立足應(yīng)用實(shí)施項(xiàng)目讀懂科學(xué)

李金

科學(xué)素養(yǎng)是學(xué)生核心素養(yǎng)的重要組成部分，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)養(yǎng)成的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，具有引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷實(shí)踐、探究、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新等獨(dú)特特質(zhì)?？茖W(xué)的首要目的是讓科學(xué)研究成果通過工程與技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用并為人類社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展服務(wù)，科學(xué)素養(yǎng)將在完整的服務(wù)過程中對(duì)實(shí)施者從思維方式、實(shí)施策略、心理狀態(tài)、社會(huì)態(tài)度等起到內(nèi)在支撐作用。

在小學(xué)階段逐步構(gòu)建健康、良好的科學(xué)素養(yǎng)，將為學(xué)生今后正確面對(duì)科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系，做出正確的人生選擇鋪平道路。小學(xué)科學(xué)中的結(jié)構(gòu)單元教學(xué)，容納知識(shí)、技能及其應(yīng)用等多層面內(nèi)容，適合運(yùn)用具有鮮明科學(xué)領(lǐng)域特質(zhì)的工程與技術(shù)思路來實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)活動(dòng)，通過學(xué)習(xí)知識(shí)、嘗試設(shè)計(jì)、反復(fù)修正的系列活動(dòng)感悟科學(xué)素養(yǎng)的含義與價(jià)值。

以六年級(jí)上冊(cè)第二單元《形狀與結(jié)構(gòu)》中的第七課《橋的形狀與結(jié)構(gòu)》、第八課《用紙?jiān)煲蛔皹颉薄窞槔浣虒W(xué)目的主要是指導(dǎo)學(xué)生了解橋有多種不同結(jié)構(gòu)，經(jīng)歷設(shè)計(jì)和建造橋的過程?？傮w安排上，滿足學(xué)生經(jīng)歷實(shí)際工程類建設(shè)的全過程。借助STEAM教育理念倡導(dǎo)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)思路，將教學(xué)內(nèi)容確定為項(xiàng)目《造一座橋》，以實(shí)施項(xiàng)目為軸線經(jīng)歷規(guī)劃、原理分析、技術(shù)方案及設(shè)計(jì)、模型論證、工程實(shí)施等環(huán)節(jié)，以工程與技術(shù)的思路合理優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，立足于科學(xué)知識(shí)的有效轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，在有聯(lián)系的序列探究活動(dòng)中促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)養(yǎng)成。

課前活動(dòng)：收集橋的發(fā)展歷史，初步設(shè)計(jì)自己的橋

安排課前收集資料的活動(dòng)，符合實(shí)際項(xiàng)目開展前的準(zhǔn)備需求，與生活中實(shí)際項(xiàng)目的實(shí)施與開展緊密接軌。從教學(xué)意義上來看具有更多的價(jià)值：

1.常規(guī)科學(xué)教學(xué)是以教室、實(shí)驗(yàn)室為主要核心場所。在新的社會(huì)發(fā)展形勢下，我們要培養(yǎng)和提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，不能把學(xué)生簡單縛束在教室、實(shí)驗(yàn)室狹小的空間里，也不要把上下課鈴聲作為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的起點(diǎn)和終點(diǎn)。學(xué)生在課前的收集和設(shè)計(jì)活動(dòng)中，不管是求助他人、網(wǎng)絡(luò)，還是自己去做，學(xué)生的學(xué)習(xí)面必然是會(huì)得到擴(kuò)展的，學(xué)生的自學(xué)能力也會(huì)得到一定的提高。

2.科學(xué)課中有許多聽說讀寫的機(jī)會(huì)，課前資料的收集更加利于課堂交流帶有濃厚科學(xué)色彩。學(xué)生通過可以收集和橋有關(guān)的文章，然后按照時(shí)間順序、科學(xué)探究線索重組有關(guān)橋的信息，撰寫有關(guān)橋的科學(xué)小論文、小研究報(bào)告，了解橋的作用、歷史、結(jié)構(gòu)、發(fā)展、變革等內(nèi)容，豐富學(xué)生對(duì)橋的科學(xué)人文認(rèn)知，也為即將實(shí)施的課堂交流活動(dòng)提供大量的素材，從而“有話可說”“說話有依據(jù)”。

3.在進(jìn)行橋的設(shè)計(jì)過程中，必然也會(huì)思考和橋相關(guān)的各種知識(shí)，前期在科學(xué)課中學(xué)到的知識(shí)和學(xué)生生活中的經(jīng)驗(yàn)、現(xiàn)在查找補(bǔ)充的新知識(shí)都會(huì)得到一定的梳理。學(xué)生要把方案呈現(xiàn)出來，也會(huì)使用到繪圖、列表、甚至電腦制圖。在這一過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力無形中得到鍛煉和提升。

課堂活動(dòng)一：交流橋的設(shè)計(jì)方案

作為課堂教學(xué)初始活動(dòng)，學(xué)生將自己初步設(shè)計(jì)的方案在教師引導(dǎo)下進(jìn)行深入交流，符合實(shí)際工程項(xiàng)目實(shí)施的流程需求。方案的設(shè)計(jì)是將學(xué)生前期所學(xué)的知識(shí)、技能以及對(duì)“橋”各方面的理解的一次綜合性應(yīng)用。設(shè)計(jì)的作品是否符合項(xiàng)目要求、各種知識(shí)原理的運(yùn)用是否科學(xué)合理、總體設(shè)計(jì)是否符合美學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等其他領(lǐng)域需求，均是需要充分論證的。以工程設(shè)計(jì)的討論為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)準(zhǔn)確的表達(dá)，規(guī)范有序的發(fā)言，有理有據(jù)的質(zhì)疑和答復(fù)，激發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑能力、鍛煉學(xué)生的思考能力，培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)精神、創(chuàng)新能力、健康生活和社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

通過評(píng)價(jià)引導(dǎo)，擴(kuò)展學(xué)生對(duì)橋梁設(shè)計(jì)建造過程中的關(guān)注面，不只局限在橋的設(shè)計(jì)建造本身，還要思考橋梁在選址、設(shè)計(jì)、建造過程中對(duì)周邊環(huán)境、居民的可持續(xù)發(fā)展有何影響……提高學(xué)生對(duì)社會(huì)的責(zé)任感。在反復(fù)討論、質(zhì)疑、辯解的過程中，學(xué)生的聽說讀寫及思考的能力進(jìn)一步得到鍛煉，教師在這一過程中主要是幫助學(xué)生達(dá)成語言表達(dá)的科學(xué)性和交流過程的有序性。

課堂活動(dòng)二：修改設(shè)計(jì)方案，搭建模型

經(jīng)過論證，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行重新修訂及再論證，也是實(shí)際工程項(xiàng)目實(shí)施過程中的重要環(huán)節(jié)。在教學(xué)中，學(xué)生體驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的修改，是促使其對(duì)橋梁各方面知識(shí)的再次整理，學(xué)生對(duì)橋梁相關(guān)認(rèn)知將通過修改設(shè)計(jì)進(jìn)行再認(rèn)知與再轉(zhuǎn)化，促進(jìn)思維發(fā)展螺旋形上升。

教師在學(xué)生完成修改設(shè)計(jì)方案的過程中，有針對(duì)性地實(shí)施必要的輔導(dǎo)，幫助學(xué)生克服系列問題，充分起到“工程技術(shù)顧問”的作用。

修改后的方案進(jìn)行實(shí)體模型論證也是實(shí)施項(xiàng)目的必要環(huán)節(jié)，通過實(shí)物制作及相關(guān)實(shí)驗(yàn)，將進(jìn)一步確定方案的科學(xué)性和可操作性。學(xué)生將修改后的方案以模型的方式付諸實(shí)施，并運(yùn)用各種所需實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)方案是否可行，是將科學(xué)知識(shí)運(yùn)用技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化為應(yīng)用的具體呈現(xiàn)手段。設(shè)計(jì)與實(shí)際效果之間存在差距，是實(shí)際工程項(xiàng)目中普遍存在的問題，通過該活動(dòng)的安排，知識(shí)、技能與應(yīng)用的距離被拉近，學(xué)生將理性認(rèn)識(shí)到科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，敢于通過事實(shí)批判性思考所思所想。

此外，為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目所需模型，小組成員要合理分工并安排橋梁建造的“工期”進(jìn)度均納入其思考的范疇。這一過程中，學(xué)生實(shí)際是在進(jìn)行著角色扮演，有工程師、調(diào)度員、材料員、施工員……在動(dòng)手動(dòng)腦的實(shí)踐過程中，體驗(yàn)著社會(huì)上不同身份帶來的職責(zé)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識(shí)有著重要的意義。

課堂活動(dòng)三：作品展示交流

項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，最終要以“產(chǎn)品”的形式來呈現(xiàn)學(xué)習(xí)成果，并進(jìn)行評(píng)價(jià)。其主要目的是讓學(xué)生在交流碰撞中不斷生成問題，為進(jìn)一步的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。課堂上，對(duì)于各組搭建的橋梁“產(chǎn)品”，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行多方面的評(píng)價(jià)比較，全面科學(xué)地設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如：科學(xué)性、美觀度、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性等，公平、客觀、科學(xué)地評(píng)價(jià)學(xué)生自己的橋梁模型，繼而幫助學(xué)生梳理并能逐步建立自己的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并以該標(biāo)準(zhǔn)來確定今后學(xué)習(xí)知識(shí)、能力、情感等各方面所需目標(biāo)。

本課例中，通過對(duì)單元教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化組合，圍繞生活化的實(shí)際問題，基于STEAM項(xiàng)目學(xué)習(xí)理念，將科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等多學(xué)科融入到本課的科學(xué)教學(xué)活動(dòng)中，構(gòu)建科學(xué)模型。利用課前、課中多個(gè)不同層次又相互承接的實(shí)踐活動(dòng)，促使學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦、分工合作，經(jīng)歷問題提出、設(shè)計(jì)方案、制作模型收集證據(jù)、反思評(píng)價(jià)、表達(dá)交流等過程，鍛煉學(xué)生自主探究自主學(xué)習(xí)的能力，積淀學(xué)生的人文底蘊(yùn)，建立健康環(huán)保的生活理念，體驗(yàn)社會(huì)責(zé)任的擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的科學(xué)精神和實(shí)踐創(chuàng)新的能力。

隨著項(xiàng)目活動(dòng)的逐步推進(jìn)，教師引導(dǎo)學(xué)生不斷將知識(shí)通過工程與技術(shù)的思維方式轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)用，幫助其“讀懂科學(xué)”。

（作者單位：武漢市江漢區(qū)紅領(lǐng)巾學(xué)校）