“雙輪驅動”教學 在科學課中的作用

劉芹

小學科學是一門基礎性、實踐性、綜合性課程。小學科學課程針對學生身邊的現象，從物質科學、生命科學、地球和宇宙科學、技術與工程四個領域，綜合呈現科學知識和科學方法，強調這四個領域知識之間的相互滲透和相互聯系，注重自然世界的整體性，發揮不同知識領域的教育功能和思維培養功能。前三大領域強調的是“科學探究”，而技術與工程領域是課程標準新增內容，橫跨科學前三大領域，是對這三大領域內容的實踐運用和綜合運用，更注重“工程實踐”，這兩者如同車的雙輪，驅動著新的科學課程。科學課程由科學探究“獨輪”轉變為“雙輪驅動”，如何發揮它在小學科學教育中的重要作用呢？

一、工程實踐與科學探究有機融合

工程實踐活動有著與科學探究不同的教育價值。技術已經越來越多地影響著我們的生活，在當今的信息化社會中，人們的衣食住行都受到了技術的影響。學生置身這樣的社會，如果沒有相應的知識儲備，是很難想象的。工程實踐活動可以很好地讓學生體驗技術與工程的特點，學習解決生活實際問題的能力，以便在將來更好地適應社會。工程實踐活動還能讓學生體驗到成功的喜悅，激發他們學習科學的興趣。科學知識需要在探究實踐中學習，在不斷運用中加以深化;探究應當作為學生解決一些科學工程問題的實踐手段。因此，兩者有機融合，能有效提升小學科學學科的教育價值。本學期區教研室組織了一次“紙橋承重”主題的探究活動。我們借此東風在中高年級開設了“搭紙橋”的工程實踐課。“搭紙橋”是一件適合小學中高年級學生動手操作、自主探究的科技小制作，學生已經掌握了關于“筒形或拱形物體承重強的特性”和“三角形穩定性”等相關知識，能夠對紙橋進行觀察與研究，探索其中的原理。教學設計主要引導學生經歷“裝置制作和原理解析”的探究過程。

其一，設計有挑戰性的任務。實踐活動源于教材，高于教材。在“裝置設計制作”環節，教師在引導學生在明確制作任務和橋梁構造的基礎上，讓學生自主探索設計組裝的方法，充分激發他們探究的需求。這個過程雖然有一定難度，但也有很大的教學價值。學生在探索過程中，通過小組合作、親身實踐、交流探討、同伴演示等形式，完成了“紙橋承重”的組裝與探究。

其二，把動手實踐和思維發展融合起來。大部分學生通過小組合作的方式完成了工程設計與制作任務，在動手實踐和觀察研究的基礎上滲透科學原理的探究。教學難度要適合學生的認知水平，能讓他們綜合運用已有的科學概念，解釋工程技術中的科學原理。在“原理解析”環節，教師引導學生對工作原理進行充分猜想、細致觀察、充分交流與表達，在互動探討中解析紙橋承重的工作原理。

二、堅持動手“做科學”

“技術與工程”領域的內容是從現實問題或產品出發，需要對多種知識進行獲取、加工、處理、集成、轉化、交流、融合和傳遞，主要指向書本知識的運用和工程技術實踐。例如四年級科學《太陽能熱水器》是一節典型的技術與工程課，這類課程應突出工程實踐的典型過程。在教學本課時，教師一定要凸顯工程實踐的關鍵要素，引導學生把“做一個太陽能熱水器”和“評太陽能熱水器”兩項內容融合在一起，目的是串聯起這個完整的工程設計實踐過程。從“任務驅動”的視角看，學生在“制作太陽能熱水器”的活動中，大致經歷了“認識任務——分析任務——完成任務——交流任務完成情況”等環節。是一個典型的工程實踐過程，學生的興趣與動力是濃厚且持續的。在活動過程中，學生的學習不單是知識由外到內的轉移和傳遞，更重要的是主動建構自己的知識經驗，即通過新經驗和原有知識經驗的相互作用，充實和豐富自身的知識，提高自身的探究實踐能力，充分體現了新科學課程科學教育能力培養。

三、推進STEM項目研究

一年前，我校就開始進行STEM項目研究的探索。六年級科學課《太陽家族》一課，由于星空知識的內容比較抽象，學生理解難度大，為了讓學生形象理解、輕松學習，我們對本課教學進行了大膽改進，設計了一個“小靈通遨游太陽系”的STEM項目研究 。而這次的“遨游太陽系”項目，則是緊扣STEM教育主題，轉換角度和思路，將學生在做項目過程中，策劃、演員挑選、各學科融合、排練的各個環節呈現在舞臺上。整部科普話劇分為明項目起因、顯項目重點、展項目成果三部分，明確了策劃方案，在背景音樂的選擇、太陽家族形象設計、成果展示等環節中，充分體現了在STEM理念指導下的研究、探索與創新。實踐表明，以項目任務為驅動，學生的主動參與性更強，思維參與度更高。這樣的學習方式受到學生的喜愛，擁有一定的自主空間，以小組合作的方式進行，以真實的問題情境導入，重視交流與反思，重視拓展與應用，“科學、技術、社會與環境”這一科學四維目標也得到了有效落實。

四、體現跨學科學習滲透科學教育的理念

在生活中開展技術與工程活動的機會比比皆是。有些學生發現有的活動特別有趣，因此教師要善于發現不同環境、不同學科與技術工程教育的結合點，適時開展教育。

在音樂課堂上，許多樂器的發聲都與科學有關，學生觀察了揚琴、三角鐵、鋼琴等樂器后，可以做許多相關的技術與工程探究活動。技術與工程領域是新課標理念指導下科學課的重要實踐方式，它有助于低年級學生不斷積累經驗，為后續的高難度的技術與工程活動打下堅實的基礎。

總之，科學探究注重“以教師為主導，以學生為主體”，教師引導學生開展科學探究時，途徑、程序往往是比較確定的;工程實踐則是“以師生為主導，以學生為主體”，教師在課堂中處于輔助地位，教學也更加開放。工程實踐與科學探究教學雖然有所不同，但在新課標理念指導下的新科學課程中兩者是“雙輪驅動”，具有同等重要的地位和作用，它們相互補充、相得益彰，是小學科學教育中不可分割的兩個方面。作為一線科學教師，要不斷完善、提升自己，不斷變換自己在教學中的角色，而且恪守“以人為本”的核心，引領學生一直走在科學教育的道路上，尋夢遠方。