“科技館活動進校園”項目案例　鋼鐵是怎樣煉成的

于艦　宋震

“鋼鐵是怎樣煉成的”課程是依托遼寧省科學技術館館校結合綜合實踐活動平臺，以工業搖籃展廳特色展品“鋼鐵小屋”為主題，借助其中的“近距離觀測金屬”“高爐技術”“轉爐技術”“連續鑄造”“鐵的科學”“產品展示”幾件展品，以基于實踐的探究式學習為教育理念，以探究式學習、情景教學為主要教學方法，輔以角色扮演、趣味實驗、展品體驗等活動形式開展的課程。與學校教育不同，本課程借助展品的直觀性，側重培養學生的綜合實踐能力。在活動中學生不但可以了解相關科學知識，還可以認識遼寧省工業歷史和產業布局，激發學生對物質科學的興趣，培養學生的科學思維。

設計思路

“鋼鐵是怎樣煉成的”課程充分結合科技館資源，每一個環節都有對應的展品：以展品“金屬的結構”為切入點，學生由觀察開始逐漸深入，借助展品“高爐技術”“轉爐技術”使學生化身為“鋼鐵小工人”完成加工任務，結合展品“鐵的科學”對比學習金屬材料和其他非金屬材料在生活中的應用，最后一個展品“產品展示”不僅僅展示產品，也是學生的自我展示和交流。課程采用的教育理念、教學模式和教學方法可隨著學生年齡的變化適當改變，最大限度地讓學生自己帶著問題找尋答案。

課程目標

◇科學知識：了解金屬結構特性，知道金屬材料在生活中的應用，了解鋼鐵冶煉的過程。

◇科學探究：能在觀察比較中提出可探究的科學問題，基于所學知識制訂簡單的探究計劃，依據證據運用分析、比較、概括等方法，分析結果，得出結論，并與他人交流，作出自我評價與調整。

◇科學態度：樂于嘗試運用多種思路、多種方法完成科學探究，體會創新實踐的樂趣;能分工協作，進行多人合作的探究學習，分享彼此的想法;引起熱愛家鄉的情感共鳴。

◇科學、技術、社會與環境：了解科學技術對人類生活方式的影響，以及自然資源在產業分布中的作用。

課程介紹

課程結合小學科學課程中的物質科學內容，以金屬和非金屬特性、鋼鐵的冶煉加工流程、金屬工業的發展為主要學習內容，采用5E教學模式，讓學生在體驗展品、探究實驗等過程中了解鋼鐵在日常生活中的應用，培養學生的科學探究能力、科學思維方法及勇于探索的科學品質。

第一階段：引入

問題引入，什么是金屬？簡單介紹金屬的特性，以及在當地具有代表性的鋼鐵文化。不同的金屬，它們的顏色、延展性、導電性、導熱性都是不一樣，金屬的晶體結構決定材料的性能。在自然界中，絕大多數金屬以化合態存在，少數金屬例如金、鉑、銀，以游離態存在。金屬礦物多數是氧化物及硫化物。

通過工業搖籃展廳“近距離觀測金屬”展項，對不同的金屬形成初步認知，針對學生年齡可創設情境，以漫威電影鋼鐵俠打造“反浩克戰甲”片段作為課程引入，進而結合學習單上觀測任務完成本階段學習，讓學生自己找出不同金屬的結構有什么不同。

第二階段：探究

結合工業搖籃“鐵的科學”展項完成以下實驗，進而全面了解金屬特性。

熱傳導實驗 引導學生操作展項，啟動加熱器和紅外熱成像攝像機，觀察鋁鍋和鐵鍋的溫度變化速度有什么不同。記錄不同時間段內鋁鍋和鐵鍋的溫度，分析為什么不同的金屬具有不同的導熱性能。

導電性測試 引導學生操作展項，觀看尺寸相同、材料不同的導線在不同電路中電流大小的區別。學生觀察并且記錄數值，從而了解不同金屬的導電性不相同，其導電性與其電阻率有關，電阻率的大小取決于導體的材料、長度、溫度和橫截面積。

彈性實驗 在物理學上，彈性是指物體在外力作用下發生形變，當外力撤銷后能夠恢復原來大小和形狀的性質。引導學生操作展項，用手分別接壓2個彈簧，感受不同材料的彈性區別，分別用2種不同材料的夾子夾起重物，看看哪個夾得更牢固。

電磁性能測試 無線電波是一種電磁波，當它在空間傳播過程中遇到導體時，可使導體中產生感應電流。感應電流與無線電波的變化相同。因此，利用導體制作的天線，可以接收到無線電波，實現無線接收的功能。金屬天線是導體，能接收電臺發送的無線電波，而木頭和塑料天線是非導體，不能接收無線電波。引導學生操作展項，轉動轉盤，為收音機選擇不同材料的天線，看看哪種天線可使收音機接收到信號，并記錄觀察結果。

聲音測試 聲音由物體振動產生。形狀相同的物體，硬度越高，頻率越高，音調就越高。引導學生操作展項，分別按下用金屬和其他材料制作的車鈴，聽聽它們的聲音有何不同。結合自己所學聲音的相關知識進行解釋，并記錄和分析結果。

通過以上對展項的操作，引導學生歸納金屬的幾大特點，并結合展項中的變量總結金屬各種性質的相應規律。在此環節中，使用“鋼鐵俠”標志作為答題獎勵，增加學生的積極性和專注度。

第三階段：角色扮演

學生化身“鋼鐵小工人”操作展項，模擬鋼鐵生產過程。

借助“高爐技術”“轉爐技術”和“連續鑄造”展項，學生分組對教師下達的生產任務進行實地操怍。按照車間生產工序把學生分成3組，第1組負責操作高爐，主要任務是主產品鐵水制造和副產品礦渣收集;第2組負責轉爐技術，主要任務是在得到第1組的鐵水后煉制鋼鐵;第3組負責連續鑄造，主要任務是進行成品加工。學生可記錄每一步的操作流程。

第四階段：知識遷移

幫助學生了解鋼鐵鑄造的發展歷程，以及遼寧本地工業發展歷程和產業布局。

鑄造在我國約有6000年歷史，進入20世紀，鑄造業發展的速度很快，其重要因素之一是生產技術的進步。遼寧是新中國重要的工業基地，有“共和國長子”之稱。遼寧之所以能成為重工業實力雄厚的省份，不單單有產業基礎好、產業工人隊伍龐大成熟的特點，更因為遼寧各種礦產資源豐富，鐵、菱鎂礦、金剛石、硼等礦產保有儲量居我國首位，石油、滑石等礦產保有儲量居我國前5位，人均礦產資源擁有量居全國第1位。正是結合這些天然優勢，遼寧形成了以沈陽為中心，輻射鞍山、撫順、本溪、營口等地的工業城市群，產業鏈完整、布局合理，且具有鐵路、海運、航運的交通物流優勢。隨著時代的發展，遼寧的工業布局和工業模式也在發展，很多工廠搬遷，也讓我們的城市和環境發生了變化。結合這些特點讓學生舉出身邊的變化，更深刻地認識自己家鄉的精點。

第五階段：評價

教師引導學生到達展項“產品展示”，在這里不僅要完成展品學習的成果匯報，還要完成綜合實踐活動評價表，評價包括參與合作態度、發現探索問題、實驗探究態度3方面，幫助學生作出自我評價與調整。