【摘要】小學(xué)科學(xué)課程以探究實(shí)踐為重要的學(xué)習(xí)方式,通過“技術(shù)與工程”領(lǐng)域的學(xué)習(xí)活動,可以提高學(xué)生綜合性學(xué)習(xí)能力,全面提升學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。教學(xué)中,教師可以通過四種方法,促進(jìn)學(xué)生展開深度探究:突出趣味性,開啟技術(shù)工程的大門;體現(xiàn)觀察性,探究技術(shù)工程的原理;加強(qiáng)實(shí)踐性,感受技術(shù)工程的樂趣;利用STEM教育,提升技術(shù)工程的品質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】小學(xué)科學(xué);核心素養(yǎng);技術(shù)與工程;實(shí)踐研究
小學(xué)科學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)為宗旨,其中探究實(shí)踐是四大核心素養(yǎng)之一,而技術(shù)與工程實(shí)踐能力是探究實(shí)踐活動中重要的一個方面。通過開展技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí),可以為學(xué)生創(chuàng)造“動手做”的機(jī)會,能夠促進(jìn)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,解決生活中的實(shí)際問題,提高學(xué)生的探究實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。而在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中,教師在進(jìn)行技術(shù)與工程領(lǐng)域教學(xué)中,往往重視對知識的傳授和方法的指導(dǎo),忽視對學(xué)生動手實(shí)踐能力的培養(yǎng)。教師需要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念,改進(jìn)教學(xué)方法,通過多種途徑為學(xué)生“動手做”提供充足的實(shí)踐資源,讓學(xué)生在動手實(shí)踐的過程中了解技術(shù)與工程實(shí)踐的一般過程和方法,提高學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。
一、突出趣味性,開啟技術(shù)工程的大門
技術(shù)與工程領(lǐng)域的探究內(nèi)容需要消耗大量的時間,需要學(xué)生動腦思考、動手創(chuàng)造、動口表達(dá),只有付出一定的努力,才能有所收獲。小學(xué)階段的學(xué)生有意注意的時間很短,學(xué)生很難持續(xù)進(jìn)行深入探究。興趣是最好的老師。對于學(xué)生來說,那些感興趣的探究內(nèi)容,才會使他們產(chǎn)生持久的探究動力。因此,教師要根據(jù)學(xué)生的年齡特點(diǎn)和學(xué)習(xí)基礎(chǔ),設(shè)計(jì)一些富有趣味性的教學(xué)活動,激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣,讓學(xué)生樂于探究,開啟技術(shù)工程的大門。
如,在教學(xué)科學(xué)五年級下冊“蛋殼與薄殼結(jié)構(gòu)”一課時,為了激發(fā)學(xué)生對蛋殼與薄殼結(jié)構(gòu)的探究興趣,教師用打擂臺的方式引入新課:同學(xué)們,這里有一枚小小的雞蛋,今天咱們就來比一比,看誰能把它捏碎?聽到這,課堂氣氛活躍起來,學(xué)生紛紛舉手,準(zhǔn)備上臺比試??烧l也沒想到,這枚雞蛋竟然誰也捏不碎。隨后教師讓一名瘦小的女生來到臺上,讓她用兩只手指試一試。同學(xué)們意外地看到,這枚雞蛋竟然被捏碎了。在學(xué)生疑惑不解時,教師板書課題,然后讓學(xué)生猜測其中的學(xué)問。通過趣味性地引入新課,讓學(xué)生充滿激情地進(jìn)行深入探究。
二、體現(xiàn)觀察性,探究技術(shù)工程的原理
科學(xué)觀察是學(xué)生認(rèn)識探究對象的重要手段,是探究實(shí)踐的開始。學(xué)生在觀察中能夠發(fā)現(xiàn)問題,進(jìn)而運(yùn)用所學(xué)知識解決問題。在科學(xué)教學(xué)中,教師要為學(xué)生留有足夠的觀察時間,指導(dǎo)學(xué)生的觀察方法,不斷提高學(xué)生的觀察能力。觀察是科學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),教師要注意引導(dǎo)學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上主動思考、發(fā)現(xiàn)問題,從而在深入探究的過程中理解技術(shù)工程中蘊(yùn)含的科學(xué)原理,提高自己的科學(xué)探究實(shí)踐能力。
如,在教授科學(xué)四年級下冊“太陽鐘”一課時,為了掌握日晷的制作原理,教師引導(dǎo)學(xué)生按照從整體到局部的順序認(rèn)真觀察日晷的結(jié)構(gòu)。學(xué)生發(fā)現(xiàn)日晷分為晷針和晷面兩部分結(jié)構(gòu),晷針和晷面相互垂直,晷面上均勻分布著十二時辰,晷面與地面有一定的傾斜角度。隨后教師帶著學(xué)生來到操場,將日晷朝向正南方向擺放好。通過與手表校對時間,大家發(fā)現(xiàn)日晷的計(jì)時準(zhǔn)確。拿掉日晷的支架后,將日晷平放到操場上,這樣就變成了一個簡單的太陽鐘。學(xué)生發(fā)現(xiàn)這時太陽鐘的時間與標(biāo)準(zhǔn)時間相差二十多分鐘。教師再拿出地球儀,學(xué)生通過對比后發(fā)現(xiàn),地軸是傾斜的,日晷的晷針正好與地軸平行,晷面正好與地球的赤道面平行。通過觀察和思考,學(xué)生頓時領(lǐng)悟了日晷的制作原理,知道了日晷傾斜擺放的原因。
三、加強(qiáng)實(shí)踐性,感受技術(shù)工程的樂趣
技術(shù)的核心是發(fā)明,工程的核心是建造,通過動手實(shí)踐,有利于學(xué)生將科學(xué)知識與技術(shù)工程有效結(jié)合起來,進(jìn)行有價(jià)值的創(chuàng)造。教師要為學(xué)生提供足夠的實(shí)踐資源,創(chuàng)設(shè)真實(shí)的實(shí)踐情境,讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中思。由于學(xué)生的年齡較小,教師要指導(dǎo)學(xué)生對工具和器具的安全使用,使學(xué)生在探究實(shí)踐中感受到“做科學(xué)”的樂趣,體驗(yàn)科學(xué)技術(shù)對個人生活和社會發(fā)展的影響。由于技術(shù)工程領(lǐng)域活動內(nèi)容對學(xué)生要求較高,教師可以用學(xué)習(xí)任務(wù)單的方式,讓學(xué)生明確技術(shù)工程活動的步驟。
如,在教授科學(xué)四年級上冊“點(diǎn)亮小燈泡”一課后,為了讓學(xué)生了解簡單電路在生活中的實(shí)際應(yīng)用,教師指導(dǎo)學(xué)生用導(dǎo)線、開關(guān)、電池、LED燈泡、音樂機(jī)芯、卡紙、剪刀、膠水、彩筆等材料和工具,制作一個精美的音樂賀卡。在學(xué)生明確了活動任務(wù)后,開始制訂計(jì)劃。在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生知道了音樂賀卡的結(jié)構(gòu),并重點(diǎn)研究了音樂賀卡的電路設(shè)計(jì)。然后學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識,結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn),動手制作音樂賀卡。經(jīng)過不斷的改進(jìn)完善后,學(xué)生在全班展示自己的作品。經(jīng)過集體評議后,評選出數(shù)件優(yōu)秀作品。通過共同討論交流,學(xué)生相互取長補(bǔ)短,共同進(jìn)步。在動手實(shí)踐的過程中,學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)探究的艱辛,體驗(yàn)到知識應(yīng)用的價(jià)值,感受到實(shí)踐探究的樂趣。
四、利用STEM教育,提升技術(shù)工程的品質(zhì)
STEM教育是一種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式,注重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、問題解決能力和創(chuàng)新能力,對于提升學(xué)生技術(shù)工程能力具有十分重要的意義。教師要抓住STEM教育與技術(shù)工程的結(jié)合點(diǎn),通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的探究問題,然后制訂探究計(jì)劃,綜合利用跨學(xué)科知識進(jìn)行深度探究。
如,進(jìn)入取暖期后,班級中住在高層建筑一樓的學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己家的采光非常不好,每天屋內(nèi)照射陽光的時間很短,而有些矮層建筑一樓的采光卻很好。為了培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力,教師組織學(xué)生展開討論:為了一樓獲得足夠的采光,前后樓的樓間距(日照間距)是多少才合適?學(xué)生成立了科學(xué)探究小組,對日照間距展開深入探究。學(xué)生分成三個小組;第一小組負(fù)責(zé)搜集本地關(guān)于采光權(quán)的法律規(guī)定,并用數(shù)學(xué)作圖的方法計(jì)算出本地的日照間距;第二小組負(fù)責(zé)制作前后兩排樓的模型,并負(fù)責(zé)測量前后兩樓的樓間距及后樓一樓南臥室窗戶的高度;第三小組負(fù)責(zé)用模型測試的方法測算出本地的日照間距。第一小組得到的資料顯示,一樓在冬至日的滿窗日照時間至少一小時,樓高 ∶ 樓間距=1 ∶ 1.2;第二小組在測得相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,利用KT板制作了前后兩排樓房的模型;第三組在冬至日利用樓房模型進(jìn)行實(shí)際測量,觀察、測量、計(jì)算出本地的日照間距。在整個實(shí)踐過程中,學(xué)生綜合利用了數(shù)學(xué)、科學(xué)、技術(shù)、工程、地理等學(xué)科的知識,深度探究了科學(xué)問題,提升了技術(shù)工程的品質(zhì)。
“技術(shù)與工程”領(lǐng)域是培養(yǎng)學(xué)生探究實(shí)踐和創(chuàng)新精神的有效載體,可以充分激活學(xué)生的科學(xué)思維,使學(xué)生在自主探究活動中綜合運(yùn)用所學(xué)知識,解決生活中的實(shí)際問題,體驗(yàn)到了科學(xué)知識的價(jià)值。在科學(xué)教學(xué)中,教師要為學(xué)生技術(shù)工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)探究情境,提供探究資源,重視激活學(xué)生的科學(xué)思維,鼓勵學(xué)生自主進(jìn)行探究實(shí)踐,讓學(xué)生在“做科學(xué)”的過程中親身經(jīng)歷動手實(shí)踐活動,全面提升學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。
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