《教育导报》讯(马晓冰)近日,第38届全国青少年科技创新大赛在天津落下帷幕。眉山市彭山区第四小学学生李思瑞带着自己的创新作品《能自动开合的水箅》参加比赛,成功获评全国青少年科技创新成果竞赛作品一等奖、安恒“少年英才奖”二等奖。
作为全国中小学科学教育实验校,眉山市彭山区第四小学(以下简称“彭山四小”)聚焦做好科学教育加法,搭建特色课程、创新教学模式、打造科创社团,重视对学生科学兴趣、探求精神的培养。同时,学校在因地制宜开展序列化、跨学科综合实践活动中,鼓励学生从实践中发现问题,用发明与创造优化生活。
鼓励提出问题,学思并用解决
“一二,拉!一二,拉!”彭山四小的拔河比赛正在火热进行中。就在双方僵持中,拔河绳却先一步“泄气”断成了两节,好在同学们没有因此受伤。
“绳子突然断了很危险,怎么解决这个问题呢?”“是呀,拔河绳看着结实,实则有安全隐患,我们能想办法给它加一层‘保险’吗?”这场有惊无险的比赛,令学生萌生了加固拔河绳的想法。彭山四小科学教师宋方云恰好是此次比赛的裁判,听到同学们的讨论,他马上鼓励大家开动脑筋,一起寻找解决安全隐患的好方法。
根据现场观察,绳子是从正中间断开的。宋方云向同学们解释,拔河中,绳子是受力物体,在双方队员的拉拽中,中间断裂处需要承受高强度的张力。而由棉纤维或麻纤维拧成一股的拔河绳,本应有着更好的柔韧性,但在赛场上饱经沧桑的它,内部存在着已经开裂的纤维,能承受住的力大大减少,拔的时候便哗啦一下断了。
学习了原理,同学们这才明白,原来“压倒骆驼的不是最后一根稻草”。他们开始集思广益,寻找增加拔河绳安全性的方法。一位同学联想到了调节腰围的“皮带”,如果在拔河绳中段装上两个“皮带扣”,再在卡扣中装置一条略长于中段绳距的钢索,用作安全绳。当绳子发生断裂时,卡扣会紧紧锁住绳子,转由安全绳承拉力,就能很大程度上避免拔河队员因瞬间向后倾倒而受伤。
宋方云并没有让同学们的想法停留在理论层面,而是亲自带着同学们将装置做了出来,安装在已经断裂的拔河绳上进行实验,确定方案科学可行后,他们将这一小发明命名为“拔河绳防断装置”。
“发现问题、提出问题的能力,有时候比某一个知识点的学习更加重要。”宋方云表示,“在日常学习生活中,孩子们迸发出的每一个灵感都很可贵。以他们的好奇与兴趣为线索,深化学习过程,探索科学原理,能更好地帮助他们在学思并用中获得进步。”
保护兴趣,自主探究不设限
在彭山四小,“科学”并不是一个高大上的抽象概念,而是日积月累地散落在一堂科学课、一次实验、一场活动、一件作品之中,给予每一位学生自主探究的真实体验。
“为更好地将科学教育覆盖全体学生,学校构建了‘四层一特’的课程体系。”彭山四小科学教师邵邃旭介绍,基础层包括日常的科学课和信息技术课;拓展层由每天各异的多彩课组成;拔尖层主要是对科创社团的培养;衔接层则关注“小初衔接”,融入物理、化学、生物、地理等学科知识,积累科学素养。
“课堂中,我会更注重同学们自己的观察与思考,由他们选定探究方向,我再进行引导与点拨,与他们共同寻找答案。”彭山四小科学组组长熊利表示,学生们感兴趣的方向不尽相同,每堂科学课前的“科学秀”会给足他们自我展示的空间。比如,以个人或小组为单位,他们可以分享喜欢的科学家故事、新近的科学趣闻;也可以进行科学成果赏析,讲解其原理、价值运用;还可以向同学们介绍自己的科创作品,讲述它背后的故事。
另外,学校还因地制宜开设了特色校本课程“泥土里的科学”,立足彭山区的区域农业发展,根据稻药、葡萄、柑橘三大农业特色,编写读物《“药稻”并出》《喜大“葡”奔》 《“柑”之如饴》,让小学中、高段学生进田体验、实地观察、动手操作,增加学生在学习过程中的实用性与实操性。
“在学校的劳动实践基地,我们进行过多次种植体验活动,如花生、土豆、大豆等,但出苗率和生长状况始终不及农民伯伯。”几次收成后,小学生李安旭、张邹壕忍不住向家长请教原因。
经过对比与复盘,他们发现问题出在播种时,因肥料和种子太近,造成了“烧根”。为解决这一难题,他们发明了一种“种植专用锄头”:将锄头的一整个锄片,分成两个可移动锄片。在播种时,一锄下去,可以挖出两个窝,分别放入种子与肥料,能有效规避“烧根”问题。
(劳动实践基地的农技员正在为孩子们讲解相关科学种植知识)
向生活拓展,科创氛围满满
“学以致用,科学教育需要与生活实践紧密相联。”彭山四小校长周晓华表示,“就地取材,创新、创造无处不在。”从校园空间打造到各类活动开展,联结课堂内外,彭山四小的科创氛围格外浓厚。
在体育课上,体育教师倪云武便引进了自己的小发明做“助教”。“坐位体前屈”是体育训练中的常见项目,倪云武发现不少学生会不自觉地弯曲膝关节,导致训练不规范、成绩不真实。他便发明了一个体育教学辅助设备——坐位体前屈规范训练器,用魔术贴扣带做“督考”,帮助学生伸直与固定膝关节。
课下,科创社团是同学们提出创意、分享讨论、动手制作的“根据地”。今年12岁的李思瑞也是学校科创社团的成员之一,去年的一场大雨,使她萌生出改良水箅的想法。
许多水箅常年被植物或垃圾堵塞,并不能很好地发挥排水作用。雨天时,行人常会被路边的积水打湿鞋裤。基于对日常生活的观察和对科创实验的兴趣,李思瑞在老师和同伴的帮助下设计了一款“能自动开合的水箅”。它乍一看与原先无异,实则内部暗藏“玄机”。
李思瑞在水箅下面增加了一层隔板,不下雨时,板面会挡住水箅空隙,隔离垃圾。下雨时,雨水则会渗入隔板下连接的储水槽。达到一定重量后,储水槽会向下拉动隔板形成泄水口,水箅大量开始泄水。而当泄水量逐步减少,储水槽重量低于反向配重时,隔板将重新闭合。
因设计巧妙、环保可行,李思瑞的创新作品成功获得了全国青少年科技创新成果竞赛作品一等奖。她表示:“在生活中留意身边的事物,并从中找到灵感,给我的学习带来了许多乐趣,希望以后也能继续创作其他更多、更好的作品。”
(图片由学校提供)