科學(xué)教育的核心是激發(fā)學(xué)生的好奇心與探究欲，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力?；诖?，學(xué)校強(qiáng)調(diào)“達(dá)新小問號(hào)\"融合課程教學(xué)以“小問號(hào)”文化為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生從生活現(xiàn)象出發(fā)自主提問，以實(shí)驗(yàn)探究、工程設(shè)計(jì)等手段自主建構(gòu)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維進(jìn)階與創(chuàng)新能力提升。本文以該課程下屬“科學(xué) + \"拓展課程八年級(jí)微項(xiàng)目“水火箭\"教學(xué)為例做具體闡釋。

一、課前尋問，已有認(rèn)知催生真實(shí)問題

課前導(dǎo)學(xué)階段，教師要以“情境喚醒 $$ 問題生成 $$ ‘金問號(hào)'篩選”的實(shí)踐流程，助力學(xué)生觀察生活現(xiàn)象，提出有探究?jī)r(jià)值的問題。

教學(xué)“水火箭\"前，教師以神舟十九號(hào)載人飛船發(fā)射為主情境設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)單，通過呈現(xiàn)“長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭全長(zhǎng)58.34米，捆綁4個(gè)直徑為2.25米、長(zhǎng)約15.4米的助推器，起飛質(zhì)量約479.8噸\"等真實(shí)數(shù)據(jù)和火箭升空視頻二維碼，激活學(xué)生關(guān)于反作用力現(xiàn)象的生活經(jīng)驗(yàn)和已有認(rèn)知。接著，導(dǎo)學(xué)單提示“圍繞火箭發(fā)射的學(xué)習(xí)材料，你想提出什么探究問題呢”，引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的眼光審視所學(xué)內(nèi)容，生成火箭升空的原理是什么、火箭為什么采用圓柱外形構(gòu)造、多級(jí)火箭如何分離、如何控制火箭方向等問題。

學(xué)生向小組長(zhǎng)提交問題，教師牽頭與小組長(zhǎng)一起討論、篩選問題，最終確定3～5個(gè)具有探究?jī)r(jià)值且符合學(xué)情的“金問號(hào)”。如學(xué)生提出的\"火箭升空的原理是什么\"“火箭為什么采用圓柱外形構(gòu)造”“多級(jí)火箭如何分離\"等問題，因兼具學(xué)科融合性與研究可行性，被選為當(dāng)周\"金問號(hào)”

教師引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)“金問號(hào)”查閱資料并小組交流，生成更具體的問題：火箭如何掙脫地球引力？火箭外形設(shè)計(jì)如何影響其氣動(dòng)穩(wěn)定性？怎樣實(shí)現(xiàn)二級(jí)火箭的分離？這些問題源自學(xué)生對(duì)真實(shí)情境的好奇心，對(duì)接物理、化學(xué)、工程等領(lǐng)域知識(shí)，能為學(xué)生后續(xù)在“做\"中探究知識(shí)、在\"創(chuàng)\"中遷移運(yùn)用知識(shí)奠定基礎(chǔ)。

二、課中追問，問題鏈推動(dòng)思維進(jìn)階

課中，教師要以問題鏈為思維進(jìn)階的支架，通過層層遞進(jìn)的探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生在“猜想 $$ 驗(yàn)證 $$ 下結(jié)論 $$ 提新疑問\"的過程中探明問題，理解問題的科學(xué)本質(zhì)。

首先，學(xué)生帶著疑問“火箭如何掙脫地球引力”進(jìn)入課堂，教師以氣球模擬實(shí)驗(yàn)搭建認(rèn)知橋梁，讓學(xué)生通過觀察圓形、異形、長(zhǎng)條形氣球飛行軌跡的差異，發(fā)現(xiàn)氣體反作用力與物體形態(tài)的關(guān)聯(lián)一—長(zhǎng)條形氣球因空氣阻力小而飛行穩(wěn)定，異形氣球則因氣流紊亂導(dǎo)致軌跡偏移。這一現(xiàn)象觸發(fā)了學(xué)生新的疑問：火箭外形設(shè)計(jì)是否遵循同樣的空氣動(dòng)力學(xué)原理？教師順勢(shì)引入水瓶反沖實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過空瓶子、 部分裝水的瓶子、一半部分裝水的瓶子的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)水量和氣壓影響噴射速度，進(jìn)而聯(lián)想到火箭推進(jìn)劑質(zhì)量與反作用力（推力）強(qiáng)度的關(guān)系單位時(shí)間內(nèi)消耗的推進(jìn)劑質(zhì)量越大，噴出的燃?xì)鈩?dòng)量變化越快，推力越強(qiáng)。為揭示“多動(dòng)力源同步反沖增強(qiáng)推力\"的火箭升空原理，教師解析神舟十九號(hào)載人飛船4個(gè)助推器協(xié)同工作的案例，讓學(xué)生在類比中形成對(duì)抽象物理知識(shí)的具象化理解。

推送載人飛船的火箭為何采用“錐形頭部 圓柱箭身”的組合？為解開學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中萌發(fā)的新疑問，教師帶領(lǐng)學(xué)生開啟\"玩中學(xué)”——紙飛機(jī)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)尖頭設(shè)計(jì)能使紙飛機(jī)飛行距離延長(zhǎng) 30% 、滯空時(shí)間增加2秒；細(xì)長(zhǎng)型機(jī)身在1.5m/s 風(fēng)速下側(cè)偏距離僅為短粗型機(jī)身的一半。在此基礎(chǔ)上，教師給出相關(guān)資料，引導(dǎo)學(xué)生歸納火箭外形設(shè)計(jì)的科學(xué)邏輯—錐形頭部能降低 40% 大氣阻力；細(xì)長(zhǎng)的圓柱箭身不僅能縮短側(cè)偏距離，還能提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（與方形箭身相比）。

從原理認(rèn)知到工程實(shí)踐的跨越，是“小問號(hào)\"文化驅(qū)動(dòng)下學(xué)生創(chuàng)造性勞動(dòng)的集中體現(xiàn)。在水火箭制作中，學(xué)生帶著“如何將理論認(rèn)知轉(zhuǎn)化為可發(fā)射實(shí)體\"的疑問，展開材料選型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。經(jīng)過密封加壓測(cè)試，在形狀分別為長(zhǎng)方體、六棱柱、圓柱，容積分別為 500ml，1L，1.5L 的9種規(guī)格的水瓶中，1.5L圓柱水瓶憑借 80～90kPa 承壓能力且不易變形的特點(diǎn)成為箭身首選?！板F形頭部 + 圓柱箭身 + 尾翼”的組合方案在試射中經(jīng)歷兩次迭代：第一次，針對(duì)尾翼不對(duì)稱導(dǎo)致的水火箭軌跡旋轉(zhuǎn)問題，通過校準(zhǔn)尾翼角度提升其穩(wěn)定性；第二次，針對(duì)氣門塞漏氣導(dǎo)致的加壓不足問題，通過改用密封圈技術(shù)增強(qiáng)水火箭氣密性、維持氣壓穩(wěn)定。當(dāng)裝水量為 瓶、內(nèi)部壓強(qiáng)為 70kPa 的水火箭升至約3層樓高時(shí)，“還能不能更高一點(diǎn)？”成為學(xué)生想要探究的新問題。在教師提示下，學(xué)生將該問題轉(zhuǎn)化為“水火箭如何實(shí)現(xiàn)二級(jí)動(dòng)力銜接”，為課后探究埋下伏筆。

以上學(xué)習(xí)過程，每個(gè)結(jié)論的誕生都伴隨著新疑問的產(chǎn)生。學(xué)生的問題意識(shí)被持續(xù)激活，創(chuàng)造性勞動(dòng)能力得到發(fā)展，科學(xué)思維在“觀察 $$ 質(zhì)疑 $$ 驗(yàn)證 $$ 創(chuàng)新”中實(shí)現(xiàn)進(jìn)階。這種“帶著問號(hào)來、揣著新問號(hào)走”的探究軌跡，是達(dá)人教育“達(dá)新”品質(zhì)培育的有效實(shí)踐。

三、課后拓問，實(shí)踐任務(wù)促進(jìn)知識(shí)應(yīng)用與創(chuàng)新

“小問號(hào)”文化致力于將探究延伸至廣闊的實(shí)踐場(chǎng)域，通過課后拓展任務(wù)推動(dòng)學(xué)生應(yīng)用已有知識(shí)解決實(shí)際問題，并進(jìn)行創(chuàng)新。

例如，針對(duì)課堂遺留的“如何精準(zhǔn)測(cè)高\(yùn)"的問題，教師引導(dǎo)學(xué)生在課后借助氣壓式測(cè)高傳感器，結(jié)合電子信息技術(shù)，展開跨學(xué)科探究。學(xué)生先將傳感器嵌人水火箭頭部（用防震海綿固定），進(jìn)行三次垂直發(fā)射測(cè)試，然后分析傳感器采集的三次發(fā)射高度數(shù)據(jù) （11.2m 12.5m，11.8m ，發(fā)現(xiàn)1～2級(jí)風(fēng)速可導(dǎo)致 ±1.2m 偏差。此過程讓學(xué)生明確了科學(xué)數(shù)據(jù)的獲得需要精準(zhǔn)測(cè)量與多次驗(yàn)證。

在工程優(yōu)化層面，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用控制變量法，系統(tǒng)測(cè)試發(fā)射角度、水量、氣壓對(duì)水火箭飛行性能的影響。根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表（表略），學(xué)生發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)射角度為 45^° 、裝水量為 700ml 時(shí)，通過控制打氣量使瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)從 50kPa 逐步提升至 70kPa ，可使飛行高度從 15.3m 躍升至 23.8m 、飛行距離延長(zhǎng)6.8m 。后續(xù)，學(xué)生梳理、總結(jié)探究過程和結(jié)果，形成《水火箭飛行參數(shù)優(yōu)化報(bào)告》。

對(duì)于二級(jí)水火箭分離問題，教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“壓強(qiáng)差”。通過研究，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了氣壓或液壓輔助分離的原理，即一級(jí)水火箭工作接近尾聲時(shí)，瓶?jī)?nèi)的水和空氣被充分釋放，使內(nèi)部壓強(qiáng)降低到一定程度，內(nèi)部氣路結(jié)構(gòu)將部分壓力導(dǎo)向連接部位，由此形成的壓強(qiáng)差會(huì)推開連接部件，使二級(jí)水火箭分離。同時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合化學(xué)知識(shí)改進(jìn)水火箭設(shè)計(jì)，讓其在分離瞬間即塑料拉環(huán)斷裂時(shí)（反應(yīng)方程式為 ）產(chǎn)生的氧氣助力第二級(jí)獲得相當(dāng)于自身原有動(dòng)力 10% 的額外推力。由此，學(xué)生真切體會(huì)到化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過程。

水火箭在生活中有哪些妙用呢？受教師提供的“江蘇大叔用水火箭滅火\"案例啟發(fā)，學(xué)生成立“水火箭生活應(yīng)用創(chuàng)意設(shè)計(jì)\"項(xiàng)自組，產(chǎn)生多樣化的創(chuàng)意。例如，開發(fā)30米射程的高層建筑滅火裝置，其水囊破裂后預(yù)計(jì)可覆蓋2平方米火源；設(shè)計(jì)50米應(yīng)急物資投送器，讓載重 200g 的物資包可在模擬災(zāi)區(qū)環(huán)境中穩(wěn)定著陸。這些創(chuàng)新方案在校園科技節(jié)和好奇夜活動(dòng)平臺(tái)展示，讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)服務(wù)于生活。

學(xué)生在“課后拓問”中完成從學(xué)習(xí)者向創(chuàng)造者的身份蛻變。這種將科學(xué)原理轉(zhuǎn)化為創(chuàng)造性勞動(dòng)的能力，是達(dá)人教育“達(dá)新\"品質(zhì)培育的最終指向—讓每個(gè)“小問號(hào)”成為照亮未知的火種，引領(lǐng)學(xué)生在實(shí)踐探索中保持創(chuàng)新動(dòng)能

（作者單位：荊門市掇刀區(qū)高新學(xué)校）文字編輯劉佳