在創(chuàng)意科技課程中培育學(xué)生靈氣

湯柳菊

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出：探究式學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式;課外探究活動(dòng)是課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充，可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究興趣，全面培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。面向科技興趣小組實(shí)施的創(chuàng)意科技課程倡導(dǎo)“志趣引領(lǐng)”，以提高學(xué)生科技素質(zhì)和“四靈”氣質(zhì)為宗旨，將知識(shí)學(xué)習(xí)、探究體驗(yàn)、創(chuàng)意制作融為一體，讓學(xué)生在實(shí)踐操作中掌握科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)精神和態(tài)度，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，增強(qiáng)科學(xué)探索和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。

柳州素有“橋梁博物館”美譽(yù)，市內(nèi)20座大橋各具特色，各有一段讓柳州人無(wú)比自豪的歷史?；诒臼械倪@個(gè)資源優(yōu)勢(shì)，筆者為科技興趣小組開(kāi)發(fā)了一個(gè)“橋文化”系列課程（見(jiàn)圖1），將科學(xué)與地方人文有機(jī)結(jié)合，分三階段推進(jìn)課程實(shí)施：第一階段主題為“柳州的橋”，活動(dòng)方式為實(shí)踐調(diào)研，知識(shí)與技能目標(biāo)是“了解橋的基本知識(shí)，了解柳州橋梁發(fā)展史及各橋特點(diǎn)”;第二階段主題為“形狀、結(jié)構(gòu)與橋”，主要活動(dòng)方式是搭建“胡蘿卜高塔”，知識(shí)與技能目標(biāo)為“了解形狀與結(jié)構(gòu)的初步知識(shí)，在探究體驗(yàn)中習(xí)得‘胡蘿卜高塔搭建技能”;第三階段主題為“橋模型”，主要活動(dòng)方式為設(shè)計(jì)和制作橋模型，知識(shí)與技能目標(biāo)為“應(yīng)用形狀與結(jié)構(gòu)的初步知識(shí)，探索橋模型設(shè)計(jì)與制作的一般方法”。下面筆者以“胡蘿卜高塔”搭建教學(xué)為例，談?wù)勅绾卧趧?chuàng)意科技課程中培育學(xué)生的靈氣。

一、“胡蘿卜高塔”搭建課程的由來(lái)及學(xué)習(xí)目標(biāo)定位

“胡蘿卜高塔”搭建是“橋文化”系列課程第二階段主題“形狀、結(jié)構(gòu)與橋”中的主要教學(xué)活動(dòng)，從科學(xué)課程的角度來(lái)講，這其實(shí)就是一個(gè)搭支架的探究體驗(yàn)活動(dòng)。該活動(dòng)教學(xué)在課程結(jié)構(gòu)中具有承上啟下的作用：學(xué)生在前一課已經(jīng)學(xué)習(xí)了形狀與承受力的關(guān)系，本課便是運(yùn)用該知識(shí)去動(dòng)手操作、探究體驗(yàn)，嘗試搭建一座較為穩(wěn)固的高塔（即支架結(jié)構(gòu)），在鞏固知識(shí)的同時(shí)滲透淺顯的結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)，激發(fā)科學(xué)探究的興趣，讓學(xué)生進(jìn)一步研究形狀與承受力、結(jié)構(gòu)與穩(wěn)固性的關(guān)系，為下一步設(shè)計(jì)與制作橋模型打下實(shí)踐基礎(chǔ)。

從我校靈氣課程的角度來(lái)講，創(chuàng)意科技課程倡導(dǎo)通過(guò)課程活動(dòng)拓展學(xué)生探究的空間，將探究活動(dòng)由課內(nèi)引向課外，由教室引向家庭，由學(xué)校引向社會(huì)。選擇高塔的搭建材料，是筆者在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)頗費(fèi)周折的一件事：最初嘗試用筷子搭支架，后來(lái)覺(jué)得筷子太長(zhǎng)且不易切割，只好作廢;然后考慮用吸管和皮筋，然而中空的吸管因?yàn)楸黄そ罾υ鷺O易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，且結(jié)節(jié)處極易滑脫，于是筆者將皮筋換成細(xì)棉線……一次次更換材料，直至最后找到胡蘿卜和尖頭牙簽，這兩種材料不僅有利于搭建活動(dòng)的順利實(shí)施，而且更有利于體現(xiàn)課程的創(chuàng)意特質(zhì)和學(xué)生的靈氣：比如胡蘿卜塊的裁切方式可以靈活多樣，高塔的搭建方法可以靈活多樣等。

二、課程實(shí)施過(guò)程

我國(guó)著名科學(xué)啟蒙教育專家劉默耕先生在闡述“科學(xué)是什么”的時(shí)候指出：科學(xué)不僅僅是系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí)和成果，還是探索自然的程序和經(jīng)歷;小學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中既要有“金子”（科學(xué)知識(shí)），也要學(xué)“點(diǎn)石成金”（科學(xué)能力）的本領(lǐng)，兩者缺一不可。為了培養(yǎng)學(xué)生“點(diǎn)石成金”的本領(lǐng)，筆者在本課教學(xué)中設(shè)計(jì)了“實(shí)例導(dǎo)入，復(fù)習(xí)舊知→示范引路，任務(wù)驅(qū)動(dòng)→合作探究，培育靈氣→小組交流，理性反思→總結(jié)提升，技能延伸”五個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，循序漸進(jìn)地將學(xué)生引入科學(xué)探究的狀態(tài)，讓學(xué)生自然習(xí)得科學(xué)探究的方法。

（一）實(shí)例導(dǎo)入，復(fù)習(xí)舊知

本環(huán)節(jié)意在借助學(xué)生生活中的直接經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)課件呈現(xiàn)生活中的高塔圖片（含輸電鐵塔、埃菲爾鐵塔、通訊鐵塔三圖，略），引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)例鞏固舊知，準(zhǔn)確把握形狀與承受力關(guān)系的科學(xué)知識(shí)。學(xué)生在上一課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中已經(jīng)掌握了這些知識(shí)，因而分析起來(lái)頭頭是道，比如關(guān)于高塔受力分析就提到了風(fēng)力、自身重力、雷擊等受力，針對(duì)形狀與結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性所能夠想到的知識(shí)有三角形結(jié)構(gòu)、上輕下重、上小下大等。于是教師設(shè)疑揭題：你們見(jiàn)過(guò)用胡蘿卜造的高塔嗎？今天，我們就來(lái)用胡蘿卜造一座高塔！

（二）示范引路，任務(wù)驅(qū)動(dòng)

在以往的科學(xué)課上，學(xué)生從未使用過(guò)胡蘿卜這種材料開(kāi)展探究活動(dòng)，教師的設(shè)疑順利達(dá)成了激發(fā)學(xué)生探究熱情的作用，但同時(shí)也讓學(xué)生陷入不知所措的境地。為了幫助學(xué)生消除心中疑惑，教師先做示范，搭建了兩座胡蘿卜高塔（如圖2），然后讓學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。

生1：原來(lái)胡蘿卜是這樣用的啊。

生2：老師，你搭的塔上有一根牙簽插得很歪。（師調(diào)正）

生3：老師，你搭的胡蘿卜不夠平（胡蘿卜塊不在同一個(gè)平面上），很難搭高哦。

生4：老師，這兩座塔不一樣，一座是三棱柱，一座是四棱柱。

……

讓學(xué)生以教師所搭高塔為例展開(kāi)形狀、結(jié)構(gòu)與受力分析，從中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為接下來(lái)的自主合作設(shè)計(jì)和搭建奠定基礎(chǔ)，可以讓學(xué)生搭建出更加符合要求的高大、結(jié)實(shí)、穩(wěn)固的高塔。交流結(jié)束，筆者出示了小組搭建活動(dòng)的具體要求（見(jiàn)圖3）。

[活動(dòng)名稱：搭建“胡蘿卜高塔”

使用材料：胡蘿卜1—2根，可以切成任意大小和形狀;牙簽150根（使用時(shí)不可折斷）

活動(dòng)要求：1.以四人小組形式開(kāi)展活動(dòng)，自行設(shè)計(jì)高塔框架結(jié)構(gòu)，自主分工合作完成搭建任務(wù)，將胡蘿卜高塔搭得又高又穩(wěn);2.制作完成后，由各組2號(hào)學(xué)生將作品放到相應(yīng)展示區(qū);3.時(shí)間為15分鐘

評(píng)比辦法：以積分形式計(jì)算成績(jī)，分?jǐn)?shù)等級(jí)分別為7、5、4、2、1評(píng)價(jià)三維度：1.搭建的胡蘿卜高塔垂直高度越高，分?jǐn)?shù)越高;

2.高度相同的情況下，以使用材料少者獲勝;3.高塔作品離手后無(wú)法直立、站穩(wěn)的宣告失敗，不計(jì)分 ]

（三）合作探究，培育靈氣

學(xué)生接到任務(wù)后，以小組為單位依次展開(kāi)討論、設(shè)計(jì)與合作搭建活動(dòng)。筆者在學(xué)生進(jìn)行小組探究活動(dòng)時(shí)，密切關(guān)注各組出現(xiàn)的各種情況，及時(shí)組織交流、分享活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生注重團(tuán)隊(duì)合作和互幫互學(xué)，在思維碰撞中激發(fā)創(chuàng)新思維的火花，搭建出更多符合要求的胡蘿卜高塔。

筆者在巡視時(shí)發(fā)現(xiàn)，第一小組的搭建活動(dòng)遇到了巨大的困難——

生：（焦急地）老師，我們搭的這個(gè)高塔越來(lái)越歪了，再往上搭估計(jì)要塌了，怎么辦啊？

師：你們是不是忘記了之前學(xué)過(guò)的加強(qiáng)支架穩(wěn)固性的方法？

生：沒(méi)忘啊?？墒茄篮炋塘耍硬涣诵备?，我們?cè)囘^(guò)……

筆者現(xiàn)場(chǎng)演示如何用1塊胡蘿卜和2根牙簽制作斜杠（圖略），點(diǎn)到為止。這其實(shí)就是一個(gè)思維靈活性不足的問(wèn)題，學(xué)生有待教師點(diǎn)撥。

下面這個(gè)組問(wèn)題較大，已經(jīng)插到第四層了，筆者才發(fā)現(xiàn)他們組的牙簽沒(méi)有插牢。學(xué)生聽(tīng)到老師的提醒后立即動(dòng)手去改進(jìn)，因操作不當(dāng)導(dǎo)致整個(gè)胡蘿卜高塔瞬間倒塌。趁他們重新搭建的時(shí)候，筆者提醒該組要把底座搭穩(wěn)固，才能搭建更高的塔。

再下面這個(gè)組底座搭得不夠穩(wěn)，在筆者提醒后，學(xué)生采用了加料的方法：延伸模型底部面積，使底座更穩(wěn)固。

在分組搭建活動(dòng)中，學(xué)生除了關(guān)注本組的手頭工作，還不忘“偷學(xué)”其他組的搭建“秘笈”，或者評(píng)鑒各組搭建中的“問(wèn)題”。

生：我發(fā)現(xiàn)肖肖他們組的胡蘿卜塊切成了圓柱形。

肖肖：老師說(shuō)是用胡蘿卜塊，又沒(méi)有規(guī)定是什么樣子的塊！你們也可以試試啊。

生：老師，胡蘿卜塊可以切成三角形嗎？

師：可以啊。要求里只規(guī)定了材料，沒(méi)有限制形狀哦。對(duì)了，在剛才的操作中，有幾個(gè)小組出現(xiàn)了搭建問(wèn)題，誰(shuí)能給他們提供幫助？

生：我！我們組直接把胡蘿卜切成幾個(gè)小圓柱，用來(lái)搭建高塔的底座，粗粗的胡蘿卜塊又重又穩(wěn)，非常容易往上搭。

……

15分鐘后，12個(gè)小組全部完成了搭建，并將本組的作品送到了展示臺(tái)，按照搭建的形狀進(jìn)行了分區(qū)布置。其中三棱柱形狀的有2個(gè)，四棱柱有8個(gè)，梯形底座加四棱柱的有2個(gè)。有的組把胡蘿卜切成4個(gè)圓柱形作為底座的四個(gè)“腳”，然后再裁切小一些的胡蘿卜塊搭建“高塔”的上部;有的將胡蘿卜塊裁切成了大小不一的3種型號(hào)，從大到小依次往上搭建;有的小組裁切的胡蘿卜塊大小相同，卻選用了梯形底座;有的組在搭建過(guò)程中能夠根據(jù)自己的實(shí)際問(wèn)題不斷修改原定設(shè)計(jì)……

（四）小組交流，理性反思

本環(huán)節(jié)主要是引導(dǎo)學(xué)生從高塔知識(shí)、合作意識(shí)、制作方法等方面對(duì)“胡蘿卜高塔”搭建活動(dòng)進(jìn)行總結(jié)、反思、評(píng)價(jià)，不斷提高科學(xué)探究能力。

師：（指著展臺(tái)上最高的3件作品）在這三件作品里，你們發(fā)現(xiàn)了什么？

生：我們多數(shù)搭的是一般的四棱柱，而小劉他們組搭的是T型臺(tái)加四棱柱，所以比我們的高塔要穩(wěn)，而且高。

生：（小劉組）我們組原來(lái)不是這樣設(shè)計(jì)的，當(dāng)搭到高一點(diǎn)的時(shí)候我們發(fā)現(xiàn)塔已經(jīng)“站”不穩(wěn)了，于是就把塔的底部往外擴(kuò)大了。

生：鄭杰他們組的胡蘿卜塊切得最好，最底下的蘿卜塊最大，到中間了就換小一點(diǎn)的。

師：（指著冠軍作品）也就是說(shuō)，你發(fā)現(xiàn)了冠軍組的胡蘿卜塊有大、中、小三種型號(hào)，而且是越往下越大，對(duì)嗎？（生齊齊點(diǎn)頭）那么，冠軍組的搭建方式，符合我們前面提到的哪一種說(shuō)法？

生：（齊答）上輕下重，上小下大。

師：冠軍組獲勝除了剛剛提到的合理使用大、中、小型號(hào)的胡蘿卜塊分層搭建以外，還有一些合作經(jīng)驗(yàn)值得大家學(xué)習(xí)借鑒。

生：（冠軍組介紹經(jīng)驗(yàn)）我們組有一個(gè)人專門(mén)負(fù)責(zé)切胡蘿卜，我和小廖負(fù)責(zé)搭上面部分，另外一個(gè)同學(xué)搭底座，然后再把兩部分拼接起來(lái)。

生：我們組在高塔頂部采用了一根牙簽加一塊胡蘿卜的方法做了個(gè)“天線寶寶”，所以我們就在高度上占了優(yōu)勢(shì)。

……

學(xué)生自由交流時(shí)，教師要注意觀察和傾聽(tīng)，鼓勵(lì)弱者、激勵(lì)強(qiáng)者，適當(dāng)調(diào)控學(xué)生情緒，提醒學(xué)生注意傾聽(tīng)他人的經(jīng)驗(yàn)，從中學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，積極思考解決問(wèn)題的辦法，提高科學(xué)思維和創(chuàng)意制作能力。

（五）總結(jié)提升，技能延伸

本環(huán)節(jié)重點(diǎn)是基于本課主題總結(jié)課堂得失，讓學(xué)生從課堂到生活，對(duì)下一環(huán)節(jié)實(shí)踐探索做思維拓展，以便形成一條有機(jī)聯(lián)系、自然銜接的“活動(dòng)鏈”，逐漸學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)生活中的科學(xué)現(xiàn)象，用學(xué)到的科學(xué)道理去改善生活品質(zhì)，嘗試進(jìn)行有針對(duì)性的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。在本課中，筆者簡(jiǎn)單總結(jié)了學(xué)生在本課搭建活動(dòng)中的得失（過(guò)程略），并提出了下一課的活動(dòng)目標(biāo)——橋模型的設(shè)計(jì)與制作，告訴學(xué)生橋梁的建設(shè)同樣使用了改變物體形狀和搭支架、建高塔的原理，因而它是本課活動(dòng)的技能延伸。

本課把“立足于做、著重于思、著眼于疑、著力于放”四個(gè)教學(xué)策略融入五個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)當(dāng)中，組織學(xué)生展開(kāi)有趣的課堂實(shí)踐，有效激發(fā)了學(xué)生的探究熱情和學(xué)習(xí)潛能，從而真正落實(shí)了我校在創(chuàng)意科技課程中培育學(xué)生靈氣的課程目標(biāo)。

（責(zé)編 白聰敏）