“火山大爆發”系列科學課程

莎仁高娃

針對小學5—6年級科學課程標準中“地球與宇宙”科學領域的主要概念，以“火山大爆發”為主題，圍繞內蒙古科技館“地球四圈層”展品，利用巖石標本、實驗器材等場館資源和內蒙古本地區火山群教學資源，以基于實物的體驗式學習、基于實踐的探究式學習為教學理念，以探究式教學、基于項目的探究、野外研學為主要教學模式，以體驗式學習、多感官學習、情境教學和做中學為主要教學方法，達成了課程標準中“描述地球內部有地殼、地幔和地核三個圈層”“知道地殼運動是地震、火山噴發等自然現象形成的原因”“說出地殼主要由巖漿巖、沉積巖和變質巖三大類巖石構成”“具有基于證據和推理發表自己見解的意識”“說出人類不合理活動對自然環境的影響，樹立保護環境的意識”等教學目標。

本項目是系列課程，包括地球與火山、火山噴發、野外科考3個課程。每節課時長45分鐘，共2+4（研學）節課。下面逐一介紹3個課程的情況。

地球與火山

本節課以探究式學習為教學模式，從科技館展項出發，以火山石作為切入點，通過實驗，展開對地球內部及火山噴發現象的探究。

第一階段：創設情境，引出火山噴發的主題

教師設置故事情境 科考隊的X博士正在為參加科學考察任務選拔出的一批優秀隊員講解地球四圈層知識時，小助手興高采烈地跑進來，他的背包里裝了一塊火山石和一堆普通的石頭。小助手說：“博士，看我今天帶來了什么樣的新發現，一塊非常特殊的石頭！”然而，當X博士提出要看這塊石頭時，小助手卻說：“我當時走得急，把它和其他石頭混在一起了，這可怎么辦啊？”于是，X博士提出讓所有隊員幫忙在石頭堆中尋找出那塊最特殊的石頭，讓學生親身感受火山石與其他巖石的區別。

活動以情境導入調動學生積極性，讓學生運用已有的認知經驗尋找火山石，獲取火山石與其他巖石相區別的直接經驗。通過教師設置問題、學生討論與分享、教師總結引出“火山大爆發”主題。然后，學生觀看火山噴發視頻感受火山噴發現象。

第二階段：通過教師引導，引發學生對火山噴發現象的思考

教師設置問題 在不打破雞蛋的情況下，猜測哪顆是搖散后煮熟的雞蛋（蛋黃和蛋清混在一起）、正常的煮熟雞蛋（能分清蛋清和蛋黃）和生雞蛋？從而引出地球內部構造的概念，并結合火山噴發剖面模型解釋巖漿的來源。

通過對前2顆雞蛋的探究，激發探究興趣，鼓勵學生思考，為學生初步建立發表見解需要基于證據的認識。用切開的雞蛋與地球內部結構模型對照，方便學生理解，同時引出科學家探究地球內部構造的最初思路。通過對第3顆雞蛋的探究，引導學生理解證據不是只有“看”這一種手段，從而提出科學家探究地球內部構造的方法。

第三階段：自主探究與協作交流

通過面粉、番茄醬火山模擬實驗和針對火山噴發模擬實驗的探究，直觀演示火山噴發現象，激發學生的探究興趣與熱情。通過實驗，學生學習到正確的實驗方法和安全知識，理解了“熱脹冷縮”的知識，初步探討了火山噴發的原因。通過填寫探究記錄表，培養了學生的收集與統計能力。

第四階段：回顧、總結與課后思考

學生討論、交流、分享實驗結果。教師對學生的學習情況進行了解，提出問題，鼓勵學生課下思考，為下一節課作準備。填寫活動評測表，幫助學生鞏固已學知識。

火山噴發

本節課以基于項目的探究為教學模式，利用科技館實驗室資源，以上節課最后提出的問題為切入點，展開針對化學變化生成氣體的探究。

第一階段：制訂項目

通過提問，讓學生回憶起上節課的內容，并引出“利用生成氣體的方式模擬火山噴發”的項目主題。以搖晃可樂的惡作劇激發學生興趣，利用提問法引導學生認識可樂噴發的現象及原理，通過啟發讓學生自己動手設計一個不利用熱脹冷縮方式而模擬火山爆發的裝置。

第二階段：制訂方案和計劃

啟發學生思考，引出探究計劃，引導學生制訂探究方案，設計探究環節。將生活中的現象與所學知識建立聯系，鼓勵學生自主思考，自主制訂探究方案。

第三階段：多種材料探究實驗

引導學生自主探究，通過自主實驗獲得直接經驗。教師引導學生制作火山模型，使學生對火山構造有進一步的了解。再利用生活中常見的物品進行自主探究實驗。采用不同方法、利用不同材料，學生自主設計與制作。學生填寫探究記錄表，完成探究并分享探究結果。

第四階段：成果交流

完成利用生成氣體的方式模擬火山噴發的小實驗，學生分組進行交流與分享，根據觀察到的現象進行信息整理與歸納總結，并得出結論。

第五階段：反饋評價

教師發放綜合實踐活動評價表，組織學生進行自評和互評，教師對學生在課堂上的表現進行點評。

野外科考

地質考察是小學學習過程中容易缺失也亟待彌補的部分，本節課設計帶領學生對內蒙古烏蘭察布市察哈爾右翼后旗白音查干鎮烏蘭哈達火山群進行地質考察，使他們了解草原火山地貌及簡單辨別巖石類型的方法。

第一階段：情景導入

前往烏蘭哈達火山地質公園，科考任務是收集巖石，進行對比分類，探究巖石形成的過程，了解火山巖的形成和用途，觀察草原火山帶的地形地貌。

第二階段：巖石分類

學生學習辨別巖石（沉積巖、變質巖、巖漿巖）種類的知識。從火山下來之后，學生展示自己采集到的巖石，并進行觀察、對比、分類。教師引導學生利用巖石手冊初步判斷巖石種類。

第三階段：三大巖石形成的模擬實驗

學生利用蠟筆屑充當組成巖石的物質，以高溫高壓的方式進行不同巖石形成的模擬實驗和巖石相互轉化的實驗。

第四階段：知識遷移

將學生領至一處被人類破壞的火山前，由教師提出問題，學生進行討論、交流并分享。通過知識遷移，了解人類不合理活動對自然環境的影響，使學生樹立保護環境意識。

第五階段：反思評價

教師發放綜合實踐活動評價表，組織學生進行自評和互評，教師對學生在課堂上的表現進行點評，對所有實驗過程和實驗結果進行評價。

“火山大爆發”系列科學課程的受眾群體為小學高年級學生，課程以自主探究環節為主，為了保證學習效率，每次活動以15 20人為宜。2017年12月至2020年8月，系列課程累計實施141次，其中野外科考課程累計實施12場，受眾達1 850人次。每節課結束后科技館發放活動調查問卷，問卷內容包含對活動的總體滿意度、喜歡哪一環節、活動的時間安排、對哪一環節有改進意見等，調查對象包括學生、家長、學校教師。對調查結果進行統計分析后發現，受眾對課程的滿意度達到97.48%。■