的引入,和丰富多彩的科技活动为弘扬邯郸市汉光中学“好学、会学、勇于创新”的校园文化助力不小。

Ø 促进了教师专业化发展

邯郸市汉光中学在引入专业师资的同时,自身的师资也吸取了新观念,学习了新方法,促进了科学课教师的专业化发展。

实验课程特色

(一)、课程六大特色  

Ø 1、一人一套实验器材,亲自掌握科学真知

Ø 2、物理、化学、生物、天文、地理综合学习,提升未来成绩

Ø 3、三百套中外教材,新颖丰富。

Ø 4、名师指导,助教协助,保证人人学会

Ø 5、能力教育,增强学习效果

Ø 6、快乐自信,人人都是小科学                                                       (二)、教材特色

Ø (1)以台湾、澳大利亚教材为主,并撷取三百套欧美及国内外科学教材课程精华,内容新颖丰富。 

Ø (2)物理、生物、化学、自然、天文、地理及相关知识课程综合学习,提高未来成绩。 

Ø (3)生活化,实用化,注重知识学习、兴趣和能力培养。

Ø (4)由基础而逐步提升,循序渐进,符合儿童成长的身理、心理特点。

Ø (三)、教法特色

Ø (1)专业教师授课,助教协助,双重学习效果,保证人人学会。

Ø (2)采用西方启发式,交互式教学, 注重问题回馈、复习巩固;鼓励、肯定学员,真正体现以人为本。亲自动手做实验,理论联系实际,课后实验作品带回家,学员极具成就感。

(四)、学习效果

Ø 1、显著提升科学知识、素养、动手能力

Ø 2、孩子更有自信心、成就感

Ø 3、孩子更快乐

Ø 4、提高整体学科的学习兴趣及能力

Ø 5、成为班上的科学小老师

Ø 6、对中学的物理、化学、生物….等科有明显的帮助

Ø 教育界人士一致认为,能够提升学生十大能力:

Ø 1、动手能力强                2、注意逻辑与条理步骤       

Ø 3、自信心强                  4、容易获得成就感            

Ø 5、科学知识特别丰富          6、培养探索精神        

Ø 7、专注力强                  8、提高整体科学素养    

Ø 9、更喜欢研究与发明          10、对学习态度更主动

(五)、课堂瞬间

课程介绍  一、二年级

课程

主要内容

图片展示

直升飞机

直升飞机的组成结构和起飞原理

道闸

认识涡轮蜗杆与齿轮以及齿轮在道闸里的作用

齿轮组的加速与减速

昆虫运动

了解昆虫的特征与爬行方式

制作七星瓢虫模拟昆虫爬行

表面张力

认识不同液体的表面张力,观察生活中表面张力的应用

自制小手电

认识电源、开关、导线和灯泡

了解简单的电路知识

恐龙化石

了解三叠纪、侏罗纪与白垩纪时期的恐龙

区分各类型的恐龙

龙卷风

认识龙卷风,了解龙卷风的形成

提高防范意识,如何在天然灾害中保护自己

啄木鸟

了解啄木鸟的习性与特征,制作啄木鸟

认识重力与弹簧震动

转圈玩偶

认识马达和简单的电路,制作转圈玩偶,了解其转动原理

自制汽水

认识汽水里的气泡二氧化碳

制作汽水并了解其成分制作原理

拉线小车

制作拉线小车掌握其原理

了解摩擦力与摩擦力的应用以及危害

喷气船

制作喷气船掌握其运动原理

认识反冲以及生活中的反冲现象

跳起的磁铁

认识磁铁了解磁铁的性质

认识电与磁的关系

印花手绢

制作印花手绢

掌握相似相容原理以及在生活中的应用

音乐瓶

了解音乐瓶的发声原理,认识频率响度与音色制作音乐瓶弹奏音乐

课程介绍  三、四年级

课程

主要内容

图片展示

滑翔机

制作滑翔机,了解伯努利原理与滑翔机飞行的原理

浮沉玩偶

认识浮力,应用帕斯卡原理与物体的浮沉条件

电灯笼

了解简单的电路元件与电路知识以及电路的连接

杆秤

认识杠杆,应用杠杆的平衡条件

织布机

了解织布机的结构和原理认识经纬线

彩虹色水

掌握密度的概念,学会区分密度的大小

下雨报警器

认识电解质与电解质导电的特性,寻找生活中的电解质

竹签陀螺

认识重心以及学会寻找物体的重心和保持平衡的方法

笼中鸟

认识动画片的制作过程以及人眼结构,制作笼中鸟了解视觉暂留

地雷包

认识小苏打与柠檬酸,通过实验了解其发生的化学反应

云霄飞车

认识动能和重力势能,了解它们的转换关系

砰砰抢

了解大气压力,认识波意尔定律掌握砰砰枪的科学原理

水晶皂

认识皂基和皂化反应,制作水晶皂

多角魔方

认识三角形,四边形了解棱柱的外形特点制作多角魔方

刷刷车

认识弹力和弹性物体了解弹力的产生,制作刷刷车掌握其运动原理

课程介绍  五、六年级

课程

主要内容

图片展示

走马灯

了解走马灯旋转的原理和制作技巧并进行创新

七彩光纤

认识光导纤维,了解光的全反射

手摇发电机

掌握手摇发电机的制作技能了解电与磁的关系

吉祥物

了解简单的并联电路认识不同形式的开关,初步认识铝箔纸

多角球体

了解多面球体模型在生活中的应用了解正多面体结构和半截角多面体

红外线遥控风扇

制作风扇,了解红外线遥控原理

磁悬浮

知道磁铁的性质与磁悬浮中的实际应用探究磁悬浮原理

C60晶体模型

了解同素异形体,认识C60的分子结构及作用

自制音乐听筒

认识音乐集成电路,了解音乐听筒的原理

好玩的鼻涕虫

了解化学原料聚合物并清楚表达硼酸钠的作用和性质

自制照相机

通过制作照相机探究照相机的工作原理理解凸透镜成像的概念

冲洗照片

初步了解光的传播知识探究洗相片的方法与过程

自制电动机

掌握电动机的转动原理,进一步认识电与磁的关系

发报机

认识蜂鸣器,掌握简单电路的连接制作发报机

电磁陀螺

了解电磁陀螺各元件的名称及作用理解电磁陀螺的工作原理

国际时钟

认识经纬度与时区分布图,制作国际时钟学会换算各地区时间

显微镜

认识洋葱细胞结构,练习使用显微镜的方法,观察细胞结构

天球仪

认识天球仪,初步了解恒星与星座,培养天文知识的兴趣

暖暖包

了解氧化还原反应,掌握暖宝的成分与发热原理

点头鸟

认识电磁铁,通过制作点头鸟进一步理解电磁铁的性质与其工作原理

摇摇摆

认识重力势能与其影响因素,了解能量之间的相互转化

铁树开花

认识金属与活性金属的性质,初步了解置换反应

四驱车

认识齿轮,掌握齿轮的加速减速与应用,进一步认识马达

DNA分子模型

认识人体细胞结构与细胞的生长与分裂,认识DNA双螺旋桨结构

翻版

认识物体的重心,学会找到物体重心的位置以及翻版的原理

电磁摆

认识单摆和单摆运动,掌握电磁摆的工作原理

飞翔的海鸥

认识涡轮蜗杆,了解机械运动的几种方式,掌握海鸥飞翔的原理

教学项目说明

科技创新能力培训初级段:

活动项目

任务

任务作品图示

学习目标

建筑结构的设计与制作

搭围墙

知道什么是建筑物,了解建筑物的分类。

知道墙是建筑物的重要组成部分。

学会搭建几种不同结构的墙,并会比较它们的承受力大小。

搭平房

了解世界各地的房子的多样性。

知道房子由哪些部分组成,以及每个部分的作用。

初步学会搭建几种不同形式的屋顶。能够按照一定的步骤搭建房屋模型。

搭楼房

了解盖楼房的一般流程。

知道设计楼房时需要考虑的因素。

能够搭建出不同样式的楼房模型。

搭自己的房子

进一步熟悉盖房子的的流程。

发挥想象力,设计和搭建个性化的房屋建筑模型。

动力小车的设计与制作

做一辆滑坡车

知道车子的基本组成。

能用构件搭建出在斜坡上滑行的小车。

探究小车滑行的距离与哪些因素有关。

做一辆重力车

知道什么是重力。

认识定滑轮,了解它的作用。

能够搭建出以重力为动力的小车模型。

探究重力滑行的距离与哪些因素有关。

做一辆橡筋动力车

知道弹力也可以作为一种动力。

能够搭建出以橡筋为动力的小车模型。

探究橡筋动力车的滑行距离与哪些因素有关。

做一辆风帆动力车

知道风力也是一种动力。

能够搭建出以风为动力的小车模型。

探究风帆的角度和面积等因素对小车的运动方向和距离的影响。

电子万花筒的设计与制作

制作简易万花筒

了解万花筒的工作原理。

知道万花筒的组成。

能够组装出一个简易万花筒。

制作多边万花筒

了解万花筒形状的多样性。

能够设计和制作出一个多边万花筒。

制作电子万花筒

了解简单电路的基本知识,认识发光二极管;初步学会连接简单电路。

能够制作出一个简单的电子万花筒。

玩转你的万花筒

了解万花筒的多样性。

能够从形状、结构、功能上对万花筒进行创意。

能够综合运用光学和电学知识,对电子万花筒进行改进。

简易机器人的设计与制作

让机器人动起来

知道什么是机器人。

知道机器人的基本组成及各个组成部分的功能。

认识常见的机械传动方式,知道齿轮传动能够

改变运动的速度和方向。

能够按图组装简易机器人并进行调试。

给机器人下指令

认识控制器,了解和掌握控制器的使用方法。

知道什么是程序,学会使用图形化编程软件编写简单的程序。

能把程序下载到控制器中,使机器人动起来。

让机器人按指令行动

了解程序的三种基本结构。

XLAB-C1 中掌握三种结构的用法。

能用XLAB-C1 编写较为复杂的程序。

让机器人变得更聪明

知道什么是传感器,了解它在生活中的应用。

认识制作机器人常用的传感器,并能根据需要选择合适的传感器。

能够编写较复杂的机器人控制程序,并进行运行和调试。

科技创新能力培训中级段教学项目说明:

活动项目

任务

任务作品图示

学习目标

起重机的设计与制作

制作简易手摇起重机

知道起重机由哪些部分组成。

了解定滑轮和动滑轮的特点。

初步学会设计和制作滑轮装置。

能够按图搭建出简易手摇起重机。

制作简易电动起重机

了解蜗杆传动的特点。

了解电动机的工作特点。

能够设计和制作简易电动起重机。

制作电磁起重机

知道起重机几种不同的吊物方式。

了解起重机不同吊物方式的应用。

学会组装起重机的吊具。

制作移动式电动旋臂起重机

了解链传动的特点。

进一步熟悉蜗杆传动的特点。

能够设计并制作移动式电动旋臂起重机。

水车的设计与制作

制作简易水车

知道水车的基本组成和工作原理。

能够按图组装简易水车模型,并会测试它的稳定性。

制作电动水车

了解几种不同的水车动力系统。

知道电能可以转化为机械能。

能够设计和制作电动水车模型。

制作舂米水车

了解水车舂米的工作过程。

知道水能可以转化为机械能。

能够设计和制作以水为动力的水车模型。

制作发电水车

了解水车发电的原理,知道水能可以转化为电能。

能够综合运用所学知识,设计和制作发电水车模型。

能够对所制作的发电水车进行测试,并提出优化方案。

电子蛋糕的设计与制作

设计电子蛋糕

能够收集、整理与电子蛋糕有关的信息。

能够根据需要进行电子蛋糕的外观设计。

能根据设计要求,选择制作电子蛋糕所需的电子器件。

让蛋糕亮起来

认识电阻,了解它的作用。

通过小实验,探究电路的连接方法(即串联和并联)。

能够识读简单的电路图,并根据电路图搭建实物电路。

把祝福唱出来

了解音乐芯片的功能,初步掌握它的连接方法。

了解扬声器的功能,初步掌握它的连接方法。

能够根据电路图搭建电子蛋糕发声电路。

让蛋糕转起来

认识干簧管,了解干簧管的作用。

能够利用电机驱动电子蛋糕转动。

循线清障机器人的设计与制作

让机器人“看得见”

知道光电传感器的功能,掌握它的基本使用方法。

能够根据障碍物的大小、高低、位置等来安装传感器。

了解数据采集的过程,能够编写程序让机器人“看得见”。

让机器人循线走路

了解使用两个传感器来控制机器人循线的原理。

探究两个光电传感器的安装位置和间距大小对机器人循线效果的影响。能编写出使机器人循线走路的控制程序。

给机器人装“手臂”

了解机器人手臂的结构。

能够按图搭建机器人的手臂。

能够利用所学知识,设计和搭建其他结构的机器人手臂。

让机器人循线清障

知道设计和制作简易机器人的一般过程。

能够按流程设计和制作一个循线清障机器人。

能够根据场景,改进、调整机器人的结构,调试机器人的程序。

科技创新能力培训高级段教学项目说明:

活动项目

任务

任务作品图示

学习目标

时钟的设计与制作

制作机械钟

了解机械钟的内部结构和工作原理。

能够运用齿轮系的有关知识,设计和搭建机械钟模型。

制作电动机械钟

了解带传动、链传动的特点。

熟练应用齿轮传动系的知识,设计复杂的齿轮传动系统。

能搭建由电机驱动的带时针、分针、秒针的电动机械钟。

制作模拟电子钟

了解电子钟的内部构造和工作原理。

认识CD4017 集成电路,知道它的作用。

初步学会使用CD4017 集成电路搭建电路。

运用变一变的创造技法,设计和制作电子钟。

制作电子钟

认识NE555 集成电路,知道它的作用。

初步学会使用NE555 集成电路搭建电路。

运用代一代的创造技法,设计和制作电子钟。

报警器的设计与制作

制作光控报警器

了解报警器的基本组成和工作过程。

认识一些电子元件(常见传感器、三极管),了解它们的作用。

能够运用搬一搬的方法,设计和制作光控报警器。

制作断开报警器

认识磁敏传感器,了解它的工作特点。

利用逆向思维的方法,设计和制作断开报警器。

制作缺水报警器

进一步认识三极管的放大作用。

学会使用三极管和音乐模块搭建电路。

运用反一反的创造技法,设计和制作缺水报警器。

制作浸湿报警器

进一步认识三极管的放大作用。

熟练使用三极管搭建放大电路。

运用搬一搬和代一代的创造技法,设计和制作浸湿报警器。

交通信号灯的设计与制作

制作手动控制的红绿灯

认识形形色色的红绿灯,知道红绿灯对交通的重要性。

了解手动控制的红绿灯的工作原理。

能够运用所学电子知识,设计和搭建手动控制的红绿灯。

制作定时控制的红绿灯

知道什么是定时控制。

了解定时控制的红绿灯的工作原理。

能够设计和搭建定时控制的交通灯。

设计和制作盲人用交通灯

知道缺点列举法也是一种创造技法。

体会创意对改善人们生活质量的作用。

综合运用所学知识,设计和搭建盲人用交通灯。

设计和制作智能交通灯

知道希望点列举法是一种创造技法。

能够运用希望点列举法,提出智能红绿灯的创意。

学会设计和搭建智能红绿灯模型。

踢球机器人的设计与制作

设计和制作原地踢球机器人

知道设计和制作机器人的一般过程。

初步学会根据上述流程,设计和制作原地踢球机器人模型。

设计和制作带球射门机器人

进一步熟悉设计和制作机器人的一般过程。

能够按照上述流程,设计和制作带球射门机器人模型。

能够对自己的设计方案进行优化和改进。

设计和制作拨球机器人

能够按照设计机器人的一般过程,制作出拨球机器人模型。

学会运用头脑风暴法,对拨球机器人的结构进行设计构思。

熟练使用图形化编程软件,编写拨球机器人的控制程序。

设计和制作投球机器人

继续运用头脑风暴法,对投球机器人的结构进行设计构思。

综合运用所学知识,设计和制作投球机器人模型。

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