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玩转科学?不容易

2019-12-30虫原

课堂内外(小学版) 2019年9期
关键词:气垫科学课科学家

虫原

9月10日,一年一度的教师节又来啦!除了真挚地送上节日祝福,还有没有别的道贺方式呢?比如,送最喜欢的老师登上杂志!

这不,五位小特工组成的记者团,就好好采访了一番他们最喜欢的科学老师,还挖出了这个职业背后不少的小秘密。如此优秀的案例,自然轻松上杂志啦!

科学课,学什么

每次上科学课,我们总觉得它和别的科目不一样。具体有什么不一样,我们又说不上来。于是,我们好好请教了一番科学老师们。

廖老师首先开了口。她说,简而言之,科学课就是提倡大家多动手、多动脑。在积累和记忆知识的基础上,科学课更要求大家要主动思考、积极表达。科学老师会教给大家观察和思考的方法,并注重锻炼大家的思维、表达以及解决问题的能力。总而言之,科学课就是要让同学们学会像科学家一样思考,像科学家那样认识这个世界。

黄老师则补充了一点。她说希望我们在一次次的探究中,逐渐培养起批判性思维能力。批判性思维,简单地说,就是不轻信任何观点,要通过对证据的分析,来判断观点正确与否,再形成自己的想法。她举了这样一个例子——

长辈常说吃有机食品更健康。对于这一说法,如果我们用批判性思维来思考,第一反应应当是:“我不知道这个观点是不是正确的,需要求证。”然后,在查阅、分析证据的基础上,我们就会发现,从营养成分上来说,有机食品与普通食品并无二致,“有机食品更健康”这个说法并不科学。

2科学家,在做啥

像科学家一样思考?科学家的学识比我们渊博多了,他们研究的课题看上去都那么艰深。我们小学生,又怎么能像他们一样思考呢?

见我们来了兴趣,三位老师又解释了一番:科学课上的探究,的确比不上真正的科学研究,但会遵照一套类似的科学实践方法——

其中,解决问题的能力最关键。在科学课的各项实践中,老师们也会有意识地融入STEM的课程组织方式,也就是教大家将科学(Science)技术(Technology)工程(Engineering)与数学(Mathematics)融为一体,利用科学、数学知识和先进技术,以工程思维来解决问题。在这样的学习体验中,同学们的科学素养、创新思维和实践能力自然就能得到提升。

“说了这么多唬人的话,是不是听得云里雾里的?我用实例来说明吧。”说着,廖老师拿出了一幅自然笔记作品,“这个可是获得了市级比赛特等奖的作品!

3小小一页纸,背后门道多

戴凡杰同学守在自家小区池塘,不仅仔细观察了水面自在游弋的水黾,画出了栩栩如生的图像,还结合查阅到的资料,将水黾身体各个部分的特点和作用标注得一清二楚。他还参照水黾的样子,设计了一个仿生机器人:机器人利用四个与水黾足类似的漂浮气垫浮在水面,并拥有摄像机、机械手等部件,能担负起水上救援、旅游观光的责任。

这不过就是在观察的基础上发挥了一下想象力,我们都有点不服气。

廖老师看透了我们的心思,介绍道,这看似简单的一幅自然笔记,首先体现的是观察能力,然后在观察的基础上,利用STEM完成了最终的机器人设计——

S科学原理要知道

从上面的文字记录就知道,戴凡杰同学在细致观察之外,查阅了不少资料。他准确掌握了水黾的身体结构,发现了水上漂的“核心技术”——腿上微小刚毛形成的气垫。

T技术难点能掌握

靠着细长的腿,水黾就能在水面上支撑起身体。以这样的结构为基础,完全可以设计一种靠气垫漂浮的新型船舶。

E工程应用,解决实际问题

有了从水黾身上学来的技术,这样的新型船舶能发挥什么作用呢?

结合机械臂、推进器等部件,这艘船摇身一变,成为仿生机器人。戴凡杰设想的救援、观光,甚至科考用途,都不难实现。

M数学,数据支撑一切

虽然这幅作品没有体现出太多运用数学的地方,但如果要进一步推进仿生机器人的原型制作,数学就必不可少了。

气垫最多能支撑多少重量?载重量与行进速度有什么关系?太阳能电池板可以提供多少能源?……诸如此类的问题,都需要运用数学知识进行解答。

这下,换我们特工团目瞪口呆了。平时老把科学挂在嘴上,可是知易行难,真正用科学来解决问题,原来还有这么多门道和讲究。可老师们说,还没完!

4科学,意外是常态

侯老师说,科学课还有一项重要的使命,就是教会大家如何从错误和失败中吸取教训,寻找正确的方向。

廖老师提到了“环保胶水课题组”遇到的问题——

在利用牛耳大黄黏液制作环保胶水时,由于没有弄清楚牛耳大黄的特性,课题组错误地将它们进行了冷藏。结果,冷藏后的黏液,黏度大大降低。这个失误差点儿导致实验无法继续进行。有了这个教训,在之后的实验中,大家更加小心,最终使课题研究成功完成。

黄老师补充道,即使是最厉害的科学家,即使做了最精心的准备,他们依然有可能面对失败。事实上,研究科学就是探索未知,失败肯定无法避免。正因为失败,才会让科学家們调整思路,再次尝试,从而接近目标。这样的试错过程,是科学探究必不可少的体验。这也是科学老师在课上鼓励大家大胆尝试的原因,因为从失败中收获的知识和经验,印象会更深刻。

或许,我们长大后并不会成为科学家,但有了科学课,有了科学老师的指引,我们就有了对科学的好奇心,有了探索的热情和方法,我们就会更努力地探索科学的秘密。

玩转科学或许不容易,但喜爱科学,我们一定能做到。

指导老师:廖佳 黄馨慧 侯俊

豪重庆市两江新区金山小学

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