前沿科技與小學科學教育

陳延飛

摘 ?要：了解前沿科技信息不僅可以幫助教師修煉內功擴充自身科技知識面，輔助科學的課程教學，而且可以幫助學生理解技術背后的原理，學習科學原理后的展開更好應用，所以將前沿知識和最新科技成果滲透到課程教學中，是培養學生的創新意識和學科興趣，是進一步深化科學課程改革，也是讓科學教育面向未來的有效途徑。

關鍵詞：前沿科技;資源;科學教育

小學科學課程是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程。科學素養的內涵非常豐富。其主要維度或基本要素有對科學知識的積累和應用、對科學探究的過程和方法的了解和實踐、對與科學相關的積極向上的情感態度價值觀的培養。而目前傳統教學內容與當前最新技術脫節，不能很好的實現課程維度，教科書里的知識只是滄海之一粟，如何在科學教學活動中滲透更鮮活的知識？如何讓學生在學習教材內容的同時，感受科技時代的發展脈搏？如何改變教學中的知識本位現象，賦予科學知識背后高貴的科學、人文精神？在學科教學中滲透前沿科技知識就是一個簡單有效的方式。了解前沿科技信息不僅可以幫助教師修煉內功擴充自身科技知識面，輔助科學的課程教學，而且可以幫助學生理解技術背后的原理，學習科學原理后的展開更好應用，所以將前沿知識和最新科技成果滲透到課程教學中，是培養學生的創新意識和學科興趣，是進一步深化科學課程改革，也是讓科學教育面向未來的有效途徑。

一、準備好前沿科技資源

前沿科技是指現代科學與技術發展的高新領域以及不斷拓展的交叉性和邊緣性的科學與技術領域。小學科學課程標準指出：小學科學課程資源是指有助于進行科學教學活動的各種資源。教學過程中合理使用課程資源，將會很大程度上提高學生學習科學的興趣和質量，也會提高教學活動的水平。教材編寫者、教學研究人員、教師和有關人員應依據本標準，有意識、有目的地開發和利用各種小學科學課程資源。報紙雜志、電視廣播和網絡等媒體，常常可以提供很多貼近時代、貼近生活、有意義的前沿科技新聞，利用好社會媒體，將這些前沿科技作為科學學習的重要資源之一。

1.前沿科技信息的收集

在收集前沿科技信息的過程中要特別注意對所收集的資源進行篩選，尋找適合在課堂上展示的信息，同時要考察所收集資源的詳細程度和邏輯性，注意資源中文字的通俗性和趣味性，審閱資源中圖片和視頻的分辨率和恰當性，更重要的是注意甄別科技新聞的真偽，不能輕信未經審核的信息，做到避免單一的信息來源，避免不當的權威依據。例如很多微信，微博上發布的科技新聞就需要我們進行一些查證，不能直接拿來用，不能讓虛假科技信息混入科學教學活動里。

2.前沿科技信息的分類

在收集前沿科技各類型資源的過程中要按照物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術與工程進行分類，同時要兼顧相互之間的聯系，以便有體系的補充課程內容和積累課程資源，并為科學探究項目的展開做好準備。2018年3月份熱播的《厲害了我的國》影片中就有不少關于我國科技前沿發展的內容，其中關于常溫超導體的研究就屬于物質科學的范疇，是全世界的熱門研究項目，在能源和金屬的教學中是很好的補充;在貴州的大山里，fast的建設過程和建成后的發現，可以在就屬于地球與宇宙科學的范疇，讓學生直擊中國空間探索的最新成就，在搭支架和探索宇宙的教學活動中都可以被引用;還有港珠澳大橋等超級工程的建設，呈現在建橋梁和造房子的教學中更能體現現代技術與工程的進步，反映出我國基礎設施建設的實力。

3.前沿科技信息的在加工

在收集前沿資源并進行分類后，還不能直接拿到課堂上，教師作為教學的實施者，還要對這些資源進行通俗化和淺顯化的教育性改造，要考量所收集的資源和教育教學的契合程度，去除資源中的抽象的、深奧的知識，只留下讓小學生更容易學習和接受的內容，還要盡可能的使資源的組成呈現出多樣化，可以是圖片、文字、聲音、動畫和視頻，增加資源的通俗性和趣味性。比如講導體與絕緣體的時候，我們就要提到超導體，關于超導材料的資源很多，但這個時候圖片材料和文字材料的呈現，不能很好的反應超導的特性，對于小學生來說電阻為零有什么用，一大段對于超導體的描述枯燥且沒有趣味性，基本也看不懂，反而會讓他們失去了解的愿望，但改用超導成品的實驗小視頻的效果就會完全不同，一個冒著白霧的物塊懸浮在軌道上面或者下面，并順著環形軌道毫無障礙運動，這樣磁懸浮場景是超導體的直觀表現，也是能夠抓住學生注意力的。

二、在教學中滲透前沿科技

小學科學課程標準在“科學、技術、社會與環境目標”板塊中特別提到，學生應當了解社會需求是推動科學技術發展的動力;了解科學技術已成為社會與經濟發展的重要推動力量。在科學課堂中滲透前沿科技可以讓孩子們更好的感受科技改變生活已經不是一個簡單的口號，科技正改變著我們生活的方方面面。

前沿科技的資源需要我們教師適時恰當的滲透，要考慮科學教學的課程目標、課程內容、學生已有科學素養，應該與課堂教學的內容有一種自然的聯系，不增加新的知識要求，從學生的疑問或興趣出發，拓展學生所學知識與生活的聯系。資源切入時在保證科學性的同時盡可能的去掉過于專業的科學術語，不要增加學習的難度，要遵循教學的恰當性、興趣性、相關性原則，要注意滲透的方式方法。創設情境和材料閱讀就是滲透前沿科技的資源常用到的兩種方法。

1.創設情境

創設情境是教師有目的地引入或創設具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景，以引起學生一定的態度體驗，從而幫助學生理解教材，并使學生的心理機能得到發展的教學方法。其核心在于激發學生的情感，為學生提供良好的暗示或啟迪，有利于鍛煉學生的創造性思維，培養學生的適應能力。以前沿科技創設的情境更加具有時代氣息，讓學生在學習和鞏固科學基礎知識的同時，體會現代科技研究發展的過程和方法，更能夠激發學生學習的興趣。在進行《地球以外有生命嗎》教學時，開課就呈現一些地球沙漠戈壁照片，混入一張NASA最新拍攝的火星表面照片，照片中火星表面惟妙惟肖的人形巖石，縱橫交錯的巨大的河道，但揭曉照片中的是火星場景時，學生的興趣被調動了，在震驚中引發的一系列關于外星文明猜測和討論，關于外星是否有文明的情境自然生成，學生不自覺的就被引導向對太空的遐想和探索欲望;在探討地外是否生命時，可以用探索發現拍攝的地球生命起源的紀錄片，也可以引入深空探索衛星獲得的木衛六及其他的天體信息，來對比在火星上發現的細菌的照片，學生自己就可以推理出產生生命可能需要的條件，并對已有的地外生命相關報道做出判斷。

2.材料閱讀

材料閱讀具有較強的伸縮性和空間性，它在拓寬學生的知識層面、提高學生科學學習熱情方面大有可為，將培養學生的科學思想，科學素質和各方面能力擺在了首位。在課內或課外閱讀與教學內容相關的科技領域的最新進展和發現，可以讓學生了解到所學知識的最新科技應用，打開他們的思維窗口，讓更多知識與生活場景建立聯系，體會科學知識的時代脈動。比如在《遺傳與變異》的教學中，除了以面容和外形的相似或改變現象來說明遺傳與變異，講豌豆實驗、進化論，還可以適時切入基因研究方面的最先成果資源，一張變異與沒有變異的基因圖譜對比圖，一小段細胞剛好發生變異的截選視頻，這樣的補充材料讓學生閱讀學習，可以更好的將遺傳和變異這樣比較

三、學習前沿科技信息的意義

小學課程標準中列出的科學態度有不畏挫折、有理有據、傾聽分享、大膽質疑、追求創新、合作交流。小學科學課程標準中對追求創新的學段目標是，在教師指導下，能圍繞一個主題做出猜測，嘗試多角度，多方式的認識事物（低年段）、樂于嘗試運用多種材料、多種思路、多種方法完成科學研究，體會創新樂趣（中年段）、能大膽質疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設計與制作，培養創新精神（高年段）。而在科學課中融入前沿科技資源，作為課程內容的補充和積累，作為課本的拓展，可以幫助我們更好地展示和培養這些科學態度。

1.科學教育的拓展

在科技高速發展的當今社會，我們的教材修訂總是滯后的，但是科學教育不能滯后，前沿科技的引入可以延伸科學教育的長度與厚度。在《節約能源與開發新能源》這一課中我們可以拓展的內容就很多，現代社會節約能源早已不是換個燈泡這么簡單，天然氣的大規模普及，人工智能的全面開花，新能源汽車的應用，乙醇汽油的推廣都在成為這個時代最新的節能方式。再說說自然能源的開發，可燃冰已經不再是課本上的如果，而是進入到試采階段;太陽能的利用也進入到新的階段，太陽能高速，邊走邊充正在成為現實;超大型風力發電機的應用，讓風電效率成倍提高;波浪能的開發也在改變遠離大陸的海島島民的生活。新能源中，第四代核電、小太陽的研究推進都將改變未來地球的能源結構。

2. 培養科學態度

并不是每個學生都要成為科學家或者工程師，但是學習過程中培養的科學態度不論對他們未來從事何種行業都有意義。例如在《建橋梁》的教學中，我們可以選用央視紀錄片《超級工程》中的建設片段來認識橋梁，學生不僅僅可以在觀看視頻的時候認識到不同結構的橋梁，還可以了解到工程師和工人們建造它們的過程。此外更重要的是在建設者們建造中迎難而上，挑戰自我，實現零的突破的精神也會在學生的心底埋下一顆種子，成為他們日后的行為榜樣。

學習和了解前沿科技對學生和教師來說具有重大意義。對于教師來說，我們應當時時關注前沿科技，不斷學習和不斷的充實前沿科技相關知識，又要根據學生的實際需求對前沿科技的素材進行教育性、創造性的分類和提煉，充分挖掘其中的知識與技能，過程與方法以及情感態度價值觀，只有我們站在時代的前沿才可能培養出新時代所需要的人。對于學生來說，他們需要了解課本外的前沿科技，了解前沿科技對生活產生的影響，需要前沿科技工作者的科學態度的引導，在潛意識中變革他們對未來職業及其能夠創造價值的影響，為迎接未來可能遇到的挑戰做好準備。