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广州STEM~~~——家用金属器具腐蚀研究
广州STEM~~~——家用金属器具腐蚀研究
2019年10月09日 星期三 出版 上一期  下一期
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广州STEM
STEM走进小学科学课程
——家用金属器具腐蚀研究
  广州市天河区华阳小学  彭俏苑  郑松南

  摘要:金属制品的使用,给我们的日常生活带来了极大的便利,但金属制品在使用过程中,容易受到腐蚀,使用价值降低,甚至完全失去使用价值。通过STEM项目研究家用金属器具在不同的液体中腐蚀速度和程度,是为了找到避免家用金属器具腐蚀的途径,保护金属免遭破坏。

  关键词:家用金属器具;腐蚀;探究

  一、课程背景

  STEM教育是美国应对21世纪国际人才竞争的一项国家教育战略,近年来已成为国际教育界的热点研究问题。STEM教育并不是科学、技术、工程和数学教育的简单叠加,而是强调多学科的交叉融合,以更好地培养学生的创新精神与实践能力。

  我们希望设计与开发立足学情、培养学生核心素养的STEM主题课程,创设多层面、多角度、多学科的问题情境,培养学生的创新思维和实践能力。本文选取“家用金属器具腐蚀实验研究”作为主题,这个想法源于孩子在日常生活中,发现厨房炊具、厕所水龙头、饮水机出水口等出现不同程度的腐蚀,于是激发了兴趣,想要对此进行研究,如何才能避免金属的腐蚀。孩子们的疑惑带给教师启发:把孩子的思考变为探究的问题、学习的契机,让孩子们快乐地参与到一系列的实践探究活动之中。并在此过程中培养孩子发现问题、解决问题的综合能力。

  二、实施对象

  六年级学生

  三、课程目标

  该STEM项目能使学生在探究过程中,应用所学的科学知识应对现实世界问题,创造、建构、发现、合作并解决问题。让学生在参与、体验中不仅获得结果性知识,还习得蕴含在项目问题解决过程中的过程性知识。

  根据STEM教育理念,结合项目的具体内容和中小学生核心素养,我们将目标细化为以下几点:

  1.通过查阅书籍、上网搜索关键信息等方式,收集、分析、处理信息;

  2.通过提出问题→预测与猜想→实验设计→数据分析→结果讨论这一完整的探究流程,提升学习能力、思维能力,加深学生的认识和观察,完成对知识的“动态建构”。

  3.在小组合作学习的过程中,激发学生对科学的兴趣,培养学生团结协作的精神。

  四、课程内容

  “家用金属器具腐蚀实验研究”是教科版小学科学六年级下册第二单元《物质的变化》的拓展内容。在本单元中,学生已学习了《铁生锈了》,知道铁生锈的真正原因,并进一步探索铁生锈的速度,从而研究控制铁生锈速度的方法。在本研究中,通过调查找出家用金属器具常用的几种金属(如铁、铝、铜、铸铁、不锈钢等),按照这些金属常用的环境(盐水、酱油、醋、洗涤剂、消毒水等)通过几个月的观察和测量这些金属发生腐蚀的情况,研究这些金属在不同时间段的腐蚀状态,从而想办法避免家用金属的腐蚀。

  五、实施方式及过程

  实施方式

  课程实施过程中,学生围绕“家用金属器具腐蚀研究”进行探究活动。以问题为载体,以任务为驱动,以活动为主线,让学生在玩中学,做中学。

  1.兴趣激发阶段

  科学课上,学生在学习了《铁生锈了》这一课后,提出“怎样让家用金属器具不发生腐蚀”这个问题,教师抓住契机,并发动头脑风暴,组织学生对家用金属器具腐蚀进行研究。通过查阅资料、上网搜索关键字等初步拟定实验方案;

  2.调查研究阶段

  通过查阅资料、上网搜索关键字等初步拟定实验方案;并以小组为单位进行实验研究,长时间观察实验现象、记录实验数据;

  3.数据分析、整理阶段

  通过对实验数据和结果的分析、整理,得出结论;

  4.应用阶段

  将获得的结论应用到实际生活中,保护生活的家用金属器具,避免腐蚀。

  六、成果与反思

  (一)成果展示

  从实验中可以看出,铁在各种液体中都是最易被腐蚀的,铁在有水和有氧的环境中很容易生锈,铁锈是疏松的、红色的;其次是铸铁,铁锈是黄色的、疏松的;铝因为有一层致密的氧化膜而不容易被腐蚀;铜在酸性或碱性环境中会被腐蚀,含铜溶液是蓝色的;不锈钢也是较不易被腐蚀的金属,如果考虑排出铝氧化膜的作用使其不易被腐蚀,不锈钢的腐蚀性应排在几种金属的最末位。几种溶液中,醋、洗涤剂、消毒水中的金属较易腐蚀。因此我们知道:金属腐蚀的程度跟金属和液体的酸碱度(ph值)有关,ph值越接近中性(接近7),腐蚀能力就越小,ph值越高或越低,腐蚀能力就越强。

  (二)反思

  该STEM项目引发了我们的思考:STEM落地生根关键在教师,那教师应该如何做呢?我们的教学中心应放在如何设计有质量的问题,把学习权利交给学生,适时调整课程进度,小组讨论困难。与此同时,教师创设STEM学习情境,要在教会学生上下工夫:驱动问题、学习目标、情景探究、促进协作、成果作品,缺一不可。另外,老师教给孩子项目教学,以学生为中心,小组合作,解决真实问题,项目导向。

  此作品获2018年天河区STEM案例展评活动一等奖

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