文化自信背景下的小學(xué)科學(xué)教育
——以六上《科技改變生活》的教學(xué)為例

徐 杰

【教學(xué)內(nèi)容】

蘇教版《科學(xué)》六上第5 單元《科技改變生活》，旨在讓學(xué)生認(rèn)識到中華傳統(tǒng)文化中汲取的優(yōu)秀科學(xué)技術(shù)，一直在影響和改變著人們的生產(chǎn)生活。該內(nèi)容由以下三個部分組成。

第一部分：讀中悟——“與節(jié)氣同行”。二十四節(jié)氣有著其獨特的含義，深刻浸潤古人的衣食住行等行為觀念和思想文化。閱讀這部分內(nèi)容，讓學(xué)生感悟古人對自然的深入觀察、科學(xué)分析，以及如何依據(jù)物候期的規(guī)律，在組織安排播種、收獲、儲藏等農(nóng)事活動的基礎(chǔ)上，理解二十四節(jié)氣蘊含的“中國智慧”。

第二部分：思中創(chuàng)——“創(chuàng)研究方法”。明代醫(yī)藥學(xué)家李時珍結(jié)合自己的經(jīng)驗、體驗，加工、梳理、撰寫了藥物學(xué)著作《本草綱目》，其中關(guān)于植物的分類方法比瑞典科學(xué)家林奈提出的植物分類法早157 年。我國現(xiàn)代氣象科學(xué)的奠基人竺可楨，借助中國古代珍貴的文史資料和豐富的詩詞歌賦，結(jié)合中國傳統(tǒng)史論的研究，得到氣候幾千年的波動變遷論斷，與當(dāng)時西方一流的研究機構(gòu)用科學(xué)的方法測得的結(jié)果大致吻合。這些研究都是立足中國傳統(tǒng)文化的研究。

第三部分：做中學(xué)——“寫科技成果”。特別是新中國成立后，涌現(xiàn)出了大批有才干、有抱負(fù)、懷揣家國情懷的科學(xué)家，他們在祖國需要的時候，果斷放棄了國外優(yōu)越的生活條件和良好的研究環(huán)境，回到祖國，為我國的各項事業(yè)作出了不可估量的貢獻(xiàn)。他們都是把科創(chuàng)成果寫在中國大地上的崇高典范。

【教學(xué)理念及目標(biāo)】

在小學(xué)科學(xué)教育中，非常有必要探索、厚植科技報國的家國情懷、不忘初心的使命擔(dān)當(dāng)以及勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任心、使命感。將《科技改變生活》中的這些內(nèi)容融入相對應(yīng)的科學(xué)教育教學(xué)之中，不僅能夠落實好課程目標(biāo)，也能很好地培塑文化自信。因此，我們要精準(zhǔn)提煉中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與學(xué)生之間的契合點，進(jìn)行適度的拓展、延伸，靈活運用現(xiàn)實生活中典型的案例、有趣的事件等，使它們成為教育資源、學(xué)習(xí)資源，從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高、發(fā)展，收獲文化自信。

【教學(xué)過程及意圖】

一、啟發(fā)談話，導(dǎo)出主題

師：知識就是力量，這是眾所周知的道理。我國古代的勞動人民也深深地明白這個道理，他們知道如何根據(jù)二十四節(jié)氣和相應(yīng)的動植物現(xiàn)象去安排播種、收獲、儲藏等農(nóng)事活動。找一找，“與節(jié)氣同行”中有哪些相關(guān)內(nèi)容？

出示課件：古語“順時而生，候時而行”是指植物在漫長的進(jìn)化中與氣候形成一種相互適應(yīng)，這就是物候期。

師：立春時，我們在農(nóng)耕園里，除了番茄、菠菜還可以種下哪些果蔬？你還知道哪些具體的農(nóng)事活動體現(xiàn)了這個物候規(guī)律？

師：在中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中，不僅有二十四節(jié)氣的內(nèi)容，還有許多科學(xué)故事也能夠使我們獲得前行的力量。

出示課件：諾貝爾醫(yī)學(xué)獎獲得者屠呦呦從中醫(yī)古籍中得到啟迪，發(fā)現(xiàn)青蒿的秘密，終于在數(shù)百次的實驗后，發(fā)現(xiàn)抗瘧有效提取物。唐代詩人張若虛在《春江花月夜》中寫道：“春江潮水連海平，海上明月共潮生。滟滟隨波千萬里，何處春江無月明。”他用“中國式文學(xué)”表達(dá)地球引力規(guī)律。

【設(shè)計意圖】二十四節(jié)氣是中國古代勞動人民在實踐中創(chuàng)造出來的科學(xué)文化遺產(chǎn)，這個科學(xué)文化遺產(chǎn)被列入聯(lián)合國教科文組織人類非物質(zhì)文化遺產(chǎn)代表作名錄。通過領(lǐng)悟“與節(jié)氣同行”，有助于學(xué)生對這些知識點進(jìn)行回顧和梳理，既讓學(xué)生記住自己的“根”和“血脈”，又播撒了文化自信的種子。

二、科學(xué)思維，關(guān)注方法

出示課件：思維是地球上最美麗的花朵。地質(zhì)學(xué)家李四光就是這樣一位思想者，他從力學(xué)的角度研究地殼運動現(xiàn)象，探索地質(zhì)運動與礦產(chǎn)分布規(guī)律，特別是新華夏構(gòu)造體系的觀點，在對照之前的“海底腐泥起源說”之后，打破了“中國貧油論”，為中國的石油開采建立了不可磨滅的功勛。

師：可見，“比較”就是一種重要的、被廣泛使用的科學(xué)方法。你還知道哪些科學(xué)思維的重要方法嗎？

師：“分類”也是一種非常重要的科學(xué)方法。它能使表面上雜亂無章的、參差不齊的世界變得井然有序、有條有理。在明代，醫(yī)藥學(xué)家李時珍最早創(chuàng)造植物分類法，這在當(dāng)時世界上是最先進(jìn)的分類法，比西方科學(xué)家提出的植物分類法早157年。

出示課件：公元前256 年，戰(zhàn)國時期修建都江堰水利工程，古人充分利用地形地貌和水流方向等特點，創(chuàng)建出一項史詩級的水利工程。

師：這是古人巧妙地利用逆向工程思維的成果，這種逆向設(shè)計的工程思維也很重要。你們還能再舉例說明嗎？

【設(shè)計意圖】如今的科學(xué)教育教學(xué)活動中，“重活動，輕思維”的現(xiàn)象突出，教給學(xué)生科學(xué)思維的方法，有助于學(xué)生對科學(xué)知識的學(xué)習(xí)、理解，還有利于學(xué)生將與生俱來的探究天性提升到科學(xué)思維的水平，最重要的是學(xué)會了用思辨的眼光去看待世界和解釋世界。結(jié)合中華傳統(tǒng)文化中先進(jìn)的科學(xué)思維方法，親身經(jīng)歷思維生長的過程，在這種不斷萌發(fā)、生長、繁殖的循環(huán)中，學(xué)生更加能夠感受到科技發(fā)展中的“中國智慧”。

三、科學(xué)故事，收獲自信

出示課件：科學(xué)精神是人類文明的崇高精神。FAST 工程首席科學(xué)家、“天眼之父”南仁東和年輕人一起，在沒有路的貴州大山里用十多年的時間實地考察、對比了300 多個洼地，最終確定了建造500 米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡的理想臺址。

師：南仁東傾其一生將精力獻(xiàn)給了天文事業(yè)，用生命書寫了“中國天眼”的華麗篇章，詮釋了用有限的生命無限地為了祖國、為了天文事業(yè)而奮斗終身的誓愿。

出示課件：“雜交水稻之父”袁隆平解決了中國人的吃飯問題。他曾說“造福世界人民是我的畢生愿望之一”。復(fù)旦大學(xué)教授、著名植物學(xué)家鐘揚也是這樣一個人，他帶領(lǐng)團隊收集了上千種植物的4000 萬顆種子，他們自己也是追夢的“種子”……

師：接下來，也請大家把課前收集到的資料一起交流、分享。

【設(shè)計意圖】充分利用典型的、鮮活的、重要的科學(xué)家事跡，加深學(xué)生的理解與感悟，更有助于科學(xué)本質(zhì)觀的形成和發(fā)展，這是文化自信的又一體現(xiàn)。2023 年7 月20 日，習(xí)近平在給“科學(xué)與中國”院士專家代表的回信中，也表達(dá)了傳播科學(xué)故事，為推進(jìn)中國式現(xiàn)代化不斷作出新貢獻(xiàn)的指示要求。

【教學(xué)反思】

習(xí)近平總書記指出，青少年階段是人生的“拔節(jié)孕穗期”。這就要求科學(xué)教師要抓住青少年階段這一關(guān)鍵期，扎實做好文化自信背景下的小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)。

一是逐步細(xì)化，用科學(xué)閱讀培育文化自信。傳統(tǒng)文化雖然與當(dāng)下的生活仍然具有緊密的內(nèi)在聯(lián)系，但無論是具體內(nèi)涵還是呈現(xiàn)方式都發(fā)生了不小的變化。學(xué)習(xí)“與節(jié)氣同行”，閱讀有關(guān)氣象、物候與農(nóng)耕的關(guān)系等節(jié)氣知識，組織學(xué)生查閱文獻(xiàn)，以小組分享的方式對相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行研討、交流，把這些基礎(chǔ)的、廣泛的、深厚的科學(xué)火種播撒在學(xué)生的心中，讓科學(xué)之光在中華大地上綻放。

二是聚焦典型，用技術(shù)輔助培育文化自信。依循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，選擇相對感性的、鮮明的、具體的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，如中國古代的“四大發(fā)明”為世界科技發(fā)展作出了貢獻(xiàn)，結(jié)合AR、VR、CAD 以及3D 環(huán)視技術(shù)，更好地拉近了學(xué)生與各種中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化產(chǎn)物間的距離，更好地感受各種新技術(shù)、新產(chǎn)品給中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化產(chǎn)物帶來的視覺上與情感上的沖擊。通過現(xiàn)代化信息技術(shù)手段的運用，豐富了科學(xué)教育教學(xué)的直觀性、趣味性，幫助學(xué)生對中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化產(chǎn)物形成更加鮮活直觀的認(rèn)知，增強文化自信。

三是拓展整合，用優(yōu)化創(chuàng)新培育文化自信。創(chuàng)造性地使用教材就應(yīng)該把中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與科學(xué)教育進(jìn)行整合、重組、優(yōu)化，教師作為課堂教學(xué)的組織者和引領(lǐng)者，對教材中未曾描述的科學(xué)事件、科學(xué)進(jìn)展的細(xì)節(jié)進(jìn)行補充，將其以更加豐滿的形象展示出來，幫助學(xué)生更加準(zhǔn)確地理解科學(xué)發(fā)展的過程，更好地感受科學(xué)文化帶來的認(rèn)知與情感上的碰撞。例如，教學(xué)“養(yǎng)蠶繅絲”這個單元時，我們指導(dǎo)學(xué)生觀察蠶、飼養(yǎng)蠶，進(jìn)行了繅絲、織布等跨學(xué)科的拓展性實踐活動。學(xué)生不僅學(xué)會了繅絲的方法和技巧，還了解了繅絲技術(shù)起源于我國，激起了學(xué)生探尋我國傳統(tǒng)文化之源的飽滿熱情、高昂斗志。

四是注重實踐，用活化物化培育文化自信。我們追尋二十四節(jié)氣的步伐，與學(xué)生共享有關(guān)氣象、物候與農(nóng)耕、農(nóng)時、農(nóng)作關(guān)系的節(jié)氣知識。驚蟄時，我們專門開展了科學(xué)達(dá)人展示之驚蟄活動，借助科學(xué)實驗讓學(xué)生感受到“驚蟄一聲雷，萬物復(fù)蘇生”的特點。春分時，我們以“用什么材料能幫助雞蛋又快又好地立起來”為主題，讓學(xué)生親歷“問題—假設(shè)—驗證—證實”的研究方法與研究過程。按照此步驟，學(xué)生嘗試把雞蛋豎起來，在豎起雞蛋的那一刻，學(xué)生的臉上洋溢著笑容，充滿著自信。我們組織學(xué)生一起錄制傳統(tǒng)文化中的科學(xué)實驗小視頻，并講解其科學(xué)原理，小視頻在校園網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行播放，既豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)生活，又起到了鞏固科學(xué)知識、激起創(chuàng)新熱情的作用。

五是凸顯人文，用欣賞品鑒培育文化自信。很多優(yōu)秀的中華傳統(tǒng)文化都蘊藏厚實而清晰的科學(xué)性和人文性特征。我國古代對潮汐的了解和認(rèn)識都比歐洲早，西漢文學(xué)家枚乘的《七發(fā)》所描寫的觀潮時間與現(xiàn)在的“錢塘觀潮”時間基本一致。另外，中國人對潮汐的興趣不僅限于文學(xué)領(lǐng)域。為了準(zhǔn)確掌握某個朔望月中每日的潮汐時刻，中國古人還運用天文歷算法，以圖表的形式直觀呈現(xiàn)潮汐規(guī)律，潮汐表也是中國古代傳統(tǒng)科學(xué)技術(shù)重大創(chuàng)造發(fā)明之一。學(xué)生在豐富人文科學(xué)的同時，也充分感受到自然科學(xué)的力量，從而堅定了自身的文化自信。

綜上所述，我們在小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)活動中融入中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，讓科學(xué)教育有了“中國底色”。在這樣的背景下，我們才能培養(yǎng)出更多的為中華民族偉大復(fù)興而努力奮斗的建設(shè)者和接班人！