親歷一次活動 實施科技教育 培養思維能力

徐朋園

摘要：科技教育中的“科技”，是指大科學、大科技，包括自然科學、技術、工程學、數學、社會學等。科技教育要實現育人的目標，需要激發青少年科學興趣，激勵青少年樹立科學夢想，把科學精神、創新思維、創造能力和社會責任感的培養更好貫穿教育全過程，培育青少年科學思維習慣，提高青少年對周圍世界的科學認知和創新實踐能力。作為科技教師，在教學活動中應該有意識的將科技教育應用到教學始終，用來培養學生的思維能力。本文就以我一年來開展的活動《漢石橋濕地水質監測》為案例，展示我運用科技教育理念，通過五種常見方法提高學生的思維能力。

關鍵詞：科技教育 水質監測 思維能力 科學態度 案例引導

這幾年培訓學習時，時常能聽到一些詞語“steam教育”“項目化學習”“科技教育”……，再加上國家的科技教育興國，校內的教育改革，綜合素質評價中的課題要求、開放科學實踐活動等等，促使我做了很多關于科技教育的思考。

我認為，這些教育都是強調將科學的新思想、新理論、新方式、新內容應用到日常教學中，打破傳統的教學模式，最終培養的是學生的各項思維能力。

思維能力是通過分析、綜合、概括、抽象、比較、具體化和系統化等一系列過程，對感性材料進行加工并轉化為理性認識及解決問題的能力。思維能力是學習能力的核心。要使自己聰明起來，智慧起來，最根本的辦法就是培養思維能力。

作為科技教師，我在教學活動中就有意識的將科技教育應用到教學始終，用來培養學生的思維能力。在一次主題活動《漢石橋濕地水質監測》中，我用到以下五種方法提高學生的思維能力。

一、推陳出新訓練法

在活動的選題階段主要用到這個方法。我先有意識的引導學生關注濕地，不經意間提出很多的問題：水質如何、怎么檢測、凈化水質的是誰、效果如何等等。這樣，學生會對這些問題進行思考，會不斷的提出新的問題，再將這些問題整合，就能轉化成適合學生研究的課題。

在確定活動主題中，要從時間、地點、研究對象、研究方法等多個方面提出問題，這個過程中能夠充分鍛煉學生的發散思維，培養學生提出問題的能力。

二、循序漸進訓練法

在活動的開題階段主要用到這個方法，學生在設計活動方案的時候，需要計劃好活動的整個過程，在實地監測水質的過程中，學生首先要先辨別水流方向、再取水樣、檢測、匯總數據后分析、最后得出結論。這一過程不可顛倒，不能出現差錯，否則，結論將有可能完全相反。這樣環環相扣的過程需要學生在撰寫方案的時候想清楚，并想辦法解決這些問題。 通過解決這一個一個的問題，學生的分析思維能力和預見能力將得到很好的鍛煉。這個過程也是任何一個研究過程都必須的。

通過撰寫、展示、完善方案，讓學生意識到活動方案需要不斷地修改和完善，也能夠提高活動的可行性。培養學生的發散思維、類比思維等多種創新思維形式。引領學生關注、研究濕地水質變化，增強學生社會責任感。

三、聚合抽象訓練法

這個方法在分析數據的時候訓練的最多，活動后期學生收集到了大量數據：組內的每個實驗的數據、每個水樣的數據、多種時間段和多個地點采集的水樣測出的數據、還有班級內多個組組合起來的數據、以及和生物教師交換來的數據等。學生需要在龐大的數據中挑選有用的數據，利用畫折線圖等有效的分析方法，抽象出植物凈化水質的本質，對它進行概括性描述，最后形成具有指導意義的理性成果。這個活動可以訓練學生的分析力、綜合力、比較力、抽象力、判斷力等能力。

再有就是在文獻查閱時，需要去中國知網等專業的網站或者圖書館查閱資料，讓學生多接觸科技論文，通過對收集資料的總結、對比，應用歸納法，培養學生發散思維、類比思維等多種創新思維形式。還可以培養學生實事求是的科學精神，加深對知識產權的了解。

四、生疑提問訓練法

在整個主題活動過程中，教師要隨時培養學生的質疑能力，比如，儀器操作很簡單，但是原理呢？在認識濕地中常見的植物后，這些植物的凈化水質的原理呢？讓學生享受到科技帶來方便的時候，隨時能想到事物的本質，從不同角度、不同方向變換觀察同一問題，提高學生的質疑能力。

五、集思廣益訓練法

這個方法在整個活動過程使用最頻繁，因為不管哪個活動，從始至終都是小組合作式，一個班是一個大團體，還分成了幾個小組，組與組之間也要配合。

在設計方案階段，集中眾多人的集體智慧，廣泛吸收有益意見，將研究方案分析清楚，從而達到思維能力的提高。此法有利于研究成果的形成，還具有潛在的培養學生的研究能力的作用。因為，由于各人的起點、觀察問題角度不同，研究方式、分析問題的水平的不同，產生種種不同觀點和解決問題的辦法。通過比較、對照、辨析，這之間就會有意無意地學習到對方思考問題的方法，從而使自己的思維能力得到潛移默化的改進。

在活動階段，學生要小組合作，根據課題需要積極、自主的去進行實驗研究活動。比如，學生辨別水流方向、觀察植物、取水樣、分析數據等。在完成活動過程中，學生的合作意識、溝通能力均可提高。

在活動宣傳階段，學生要先將成果物化，這會用到先進的科學技術，比如，數據分析用到的軟件，視頻的剪輯，文創用到的3d打印技術、VR制作技術，文化衫圖案的印制，宣傳用到的美篇、海報的創作、小組logo設計等等，在這個過程中大家要集思廣益，共同完成這些任務，培養學生的發散思維、創新思維、提高學生的想象能力和創造能力、審美能力。通過總結，引領學生關注研究結果的同時更加關注研究的過程，培養學生科學嚴謹的做事態度，做事認真踏實、有始有終、善于反思的做人品格。在宣傳過程中，培養學生與人交往的能力，體驗現代科技在宣傳手段和效果上的高效性，提高學生的社會責任感。

綜上所述，在教學活動過程中，用到了先進的檢測儀器、科學的思維方法，發現、分析和解決了實際問題。活動的內容打破了學科界限，從檢測儀器、查閱資料的軟件到文創制作、宣傳方式，都能體會到現代科學儀器的先進和高效。

這是我在科學教育領域中進行青少年創新思維培養方面的實踐探索之一，今后，我會將這種有益于科技創新后備人才成長的新思路、新經驗和新規律應用到更多的活動中。