T博士講科學(xué)

魯文文　丹加林

“科技館活動進(jìn)校園”項目案例

鄭州科技館整合了館內(nèi)機(jī)械展區(qū)、磁電展區(qū)和力學(xué)展區(qū)的特色展品，結(jié)合《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中物質(zhì)科學(xué)和技術(shù)工程領(lǐng)域的主要內(nèi)容，從魅力科學(xué)課堂已實(shí)施過的200多項主題活動中進(jìn)行篩選，開發(fā)了系統(tǒng)化、精品化的館校結(jié)合探究式科學(xué)教育課程“T博士講科學(xué)”，并設(shè)計了配套材料“科學(xué)百寶箱”。201 7年7月上市以來，T博士講科學(xué)走進(jìn)了23所中小學(xué)、8家科技館，累計開展活動200余次，受益人數(shù)達(dá)2萬余人，受到一致好評。

項目概況

2013年9月，鄭州科技館與廣西師范大學(xué)聯(lián)合建立魅力科學(xué)課堂，主要面向公眾開展趣味科學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，面向館校結(jié)合試點(diǎn)學(xué)校開展深入的科學(xué)教育課程，目的是探索和推動場館探究式科學(xué)教育的實(shí)施與發(fā)展。

魅力科學(xué)課堂的所有課程注重參與者的親手操作、親身體驗(yàn)，讓每個學(xué)習(xí)者通過觀察、調(diào)查、設(shè)計、制作、實(shí)驗(yàn)等活動獲得豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。課程內(nèi)容涉及的實(shí)驗(yàn)操作簡單、安全、趣味性強(qiáng)，貼近公眾的實(shí)際生活，使公眾能夠在輕松愉快的環(huán)境中完成“做中學(xué)”和“學(xué)中做”。T博士講科學(xué)是魅力科學(xué)課堂系統(tǒng)化、精品化的課程之一，“小小賽車會”是T博士講科學(xué)系列課程中的最后一個主題活動。本文以此為例介紹T博士講科學(xué)課程的實(shí)施。

小小賽車會關(guān)注的是學(xué)生綜合應(yīng)用能力的提升。教學(xué)對象為小學(xué)3 5年級學(xué)生，每次活動的參與人數(shù)以16 -30人為宜。該年齡段的學(xué)生在學(xué)校科學(xué)課上已經(jīng)初步學(xué)習(xí)了簡單電路、齒輪傳動等內(nèi)容，了解了工程設(shè)計的內(nèi)容，且經(jīng)過前9個主題的學(xué)習(xí)，他們已經(jīng)熟悉了科學(xué)百寶箱中的配件，具有了項目學(xué)習(xí)的經(jīng)歷，能與他人合作設(shè)計方案并對設(shè)計的方案提出改進(jìn)意見。所以本主題的教學(xué)重點(diǎn)設(shè)定為充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，基于已經(jīng)掌握的串聯(lián)電路、運(yùn)動和力的科學(xué)知識，與他人合作設(shè)計出小賽車的草圖、模型，并對自己或他人的小車提出改進(jìn)建議，最終能夠拼出一輛跑得更快的創(chuàng)意小車。

課程學(xué)習(xí)目標(biāo)

◇了解小車的基本構(gòu)造，初步知道小車的工作原理;在進(jìn)行小車競速比賽中觀察齒輪的傳動作用。

◇了解設(shè)計制作一輛賽車的基本流程;能與他人合作，有計劃地選擇材料制作一輛小車;通過測試、調(diào)整、改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)小車能夠沿直線向前運(yùn)動的目標(biāo)。

◇在與他人合作中相互交流、不怕失敗、不斷改進(jìn)，感受探究實(shí)驗(yàn)的快樂。

◇了解汽車的發(fā)展史，感受技術(shù)給我們的生活帶來的改變。

教學(xué)過程

第一階段：激趣導(dǎo)入——觀察生活中常見的車

活動以科學(xué)競賽的形式展開，提高學(xué)生參與活動的興趣與求知欲，在播放賽車視頻的時候，注意引導(dǎo)學(xué)生觀察賽車的組裝過程和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，啟發(fā)學(xué)生在接下來的設(shè)計小車的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中考慮齒輪的應(yīng)用。通過觀看精彩的賽車視頻或觀察玩具小車，回顧和觀察生活中常見的車，引導(dǎo)學(xué)生歸納小車的基本構(gòu)造，分析小車的工作原理。

第二階段：設(shè)計、拼裝小賽車

學(xué)生在教師的引導(dǎo)下梳理制作一輛賽車的基本流程，考慮組裝小車過程中需要關(guān)注的重點(diǎn)問題，比如電路連接、車體外觀設(shè)計、影響小車行駛速度的因素等;熟悉材料的特點(diǎn)，并能根據(jù)設(shè)計方案與他人合作有計劃地選擇材料。通過小組討論、師生交流的形式，引導(dǎo)學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間分享設(shè)計思路和制作方法，激發(fā)學(xué)生對他人的方案及可能出現(xiàn)的錯誤給出修改建議，促進(jìn)學(xué)生的深入思考。最終，學(xué)生能在規(guī)定時間內(nèi)分工完成創(chuàng)意小車的設(shè)計圖。

第三階段：誰的車兒跑得快

學(xué)生回顧已經(jīng)掌握的科學(xué)知識，即：知道測量距離和時間的常用方法，知道用速度描述物體運(yùn)動的快慢。小組討論設(shè)計競賽規(guī)則，并通過競賽的方式，觀察自己小組的小車與其他小組的小車在運(yùn)動過程中的差異。比賽采用“小組代表參賽，其他成員觀摩”的方式，有利于學(xué)生觀察不同造型的小車的特點(diǎn)及行駛速度;與其他小組的賽車進(jìn)行對比分析，能幫助學(xué)生總結(jié)影響小車行駛快慢的因素。趣味競賽形式，有助于調(diào)動學(xué)生參與活動的積極性。

第四階段：改進(jìn)小車

學(xué)生們制作了形態(tài)各異的小車，并且參與了小車競速賽，取得了不錯的成績。為什么有的小車可以跑得飛快呢？通過觀察其他小組的賽車，學(xué)生改進(jìn)自己的小車設(shè)計。學(xué)生可以從前輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動、小車的重心位置、車身的重量等方面進(jìn)行梳理，分析總結(jié)過后修改自己小組的賽車。這個活動引導(dǎo)學(xué)生了解設(shè)計方案、改進(jìn)方案在科學(xué)探究中的重要性。

第五階段：我們的創(chuàng)意賽車推薦會

在此環(huán)節(jié)，學(xué)生可以利用海報、情景劇、繪畫、實(shí)物展示、視頻播放等多種形式展示小組的創(chuàng)意賽車。活動給予學(xué)生充分的發(fā)揮空間展示本組的創(chuàng)意賽車，通過展示環(huán)節(jié)，提升表達(dá)交流與團(tuán)隊協(xié)作能力。

第六階段：總結(jié)評價及拓展延伸

教師和學(xué)生一起梳理小小賽車會中的相關(guān)知識，增強(qiáng)學(xué)生對于“工程設(shè)計需要考慮可利用的條件和制約因素，并不斷改進(jìn)和完善”的認(rèn)知。拓展延伸部分的內(nèi)容帶領(lǐng)學(xué)生將本節(jié)課的內(nèi)容與生活聯(lián)系或者與科學(xué)故事聯(lián)系起來，持續(xù)保持對車的探究興趣。此階段活動將科學(xué)知識遷移到學(xué)生的實(shí)際生活，引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)來源于生活并且服務(wù)于生活。

總結(jié)與反思

小小賽車會這項活動能得到公眾的認(rèn)可，不僅僅是依靠趣味競賽，而是在整個過程中都能讓參與者處于“有問題可想，有事情可做”的狀態(tài)，極大地激發(fā)了公眾的參與熱情，且更注重對學(xué)生以下探究技能的培養(yǎng)。

◇制訂研究計劃或方案，并根據(jù)研究計劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力。小學(xué)科學(xué)課程把探究式學(xué)習(xí)作為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要方式，強(qiáng)調(diào)通過親身經(jīng)歷科學(xué)活動過程學(xué)習(xí)科學(xué)知識，促進(jìn)科學(xué)態(tài)度的發(fā)展。小小賽車會這個主題活動通過讓學(xué)生基于現(xiàn)有的材料設(shè)計小車、拼裝小車，并經(jīng)過檢測、改進(jìn)小車等過程，不斷地思考問題，創(chuàng)造性地解決問題，最終讓小車的速度更快。學(xué)生制訂計劃與方案并根據(jù)計劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力得到了提升。

◇充分給予學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的機(jī)會。小小賽車會改變了基于場館展品設(shè)計的教育活動“按一按、看一看”的形式，將教師的“問”與學(xué)生的“答”變成參與者主動提出問題、制訂計劃，并嘗試按照計劃解決問題，提出問題的意識和質(zhì)疑能力得到提高。

◇增強(qiáng)了學(xué)生之間合理分工與團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。探究式學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生之間的交流與合作比較多，以小組形式嘗試多人共同解決一個問題，這種科普教育方式更能提高學(xué)生的合理分工與團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。