“‘鸡蛋’从高处落下,撞击到‘地球’的那一刻会不会碎呢”“小小的纸张能承重吗”“一根铁丝能不能飞速旋转”……在历时两个月的科创节中,广西南宁市滨湖路小学的学生按年段分别参与了“鸡蛋”撞地球、气弓箭打靶、铁丝陀螺、投石机攻城、纸桥承重、自制小车竞速等科技运动会的比赛项目。
为了实现培养“新时代小小追梦人”的育人目标,学校一直将科技创新教育作为重点。走进校园,“梦源”“中国园”“未来之星”“童趣廊”等文化景观、“少年科学院”“创客工坊”“机器人工作室”等场馆,处处传递着“有梦想就有未来”的理念,激发学生学科学、爱科学的兴趣,将“科学梦”深植于学生心间。学校开设“梦想启动未来”科技创新课程,培养学生的科学精神、责任担当、实践创新等核心素养。
普及课程:从真实环境和发展需求出发
科学、信息科技等学科是培养学生科学文化、科技素养的重要课程,学校将每周四上午定为科学教研组集体备课时间,确保教师上好每一节科学课。
学校希望科学教育从学科教学走向综合育人,希望教师从课程的实施者转变为课程的设计者。项目驱动的进阶型普及课程主张从真实环境和发展需求中寻找主题和内容进行探究,设有“奇妙大世界”“生物大探秘”“宇宙的密码”“了不起的工程”等板块,主要由专职教师实施,每月更换主题,利用每周两节的“快乐大课堂”时间分年段开展活动。学生通过“科学技术+科创实践”的方式,在项目式学习中培养实践能力和创新精神。
以“奇妙大世界”板块中的“厨房里的科学——浮沉子”实践项目为例,这是一个结合物理、化学、工程原理的综合性科技项目,从学生最熟悉的生活场景出发,以实验探究为主要学习活动,旨在通过实践操作提升学生对科学原理的理解和应用。为了调动学生兴趣,教师拿出一个透明塑料瓶,将塑料瓶装满水,然后将一个玻璃小药瓶放进水里。在学生“上浮、下沉”的指令中,教师开始“魔术”表演,让小药瓶根据口令浮起来或沉下去,学生的探究欲一下子被激发了出来。
在探究实践过程中,学生精心挑选各种材料以及塑料吸管、磁铁、回形针、燕尾夹等,开始小组合作制作闭口、开口的浮沉子。学生先是将适量的水倒入塑料瓶,再往小药瓶中注入不同量的水,观察瓶子的变化。随着水量的不同,小药瓶的浮沉状态开始有了不同的变化:有些瓶子仿佛顽皮的孩子,一下子漂浮在水面,随着水波轻轻摇曳;有些瓶子则像害羞的小姑娘,悄悄沉入水底,藏起了自己的身影。学生一边观察,一边认真记录实验数据。在这个过程中,学生不仅学到了关于浮沉子的知识,而且体会到团队合作的重要性。
科技运动会是最受学生欢迎的活动之一。在为期两个月的科技运动会中,师生共同参与班级项目冠军和年级项目冠军的角逐,玩在其中、学在其中、乐在其中。为了制作优秀的比赛装置,学生不仅在科学课上认真研究制作方法,课间还自发组队一遍又一遍对比赛装置进行改造和升级,校园随处可见他们积极参与科学探究的身影——学生变得越来越爱学、越来越会学。
拓展课程:在社会场馆开展探究活动
选修型拓展课程面向对科技创造有兴趣的学生,设有“逐梦星辰大海”“世界真奇妙”“民族科技融创”等板块,主要由班级科技辅导员组织,依托校外专家资源库,利用班队课、亲子课堂等时间,在社会各类场馆开展探究活动。
“逐梦星辰大海”板块围绕“星图史话”“飞天探秘”两个主题,开设观测星空、了解航天飞行器等相关课程,提高学生应用天文知识解决问题的能力,提升学生的天文素养。“世界真奇妙”板块下设“大自然的孩子”“科学探索家”两个主题,学生在教师引导下以项目式学习的方式进行研究、调查、体验,最后形成报告进行展示推广,提高研究和分析能力。“民族科技融创”板块设置“民族技艺”“民族建筑”两个主题,以“探究民族文化中的科学现象”“探究传统建筑中的工程设计”为主要内容,以班级或兴趣小组为活动单位开展探究式学习。
比如,“绽放异彩的干栏式民居”项目针对中、高年级学生,以探访广西传统民居为核心,帮助学生深入了解干栏式民居的特点、结构和文化背景。学生参观广西民族博物馆,通过资料学习和实地观察,对干栏式民居有了初步认识;接下来,学生分组完成一系列闯关任务,从多个角度探究干栏式民居的特点,锻炼观察能力和思考能力;然后,学生实地走访观察广西民族村园区的干栏式建筑,根据所学知识设计并制作干栏式民居模型,培养动手能力和创造能力;最后,学生展示自己的设计作品,讲述传统民居的故事——这一环节旨在培养学生的表达能力和文化素养,让学生更加深入理解传统民居的文化价值。在完成整个项目过程中,学生通过观察、思考、实践、展示,全面了解干栏式民居的特点和文化内涵,为未来的学习和生活奠定基础。
精英课程:选拔“少年科学院”成员
选修型精英课程面向有特长的学生,设有“异想天开”“智创空间”两个板块,主要由科创名师实施,利用社团课时间开展活动。课程打破传统的以班级为单位的学习方式,组成以年级、校级为单位的学习群体,并在科创比赛中选拔“少年科学院”成员参加各级各类科创竞赛,培养学生的创新能力。
“异想天开”板块以创造发明为目的,设置“小小发明家”“创意玩家”两个主题,分别指向创新发明和技能加工,学生通过设计制作、检验改进等环节完成作品;“智创空间”板块以解决实际问题为驱动,通过“编程无人机”“机甲大师”“智能结构设计与搭建”“创意编程”等主题,帮助学生掌握简单工具的使用方法,培养学生的问题意识和计算思维能力。
在“智创空间”板块的“激光造物”项目中,学生接触到激光切割技术,通过亲手操作激光切割机学会如何将想法转化为实物。学生首先学习发明创造的基本原理和方法,了解如何将创意转化为可行的方案;接着学习使用各种硬件设备,熟悉激光切割机的操作和维护方法,还要学习如何利用软件进行设计和编程。为了让学习更加有趣和实用,课程还结合民族建筑设计元素,学生深入研究各种民族建筑的特色和风格,将这些知识融入自己的作品。“激光造物”项目为学生提供了全方位的学习体验,让学生在实践中培养创新思维和动手能力,学生能够更好理解科技与设计之间的关系,学会如何将创意转化为具有实际价值的作品。
学校进一步进行家校社协同的资源融合重组,全息融通科技创新教育的课程内容、培养机制、评价方式,借助“互联网+”的方式协同打造无时空限制的科技创新时空课堂,最大化形成育人合力。学校向学生征集了100个“奇思妙想”进行展播,鼓励并支持他们将梦想变成现实。在年度“奇思妙想”现场发布会上,三年级项目组研发的“智能式独居老人如厕超时提醒装置”、四年级项目组自主研发的“基于人工智能的青少年心理健康关爱平台”成为最大亮点。
“梦想启动未来”课程让科技创新教育从课堂走向生活、从学校走向社会,将培养学生核心素养落到实处,形成无边界、跨学科、以生为本的教育样态。
(作者单位系广西南宁市滨湖路小学)
《中国教师报》2024年02月07日第4版
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