整合資源優(yōu)化結(jié)構(gòu)提升科學(xué)學(xué)科綜合素養(yǎng)

張鵬

經(jīng)歷近二十年的小學(xué)科學(xué)學(xué)科，目前已經(jīng)進(jìn)入較為成熟的階段。隨著社會(huì)的發(fā)展、教學(xué)的深入，“學(xué)習(xí)科學(xué)有什么用”的問題在執(zhí)行教學(xué)過程中逐步凸顯，并限制小學(xué)科學(xué)學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展和學(xué)生科學(xué)學(xué)科綜合素養(yǎng)養(yǎng)成。

如何體現(xiàn)科學(xué)的實(shí)用性，發(fā)揮其應(yīng)用的社會(huì)價(jià)值，讓學(xué)生能深入體驗(yàn)與感受并樂于接受，最終形成科學(xué)學(xué)科綜合素養(yǎng)，需引入新的教學(xué)思想對現(xiàn)有教學(xué)資源進(jìn)行必要整合，優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

STEAM是以科學(xué)學(xué)科為核心的一門新興學(xué)科，借助其強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目化實(shí)施、從工程與技術(shù)角度解決問題、融合性學(xué)習(xí)，注重實(shí)踐動(dòng)手及創(chuàng)新、鼓勵(lì)交流及分享的綜合性發(fā)展教育理念，為解決困擾小學(xué)科學(xué)發(fā)展、學(xué)生科學(xué)綜合素養(yǎng)養(yǎng)成提供可行的思路。

項(xiàng)目化實(shí)施，形成大局觀

目前小學(xué)科學(xué)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)以單元化呈現(xiàn)，先從淺顯科學(xué)現(xiàn)象入手，逐步過渡到復(fù)雜現(xiàn)象及原理，以綜合性應(yīng)用作為單元總結(jié)。其中，在各個(gè)單元具體授課內(nèi)容中零散穿插一些應(yīng)用實(shí)例或介紹。

從當(dāng)前教學(xué)實(shí)際情況來看，學(xué)生從單一課堂教學(xué)所汲取的知識與技能僅能用于解決某些生活實(shí)際現(xiàn)象，而與“用”相去甚遠(yuǎn)。往往需要通過一個(gè)單元漫長的學(xué)習(xí)，才能最終將所學(xué)串聯(lián)起來，而對于實(shí)際運(yùn)用科學(xué)解決問題的時(shí)候，采用怎樣的思維方式、運(yùn)用哪些科學(xué)知識、怎樣有計(jì)劃地實(shí)施，學(xué)生欠缺“大局觀”。單元項(xiàng)目化，以宏觀視角審視所要學(xué)習(xí)的科學(xué)相關(guān)內(nèi)容，將使單元學(xué)習(xí)目標(biāo)更明確，更具象，更具有可操作性和可操作價(jià)值。

以六年級上冊第二單元《形狀與結(jié)構(gòu)》為例，該單元項(xiàng)目化后，學(xué)生在單元伊始就有明確的研究對象和研究目標(biāo)，圍繞“橋”，有針對性地對“橋”的外觀、結(jié)構(gòu)、材料等建立全方位的認(rèn)知，在教師的指導(dǎo)下根據(jù)實(shí)際需求將研究方向進(jìn)行梳理并實(shí)施研究，最終通過實(shí)際制作和展示一座“橋”呈現(xiàn)全部的研究成果。對單元結(jié)構(gòu)的調(diào)整和梳理，以實(shí)際任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生全方位考慮“形狀與結(jié)構(gòu)”單元的知識要點(diǎn)和技能，形成統(tǒng)籌思考的“大局觀”，有結(jié)構(gòu)地開展需求性研究與實(shí)踐活動(dòng)，將學(xué)習(xí)變得更有實(shí)際價(jià)值。

工程與技術(shù)角度解決問題，養(yǎng)成科學(xué)思維

科學(xué)學(xué)科是一個(gè)相對獨(dú)立的學(xué)科，具有獨(dú)有的思維模式和方法?？茖W(xué)的價(jià)值是為解決生活實(shí)際問題，創(chuàng)造改善人類生活的具體產(chǎn)物，具有高度的實(shí)用性。科學(xué)研究必須變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，將依托“工程”轉(zhuǎn)換為可實(shí)施的方案，依托“技術(shù)”將其轉(zhuǎn)化為事實(shí)，這是一種獨(dú)有的“思維模式”?？茖W(xué)課堂應(yīng)圍繞科學(xué)的初衷出發(fā)，讓學(xué)生在體驗(yàn)與實(shí)踐中養(yǎng)成科學(xué)思維。

在教科版科學(xué)五年級上冊第一單元《做一個(gè)生態(tài)瓶》一課中，用“工程”和“技術(shù)”的思維方式來實(shí)施具體操作。前期，學(xué)生已經(jīng)對生物的生長發(fā)育、所需環(huán)境等生態(tài)因素有所認(rèn)知，如何將這些已經(jīng)建立的知識和技能轉(zhuǎn)化為可操作的現(xiàn)實(shí)，形成“生態(tài)瓶工程”。學(xué)生在完成制作活動(dòng)中，必須將制作生態(tài)瓶可能涉及的各個(gè)要素以“工程”的形式進(jìn)行綜合分析和考慮，充分考慮該“工程設(shè)計(jì)方案”的可行性。

方案確定后，所面對的是如何實(shí)現(xiàn)方案意圖，需要哪些技術(shù)來作為支撐。對應(yīng)不同內(nèi)容，存在多種技術(shù)需求。以“生物種類”具體分析，學(xué)生將應(yīng)用到多種已知或未知的生物及養(yǎng)殖技術(shù)。這些技術(shù)中，又分化為動(dòng)物類技術(shù)和植物類技術(shù)，其中根據(jù)不同類型技術(shù)還要進(jìn)一步細(xì)化分析，并最終運(yùn)用這些技術(shù)實(shí)現(xiàn)初始目標(biāo)。

在該課的教學(xué)中，以“工程和技術(shù)”的角度來解決問題，為學(xué)生“制作生態(tài)瓶”厘清思路。更為重要的是，傳遞解決問題的思維方式，進(jìn)而形成解決類似問題的“思維模式”，最終養(yǎng)成“科學(xué)思維”。

融合性學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)

STEAM中的“A”，其主要目的是讓科學(xué)的產(chǎn)物能使最終的使用者普遍接受。

科學(xué)雖然相對獨(dú)立，但絕不意味能夠脫離其他學(xué)科的支撐。在教與學(xué)的過程中，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科的融合性學(xué)習(xí)，將使科學(xué)“活”起來。

在小學(xué)教科版科學(xué)四年級上冊第二單元《聲音》中，學(xué)生將探究聲音的兩個(gè)基本元素：音高和音量。其中針對“音高”的實(shí)驗(yàn)為：在玻璃杯中分別裝入不同量的水，并用木棒進(jìn)行敲擊，進(jìn)而區(qū)分音高變化?？茖W(xué)中，該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證了“聲音有高有低”，在音樂學(xué)科中，“聲音的高低區(qū)別”形成了“音階”。

一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)將兩個(gè)學(xué)科巧妙地融合在一起。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中對“音高”有了初步認(rèn)識后，利用音高不同制作可以敲擊的樂器，甚至利用制作的樂器能擊打出樂曲；又或者利用不同的材料制作不同音高的樂器并組成小型樂隊(duì)，在演奏的過程中又不斷調(diào)整樂器性能以滿足演奏需求，最終實(shí)現(xiàn)藝術(shù)與科學(xué)的完美結(jié)合。

抓住契機(jī)，將不同的學(xué)科融入科學(xué)的學(xué)習(xí)中，成為學(xué)習(xí)科學(xué)的必要因素，引領(lǐng)學(xué)生多元化、融合性學(xué)習(xí)，為每一位學(xué)生成為“會(huì)學(xué)習(xí)的人”奠定基礎(chǔ)。

實(shí)踐探究，激發(fā)興趣

實(shí)踐與探究，是學(xué)習(xí)科學(xué)的主要手段。學(xué)生對于科學(xué)學(xué)科的興趣，很大程度來源于科學(xué)研究中的各種制作與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。但在實(shí)際教學(xué)中，各種制作與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)之間相對獨(dú)立，圍繞某一固定主題或項(xiàng)目開展，缺乏內(nèi)在和外在的聯(lián)系，無法將這些制作或?qū)嶒?yàn)探究活動(dòng)完整、有聯(lián)系、有明晰邏輯關(guān)系地貫穿。學(xué)生的興趣被無形分割成若干板塊，無法利用興趣維持和激發(fā)持續(xù)性實(shí)踐探究活動(dòng)。

借助STEAM教育理念，利用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，將研究對象進(jìn)行具有邏輯結(jié)構(gòu)的重新整合與編排，引導(dǎo)學(xué)生圍繞解決項(xiàng)目問題來實(shí)施有結(jié)構(gòu)的實(shí)踐和探究活動(dòng)，對于持續(xù)激發(fā)和維持興趣具有積極作用。小學(xué)教科版五年級下冊第二單元《熱》，以《設(shè)計(jì)制作一個(gè)保溫杯》為項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)，重新組織系列實(shí)踐和探究活動(dòng)。

在單元的探究活動(dòng)構(gòu)架中，以“設(shè)計(jì)保溫杯”為項(xiàng)目載體，將探究活動(dòng)集中到保溫杯上。在教師指導(dǎo)下，根據(jù)具體目標(biāo)需求逐步梳理需解決的問題，厘清解決問題的思路的方法，將問題根據(jù)其內(nèi)部邏輯聯(lián)系進(jìn)行重新構(gòu)架并逐步實(shí)施探究活動(dòng)。在具體實(shí)施課時(shí)教學(xué)中，學(xué)生思維上圍繞“實(shí)現(xiàn)核心項(xiàng)目，逐步解決問題”開展，興趣的保持與延伸得到結(jié)構(gòu)性地保障。

交流與分享，展現(xiàn)自己

科學(xué)發(fā)展的最終成果，是為了最終的“使用”。將科學(xué)研究成果以交流與分享的形式進(jìn)行推廣并得到認(rèn)可，將獲取的意見和建議用于研究成果的改進(jìn)，并形成更加完善的研究成果形成能“使用”的“產(chǎn)品”，是科學(xué)學(xué)科領(lǐng)域的價(jià)值體現(xiàn)。

在執(zhí)行科學(xué)課教學(xué)中，借助STEAM教育的指導(dǎo)思想，加強(qiáng)交流與分享的領(lǐng)域、方式和形式，讓學(xué)生充分展現(xiàn)自己，既是對自身學(xué)習(xí)成果的充分認(rèn)可，又使學(xué)生能在交流與分享中不斷發(fā)現(xiàn)不足完善學(xué)習(xí)，更能讓學(xué)生感受科學(xué)學(xué)科的魅力和價(jià)值。

課堂教學(xué)內(nèi)一般是對話形式為主，增加一些情景、表演等形式的交流與分享活動(dòng)，讓更多的學(xué)生加入到科學(xué)學(xué)習(xí)中來，展現(xiàn)自己的特長與科學(xué)學(xué)科的結(jié)合，避免科學(xué)學(xué)習(xí)是“少數(shù)人”的事情。課堂教學(xué)外，可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和課外實(shí)踐活動(dòng)等豐富多彩的形式開展交流和分享活動(dòng)。

利用學(xué)校綜合平臺、微博、抖音等多種網(wǎng)絡(luò)形式，把學(xué)習(xí)的經(jīng)歷、感受、作品和研究過程進(jìn)行分享也是展現(xiàn)的平臺。利用社區(qū)服務(wù)等實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生把科學(xué)技術(shù)靈活運(yùn)用起來，同樣也是很好的展示平臺。

小學(xué)階段，科學(xué)學(xué)科的教學(xué)主要是普及科學(xué)知識，改善生活質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)綜合素養(yǎng)。當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅猛，作為傳遞科學(xué)技術(shù)主陣地的科學(xué)學(xué)科應(yīng)不斷調(diào)整的教學(xué)思路和方法，把握科學(xué)本質(zhì)，汲取先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展，為培養(yǎng)更多具有較高科學(xué)素養(yǎng)的未來人才服務(wù)。

（作者單位：武漢市江漢區(qū)紅領(lǐng)巾國際學(xué)校）