本科毕业设计（论文）
外文翻译
2013年初中自然科学实施教具的发展
作者：Siti Patonah, Duwi Nuvitalia
国籍：印度尼西亚
出处：《物理学杂志：会议系列》
摘要
本文描述的这项研究的目的是修正并发展在初中学校实施2013年自然科学科目所需的教具。
在本文中，我们使用的方法是研究和开发，并对已经面世的教具的发展进行评测和描述。本文提到的教具有三种，即水的净化过滤装置，电对流箱和Musschenbroek双金属。根据专家的验证，这三个教具都满足了教具的要求，可用于混合物的分离，空气对流和金属热膨胀的概念，并且都是用于学习自然科学科目非常合适的教学辅助工具，可用在2013年实施课程时学习初中科学科目中。
关键词：发展，教具，自然科学，仪器， 2013年的课程
简介
学习是一个复杂的过程，贯穿人的一生。优秀的教师能够在课堂教学上取得成功的关键原因之一是他们在研究一个或几个概念时所使用的教学辅助工具的可用性。查阅相关文献可知，初中生仍然被归类为儿童，他们一般都喜欢享受活动的过程，而不是活动的结果。同样，由于初中生的年龄一般在12 - 15岁之间，在这个年龄阶段里，他们必须要克服各种问题才能得到成长，因此他们具有良好的身份和成熟的性格。随着年龄的增长，他们思考的方式将从具体转向抽象。这就要求教师在初中阶段实施自然科学课程教授时配合使用实体教具来吸引初中生的注意，让他们参与到课堂活动中来，加深他们对于自然科学知识的记忆，使得他们更乐于进行自然科学课程的学习。
自然科学是与自然现象系统相关的科学种类，是被大众普遍接受的一个观察和实验的集合。自然科学也称科学，具有三个不可分割的组成部分，即科学知识、科学过程和科学态度。科学知识具有科学的意义，是人们对于事实、概念、程序和自然规律的系统化概括。科学过程形象地解释了人们从科学工作或者学术工作中获得的结果。同时科学还具有一种意义，即科学态度是科学过程的基础，正确的科学态度指向有收获的科学过程。处于初中水平阶段的学校一般来说更倾向于强调学生对于整体知识的学习，以此来与初中阶段知识经验的学习相适应，然后让学生通过对科学概念的应用，结合自身的科学工作的能力来创新地有智慧地设计和创造科学作品。
自然科学不仅仅包含一系列事实和概念，它还是人们处理周围自然现象的一种心态，一种态度，也可以说是人对处理加工技能的应用。这些处理加工技能包括：观察、测量、总结、控制变量、制定假设、制作图表和数据表和创建操作定义并进行实验等等。自然科学作为一种过程或者方法，是如何运用科学的自然科学方法的实施阶段。而当它作为一种科学知识，是几个世纪以来科学家所得到的经验和分析活动结果的集合。
同时，自然科学还可以为学生提供有意义的学习体验，通过学习自然科学，学生将习惯于拥有正确的科学态度和情感，恰当地应用科学的技能方法解决问题，这反过来又会影响他们的个性，扩宽思维广度，这对他们日后科学思维的形成有很大的作用，所以自然科学是非常适合在初中教授的课程。除此之外，自然科学是研究自然现象的一块科学领域，它不仅仅是一个个公式的集合，更多的是让学生了解自然运作的方式并学会运用。因此作为教师，我们只教授书本上的科学知识是远远不够的，我们还需要教授学生如何获得科学理论的方法，这时教具能够给予我们帮助。现有的教具都配备了支持仪器，在这种情况下，开发自然科学教具的研究就可以用于初中的科学教学。本研究旨在开发2013年在中学科学课程中实施课程所需的教具。
方法
我们将Brogg模式和Gall（2003）的研究和开发形式使用的研究设计进行改编，得到要进一步进行的设计如下图1所示：
初步研究
规划阶段
分析阶段
FGD阶段
产品创建阶段
产品修订
大量生产
传播
测试阶段
原型阶段
验证阶段
图1.研究设计
上图所使用的数据分析方法为使用定性和定量的混合分析方法。
结果和讨论
我们把对教学辅助的分析，对已经获得的需要教授的自然科学课程材料的分析和教授自然科学课程需要的教具都记录在表格中，如下表1所示：
表1.在实施2013年七年级初中实施自然科学课程的需求查看表
|
序号 |
主题 |
章 |
节 |
教具 |
|
1 |
观察的对象 |
1 |
1.1 |
可以固定在板上或者墙上的由木头制成的大尺寸卡尺测量工具。 |
|
2 |
2.1 |
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|
3 |
3.1 |
|||
|
4 |
4.1 |
|||
|
2 |
对象分类 |
1 |
1.1 |
没有教具。 |
|
2 |
2.1,2.2, 2.3,2.4 |
|||
|
3 |
3.2,3.3 |
|||
|
4 |
4.2,4.3 |
|||
|
3 |
生物的分类 |
1 |
1.1 |
没有教具。 |
|
2 |
2.1,2.2, 2.3,2.4 |
|||
|
3 |
3.2,3.3 |
|||
|
4 |
4.2,4.3 |
|||
|
4 |
生命组织系统 |
1 |
1.1 |
动物细胞模型 植物细胞模型 |
|
2 |
2 2.1,2.2 |
|||
|
3 |
3.5 |
|||
|
4 |
4.6,4.7 |
|||
|
5 |
改变我们周围的物体 |
1 |
1.1 |
水的净化过滤装置，简单色谱装置，简单显微镜 |
|
2 |
2 2.1,2.2 |
|||
|
3 |
3.5 |
|||
|
4 |
4.6,4.7 |
|||
|
6 |
能源与生命系统 |
1 |
1.1 |
没有教具 |
|
2 |
2 2.1,2.2 |
|||
|
3 |
3.6 |
|||
|
4 |
4.8,4.9 |
|||
|
7 |
温度和变化 |
1 |
1.2 |
模拟热敏电阻发热的教具 |
|
2 |
2.2 |
|||
|
3 |
3.7 |
|||
|
4 |
4.10 |
|||
|
8 |
热量和位移 |
1 |
1.1 |
多种教具的开发：模拟通过传导传热，在各种材料中传热的教具；模拟气体对流的教具。 |
|
2 |
2.1 |
|||
|
3 |
3.7 |
|||
|
4 |
4.10,4.11 |
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|
9 |
与环境生物的互动 |
1 |
1.1 |
生态系统中的生物与全球变暖之间的相互作用图表 |
|
2 |
2.1,2.2 |
|||
|
3 |
3.8,3.9, 3.10 |
|||
|
4 |
4.12,4.13 |
在上表的基础上，结合分析和讨论，我们选择性地开发了三种教具用于在2013年初中科学课程的教授。这三种教具分别是水的净化过滤装置，电对流箱和Musschenbroek双金属教具，并且这三样教具全部经过专家的验证和最终产品的修订。每种教具的相关说明如下所示：
- 水的净化过滤装置
水净化过滤装置由透明亚克力板作为主要材料制成，它的高有2 m。除了一系列用于过滤的工具之外，教师还可以提供纤维，砾石，沙子，沸石等形式的用于水的净化过滤的材料。这种教具一共有六个盒子，脏水从最上面的盒子进入装置，最终进入最后一个盒子中被接收。中间的四个盒子可用于放置适当的过滤材料以获得最理想的滤液，这就需要学生运用已学的自然科学的知识对过滤材料进行选择。每个级别的盒子都可以进行自由组装，学生可以拥有广阔的创意空间，通过改变盒子内的过滤材料来确定可达到的最佳清洁效果。因此，这种教具除了让学生对过滤的工具有所了解，还可以对学生在实验过程中的情感态度和科学思维活动进行评估。另外，通过专家建议，在这种教具中我们使用pH计和清水标准指标来对实验最后的过滤效果进行评估（如图2所示）。
图2. 水的净化过滤装置
- 电对流箱
已知的对流箱的形状是一个长宽高相近的长方体（如图3所示），由丙烯酸和玻璃等材料制成。这个装置与以前的对流箱的最大区别是以前的对流箱使用蜡烛作为盒子中的热源，而这个装置用三个灯炮来取代蜡烛，使得装置更加的科学化，这是这个装置的最大优点。这个电对流箱是根据专家给出的新值是由预先存在的对流管产生的这一建议进行制作的。学生使用这一教具来进行实验时，可以通过改变可变热源来获得最佳结果，对学生了解其中的科学原理有很大的帮助。
图3. 箱式对流电动<!-- 剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
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