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生命科学仪器

双轮驱动教学在科学课中的作用

小学科学是一门基础性、实践性、综合性课程。小学科学课程针对学生身边的现象,从物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域,综合呈现科学知识和科学方法,强调这四个领域知识之间的相互渗透和相互联系,注重自然世界的整体性,发挥不同知识领域的教育功能和思维培养功能。前三大领域强调的是“科学探究”,而技术与工程领域是课程标准新增内容,横跨科学前三大领域,是对这三大领域内容的实践运用和综合运用,更注重“工程实践”,这两者如同车的双轮,驱动着新的科学课程。科学课程由科学探究“独轮”转变为“双轮驱动”,如何发挥它在小学科学教育中的重要作用呢?

一、工程实践与科学探究有机融合

工程实践活动有着与科学探究不同的教育价值。技术已经越来越多地影响着我们的生活,在当今的信息化社会中,人们的衣食住行都受到了技术的影响。学生置身这样的社会,如果没有相应的知识储备,是很难想象的。工程实践活动可以很好地让学生体验技术与工程的特点,学习解决生活实际问题的能力,以便在将来更好地适应社会。工程实践活动还能让学生体验到成功的喜悦,激发他们学习科学的兴趣。科学知识需要在探究实践中学习,在不断运用中加以深化;探究应当作为学生解决一些科学工程问题的实践手段。因此,两者有机融合,能有效提升小学科学学科的教育价值。本学期区教研室组织了一次“纸桥承重”主题的探究活动。我们借此东风在中高年级开设了“搭纸桥”的工程实践课。“搭纸桥”是一件适合小学中高年级学生动手操作、自主探究的科技小制作,学生已经掌握了关于“筒形或拱形物体承重强的特性”和“三角形稳定性”等相关知识,能够对纸桥进行观察与研究,探索其中的原理。教学设计主要引导学生经历“装置制作和原理解析”的探究过程。

其一,设计有挑战性的任务。实践活动源于教材,高于教材。在“装置设计制作”环节,教师在引导学生在明确制作任务和桥梁构造的基础上,让学生自主探索设计组装的方法,充分激发他们探究的需求。这个过程虽然有一定难度,但也有很大的教学价值。学生在探索过程中,通过小组合作、亲身实践、交流探讨、同伴演示等形式,完成了“纸桥承重”的组装与探究。

其二,把动手实践和思维发展融合起来。大部分学生通过小组合作的方式完成了工程设计与制作任务,在动手实践和观察研究的基础上渗透科学原理的探究。教学难度要适合学生的认知水平,能让他们综合运用已有的科学概念,解释工程技术中的科学原理。在“原理解析”环节,教师引导学生对工作原理进行充分猜想、细致观察、充分交流与表达,在互动探讨中解析纸桥承重的工作原理。

二、坚持动手“做科学”

“技术与工程”领域的内容是从现实问题或产品出发,需要对多种知识进行获取、加工、处理、集成、转化、交流、融合和传递,主要指向书本知识的运用和工程技术实践。例如四年级科学《太阳能热水器》是一节典型的技术与工程课,这类课程应突出工程实践的典型过程。在教学本课时,教师一定要凸显工程实践的关键要素,引导学生把“做一个太阳能热水器”和“评太阳能热水器”两项内容融合在一起,目的是串联起这个完整的工程设计实践过程。从“任务驱动”的视角看,学生在“制作太阳能热水器”的活动中,大致经历了“认识任务——分析任务——完成任务——交流任务完成情况”等环节。是一个典型的工程实践过程,学生的兴趣与动力是浓厚且持续的。在活动过程中,学生的学习不单是知识由外到内的转移和传递,更重要的是主动建构自己的知识经验,即通过新经验和原有知识经验的相互作用,充实和丰富自身的知识,提高自身的探究实践能力,充分体现了新科学课程科学教育能力培养。

三、推进STEM项目研究

一年前,我校就开始进行STEM 项目研究的探索。六年级科学课《太阳家族》一课,由于星空知识的内容比较抽象,学生理解难度大,为了让学生形象理解、轻松学习,我们对本课教学进行了大胆改进,设计了一个“小灵通遨游太阳系”的STEM 项目研究。而这次的“遨游太阳系”项目,则是紧扣STEM教育主题,转换角度和思路,将学生在做项目过程中,策划、演员挑选、各学科融合、排练的各个环节呈现在舞台上。整部科普话剧分为明项目起因、显项目重点、展项目成果三部分,明确了策划方案,在背景音乐的选择、太阳家族形象设计、成果展示等环节中,充分体现了在STEM 理念指导下的研究、探索与创新。实践表明,以项目任务为驱动,学生的主动参与性更强,思维参与度更高。这样的学习方式受到学生的喜爱,拥有一定的自主空间,以小组合作的方式进行,以真实的问题情境导入,重视交流与反思,重视拓展与应用,“科学、技术、社会与环境”这一科学四维目标也得到了有效落实。

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