在“動(dòng)手”與“動(dòng)腦”間追尋科技創(chuàng)新的奧秘

宋文

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)要求學(xué)生開動(dòng)腦筋進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)想，再通過動(dòng)手實(shí)踐用具體的作品實(shí)現(xiàn)內(nèi)心的科學(xué)創(chuàng)想，可幫助小學(xué)生打好科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)。

在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，可以將動(dòng)手與動(dòng)腦結(jié)合起來，為學(xué)生提供施展科學(xué)想象力與創(chuàng)造力的平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生追尋科技創(chuàng)新的奧秘。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)要在做中學(xué)，并讓學(xué)生以具有創(chuàng)造性的方式去實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)活動(dòng)應(yīng)當(dāng)產(chǎn)出創(chuàng)新性的成果，符合科學(xué)課改的理念。實(shí)施項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，要求教師更新教學(xué)思路與策略，引導(dǎo)學(xué)生基于自身能力開展科技創(chuàng)新。

一、開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的思路分析

科技創(chuàng)新活動(dòng)既與課內(nèi)知識(shí)緊密相連，又往往超越了課本內(nèi)容的層次，因此教師要重視對(duì)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的有效組織，以符合小學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的方式推進(jìn)學(xué)習(xí)。開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)順應(yīng)了時(shí)代對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求，但是小學(xué)階段學(xué)生具有知識(shí)和方法的局限性，如果缺少教師的合理引導(dǎo)，便很難從單純的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向?qū)嵺`創(chuàng)新。從知識(shí)的角度來看，創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目要體現(xiàn)與學(xué)生已有知識(shí)基礎(chǔ)的銜接性，而且教師要以適宜的方式補(bǔ)充部分課外知識(shí)。從方法的角度看，學(xué)生習(xí)慣了被動(dòng)學(xué)習(xí)，即使開展科學(xué)探究活動(dòng)，也大多只是從事驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，并不了解科學(xué)創(chuàng)新的方法。因此教師在組織項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)要多從學(xué)生的角度思考，豐富活動(dòng)的方法支架，并持續(xù)引導(dǎo)學(xué)生積累和總結(jié)好方法?？傊?，在開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)，要突出“導(dǎo)學(xué)”的思路，通過適當(dāng)引導(dǎo)促進(jìn)學(xué)生的能力提升。

二、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的實(shí)施策略

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)以具體的科技創(chuàng)新項(xiàng)目為依托，教學(xué)過程則要符合科學(xué)教學(xué)的普遍規(guī)律。

（一）構(gòu)建項(xiàng)目，融入趣味

科技創(chuàng)新項(xiàng)目本身具有趣味性，小學(xué)生才會(huì)萌生多重創(chuàng)意。項(xiàng)目可與課本掛鉤，再從生活中提取有意義的創(chuàng)新點(diǎn)。越是與生活密切相關(guān)的項(xiàng)目，便越是能夠引起學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生主動(dòng)質(zhì)疑和求解。如學(xué)習(xí)了有關(guān)交通工具的知識(shí)后，學(xué)生認(rèn)識(shí)到隨著科技的進(jìn)步，汽車的行駛速度越來越快，數(shù)量也越來越多，但是很容易造成交通擁堵，非常擠占公共空間。教師可構(gòu)建科學(xué)創(chuàng)新項(xiàng)目“節(jié)省空間的汽車”，讓學(xué)生使用紙板、塑料板等材料嘗試搭建可支持伸縮折疊的汽車模型，顯示如何通過動(dòng)力傳遞來改變汽車的結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)了與“火”有關(guān)的科學(xué)知識(shí)后，學(xué)生知道了火焰的外部與空氣結(jié)合度最高，溫度也最高，因此可以構(gòu)建科技創(chuàng)新項(xiàng)目“科學(xué)加熱——節(jié)能的煤氣灶”，讓學(xué)生探索怎樣始終以火焰的外焰對(duì)鍋具進(jìn)行加熱，這樣對(duì)食物加熱更快，也更節(jié)省天然氣。這些項(xiàng)目融入了生活的趣味，為學(xué)生提供了發(fā)揮才智的空間，可以激發(fā)學(xué)生參與，讓學(xué)生在實(shí)踐中鍛煉提高。

（二）巧妙啟發(fā)，拓展思維

科技創(chuàng)新項(xiàng)目大多與學(xué)生的既有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)具有一定的距離，當(dāng)學(xué)生面對(duì)一個(gè)新的項(xiàng)目時(shí)，可能會(huì)存在茫然心理。在科技創(chuàng)新項(xiàng)目中遇到的問題，僅憑舊有的知識(shí)結(jié)構(gòu)無法解決，只有在舊知中融入新的要素，才能夠突破原有的認(rèn)知范式，找尋到解決方案。教師要巧妙啟發(fā)學(xué)生，將項(xiàng)目與學(xué)生的知識(shí)背景鏈接起來，拓展學(xué)生的思維。來自教師的啟發(fā)不是指教師直接說明問題解決方法，而是通過鋪設(shè)適宜的思維跳板，將學(xué)生的思路引向更具備建設(shè)性的方向。

教師可針對(duì)科技創(chuàng)新主題開展問答活動(dòng)，以問促思，引導(dǎo)學(xué)生將既有知識(shí)與新的應(yīng)用情境建立起聯(lián)系。例如，教師構(gòu)建了“馬路吸塵器”科創(chuàng)項(xiàng)目，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一臺(tái)可以在馬路上進(jìn)行清潔作業(yè)的吸塵器，吸走落葉、紙屑等物品。教師最初將這個(gè)項(xiàng)目的要求告知學(xué)生時(shí)，學(xué)生普遍都認(rèn)為難以完成，大腦中完全沒有思維線索。教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察家庭中使用的吸塵器，讓學(xué)生從物品功能的角度，說說家里的吸塵器包括哪些部分，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)吸塵器由灰塵吸收部分和儲(chǔ)存部分兩個(gè)基本結(jié)構(gòu)組成。其次，再讓學(xué)生想一想，如何在沒有電力的情況下實(shí)現(xiàn)吸收和儲(chǔ)存垃圾的功能，待學(xué)生的思維變得開闊后，再慢慢地從教師提問轉(zhuǎn)向?qū)W生的主動(dòng)發(fā)問。問題是一切發(fā)明創(chuàng)造的起始，通過聚焦問題可逐步激發(fā)學(xué)生靈感。

（三）小組合作，共同創(chuàng)造

小組合作是開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的基本組織策略，要抵達(dá)科技創(chuàng)新的目標(biāo)，往往要借助來自同伴的力量。在共享思想的過程中，可以激發(fā)“頭腦風(fēng)暴”，促進(jìn)學(xué)生之間智慧的相互生成與推動(dòng)，每名學(xué)生對(duì)于項(xiàng)目的意見都會(huì)對(duì)其他學(xué)生構(gòu)成啟發(fā)。在動(dòng)手實(shí)踐時(shí)則可支持學(xué)生基于科創(chuàng)活動(dòng)需求展開分工，一起克服關(guān)鍵的實(shí)踐難點(diǎn)。小組共同開展學(xué)習(xí)和攻克難關(guān)的經(jīng)歷，也可以提升學(xué)生從事科技創(chuàng)新活動(dòng)的樂趣體驗(yàn)，讓學(xué)生在相互激勵(lì)之下開展活動(dòng)。

當(dāng)學(xué)生初步形成完成項(xiàng)目的思維方案時(shí)，教師可以讓學(xué)生開展交流與溝通，相互討論想法，讓想法類似的同學(xué)構(gòu)成小組。為了幫助學(xué)生排除障礙，教師應(yīng)當(dāng)主動(dòng)關(guān)注學(xué)生的科技創(chuàng)新過程，針對(duì)他們不太熟悉的活動(dòng)提供思路點(diǎn)撥。比如，科技創(chuàng)新活動(dòng)中涉及設(shè)計(jì)圖紙環(huán)節(jié)，小學(xué)生一般在這方面經(jīng)驗(yàn)較少。教師可以指導(dǎo)學(xué)生怎樣繪制模型圖，反映作品的基本結(jié)構(gòu)，再提示學(xué)生添加一些細(xì)節(jié)。如在“馬路吸塵器”項(xiàng)目中，一個(gè)小組的方案是設(shè)計(jì)一個(gè)手推車，前端使用兩個(gè)斜板構(gòu)成夾角，匯攏垃圾，再裝入網(wǎng)兜內(nèi)。教師指導(dǎo)該組學(xué)生如何畫圖反映立體結(jié)構(gòu)，并提示學(xué)生要對(duì)前后輪的大小進(jìn)行正確設(shè)計(jì)，以創(chuàng)造省力的手推車，便于上路使用。教師只以思維點(diǎn)撥、提供必要知識(shí)等形式參與項(xiàng)目，主要的探索與發(fā)現(xiàn)由學(xué)生自己在小組合作的框架下完成。

（四）作品改進(jìn)，循環(huán)提高

科技創(chuàng)新離不開改進(jìn)，在一次次改進(jìn)中，學(xué)生每次都能發(fā)現(xiàn)更多的進(jìn)步空間，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)提高。所有科技創(chuàng)新成果，無不是反復(fù)實(shí)驗(yàn)和反復(fù)改進(jìn)的結(jié)果。小學(xué)生處于學(xué)習(xí)科學(xué)的早期階段，當(dāng)剛剛接手一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，不可能做到盡善盡美，需要借助不斷的反思與改進(jìn)，才能產(chǎn)出真正的成果。開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)時(shí)，教師可以將“動(dòng)手”的過程細(xì)分為多個(gè)階段，在每個(gè)階段結(jié)束后都實(shí)施展示與反思的活動(dòng)，教師在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行觀察后指出怎樣完善科創(chuàng)作品。

例如，“航空模型”是小學(xué)生開展科技創(chuàng)新的常見項(xiàng)目，作品的改進(jìn)與學(xué)生的提高都要通過多次的試飛實(shí)踐和反思來實(shí)現(xiàn)，教師要在模型試飛現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)學(xué)生。有的學(xué)生制作了模型后，會(huì)發(fā)現(xiàn)自己做的飛機(jī)雖然結(jié)構(gòu)完整，卻飛不高。教師則和學(xué)生一起分析問題：是否機(jī)翼的上下表面設(shè)計(jì)不合理，無法造成有效的空氣流動(dòng)壓力差；是否模型機(jī)體所攜帶的電池耗能太快；是否飛機(jī)本身的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)、材料結(jié)合不牢，一旦移動(dòng)就容易失去重心。教師引導(dǎo)學(xué)生多從幾方面思考，重新審視手工作品，通過觀察找出問題產(chǎn)生的原因，讓模型不斷完善。對(duì)作品的循環(huán)改進(jìn)最能夠體現(xiàn)動(dòng)手與動(dòng)腦相結(jié)合的精神，教師在學(xué)生參與實(shí)踐的全過程中幫助學(xué)生反思，學(xué)生才能獲得實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。對(duì)作品的循環(huán)改進(jìn)也可以培養(yǎng)學(xué)生精益求精的科創(chuàng)精神。

（五）注重評(píng)價(jià)，深化體驗(yàn)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)過程是教學(xué)活動(dòng)的有機(jī)組成部分，在評(píng)價(jià)過程中不僅可選出優(yōu)秀作品，也可引導(dǎo)學(xué)生回顧整個(gè)科學(xué)創(chuàng)作過程，以深化學(xué)生的內(nèi)心體驗(yàn)。在評(píng)價(jià)中，要注意兩方面。一是對(duì)結(jié)果的評(píng)價(jià)，教師應(yīng)該做到兼顧作品的創(chuàng)新性與完成度，表揚(yáng)積極思考和努力實(shí)踐的學(xué)生個(gè)人與團(tuán)體，肯定做出了成果的學(xué)生。從學(xué)校的層面來看，可以借助科學(xué)課堂、實(shí)驗(yàn)室、校園科技節(jié)等平臺(tái)來展示他們的科創(chuàng)成品。二是對(duì)過程的評(píng)價(jià)，在項(xiàng)目結(jié)束后，可以舉辦“講述我的科創(chuàng)小故事”活動(dòng)，讓學(xué)生開展自評(píng)與互評(píng)，說說在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中那些最令自己感到鼓舞的經(jīng)歷，談?wù)勥@對(duì)自己科學(xué)創(chuàng)新的啟示。教師要重視調(diào)動(dòng)學(xué)生的情感，讓他們發(fā)現(xiàn)科學(xué)創(chuàng)新活動(dòng)中包含的無窮智趣，體會(huì)科學(xué)的美感。

三、教學(xué)實(shí)踐反思及總結(jié)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)以科技創(chuàng)新為旨趣，最符合科學(xué)本身的價(jià)值定位，能使科學(xué)課程的學(xué)習(xí)超越課本知識(shí)的范圍，讓學(xué)生學(xué)以致用，完成從學(xué)習(xí)到創(chuàng)造的跨越?；仡櫤头此奸_展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)的實(shí)踐經(jīng)歷，可以發(fā)現(xiàn)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維是教學(xué)重點(diǎn)，學(xué)生的思維模式應(yīng)從學(xué)科學(xué)向用科學(xué)轉(zhuǎn)變。教師要善于構(gòu)建符合小學(xué)生興趣與能力的項(xiàng)目主題，并重視對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)的指導(dǎo)與評(píng)價(jià)，以促進(jìn)科技創(chuàng)新成果的實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生通過參與實(shí)踐，成長為具有創(chuàng)新創(chuàng)造能力的高素質(zhì)人才。

①本文為2019年江西省基礎(chǔ)教育研究課題一般課題“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在農(nóng)村小學(xué)科技創(chuàng)新教學(xué)中的應(yīng)用研究”（立項(xiàng)編號(hào)：PXZH2019-202）的研究成果