科學教學中,有的教師將德育內容與科學學習截然分開,或機械說教,或亂貼標語,他們呆板生硬地依賴教材中的德育內容,沒有根據學生的實際情況和需要進行靈活調整,忽視了學生的個體差異和多樣性,難以引起他們的共鳴和興趣,很難達到德育效果。德育內容不應是生硬附加的,而應是與科學知識、科學方法、科學精神等有機融合的。德育實踐的更高境界,應該是潛移默化地讓學生接受道德熏陶,實現知識與品德的共同提升。
一、在不知不覺的探究狀態中進入科學家的精神世界
通過在日常科學教學中巧妙地融入科學家的事例,教師可以在不經意間影響學生的價值觀念和行為習慣,培養他們求真精神以及細心觀察、堅持不懈、突破創新的品質。六年級《電與磁》一課介紹了奧斯特發現“電磁效應”的相關內容。1820年,丹麥科學家奧斯特偶然發現當鉑導線放在一根用玻璃罩罩著的小磁針上方并接通電源時,磁針會發生偏轉。這一發現揭示了電流周圍存在磁場的現象,即電流的磁效應。此后,他花了三個月時間進行更多實驗,進一步證實了電流和磁場之間的相互作用。奧斯特的這項發現對電磁學領域產生了深遠影響,為后續電磁學的研究和應用奠定了基礎。
科學家的細心是德育滲透的重要內容。科學研究需要細致入微的觀察和記錄,每一個微小的變化都可能蘊含著重要的科學信息。在教學中,教師不必觀點先行,帶領學生簡單地進行驗證電磁現象的實驗,而是引導他們觀察、思考、分析:這個實驗器材昂貴嗎?過程復雜嗎?效果明顯嗎?難道在奧斯特之前沒有人做過類似的實驗嗎?當學生對上述問題給出答案之后,教師引導:為什么這個實驗器材簡單、過程并不復雜、效果也不明顯,很多人都做過的實驗,偏偏是奧斯特提出“電磁之間有聯系”的猜想?奧斯特有什么特別之處?一語中的,學生陷入沉思,隨即舉手發言:奧斯特具有敏銳的觀察力、善于捕捉細節,而這些恰恰就是科學家精神的重要內涵。
提出一個觀點或看法,在科學上被稱為提出假設,假設必須要有充足的證據才能被認可。獲得證據的過程可以體現出科學家很多值得稱頌的品質,如嚴謹、細致、求真、務實、創新等,甚至還能體現科學家為了科學事業的獻身精神等,如提出大陸漂移說的魏格納最終犧牲在尋找證據的茫茫冰原之上。
在本課教學中,我引導學生發現了電導致小磁針偏轉的現象后,讓他們進一步思考:奧斯特還會搜集怎樣的證據,證明是通電導致了小磁針偏轉?學生經過討論提出了若干研究方向并展開探究。
改變電流方向。學生認為奧斯特會嘗試改變通電導線中的電流方向,觀察小磁針的偏轉方向是否也隨之改變。結果他們發現,當電流方向改變時,小磁針的偏轉方向也相反。這是一個強有力的證據,表明磁場的產生與電流方向直接相關。
改變電流強度。學生通過調整電源和電路連接方式,改變導線中的電流強度。結果他們發現,當電流增大時,小磁針的偏轉角度也增大;當電流減小時,小磁針的偏轉角度也減小。這無疑支持了通電是導致小磁針偏轉的原因。
改變導線與小磁針的距離。學生還嘗試改變通電導線與小磁針之間的距離,觀察偏轉效應的變化。他們發現,隨著距離的增加,偏轉效應減弱;距離減小,偏轉效應增強。這更加證實通電導線產生的磁場對小磁針的影響。
使用不同材料和形狀的導線。為了排除導線材料或形狀對實驗結果的影響,學生使用不同材料(銅絲、鐵絲、鋁絲)和不同形狀(螺旋狀)的導線進行重復實驗,結果都能觀察到類似的偏轉效應。這進一步增加了證據的可信度。
除此之外,學生還認為要確保實驗環境中沒有其他明顯的磁場干擾源,如遠離其他磁性物體或電器設備。為了更精確地證明這一效應,學生還提出使用精密的測量儀器來記錄小磁針的偏轉角度、電流強度等參數,并對數據進行定量分析。通過以上一系列的實驗設計和觀察記錄,學生搜集到足夠的證據證明導線通電確實導致了小磁針的偏轉。這些實驗結果不僅支持了他們的發現,還在他們頭腦中種下了一顆種子——科學探究要講究證據,證據要周密、要互相印證、要與結果形成因果關系等。在不知不覺中,學生不僅經歷了科學家的探究發現過程,還接受了科學家精神的洗禮。
二、在和風細雨中進行中華優秀傳統文化的熏陶
科學學科的德育滲透需要注重方式、方法,避免生硬的說教,應在和風細雨中自然而然地進行。節氣諺語是中華傳統農耕文化中獨特的智慧結晶,反映了勞動人民對自然現象和農事活動的深刻觀察和總結。這些諺語往往簡潔明了,寓意深遠,既具有科學性,又充滿了生活氣息。
節氣諺語體現了人們對自然規律的深刻洞察。例如,“云布滿山底,透暝雨亂飛”描述了云層的分布與降雨之間的關系。當山底布滿云層時,往往預示著即將到來的降雨。“小寒暖,立春雪”揭示了小寒和立春兩個節氣之間的氣候變化規律,即小寒時如果氣候偏暖,那么立春時可能會有雪。這些是勞動人民根據多年的經驗總結出的規律。
節氣諺語還反映了人們對農事活動的精準把握。例如,“立春晴一日,耕田不費力”說的是在立春這一天如果天氣晴朗,那么接下來的農事活動將會比較順利。這是因為立春是春季的開始,天氣晴朗有利于土壤的松軟和作物的生長。另外,“雨水日晴,春雨發得早”預示著雨水節氣如果天氣晴朗,那么春天的雨水將會來得比較早,這對于農作物的生長是非常有利的。
節氣諺語還蘊含著豐富的文化內涵和人生哲理。例如,“立春三場雨,遍地都是米”不僅揭示了立春時節雨水對農作物生長的重要性,還表達了人們對豐收的美好期盼。“驚蟄不耙地,好比蒸饃走了氣”告誡人們要抓住驚蟄這一農事關鍵時期,及時進行土地耕作,否則就會錯過農時,影響收成。
隨著現代科技的發展,人們對自然和農事的認識也在不斷深化和拓展。因此,在理解和應用節氣諺語時,教師應該結合現代科學知識和實踐經驗進行綜合分析和判斷,應該珍視和傳承這些寶貴的文化遺產,讓它們在新時代里繼續發揮作用,為人們的生活和生產提供更多的啟示和幫助。
基于上述考慮,我設計了《節氣諺語探真》一課。圍繞“八月十五云遮月,正月十五雪打燈”這一則諺語,分析、求證該諺語的真實性和準確性,在節氣諺語探真過程中,培養學生的批判性思維。
課堂開始,教師指引學生對諺語進行質疑和分析,鼓勵他們思考節氣諺語的來源和可靠性,以及諺語所傳達的信息是否真實可信。通過提問和討論,引導學生深入探究諺語背后的含義和邏輯,從而培養他們的懷疑精神和分析能力。
在探討節氣諺語的過程中,學生發表觀點,提出見解和疑問,并嘗試通過尋找證據和理由來支持或反駁諺語的內容。這有助于培養他們的獨立思考能力和批判性思維。
之后,學生查閱相關資料,了解現代科技對節氣諺語所描述現象的解釋和驗證結果,學習用科學的方法去驗證和評估諺語的準確性。這不僅可以加強學生對科學知識的理解和應用,還能培養他們的實證精神和批判性思維。
課的末尾,學生分析日常生活中選擇性相信某些事的現象,如爸爸常常一洗車就會下雨,讓學生意識到人們對偶然事件的選擇性相信容易使其掉進思維陷阱。這種親身體驗的方式,有助于加深學生對節氣諺語的理解和認識,培養他們的觀察能力和實踐能力。
教師要培養學生尊重傳統文化但又不盲從的態度。在探討節氣諺語的過程中,要讓他們明白,雖然節氣諺語是傳統文化的一部分,但它們并非絕對正確或不可質疑;應該尊重傳統文化,但也要保持獨立思考和批判性思維,根據實際情況進行選擇和運用。
三、在潤物無聲的體驗活動中內化學生的實踐能力
體驗活動能夠讓學生通過親身參與和實踐,深刻感受到德育的內涵和價值,從而更好地理解和內化道德觀念。通過參與各種形式的體驗活動,學生能夠更直接地感受到道德行為帶來的積極效果,如幫助他人、合作共享等帶來的快樂和滿足感。通過參與體驗活動,學生能夠在實踐中不斷鞏固和強化道德觀念,并逐漸養成良好的道德行為習慣。科學教學中融入中國古代輝煌的科技成果,不僅可以豐富科學教學的內容,還能在無形中培養學生的民族自豪感和文化認同感。
一炷香作為一種傳統的計時方式,具有豐富的文化內涵和歷史價值,我由此開發了“一炷香燃燒多長時間?”的STEM課程,目標設定如下。
科學:理解燃燒的基本原理,掌握測量時間的基本方法,了解影響燃燒時間的因素。
技術:運用現代測量工具和技術手段進行精確測量。
工程:通過設計和制作燃燒計時器,提升工程設計和實踐能力。
數學:運用數學知識進行數據分析和處理,訓練邏輯思維和問題解決能力。
在教學中,教師通過展示古代計時工具,引導學生思考時間的測量方式,進而引出“一炷香燃燒多長時間”的問題,為后續的探究活動奠定基礎。課堂主活動是探究一炷香的燃燒與時間的關系,分三步進行:學生分組進行一炷香燃燒時間的初步測量,記錄數據并分享測量結果;討論影響燃燒時間的因素,如香的材料、粗細、環境溫度和濕度等;設計實驗方案,探究不同因素對燃燒時間的影響,并進行實驗驗證。
探究結束后,教師引導學生進行技術應用分析,向他們介紹現代測量工具和技術手段(秒表、計時器等),讓他們使用現代測量工具進行一炷香燃燒時間的精確測量,并與初步測量結果進行對比,運用數學知識和數據分析軟件對測量數據進行處理和分析,提取有用信息。
在此基礎上,學生開展工程實踐——設計與制作燃燒計時器。學生分組進行燃燒計時器的設計和構思,討論并確定設計方案,再動手制作燃燒計時器,包括選擇材料、制作結構、調試功能等,之后展示并測試自己的燃燒計時器,分享制作過程中的經驗和教訓。
本課程的設計涉及多個德育滲透的因素。
尊重傳統與弘揚國粹。一炷香在傳統文化中具有多重價值,它不僅是一種祭祀和驅邪的工具,還逐漸演變成了日常生活中的一種文化傳統,承載著豐富的文化內涵,更蘊含了科技內涵。一炷香的計時原理基于燃燒速度與時間的線性關系,即在燃燒速度保持穩定的情況下,香的長度與時間成正比,因此,通過測量香的燃燒長度,可以推算出相應的時間。
樹立求真的科學態度。學生在實驗和測量過程中,需要嚴謹的科學態度,真實地記錄數據,不造假、不篡改,這體現了求真的態度。
鍛煉創新能力與實踐能力。在設計燃燒計時器的過程中,學生需要構思出新穎且實用的設計方案,這鍛煉了他們的創新能力。通過動手制作和調試計時器,學生將理論知識應用于實踐,鍛煉了實踐能力。
通過本課程的學習,學生不僅學習到燃燒和時間測量的基本科學知識,還掌握了現代測量工具和技術手段的應用;通過數學知識和數據分析的應用,他們能夠更好地解決實際問題;通過團隊合作和問題解決,他們意識到團隊合作的重要性。同時,教師可以巧妙地穿插中國古代的科技成果,讓學生了解到古代科學的輝煌成就和卓越貢獻。例如,介紹四大發明的發明過程和對世界文明的影響,讓學生認識到我國古代的科學家在技術創新和發明創造方面的智慧和才能,還可以引入古代數學、天文、醫學等領域的杰出成就,如張衡的地動儀、祖沖之的圓周率計算等,展現我國古代科學的博大精深。
這樣通過在教學中融入中國古代輝煌的科技成果等元素,引導學生思考這些成果背后的科學精神和品質,可以讓他們了解中國古代科技成果對現代科學的啟示和影響,意識到科學進步的重要性和不斷創新的必要性,增強他們的歷史責任感和使命感,在潤物無聲的體驗活動中進行德育滲透。
(作者單位:蘇州大學實驗學校)