陳龍

2016年，教育部核心素養(yǎng)研究課題組發(fā)表的《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》提出：“中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，以‘全面發(fā)展的人為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與三個(gè)方面，綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)?！?/p>

科學(xué)精神與實(shí)踐創(chuàng)新作為其中兩大核心素養(yǎng)，凸顯了當(dāng)今世界，對(duì)于科學(xué)與創(chuàng)新的高度重視。但目前經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)科技教育硬件與師資條件均非常薄弱，如何在有限的社會(huì)資源和學(xué)科資源環(huán)境下，拓展培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神與創(chuàng)新能力，成為經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)小學(xué)科技教育亟待解決的問(wèn)題。本文根據(jù)筆者的教育實(shí)踐，探索了數(shù)種行之有效的途徑。

一、小學(xué)生科學(xué)精神與實(shí)踐創(chuàng)新核心素養(yǎng)培養(yǎng)現(xiàn)狀

我校地處廣東經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，學(xué)校教學(xué)軟硬件與發(fā)達(dá)地區(qū)差距較大，作為經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，我市的學(xué)生課外科學(xué)活動(dòng)場(chǎng)所（如科技館等）欠缺，與珠三角經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)相比，學(xué)生不懂機(jī)器人課程、沒(méi)接觸過(guò)3D打印，不知如何進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新，連科幻畫(huà)競(jìng)賽，也難以獲得好的成績(jī)。學(xué)生科學(xué)精神和實(shí)踐創(chuàng)新能力弱，這樣的現(xiàn)狀，對(duì)于學(xué)生成長(zhǎng)是非常危險(xiǎn)的。

科學(xué)科課堂教學(xué)和學(xué)?？萍冀逃顒?dòng)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神與實(shí)踐創(chuàng)新能力的主體，如何在有限的社會(huì)資源和學(xué)科資源環(huán)境下，探索培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神的有效途徑，成為經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)小學(xué)科技教育亟待解決的問(wèn)題。

二、小學(xué)生科學(xué)精神與實(shí)踐創(chuàng)新核心素養(yǎng)培養(yǎng)實(shí)踐

兩年多來(lái)，針對(duì)如何培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和實(shí)踐創(chuàng)新兩個(gè)核心素養(yǎng)，筆者進(jìn)行了一系列教育實(shí)踐，學(xué)?？萍冀逃畈_(kāi)展，學(xué)生踴躍參加科技活動(dòng)，取得了良好的效果。筆者所輔導(dǎo)的學(xué)生在各級(jí)各類(lèi)科技競(jìng)賽活動(dòng)中榮獲國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)28人次，省級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)55人次，獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予專(zhuān)利1人次;筆者先后獲得“廣東省優(yōu)秀科技輔導(dǎo)員”“全國(guó)青少年模擬飛行大賽優(yōu)秀輔導(dǎo)老師”等省級(jí)以上科技類(lèi)榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)5個(gè)，學(xué)校先后被評(píng)為“廣東省青少年科技創(chuàng)新大賽優(yōu)秀組織單位”“廣東省青少年航空航天教育特色學(xué)?！?。

兩年多來(lái)的實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)，通過(guò)以下途徑進(jìn)行科技教育活動(dòng)，可以有效地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神，提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新的能力。

（一）科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)的基礎(chǔ)途徑

科學(xué)課設(shè)置的目的是培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成學(xué)科學(xué)、用科學(xué)、愛(ài)科學(xué)的素養(yǎng)， 初步養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度進(jìn)行科研的習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)小學(xué)生求實(shí)的科學(xué)態(tài)度， 培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作能力， 客觀(guān)分析問(wèn)題的能力， 仔細(xì)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能力， 收集整理優(yōu)化信息能力，建立圖表能力。科學(xué)課堂教學(xué)是學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)的課內(nèi)途徑，其中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)更是學(xué)生科學(xué)精神培養(yǎng)不可替代的基礎(chǔ)途徑?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于學(xué)生良好科學(xué)研究習(xí)慣的養(yǎng)成、理性思維方式的形成具有不可替代的作用。

“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”。日常教學(xué)中，學(xué)科老師應(yīng)盡可能讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)造實(shí)踐機(jī)會(huì)，小學(xué)科學(xué)分組實(shí)驗(yàn)大多屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。課堂教學(xué)中重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手實(shí)踐得出結(jié)論而不是用實(shí)驗(yàn)視頻素材或PPT演示直接展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，可以使學(xué)生更好地了解科學(xué)探究方法，理解和掌握科學(xué)的基本原理，養(yǎng)成尊重事實(shí)和證據(jù)的基本態(tài)度，感受實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣與魔力，從而培養(yǎng)學(xué)生大膽嘗試、積極尋求解決問(wèn)題方法的精神。

例如：在教學(xué)五年級(jí)科學(xué)第二學(xué)期的《馬鈴薯在液體中的沉浮》一課時(shí)，我事先準(zhǔn)備了實(shí)驗(yàn)用的馬鈴薯、燒杯、酒精燈、玻璃棒等實(shí)驗(yàn)材料，讓學(xué)生進(jìn)行分組探究，在一次次不斷往液體中加入鹽的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生深刻感受到了“只有達(dá)到一定濃度的液體，才能讓馬鈴薯浮起來(lái)”這一科學(xué)概念。這樣的感受，以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生掌握的酒精燈、玻璃棒等實(shí)驗(yàn)器材的基本操作方法，是單純的講授或視頻展示等教學(xué)手段所無(wú)法達(dá)到的。

（二）科學(xué)社團(tuán)活動(dòng)是學(xué)生科學(xué)精神拓展的有效途徑

科學(xué)精神是在科學(xué)家長(zhǎng)期的科學(xué)探索活動(dòng)中逐步磨煉形成的，是科學(xué)共同體在長(zhǎng)期的發(fā)展歷程中，慢慢積淀而成的。它寓于科學(xué)探索活動(dòng)之中，是從科學(xué)活動(dòng)中提煉出來(lái)的，但并不是只有科學(xué)本身才產(chǎn)生科學(xué)精神。科學(xué)精神是多種因素融合在科學(xué)這樣的特殊活動(dòng)中得到充分展現(xiàn)的。

除了常規(guī)課堂教學(xué)，我們發(fā)現(xiàn)，開(kāi)展科學(xué)社團(tuán)活動(dòng)是學(xué)生科學(xué)精神拓展的有效途徑。2015年9月，我校在全校范圍內(nèi)開(kāi)展學(xué)生社團(tuán)活動(dòng)，為此我們專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了網(wǎng)上校本課程選課報(bào)名系統(tǒng)，在全校各年級(jí)中開(kāi)設(shè)了“科學(xué)幻想畫(huà)”“科技制作”“模擬飛行”“科學(xué)實(shí)踐”“創(chuàng)意科技”“實(shí)驗(yàn)百科”等多個(gè)涉及科技知識(shí)的班級(jí)社團(tuán)課，讓孩子們根據(jù)自己的愛(ài)好或者特長(zhǎng)自行選報(bào)，于每周三下午兩節(jié)連堂開(kāi)展活動(dòng)。在推進(jìn)三階式科技教育的過(guò)程中，從顯微鏡下的生物到校園里的生物調(diào)查;從紙飛機(jī)如何飛得更遠(yuǎn)到紙火箭的結(jié)構(gòu)研究;從科學(xué)幻想畫(huà)到科學(xué)小論文的撰寫(xiě)，學(xué)生從活動(dòng)中學(xué)到了如何應(yīng)用科學(xué)知識(shí)進(jìn)行研究和創(chuàng)新的本領(lǐng)，為以后在各級(jí)青少年科技創(chuàng)新實(shí)踐能力賽事中摘金奪銀打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

如何以新型課堂模式開(kāi)展社團(tuán)活動(dòng)，經(jīng)過(guò)不斷摸索實(shí)踐，我選擇了兩個(gè)方向進(jìn)行突破。

1、延伸課堂探究活動(dòng)，打通課內(nèi)外知識(shí)壁壘

利用社團(tuán)活動(dòng)延伸課堂探究活動(dòng)，解決課堂教學(xué)時(shí)間短暫和探究活動(dòng)長(zhǎng)期研究的矛盾。從校園生物大調(diào)查，到調(diào)查周邊的水環(huán)境;從種植養(yǎng)殖觀(guān)察活動(dòng)，到參觀(guān)氣象臺(tái)，以實(shí)踐探究活動(dòng)周期較長(zhǎng)的社團(tuán)活動(dòng)，有效解決了課堂教學(xué)時(shí)間短難以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的矛盾，對(duì)科學(xué)課教學(xué)起到良好的輔助作用。

2、科技創(chuàng)新課題研究活動(dòng)，點(diǎn)燃學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐航燈

為了豐富探究?jī)?nèi)容，我先后引入廣東省青少年科技創(chuàng)新實(shí)踐挑戰(zhàn)賽項(xiàng)目、上海學(xué)生頭腦奧林匹克項(xiàng)目等，開(kāi)展以學(xué)生為主體的小課題實(shí)踐研究活動(dòng)，教師僅作為輔導(dǎo)員引導(dǎo)活動(dòng)進(jìn)程，由學(xué)生自主進(jìn)行課題研究，每周或幾周?chē)@一個(gè)課題進(jìn)行研究競(jìng)賽。小課題實(shí)踐研究開(kāi)始之前，我會(huì)有意識(shí)地穿插進(jìn)行科技創(chuàng)新講座，給孩子們傳授科技創(chuàng)新研究方法和技巧，點(diǎn)評(píng)小創(chuàng)意小發(fā)明作品，讓孩子們體會(huì)到實(shí)踐創(chuàng)新并不是一座高不可攀的山峰。孩子們自由組成小課題組，團(tuán)結(jié)協(xié)作，解決每一個(gè)小課題中遇到的難題，撲克牌搭塔賽、紙橋承重賽、紙繩拉力賽、紙火箭遠(yuǎn)準(zhǔn)賽、紙飛機(jī)競(jìng)距賽，每一次研究比賽都成了孩子們努力的新目標(biāo)。隨著參加社團(tuán)活動(dòng)興趣高漲，學(xué)生在活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，創(chuàng)造性地完成各種課題研究任務(wù)，取得了豐碩的成果。

2015年11月，科學(xué)社團(tuán)學(xué)生馮道焜、陳嘉圳同學(xué)參加廣東省青少年科技創(chuàng)新實(shí)踐能力挑戰(zhàn)賽，獲得冠軍（一等獎(jiǎng)），黃湘元、江子林同學(xué)獲得第九名（一等獎(jiǎng)）。2016年5月，科學(xué)社團(tuán)學(xué)生陳爍霓同學(xué)的科技創(chuàng)新項(xiàng)目《一種可調(diào)式通用衣架收納架》獲得國(guó)家專(zhuān)利，榮獲湘橋區(qū)、潮州市青少年科技創(chuàng)新大賽一、二等獎(jiǎng)，代表潮州市選送參加2017年廣東省第32屆青少年科技創(chuàng)新大賽，榮獲二等獎(jiǎng)、專(zhuān)利申請(qǐng)獎(jiǎng)。

（三）機(jī)器人創(chuàng)客教育是學(xué)生實(shí)踐探索能力發(fā)展的有效途徑

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 機(jī)器人技術(shù)涉及多門(mén)學(xué)科，是世界強(qiáng)國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的高新技術(shù)，也是一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展水平和國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化、信息化的重要標(biāo)志。在 2012 版《全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，機(jī)器人屬于小學(xué)信息技術(shù)課程的拓展模塊。

在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，機(jī)器人課程不僅是信息技術(shù)課程的拓展延伸模塊，也是創(chuàng)客課程的基礎(chǔ)模塊。機(jī)器人創(chuàng)客教育不僅僅是“機(jī)器人”組裝技巧的掌握和熟練運(yùn)用，而且能引領(lǐng)學(xué)生掌握扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生高級(jí)思維的發(fā)展。

長(zhǎng)期以來(lái)，我市機(jī)器人創(chuàng)客教育因?yàn)榘嘿F的硬件設(shè)備和近乎空白的師資條件，長(zhǎng)期難以開(kāi)展。2017年，在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，我們采購(gòu)了樂(lè)高教育機(jī)器人器材和ARDIUNO開(kāi)源硬件，邀請(qǐng)深圳大學(xué)潮州籍大學(xué)生創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作，在學(xué)生中開(kāi)展機(jī)器人創(chuàng)客教育。

假期短暫的10天培訓(xùn)活動(dòng)中，我和孩子們一起聽(tīng)課，共同學(xué)習(xí)，培訓(xùn)后，我們利用每天放學(xué)后的短暫課余時(shí)間進(jìn)行訓(xùn)練。每天下午，孩子們總是準(zhǔn)時(shí)來(lái)到機(jī)器人活動(dòng)室，下課時(shí)間到了，孩子們還興趣濃厚，不肯結(jié)束活動(dòng)，我切斷電源孩子們才不得已結(jié)束活動(dòng)。節(jié)假日里，為了解決機(jī)器人問(wèn)題，孩子們總是纏著要我開(kāi)門(mén)加班，孩子們對(duì)機(jī)器人創(chuàng)客知識(shí)的渴望和熱情深深讓我感動(dòng)。在訓(xùn)練中，我更多地扮演一個(gè)旁觀(guān)者的角色，用我的成人思維偶爾提醒孩子們換一個(gè)角度思考，或者提醒注意某一個(gè)細(xì)節(jié)，而孩子們從零基礎(chǔ)到最后能夠熟練掌握機(jī)器人編程調(diào)試，完成任務(wù)的過(guò)程，就是機(jī)器人創(chuàng)客教育對(duì)于學(xué)生科學(xué)精神和邏輯思維能力的培養(yǎng)過(guò)程。

2017年5月，我校陳嘉圳，陳奕涵，馮道焜，孫煒?biāo)囃瑢W(xué)代表潮州市首次參加廣東省教育廳舉辦的第15屆廣東省中小學(xué)電腦機(jī)器人活動(dòng)FLL機(jī)器人挑戰(zhàn)賽，四名學(xué)生雖然只有兩個(gè)月的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，在設(shè)備嚴(yán)重落后的情況下，孩子們智慧應(yīng)對(duì)，憑借簡(jiǎn)單低成本搭建的機(jī)器人，在參賽的20個(gè)地市的21支代表隊(duì)中，奪得第11名和第14名的良好成績(jī)。隨后在汕頭市舉行的第17屆廣東省青少年機(jī)器人競(jìng)賽FLL工程挑戰(zhàn)賽上，隊(duì)員們與全省17個(gè)地市的26支代表隊(duì)再?zèng)Q雌雄，獲得FLL工程挑戰(zhàn)賽銅牌。陳爍霓、廖澤愷同學(xué)獲得現(xiàn)場(chǎng)拼裝賽銅牌，張柏浠、陳科博、鄭烜帆同學(xué)參加創(chuàng)意機(jī)器人展示比賽獲得銀牌。實(shí)現(xiàn)了我校學(xué)生機(jī)器人創(chuàng)客賽事獲獎(jiǎng)零的突破，也為全校孩子們打開(kāi)了一扇精彩的機(jī)器人創(chuàng)客教育窗口。

進(jìn)行機(jī)器人創(chuàng)客教育中，我發(fā)現(xiàn)，孩子們?cè)谝淮我淮问『螅粩嗾{(diào)整程序、反復(fù)嘗試驗(yàn)證機(jī)器人搭建方案、研究撰寫(xiě)機(jī)器人研究報(bào)告的過(guò)程，更多地體現(xiàn)出活動(dòng)鍛煉了孩子們的批判思維，提高了孩子們勇于探究的實(shí)踐創(chuàng)新能力，而這恰恰是常規(guī)科學(xué)課堂教學(xué)較為欠缺的。

（四）航空航天教育使學(xué)生踏上空天探究的更高途徑

2017年9月，為了開(kāi)展青少年航空航天科普教育，填補(bǔ)我校航空科普空白，我校引入了青少年航模運(yùn)動(dòng)和模擬飛行運(yùn)動(dòng)，我負(fù)責(zé)青少年模擬飛行俱樂(lè)部教學(xué)，在學(xué)生中開(kāi)展青少年模擬飛行訓(xùn)練。

模擬飛行是利用專(zhuān)用的軟硬件設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上模擬真實(shí)飛行及其各種要素的航空科技活動(dòng)。在仿真飛行中，對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)、氣象學(xué)、地理環(huán)境、飛行控制系統(tǒng)、飛行電子系統(tǒng)、作戰(zhàn)飛行武器系統(tǒng)、地面飛行制導(dǎo)等進(jìn)行仿真，并通過(guò)外部設(shè)備進(jìn)行飛行仿真控制和飛行感覺(jué)反饋。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠豐富航空航天知識(shí)，促進(jìn)校內(nèi)文化課程的學(xué)習(xí)，提高思維敏捷性，培養(yǎng)手腦的協(xié)調(diào)能力和毅力，提高快速反應(yīng)能力，同時(shí)提高科學(xué)素質(zhì)，使學(xué)生從小就了解航空文化，培養(yǎng)航空情感，樹(shù)立航空志向。

作為航空知識(shí)門(mén)外漢的老師，活動(dòng)中，我從最基本的航空知識(shí)和飛行原理學(xué)起，從基本的空氣動(dòng)力學(xué)和飛行控制原理，到特技飛行動(dòng)作要領(lǐng)和基本空戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)理論，孩子們?nèi)琊囁瓶?，我與孩子們共同學(xué)習(xí)，共同提高，師生在學(xué)習(xí)訓(xùn)練中互相促進(jìn)，互相提高，取得了良好的效果。

2017年6月，我校選手代表潮州市參加第四屆廣東省青少年模擬飛行大賽，獲得團(tuán)體競(jìng)速賽季軍、金牌;個(gè)人競(jìng)速賽銀牌兩枚、銅牌兩枚;個(gè)人航母起降賽銀牌兩枚、銅牌兩枚。2017年10月，我校派出四名同學(xué)代表廣東省參加全國(guó)青少年模擬飛行大賽，榮獲個(gè)人競(jìng)速二等獎(jiǎng)4項(xiàng)和個(gè)人航母起降賽二等獎(jiǎng)4項(xiàng)。2018年4月，我校派出四名同學(xué)參加2018全國(guó)青少年模擬飛行精英賽，郭金榮同學(xué)榮獲個(gè)人空中技巧賽冠軍，陳洽宇、林潤(rùn)鐸同學(xué)榮獲個(gè)人空中技巧賽第四、第五名。全隊(duì)榮獲團(tuán)體編隊(duì)飛行賽季軍，雙機(jī)格斗對(duì)抗賽季軍。2018年6月，我校派出六名同學(xué)參加第五屆廣東省青少年模擬飛行大賽，奪得團(tuán)體冠軍、個(gè)人航母起降賽亞軍、季軍等9金4銀3銅16枚獎(jiǎng)牌。2018年10月，我校五名同學(xué)代表廣東省參加全國(guó)青少年模擬飛行大賽，再次奪得8銀3銅11枚獎(jiǎng)牌的好成績(jī)。

三、結(jié)論與展望

回顧幾年來(lái)開(kāi)展小學(xué)生科學(xué)精神和創(chuàng)新實(shí)踐核心素養(yǎng)培養(yǎng)歷程，我認(rèn)為，科學(xué)課課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是不可替代的基礎(chǔ)途徑;科學(xué)社團(tuán)活動(dòng)拓展延伸了課堂探究的深度和廣度，使學(xué)生學(xué)會(huì)了課題研究方法并形成批判質(zhì)疑、勇于探究的良好特質(zhì);機(jī)器人創(chuàng)客教育是在前者基礎(chǔ)上，更注重學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng);青少年模擬飛行運(yùn)動(dòng)和航空航天科普教育活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)航空航天領(lǐng)域的興趣，為創(chuàng)新夢(mèng)想插上翅膀。

兩年多來(lái)這一系列科技教育探索證明，以上途徑是成功且富有成效的。但如何在更大范圍培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和實(shí)踐創(chuàng)新核心素養(yǎng)，仍需進(jìn)行不斷探索研究。目前，在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，我承擔(dān)了學(xué)校科創(chuàng)名師工作坊的主持人工作，擔(dān)任學(xué)校現(xiàn)代教育團(tuán)隊(duì)帶頭人，如何將前期研究中發(fā)現(xiàn)的有效途徑加以拓寬，應(yīng)用到全體學(xué)生的科學(xué)精神和實(shí)踐創(chuàng)新核心素養(yǎng)培養(yǎng)中來(lái)，正是以后迫切重要的任務(wù)。

【作者單位：潮州市湘橋區(qū)實(shí)驗(yàn)學(xué)校廣東】