“三下鄉”科普教學新策略的探索研究

侯 丹 李 響 程 琦

1.天津師范大學 天津 300000;2.天津科學技術館 天津 300000;3.天津港保稅區臨港實驗學校 天津 300000

鄉村振興的有效途徑之一是提高鄉村居民的科學素養,近些年在國家大力進行科學普及推廣教育的背景下鄉村居民的科學素養也獲得了大幅度的提升,但與城鎮居民相比仍然存在著顯著的差異。聚焦鄉村居民現有知識結構特點,結合科普教學資源分布不均的客觀現實,整合現有科普教育資源,選擇適合鄉村居民知識結構特點的教學模式,以鄉村居民生產生活所需的知識內容為教學內容,將其整合成便攜、簡單、易懂、易操作的科普資源包進行鄉村科普宣傳是本文探索的提升鄉村居民科學素養的途徑。

一、鄉村與城鎮公民科學素質水平發展差異顯著

經由中國科學技術協會公布的第十一次中國公民科學素質抽樣調查結果顯示:2020年我國公民具備科學素質的比例達到10.56%,比2015年提升了4.36個百分點,比2005年(《科學素質綱要》頒布前)提升了8.96個百分點,完成了國家“十三五”規劃公民素養達到10%的發展目標任務。我國公民整體素養發展水平雖然得到了快速的提升,但仍然存在著區域、地域發展不平衡等問題。在對31個省(自治區、直轄市)和新疆生產建設兵團進行數據調研后,結果顯示東部地區公民科學素質水平持續領跑,長三角、珠三角城市群公民科學素質水平處于領先地位,其中上海、北京、天津的公民科學素質水平排在前三位。針對城鎮居民與鄉村居民科學素質水平的調研,發現2015—2020年五年的時間里,科學素質提高的百分比分別為4.03%和4.02%,增長率差異較小,但科學素質水平總人數差異較大,城鎮居民為13.75%,鄉村居民為6.45%。公民科學素質水平發展差異顯著,尤其是對于城鎮和鄉村居民而言,相差比例達到7.3%。

中國科學技術協會及其相關部門根據調研結果采取了一系列措施,如持續完善科技教育培訓體系;大幅提高大眾傳媒科技傳播能力;大力發展科普基礎設施初步建成現代科技館體系;不斷發展壯大科普人才隊伍等,以此不斷提高我國公民的科學素質。

二、以資源包為科普教育資源建構科普教育新模式

基于以上措施,在鄉村科普推廣的過程中,建構三下鄉科普教育新模式,以完善科技教育培訓體系;選擇能夠提高鄉村居民學習興趣并適應鄉村居民知識結構特點的教學方法進行科普教學,以營造崇尚科學和創新的社會氛圍;整合教育資源,并將其設計制作成便攜、易懂、生活化的教學資源包進行科普宣傳,以平衡科普資源區域差異化。

當前的科普教學多以碎片化知識為主,不利于建構完整的科學知識體系,更不利于全面提升鄉村居民的科學素養。同時科普教育有別于傳統的課堂教育,需要更豐富的教學資源支撐科普教學,才能有效地幫助科學素養較低的群體理解科學知識的本質內涵,學會應用科學知識解決生產生活中實際的問題。因此,以科學教育中核心概念為主題,將課程資源整合化、便攜化、生活化,將其以科普資源包的模式進行科普教育,從而達到整合碎片化知識的目的,以生產生活中的實際問題為情境,進行體驗式的教學設計,采用受眾群體常見的生活資源為實驗器材設計實驗,達到建構科學知識體系、提升科學素養的目的。

(一)“三下鄉”科普資源包概念的界定

“三下鄉”科普資源包是以為鄉村居民提供便捷、易懂、快速學習科學知識內容、提升基本科學素養為目的而設置的科普教學資源。教學內容的選擇要貼近鄉村居民所需,增加鄉村居民對知識的感性認知,提升學習興趣;教學手段的選擇采用情境探究的形式進行,輔以科普人員的適當引導,增加鄉村居民對知識應用的理解,學會應用所學知識;教學資源的選擇采用貼近鄉村居民日常生產生活所需的用品進行教具的設計與制作,增加鄉村居民對科學知識的認可度,建構知識體系。因此,“三下鄉”科普資源包是一套以減小鄉村與城鎮居民區域科普教育資源差距為主要目的,選擇鄉村居民所需的日常生產生活所需的知識內容為教學主題,采用情境探究的教學模式,應用貼近鄉村居民常見用品設計和制作的教具進行教學,從而提升鄉村居民科學素養的整合化、便攜化、生活化、簡單化的科普教學資源體系。

(二)“三下鄉”科普資源包的特點

(1)整合化。為平衡科普資源區域間差異,針對鄉村地區缺少科普實踐教學資源的問題,將教學資源、教學方法、教學課件等內容進行整合,便于進行整體推廣。

(2)便攜化。為便于將科普教學資源推廣,將科普教學資源設計成便于攜帶的資源包,便于大范圍地將教學資源應用于鄉村科普教學中。

(3)生活化。以往的科普課程是將科學知識內容直接講授給受眾群體,是普適的科普課程。針對鄉村居民生產生活所需,將科普知識鄉村情境化;教學資源采用鄉村居民常用的物品進行實驗器材的設計,將科普教學資源生活化,拉進科普知識和鄉村居民的距離,提升學習興趣,營造崇尚科學和創新的社會氛圍。

(4)簡單化。將科普課程簡單化指的是將科普知識以貼近鄉村居民生產生活的方式進行講解,采用簡單易懂但又沒有科學性錯誤的語言進行講解,適合年齡階段不同,尤其是偏大的鄉村居民進行學習。

(三)“三下鄉”科普資源包的設計

(1)科普教學知識內容選擇標準。以物理學中“力學”和“熱學”的知識內容為例,進行內容的選擇依據說明。所選知識內容要符合鄉村公民科學素養發展所需;所選知識內容要能夠解釋或解決鄉村日常生產生活所需;所選知識內容要結合當前社會熱點問題;所選知識內容要能夠通過實驗的方式為受眾人群進行講解和解釋。

(2)科普教學知識內容選擇依據。以《全民科學素質行動計劃綱要》作為根本依據,以核心素養培養背景下物理學科核心概念和重要概念為主要參考范圍,以多學科融合為主要特點,結合我市鄉村具體情況,遵從簡單、易懂、便于操作、貼合生活的教學理念,選取當前民眾所關心的社會熱點話題作為主要科普教學內容,形象生動地展示科學原理,方便受眾群體接受科普知識加深印象。所整合小實驗、PPT或視頻等多樣化的資源對圖1中有關力、熱方面的科普內容進行系統宣傳。

(3)科普教學實踐教學材料的選擇和應用。選擇鄉村居民生產生活中常用、常見的物品作為實驗材料,根據簡單、易操作、易觀察的原則進行實驗設計,將實驗設計為科學知識內容的載體,滲透科學思維方式,體驗科學研究,從而掌握科學知識內容,建構知識框架體系。具體實驗內容、實驗材料及相關知識內容所體現的生活現象如表1所示。

表1 科普資源包實踐材料(力、熱)

(4)鄉村科普教學策略。根據鄉村居民知識結構和成長環境的特點,以提升居民科學素養為主要目標,提出“基于‘科普資源包’的以問題為引導的情境體驗式教學策略”。針對科普教學資源和科普人員區域分布不均的客觀條件,分析所在區域鄉村居民的特點,將科普資源整合化、便攜化、生活化,將科普講解方式簡易化,建構以問題為引導的生產生活化體驗式科普資源包教學策略。該策略宗旨為將科普教學資源整合為便攜化的科普資源包,科普資源包的設計和制作以生活化和簡易化為設計標準,講授過程設置生活化、生產化的教學情境,設置合適的問題引導受眾群體進行知識的探究與學習,將問題簡單化、生活化、易懂化,提升受眾群體的學習興趣,通過體驗式的教學過程學習科普知識內容,改變前概念,完善現有知識體系,并學會應用所學知識解釋和解決生產生活中遇到的問題。

(5)鄉村科普教學流程。首先,以科普資源包為教學資源,選擇本次課程所需要的實驗內容;其次,結合當地居民的特點和所處的環境,對實驗所涉及的情境進行本土化微調;第三,對受眾群體進行測試,了解他們對知識理解的水平和存在的前概念;最后,有的放矢地進行教學設計完成教學。教學流程如圖2所示。

圖2

三、應用“科普資源包模型”的教學實踐案例

(一)通過前測試題了解受眾群體對知識內容的理解情況

將《全民科學素質學習大綱》要求作為測試基礎,選擇有關力、熱方面更貼近生活化的科學知識常識類問題,以鄉村居民生產生活中常見的問題為題目情境,以選擇題、判斷題、簡答題的形式進行前測題目的設計,有助于檢測對科學原理的掌握程度,在教學過程中能夠根據測試結果對教學過程進行微調,有助于有的放矢地進行教學,幫助公民更好理解已被抽象化的固有知識概念,提高公眾在生活中合理運用科學的能力,從而提升公民的科學文化素養。

(二)學情分析

本次教學主要針對我市鄉村居民,當前我市鄉村居住居民以年齡偏大或兒童為主,年紀偏大的受眾群體由于受多年生產生活經驗和傳統觀念的影響前概念存在比較頑固的特點,進行改變時相對比較困難,同時年紀偏大的受眾群體改變固有思維的能動性較差,需要教師循序漸進地引導。兒童普遍接受科學教育還較少,同時由于年級較小,前概念較模糊,理解和實際操作能力有限,需要更加貼近兒童的科學性語言對兒童的學習進行引導。

(三)教學目標

(1)知道摩擦力的概念,了解摩擦力的類型和方向。

(2)知道影響摩擦力大小的因素,分析增大或減小摩擦力的方法,能夠應用摩擦力的知識分析和解決生產生活中的實際問題。

(3)通過體驗式實驗探究,學會分析和解決問題的科學方法,培養正確的科學態度。

(4)通過對知識的應用,使學生認識到物理知識的重要性和對社會的價值。

(四)設計理念

以《全民科學素質學習大綱》要求作為科普知識內容選擇范圍的基礎,以發展鄉村居民的科學素養為主要目標,選擇鄉村居民所熟悉的生產生活場景作為教學情境,將知識內容融入真實的情境中進行教學設計,以項目體驗的形式讓學習者進行探究,在教學過程中交叉融合多種教學方法以及融合多學科的知識內容進行設計。教學過程中所采用的實驗器具以生產生活中的材料為主,貼近生活,增加鄉村居民對知識的接受度。

(五)教學設計概述

摩擦力的奧秘教學材料教學課件、演示實驗器材、圓形紙片、膠帶、馬克筆、吸管、繩子等教學過程教師行為學習者反映實驗觀察以精彩的電影片段為引入,引發學習者的學習興趣,并引起學習者的學習興趣(觀察摩擦力)播放電影《蜘蛛俠》中蜘蛛俠爬墻的片段。提問:在日常生活中,我們能夠像蜘蛛俠一樣不借助任何工具,徒手爬墻嗎?引導大家觀察和思考蜘蛛俠在爬墻時,身體有什么變化?是什么原因使蜘蛛俠能夠在墻壁上隨意攀爬?學習者結合頭腦中原有的認知,可以在教室中試著徒手攀爬墻壁,再反復觀察蜘蛛俠攀爬墻壁的前后身體的變化情況,回答蜘蛛俠的手部長滿了毛刺,變粗糙了,所以可以攀爬墻壁了[設計意圖]:通過制作精良的視頻,吸引參與者關注,激發參與者的學習興趣,引導其猜想和了解摩擦力。情境化的實驗探究(感受摩擦力)情境1:車子行駛在光滑的路面上和泥土的路面上,哪種路面車子減速較快?為什么?情境2:洗碗的時候,為了保護雙手,很多女士都喜歡帶膠皮手套,有兩副膠皮手套,一副手套表面是光滑的;另一副手套表面是粗糙的,你會選擇哪種呢?為什么?情境3:鋤地的時候,為什么戴副手套手上不容易起泡?情境1:首先回憶平時坐車的經歷,在光滑的板油路剎車與在泥土地上剎車有什么差異?進行實驗操作,首先讓小車從光滑的斜面頂端下落;再將泥土薄薄地平鋪在斜面上,讓小車從斜面頂端下落,用手機記錄小車每次下落的時間。情境2:將碗放在含有洗潔精充滿泡沫的水盆里,一半小組選用光滑的手套洗碗,另一半小組選用粗糙的手套洗碗,觀察哪組洗的輕松實驗材料:小車、光滑的斜面、泥土、膠皮手套(2副手套)、水盆、碗、洗潔精以上實驗滲透和引導學習者體會“對比研究”與“控制變量法”的科學研究方法的學習。培養學習者的科學思維以及實踐是檢驗真理的唯一標準的科學精神[設計意圖]:通過生活中的問題情境,讓學習者對摩擦力有初步的體驗,感受物體表面的粗糙程度對摩擦力大小會有影響探究實驗+邏輯推導(總結摩擦力產生的條件)(認識摩擦力)探究實驗1:1.介紹實驗器材:彈簧測力計、長木板的作用和使用方法。2.進行實驗操作,采用控制變量法的方式進行實驗。同時注意二力平衡思想的滲透。探究實驗2:1.觀察不同鞋底的花紋。2.體會騎自行車過程中,快速減速的方法(捏閘)?？偨Y講解:總結滑動摩擦力和靜摩擦力的概念,講解它們的區別與聯系通過彈簧測力計能夠測得摩擦力的大小。通過數據進行邏輯推導,探究影響摩擦力大小的因素。邏輯推導、理論講解實驗材料:長木板、彈簧測力計、毛巾、粗布、小車、砝碼[設計意圖]:通過科學小實驗和生活小實驗,完成對摩擦力大小影響因素的探究,并學會應用所學知識解決生活中的實際問題。通過理論講解,引領受眾群體完成邏輯推導過程,分析靜摩擦力、滑動摩擦力的特點應用本節課所學知識設計和制作小教具(實踐與應用)尋找家中需要增加摩擦力的工具或生活用品,應用今天所學的知識對其進行改進分析需要改進的物品的特點,結合摩擦力產生的條件,選取合適的實驗材料,自主設計、完成該實驗與身邊的朋友分享你的改進結果自我評價與交流合作(知識建構)引領學習者總結所學知識內容,與實際情況相聯系建構摩擦力知識體系嘗試設計和描繪知識結構圖,并互相交流[設計意圖]:通過應用所學知識,針對要達到的實驗效果,進行實驗的設計與制作,培養受眾者綜合應用所學知識(本設計實驗包含數學、設計、制圖、物理、美術等知識內容)解決實際問題的能力,同時考查受種者本次課學習的效果

四、科普教學實踐總結

通過實踐可知,對于鄉村居民的科普教學,不能生搬硬套地將現有教學策略融入其中,而采用“基于‘科普資源包’的以問題為引導的情境體驗式教學”策略,以鄉村居民生產生活隨時能夠接觸、隨手就能進行的生活實驗進行教學,增加受眾群體的沉浸感,提升受眾群體對知識的認可度,使鄉村居民真正地想要學習科普知識內容,提高鄉村居民的求知欲,從而全身心地融入教學中,完成科普知識的學習,并進行知識內容建構,完善科技教育培訓體系,營造崇尚科學和創新的社會氛圍,平衡科普資源區域差異化建設。