前沿科技與小學(xué)科學(xué)教育

《前沿科技與小學(xué)科學(xué)教育》摘要：了解前沿科技信息不僅可以幫助教師修煉內(nèi)功擴(kuò)充自身科技知識面，輔助科學(xué)的課程教學(xué)，而且可以幫助學(xué)生理解技術(shù)背后的原理，學(xué)習(xí)科學(xué)原理后的展開更好應(yīng)用，所以將前沿知識和最新科技成果滲透到課程教學(xué)中，是培餐學(xué)生的創(chuàng)新意識和學(xué)科興趣，是進(jìn)一步深化科學(xué)課程改革，也是讓科學(xué)教育面向未來的有效途徑。關(guān)鍵詞：前沿科技;資源;科學(xué)教育小學(xué)科學(xué)課程是以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程。科學(xué)素養(yǎng)的內(nèi)涵非常豐富。其主要維度或基本要素有對科學(xué)知識的積累和應(yīng)用、對科學(xué)探究的過程和方法的了解和實(shí)踐、對與科學(xué)相關(guān)的積極向上的情感態(tài)度價(jià)值觀的培養(yǎng)。而目前傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容與當(dāng)前最新技術(shù)脫節(jié)，不能很好的實(shí)現(xiàn)課程維度，教科書里的知識只是滄海之一粟，如何在科學(xué)教學(xué)活動中滲透更鮮活的知識？如何讓學(xué)生在學(xué)習(xí)教材內(nèi)容的同時(shí)，感受科技時(shí)代的發(fā)展脈搏？如何改變教學(xué)中的知識本位現(xiàn)象，賦予科學(xué)知識背后高貴的科學(xué)、人文精神？在學(xué)科教學(xué)中滲透前沿科技知識就是一個(gè)簡單有效的方式。了解前沿科技信息不僅可以幫助教師修煉內(nèi)功擴(kuò)充自身科技知識面，輔助科學(xué)的課程教學(xué)，而且可以幫助學(xué)生理解技術(shù)背后的原理，學(xué)習(xí)科學(xué)原理后的展開更好應(yīng)用，所以將前沿知識和最新科技成果滲透到課程教學(xué)中，是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和學(xué)科興趣，是進(jìn)一步深化科學(xué)課程改革，也是讓科學(xué)教育面向未來的有效途徑。一、準(zhǔn)備好前沿科技資源前沿科技是指現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的高新領(lǐng)域以及不斷拓展的交叉性和邊緣性的科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域。小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：小學(xué)科學(xué)課程資源是指有助于進(jìn)行科學(xué)教學(xué)活動的各種資源。教學(xué)過程中合理使用課程資源，將會很大程度上提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和質(zhì)量，也會提高教學(xué)活動的水平。教材編寫者、教學(xué)研究人員、教師和有關(guān)人員應(yīng)依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)，有意識、有目的地開發(fā)和利用各種小學(xué)科學(xué)課程資源。報(bào)紙雜志、電視廣播和網(wǎng)絡(luò)等媒體，常?？梢蕴峁┖芏噘N近時(shí)代、貼近生活、有意義的前沿科技新聞，利用好社會媒體，將這些前沿科技作為科學(xué)學(xué)習(xí)的重要資源之一。.前沿科技信息的收集在收集前沿科技信息的過程中要特別注意對所收集的資源進(jìn)行篩選，尋找適合在課堂上展示的信息，同時(shí)要考察所收集資源的詳細(xì)程度和邏輯性，注意資源中文字的通俗性和趣味性，審閱資源中圖片和視頻的分辨率和恰當(dāng)性，更重要的是注意甄別科技新聞的真?zhèn)危荒茌p信未經(jīng)審核的信息，做到避免單一的信息來源，避免不當(dāng)?shù)臋?quán)威依據(jù)。例如很多微信，微博上發(fā)布的科技新聞就需要我們進(jìn)行一些查證，不能直接拿來用，不能讓虛假科技信息混入科學(xué)教學(xué)活動里。.前沿科技信息的分類在收集前沿科技各類型資源的過程中要按照物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程進(jìn)行分類，同時(shí)要兼顧相互之間的聯(lián)系，以便有體系的補(bǔ)充課程內(nèi)容和積累課程資源，并為科學(xué)探究項(xiàng)目的展開做好準(zhǔn)備。2018年3月份熱播的《厲害了我的國》影片中就有不少關(guān)于我國科技前沿發(fā)展的內(nèi)容，其中關(guān)于常溫超導(dǎo)體的研究就屬于物質(zhì)科學(xué)的范疇，是全世界的熱門研究項(xiàng)目，在能源和金屬的教學(xué)中是很好的補(bǔ)充在貴州的大山里，fast的建設(shè)過程和建成后的發(fā)現(xiàn)，可以在就屬于地球與宇宙科學(xué)的范疇，讓學(xué)生直擊中國空間探索的最新成就，在搭支架和探索宇宙的教學(xué)活動中都可以被引用;還有港珠澳大橋等超級工程的建設(shè)，呈現(xiàn)在建橋梁和造房子的教學(xué)中更能體現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)與工程的進(jìn)步，反映出我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的實(shí)力。.前沿科技信息的在加工在收集前沿資源并進(jìn)行分類后，還不能直接拿到課堂上，教師作為教學(xué)的實(shí)施者，還要對這些資源進(jìn)行通俗化和淺顯化的教育性改造，要考量所收集的資源和教育教學(xué)的契合程度，去除資源中的抽象的、深奧的知識，只留下讓小學(xué)生更容易學(xué)習(xí)和接受的內(nèi)容，還要盡可能的使資源的組成呈現(xiàn)出多樣化，可以是圖片、文字、聲音、動畫和視頻，增加資源的通俗性和趣味性。比如講導(dǎo)體與絕緣體的時(shí)候，我們就要提到超導(dǎo)體，關(guān)于超導(dǎo)材料的資源很多，但這個(gè)時(shí)候圖片材料和文字材料的呈現(xiàn)，不能很好的反應(yīng)超導(dǎo)的特性，對于小學(xué)生來說電阻為零有什么用，一大段對于超導(dǎo)體的描述枯燥且沒有趣味性，基本也看不懂，反而會讓他們失去了解的愿望，但改用超導(dǎo)成品的實(shí)驗(yàn)小視頻的效果就會完全不同，一個(gè)冒著白霧的物塊懸浮在軌道上面或者下面，并順著環(huán)形軌道毫無障礙運(yùn)動，這樣磁懸浮場景是超導(dǎo)體的直觀表現(xiàn)，也是能夠抓住學(xué)生注意力的。二、在教學(xué)中滲透前沿科技小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在“科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境目標(biāo)”板塊中特別提到，學(xué)生應(yīng)當(dāng)了解社會需求是推動科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動力;了解科學(xué)技術(shù)已成為社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動力量。在科學(xué)課堂中滲透前沿科技可以讓孩子們更好的感受科技改變生活已經(jīng)不是一個(gè)簡單的口號，科技正改變著我們生活的方方面面。前沿科技的資源需要我們教師適時(shí)恰當(dāng)?shù)臐B透，要考慮科學(xué)教學(xué)的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、學(xué)生已有科學(xué)素養(yǎng)，應(yīng)該與課堂教學(xué)的內(nèi)容有一種自然的聯(lián)系，不增加新的知識要求，從學(xué)生的疑問或興趣出發(fā)，拓展學(xué)生所學(xué)知識與生活的聯(lián)系。資源切入時(shí)在保證科學(xué)性的同時(shí)盡可能的去掉過于專業(yè)的科學(xué)術(shù)語，不要增加學(xué)習(xí)的難度，要遵循教學(xué)的恰當(dāng)性、興趣性、相關(guān)性原則，要注意滲透的方式方法。創(chuàng)設(shè)情境和材料閱讀就是滲透前沿科技的資源常用到的兩種方法。.創(chuàng)設(shè)情境創(chuàng)設(shè)情境是教師有目的地引入或創(chuàng)設(shè)具有一定情緒色彩的、以形象為主體的生動具體的場景，以引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗(yàn)，從而幫助學(xué)生理解教材，并使學(xué)生的心理機(jī)能得到發(fā)展的教學(xué)方法。其核心在于激發(fā)學(xué)生的情感，為學(xué)生提供良好的暗示或啟迪，有利于鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)能力。以前沿科技創(chuàng)設(shè)的情境更加具有時(shí)代氣息，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)和鞏固科學(xué)基礎(chǔ)知識的同時(shí)，體會現(xiàn)代科技研究發(fā)展的過程和方法，更能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在進(jìn)行《地球以外有生命嗎》教學(xué)時(shí)，開課就呈現(xiàn)一些地球沙漠戈壁照片，混入一張NASA最新拍攝的火星表面照片，照片中火星表面惟妙惟肖的人形巖石，縱橫交錯(cuò)的巨大的河道，但揭曉照片中的是火星場景時(shí)，學(xué)生的興趣被調(diào)動了，在震驚中引發(fā)的一系列關(guān)于外星文明猜測和討論，關(guān)于外星是否有文明的情境自然生成，學(xué)生不自覺的就被引導(dǎo)向?qū)μ盏腻谙牒吞剿饔?在探討地外是否生命時(shí)，可以用探索發(fā)現(xiàn)拍攝的地球生命起源的紀(jì)錄片，也可以引入深空探索衛(wèi)星獲得的木衛(wèi)六及其他的天體信息，來對比在火星上發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌的照片，學(xué)生自己就可以推理出產(chǎn)生生命可能需要的條件，并對已有的地外生命相關(guān)報(bào)道做出判斷。.材料閱讀材料閱讀具有較強(qiáng)的伸縮性和空間性，它在拓寬學(xué)生的知識層面、提高學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)熱情方面大有可懸,將培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想，科學(xué)素質(zhì)和各方面能力擺在了首位。在課內(nèi)或課外閱讀與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的科技領(lǐng)域的最新進(jìn)展和發(fā)現(xiàn)，可以讓學(xué)生了解到所學(xué)知識的最新科技應(yīng)用，打開他們的思維窗口，讓更多知識與生活場景建立聯(lián)系，體會科學(xué)知識的時(shí)代脈動。比如在《遺傳與變異》的教學(xué)中，除了以面容和外形的相似或改變現(xiàn)象來說明遺傳與變異，講豌豆實(shí)驗(yàn)、進(jìn)化論，還可以適時(shí)切入基因研究方面的最先成果資源，一張變異與沒有變異的基因圖譜對比圖，一小段細(xì)胞剛好發(fā)生變異的截選視頻，這樣的補(bǔ)充材料讓學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)，可以更好的將遺傳和變異這樣比較抽象的概念呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，讓其更直觀利于學(xué)習(xí)和理解，更深刻的強(qiáng)化認(rèn)識。三、學(xué)習(xí)前沿科技信息的意義小學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中列出的科學(xué)態(tài)度有不畏挫折、有理有據(jù)、傾聽分享、大膽質(zhì)疑、追求創(chuàng)新、合作交流。小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中對追求創(chuàng)新的學(xué)段目標(biāo)是，在教師指導(dǎo)下，能圍繞一個(gè)主題做出猜測，嘗試多角度，多方式的認(rèn)識事物（低年段）、樂于嘗試運(yùn)用多種材料、多種思路、多種方法完成科學(xué)研究，體會創(chuàng)新樂趣（中年段）、能大膽質(zhì)疑，從不同視角提出研究思路，采用新的方法、利用新的材料，完成探究、設(shè)計(jì)與制作，培養(yǎng)創(chuàng)新精神（高年段）。而在科學(xué)課中融入前沿科技資源，作為課程內(nèi)容的補(bǔ)充和積累，作為課本的拓展，可以幫助我們更好地展示和培養(yǎng)這些科學(xué)態(tài)度。.科學(xué)教育的拓展在科技高速發(fā)展的當(dāng)今社會，我們的教材修訂總是滯后的，但是科學(xué)教育不能滯后，前沿科技的引入可以延伸科學(xué)教育的長度與厚度。在《節(jié)約能源與開發(fā)新能源》這一課中我們可以拓展的內(nèi)容就很多，現(xiàn)代社會節(jié)約能源早已不是換個(gè)燈泡這么簡單，天然氣的大規(guī)模普及，人工智能的全面開花，新能源汽車的應(yīng)用，乙醇汽油的推廣都在成為這個(gè)時(shí)代最新的節(jié)能方式。再說說自然能源的開發(fā)，可燃冰已經(jīng)不再是課本上的如果，而是進(jìn)入到試采階段;太陽能的利用也進(jìn)入到新的階段，太陽能高速，邊走邊充正在成為現(xiàn)實(shí);超大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的應(yīng)用，讓風(fēng)電效率成倍提高;波浪能的開發(fā)也在改變遠(yuǎn)離大陸的海島島民的生活。新能源中，第四代核電、小太陽的研究推進(jìn)都將改變未來地球的能源結(jié)構(gòu)。.培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度并不是每個(gè)學(xué)生都要成為科學(xué)家或者工程師，但是學(xué)習(xí)過程中培養(yǎng)的科學(xué)態(tài)度不論對他們未來從事何種行業(yè)都有意義。例如在《建橋梁》的教學(xué)中，我們可以選用央視紀(jì)錄片《超級工程》中的建設(shè)片段來認(rèn)識橋梁，學(xué)生不僅僅可以在觀看視頻的時(shí)候認(rèn)識到不同結(jié)構(gòu)的橋梁，還可以了解到工程師和工人們建造它們的過程。此外更重要的是在建設(shè)者們建造中迎難而上，挑戰(zhàn)自我，實(shí)現(xiàn)零的突破的精神也會在學(xué)生的心底埋下一顆種子，成為他們?nèi)蘸蟮男袨榘駱?。學(xué)習(xí)和了解前沿科技對學(xué)生和教師來說具有重大意義。對于教師來說，我們應(yīng)當(dāng)時(shí)時(shí)關(guān)注前沿科技，不斷學(xué)習(xí)和不斷