“双轮驱动”教学在科学课中的作用

◇（山东：济南市长清区石麟小学）

小学科学是一门基础性、实践性、综合性课程。小学科学课程针对学生身边的现象，从物质科学、生命科学、地球和宇宙科学、技术与工程四个领域，综合呈现科学知识和科学方法，强调这四个领域知识之间的相互渗透和相互联系，注重自然世界的整体性，发挥不同知识领域的教育功能和思维培养功能。前三大领域强调的是“科学探究”，而技术与工程领域是课程标准新增内容，横跨科学前三大领域，是对这三大领域内容的实践运用和综合运用，更注重“工程实践”，这两者如同车的双轮，驱动着新的科学课程。科学课程由科学探究“独轮”转变为“双轮驱动”，如何发挥它在小学科学教育中的重要作用呢？

一、工程实践与科学探究有机融合

工程实践活动有着与科学探究不同的教育价值。技术已经越来越多地影响着我们的生活，在当今的信息化社会中，人们的衣食住行都受到了技术的影响。学生置身这样的社会，如果没有相应的知识储备，是很难想象的。工程实践活动可以很好地让学生体验技术与工程的特点，学习解决生活实际问题的能力，以便在将来更好地适应社会。工程实践活动还能让学生体验到成功的喜悦，激发他们学习科学的兴趣。科学知识需要在探究实践中学习，在不断运用中加以深化；探究应当作为学生解决一些科学工程问题的实践手段。因此，两者有机融合，能有效提升小学科学学科的教育价值。本学期区教研室组织了一次“纸桥承重”主题的探究活动。我们借此东风在中高年级开设了“搭纸桥”的工程实践课。“搭纸桥”是一件适合小学中高年级学生动手操作、自主探究的科技小制作，学生已经掌握了关于“筒形或拱形物体承重强的特性”和“三角形稳定性”等相关知识，能够对纸桥进行观察与研究，探索其中的原理。教学设计主要引导学生经历“装置制作和原理解析”的探究过程。

其一，设计有挑战性的任务。实践活动源于教材，高于教材。在“装置设计制作”环节，教师在引导学生在明确制作任务和桥梁构造的基础上，让学生自主探索设计组装的方法，充分激发他们探究的需求。这个过程虽然有一定难度，但也有很大的教学价值。学生在探索过程中，通过小组合作、亲身实践、交流探讨、同伴演示等形式，完成了“纸桥承重”的组装与探究。

其二，把动手实践和思维发展融合起来。大部分学生通过小组合作的方式完成了工程设计与制作任务，在动手实践和观察研究的基础上渗透科学原理的探究。教学难度要适合学生的认知水平，能让他们综合运用已有的科学概念，解释工程技术中的科学原理。在“原理解析”环节，教师引导学生对工作原理进行充分猜想、细致观察、充分交流与表达，在互动探讨中解析纸桥承重的工作原理。

二、坚持动手“做科学”

“技术与工程”领域的内容是从现实问题或产品出发，需要对多种知识进行获取、加工、处理、集成、转化、交流、融合和传递，主要指向书本知识的运用和工程技术实践。例如四年级科学《太阳能热水器》是一节典型的技术与工程课，这类课程应突出工程实践的典型过程。在教学本课时，教师一定要凸显工程实践的关键要素，引导学生把“做一个太阳能热水器”和“评太阳能热水器”两项内容融合在一起，目的是串联起这个完整的工程设计实践过程。从“任务驱动”的视角看，学生在“制作太阳能热水器”的活动中，大致经历了“认识任务——分析任务——完成任务——交流任务完成情况”等环节。是一个典型的工程实践过程，学生的兴趣与动力是浓厚且持续的。在活动过程中，学生的学习不单是知识由外到内的转移和传递，更重要的是主动建构自己的知识经验，即通过新经验和原有知识经验的相互作用，充实和丰富自身的知识，提高自身的探究实践能力，充分体现了新科学课程科学教育能力培养。

三、推进STEM项目研究

一年前，我校就开始进行STEM 项目研究的探索。六年级科学课《太阳家族》一课，由于星空知识的内容比较抽象，学生理解难度大，为了让学生形象理解、轻松学习，我们对本课教学进行了大胆改进，设计了一个“小灵通遨游太阳系”的STEM 项目研究。而这次的“遨游太阳系”项目，则是紧扣STEM教育主题，转换角度和思路，将学生在做项目过程中，策划、演员挑选、各学科融合、排练的各个环节呈现在舞台上。整部科普话剧分为明项目起因、显项目重点、展项目成果三部分，明确了策划方案，在背景音乐的选择、太阳家族形象设计、成果展示等环节中，充分体现了在STEM 理念指导下的研究、探索与创新。实践表明，以项目任务为驱动，学生的主动参与性更强，思维参与度更高。这样的学习方式受到学生的喜爱，拥有一定的自主空间，以小组合作的方式进行，以真实的问题情境导入，重视交流与反思，重视拓展与应用，“科学、技术、社会与环境”这一科学四维目标也得到了有效落实。

四、体现跨学科学习渗透科学教育的理念

在生活中开展技术与工程活动的机会比比皆是。有些学生发现有的活动特别有趣，因此教师要善于发现不同环境、不同学科与技术工程教育的结合点，适时开展教育。

在音乐课堂上，许多乐器的发声都与科学有关，学生观察了扬琴、三角铁、钢琴等乐器后，可以做许多相关的技术与工程探究活动。技术与工程领域是新课标理念指导下科学课的重要实践方式，它有助于低年级学生不断积累经验，为后续的高难度的技术与工程活动打下坚实的基础。

总之，科学探究注重“以教师为主导，以学生为主体”，教师引导学生开展科学探究时，途径、程序往往是比较确定的；工程实践则是“以师生为主导，以学生为主体”，教师在课堂中处于辅助地位，教学也更加开放。工程实践与科学探究教学虽然有所不同，但在新课标理念指导下的新科学课程中两者是“双轮驱动”，具有同等重要的地位和作用，它们相互补充、相得益彰，是小学科学教育中不可分割的两个方面。作为一线科学教师，要不断完善、提升自己，不断变换自己在教学中的角色，而且恪守“以人为本”的核心，引领学生一直走在科学教育的道路上，寻梦远方。■