科学工具箱——探究科学的本质
青少年成长为科学家需要掌握的核心概念
这门课为你提供了一个学习最基本的科学概念的工具箱。
在本课程中，我们将探讨科学的“本质”——核心内容和概念，这是奠定坚实的科学基础所必需的，它将帮你做好准备迎接具有挑战性的科学问题。无论你是刚开始学习，还是有一定基础，只对某个主题感兴趣，本课程都会为你提供一个通过解决问题来探索关键概念的机会。
你将了解推动科学发展的科学过程以及诸如物质、能量和热量等主题。本课程结束时，你将建立起一个包含重要概念的工具箱，以帮助你学习更多知识！
一、课程简介
什么是《科学工具箱》？
《科学工具箱》是一套科学核心素养课程, 以国务院发布的《全民科学素质行动规划纲要（2021－2035年）》以及教育部发布的《义务教育科学课程标准（2022年版）》为核心，通过学习科学概论、科学方法、科学测量、物质、力等不同主题的科学课程，陪学生一同探索科学的“本质 ”——奠定坚实的科学基础所必需的核心内容和概念。这将帮助学生为应对具有挑战性的科学问题做好准备。在本课程结束时，学生将建立一个包含许多重要概念的科学工具箱，提升科学素养，养成学习科学的良好习惯。
为什么要学习《科学工具箱》？
《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《新课标》中指出，《新课标》以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，落实立德树人根本任务……《新课标》立足学生核心素养的发展，以了解物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程等领域的一些常见基础知识，并初步形成基本的科学观念为基础，以科学思维能力、科学探究和实践能力、科学态度与社会责任的培养为重点，促进学习能力、创新能力的发展，形成清晰和精准的科学课程目标。
科学观念是在理解科学概念、规律、原理的基础上形成的对客观事物的总体认识。
《科学工具箱》作为科学课的补充、拓展与提升，定位于科学课课外拓展课程或兴趣提高课，通过36节精品动画课程，配合相关的资源包和课堂拓展，结合《新课标》对学生科学观念塑造的要求，着重培养学生对科学本质的认识，同时也包括了运用这些科学观念在解释自然现象、解决实际问题中的应用。
《科学工具箱》怎么教
课程创设了不同的科学探究情景，学生通过对科学探究问题的还原和理解，由浅入深，阶梯式训练科学探究能力，培养科学观念，运用科学观念解释现象和解决实际应用。
- 精美的动画视频教学。
- 知识讲解与闯关练习相结合。
- 课程中的闯关练习具有完整独立性，学习过程中可暂停视频进行练习。
- 观看视频后，教师可根据科学链接的内容，进一步引导学生学习，拓展学生的知识领域，树立正确的科学观念。
- 结合教案，学生可在终端自行学习或复习。
二、课程目标
1. 通过精美的动画和有趣的故事情节，带同学们逐步探寻科学的本质，了解科学的特性，初步形成基本的科学观念。能基于经验事实概括出抽象的理想模型，初步具有模型理解和模型建构能力。
2. 带同学们化身小小科学家，了解科学家在解决问题时的整个流程，从观察、提问和假设→设计实验→策划实验→收集数据→数据分析与解读的过程中形成科学探究的意识。
3. 引导孩子发现生活中蕴含的科学问题，了解重要的科学测量工具和计数方法。让孩子在学习的过程中提升科学思维和计算能力。
4. 通过学习，能让孩子对各种信息进行合理的分析与判断，具有初步的推理与论证能力。
三、课程特色
1.主课程以精美的动画视频展现，更能吸引学生的注意力。
2.每一环节的闯关练习可完整且独立地呈现，学生思考问题时，按下暂停键，进行充分思考与讨论。
3.通过线上的视频学习，学生可以感受到科学的本质与发展；线下教师讲解的科学链接环节，学生可通过讨论分享进一步加深对科学的理解，同时也丰富了课堂活动。
4.课程内容丰富。除视频课程外，还有课程的延伸内容以“科学链接”和“科学拓展”的形式呈现，可供师生学习与互动。
四、课程设计原则
1. 有趣的动画课程：充分调动和吸引学生注意力，增强教学效果。
2. 培养好奇心：课程创设丰富的学习情境，动画中包含大量科学史和天文知识，激发学生学习科学的好奇心和探索欲。
3. 多元化：充分利用网络资源展开教科学学，课程形式与课程内容丰富多元。
4. 互动性：参与答题后再查看解析，引导学生之间进行讨论和交流。
5. 多年龄段适用：混龄通识，多个年龄段的学生都可以参与学习。
6. 问题与反思：好的教育不只是学习知识，还要学会提出问题和自我评价，并在此过程中了解自身的不足，帮助学生成为更好的自己。
五、评价体系
本课程根据国际通行的综合素养评价指标，包含基础通识能力、高阶通识能力、个性发展指标三个方面。其中学科核心素养也包含科学课程的核心素养指标。
- 基础通识能力：阅读能力、表达能力、信息甄别能力、 科学素养、解决问题能力；
- 高阶通识能力：审美能力、创新能力、审辨思维、价值 辨识能力、全球视野；
- 个性发展指标：坚毅品格、责任担当、情绪管理、人际 交往、团队合作、领导力。
根据《义务教育科学课程标准（2022版）》，科学课程评价标准有四大方面：科学概念、科学思维、探究实践、态度责任。本课程也可依据《科学课标》来进行多元化评价。
六、教学方法
线上+线下混合式学习
线上启发，线下探究。以时间轴建立混合式教学流程，大致将混合式教学分为三个阶段：学生借助学习平台先行探索，师生在真实课堂中进行协作探究，学生借助学习平台进行拓展探究。
PBL项目式学习
采用PBL项目式学习法：让学生以团队合作的形式主动探索问题为导向，通过提出问题、规划方案、解决问题、评价反思等环节，让每个学生都积极参与其中，互相合作、互相启发、共同质疑、共同讨论，在学习中深入思考，真正把知识运用到实践中，从而提高学生的核心素养。
七、课程大纲
课程名称 章节名称 课时名称
科学工具箱 科学概论 01课-经验主义与怀疑精神
科学工具箱 科学概论 02课-科学是什么
科学工具箱 科学概论 03课-知识的分类
科学工具箱 科学方法 04课-观察、提问和假设
科学工具箱 科学方法 05课-设计实验
科学工具箱 科学方法 06课-如何策划我们的实验
科学工具箱 科学方法 07课-收集数据
科学工具箱 科学方法 08课-数据分析与解读
科学工具箱 科学测量 09课-单位
科学工具箱 科学测量 10课-科学记数法
科学工具箱 科学测量 11课-科学记数法：负指数
科学工具箱 科学测量 12课-单位换算：国际单位制词头
科学工具箱 科学测量 13课-单位换算：换算因子
科学工具箱 科学测量 14课-估值
科学工具箱 物质 15课-物质
科学工具箱 物质 16课-密度
科学工具箱 物质 17课-物态
科学工具箱 物质 18课-原子
八、适合人群
本课程适合小学高年级和初中阶段的学生学习。
课次数量
每周授课1~2课时，单课时可支持40~60分钟时长学习，建议每学期授课18课时。
九、教案讲义
对学习课程提出指引，帮助同学们了解课程中的关键点，同时发散思维，引导同学们对课程相关内容资料进行搜集整理。根据课程内容，设置难度适中的题目，范围涵盖课程的主要情节，让学生们进一步了解课程内容，并且增强进一步探究学习的兴趣。
一、科学概论
什么是科学？我们该如何应用科学？
二、科学方法
在一场外星球探险中学习科学的基本方法
三、测量
了解重要的科学测量工具！包括科学计数法、单位换算和估算。
四、物质
探索构成了我们整个世界的原子物质
