蔡 璐 王子楠 張 挺

一、 教案設(shè)計(jì)思考

自2020年春節(jié)開始，新冠肺炎疫情在全世界迅速蔓延。面對(duì)突如其來的疫情，公眾對(duì)新冠病毒的特性不了解，缺乏科學(xué)的應(yīng)對(duì)知識(shí)，造成了普遍性的心理恐慌。與此同時(shí)，口罩作為有效的防護(hù)手段，成為了最搶手的產(chǎn)品之一?？墒鞘忻嫔峡谡址N類眾多，哪種口罩能夠真正起到防護(hù)作用，為什么口罩能夠有效防護(hù)，其中的原因部分公眾并不清楚。通過科學(xué)教育活動(dòng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，可以向公眾傳播科學(xué)防疫方法，助其科學(xué)理性認(rèn)識(shí)新冠肺炎疫情。

此教案強(qiáng)調(diào)以“問題—發(fā)現(xiàn)”模式引導(dǎo)探究與學(xué)習(xí)，以體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、多感官學(xué)習(xí)和做中學(xué)為主要教學(xué)方法。參與此活動(dòng)，學(xué)生可以鍛煉觀察發(fā)現(xiàn)、收集信息、推理分析、邏輯思維、歸納總結(jié)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等相關(guān)的方法和能力，強(qiáng)化以“實(shí)證”為核心的科學(xué)的認(rèn)識(shí)論、方法論、價(jià)值觀。

二、 教學(xué)對(duì)象與學(xué)情分析

本教育活動(dòng)針對(duì)的具體教學(xué)對(duì)象是小學(xué)5～6年級(jí)學(xué)生，適宜受眾人數(shù)為30人。

學(xué)情分析：根據(jù)兒童認(rèn)知發(fā)展理論，該年齡段學(xué)生處于“具體運(yùn)算階段”，有一定的思維能力，但系統(tǒng)的思維能力有待加強(qiáng)；有良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，但學(xué)習(xí)的自主意識(shí)和能力都有待培養(yǎng)。學(xué)生的自主意識(shí)逐漸強(qiáng)烈，喜歡用批判的眼光看待其他事物，注意力容易集中，特別是由于抽象思維和邏輯思維能力的加強(qiáng)，其自我意識(shí)、評(píng)價(jià)和教育的能力也得到了充分發(fā)展，初步形成了個(gè)人的性格和人生觀，具備一定的合作學(xué)習(xí)能力，能認(rèn)真聽取他人的意見或見解，但還不能很好地討論與表達(dá)自己的觀點(diǎn)與看法[1]。

在小學(xué)階段，學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)和現(xiàn)實(shí)生活之間聯(lián)系的掌握還不夠，還不能完全自覺地對(duì)科學(xué)新知識(shí)進(jìn)行處理。他們對(duì)探究的學(xué)習(xí)方式有一定運(yùn)用，但還需要進(jìn)一步提高，自主學(xué)習(xí)能力還需要更好地發(fā)展。在合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生表達(dá)與討論的能力還不足，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力還不強(qiáng)，尤其是5年級(jí)學(xué)生[2]。

三、 教學(xué)目標(biāo)、重難點(diǎn)與教學(xué)策略

(一) 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能：生命科學(xué)學(xué)科中強(qiáng)調(diào)同一性與多樣性，通過活動(dòng)讓參與者了解新冠病毒相關(guān)的知識(shí)；了解歷史上口罩外形和功能的變化；通過實(shí)驗(yàn)探究掌握不同口罩的防護(hù)原理；通過擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)探究水或酒精清洗口罩是否會(huì)影響口罩防護(hù)性能。

過程與方法：通過觀察、實(shí)驗(yàn)收集實(shí)驗(yàn)信息等基本技能，培養(yǎng)和提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作、現(xiàn)象描述、總結(jié)歸納等能力。學(xué)生通過對(duì)于口罩原理、效果的探究與實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)習(xí)和初步掌握觀察發(fā)現(xiàn)、收集信息、推理分析、邏輯思維、歸納總結(jié)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等相關(guān)的方法和能力。

情感、態(tài)度、價(jià)值觀：通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，鍛煉形成基于證據(jù)和推理發(fā)表自己見解的意識(shí)，養(yǎng)成運(yùn)用探究的方式學(xué)習(xí)與思考的習(xí)慣，強(qiáng)化以實(shí)證為核心的科學(xué)的認(rèn)識(shí)論、方法論、價(jià)值觀。通過實(shí)踐讓學(xué)生們感悟，并由此逐漸形成一種思維習(xí)慣和觀念意識(shí)：凡是遇到類似情況，都要從實(shí)踐中找證據(jù)，逐漸具備思辨的能力，以實(shí)證作為判斷結(jié)果對(duì)錯(cuò)的最終標(biāo)準(zhǔn)。在探究過程中體現(xiàn)了“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”這一馬克思主義的認(rèn)識(shí)論、方法論、價(jià)值觀。

(二) 教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：口罩的外形變化與功能的關(guān)系；不同口罩的防護(hù)原理不同；在實(shí)驗(yàn)過程中鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、歸納總結(jié)能力、演變推理能力，最終形成實(shí)證的思維習(xí)慣與意識(shí)。

教學(xué)難點(diǎn)：新冠病毒尺寸極小，無法通過光學(xué)顯微鏡直接觀察，小學(xué)生對(duì)其認(rèn)知的過程存在一定難度。教學(xué)活動(dòng)中涉及動(dòng)手制作，考驗(yàn)參與者的動(dòng)手操作能力?？谡朱o電現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)效果受操作與環(huán)境影響大。關(guān)于科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法和科學(xué)思想的教學(xué)內(nèi)容，不能通過說教灌輸給學(xué)生，而要引導(dǎo)學(xué)生們?cè)诳茖W(xué)探究的實(shí)踐中自主地發(fā)現(xiàn)和領(lǐng)會(huì)，這一目標(biāo)考驗(yàn)活動(dòng)組織者的設(shè)計(jì)能力和在活動(dòng)開展過程中面對(duì)各種未知情況的應(yīng)對(duì)能力。如何運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法幫助學(xué)生建立相對(duì)完整的對(duì)病毒和口罩防護(hù)的理解，同時(shí)通過活動(dòng)使學(xué)生形成簡(jiǎn)化的、實(shí)用的、對(duì)未來學(xué)習(xí)更有意義的邏輯思考體系是對(duì)活動(dòng)設(shè)計(jì)者的挑戰(zhàn)。

(三) 教學(xué)策略

該教育活動(dòng)分為五個(gè)階段。

第一階段：引出問題，通過播放抗疫視頻創(chuàng)設(shè)情境，引出“抗疫效果為什么不同”的問題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比并發(fā)現(xiàn)。

第二階段：初步探究，通過角色扮演展示口罩外形變化，啟發(fā)學(xué)生探究和發(fā)現(xiàn)物品外形、材質(zhì)與功能的關(guān)系。

第三階段：深化探究，通過不同口罩的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)不同的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、材質(zhì)與防護(hù)原理的關(guān)系。

第四階段：拓展探究，通過提出互聯(lián)網(wǎng)上有關(guān)水洗口罩的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證該問題。

第五階段：交流評(píng)估，通過交流和發(fā)表環(huán)節(jié)鞏固學(xué)習(xí)成果。

四、 教學(xué)場(chǎng)地、教學(xué)準(zhǔn)備、活動(dòng)時(shí)間

教學(xué)場(chǎng)地：場(chǎng)館內(nèi)教學(xué)活動(dòng)室

教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體平臺(tái)(計(jì)算機(jī))、投影儀、音響、氣筒、紗布口罩、醫(yī)用外科口罩、剪刀、薄紙、噴壺、色素、水、酒精(見圖1)。

圖1 教學(xué)準(zhǔn)備的部分器材

活動(dòng)時(shí)間：該教育活動(dòng)適宜在科技館的周六日或節(jié)假日進(jìn)行，總時(shí)長(zhǎng)為90分鐘。

五、 教學(xué)過程

第一階段：引出問題——視頻創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)對(duì)比發(fā)現(xiàn)

階段目標(biāo): 通過播放疫情期間中外抗疫新聞視頻引出主題，引導(dǎo)此次活動(dòng)的探究方向。

學(xué)情分析：疫情發(fā)生以來，社會(huì)各渠道對(duì)于戴口罩的宣傳和要求，讓學(xué)生們都自覺或被動(dòng)地戴了口罩，但他們對(duì)于口罩阻隔病毒呼吸道傳播作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)還比較模糊；這一年齡段的學(xué)生已具備了簡(jiǎn)單的分析能力，可以對(duì)具備比較直觀因果關(guān)系的事物進(jìn)行分析并得出“初步發(fā)現(xiàn)/結(jié)論”；這一年齡段的學(xué)生還不具備深入分析、從多角度質(zhì)疑和驗(yàn)證“初步發(fā)現(xiàn)/結(jié)論”的能力及思維習(xí)慣。

教學(xué)策略：通過播放視頻創(chuàng)設(shè)一個(gè)“問題情境”，通過“對(duì)比”來獲得“初步發(fā)現(xiàn)”并引出“問題”。即通過視頻讓學(xué)生們“對(duì)比”國(guó)內(nèi)國(guó)外對(duì)于戴口罩的不同態(tài)度和行為所導(dǎo)致結(jié)果的巨大反差，從中獲得“初步發(fā)現(xiàn)”：戴不戴口罩對(duì)于疫情傳播的正反作用，為下一步要探究的問題：“口罩是不是真能阻隔病毒傳播”埋下伏筆，引出第二階段的口罩發(fā)明史和實(shí)驗(yàn)，通過歷史事實(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果來驗(yàn)證“初步發(fā)現(xiàn)”準(zhǔn)確與否。

教師與學(xué)生活動(dòng)：

教師活動(dòng)：用提問方式引導(dǎo)學(xué)生思考佩戴口罩的目的、意義，以及獲得這些知識(shí)的途徑。播放國(guó)內(nèi)外抗疫新聞視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考國(guó)內(nèi)外防疫效果不同的原因。

視頻內(nèi)容：

1. 中國(guó)國(guó)內(nèi)所有人都戴了口罩，中國(guó)的官員和專家們?cè)趧駥?dǎo)公眾戴口罩、保持社交距離。與此相反，有的國(guó)家不僅大多數(shù)人沒戴口罩，部分政客和公眾還以“戴口罩限制自由”為由，把口罩“妖魔化”，二者形成強(qiáng)烈對(duì)比。

2.“中國(guó)過去24小時(shí)新增病例為0，全國(guó)病例數(shù)為……”“X國(guó)過去24小時(shí)新增病例XX萬(wàn)……”兩者對(duì)比強(qiáng)烈。

學(xué)生活動(dòng)：跟隨教師問題思考并發(fā)言，熟悉活動(dòng)主題。觀看視頻后，多數(shù)學(xué)生認(rèn)同“是否戴口罩并保持社交距離，是國(guó)內(nèi)外防疫效果不同的主要因素”。

第二階段：初步探究——口罩演變史

階段目標(biāo)：本教學(xué)階段，在知識(shí)層面要求學(xué)生們通過探究找到其它證據(jù)(歷史的證據(jù)、實(shí)驗(yàn)的證據(jù))，進(jìn)一步驗(yàn)證并認(rèn)識(shí)“戴口罩具有阻隔毒傳播的作用”。在科學(xué)的認(rèn)識(shí)論、方法論、價(jià)值觀層面要求學(xué)生們認(rèn)識(shí)到，科學(xué)發(fā)現(xiàn)也好，分析問題也好，不能僅憑表面的因果關(guān)系得出最終結(jié)論，需要有多方面的證據(jù)，特別是排除了其它因素干擾的直接證據(jù)。

學(xué)情分析：通過觀看視頻進(jìn)行對(duì)比后，學(xué)生們得出了初步結(jié)論：“戴口罩具有阻隔病毒傳播的作用”，但視頻中的事實(shí)所呈現(xiàn)的因果關(guān)系有可能受到某些因素影響而結(jié)果“失真”。學(xué)生可能尚未具備這樣的意識(shí)、思維以及分析的能力，需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證“初步結(jié)論”是否準(zhǔn)確，并通過實(shí)驗(yàn)尋找適合做口罩的材料。

教學(xué)策略：教師通過質(zhì)疑學(xué)生的“初步結(jié)論”，拋出新的問題“這是充分證據(jù)嗎？如何尋找充分證據(jù)？”從而引導(dǎo)學(xué)生們進(jìn)一步探究：戴口罩是不是真的具有阻隔毒傳播的作用？

教師與學(xué)生活動(dòng)：

教師活動(dòng)：對(duì)學(xué)生們?cè)诘谝浑A段得出的結(jié)論進(jìn)行質(zhì)疑；用短劇介紹口罩發(fā)展的歷史，引導(dǎo)學(xué)生親自探究口罩防疫的原理。

短劇內(nèi)容：

1. 通過模型展示與角色扮演形式結(jié)合，展示口罩最初的應(yīng)用情景，教師旁白講述場(chǎng)景內(nèi)容。由演員裝扮成拜火教祭司的造型，佩戴由布制成的“口罩”，模擬祭祀的場(chǎng)景[3]；

2. 演員身著手術(shù)衣，戴手術(shù)帽和橡膠手套，但是并未佩戴口罩，模擬進(jìn)行手術(shù)的場(chǎng)景；

3. 在手術(shù)結(jié)束后，接受手術(shù)的病人向醫(yī)生反映，幾天后傷口出現(xiàn)了感染；

4. 由演員表演佩戴原始口罩的醫(yī)務(wù)人員。

學(xué)生活動(dòng)：通過觀看短劇與教師的介紹，學(xué)習(xí)口罩的發(fā)展史，初步探索口罩的基本防疫原理與制作方法。認(rèn)識(shí)到：口罩需要滿足三個(gè)條件：透氣、阻隔飛沫、柔軟舒適；多層紗布疊加是最初的口罩制作方式。

第三階段：深化探究——材料與結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)

階段目標(biāo): 針對(duì)下一個(gè)“問題”即“什么樣材料的口罩可以起到防護(hù)疾病傳播的作用，同時(shí)保證舒適性?！蓖ㄟ^親身體驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)探究的方式“發(fā)現(xiàn)”，形成結(jié)論[4]。

學(xué)情分析：通過前面兩個(gè)階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)于紗布口罩的發(fā)展歷史與防護(hù)原理形成了初步認(rèn)識(shí)，但尚未找到可以制作防護(hù)尺寸較小的病毒的口罩材料。為了達(dá)到預(yù)期的防護(hù)效果，學(xué)生建議增加口罩層數(shù)，說明學(xué)生對(duì)于口罩僅關(guān)注了功能性，對(duì)于舒適性等缺乏關(guān)注，沒有對(duì)這個(gè)問題形成系統(tǒng)全面的認(rèn)識(shí)。

教學(xué)策略：通過讓學(xué)生親自佩戴不同層數(shù)紗布口罩進(jìn)行呼吸實(shí)驗(yàn)，感受不同口罩的佩戴感覺，引出第一個(gè)問題“紗布口罩如果僅僅滿足功能性而增加層數(shù)，造成的是佩戴時(shí)舒適性與透氣性大大降低”。通過拆解口罩，學(xué)生們觀察口罩的材料與結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)“舒適性與透氣性降低”是因?yàn)椴牧吓c結(jié)構(gòu)的不同，并在教師的引導(dǎo)下提出第二個(gè)問題“不同材料和結(jié)構(gòu)的口罩，防護(hù)原理一樣嗎？如果不一樣，不同口罩的防護(hù)原理分別是什么？”

教師與學(xué)生活動(dòng)：

教師活動(dòng)：請(qǐng)學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，親自佩戴醫(yī)用口罩和紗布口罩，比較佩戴感受的不同；指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手拆解兩種口罩，比較其制作材料并推測(cè)兩種口罩的防護(hù)原理。用“靜電吸附實(shí)驗(yàn)”引導(dǎo)學(xué)生探究醫(yī)用口罩的防護(hù)原理。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1. 學(xué)生分別佩戴醫(yī)用口罩和紗布口罩，描述不同口罩的佩戴感受；

2. 拆解兩種口罩，比較其制作材質(zhì)；

3. 比較不同層數(shù)紗布疊加后的透氣效果；

4. 分別用摩擦后的塑料梳子和醫(yī)用口罩熔噴布進(jìn)行“吸附實(shí)驗(yàn)”，觀察靜電吸附效果(見圖2)。

圖2 醫(yī)用口罩熔噴布靜電吸附效果

學(xué)生活動(dòng)：通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)探究不同口罩的防護(hù)原理，發(fā)現(xiàn)并掌握紗布口罩的防護(hù)原理為“多層紗布物理阻隔”，醫(yī)用口罩防護(hù)原理為“靜電吸附為主，輔以物理阻隔”。

第四階段：拓展探究——水洗與酒精實(shí)驗(yàn)

階段目標(biāo)：本階段教學(xué)，一方面要讓學(xué)生通過探究得出水洗或酒精消毒對(duì)醫(yī)用口罩和紗布口罩的防護(hù)性能是否有影響，另一方面要使學(xué)生形成面對(duì)謠言或問題時(shí)從多角度質(zhì)疑和驗(yàn)證的意識(shí)，具備運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行判斷的能力[5]。

學(xué)情分析：隨著活動(dòng)參與的深入，學(xué)生已經(jīng)初步形成面對(duì)問題時(shí)，能夠全面系統(tǒng)地主動(dòng)思考，具備了發(fā)現(xiàn)“原因”的能力，同時(shí)具備了一定的科學(xué)思維，掌握了一定的科學(xué)方法。此階段通過拓展探究水洗和酒精消毒對(duì)口罩的影響，幫助學(xué)生形成更全面的思考方式與邏輯，學(xué)會(huì)應(yīng)用科學(xué)的方法與思維解決生活中遇到的問題。

教學(xué)策略：通過直接提出問題“有網(wǎng)友表示，口罩洗一洗或者消毒后還能繼續(xù)使用，但是也有網(wǎng)友表示水洗或酒精噴灑消毒后的口罩防護(hù)性能會(huì)大大降低，不能繼續(xù)使用”。面對(duì)兩種矛盾的說法，引導(dǎo)學(xué)生們對(duì)此展開討論、發(fā)表看法，并通過實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步拓展探究。

教師與學(xué)生活動(dòng)：

教師活動(dòng)：通過網(wǎng)絡(luò)上的不同觀點(diǎn)引發(fā)學(xué)生的討論，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)不同觀點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。

學(xué)生活動(dòng)：設(shè)計(jì)測(cè)試影響口罩防護(hù)效果因素的實(shí)驗(yàn)，并親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1. 向兩只醫(yī)用口罩分別噴灑水和酒精；

2. 拆開淋濕的口罩取出中間的熔噴布，進(jìn)行“吸附實(shí)驗(yàn)”；

3. 熔噴布不再能吸引紙屑，說明其靜電消失，防護(hù)能力降低；

4. 通過思想實(shí)驗(yàn)，對(duì)比紗布口罩清洗前和晾干后的狀態(tài)，探究其是否可以重復(fù)使用。

第五階段：交流評(píng)估與問卷調(diào)查——鞏固、深化學(xué)習(xí)成果

階段目標(biāo)：通過“問題—發(fā)現(xiàn)”的方式，即通過兩次調(diào)查問卷和交流環(huán)節(jié)，討論活動(dòng)中提出的“問題”，使學(xué)生們“喚醒”并“重新發(fā)現(xiàn)”在前四個(gè)教學(xué)階段潛移默化地感受、學(xué)習(xí)、運(yùn)用到的科學(xué)方法、科學(xué)思想，鞏固深化學(xué)習(xí)成果。

學(xué)情分析：通過前幾階段的活動(dòng)，學(xué)生對(duì)于醫(yī)用口罩與紗布口罩有了較為全面的認(rèn)識(shí)，不僅具備了發(fā)現(xiàn)問題的能力，而且形成了針對(duì)特定對(duì)象、特定問題、特定目標(biāo)開展針對(duì)性探索實(shí)驗(yàn)的意識(shí)與能力。

教學(xué)策略：利用問卷調(diào)查與交流發(fā)言的形式，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)習(xí)成果，對(duì)前幾階段的學(xué)習(xí)進(jìn)行回顧與總結(jié)。通過思考和回答問題，以及聽取其他學(xué)生的交流發(fā)言，學(xué)生們會(huì)發(fā)現(xiàn)自己和其他同學(xué)在分析、研究、判斷問題的能力與意識(shí)上有了變化，體現(xiàn)了以“實(shí)證”為核心的科學(xué)的認(rèn)識(shí)論、方法論、價(jià)值觀方面的收獲，喚醒了學(xué)生的科學(xué)思維，并且使本次教育活動(dòng)得到提煉、歸納和升華，鞏固和深化了教學(xué)效果，在幫助學(xué)生掌握科學(xué)方法與科學(xué)思想的同時(shí)鍛煉其表達(dá)能力。

教師與學(xué)生活動(dòng)：

1. 第一次調(diào)查問卷

(1) 你最初對(duì)于“何種材料的口罩更有阻隔細(xì)菌病毒的效果” 有什么認(rèn)識(shí)？當(dāng)時(shí)是怎么分析的？后來為什么改變了？聽取同學(xué)們的分析后產(chǎn)生了什么改變？實(shí)驗(yàn)后又有了什么新認(rèn)識(shí)？

(2) 當(dāng)初對(duì)于“水洗或酒精消毒對(duì)口罩防護(hù)性能會(huì)不會(huì)有影響”有什么認(rèn)識(shí)？當(dāng)時(shí)是怎么分析的？后來為什么改變了？聽取同學(xué)們的分析后產(chǎn)生了什么改變？實(shí)驗(yàn)后又有了什么新認(rèn)識(shí)？

(3) 同學(xué)們?cè)谏钪忻鎸?duì)類似問題的時(shí)候，是怎么判斷和得出結(jié)論的？現(xiàn)在參加活動(dòng)后，面對(duì)這些問題時(shí)又將如何判斷？你會(huì)考慮哪些因素、經(jīng)歷哪些過程、采用哪些方法？

(4) 通過這一認(rèn)識(shí)及改變的過程，發(fā)現(xiàn)自己以前分析判斷事物的方法有什么問題？對(duì)自己今后分析判斷事物有哪些啟發(fā)？

2. 交流環(huán)節(jié)

教師：我們本次的探究活動(dòng)就要告一段落了，老師最后有一些問題想要問大家，希望同學(xué)們能夠暢所欲言，勇敢地和大家分享自己的想法。第一個(gè)問題是：你最初對(duì)于“什么材料的口罩阻隔細(xì)菌病毒的效果更好”有什么認(rèn)識(shí)？當(dāng)時(shí)是怎么分析的？后來為什么改變了？聽取同學(xué)們的分析后產(chǎn)生了什么改變？實(shí)驗(yàn)后又有了什么新認(rèn)識(shí)？

學(xué)生：老師，在參加這個(gè)活動(dòng)前，我只知道父母要求我們佩戴口罩，至于佩戴什么口罩從來沒有關(guān)心過，只是照著做。參與活動(dòng)后，我發(fā)現(xiàn)原來口罩與防護(hù)有這么密切的關(guān)系，而且發(fā)現(xiàn)，原來并不是所有的口罩都能起到防護(hù)的作用。做過實(shí)驗(yàn)后我才知道：即使是有防護(hù)作用的材料，也需要組成特定的結(jié)構(gòu)才能起到有效防護(hù)作用，比如紗布口罩如果只是薄薄的幾層，那么面對(duì)尺寸更小的病毒就沒有作用了。

教師：非常好！總結(jié)得非常全面。第二個(gè)問題是：大家當(dāng)初對(duì)于“水洗或酒精消毒對(duì)口罩防護(hù)性能會(huì)不會(huì)有影響”有什么認(rèn)識(shí)？當(dāng)時(shí)是怎么分析的？后來為什么改變了？聽取同學(xué)們的分析后產(chǎn)生了什么改變？實(shí)驗(yàn)后又有了什么新認(rèn)識(shí)？還有，同學(xué)們?cè)谏钪忻鎸?duì)類似問題的時(shí)候，是怎么判斷和得出結(jié)論的？現(xiàn)在參加完活動(dòng)后，面對(duì)這些問題時(shí)又會(huì)如何判斷？你會(huì)考慮哪些因素，經(jīng)歷哪些過程，采用哪些方法？

學(xué)生：關(guān)于水洗或酒精消毒口罩的說法，其實(shí)我之前在網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)看到，有的人說可以洗，有的人說不行。面對(duì)這些說法，說實(shí)話我并沒有多想，只是覺得口罩用完就該換一個(gè)新的。但我后來才了解到，在疫情最初出現(xiàn)的時(shí)候，口罩是供不應(yīng)求的，很多醫(yī)生都舍不得換掉用了很久的口罩。參加活動(dòng)后，我知道了兩種口罩的防護(hù)原理。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，我知道了醫(yī)用口罩是不能水洗或者酒精噴灑消毒的，因?yàn)槟菢拥脑挄?huì)影響靜電吸附效果。但是紗布口罩的防護(hù)原理是物理阻隔，并不涉及靜電吸附，所以它可以水洗或消毒，只要晾干就可以了。將來面對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的不同說法，我也會(huì)進(jìn)行系統(tǒng)考慮，認(rèn)真思考可能有影響的所有因素，然后設(shè)計(jì)分組實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的想法，而不是面對(duì)問題盲從別人或者網(wǎng)絡(luò)上的說法。

教師：同學(xué)們通過這一認(rèn)識(shí)及改變的過程，發(fā)現(xiàn)自己以前分析判斷事物的方法有什么問題？對(duì)自己今后分析判斷事物有哪些啟發(fā)？

學(xué)生：老師，之前我判斷事物的方法主要是聽父母或者老師的說法，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)上的說法也是比較盲從，基本沒有自己的判斷。參加今天的活動(dòng)后再面對(duì)這樣的情況，首先我不會(huì)盲目地聽從別人的說法，我會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館等信息渠道搜集有關(guān)的問題與答案，看看前輩們是怎么探索的，如果條件允許的話，我會(huì)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

2. 第二次問卷調(diào)查：調(diào)查內(nèi)容與第一次問卷一致。

教學(xué)策略：在第一次問卷調(diào)查前，學(xué)生們?cè)诳茖W(xué)方法、科學(xué)思想方面的學(xué)習(xí)收獲可能尚處于“潛伏”“休眠”狀態(tài)。沒有上述問題的提示，學(xué)生們可能意識(shí)不到、想不起來。通過第一次提問填寫問卷進(jìn)行“初次喚醒”，上述科學(xué)收獲處于“半喚醒”狀態(tài)，但還會(huì)有一些遺忘和缺失；在交流和發(fā)表過程，在同學(xué)發(fā)言的提示下，這些收獲大部分被“二次喚醒”了，“除了學(xué)到有關(guān)口罩的知識(shí)之外，原來自己還有這些科學(xué)收獲”；通過第二次填寫問卷，進(jìn)行了“第三次喚醒”，并記錄了“喚醒”的結(jié)果，鞏固了學(xué)習(xí)效果。上述通過問卷和交流發(fā)表的“喚醒”過程，其實(shí)就是一個(gè)“問題—發(fā)現(xiàn)”(發(fā)現(xiàn)那些非顯性的科學(xué)收獲)的過程。

六、 實(shí)施情況與效果評(píng)估

(一) 實(shí)施情況

2020年國(guó)慶假期期間累計(jì)實(shí)施14場(chǎng)，共415人次參與活動(dòng)。

(二) 受眾反饋

通過交流評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)和課程結(jié)束后對(duì)受眾的訪談，參與學(xué)生均表示：通過此次活動(dòng)，對(duì)于口罩有了更加深入的認(rèn)識(shí)。學(xué)生最初佩戴口罩僅僅是因?yàn)獒t(yī)生建議，至于口罩為什么能夠防護(hù)病毒并沒有深入的思考。通過參與本次教育活動(dòng)，參與者表示未來面對(duì)生活中司空見慣的問題，會(huì)重新思考“為什么”，擴(kuò)展思考“怎么辦”，并會(huì)積極利用科學(xué)知識(shí)、科學(xué)思維和科學(xué)方法，去“發(fā)現(xiàn)”其中的原理[6]。

(三) 效果評(píng)估

本活動(dòng)采取抽樣調(diào)查的方式，對(duì)活動(dòng)的參與者進(jìn)行抽樣滿意度調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示：所有參與者對(duì)此次活動(dòng)開展總體滿意。此項(xiàng)活動(dòng)最初設(shè)計(jì)受眾群體為小學(xué)1～6年級(jí)學(xué)生。在活動(dòng)實(shí)際開展過程中發(fā)現(xiàn)：低學(xué)齡段學(xué)生在理解微觀抽象概念時(shí)存在困難，老師向低學(xué)齡學(xué)生講授這些知識(shí)時(shí)也比較困難。因此在隨后的活動(dòng)中，科技館盡量組織小學(xué)5～6年級(jí)學(xué)生參與，并針對(duì)低學(xué)齡參與者設(shè)計(jì)了以動(dòng)手制作新冠病毒模型為主要參與形式的活動(dòng)。

說到兩次問卷調(diào)查，如果單純從“喚醒”的效果看，有第一次問卷調(diào)查和交流發(fā)表的“兩次喚醒”就夠了，第二次問卷調(diào)查已基本起不到“第三次喚醒”的作用。之所以要進(jìn)行第二次問卷調(diào)查，其目的就是進(jìn)行評(píng)估——通過兩次調(diào)查結(jié)果對(duì)比，可以更清晰地反映學(xué)生們?cè)诳茖W(xué)方法、科學(xué)思想方面的收獲，反映教學(xué)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的效果。

在未來的教育活動(dòng)中，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步完善“問題—發(fā)現(xiàn)”的課程設(shè)計(jì)思路，引導(dǎo)參與者主動(dòng)發(fā)現(xiàn)“問題”，并逐步建立科學(xué)的思維方式、掌握科學(xué)方法，培養(yǎng)觀察發(fā)現(xiàn)、收集信息、推理分析、邏輯思維、歸納總結(jié)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等相關(guān)的方法和能力，從而形成以“實(shí)證”為核心的科學(xué)的認(rèn)識(shí)論、方法論、價(jià)值觀，并在“問題—發(fā)現(xiàn)”的過程中深化學(xué)習(xí)成果[7]。