■江蘇省海門經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)小學(xué) 朱華崗

一、“知行合一”在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)中的重要意義

學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)包括內(nèi)化于學(xué)生心中的科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神，這四維度構(gòu)成了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)過程中所必備的基本品質(zhì)。2016年《全面科學(xué)素質(zhì)行動計劃綱要實施方案》中要求：“改進科技教育方法，加強學(xué)生綜合實踐活動的指導(dǎo)，提升學(xué)生探究性學(xué)習(xí)和動手操作能力?！痹谶@一目標(biāo)的引導(dǎo)下，小學(xué)科學(xué)教學(xué)中采用“知行合一”模式，打造開放性強的生態(tài)課堂，有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升。

在小學(xué)科學(xué)教育中踐行“知行合一”，促進學(xué)生全面發(fā)展具有多方面的途徑，以通過激發(fā)學(xué)生科學(xué)制作的興趣來提升學(xué)習(xí)科學(xué)知識的能動性，主要有以下幾種：首先是積極組織學(xué)生參加各種科學(xué)活動，例如班級內(nèi)的科普活動、校園科學(xué)制作比賽等。讓學(xué)生在相關(guān)主題活動中，增加對科學(xué)知識探究的興趣。其次在校園科技活動中為增強學(xué)生親距離接觸科學(xué)、實踐科學(xué)的機會，要求每個學(xué)生都要參與其中，通過設(shè)計制作比賽等讓學(xué)生感受科學(xué)的妙處。如飛機模型、船模比賽、搭橋比賽等，讓學(xué)生了解相關(guān)科學(xué)技術(shù)。最后是在校園科技活動中也會選出一些項目設(shè)計優(yōu)秀的同學(xué)給予“科學(xué)小能手”榮譽，進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的興趣。

二、“知行合一”導(dǎo)向下科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)策略

在前文中主要論述了小學(xué)科學(xué)教育中踐行“知行合一”的各種途徑與方法，本節(jié)主要通過某班科學(xué)小組制作“太陽能汽車”活動，討論在指導(dǎo)過程中如何凸顯對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。

（一）太陽能原理指導(dǎo)，深化學(xué)生科學(xué)認(rèn)知

小學(xué)科學(xué)教材中涉及一些太陽能知識，在學(xué)習(xí)中學(xué)生能夠初步掌握太陽能是一種清潔能源，在現(xiàn)代社會中有著廣泛的應(yīng)用。但是學(xué)生并不知道人們是如何利用太陽能工作的，其原理如何。這種“模棱兩可”的狀態(tài)經(jīng)常會導(dǎo)致學(xué)生思維的模糊，顯然這不利于學(xué)生科學(xué)探究精神的培養(yǎng)。在這種情況下，借助太陽能汽車主題制作活動，讓他們親身體驗制作的過程、探究制作方法，能夠使學(xué)生形成對太陽能應(yīng)用的整體、系統(tǒng)認(rèn)知。

具體來說，太陽能與汽車動能屬于兩種能量，只有借助能量轉(zhuǎn)換器，才能將太陽能轉(zhuǎn)化為推動汽車運動的電能。這種能量轉(zhuǎn)換裝置即是太陽能電池板，學(xué)生在日常生活中都接觸過，知道太陽能板可以將水加熱，將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，但對于如何轉(zhuǎn)化為電能卻了解不深。在指導(dǎo)中，教師強調(diào)了太陽能轉(zhuǎn)為電能的過程，即太陽能電池板將收集的太陽光或者其他光源照射到自身上時，其電池板內(nèi)的電荷分布狀態(tài)發(fā)生變化產(chǎn)生了電動勢和電流的一種效應(yīng)。太陽能電池板內(nèi)部建立電場的兩側(cè)引出電極的導(dǎo)線，外部所接的負(fù)載就產(chǎn)生“光生電流”流過，教師直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。在“太陽能汽車”制作中，著重強調(diào)了這種能量轉(zhuǎn)化的指導(dǎo)，讓學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究精神。

（二）借助模型設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新精神

在了解太陽能如何轉(zhuǎn)化為電能后，即進入太陽能汽車設(shè)計階段。雖然太陽能板不需要學(xué)生設(shè)計，直接購買就可以，但也需要對模型進行設(shè)計，以促進學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。該科學(xué)小組中共有12名同學(xué)，在設(shè)計中將他們分為了3組，每組在制作中都要設(shè)計出新的方案。通過分組也能夠激發(fā)學(xué)生制作中的競賽意識，不斷優(yōu)化自己的方案，設(shè)計出更好的方案。為培養(yǎng)學(xué)生資源意識，在指導(dǎo)過程中筆者提出盡量采用廢舊物品改造成為汽車車體。太陽能電池板、小馬達(dá)、車輪可以通過網(wǎng)絡(luò)等渠道購買。

（三）指導(dǎo)模型制作，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力

在各個小組設(shè)計完太陽能汽車方案后，教師指導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)購買了相關(guān)的部件，包括太陽能電池板、馬達(dá)、輪子。汽車主體則由學(xué)生設(shè)計制作完成，設(shè)計成為小組喜歡的樣子。在這個過程中，小組4 名成員各司其職，各自負(fù)責(zé)自己的工作，共同完成模型的制作。例如，針對汽車主體粘結(jié)方法、太陽能電池板設(shè)計位置、太陽能板與馬達(dá)連接等，都主要由科學(xué)小組成員協(xié)商解決。在探討交流中，形成更完美的方案。在具體指導(dǎo)中作者對每個小組的設(shè)計方案都進行了點評，點評結(jié)束后要求學(xué)生盡量根據(jù)意見進行完善和優(yōu)化，最終確定制作方案。在制作環(huán)節(jié)的指導(dǎo)中，教師要突出學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生多采用DIY 的方式來制作各個部件，減少對成品小零件的應(yīng)用。

（四）評價成果，激發(fā)學(xué)生深入研究興趣

無論是設(shè)計還是制作過程，學(xué)生都充分發(fā)揮了自己的聰明才智和能動性，追求最完美、最佳的設(shè)計方案。因此在三個小組都制作完成后，每個小組對自己的產(chǎn)品都很滿意，有點愛不釋手的感覺，獲得了極大的成功喜悅。這個時候適當(dāng)?shù)貙W(xué)生制作的太陽能汽車進行評價，給予肯定性的評價，能夠激發(fā)他們深入研究的興趣，在現(xiàn)有方案上思考更好的方案。例如在對三個小組太陽能汽車評價中，科學(xué)一組獲得了最佳設(shè)計獎；科學(xué)二組獲得創(chuàng)新獎，該組設(shè)計中將太陽能板置于車頭位置，呈現(xiàn)45 度角，與北回歸線太陽照射角度43度，在一定程度上提升太陽能轉(zhuǎn)化效率?？茖W(xué)三組是質(zhì)量獎，該組是采用礦泉水瓶改造為車體，能夠直接觀察馬達(dá)轉(zhuǎn)動情況。通過肯定的評價，激起了他們對科學(xué)知識的興趣，為學(xué)生終身發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。正如學(xué)生在感悟中寫道：“科學(xué)需要親自動手實踐，在實踐前我們需要好好閱讀相關(guān)科學(xué)知識，擴大自己科學(xué)知識面。在動手過程中，需要設(shè)計，需要修改，需要提升。一次活動，可能會經(jīng)歷許多失敗，就如愛迪生發(fā)明電燈，做了一萬多次實驗，才成功。”

三、結(jié)語

小學(xué)科學(xué)教學(xué)中做到“知行合一”，有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成，能有效提升學(xué)生動手能力與科學(xué)知識應(yīng)用能力，這也是小學(xué)科學(xué)教學(xué)的核心目標(biāo)。在實際教學(xué)中，傳統(tǒng)教學(xué)方式難以收到良好的效果，以某些科學(xué)制作競賽活動來激發(fā)學(xué)生參與興趣，能夠更好地實現(xiàn)科學(xué)教育目標(biāo)。在本文研究中，筆者主要基于制作“太陽能汽車”進行研究，有效培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)精神與動手能力，促進人才培養(yǎng)質(zhì)量的提升。