小學(xué)創(chuàng)新科學(xué)教育內(nèi)容的途徑

科技教育工作者在工作過程中，往往需要進行小型論文的寫作，即以有限篇幅來闡述作者的觀點或介紹研究成果。為了幫助科教工作者了解小型科教論文的規(guī)范寫作方式和呈現(xiàn)形式，從2012年起，本刊增設(shè)了“科教新語”欄目，用以刊登小型科教論文的范例。本期文章選自第22屆全國青少年科技輔導(dǎo)員論文征集活動中的一等獎獲獎?wù)撐摹Ｈ珖嗌倌昕萍驾o導(dǎo)員論文征集活動由中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會主辦，每年舉辦1次，旨在為廣大會員、科學(xué)教師、科技輔導(dǎo)員、科技教育工作者營造科學(xué)教育理論學(xué)習(xí)、實踐交流的平臺。2014年舉辦的第22屆論文征集活動主題為“創(chuàng)新科學(xué)教育內(nèi)容的實踐探索”。

摘要：為滿足社會發(fā)展和學(xué)生需求，必須創(chuàng)新科學(xué)教育內(nèi)容。筆者從拓展教材知識、善用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、重視空間能力和接觸社區(qū)實踐4個方面來闡述本人在創(chuàng)新科學(xué)教育內(nèi)容上所采取的途徑，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新科學(xué)教育內(nèi)容途徑網(wǎng)絡(luò)技術(shù)小學(xué)科學(xué)百度云盤空間能力

科學(xué)使人們永無休止地求索和認識世界，并對世界作出解釋和預(yù)言；而技術(shù)則使世界在人類手中得到重新安排和整合，人們生活的世界日益人工化、智能化。科學(xué)與技術(shù)的日新月異，正深刻地改變著人們的生產(chǎn)、生活方式，社會已經(jīng)越來越依靠科學(xué)與技術(shù)，國力的強盛也離不開科學(xué)技術(shù)的發(fā)達。因此，《小學(xué)科學(xué)課程標準》提出：“每一位生活在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展時代的人，必須具有科學(xué)素質(zhì)……科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)必須從小抓起……通過小學(xué)科學(xué)這門課程的學(xué)習(xí)，能夠使小學(xué)生保持與生俱來的好奇心，發(fā)展學(xué)習(xí)科學(xué)的潛力，為他們成為具有創(chuàng)新精神和實踐能力的新一代打下良好的基礎(chǔ)。”同時，該課標要求把科學(xué)知識、科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神四位一體，全面體現(xiàn)在課程內(nèi)容中。希望學(xué)生通過親歷科學(xué)探究的過程，對所列內(nèi)容進行學(xué)習(xí)，能逐步領(lǐng)悟到一些普適的科學(xué)規(guī)律和主題，并且在總體上對科學(xué)和技術(shù)是人類進行的創(chuàng)新活動有所體驗。在情感態(tài)度與價值觀的目標上，課標定位于對待科學(xué)學(xué)習(xí)，對待科學(xué)，對待科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系和對待自然4個方面，如圖1。

從上圖及課標的教學(xué)內(nèi)容（學(xué)習(xí)物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球科學(xué)、設(shè)計和技術(shù)4大領(lǐng)域中淺顯的、與日常生活密切相關(guān)的知識）和對科學(xué)精神內(nèi)涵的界定（理性、實證、分析、開放、民主、批判、革命）可以看出其存在一定的滯后性，課本上的科學(xué)知識和原理解釋不到最新的科技，創(chuàng)新味不濃，學(xué)生也因此會覺得科學(xué)這門課程不如想象中神秘有趣。目前，新技術(shù)產(chǎn)生的信息量每2年翻1番，過去多數(shù)人們認為是幻想的事情現(xiàn)在都已實現(xiàn)。為適應(yīng)這一變革，滿足社會發(fā)展和學(xué)生需求，必須創(chuàng)新科學(xué)教育內(nèi)容。這一重擔(dān)落在科學(xué)教師身上，創(chuàng)新的教師才能教出創(chuàng)新的學(xué)生，具有全球視野的教師才能教出具有全球視野的學(xué)生。科學(xué)教師對課程自主拓展改革，是時代的呼喚。可以通過以下途徑對創(chuàng)新科學(xué)教育進行實踐。

1.拓展教材知識

《小學(xué)科學(xué)課程標準》提出：“對于學(xué)生難以親身經(jīng)歷或具有一定危險性的科學(xué)探究過程，可以通過多種教育技術(shù)手段提供必要的展示……應(yīng)適當運用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等信息資源，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)新的學(xué)習(xí)環(huán)境。”筆者認為，不但科學(xué)探究過程可以運用多媒體或網(wǎng)絡(luò)資源，新發(fā)現(xiàn)、新科學(xué)、新技術(shù)同樣可以有效利用多種教學(xué)技術(shù)向?qū)W生進行展示。小學(xué)科學(xué)教材（粵教科技版）中的教學(xué)內(nèi)容是最為淺顯基礎(chǔ)的，學(xué)生理解不費勁，探究不困難。為充實課堂，應(yīng)加入與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的最新科學(xué)知識。筆者就經(jīng)常從科學(xué)松鼠會、網(wǎng)易公開課或優(yōu)酷視頻中找尋相關(guān)科學(xué)知識，開闊學(xué)生眼界。每次觀看完畢后，都讓學(xué)生進行小組討論或請同學(xué)述說自己的感受。不僅要在課內(nèi)拓展視野，還在課后延伸興趣。筆者常購買與科學(xué)有關(guān)的書籍供學(xué)生借閱，如韓國著名漫畫集——《我的第一本科學(xué)漫畫書》系列，并不定期舉行讀書交流會，展示精彩的讀書筆記或讀后感。

2.善用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2010年，比爾·蓋茨在Techonomy會議上對未來教育發(fā)表了一份信心十足的聲明：“未來5年內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)上將可以找到所有最好的課程，比任何一所單獨大學(xué)提供的課程都好。”在他說這句話前，有不少國家或地區(qū)已經(jīng)在使用laptop（筆記本電腦）或iPad進行課堂教學(xué)。“師+生+互動+本”將是未來教育的主流趨勢。這種新型學(xué)習(xí)方式要以相當?shù)膸熧Y、資金投入為基礎(chǔ)，目前來說難以在我國廣泛普及。但現(xiàn)在我國多數(shù)家庭都擁有電腦，這一點可利用起來。筆者在使用百度云盤后，發(fā)現(xiàn)其具有安全穩(wěn)定、海量存儲、終身免費、可在線觀看視頻等特點，并能支持同一賬號在不同電腦中同時操作使用。如能合理利用則既能解決資金問題，又可為學(xué)生課后學(xué)習(xí)科學(xué)提供一個強大的網(wǎng)絡(luò)平臺。因此，筆者專門開通了1個供學(xué)生課后學(xué)習(xí)和師生互動的校本小學(xué)科學(xué)百度云盤。圖2為該云盤文件夾設(shè)計示例。

各年級各學(xué)期均設(shè)置微課視頻、拓展知識、課后探究、師生互動4個文件夾。“微課視頻”存放教學(xué)微課、實驗操作視頻等；“拓展知識”存放與本學(xué)期教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的最新科學(xué)知識和好書推薦；“課后探究”存放讓學(xué)生課后探究的作業(yè)和學(xué)生自己拍攝制作的科學(xué)DV； “師生互動”是學(xué)生把自己的疑問寫成word文檔，上傳到該文件夾，教師每天下載查看并答疑后，再上傳供學(xué)生看。使用中心中的常用軟件存放學(xué)生可能會使用到的軟件，而反饋意見用于讓學(xué)生提出使用過程中遇到的問題，或者提出自己想了解的科學(xué)知識或有趣的實驗，教師尋找相關(guān)資源后再上傳使用。本云盤的運行工作分以下步驟：①開通云盤；②調(diào)試使用；③收集資源；④精選資源；⑤上傳資源；⑥培訓(xùn)學(xué)生；⑦正式使用；⑧更新維護。除了第6步需要與信息技術(shù)教師合作培訓(xùn)學(xué)生，使其學(xué)會正確使用外，其他由筆者進行。該云盤使用后，學(xué)生們都非常感興趣。隨著百度云盤的功能不斷更新，上傳的資源愈加新穎，學(xué)生們非常驚喜，意識到元科學(xué)樂趣無限，體會到科技創(chuàng)新作用無窮大。雖然工作量增大了，但明顯的效果讓人感到十分欣慰。如果說探究過程是學(xué)習(xí)科學(xué)的基本方法，那么使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不正是運用科學(xué)的有力手段嗎？

當然，在結(jié)合使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)過程中會遇到各種問題，如資源挑選與更新、學(xué)生是否合理安排時間使用云盤、學(xué)生興趣的持久性、能力差異等。只要能找準每個學(xué)生的能力點，引導(dǎo)其從個人興趣出發(fā)，從個人能力考慮，使人人得以揚長避短，各自在科學(xué)素養(yǎng)上有不同的發(fā)展，就是可行的，關(guān)鍵在于教師的智慧。

3.重視空間能力

國內(nèi)外心理學(xué)家早就認同空間能力是智力的重要組成部分，但隨著科技的發(fā)展，心理學(xué)家及科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)空間思維能力好的人在自然、科技、工程和數(shù)學(xué)學(xué)科（STEM）中更容易獲得成功。空間能力的重要性可以從以下幾方面體現(xiàn)出來。首先，從進化和適應(yīng)的角度來看，人類認識自然、制作工具必須對空間環(huán)境進行表征。從這點上，可以說空間能力先于語言能力。其次，空間思維是語言思維的重要補充。第三，空間思維還能促進從表面上看不是空間思維領(lǐng)域的推理。第四，空間思維的一個很重要的用途是在STEM上。空間思維的過程是人腦對空間信息的加工過程，空間信息包括位置、大小、距離、方位、形狀、模式、過程與聯(lián)系等空間概念。由于STEM中涉及到與空間位置、大小、距離、方位等相關(guān)內(nèi)容，所以STEM課程與空間思維密切相關(guān)。

由此可見，空間能力的培養(yǎng)必須引擔(dān)我們的重視，其培養(yǎng)也不應(yīng)只落在數(shù)學(xué)教師身上。作為科技教師，我們也應(yīng)設(shè)計相關(guān)活動來提高學(xué)生的空間能力。對于小學(xué)中高年級學(xué)生來說，牙簽搭塔、木橋梁承重、各種建筑或科學(xué)模型制作等集科學(xué)性、趣味性、藝術(shù)性于一身的活動能很好地提高他們的空間能力。至于小學(xué)低年級學(xué)生，古典益智玩具中的巧板系列（四巧板、五巧板、六巧板、七巧板）和魯班鎖（孔明鎖）就最為適合。這2類益智玩具均為純木制造，安全無毒。其中，巧板系列是平面圖形推理拼組，魯班鎖則是立體空間組裝。在綜合實踐活動課上，筆者就是根據(jù)學(xué)生的年齡特點和興趣所向，經(jīng)常為他們準備以上各種玩具或模型，開展有趣的活動。

4.接觸社區(qū)實踐

從2013年開始，我校組織學(xué)生參加由廣東教育學(xué)會、廣東省電化教育館舉辦的“小小科學(xué)家”少年兒童科學(xué)育體驗活動。該活動有天文地學(xué)（天文）、生命科學(xué)（生物）、物質(zhì)科學(xué)（物理、化學(xué)）3大類別。參加該活動要購買相應(yīng)的實驗盒（天文實驗盒、生物實驗盒、物理實驗盒和化學(xué)實驗盒），我們以為參加化學(xué)組的學(xué)生最多，但當統(tǒng)計好學(xué)生上交的報名表后發(fā)現(xiàn)參加天文組的人數(shù)最多，其次是物理，化學(xué)是第三。我們找來一些參加天文組的學(xué)生調(diào)查，他們有的說：“我本來想?yún)⒓踊瘜W(xué)的，但我媽媽說化學(xué)很危險！”有的說：“這些項目中天文最安全無害，雖然化學(xué)有很多試驗，但有些害怕。”從這些話語中，不難看出不少家長及學(xué)生都對化學(xué)產(chǎn)生了誤解。實際上，化學(xué)和所有其他科學(xué)一樣都是雙刃劍。化學(xué)不可怕，觀念最可怕。化學(xué)本身無對錯，功過全在人，于人類有利還是有害全在人類自己。為此，我設(shè)計了“綠色化學(xué)，生活化學(xué)——‘小小科學(xué)家’社區(qū)行”活動，希望消除居民對化學(xué)的誤解，使他們對生活化學(xué)有豐富的了解，引導(dǎo)他們理解綠色化學(xué)。

學(xué)生們先通過調(diào)查問卷的形式了解我市各鎮(zhèn)區(qū)居民對生活化學(xué)的了解程度，接著在教師的指導(dǎo)下篩選并設(shè)計一些低碳環(huán)保、節(jié)能減排、對居民的生活有實用價值的化學(xué)知識或方法，最后在一些人口較集中的社區(qū)以科普大篷車的形式進行展示交流活動。在整個活動過程中，學(xué)生們不但增長了有關(guān)化學(xué)的科學(xué)知識，提高了動手能力，增強了熱愛科學(xué)、相信科學(xué)的情感，還形成了利用科學(xué)來為人民服務(wù)的意識。學(xué)生的活動內(nèi)容設(shè)計如下。

以上是筆者在小學(xué)創(chuàng)新科學(xué)教育內(nèi)容上探索出的一些做法，某些做法仍不夠成熟，如小學(xué)科學(xué)百度云盤。但唯有繼續(xù)不斷地探索實踐并跟蹤評價才能形成一種有效而新型的科學(xué)教學(xué)模式。希望日后能在科學(xué)教育內(nèi)容上有更多的創(chuàng)新，以培養(yǎng)出能面對世界重大問題、迎接明日挑戰(zhàn)的新一代。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部小學(xué)科學(xué)課程標準，北京師范大學(xué)出版社，2011

[2]周加仙，蔡永華空間思維能力的認知機制及其對STEM教學(xué)的啟示——與美國Nora S Newcombe院士的對話全球教育展望，2013（02）

點評

隨著科學(xué)的持續(xù)進步和社會的日益發(fā)展，作為基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育，其內(nèi)容也必然會隨之不斷變革。正是考慮到社會的需要和青少年的需求，為促進我國廣大科學(xué)教師和科技輔導(dǎo)員以“創(chuàng)新科學(xué)教育內(nèi)容”為己任，開展更為廣泛的實踐探索，中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會于2014年舉辦了“創(chuàng)新科學(xué)教育內(nèi)容的實踐探索”征文活動。

本文作者能夠緊密結(jié)合本次征文題目，依托自身在小學(xué)創(chuàng)新科學(xué)教育內(nèi)容的實踐，從拓展教材知識、善用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、重視空間能力、接觸社區(qū)實踐等方面人手，全面介紹了上述“創(chuàng)新”的目標、過程和初步效果，對廣大科學(xué)教師和科技輔導(dǎo)員培養(yǎng)青少年的科學(xué)素質(zhì)和人文素質(zhì)，具有一定的實踐參考價值。

如果作者在上述論文中，能夠?qū)⑴囵B(yǎng)青少年科學(xué)素質(zhì)的相關(guān)理論與自身教育實踐緊密結(jié)合，并進行深入論述，相信一定會有更多閃光點出現(xiàn)，這也會使本文的內(nèi)容更為充實，學(xué)術(shù)性亦更為明顯。

——翟立原（中國青少年科技輔導(dǎo)員協(xié)會理論工作委員會副主任委員，第22屆全國青少年科技輔導(dǎo)員論文征集活動評審委員會主任委員）