激發(fā)科學(xué)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

科學(xué)興趣是推動(dòng)學(xué)生探索未知、積極求知的內(nèi)在動(dòng)力，它鼓勵(lì)學(xué)生跳出傳統(tǒng)思維模式，進(jìn)行創(chuàng)新思考，助力學(xué)生創(chuàng)新能力的形成。那么，在科學(xué)教育主陣地的科學(xué)課上，應(yīng)該如何激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣？

1.整合現(xiàn)實(shí)世界問題

將科學(xué)概念與學(xué)生能夠感知的現(xiàn)實(shí)世界問題相聯(lián)系，使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)知識的實(shí)際應(yīng)用和重要性，了解科學(xué)如何幫助社會(huì)解決實(shí)際問題，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)機(jī)。同時(shí)，通過分析和討論現(xiàn)實(shí)世界問題，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何批判性地思考，評估不同解決方案的優(yōu)劣。將抽象的科學(xué)概念應(yīng)用于具體問題，可以幫助學(xué)生更深入地理解這些概念，并看到它們在現(xiàn)實(shí)世界中的具體表現(xiàn)。

在此過程中，當(dāng)學(xué)生對某個(gè)現(xiàn)實(shí)世界問題感興趣時(shí)，他們更可能主動(dòng)尋找相關(guān)信息，進(jìn)行跨學(xué)科自主學(xué)習(xí)，發(fā)展綜合思維能力，并認(rèn)識到自己作為社會(huì)成員的責(zé)任，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。

例如，在六年級“科學(xué)能量”單元，對于研究煤的過程，學(xué)生往往感到枯燥乏味。當(dāng)課程把“研究本地的污染問題，并提出解決方案”作為項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生通過實(shí)地考察、數(shù)據(jù)收集、分析推理，在此過程中逐步理解能量之間相互轉(zhuǎn)換、地球上的能量大部分來自于太陽、煤是億萬年前的植物等不好理解的概念，直觀感受到了可持續(xù)發(fā)展觀的價(jià)值和科學(xué)對解決環(huán)境問題的貢獻(xiàn)。

2.采用探究式學(xué)習(xí)

探究式學(xué)習(xí)以問題為中心，能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心，鼓勵(lì)他們尋找問題的解決方案，從而提高學(xué)習(xí)的目的性。在教師的引導(dǎo)下自主探索問題，能夠提高學(xué)生的參與度和投入感。通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)踐性和體驗(yàn)性。通過分析數(shù)據(jù)、評估證據(jù)、構(gòu)建論點(diǎn)的過程，可以培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。

同時(shí)，探究式學(xué)習(xí)鼓勵(lì)學(xué)生嘗試不同的解決方案，過程中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和發(fā)現(xiàn)可以即時(shí)反饋，即時(shí)性和互動(dòng)性強(qiáng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題能力。在小組探究活動(dòng)中，學(xué)生需要合作交流，這有助于培養(yǎng)社交技能和團(tuán)隊(duì)合作精神，激發(fā)學(xué)生的情感參與。探究式學(xué)習(xí)不僅關(guān)注知識掌握，也關(guān)注思維發(fā)展、情感態(tài)度和價(jià)值觀的培養(yǎng)。

在五年級以“造一艘船”為主題的技術(shù)與工程領(lǐng)域?qū)W習(xí)單元中，教師引導(dǎo)學(xué)生開展一個(gè)造船項(xiàng)目。學(xué)生們被分成小組，每組選擇不同的材料來設(shè)計(jì)和制作一艘小船。任務(wù)要求小船不僅要能夠漂浮，還要考慮其結(jié)構(gòu)與載重量的關(guān)系。首先通過小組討論，確定設(shè)計(jì)思路，然后動(dòng)手制作，并記錄下使用材料的類型和數(shù)量。在測試階段，各小組將他們的船放入水中，逐漸增加重量，直至小船沉沒，從而得到每艘船的最大載重量。學(xué)生們需要收集數(shù)據(jù)，并分析不同設(shè)計(jì)對船只性能的影響。其次，教師引導(dǎo)學(xué)生探討如何通過增加動(dòng)力來提高船的載重能力。學(xué)生們嘗試不同的動(dòng)力設(shè)計(jì)，再次進(jìn)行測試，并記錄結(jié)果。最后，教師組織一次班級討論會(huì)，讓學(xué)生們分享他們的發(fā)現(xiàn)，并引導(dǎo)他們了解人類造船的歷史，以及設(shè)計(jì)和材料對船只性能的影響。通過這個(gè)項(xiàng)目，學(xué)生們不僅學(xué)習(xí)了浮力、材料強(qiáng)度和動(dòng)力傳輸?shù)任锢砀拍睿€鍛煉了他們的創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)合作和科學(xué)探究能力。

3.利用多媒體和科技工具

利用多媒體和科技工具，如虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和模擬軟件，可以實(shí)現(xiàn)沉浸式體驗(yàn)、增強(qiáng)理解、促進(jìn)互動(dòng)等，能夠激發(fā)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

在學(xué)習(xí)宇宙單元和人體單元后，我們嘗試?yán)眯录夹g(shù)上了這樣一堂課。教師先利用VR技術(shù)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行“太陽系探索之旅”，“探索”太陽系的各個(gè)行星。他們可以“飛越”地球，觀察到地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，感受晝夜更替和四季變化；可以“登陸”火星，觀察火星表面的地貌特征，了解火星的氣候條件。隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生“縮小”到微觀尺度，進(jìn)入人體的循環(huán)系統(tǒng)。學(xué)生們跟隨血液流動(dòng)，觀察心臟的跳動(dòng)，了解血液循環(huán)的原理。他們還可以“進(jìn)入”細(xì)胞內(nèi)部，探索細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能。學(xué)生們不僅直觀地學(xué)習(xí)了太陽系的構(gòu)成和人體生理知識，還體驗(yàn)到了物質(zhì)科學(xué)探索的樂趣，對宇宙的浩瀚和人體的精妙結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了深深的好奇和敬畏，并且建立了奇妙的聯(lián)系。這種沉浸式的學(xué)習(xí)方式使抽象的科學(xué)概念變得直觀和生動(dòng)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

4.鼓勵(lì)創(chuàng)新和實(shí)驗(yàn)

教師鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新項(xiàng)目，通過動(dòng)手實(shí)踐深化對科學(xué)原理的理解，以此激發(fā)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)注重如何提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并解決問題，這些技能對于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維至關(guān)重要，也使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于實(shí)際操作中，加深對科學(xué)概念的理解和記憶。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)鼓勵(lì)學(xué)生思考不同的解決方案，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。許多創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)需要團(tuán)隊(duì)合作，這有助于學(xué)生學(xué)習(xí)如何與他人溝通和協(xié)作。成功的實(shí)驗(yàn)可以給學(xué)生帶來成就感，增強(qiáng)他們對科學(xué)學(xué)習(xí)的情感投入。

在一次創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)課上，學(xué)生探索酸堿反應(yīng)，但這次實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)的小蘇打和白醋實(shí)驗(yàn)有所不同。學(xué)生們將白醋預(yù)先裝入小自封袋中，并將這個(gè)小袋子放入一個(gè)裝有小蘇打的大自封袋里。實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處在于，學(xué)生通過拍擊小自封袋，使白醋流出并與大袋子中的小蘇打混合，迅速產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，導(dǎo)致大自封袋膨脹，形象地演示了氣體的生成過程。在此過程中，學(xué)生們不僅能夠觀察到化學(xué)反應(yīng)的直觀現(xiàn)象，即二氧化碳?xì)怏w的產(chǎn)生，還能通過手感明顯感受到放熱反應(yīng)帶來的溫度變化，這種多感官的體驗(yàn)使得學(xué)習(xí)過程更加生動(dòng)和有趣。此外，使用自封袋代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燒杯和玻璃片，簡化了實(shí)驗(yàn)步驟，提高了安全性，同時(shí)也降低了實(shí)驗(yàn)成本和準(zhǔn)備時(shí)間。這個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)使學(xué)生們不僅學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)的基本原理，還體驗(yàn)了科學(xué)探究的樂趣，增強(qiáng)了對化學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。

5.建立科學(xué)交流平臺

建立科學(xué)交流平臺，有助于學(xué)生分享與合作、增強(qiáng)自信、發(fā)展批判性思維等，能夠激發(fā)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)興趣。學(xué)校建立了一系列校內(nèi)科學(xué)交流平臺，包括科學(xué)俱樂部、在線論壇App，學(xué)生可以在此分享他們的實(shí)驗(yàn)視頻、研究論文、科學(xué)藝術(shù)作品等。此外，學(xué)校科協(xié)定期舉辦科學(xué)展覽或講座，邀請學(xué)生、家長和行業(yè)專家共同參加，為學(xué)生提供展示自己科學(xué)興趣和才能的舞臺，進(jìn)一步提高他們的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)素養(yǎng)。

編輯 _ 李剛剛