用生動課堂激發(fā)科學(xué)思維

科學(xué)教育是提升全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)教育強(qiáng)國、實現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的重要基礎(chǔ)。近日，科學(xué)技術(shù)普及法自2002年公布實施以來首次修訂，把科學(xué)教育作為科普的一項重要內(nèi)容，強(qiáng)化全社會的科普責(zé)任。我省在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法，培養(yǎng)學(xué)生樹立科技報國志向和增強(qiáng)個人好奇心、想象力、探求欲的有效模式加快形成。曾經(jīng)“千篇一律”的中小學(xué)科學(xué)教育，有了越來越多的全新“打開方式”。

校園就是實驗室，科學(xué)種子在“體驗”中生發(fā)

制作太陽系八大行星模型、利用廢舊物品制造創(chuàng)意家具、參與紙船承重實驗……2024年12月18日，在太原市大南關(guān)小學(xué)第34屆科技節(jié)上，同學(xué)們穿梭于各個科技展位之間，在有趣的互動中探索未知，一張張燦爛的笑臉上洋溢著對知識的渴望和對科學(xué)的熱愛。一年一度的科技節(jié)在校園里掀起一波科學(xué)求知熱，學(xué)校鼓勵學(xué)生利用身邊的物品做實驗、搞創(chuàng)造，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣與創(chuàng)新素養(yǎng)。“校園有文化，就有深厚的底蘊(yùn)。校園有科技，才有創(chuàng)新的活力?！睂W(xué)校教導(dǎo)副主任王驍這樣說道。

“怎么才能搭出最高的塔，六邊形的底座與四邊形的底座哪個更穩(wěn)固？”“木星是怎么形成的，為什么會有這么美麗的花紋？”“一個月當(dāng)中，月相是如何變化的？”科學(xué)活動打開了學(xué)生觸摸科學(xué)、愛上科學(xué)的窗口，學(xué)生一有時間就圍在老師身邊問個不停?！皩τ趯W(xué)生而言，‘體驗’永遠(yuǎn)是學(xué)習(xí)科學(xué)的最好方法?！蓖躜斦f，“與其教師直接解釋謎底，不如讓學(xué)生親身體驗揭秘的過程。通過競技比賽、科學(xué)實驗等方式，讓科學(xué)素養(yǎng)的種子自然生發(fā)，這是科學(xué)教育的最終目的?！?/p>

基礎(chǔ)教育階段是“孵化”學(xué)生科學(xué)精神、培養(yǎng)青少年科學(xué)興趣、樹立科學(xué)志向的關(guān)鍵時期，中小學(xué)科學(xué)教育質(zhì)量對培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)至關(guān)重要。拓展科學(xué)課程資源，引導(dǎo)科學(xué)教師深化實驗教學(xué)創(chuàng)新，教育創(chuàng)新的主陣地在校園、在課堂扎根……更多的變化寫在中小學(xué)的扎實實踐中。

在太原市青年路小學(xué)社團(tuán)活動室里有一面“問題墻”，同學(xué)們在學(xué)習(xí)和生活中產(chǎn)生的各種疑問都能寫在“問題墻”上，隨后老師將會帶領(lǐng)大家用科學(xué)的方式梳理總結(jié)，提取有價值的問題進(jìn)行下一步研究、發(fā)明和創(chuàng)造?！霸谶@個過程中將問題反饋、解決、再反饋、解決、應(yīng)用到最后實踐，形成一個有效閉環(huán)?！鼻嗄曷沸W(xué)教育集團(tuán)校長王曉榮介紹說，一年級學(xué)生入學(xué)時，學(xué)校會對家長做培訓(xùn)，提出家長和孩子要做什么準(zhǔn)備。其中，學(xué)習(xí)習(xí)慣的第一條就是“會聽講、愛提問”，而這恰恰是科學(xué)教育當(dāng)中最重要的一環(huán)，“問題墻”也是基于此設(shè)置的?！疤岢鲆粋€問題往往比解決一個問題更重要?！毙@里的一花一草都是實驗對象，動手能力是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的有力抓手，也是科學(xué)教育極其重要的組成部分。創(chuàng)意編程社團(tuán)的孩子正是基于這種提問習(xí)慣和科學(xué)思維，發(fā)明很多小制作來解決生活中的問題，比如“智能醫(yī)院”，看到家里老人行動不便，同學(xué)們腦洞大開，動手制作一間“會聽話的病房”，語音控制開燈、智能化運(yùn)用讓病人能躺或坐，為病人做按摩。這個作品獲得當(dāng)年省宋慶齡少年兒童發(fā)明獎一等獎。

科學(xué)教育不是要學(xué)得更多，而是要學(xué)得更多樣，要朝著為創(chuàng)新為學(xué)而轉(zhuǎn)向，這是大南關(guān)小學(xué)精耕教學(xué)的核心目標(biāo)。為了避免學(xué)生拘泥于傳統(tǒng)的背記、抄寫等應(yīng)試學(xué)習(xí)方法，追求更加多元有效、符合學(xué)生興趣的教學(xué)方式，教師團(tuán)隊精心設(shè)計跨學(xué)科、生活化科學(xué)選題，將大目標(biāo)拆解成小任務(wù)，融入學(xué)校校本課程與假期跨學(xué)科項目作業(yè)中。課后作業(yè)也隨之變成學(xué)習(xí)單、觀察日記等新載體，既能有效減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，也幫助學(xué)生自發(fā)留心生活、投入實踐，將科學(xué)教育融入學(xué)生課內(nèi)課外、各個學(xué)科、各個場域的學(xué)習(xí)中。線上線下有效銜接，讓科學(xué)教育隨時隨地發(fā)生。除了校園里的科學(xué)課程，科普視頻課程讓學(xué)生們無論身在何處都能感受科技魅力。目前，大南關(guān)小學(xué)圍繞“生活中學(xué)科學(xué)”主題制作的科普視頻課程《智慧教育課堂》已有30余期。這一系列視頻課程取材于生活，包含生活實踐、科學(xué)普及、讀書分享、答題闖關(guān)等方面內(nèi)容，讓學(xué)生感受學(xué)習(xí)科學(xué)的趣味性與實用性。

將科學(xué)小問號變成創(chuàng)意感嘆號， 從“解題”轉(zhuǎn)向“解決問題”

這幾天，太原市濱河?xùn)|路小學(xué)本學(xué)期的創(chuàng)客課程接近尾聲，學(xué)生以小組為單位逐一進(jìn)行成果匯報?！斑@是我們組的i寶機(jī)器人，我們在編程平臺上寫好了代碼，只要輕輕一點，i寶就會走出五角星的路線。”一組學(xué)生正在興致勃勃地向大家展示編程成果，但機(jī)器人卻沒有圍繞著固定的線路行走，只是呆呆地在原地打轉(zhuǎn)。小組成員趕緊圍在電腦前檢查編程代碼，很快發(fā)現(xiàn)了一處錯誤?？粗鴻C(jī)器人終于走出規(guī)定的線路，小組成員都長舒了一口氣，忍不住笑了出來。

濱河?xùn)|路小學(xué)信息科技老師趙云欣慰地看著學(xué)生們圍坐在電腦前設(shè)計創(chuàng)意編程作品，向筆者講起創(chuàng)客課程的發(fā)展故事。做好科學(xué)老師，并不容易。剛開始進(jìn)行創(chuàng)客課程時，學(xué)生對電腦的掌握程度參差不齊。一部分學(xué)生不會使用電腦，對編程更是一無所知。團(tuán)隊教師集思廣益，決定先讓低年級學(xué)生隔一周進(jìn)行一次電腦基礎(chǔ)課，通過畫圖、打字等操作，掌握電腦的操作方法。隨后再逐步學(xué)習(xí)快捷鍵、編程原理、機(jī)器人編程等知識，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)。“科學(xué)教育不能僅僅停留在表面，必須讓學(xué)生真正掌握科學(xué)原理。我希望營造一種輕松的課堂氛圍，讓學(xué)生能夠積極提出問題并且自主解決問題，將一個個‘小問號’變成創(chuàng)意的‘感嘆號’。我們越來越多的科學(xué)實驗被搬進(jìn)了課堂，教學(xué)場所也不再局限于教室?！壁w云說。

走進(jìn)濱河?xùn)|路小學(xué)，隨處可見的“小問號”是校園中一道獨(dú)特的風(fēng)景線。像棵“智慧樹”一樣的“嘉美AI問”上，掛滿了學(xué)生提出的各種問題。宇宙里有沒有外星人？眼淚為什么是咸的？人為什么不能飛？學(xué)生的種種奇思妙想讓科學(xué)求知的氛圍在校園內(nèi)蔓延開來。東方紅一號、長征系列火箭等航天模型前，小小解說員在講解航天故事和模型構(gòu)造；“行走中的課堂”主題活動中，孩子們在校園內(nèi)外探索人臉識別、倒車?yán)走_(dá)等身邊的科技奧秘；夜幕降臨，無人機(jī)在操場上緩緩升起，隨著音樂的律動變換著隊形……濱河?xùn)|路小學(xué)將抽象的科學(xué)概念轉(zhuǎn)化為具體的案例教學(xué)，讓學(xué)生在科技感滿滿的校園內(nèi)沉浸式感受科學(xué)的魅力?！拔覀兊男@很特別，我想稱它為‘太空學(xué)園’，因為學(xué)校建造了許多航天系列模型，到處充滿了科技感?！睘I河?xùn)|路小學(xué)四年五班的學(xué)生段宣辰自豪地說。

在2024年全國青少年科技創(chuàng)新大賽中，太原市山水城小學(xué)師生齊心協(xié)力，憑借出色的表現(xiàn)榮獲“優(yōu)秀組織獎”，10名學(xué)生榮獲個人獎項，這一榮譽(yù)不僅是對學(xué)?？茖W(xué)教育的認(rèn)可，更是對學(xué)生們勇于創(chuàng)新和探索精神的肯定?！奥?lián)動社會資源，擴(kuò)大科學(xué)教育圈層，在上好每一堂科學(xué)課的基礎(chǔ)上，在教學(xué)教研層面發(fā)力，推進(jìn)跨學(xué)科研究與項目式學(xué)習(xí)，并深度融合科學(xué)教育和思政教育，培養(yǎng)好科學(xué)家精神，讓同學(xué)們學(xué)會像科學(xué)家般思考，像工程師般創(chuàng)造?！鄙剿切W(xué)科技輔導(dǎo)員、太原師范學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院副教授嚴(yán)武軍認(rèn)為，中小學(xué)科學(xué)教育不應(yīng)該一味追求“高精尖”，而是應(yīng)該從基礎(chǔ)抓起，更重要的是讓每一位學(xué)生都參與進(jìn)來，激發(fā)他們的興趣和好奇，不是為了“解題”而是要“解決問題”。在他看來，科學(xué)教育不只是知識積累，而是精神的涵育，更是科學(xué)思維的培養(yǎng)。相對于科學(xué)課程的教學(xué)，更多的是需要老師改變教學(xué)方法，讓學(xué)生有更多的學(xué)科實踐或綜合主題活動來解決日常生活中的問題，打破知識灌輸型教學(xué)，鼓勵跨學(xué)科教學(xué)，與其他學(xué)科融合發(fā)展，真正做到“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”。

科技大篷車開進(jìn)偏遠(yuǎn)地區(qū)，薄弱地區(qū)、學(xué)?！耙粋€不能少”

星星眨眼睛，月兒畫問號；彗星拖著長長的尾巴，彩虹來架橋。童真的心中總有數(shù)不盡的“為什么”和奇思妙想。在科學(xué)教育中，薄弱地區(qū)、薄弱學(xué)校及特殊兒童群體“一個都不能少”。

在2024年全國科普日、科技活動周期間，滿載豐富展品的科普大篷車駛過蜿蜒山路，將優(yōu)質(zhì)科普資源送進(jìn)山西省的偏遠(yuǎn)地區(qū)，引導(dǎo)更多的孩子們接觸科學(xué)，在山鄉(xiāng)田野悄然播下科學(xué)的種子。

“機(jī)器狗”騰空翻滾跳躍、回形針循著音樂節(jié)奏有序“起舞”、雙手夾住鋼絲網(wǎng)并輕輕移動會有天鵝絨般的觸覺……在忻州市、汾陽市、偏關(guān)縣等地村鎮(zhèn)小學(xué)、初級中學(xué)的校園里，孩子們走近一件件科普展品，興奮又仔細(xì)地一次次上手體驗，歡笑聲在校園操場久久回蕩。

“老師，科技館里是不是真的能看到宇宙飛船呀？”“在那里是不是能和你們一起做實驗呀？”一場科學(xué)表演結(jié)束后，忻州市解原中心小學(xué)的孩子們?nèi)绯彼阌苛诉^來，七嘴八舌地向山西省科技館科技輔導(dǎo)員崔雯提問，一雙雙明亮的眼睛里滿是對科學(xué)的好奇與渴望。2016年以來，崔雯作為“科技館進(jìn)校園”活動項目組成員，參加了數(shù)百次科普活動。這次，她跟隨團(tuán)隊來到了忻州市，為這里的孩子們進(jìn)行科普劇的演出。正當(dāng)她挨個解答孩子們的問題時，幾個孩子捧著學(xué)校發(fā)的牛奶和蛋糕跑了過來。一個小男孩把一瓶牛奶塞到她手里，仰著頭認(rèn)真地說：“老師，這是給你的！你們下次還會來嗎？我好想跟你們學(xué)科學(xué)，以后建造最厲害的深海探測器！”望著孩子們純真無邪的臉龐，這些牛奶和蛋糕已然變成無比珍貴的寶貝。它們承載著孩子們對科學(xué)的無限渴望，也是對下一次見面的約定。對這些鄉(xiāng)村地區(qū)的孩子來說，每一場科普活動都為他們打開了一扇通往廣闊世界的窗。

得益于近年來山西省加大投入，面向廣大基層鄉(xiāng)村地區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)持續(xù)推進(jìn)流動科技設(shè)施的建設(shè)，優(yōu)質(zhì)的科普資源深入廣大地區(qū)，有效彌補(bǔ)科學(xué)教育的短板。崔雯認(rèn)為，鄉(xiāng)村小學(xué)科學(xué)教育離不開探究和實踐，未來的科學(xué)教育還要豐富科學(xué)教育資源的共享與優(yōu)化配置，打造校內(nèi)外相結(jié)合、硬軟件相融合的科學(xué)教育新格局，讓科學(xué)教育存在樣態(tài)、方式更鮮活。“我相信，在社會的關(guān)愛和老師的幫助下，大山里的孩子的路會越走越寬廣，他們心中埋下的種子，終有一天會破土而出，發(fā)芽開花?！?/p>