談談科技教育的選題

陳染

一直以來，科技教育在學校中已經(jīng)成為素質(zhì)教育的重要組成部分。特別是近幾年，科技教育與STEM教育、創(chuàng)客教育的理念深度融合，使得科技教育在內(nèi)容上模糊了學科的邊界，更強調(diào)課程的核心概念和跨學科整合，在設計方法上科技教育更注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和動手能力，學生在動手實踐中提高對科技的興趣，掌握科技新知識。

科技教育工作模式的特點一方面給教師帶來更大的施展空間，教師有更多的自主權(quán)選擇不同的主題開展科技教育工作;另一方面，也對教師的能力提出了更高要求，要設計出滿足課程要求、有一定實踐方法、又要與時俱進不落俗套的課程，著實不容易?？萍冀處熢O計課程的第一步便是選題，好的選題可以保證課程的基本質(zhì)量，還可以給我們提供更大的課程設計空間。

今年以來，“教師也創(chuàng)客”欄目以科技課程的選題為主線，向科技教師展示科技教育內(nèi)容選擇的多樣性，在今年最后一期欄目中，我們再一次回顧前面所介紹的內(nèi)容，和各位教師一起聊聊怎樣做好科技教育的選題。

從重大科技進展中選擇科技教育內(nèi)容

科技每天都在進步，我們時不時就能在新聞上看到重大的科技進展，令人振奮?？萍冀處熆梢詫⒅卮罂萍歼M展作為科技課程的選題，它能夠幫助學生認識前沿領域中應用了哪些科學和技術原理，增強學生對科技的興趣。科技教師平時應關注新聞時事，與時俱進，了解我們身邊發(fā)生的科技成就，通過適當?shù)姆椒▽?nèi)容融入科技課堂中。

例如，2018年底通車的港珠澳大橋就可以成為科技教育的一個題材。港珠澳大橋是世界最長的沉管隧道及世界跨海距離最長的橋隧組合公路，是我國橋梁設計的一項重大科技工程成就。如果教師正好在準備“橋世界”的STEM課程，這個新聞就能夠很好地與課程結(jié)合在一起。在課程設計中，我們可以專門設計1節(jié)課觀看港珠澳大橋的紀錄片，通過材料閱讀、內(nèi)容整理等方式讓學生深度認識港珠澳大橋中所應用的科學和技術。

盡管以重大科技進展為題材很有話題性，但我國每天都有新的科技進步，有時候一個重磅科技新聞發(fā)布時，我們可能能意識到這是一個能夠很好開展成課程和活動的題材，但由于自己從未接觸過這個領域，甚至連基本概念都未曾了解，很難在有限的時間內(nèi)設計出科技教育的課程，只能看著熱點新聞白白溜走。好在雖然新聞有較強的時效性，而教育沒有那么強的時效性，在經(jīng)過精心準備后，有較強學習能力的科技教師也可以用這些話題開展科技課程。

我們從新聞上看到科技發(fā)展往往是“突發(fā)性”的，看不到的是重大科技突破的背后是科技發(fā)展的長期積累。科技教師與其被動地等待新聞，不如對一兩個前沿科技領域有深入的認識，積累足夠的知識，關注前沿動態(tài)，主動出擊設計科技課程，迎接重大科技進展的到來。

例如，航天航空領域就是一個很適合作為科技教育設計的題材。一方面，航天航空本身就具有強烈的話題性，每一次航天航空領域的重要突破，都會吸引社會的廣泛關注。另一方面，航空航天本身就是科學、技術、工程和數(shù)學的深度融合，很適合開發(fā)成科技教育題材。

今年年初，嫦娥四號在月球背面成功著陸成為了社會廣泛關注的新聞，本專欄也討論了以嫦娥四號為主題設計科技活動。其實，在嫦娥四號著陸之前的幾個月，我們已經(jīng)可以通過不少途徑得知其相關內(nèi)容。例如，在航天愛好者社區(qū)可以了解到嫦娥四號的一些任務信息;在論文查詢平臺，搜索“嫦娥四號”“月球探測器”等關鍵詞也能看到不少公開的技術信息。因此，我們能夠提前準備設計好課程活動，等待嫦娥四號成功著陸消息的到來。只要提前精心準備，就不會讓熱點新聞白白溜走。在這一方面，科技學堂也會時不時地與科技教師交流前沿科技發(fā)展與課程設計，最近，我們就與多位教師共同交流怎樣設計好“火星居住地”科技活動，迎接明年中國即將發(fā)射火星探測器“螢火二號”這一重大航天航空事件。

從學科中選擇科技教育內(nèi)容

學科課程知識也是科技教師設計課程的選題庫。學生每天學習的語文、數(shù)學、物理、化學、生物、地理、信息技術等學科都為科技教育提供了不少可拓展的課題。學科學習與科技活動有較好的互補關系，在學科學習中，學生認識到原理性、基礎性的知識能夯實科技教育中的基礎知識和技能;而在科技課程中，學生能學習到創(chuàng)新性、拓展性的知識，進一步收獲對學科知識的原理理解，提高解決實際問題的能力。

本專欄6月份介紹了用創(chuàng)客的方式學習數(shù)學和信息技術的案例。在信息技術課程中，計算機中加法器和二進制的原理是比較基礎的知識，在課本中，加法器的工作原理用邏輯門表示，相對來說比較抽象。而在科技課程中，我們通過紙板計算器的制作，把抽象的邏輯門轉(zhuǎn)換為實體。原來，邏輯門不僅能用于電子實現(xiàn)，只用一個蹺蹺板也可以做出與非門，用彈珠也能進行簡單的自動運算，這種方法將抽象的概念實體化，有助于拓展學生對計算機底層邏輯的理解。

從生活中選擇科技教育內(nèi)容

科技教育內(nèi)容的選擇不僅要有廣闊的視角，讓學生了解科技發(fā)展的前沿，也應該腳踏實地，通過科技教育的方式理解與我們生活息息相關的現(xiàn)象和知識，發(fā)現(xiàn)生活中存在的問題，分析問題并嘗試設計出解決方案。

今年7月份上海市發(fā)布了《上海市垃圾管理條例》，垃圾分類成為了社會熱議的一個話題。為了配合條例的執(zhí)行，不少學校開展了垃圾分類的教育活動。垃圾分類是重點在于提高學生生活素質(zhì)的話題，很值得我們用科技教育的方式開展。于是，在8月份的專欄中我們便討論了用什么樣的方法可以設計這一類從生活中來的課程。

以生活的某個話題作為選題而設計的科技教育活動，做出的效果要高于生活。我們不僅僅是要告訴學生垃圾怎么分類，更要讓學生理解為什么要垃圾分類?？萍冀處熆梢酝ㄟ^資料閱讀、設計社會調(diào)查、參觀考察垃圾處理廠等活動讓學生對垃圾分類的現(xiàn)狀、人們對垃圾分類的態(tài)度產(chǎn)生較深入的認識。在認識為什么要垃圾分類的過程中，學生能夠發(fā)現(xiàn)垃圾分類存在的一些現(xiàn)實問題，為此，學生可以通過動手實踐，提出問題的解決方案。在完成課程的學習后，學生還可以將學到的知識傳遞給更多的人。每年的全國性科技教育活動“青少年科學調(diào)查體驗”選擇的話題就很貼合生活，科技教師可以用類似的方法設計課程。

從文化中選擇科技教育內(nèi)容

盡管科技教師工作的主要內(nèi)容是科學教育、傳播和普及主要涉及自然科學的認知活動，但社會科學及人文學科的作用也是不可忽視的。科技教師的很大一塊工作任務就是提高學生的文明素質(zhì)，文明素質(zhì)包含了學生對價值觀內(nèi)涵的理解，文化積淀對行為的影響，培養(yǎng)文明禮儀，認識怎樣與環(huán)境相處等方面。

我們可以選擇與文化相關的主題，通過科技教育的方式潛移默化地培養(yǎng)學生的價值觀。文化是一個很抽象的概念，在外在形式上，文化有其特別的展現(xiàn)形式;而在內(nèi)在含義上，文化體現(xiàn)了我們社會共同維持的價值觀。節(jié)日是文化的外化形式，在科技教育選題上，節(jié)日是一種較為討巧的選題方法。幾乎每個月都有節(jié)日，每隔兩三個月總有一兩個重要的節(jié)日，科技教師可以通過制作作品的方式營造節(jié)日氣氛、挖掘節(jié)日內(nèi)涵、展示科學背景、解決節(jié)日問題，彰顯文化在科技教育中的作用。