浅析如何在科技社团教学中开展科技创新教育
赵芳
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赵芳,. 浅析如何在科技社团教学中开展科技创新教育[J]. 教师教育与创新,2021.8. DOI:10.12721/ccn.2021.157078.
摘要:
当今时代是一个科技飞速发展,知识不断更新的时代,也是一个充满竞争的时代。一个国家要在竞争中立于不败之地,就要培养和造就一大批基础扎实,勇于创新开拓的创造型人才。科技社团活动作为学校校本课程的重要补充,在培养学生创造力,提高其动手实践能力方面起着至关重要的作用。那么如何在科技社团活动中培养学生创新能力呢?多年来,我一直在我所指导的科技社团活动与任教的综合实践活动课中,探索着这一问题的答案。现在就结合我这几年来的一些探索和收获,谈一谈如何有效地培养小学生的实践、探究、创新能力。
关键词: 科技社团;科技活动;科技创新
DOI:10.12721/ccn.2021.157078
基金资助:

一、在实际任务中建构科学概念

小学生正处于好动爱玩、好奇心强的年纪。传统的科学教育更注重书本的知识讲授,与社会生活联系不紧密,这就容易打击学生主动学习的积极性,影响他们对新知识的接受。因此,选择一个趣味的研究任务显得尤为重要。相较于日常科学课堂,科技活动的开展在内容、形式的选择上有更宽泛更自主的权利。泡泡玩具是学生非常喜欢的一种玩具,学生在玩耍时经常会遇到泡泡液耗尽、吹泡泡工具丢失的现象,基于此,首先确定一个学生感兴趣的研究任务——做一个泡泡玩具。但是要制作一个泡泡玩具,需要哪些步骤?泡泡液能吹出泡泡的秘密是什么?什么样的物体能够吹出泡泡来?这些都是学生在完成这一任务的过程中需要先了解的知识。在实际任务的驱动下,学生更愿意积极主动地去学习相关的科学知识,比如,学生在了解到泡泡液能吹出泡泡的秘密是因为泡泡液的表面张力减小,这更容易激发探索和实践欲望,去学习表面张力的相关知识并想办法降低水的表面张力。这种良性的认知习惯,有利于促进学生科学知识目标的达成,提升自身科学素养。

二、在材料选择时实施工程教育

在往常的科学教学中,学生在了解一定的科学知识后,为了解决最终的任务,常常会经历动手实践环节。此时便是对孩子实施工程教育的最佳时期。没有材料的探究是空洞且缺少经历和发现的。但在科学课堂中,由于空间、时间的限制,老师往往会提前挑选好有助于学生在课上展开探究动手实践的材料,这样的做法或多或少会限制学生的思维。科技活动的开展恰好弥补了课堂上的这点遗憾,它让学生有充足的时间和空间去思考、准备和收集材料。在制作泡泡玩具的活动中,学生先根据已经了解到的吹泡泡工具的特点绘制好设计图,再结合设计图寻找身边符合要求的材料,或者简单改造后满足要求的材料。在这一环节中,学生的思路明显被打开,他们能从身边找到笔筒、吸管、塑料瓶等材料,通过改进,制作出各种吹泡泡工具。化被动接受材料为主动选择材料,学生的创造力和想象力在得到发展的同时,综合解决问题的能力也在不断提升。

三、在测量计算中践行数学思维

科学教学中对实验数据的收集与分析,是得出实验结论的关键一步,这里其实就已经融入了数学思维。在制作泡泡玩具这一活动中,不止一次地用到数学思维,比如什么样比例的泡泡液吹出的泡泡又大又不容易破,这就需要学生定量分析。再比如,一个好的产品在推销出去时,除了优越的性能、好看的外观外,性价比也是不可或缺的。这一环节中,引入成本概念,学生可以通过产品投资与推销活动的情境模拟,向其他同学介绍展示自己的泡泡玩具来获取一定金额的投资,扣除自己所花费的成本,便是最终收入。这样一来,学生在活动中不再是独立的个体,而是相互吸取意见、不断改进、密切联系生活的实践者。

四、在改进工艺时感知技术教育

一个好的设计除了要选好原材料外,还需要必要的技术来支持完成。在传统的科学课堂中,老师为了课堂的推进,趋向于提供给学生统一的材料来进行探究实践,以此来达成教学目标。而此时大多数学生都缺乏主动思考,只是被动地按部就班地完成老师布置的探究任务,实践结果也比较单一,缺少创新性。相较于课堂,科技活动的开展面更广,学生会接触到其他班级、其他年级的学生,进一步扩大了对研究问题的交流,也更容易碰撞出思维的火花。在制作泡泡玩具的过程中,学生在自选材料的基础上,由于选材不同,导致学生制作出来的吹泡泡工具以及配置的泡泡液吹出泡泡的效果有很大的差异性。在这种差异性的驱使下,学生更有兴趣去探究产生差别的原因,比较制作成品的优劣,从而进一步主动地去改进完善自己设计的泡泡玩具,学生的动手能力得到提升的同时,也深刻感受到技术改进在产品制作过程中的重要性。

五、多元融合,建立模型,学生的脑动起来了

当学生对各种材料净化水的效果有了一定认知后,会获得一个挑战任务——自己制作一个简易净水器。有了之前的经验,学生才会选择他们认为合适的材料来设计、制作,然后检测、汇报。在这个阶段,学生需要多元整合科学、技术、工程、数学等各个领域的知识,充分调动自己的智慧和创造性,综合运用原有的知识和经验做出合理的推论并分析存在的问题,形成自己的假设和解决方案。学生的思维也在不知不觉中得到了提升。例如,在设计方案环节,需要用创造性思维进行头脑风暴;在权衡效果、效率以及成本时,需要用到的是分析、综合等思维;在小组交流时,需要用到的是批判性思维和一些沟通技巧......在这个阶段,教师在扮演好组织者、引导者的同时也要给学生留有开放性的空间,包括材料的开放性空间和设计的开放性空间。

六、反思提升,多元评价,学生的情动起来了

为了有效评估STEM的学习,教师必须采用和发展一套综合的评价体系,给学生不同的表现机会,从而通过多样的评价方式判断他们的知识和能力水平。在制作净水器的任务完成后,评价每位学生在整个活动中的表现是一个非常重要的环节。评价的最终目的是为学生继续学习提供方向,让他们在面对新的挑战时具备解决问题的能力、创新性的思维以及不断探索的精神。通过建立完善激励举措为青少年科技教育注入新动力和活力。对科技教育活动开展良好的学校、个人给予宣传和表彰。所获成果在教师职业发展中的晋级评优、职称评聘、年度考核等方面予以认可。对学校的科技教育过程和结果进行考核,并作为一项指标列入学校的总和考评中;将学生科技获奖成果也作为获奖评优的重要依据之一;通过合理的激励评价将参与主体学校、科技教师、学生串联,并与主体直接利益相关,推动青少年科技教育的开展。1.在设计环节,每个小组都需要用图表的方式来向教师和其他组的同学展示介绍自己的设计方案,及时给予反馈和评价。2.最终评价环节,教师根据报告书的规范性、数据的完整性、美观性,过滤效果即规定时间内净水器过滤出合格水的量以及成本包括实验损耗的材料、单个净水器的成本三个因素进行综合性评价。

总而言之,让学生动起来,社团就要活起来。教师不妨给学生空间,让他们发挥;给学生时间,让他们交流;给学生机会,让他们选择;给学生问题,让他们探究;给学生困难,让他们成长。以科技社团为载体,开展科技教学实践,有助于实现多学科的有效融合,提升学生综合思考问题、积极动手实践的能力,同时也为教师培养学生创新意识、学校培养创新型人才有了基础支撑,探索出了促使学生全面发展的有效途径。

参考文献:

[1]赵瑾若.基于5E模型的STEM项目教学实践研究[J].教育参考,2020(23).

[2]秦建青.STEM教育:基于真实问题情景的跨学科式教育[J].中国电化教育,2019.

[3]张闪.从“做中学”到建构主义:探究学习的理论轨迹[J].教育理论与实践,2020(17):67-68.

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