科學(xué)家精神是這樣煉成的

■邢臺(tái)市郭守敬小學(xué) 張萬(wàn)富

縱觀元代科學(xué)家郭守敬的一生，留給后人的絕不僅僅是卓著的科技成就，更重要的是守敬精神，即服務(wù)國(guó)家、執(zhí)著敬業(yè)、精益求精、開(kāi)拓創(chuàng)新、躬行實(shí)踐的科學(xué)家精神。

郭守敬小學(xué)秉承郭守敬精神，在“守正創(chuàng)新，敬天愛(ài)人”辦學(xué)理念的引領(lǐng)下，建立起了雙向交流與合作學(xué)習(xí)的新型師生關(guān)系。課堂上，學(xué)生敢說(shuō)、敢想、敢做，情緒高漲，思維活躍，極大促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神的培養(yǎng)。

科技教育課程體系構(gòu)建

郭守敬小學(xué)在“守正創(chuàng)新，敬天愛(ài)人”辦學(xué)理念的引領(lǐng)下，從課程體系到教學(xué)方法、教學(xué)手段進(jìn)行了系列化整體改革，建立起了以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為主的校本課程體系。學(xué)校依據(jù)“國(guó)家課程校本化，校本課程特色化”的思路，在開(kāi)足開(kāi)好國(guó)家、省級(jí)課程的基礎(chǔ)上，自主開(kāi)發(fā)了科學(xué)探究、機(jī)器人、創(chuàng)意編程、數(shù)學(xué)折紙等33門(mén)校本課程，形成了“1+3·N”新型課程體系。其中，“1”指“守正創(chuàng)新，敬天愛(ài)人”的核心理念，“3”指人文、科技、融合三大課程領(lǐng)域，“N”指在三大課程領(lǐng)域內(nèi)開(kāi)設(shè)的不同課程種類。例如，在實(shí)施科學(xué)探究這一校本課程時(shí)，學(xué)校并未局限于一周一次課，而是把項(xiàng)目做大，超越40 分鐘的范圍，擴(kuò)展到微機(jī)課、數(shù)學(xué)課，甚至語(yǔ)文課的范疇。豐富的科技創(chuàng)新活動(dòng)，吸引著學(xué)生投身其間，通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新創(chuàng)造技能及科學(xué)素養(yǎng)。

在實(shí)踐中培養(yǎng)科學(xué)家精神

郭守敬小學(xué)著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)精神，對(duì)科技類校本課程學(xué)習(xí)方法進(jìn)行了深度探究和變革，最終確定為從實(shí)踐、研究、改進(jìn)、整合、競(jìng)賽五個(gè)方面引導(dǎo)學(xué)生全身心參與科技活動(dòng)，讓學(xué)生體會(huì)到科學(xué)就在身邊，像科學(xué)家一樣用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法、創(chuàng)新的精神研究問(wèn)題。

一是在實(shí)踐中激發(fā)好奇心?；谛W(xué)生的身心發(fā)育特點(diǎn)，實(shí)踐學(xué)習(xí)對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)非常重要?！缎W(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出，科學(xué)課的核心就是激發(fā)和保護(hù)學(xué)生的好奇心，學(xué)生的好奇心和求知欲的激發(fā)不是依靠空洞的說(shuō)教，而是需要借助形象直觀的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。比如，在學(xué)習(xí)《萬(wàn)花筒》這一課時(shí)，學(xué)生先通過(guò)玩一面鏡子，發(fā)現(xiàn)平面的鏡子可以照出自己的像，再玩兩面鏡子、最后把三面鏡子按一定角度固定起來(lái)，就可以看到無(wú)數(shù)個(gè)小花朵。在這一系列的實(shí)踐活動(dòng)中，每個(gè)人都能親身體驗(yàn)、親自探究、找尋規(guī)律，獲得成就感。

學(xué)生每完成一次實(shí)踐活動(dòng)，他對(duì)世間萬(wàn)物的好奇心就強(qiáng)化一次，通過(guò)《科學(xué)探究》課程中近50多個(gè)趣味各異的實(shí)踐活動(dòng)，不僅能夠有效激發(fā)學(xué)生的好奇心，而且可以維持其好奇心的持久度。

二是在研究中總結(jié)方法?！犊萍紕?chuàng)新研究》課程讓學(xué)生在活動(dòng)中像科學(xué)家一樣進(jìn)行研究，并總結(jié)科學(xué)研究方法。在研究項(xiàng)目選題方面，學(xué)校一直提倡貼近學(xué)生生活實(shí)際，從學(xué)生的身邊小事發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

校園里有幾棵桑樹(shù)，每到四月份養(yǎng)蠶的季節(jié)，低處的桑葉總被學(xué)生采摘得干干凈凈，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生養(yǎng)蠶只是出于好玩，為樂(lè)趣而養(yǎng)蠶，缺乏科學(xué)研究的意識(shí)。于是，學(xué)校就把四年級(jí)語(yǔ)文《春蠶》和三年級(jí)科學(xué)《動(dòng)物的生命周期》等內(nèi)容進(jìn)行整合，在全校開(kāi)展“春蠶研究”活動(dòng)，六年級(jí)學(xué)生楊楚焓在教師的指導(dǎo)下完成了《蠶寶寶生長(zhǎng)過(guò)程實(shí)驗(yàn)研究》，該研究榮獲了河北省青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。通過(guò)觀察研究，學(xué)生知道了蠶的生命周期、食性、身體構(gòu)造，明白了“作繭自縛”“春蠶到死絲方盡”語(yǔ)句的來(lái)源和真正的含義。通過(guò)“春蠶研究”等活動(dòng)，大多數(shù)學(xué)生喜歡上了科學(xué)和研究，并表示會(huì)一直探索下去，通過(guò)自己的不懈努力爭(zhēng)取早日成為一名小科學(xué)家。

在課題研究過(guò)程中，要求學(xué)生注意觀察細(xì)節(jié)，反復(fù)驗(yàn)證，力求準(zhǔn)確。比如二年級(jí)學(xué)生柴正陽(yáng)就《新結(jié)玉米脫水量占玉米總重量比例》這一問(wèn)題，進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月的研究。他在研究中緊緊抓住前后幾次陰雨天氣對(duì)玉米重量的影響不一這一細(xì)節(jié)，并進(jìn)行了詳細(xì)記錄。正是這一偶然現(xiàn)象引起了評(píng)委專家的注意，給予學(xué)生高度評(píng)價(jià)，榮獲河北省青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)、全國(guó)三等獎(jiǎng)的好成績(jī)。

經(jīng)過(guò)幾次完整的課題研究活動(dòng)，從調(diào)查項(xiàng)目背景到研究過(guò)程、再到總結(jié)創(chuàng)新點(diǎn)及社會(huì)效益，最終完善課題，學(xué)生收獲頗多，已逐步體會(huì)到科學(xué)就在身邊，學(xué)會(huì)了像科學(xué)家一樣用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方法進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。

三是在改進(jìn)中優(yōu)化創(chuàng)意。好的創(chuàng)意不是憑空想象出來(lái)的，而是在不斷改進(jìn)中優(yōu)化出來(lái)的。創(chuàng)意的靈感來(lái)源于改進(jìn)中的深度思考，好的創(chuàng)意是邊改進(jìn)邊思考的結(jié)果。

常規(guī)科技活動(dòng)中的《意面之塔》，就是在時(shí)間有限、材料有限的壓力條件下，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式，齊心協(xié)力完成一個(gè)看似十分簡(jiǎn)單，但結(jié)果卻出人意料的結(jié)構(gòu)挑戰(zhàn)任務(wù)。通過(guò)欣賞國(guó)內(nèi)外知名建筑，啟發(fā)學(xué)生思考和探索如何提高建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，再充分發(fā)揮創(chuàng)意能力，動(dòng)手搭建不同形狀的立體結(jié)構(gòu)，最后通過(guò)不斷嘗試優(yōu)化創(chuàng)意，從而設(shè)計(jì)和搭建出理想中的“摩天大樓”。

整個(gè)活動(dòng)中學(xué)生不斷思考、不斷改進(jìn)，及時(shí)改善方案，與其他人交流配合，這些能力的培養(yǎng)和鍛煉，更是整個(gè)挑戰(zhàn)的魅力所在。通過(guò)比賽的方式可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生追求更高、更穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提升學(xué)生的空間想象能力及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。

四是在整合中深度學(xué)習(xí)。學(xué)科整合不是機(jī)械的拼湊，而是有機(jī)的嫁接。學(xué)科整合是為了更好地培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，將跨學(xué)科的內(nèi)容、高級(jí)思維能力發(fā)展與真實(shí)生活環(huán)境聯(lián)系起來(lái)。學(xué)校的《科幻畫(huà)》課程是國(guó)家課程《科學(xué)》與《美術(shù)》相整合的一門(mén)校本課程。在教授學(xué)生基本繪畫(huà)技能的基礎(chǔ)上，把符合科學(xué)常識(shí)的幻想創(chuàng)意作為重點(diǎn)，逐步探索出科幻畫(huà)創(chuàng)作“三部曲”“天馬行空想創(chuàng)意”“小心求證找依據(jù)”“百折不撓勤修改”。

在“天馬行空想創(chuàng)意”的選題過(guò)程中，學(xué)生從生活、能源、環(huán)境等方面發(fā)揮想象力確定了不少有創(chuàng)意的主題。比如，《多功能奶牛飼料》就是由在科學(xué)課上了解到的知識(shí)“蠶吃了不同種類的飼料，可以吐出顏色各異的蠶絲來(lái)”受到啟發(fā)，猜想如果有這樣一種奶牛飼料該多好，奶牛吃什么口味的飼料，就可以擠出什么口味的牛奶，既省去了人工添加的麻煩，也防止不法商人違規(guī)添加試劑。還有《能源轉(zhuǎn)換器》《霧霾收集器》都是由太陽(yáng)能電池板收集陽(yáng)光再轉(zhuǎn)換成電能想到的。學(xué)生經(jīng)過(guò)多次訓(xùn)練與實(shí)踐，科學(xué)想象力、創(chuàng)新意識(shí)和探究性學(xué)習(xí)的能力都有顯著提高。