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舟山岱山:探索虚拟实验教学新路径,擘画科学教育新宏图 [复制链接]

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舟山岱山探索虚拟实验教学新路径擘画科新宏图


  为深化科学教育改革,构建虚实融合的科学实验教学创新体系,推进虚拟实验技术与课堂教学的深度整合,近日,岱山县教育局举办虚拟实验赋能科学教育专题研讨活动,通过课例展示、专家评析、区域经验共享及战略规划,系统呈现虚拟实验技术驱动下的课堂教学创新实践,为海岛科学教育高质量发展提供创新样态


  虚实融合:重构科学课堂新样态

  本次活动,小学科学课堂以《模拟安装照明电路》为范例孔科翰老师通过创设为工地移动板房设计双控照明电路”这一真实工程情境,引导学生通过虚拟实验平台完成需求分析电路设计实验验证迭代优化—实物安装全流程实践。虚拟技术的介入使电路运行状态可视化,降低了操作难度,缩短了电路“安装”时间,学生可快速定位问题并迭代优化设计,显著提升工程思维与问题解决能力,大幅度提升了课堂学习效率在初中科学《虚实相融测电流》一课中,孙东飞老师则通过虚拟环境为学生创造反复试错的机会,充分激发学生的自主探究能力。学生在学习中,可虚拟场景自由尝试不同电流表连接方式,模拟短路、断路等复杂电路状态,通过即时反馈机制快速理解电流表量程选择、正负极接法等核心操作要点。这种技术赋能的试错学习模式,将传统课堂中常见被动实验和模仿操作转化为猜想验证反思的主动知识建构过程,显著提升学生科学探究的深度与效度。从这两堂课中同时可见,虚拟实验的趣味性激发了学生的学习热情和探索欲望,通过具象化的交互设计实现了从“要我学”到“我要学”的学习动力转化。


  专家赋能:解码虚拟实验应用价值

  与会专家指出,虚拟实验不仅是一项教学技术工具,而且可以成为学习方式变革的脚手架岱山县小学科学教研员章林妹强调,虚拟实验赋能小学科学工程实践教育有显著优势。一是能够“注重关联,强化学科实践”,可以通过虚拟工程情境,将离散知识点转化为连贯的实践链条,促进学生系统思维发展;二是能够“技术赋能,深化工程实践”,可以通过需求分析设计验证实物安装的虚拟进阶路径,搭建符合儿童认知规律的工程实践框架,实现抽象原理与具象操作的认知衔接;三是能够“虚实融合,优化学习方式”,借助虚拟实验即时反馈特性,使电流走向、元件状态等隐性知识显性化,突破传统教具的静态展示局限。岱山县初中科学教研员徐飞老师指出,面向初中生抽象思维进阶需求,虚拟实验通过“破局·重构”在深化科学探究中发挥独特价值。一是高危实验更有安全保障,可以在无风险环境中锻炼学生规范操作意识;二是微观现象宏观解析于实验现象不明显或是肉眼不可观测的状况进行动态模拟,增强学生对相关科学概念的理解;三是试错机制赋能探究借助虚拟环境无限次重复实验特性,支持学生自主设计更有挑战的实验操作,在猜想证伪再构循环中发展批判性思维和探究能力


  区域经验:构建教学提质增效新机制

  活动特邀上虞区电教馆馆长王高锋分享虚实结合,用出实效的实践经验,系统呈现虚拟实验赋能区域教育高质量发展的创新路径。基于上虞区规模化、常态化、实效性的应用成果,王馆长介绍,在提升教学效率上,虚拟实验为师生搭建了便捷的练习平台,大幅提升实验能力补差效率,帮助师生将节省的时间用于课堂上的深入探究,有力保障教学进度;针对传统实验中的安全风险,虚拟实验规避了化学试剂泄漏、物理器材故障等潜在风险,为实验教学筑牢安全防线;在推动教学模式革新上,虚拟实验通过数字化手段,为教学提供精准的数据支持,构建精准评价系统,助力教师实时了解学生实验操作情况,为分层教学提供实证依据。王馆长提出,岱山经验结合上虞实践,已经形成一套完整的虚拟实验教学可持续发展模式,平台建设、师资培训、课程设计等多个环节,构建科学实验教学提质增效的新机制。


  战略布局:锚定科学教育数字化未来

  岱山县教育局将推进虚拟实验教学作为提升科学教育质量的必答题,该县教育局党委委员、总督学郭央松强调,县域和各学校要用详实的数据评估教学效果,不断探索科学教育数字化未来以实际行动推广虚拟实验教学的价值,要将科学的梦想融入学生的成长过程,为海岛学子播撒创新种子。

  此次研讨活动标志着岱山县科学教育迈入虚实融合、数智赋能新阶段岱山正以虚拟实验为支点,撬动教学模式革新,为县域教育优质均衡发展注入持续动能。(通讯员:岱山实验学校   於浩东

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部分活动资料分享:

6楼 模拟安装照明电路(孔科翰)教案

7楼 模拟安装照明电路(孔科翰)课件

8楼 虚实相融测电流(孙东飞课件

9楼 专家讲座:(小学 章林妹)新理念 新技术 新实践——虚拟实验赋能小学科学工程实践教育 课件

10楼 专家讲座:(初中 徐飞)破局·重构:虚拟实验赋能初中科学课堂 课件

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虚实融合:重构科学课堂新样态


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专家赋能:解码虚拟实验应用价值
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区域经验:构建教学提质增效新机制
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战略布局:锚定科学教育数字化未来
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模拟安装照明电路(孔科翰

【教材简析】

“模拟安装照明电路”是本单元的第八课,对应的是新课标学科核心概念中的“技术、工程与社会”和“工程设计与优化”。本课要求学生运用所学电路知识,小组分工合作,设计方案,反思完善设计,最终完成一个房间照明电路的安装。把知识应用于实践,让学生认识科学与技术的密切联系,体验科技创造中运用科学知识的重要性。从本单元的结构和内容来看,这一课是本单元学习的总结与拓展课,也是典型的科学、技术与工程结合的实践课。整个单元的安排是一个严密的结构,课与课之间有着学生认识发展上的逻辑关系。学生从认识电路、电流、开关、电路检测器、导体、绝缘体等,这一系列的探究活动将最终指向对电的认识。

【学情分析】

通过一个单元的学习,学生对电路已经有了比较多的了解,知道了怎样连接一个简单的电路、如何检测故障电路、怎样制作开关,并用开关来控制电路的通与断。在本课中,学生以小组合作的形式,为一个房间设计并模拟安装照明电路。该任务需要结合科学知识和实际应用,具有一定的挑战性,对四年级的学生有一定难度。

【教学目标】

1.通过设计并安装一个房间的照明电路,知道一个简单电路的构成需要电池、导线、灯泡等元件,了解选择不同的材料,可以连接出不同的电路。

2.通过建造家庭照明电路模型,分析电路的形成条件及电流路径。

3.能通过选择不同的材料,建造模型来测试、评价设计,再反思和完善,进行有针对性的改进

4.在设计并安装一个房间的照明电路过程中,发现科学知识来源于生活,并服务于生活,乐于将所学的电路知识应用到实践中;培养乐于倾听、善于表达、勇于挑战的科学态度。

【教学重难点】

重点:经历设计全过程,明确问题、确定方案、设计制作、改进完善,并学会将所学知识应用到科学实践中。

难点:将所学的电路知识应用到实践中,解决现实生活中的实际问题。

【教学准备】

教师:教学课件。

学生:导线、小灯泡、小灯座、电池、小开关等;2.画设计图的打印纸、彩笔。

【教学过程】

一、导入

为工人的移动板房安装照明电路,创造情境

师:本次工程任务的要求有哪些?板书任务要求

学生思考回答,明确任务要求

(设计意图:创设情境,激发学生探究兴趣。

二、画图设计

教师出示房间平面图,请同学们根据任务要求先设计电路图

学生小组讨论并画出电路安装的设计图

师:我们现在来看小组设计的怎么样

挑选至三组设计,展示他们的设计是否满足任务要求小组代表分享设计图,共同讨论完善设计

(设计意图:明确任务是工程活动的开始,重点要了解解决问题的具体要求。通过展示小组的设计图,共同讨论发现设计图的优缺点,思考自己小组的设计图是否达到任务要求。

三、虚拟检测

引导使用虚拟设备,各小组用虚拟平台检验一下是否符合要求,修改并完善设计图

师:通过检验大家的设计结果可行吗?请小组来展示。请说说虚拟实验中出现了什么问题,你们是如何解决的?学生展示、分享、交流虚拟实验平台的检测结果。

(设计意图:将设计方案与别人交流,倾听他人意见建议。修改完善方案,让学生体验任何一个产品的成功都要不断修改和优化

四、模拟安装

教师提供电路原件,请按照小组修正后的设计进行组装。组装时,老师提醒学生开关在安装过程中要处于断开状态,安装完成后再闭合开关检验电路。

学生根据设计图组装照明电路,教师指导学生展示安装成果学生完成后展示交流。

(设计意图:让学生经历设计、模拟、操作的过程,体验生活中工程师的工作过程。在交流评价中倾听他人意见,表达自己的观点培养倾听、表达、思考能力。)

五、拓展思考

夏天快到了,移动板房内会很热,请你在原来的设计图中增加一个电风扇和一个开关,要求还是一个开关控制一个用电器。课后继续去设计。

(设计意图:激发学生进行更深入学习探究,联系生活实际,将所学知识应用于生活。)

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模拟安装照明电路(孔科翰)课件
2.8 模拟安装照明电路(课件)-2022-2023学年四年级科学下册同步备课(教科版).rar (, 下载次数:15)
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虚实相融测电流(孙东飞)课件
(已压缩)虚实相融测电流.rar (, 下载次数:5)
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专家讲座:(小学 章林妹)新理念  新技术  新实践——虚拟实验赋能小学科学工程实践教育 课件
(已压缩)新理念 新技术 新实践——虚拟实验赋能小学科学工程实践教育(1).rar (, 下载次数:8)
(已压缩)新理念 新技术 新实践——虚拟实验赋能小学科学工程实践教育(1).rar (, 下载次数:6)

(2025/4/2 19:31:31 上传)

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专家讲座:(初中 徐飞)破局·重构:虚拟实验赋能初中科学课堂 课件
(已压缩)破局·重构:虚拟实验赋能初中科学课堂.rar (, 下载次数:6)
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因为每个附件上传受限不能大于2M,原先100多M的课件只能用PDF压缩成2M以内,图文质量下降不少,敬请谅解。
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