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        在“動手”與“動腦”間追尋科技創(chuàng)新的奧秘

        2020-03-12 03:37:48宋文
        成功密碼 2020年2期
        關(guān)鍵詞:科創(chuàng)動手科學(xué)

        宋文

        項目式學(xué)習(xí)活動要求學(xué)生開動腦筋進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)想,再通過動手實踐用具體的作品實現(xiàn)內(nèi)心的科學(xué)創(chuàng)想,可幫助小學(xué)生打好科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

        在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開展項目式學(xué)習(xí),可以將動手與動腦結(jié)合起來,為學(xué)生提供施展科學(xué)想象力與創(chuàng)造力的平臺,引導(dǎo)學(xué)生追尋科技創(chuàng)新的奧秘。項目式學(xué)習(xí)要在做中學(xué),并讓學(xué)生以具有創(chuàng)造性的方式去實踐,強(qiáng)調(diào)活動應(yīng)當(dāng)產(chǎn)出創(chuàng)新性的成果,符合科學(xué)課改的理念。實施項目式學(xué)習(xí)活動,要求教師更新教學(xué)思路與策略,引導(dǎo)學(xué)生基于自身能力開展科技創(chuàng)新。

        一、開展項目式學(xué)習(xí)的思路分析

        科技創(chuàng)新活動既與課內(nèi)知識緊密相連,又往往超越了課本內(nèi)容的層次,因此教師要重視對項目式學(xué)習(xí)活動的有效組織,以符合小學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的方式推進(jìn)學(xué)習(xí)。開展項目式學(xué)習(xí)活動順應(yīng)了時代對于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求,但是小學(xué)階段學(xué)生具有知識和方法的局限性,如果缺少教師的合理引導(dǎo),便很難從單純的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向?qū)嵺`創(chuàng)新。從知識的角度來看,創(chuàng)新實踐項目要體現(xiàn)與學(xué)生已有知識基礎(chǔ)的銜接性,而且教師要以適宜的方式補(bǔ)充部分課外知識。從方法的角度看,學(xué)生習(xí)慣了被動學(xué)習(xí),即使開展科學(xué)探究活動,也大多只是從事驗證性的實驗,并不了解科學(xué)創(chuàng)新的方法。因此教師在組織項目式學(xué)習(xí)時要多從學(xué)生的角度思考,豐富活動的方法支架,并持續(xù)引導(dǎo)學(xué)生積累和總結(jié)好方法??傊陂_展項目式學(xué)習(xí)時,要突出“導(dǎo)學(xué)”的思路,通過適當(dāng)引導(dǎo)促進(jìn)學(xué)生的能力提升。

        二、項目式學(xué)習(xí)活動的實施策略

        項目式學(xué)習(xí)活動以具體的科技創(chuàng)新項目為依托,教學(xué)過程則要符合科學(xué)教學(xué)的普遍規(guī)律。

        (一)構(gòu)建項目,融入趣味

        科技創(chuàng)新項目本身具有趣味性,小學(xué)生才會萌生多重創(chuàng)意。項目可與課本掛鉤,再從生活中提取有意義的創(chuàng)新點。越是與生活密切相關(guān)的項目,便越是能夠引起學(xué)生的好奇心,讓學(xué)生主動質(zhì)疑和求解。如學(xué)習(xí)了有關(guān)交通工具的知識后,學(xué)生認(rèn)識到隨著科技的進(jìn)步,汽車的行駛速度越來越快,數(shù)量也越來越多,但是很容易造成交通擁堵,非常擠占公共空間。教師可構(gòu)建科學(xué)創(chuàng)新項目“節(jié)省空間的汽車”,讓學(xué)生使用紙板、塑料板等材料嘗試搭建可支持伸縮折疊的汽車模型,顯示如何通過動力傳遞來改變汽車的結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)了與“火”有關(guān)的科學(xué)知識后,學(xué)生知道了火焰的外部與空氣結(jié)合度最高,溫度也最高,因此可以構(gòu)建科技創(chuàng)新項目“科學(xué)加熱——節(jié)能的煤氣灶”,讓學(xué)生探索怎樣始終以火焰的外焰對鍋具進(jìn)行加熱,這樣對食物加熱更快,也更節(jié)省天然氣。這些項目融入了生活的趣味,為學(xué)生提供了發(fā)揮才智的空間,可以激發(fā)學(xué)生參與,讓學(xué)生在實踐中鍛煉提高。

        (二)巧妙啟發(fā),拓展思維

        科技創(chuàng)新項目大多與學(xué)生的既有知識經(jīng)驗具有一定的距離,當(dāng)學(xué)生面對一個新的項目時,可能會存在茫然心理。在科技創(chuàng)新項目中遇到的問題,僅憑舊有的知識結(jié)構(gòu)無法解決,只有在舊知中融入新的要素,才能夠突破原有的認(rèn)知范式,找尋到解決方案。教師要巧妙啟發(fā)學(xué)生,將項目與學(xué)生的知識背景鏈接起來,拓展學(xué)生的思維。來自教師的啟發(fā)不是指教師直接說明問題解決方法,而是通過鋪設(shè)適宜的思維跳板,將學(xué)生的思路引向更具備建設(shè)性的方向。

        教師可針對科技創(chuàng)新主題開展問答活動,以問促思,引導(dǎo)學(xué)生將既有知識與新的應(yīng)用情境建立起聯(lián)系。例如,教師構(gòu)建了“馬路吸塵器”科創(chuàng)項目,讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識,設(shè)計一臺可以在馬路上進(jìn)行清潔作業(yè)的吸塵器,吸走落葉、紙屑等物品。教師最初將這個項目的要求告知學(xué)生時,學(xué)生普遍都認(rèn)為難以完成,大腦中完全沒有思維線索。教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察家庭中使用的吸塵器,讓學(xué)生從物品功能的角度,說說家里的吸塵器包括哪些部分,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)吸塵器由灰塵吸收部分和儲存部分兩個基本結(jié)構(gòu)組成。其次,再讓學(xué)生想一想,如何在沒有電力的情況下實現(xiàn)吸收和儲存垃圾的功能,待學(xué)生的思維變得開闊后,再慢慢地從教師提問轉(zhuǎn)向?qū)W生的主動發(fā)問。問題是一切發(fā)明創(chuàng)造的起始,通過聚焦問題可逐步激發(fā)學(xué)生靈感。

        (三)小組合作,共同創(chuàng)造

        小組合作是開展項目式學(xué)習(xí)活動的基本組織策略,要抵達(dá)科技創(chuàng)新的目標(biāo),往往要借助來自同伴的力量。在共享思想的過程中,可以激發(fā)“頭腦風(fēng)暴”,促進(jìn)學(xué)生之間智慧的相互生成與推動,每名學(xué)生對于項目的意見都會對其他學(xué)生構(gòu)成啟發(fā)。在動手實踐時則可支持學(xué)生基于科創(chuàng)活動需求展開分工,一起克服關(guān)鍵的實踐難點。小組共同開展學(xué)習(xí)和攻克難關(guān)的經(jīng)歷,也可以提升學(xué)生從事科技創(chuàng)新活動的樂趣體驗,讓學(xué)生在相互激勵之下開展活動。

        當(dāng)學(xué)生初步形成完成項目的思維方案時,教師可以讓學(xué)生開展交流與溝通,相互討論想法,讓想法類似的同學(xué)構(gòu)成小組。為了幫助學(xué)生排除障礙,教師應(yīng)當(dāng)主動關(guān)注學(xué)生的科技創(chuàng)新過程,針對他們不太熟悉的活動提供思路點撥。比如,科技創(chuàng)新活動中涉及設(shè)計圖紙環(huán)節(jié),小學(xué)生一般在這方面經(jīng)驗較少。教師可以指導(dǎo)學(xué)生怎樣繪制模型圖,反映作品的基本結(jié)構(gòu),再提示學(xué)生添加一些細(xì)節(jié)。如在“馬路吸塵器”項目中,一個小組的方案是設(shè)計一個手推車,前端使用兩個斜板構(gòu)成夾角,匯攏垃圾,再裝入網(wǎng)兜內(nèi)。教師指導(dǎo)該組學(xué)生如何畫圖反映立體結(jié)構(gòu),并提示學(xué)生要對前后輪的大小進(jìn)行正確設(shè)計,以創(chuàng)造省力的手推車,便于上路使用。教師只以思維點撥、提供必要知識等形式參與項目,主要的探索與發(fā)現(xiàn)由學(xué)生自己在小組合作的框架下完成。

        (四)作品改進(jìn),循環(huán)提高

        科技創(chuàng)新離不開改進(jìn),在一次次改進(jìn)中,學(xué)生每次都能發(fā)現(xiàn)更多的進(jìn)步空間,可實現(xiàn)循環(huán)提高。所有科技創(chuàng)新成果,無不是反復(fù)實驗和反復(fù)改進(jìn)的結(jié)果。小學(xué)生處于學(xué)習(xí)科學(xué)的早期階段,當(dāng)剛剛接手一個項目時,不可能做到盡善盡美,需要借助不斷的反思與改進(jìn),才能產(chǎn)出真正的成果。開展項目式學(xué)習(xí)時,教師可以將“動手”的過程細(xì)分為多個階段,在每個階段結(jié)束后都實施展示與反思的活動,教師在現(xiàn)場進(jìn)行觀察后指出怎樣完善科創(chuàng)作品。

        例如,“航空模型”是小學(xué)生開展科技創(chuàng)新的常見項目,作品的改進(jìn)與學(xué)生的提高都要通過多次的試飛實踐和反思來實現(xiàn),教師要在模型試飛現(xiàn)場指導(dǎo)學(xué)生。有的學(xué)生制作了模型后,會發(fā)現(xiàn)自己做的飛機(jī)雖然結(jié)構(gòu)完整,卻飛不高。教師則和學(xué)生一起分析問題:是否機(jī)翼的上下表面設(shè)計不合理,無法造成有效的空氣流動壓力差;是否模型機(jī)體所攜帶的電池耗能太快;是否飛機(jī)本身的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)、材料結(jié)合不牢,一旦移動就容易失去重心。教師引導(dǎo)學(xué)生多從幾方面思考,重新審視手工作品,通過觀察找出問題產(chǎn)生的原因,讓模型不斷完善。對作品的循環(huán)改進(jìn)最能夠體現(xiàn)動手與動腦相結(jié)合的精神,教師在學(xué)生參與實踐的全過程中幫助學(xué)生反思,學(xué)生才能獲得實質(zhì)性進(jìn)步。對作品的循環(huán)改進(jìn)也可以培養(yǎng)學(xué)生精益求精的科創(chuàng)精神。

        (五)注重評價,深化體驗

        項目式學(xué)習(xí)的評價過程是教學(xué)活動的有機(jī)組成部分,在評價過程中不僅可選出優(yōu)秀作品,也可引導(dǎo)學(xué)生回顧整個科學(xué)創(chuàng)作過程,以深化學(xué)生的內(nèi)心體驗。在評價中,要注意兩方面。一是對結(jié)果的評價,教師應(yīng)該做到兼顧作品的創(chuàng)新性與完成度,表揚積極思考和努力實踐的學(xué)生個人與團(tuán)體,肯定做出了成果的學(xué)生。從學(xué)校的層面來看,可以借助科學(xué)課堂、實驗室、校園科技節(jié)等平臺來展示他們的科創(chuàng)成品。二是對過程的評價,在項目結(jié)束后,可以舉辦“講述我的科創(chuàng)小故事”活動,讓學(xué)生開展自評與互評,說說在項目式學(xué)習(xí)中那些最令自己感到鼓舞的經(jīng)歷,談?wù)勥@對自己科學(xué)創(chuàng)新的啟示。教師要重視調(diào)動學(xué)生的情感,讓他們發(fā)現(xiàn)科學(xué)創(chuàng)新活動中包含的無窮智趣,體會科學(xué)的美感。

        三、教學(xué)實踐反思及總結(jié)

        項目式學(xué)習(xí)活動以科技創(chuàng)新為旨趣,最符合科學(xué)本身的價值定位,能使科學(xué)課程的學(xué)習(xí)超越課本知識的范圍,讓學(xué)生學(xué)以致用,完成從學(xué)習(xí)到創(chuàng)造的跨越?;仡櫤头此奸_展項目式學(xué)習(xí)活動的實踐經(jīng)歷,可以發(fā)現(xiàn)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維是教學(xué)重點,學(xué)生的思維模式應(yīng)從學(xué)科學(xué)向用科學(xué)轉(zhuǎn)變。教師要善于構(gòu)建符合小學(xué)生興趣與能力的項目主題,并重視對學(xué)習(xí)活動的指導(dǎo)與評價,以促進(jìn)科技創(chuàng)新成果的實現(xiàn),讓學(xué)生通過參與實踐,成長為具有創(chuàng)新創(chuàng)造能力的高素質(zhì)人才。

        ①本文為2019年江西省基礎(chǔ)教育研究課題一般課題“項目式學(xué)習(xí)在農(nóng)村小學(xué)科技創(chuàng)新教學(xué)中的應(yīng)用研究”(立項編號:PXZH2019-202)的研究成果

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