在《生物的啟示》課堂貫徹STS理念以趣味教學(xué)方式提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力

◇謝文躍 陳啟東（福建：廈門(mén)市寨上小學(xué)廈門(mén)市翔鷺小學(xué)）

一、引言

科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)（STS）之間的關(guān)系是一個(gè)復(fù)雜而重要的研究領(lǐng)域。STS 旨在探究科學(xué)和技術(shù)對(duì)社會(huì)帶來(lái)的積極和消極影響，同時(shí)改善科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)之間的分離和脫節(jié)狀態(tài)，以更好地服務(wù)人類(lèi)。STS 教育是該領(lǐng)域中重要的內(nèi)容之一，通過(guò)實(shí)踐性的教育活動(dòng)，要求學(xué)生探究和實(shí)際操作，培養(yǎng)學(xué)以致用的能力，并將所學(xué)應(yīng)用于解決周?chē)钪械木唧w問(wèn)題。目前，STS教育對(duì)科學(xué)基礎(chǔ)教育的影響越來(lái)越深刻，成為國(guó)際理科教學(xué)改革中的重要課題。在課堂上，學(xué)生對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)缺乏興趣，成為學(xué)習(xí)的旁觀者，導(dǎo)致科學(xué)學(xué)業(yè)成就低落，這是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題。因此，采用相應(yīng)的STS 教學(xué)策略，以趣味科學(xué)教學(xué)方式提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力，對(duì)于促進(jìn)學(xué)生潛能的發(fā)掘和學(xué)習(xí)成績(jī)的提高具有重要意義。

二、貫徹STS理念的小學(xué)科學(xué)趣味教學(xué)探索

《生物的啟示》是蘇教版小學(xué)科學(xué)五年級(jí)下冊(cè)第2 單元“仿生”的第一課，本課主要是喚起學(xué)生對(duì)身邊生物性能觀察、研究和模擬的興趣，知道發(fā)明會(huì)用到一定的科學(xué)原理，很多發(fā)明可以在自然界找到原型。

（一）基本思路和教學(xué)設(shè)計(jì)

本節(jié)課以學(xué)生玩蔥葉的生活經(jīng)驗(yàn)為切入點(diǎn)，通過(guò)構(gòu)建模型，搜集有關(guān)仿生學(xué)的信息資料。學(xué)生親歷仿生科學(xué)過(guò)程，了解什么是仿生，怎樣進(jìn)行仿生，認(rèn)識(shí)到人類(lèi)的許多創(chuàng)造均得益于生物的啟示，培養(yǎng)學(xué)生親近自然的情感和勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。本課的教學(xué)活動(dòng)是按照“觀察生物的性能—讓學(xué)生經(jīng)歷仿生的過(guò)程—了解仿生的成果—進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)和發(fā)明創(chuàng)造”的思路來(lái)設(shè)計(jì)的。

課前，教師組織學(xué)生開(kāi)展“家里的物品是做什么用的”觀察活動(dòng)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)生活中常見(jiàn)的仿生物品，豐富學(xué)生對(duì)仿生概念的感性認(rèn)識(shí)；其次，進(jìn)行“蔥葉的啟示”的探究活動(dòng)，使學(xué)生通過(guò)觀察蔥葉外形結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)蔥葉外形特點(diǎn)，借助探究活動(dòng)認(rèn)識(shí)圓筒結(jié)構(gòu)承受力大的特點(diǎn)，并通過(guò)發(fā)散思維活動(dòng)，舉例說(shuō)出生活中物品模仿的生物及其原理。通過(guò)本課教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對(duì)生活中各種仿生物品的探究興趣，打開(kāi)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)仿生物品的一扇門(mén)。

（二）實(shí)踐活動(dòng)案例介紹

1.借助原有經(jīng)驗(yàn)，學(xué)會(huì)精講留白，完善基本認(rèn)知

在科學(xué)教學(xué)中，借助原有經(jīng)驗(yàn)是非常重要的，因?yàn)閷W(xué)生在日常生活中已經(jīng)積累了一定的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。在教學(xué)中，可以通過(guò)啟發(fā)性問(wèn)題和案例分析等方式，引導(dǎo)學(xué)生回顧并發(fā)掘他們的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，從而加深對(duì)科學(xué)概念的理解。

同時(shí)，在教學(xué)中注重精講留白也非常關(guān)鍵。教師的精講能夠抓住學(xué)生關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)，使學(xué)生能夠迅速領(lǐng)會(huì)核心內(nèi)容。而教學(xué)時(shí)的留白則讓學(xué)生思考和提出問(wèn)題，促進(jìn)他們的積極參與和思考能力。

從學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)看，他們并不清楚什么是仿生，教師教學(xué)時(shí)給出具體實(shí)物，學(xué)生通過(guò)觸摸體驗(yàn)，讓他們將動(dòng)植物與仿生品的形狀、特點(diǎn)關(guān)聯(lián)起來(lái)，意識(shí)到人類(lèi)創(chuàng)新設(shè)計(jì)出的一些物品是受到了動(dòng)植物的啟發(fā)。教師教學(xué)時(shí)，采用留白的方式，讓學(xué)生在充分調(diào)查、體驗(yàn)、交流中，不斷完善前概念認(rèn)知。當(dāng)學(xué)生興趣被調(diào)動(dòng)起來(lái)后，教師再用仿生撲翼紙飛機(jī)，將學(xué)生的興趣拉滿，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，讓課堂充滿活力。

2.依據(jù)新異信息，教會(huì)獨(dú)學(xué)內(nèi)化，促進(jìn)大腦刺激

學(xué)習(xí)是一個(gè)不斷探索、發(fā)現(xiàn)和內(nèi)化知識(shí)的過(guò)程，而獨(dú)學(xué)正是這一過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)之一。通過(guò)獨(dú)自思考、解決問(wèn)題和探索新知識(shí)，學(xué)生可以更深入地理解和掌握知識(shí)，同時(shí)也可以促進(jìn)大腦的刺激和發(fā)展。當(dāng)學(xué)生面臨新的知識(shí)和問(wèn)題或知識(shí)矛盾沖突時(shí)，教師可以通過(guò)引導(dǎo)和激勵(lì)學(xué)生自主思考、尋找答案和解決問(wèn)題，讓學(xué)生在獨(dú)立思考的過(guò)程中內(nèi)化知識(shí)和提高學(xué)習(xí)能力。因此在教學(xué)本課時(shí)，教師可以將其與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，選擇他們比較熟悉的“蔥”作為探究對(duì)象，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也能基于學(xué)生現(xiàn)有概念水平，豐富其對(duì)各種仿生物品及其運(yùn)用原理的認(rèn)識(shí)。這種教學(xué)方式有助于學(xué)生發(fā)展自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)探究精神和創(chuàng)造力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)教育的最終目標(biāo)。

此外，在本課教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生通過(guò)探究和實(shí)驗(yàn)的方式，運(yùn)用各種感官進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并在學(xué)生自主探究的過(guò)程中給予指導(dǎo)和輔導(dǎo)。這樣一來(lái)，學(xué)生會(huì)更加積極地參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中，不斷挑戰(zhàn)自己的認(rèn)知和思維模式，從而實(shí)現(xiàn)刺激大腦和發(fā)展認(rèn)知的目的。

研究表明，自主學(xué)習(xí)和內(nèi)化能夠促進(jìn)大腦的刺激和發(fā)展。自主學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生需要自主思考和解決問(wèn)題，這種思維過(guò)程可以促進(jìn)大腦神經(jīng)元的連接和突觸的可塑性。同時(shí)，在內(nèi)化過(guò)程中，學(xué)生需將新的知識(shí)和技能與已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)相融合，這也可以促進(jìn)大腦神經(jīng)元的連接和突觸的可塑性，幫助大腦更好地適應(yīng)新的認(rèn)知任務(wù)。

3.建構(gòu)概念模型，融合分組討論，深化概念認(rèn)知

建構(gòu)概念模型是指通過(guò)學(xué)習(xí)和思考，將所學(xué)知識(shí)、信息和經(jīng)驗(yàn)組織成一個(gè)有機(jī)整體的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，需要學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分類(lèi)、歸納、概括，進(jìn)而形成概念模型。在科學(xué)教學(xué)中，建構(gòu)概念模型是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和深化概念認(rèn)知的重要手段。本節(jié)課以“小蔥為何風(fēng)吹不倒”為探究主線，從學(xué)生生活實(shí)際出發(fā)，讓學(xué)生先用多種感官觀察小蔥，再討論設(shè)計(jì)研究方案，將已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)與當(dāng)下學(xué)習(xí)認(rèn)知構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀．?dāng)學(xué)生在小組內(nèi)討論完成這一系列設(shè)計(jì)后，教師給予學(xué)生充足時(shí)間，提供有結(jié)構(gòu)的材料，讓學(xué)生進(jìn)行不同方式的測(cè)試，在活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和能力，在探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中形成一定的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任。學(xué)生通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，還會(huì)發(fā)現(xiàn)三角形、四邊形、五邊形、六邊形等形狀，以及它們與圓筒形之間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。

通過(guò)建構(gòu)概念模型和融合分組討論，可以深化學(xué)生的概念認(rèn)知，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。同時(shí)，這種教學(xué)方法也能夠促進(jìn)學(xué)生的大腦刺激，讓學(xué)生在思考和討論中不斷提高自己的認(rèn)知水平，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的能力。

4.根據(jù)學(xué)習(xí)認(rèn)知，延續(xù)師生對(duì)話，遷移新異信息

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生需通過(guò)與教師和同學(xué)的交流與討論，加深對(duì)新異信息的理解和記憶，并且通過(guò)對(duì)新知識(shí)不斷地進(jìn)行遷移和應(yīng)用，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的掌握和運(yùn)用能力。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生需不斷地思考和提問(wèn)，以促進(jìn)思維的創(chuàng)新和拓展，從而達(dá)到更深層次的理解和認(rèn)知水平。同時(shí)，教師也需根據(jù)學(xué)生的理解情況和學(xué)習(xí)反饋，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略和方法，以便更好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和探索。

在本節(jié)課結(jié)尾，教師通過(guò)板書(shū)延續(xù)課堂對(duì)話，結(jié)合前兩個(gè)活動(dòng)，分析仿生學(xué)在生活中的應(yīng)用。讓學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上建立思維模型，形成思維方法，讓學(xué)生意識(shí)到：大自然真的是太神奇了，小小一棵蔥里面竟然藏了這么多的科學(xué)道理！生活中除了它們以外，大自然還有許許多多科學(xué)家，讓學(xué)生產(chǎn)生繼續(xù)研究科學(xué)的興趣，通過(guò)解決真實(shí)問(wèn)題，進(jìn)行可遷移的學(xué)習(xí)。

三、結(jié)論和展望

（一）結(jié)論總結(jié)

本課的探究從學(xué)生身邊熟悉的事物小蔥入手，比賽吹蔥葉的活動(dòng)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，并鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想。學(xué)生在玩蔥葉的過(guò)程中，觀察并發(fā)現(xiàn)了蔥葉的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，據(jù)此引導(dǎo)學(xué)生討論設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，用數(shù)據(jù)驗(yàn)證自己的猜想，激發(fā)了探究蔥葉不容易吹彎秘密的興趣。在本課教學(xué)過(guò)程中，教師讓學(xué)生積極主動(dòng)地探究，生動(dòng)活潑地發(fā)展。學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性得到了尊重，群體性主體參與率高，尊重學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和探究情感，精心創(chuàng)設(shè)有趣的探究環(huán)節(jié)，學(xué)生真正體驗(yàn)了探究成功的樂(lè)趣，促進(jìn)了學(xué)生主動(dòng)發(fā)展。

（二）展望未來(lái)研究方向和意義

“興趣是最好的老師”，有趣的科學(xué)課能夠提高學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)素養(yǎng)。能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和探究欲望，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)造力，使學(xué)生更好地適應(yīng)未來(lái)科技發(fā)展的挑戰(zhàn)。同時(shí)，趣味科學(xué)教學(xué)也能夠促進(jìn)跨學(xué)科的合作和交流，推動(dòng)科學(xué)與社會(huì)文化的交流與融合，有助于培養(yǎng)具有全球視野和跨文化背景的創(chuàng)新型人才。

STS教學(xué)的意義在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，幫助學(xué)生了解科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對(duì)社會(huì)、環(huán)境和人類(lèi)的影響，以及如何有效地參與科學(xué)與社會(huì)互動(dòng)。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判思維、科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任感，以適應(yīng)未來(lái)復(fù)雜多變的社會(huì)需求。

將STS 理念和趣味科學(xué)理念融入日常課堂教學(xué)中，為教師提供了一個(gè)創(chuàng)新的教學(xué)模式，有助于教師提高教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，推動(dòng)小學(xué)科學(xué)教育改革不斷前行。