火星定居

在這篇文章中，我們主要探討如何將角色扮演這一教學方法，更好地運用于幼兒園及一年級的科學與工程實踐教育。目前，我們為混合班開設了五次關于火星定居的課程，學生在學習期間將會分角色扮演太空探索的故事，這樣，他們可以從第一視角了解在地球外旅行和生存是什么樣的。

一、角色扮演的益處

角色扮演這一教學方法有許多好處。它將孩子們置于鮮活的角色中，讓他們表現出與角色相關的行為、思想和動作，增強了孩子們的互動性和參與性。學生通過扮演假定的角色，不僅能獲得新的認知，而且加深了對該角色在現實生活中的理解。在我們的課程中，角色扮演是已定故事情節的一部分，用以幫助孩子們理解成為宇航員和在其他星球定居的復雜性。學生飾演的宇航員培訓生，需要為他們的飛行任務做準備。他們要了解如何去火星旅行，以及如何在該星球上定居和生存。

二、教學設計和過程

在寫《火星定居》的故事情節和規劃科學與工程實踐課程活動時，我們采取了逆向設計的方法。我們的最終目的是讓學生在火星建立聚居地，不考慮最終目的的話，可以加入一些與科學和工程實踐相關的活動，并將許多故事情節連結起來。每一個活動都能推動情節的發展，最終達成目標。例如，在劇目一中，學生登上太空飛船，準備離開地球大氣層飛往火星。在宇宙飛船里，學生需要共同努力繪制出太陽系。這個活動引發了關于飛往火星需要多長時間和飛行航線的討論。對我們來說，故事情節推動并幫助我們選取最適于達到最終目標的活動。

劇目一：飛往火星

故事圍繞著宇航員開始新生活的任務展開，他們是第一批飛往火星并建立居住地的人類。學員們準備就緒，登上宇宙飛船，開始了具有歷史意義的起飛。離開地球大氣層后，飛船接收到國際空間站關于宇航員太空生活的消息。我們的學員完成了最后的準備，籌劃好路線，開始飛向火星（如圖1）。

劇目一的舞臺說明：劇目一的學習目的在于讓學生理解飛離大氣層需要做哪些準備，太陽系由哪些星球組成，在外太空旅行的體驗如何，以及飛往火星的路線。教師將通過一些既定的問題、太陽系圖譜的完成情況和火星降落等模擬游戲對學生進行評估。

課程開始時，創造寬松的環境，讓學生盡快融入故事尤為重要。作為引導性活動，學生利用紙板和紙盤制作太空背包和頭盔，為飛船起飛做準備。還要讓學生時刻提醒自己是一名宇航員，這有利于增強他們以后參與科學活動的信心和動力。換句話說，一旦他們“成為了”宇航員，他們將會對太空相關活動倍感親切。

當我們的使者團在一個鋁箔包裹的紙板航天飛機里準備飛離地球時，老師提出了關于飛離大氣層需要哪些條件的討論問題。該討論的核心問題是：“為了離開大氣層，我們的飛船需要達到什么速度才行？”停泊在國際空間站時，學生觀看了描述真正宇航員生活的影像。為了飛往火星，學生繪制出太陽系的圖像以及各大星球的運行軌道，然后對他們飛往火星的路線進行預測。為了檢驗他們的預測和加深他們對曲折飛行路線的理解，每位學生都將進行飛往火星頭腦風暴模擬游戲，都必須準確預測他們的起飛時間，從而“修正”飛船飛往火星的路線。學生們對地球、太陽，以及其他星球的位置進行學習，基于軌道模式作出了飛行的預測。

劇目二：生存

故事繼續于飛船迫降火星。每位使團成員都需要對此負責，但學員們現在必須做出如何生存和建立居住地的規劃。他們開始調查附近的地形，尋找水源和其他資源。由于食物是生存的首要條件，學員們也開始建立農場撒播種子。

劇目二的舞臺說明：迫降增加了緊張感，從而將故事情節由劇目一中的太空旅行主題過渡到劇目二中的生存主題。故事同時也過渡到了劇目二的學習目標——強調孩子們對人類基本需求的理解。為了加深對這些需求的理解，學生有針對性地學習水源、種植和培育等知識（如圖2）。學生們也加強了對火星巖石的調查，尋找水的痕跡，還需了解風化模式。

劇目二一開始的迫降展現了劇情概要，學生的討論反映了他們在火星上生存需要的條件，他們的討論結果將作為活動進展的評估。教師將學生的回答與他們的計劃相關聯，使得故事得以進行下去，不會出現停頓或中斷。

根據學生的生存清單（食物、水、庇護所、氧氣、交通、能源，如圖3），使團成員分成三隊，輪流對周圍地區進行調查，紅色屋子是他們的駐地。在其中一個駐扎地，學生決定通過嗅覺和視覺來分辨四種有色液體（糖漿、洗潔精、水和植物油），同時觀察它們的密度。在另一駐扎地，學生討論決定種植什么作物，最后決定在聚居地農場種植蕓豆。在最后一個駐扎地，學生觀察并對比火星和地球的照片，了解水蝕和風化作用。

劇目三：能源探索

學員們躲過了在火星無法生存的威脅，然而，他們現在必須想辦法利用能源為居住地提供能量。學員們在新建的火星發電站處建造了一個小型風電場。之后，使團乘著氣墊船去遠處的極地冰冠尋找水源。即使只能收集到干冰，他們依然對探索和生存充滿信心。

劇目三的舞臺說明：劇目三的學習目標旨在讓學生了解如何利用空氣。首先，學生需要學習如何利用空氣并將其轉化為能源；其次，學生需要學習空氣流動是如何讓氣墊船懸浮于火星表面的。

學生通過風力發電解決了居住地的能源問題。我們首先展示了風力機如何利用馬達生產電能。然后，學生制作紙風車，代表風力渦輪機，用線將其與火星發電站連接（如圖4），為居住地模擬能源資源的產生。

學生之后需要乘坐氣墊船完成尋找火星極地冰冠的任務。在乘船前，學生需要學習氣墊船的駕駛和注意事項。乘坐和降落氣墊船時需要提前將其關閉，為進一步確保安全，我們告訴學生僅能坐在氣墊船上。對于學生來說，坐在氣墊船上，以一個安全的速度牽引它，是一個全新的體驗。為了完成任務，這部分活動也存在一定風險。學生們搜集了許多證據，發現空氣流動性的缺失與否，會對推、拉木質氣墊船產生影響。

劇目四：建造庇護所

學員們完成了大多數任務，現在，他們需要設計和建造居住地。學員們自主設計，共同談論關于庇護所的觀點。然后，學員們分成小組，開始建造多處庇護所。

劇目四的舞臺說明：劇目四的學習目標在于讓學生由先前的行為轉向設計和建造庇護所。我們首先要引導學生由劇目二的生存清單過渡到整合庇護所設計。然后，學生需進行小組合作，根據他們自己的想法建造一系列紙板庇護所。

劇目五：外星生物來訪

最后，學員們將庇護所、發電站、種植農場和氣墊船站整合到一起，完成了他們的居住地。突然，他們的雷達發現一些不明物體在遠處移動。學員們遇到了充滿好奇心的外星人來訪，這些友好的外星人正觀察他們建造的居住地。一陣問候后，學員們向外星人展示了他們新建的居住地。作為兩組人員互惠的標志，學員們和外星人合作制造了小型火箭，這使得從火星往返地球成為可能。

劇目五的舞臺說明：考慮到家長的參與會影響孩子們的學習熱情，我們的目標之一就是將家長參與和孩子學習進程相連結。為了實現這一目標，我們在學生完成最后一個任務期間，給家長布置了穿上外星人服裝的任務。

作為總結性任務，孩子和家長一起拜訪了居住地周圍的五個站點。每一站點代表課程的一個部分，學生們最終完成了“在火星建造居住地”的學習目標。在每個站點，家長需要大聲朗讀工作表，學生判斷正確與否。為了使故事情節完整，學生和家長還要一起用泡沫管、橡皮帶和不用打結的領帶制造火箭（如圖6）。

三、總結

在火星定居課程中，我們發現角色扮演激發了學生的熱情，提高了他們參與課程活動的舒適感。學生扮演了航空員，也由此獲得了參與火星定居的機會。

（譯者：張雅倫 中國傳媒大學文學碩士；校對：劉忠學 人民教育出版社綜合理科室）