“知行合一”導(dǎo)向下學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)策略研究

■江蘇省海門經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)小學(xué) 朱華崗

一、“知行合一”在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)中的重要意義

學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)包括內(nèi)化于學(xué)生心中的科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神，這四維度構(gòu)成了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)過程中所必備的基本品質(zhì)。2016年《全面科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃綱要實(shí)施方案》中要求：“改進(jìn)科技教育方法，加強(qiáng)學(xué)生綜合實(shí)踐活動(dòng)的指導(dǎo)，提升學(xué)生探究性學(xué)習(xí)和動(dòng)手操作能力?！痹谶@一目標(biāo)的引導(dǎo)下，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中采用“知行合一”模式，打造開放性強(qiáng)的生態(tài)課堂，有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。

在小學(xué)科學(xué)教育中踐行“知行合一”，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展具有多方面的途徑，以通過激發(fā)學(xué)生科學(xué)制作的興趣來(lái)提升學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的能動(dòng)性，主要有以下幾種：首先是積極組織學(xué)生參加各種科學(xué)活動(dòng)，例如班級(jí)內(nèi)的科普活動(dòng)、校園科學(xué)制作比賽等。讓學(xué)生在相關(guān)主題活動(dòng)中，增加對(duì)科學(xué)知識(shí)探究的興趣。其次在校園科技活動(dòng)中為增強(qiáng)學(xué)生親距離接觸科學(xué)、實(shí)踐科學(xué)的機(jī)會(huì)，要求每個(gè)學(xué)生都要參與其中，通過設(shè)計(jì)制作比賽等讓學(xué)生感受科學(xué)的妙處。如飛機(jī)模型、船模比賽、搭橋比賽等，讓學(xué)生了解相關(guān)科學(xué)技術(shù)。最后是在校園科技活動(dòng)中也會(huì)選出一些項(xiàng)目設(shè)計(jì)優(yōu)秀的同學(xué)給予“科學(xué)小能手”榮譽(yù)，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的興趣。

二、“知行合一”導(dǎo)向下科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)策略

在前文中主要論述了小學(xué)科學(xué)教育中踐行“知行合一”的各種途徑與方法，本節(jié)主要通過某班科學(xué)小組制作“太陽(yáng)能汽車”活動(dòng)，討論在指導(dǎo)過程中如何凸顯對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（一）太陽(yáng)能原理指導(dǎo)，深化學(xué)生科學(xué)認(rèn)知

小學(xué)科學(xué)教材中涉及一些太陽(yáng)能知識(shí)，在學(xué)習(xí)中學(xué)生能夠初步掌握太陽(yáng)能是一種清潔能源，在現(xiàn)代社會(huì)中有著廣泛的應(yīng)用。但是學(xué)生并不知道人們是如何利用太陽(yáng)能工作的，其原理如何。這種“模棱兩可”的狀態(tài)經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致學(xué)生思維的模糊，顯然這不利于學(xué)生科學(xué)探究精神的培養(yǎng)。在這種情況下，借助太陽(yáng)能汽車主題制作活動(dòng)，讓他們親身體驗(yàn)制作的過程、探究制作方法，能夠使學(xué)生形成對(duì)太陽(yáng)能應(yīng)用的整體、系統(tǒng)認(rèn)知。

具體來(lái)說，太陽(yáng)能與汽車動(dòng)能屬于兩種能量，只有借助能量轉(zhuǎn)換器，才能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為推動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)的電能。這種能量轉(zhuǎn)換裝置即是太陽(yáng)能電池板，學(xué)生在日常生活中都接觸過，知道太陽(yáng)能板可以將水加熱，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，但對(duì)于如何轉(zhuǎn)化為電能卻了解不深。在指導(dǎo)中，教師強(qiáng)調(diào)了太陽(yáng)能轉(zhuǎn)為電能的過程，即太陽(yáng)能電池板將收集的太陽(yáng)光或者其他光源照射到自身上時(shí)，其電池板內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)和電流的一種效應(yīng)。太陽(yáng)能電池板內(nèi)部建立電場(chǎng)的兩側(cè)引出電極的導(dǎo)線，外部所接的負(fù)載就產(chǎn)生“光生電流”流過，教師直接將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。在“太陽(yáng)能汽車”制作中，著重強(qiáng)調(diào)了這種能量轉(zhuǎn)化的指導(dǎo)，讓學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究精神。

（二）借助模型設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新精神

在了解太陽(yáng)能如何轉(zhuǎn)化為電能后，即進(jìn)入太陽(yáng)能汽車設(shè)計(jì)階段。雖然太陽(yáng)能板不需要學(xué)生設(shè)計(jì)，直接購(gòu)買就可以，但也需要對(duì)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。該科學(xué)小組中共有12名同學(xué)，在設(shè)計(jì)中將他們分為了3組，每組在制作中都要設(shè)計(jì)出新的方案。通過分組也能夠激發(fā)學(xué)生制作中的競(jìng)賽意識(shí)，不斷優(yōu)化自己的方案，設(shè)計(jì)出更好的方案。為培養(yǎng)學(xué)生資源意識(shí)，在指導(dǎo)過程中筆者提出盡量采用廢舊物品改造成為汽車車體。太陽(yáng)能電池板、小馬達(dá)、車輪可以通過網(wǎng)絡(luò)等渠道購(gòu)買。

（三）指導(dǎo)模型制作，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

在各個(gè)小組設(shè)計(jì)完太陽(yáng)能汽車方案后，教師指導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)購(gòu)買了相關(guān)的部件，包括太陽(yáng)能電池板、馬達(dá)、輪子。汽車主體則由學(xué)生設(shè)計(jì)制作完成，設(shè)計(jì)成為小組喜歡的樣子。在這個(gè)過程中，小組4 名成員各司其職，各自負(fù)責(zé)自己的工作，共同完成模型的制作。例如，針對(duì)汽車主體粘結(jié)方法、太陽(yáng)能電池板設(shè)計(jì)位置、太陽(yáng)能板與馬達(dá)連接等，都主要由科學(xué)小組成員協(xié)商解決。在探討交流中，形成更完美的方案。在具體指導(dǎo)中作者對(duì)每個(gè)小組的設(shè)計(jì)方案都進(jìn)行了點(diǎn)評(píng)，點(diǎn)評(píng)結(jié)束后要求學(xué)生盡量根據(jù)意見進(jìn)行完善和優(yōu)化，最終確定制作方案。在制作環(huán)節(jié)的指導(dǎo)中，教師要突出學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生多采用DIY 的方式來(lái)制作各個(gè)部件，減少對(duì)成品小零件的應(yīng)用。

（四）評(píng)價(jià)成果，激發(fā)學(xué)生深入研究興趣

無(wú)論是設(shè)計(jì)還是制作過程，學(xué)生都充分發(fā)揮了自己的聰明才智和能動(dòng)性，追求最完美、最佳的設(shè)計(jì)方案。因此在三個(gè)小組都制作完成后，每個(gè)小組對(duì)自己的產(chǎn)品都很滿意，有點(diǎn)愛不釋手的感覺，獲得了極大的成功喜悅。這個(gè)時(shí)候適當(dāng)?shù)貙?duì)學(xué)生制作的太陽(yáng)能汽車進(jìn)行評(píng)價(jià)，給予肯定性的評(píng)價(jià)，能夠激發(fā)他們深入研究的興趣，在現(xiàn)有方案上思考更好的方案。例如在對(duì)三個(gè)小組太陽(yáng)能汽車評(píng)價(jià)中，科學(xué)一組獲得了最佳設(shè)計(jì)獎(jiǎng)；科學(xué)二組獲得創(chuàng)新獎(jiǎng)，該組設(shè)計(jì)中將太陽(yáng)能板置于車頭位置，呈現(xiàn)45 度角，與北回歸線太陽(yáng)照射角度43度，在一定程度上提升太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率?？茖W(xué)三組是質(zhì)量獎(jiǎng)，該組是采用礦泉水瓶改造為車體，能夠直接觀察馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)情況。通過肯定的評(píng)價(jià)，激起了他們對(duì)科學(xué)知識(shí)的興趣，為學(xué)生終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。正如學(xué)生在感悟中寫道：“科學(xué)需要親自動(dòng)手實(shí)踐，在實(shí)踐前我們需要好好閱讀相關(guān)科學(xué)知識(shí)，擴(kuò)大自己科學(xué)知識(shí)面。在動(dòng)手過程中，需要設(shè)計(jì)，需要修改，需要提升。一次活動(dòng)，可能會(huì)經(jīng)歷許多失敗，就如愛迪生發(fā)明電燈，做了一萬(wàn)多次實(shí)驗(yàn)，才成功?！?/p>

三、結(jié)語(yǔ)

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中做到“知行合一”，有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成，能有效提升學(xué)生動(dòng)手能力與科學(xué)知識(shí)應(yīng)用能力，這也是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的核心目標(biāo)。在實(shí)際教學(xué)中，傳統(tǒng)教學(xué)方式難以收到良好的效果，以某些科學(xué)制作競(jìng)賽活動(dòng)來(lái)激發(fā)學(xué)生參與興趣，能夠更好地實(shí)現(xiàn)科學(xué)教育目標(biāo)。在本文研究中，筆者主要基于制作“太陽(yáng)能汽車”進(jìn)行研究，有效培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神與動(dòng)手能力，促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。