谈谈科技教育的选题

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2021-04-21

一直以来,科技教育在学校中已经成为素质教育的重要组成部分。特别是近几年,科技教育与STEM教育、创客教育的理念深度融合,使得科技教育在内容上模糊了学科的边界,更强调课程的核心概念和跨学科整合,在设计方法上科技教育更注重培养学生的创新能力和动手能力,学生在动手实践中提高对科技的兴趣,掌握科技新知识。
科技教育工作模式的特点一方面给教师带来更大的施展空间,教师有更多的自主权选择不同的主题开展科技教育工作;另一方面,也对教师的能力提出了更高要求,要设计出满足课程要求、有一定实践方法、又要与时俱进不落俗套的课程,着实不容易。科技教师设计课程的第一步便是选题,好的选题可以保证课程的基本质量,还可以给我们提供更大的课程设计空间。
今年以来,“教师也创客”栏目以科技课程的选题为主线,向科技教师展示科技教育内容选择的多样性,在今年最后一期栏目中,我们再一次回顾前面所介绍的内容,和各位教师一起聊聊怎样做好科技教育的选题。
从重大科技进展中选择科技教育内容
科技每天都在进步,我们时不时就能在新闻上看到重大的科技进展,令人振奋。科技教师可以将重大科技进展作为科技课程的选题,它能够帮助学生认识前沿领域中应用了哪些科学和技术原理,增强学生对科技的兴趣。科技教师平时应关注新闻时事,与时俱进,了解我们身边发生的科技成就,通过适当的方法将内容融入科技课堂中。
例如,2018年底通车的港珠澳大桥就可以成为科技教育的一个题材。港珠澳大桥是世界最长的沉管隧道及世界跨海距离最长的桥隧组合公路,是我国桥梁设计的一项重大科技工程成就。如果教师正好在准备“桥世界”的STEM课程,这个新闻就能够很好地与课程结合在一起。在课程设计中,我们可以专门设计1节课观看港珠澳大桥的纪录片,通过材料阅读、内容整理等方式让学生深度认识港珠澳大桥中所应用的科学和技术。
尽管以重大科技进展为题材很有话题性,但我国每天都有新的科技进步,有时候一个重磅科技新闻发布时,我们可能能意识到这是一个能够很好开展成课程和活动的题材,但由于自己从未接触过这个领域,甚至连基本概念都未曾了解,很难在有限的时间内设计出科技教育的课程,只能看着热点新闻白白溜走。好在虽然新闻有较强的时效性,而教育没有那么强的时效性,在经过精心准备后,有较强学习能力的科技教师也可以用这些话题开展科技课程。
我们从新闻上看到科技发展往往是“突发性”的,看不到的是重大科技突破的背后是科技发展的长期积累。科技教师与其被动地等待新闻,不如对一两个前沿科技领域有深入的认识,积累足够的知识,关注前沿动态,主动出击设计科技课程,迎接重大科技进展的到来。
例如,航天航空领域就是一个很适合作为科技教育设计的题材。一方面,航天航空本身就具有强烈的话题性,每一次航天航空领域的重要突破,都会吸引社会的广泛关注。另一方面,航空航天本身就是科学、技术、工程和数学的深度融合,很适合开发成科技教育题材。
今年年初,嫦娥四号在月球背面成功着陆成为了社会广泛关注的新闻,本专栏也讨论了以嫦娥四号为主题设计科技活动。其实,在嫦娥四号着陆之前的几个月,我们已经可以通过不少途径得知其相关内容。例如,在航天爱好者社区可以了解到嫦娥四号的一些任务信息;在论文查询平台,搜索“嫦娥四号”“月球探测器”等关键词也能看到不少公开的技术信息。因此,我们能够提前准备设计好课程活动,等待嫦娥四号成功着陆消息的到来。只要提前精心准备,就不会让热点新闻白白溜走。在这一方面,科技学堂也会时不时地与科技教师交流前沿科技发展与课程设计,最近,我们就与多位教师共同交流怎样设计好“火星居住地”科技活动,迎接明年中国即将发射火星探测器“萤火二号”这一重大航天航空事件。
从学科中选择科技教育内容
学科课程知识也是科技教师设计课程的选题库。学生每天学习的语文、数学、物理、化学、生物、地理、信息技术等学科都为科技教育提供了不少可拓展的课题。学科学习与科技活动有较好的互补关系,在学科学习中,学生认识到原理性、基础性的知识能夯实科技教育中的基础知识和技能;而在科技课程中,学生能学习到创新性、拓展性的知识,进一步收获对学科知识的原理理解,提高解决实际问题的能力。
本专栏6月份介绍了用创客的方式学习数学和信息技术的案例。在信息技术课程中,计算机中加法器和二进制的原理是比较基础的知识,在课本中,加法器的工作原理用逻辑门表示,相对来说比较抽象。而在科技课程中,我们通过纸板计算器的制作,把抽象的逻辑门转换为实体。原来,逻辑门不仅能用于电子实现,只用一个跷跷板也可以做出与非门,用弹珠也能进行简单的自动运算,这种方法将抽象的概念实体化,有助于拓展学生对计算机底层逻辑的理解。
从生活中选择科技教育内容
科技教育内容的选择不仅要有广阔的视角,让学生了解科技发展的前沿,也应该脚踏实地,通过科技教育的方式理解与我们生活息息相关的现象和知识,发现生活中存在的问题,分析问题并尝试设计出解决方案。
今年7月份上海市发布了《上海市垃圾管理条例》,垃圾分类成为了社会热议的一个话题。为了配合条例的执行,不少學校开展了垃圾分类的教育活动。垃圾分类是重点在于提高学生生活素质的话题,很值得我们用科技教育的方式开展。于是,在8月份的专栏中我们便讨论了用什么样的方法可以设计这一类从生活中来的课程。
以生活的某个话题作为选题而设计的科技教育活动,做出的效果要高于生活。我们不仅仅是要告诉学生垃圾怎么分类,更要让学生理解为什么要垃圾分类。科技教师可以通过资料阅读、设计社会调查、参观考察垃圾处理厂等活动让学生对垃圾分类的现状、人们对垃圾分类的态度产生较深入的认识。在认识为什么要垃圾分类的过程中,学生能够发现垃圾分类存在的一些现实问题,为此,学生可以通过动手实践,提出问题的解决方案。在完成课程的学习后,学生还可以将学到的知识传递给更多的人。每年的全国性科技教育活动“青少年科学调查体验”选择的话题就很贴合生活,科技教师可以用类似的方法设计课程。
从文化中选择科技教育内容
尽管科技教师工作的主要内容是科学教育、传播和普及主要涉及自然科学的认知活动,但社会科学及人文学科的作用也是不可忽视的。科技教师的很大一块工作任务就是提高学生的文明素质,文明素质包含了学生对价值观内涵的理解,文化积淀对行为的影响,培养文明礼仪,认识怎样与环境相处等方面。
我们可以选择与文化相关的主题,通过科技教育的方式潜移默化地培养学生的价值观。文化是一个很抽象的概念,在外在形式上,文化有其特别的展现形式;而在内在含义上,文化体现了我们社会共同维持的价值观。节日是文化的外化形式,在科技教育选题上,节日是一种较为讨巧的选题方法。几乎每个月都有节日,每隔两三个月总有一两个重要的节日,科技教师可以通过制作作品的方式营造节日气氛、挖掘节日内涵、展示科学背景、解决节日问题,彰显文化在科技教育中的作用。

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