自“雙減”政策出臺以來,小學非學科類課后服務需求越來越大,其中科技教育類課程深受小學生的喜愛。航天教育是科技教育的重要組成部分,在學校開展航天教育對學生的綜合素質發展有著重要作用。然而,目前小學階段的航天教育在各地各校存在教育模式單一、教育資源匱乏、學校重視不足及教師團隊不專業等問題。本文以項目式學習為載體,結合筆者自身實踐經驗,圍繞航天教育課程的開發思路、航天教育課程的實踐、航天教育課程的總結回顧與思考等進行闡述,最后總結個人經驗,提出建議,以期更好地為我國未來科學技術的發展,特別是航天事業的發展培養儲備人才。
一、航天教育課程的開發思路
當前,學校開展航天教育主要是以課程的形式進行。但是,航天教育課程涉及的知識專業性強、難度大且與小學生的生活距離較遠,如何將深奧的航天知識深入淺出地引入小學課堂,這不僅需要課程開發者的智慧,還需要集思廣益,在實踐探索中尋求方案。在課程的開發上,開發者可以挖掘航天科技中與現實生活有聯系的、趣味性較強的、易于學生理解的知識點,設計出符合小學生現有知識結構和認知特點的項目化課程。課程的開發設計要兼顧知識性與可操作性,盡可能調動學生的主觀能動性。
項目式學習是開展航天教育的有效載體,其基于真實的情境創設,需要學生在規定的時間內,對先前設定的航天任務進行研究,學習與了解一系列相關任務的背景知識,主動去探索并解決探究過程中遇到的問題。課程的內容包括問題的提出——目標的確定——方案的制訂——方案的初步實施——作品的制作——展示與交流——反思與評價幾個步驟。課程的設計目標是通過項目式學習,讓學生在學中做、在做中學,培養他們的創新思維、科學素養和解決問題的能力。
二、航天教育課程的實踐
1.項目準備階段
首先,教師創設相應的問題情境。例如,我國的空間站龐大且由多個設備艙構成,現在有一個在核心艙內設計實驗的任務,假設你是國家航天局的一名設計師,你會怎樣設計?接著,教師播放空間站的視頻,展示相關設施的照片,引起學生關注,激起他們的好奇心,并順勢提出問題:國家大力發展航天事業是為什么?耗費如此多的人力、物力和時間去建設空間站的意義是什么?在空間站內能夠實施哪些科學實驗?通過這些問題,引發學生深入思考。最后,教師引導學生自主查閱資料,重點關注與現階段學習相關聯的知識,在查找資料的過程中了解開展航天研究對人類的影響,并完成相關任務。
在本環節中,教師告知學生本次學習任務的整體安排與計劃。學生受到教師的啟發后開啟思維之旅,利用已學知識并在查閱資料的基礎上設計實驗,包括需要的材料設備、涉及的科學原理、人員的分工和展現的形式。該環節的設置是為了展現學生的自主學習能力、小組成員之間的協作能力。
2.項目實施階段
航天教育需要專業的人才傳授專業的知識,在課程實施階段,學校特邀航天領域的專家來校開展天宮課堂系列主題講座,向學生系統地介紹地球外太空的環境、國家的空間站建設計劃和歷程、天宮系列實驗所需要的設備與裝置、實驗裝備在實驗過程中的注意事項、已經開展的符合小學生認知的實驗以及如何設計實驗,為學生更好地開展實驗設計提供幫助。
在設計階段,教師為學生發放“空間實驗征集量表”,對涉及實驗的名稱、實驗器材、實驗操作、實驗結果預測等提出要求,并且設計內容涉及的知識點要與小學科學、美術、數學等課程大綱緊密結合。最后,學生可以用《航天實驗設計書》附加海報的形式呈現實驗效果。
本環節的設計是為了展現知識點、學科課程與實際運用之間的聯系,讓學生通過生生、師生團隊的力量,不斷完善自己的設計。
3.總結與評價階段
教師通過對收集的實驗設計進行篩選,選擇適合“地空”對比的實驗項目,例如自由拋物實驗、水油分離實驗等,并將這些實驗項目與天宮課堂系列的實驗進行對比。教師通過對比,分析各實驗背后所蘊含的原理,讓學生直觀地感受不同條件下實驗現象的差異,加深其對課程知識的理解。在學生展示環節,教師可以選擇設計優秀、成員參與度高、積極性強的小組上臺分享他們的設計理念和設計感想,最后對整個設計活動進行總結。
本環節的設計是為了體現學生的動手操作、理論聯系實際和交流與合作的能力。航天教育課程的評價更多體現在過程性評價和多元化評價層面,這有利于項目問題的及時發現、調整與改善。評價時通常采用學生自評、生生互評和教師評價的方式,每一種評價都會出示評價單并列出不同的評價維度,同時還會設立獎勵機制,人員參與度高、設計優秀、項目實施新穎的小組可以參加現場的航空授課。
三、航天教育課程的總結回顧與思考
回顧本系列航天教育課程的教學實施情況,筆者對航天教育課程的開展有了一些思考和建議。
首先,開展航天教育需要專業的教師團隊。參與課程開發的教師必須有一定的航天知識儲備,并能熟悉小學生的認知結構和心理特點。在課程的開發上要兼顧知識性、趣味性、實踐性和多樣性,能有效地激發學生自主學習的興趣。其次,開展航天教育需要學校的有力支持。學校應把科技類的課外拓展教學納入“三點半”課后服務,保障航天教育課程的課時量,并最大限度地支持課程開展,提供采購裝備所需的經費。最后,開展航天教育需要選擇合適的校外科普基地進行合作。學校的資源有限,如今國家大力推行館校合作,借助這一利好政策,尋找合適的校外合作方,不僅能為學生學習提供知識性資源,也可以為拓寬學生的校外學習渠道提供保障。
航天教育的開展尚在初始階段,許多項目仍在探索之中。學校應與航天科研機構、科學技術館和科普教育基地等進行合作,開展有特色的太空教育活動,為我國未來科學技術的發展,特別是航天事業的發展培養儲備人才。