真实情境下如何提升学生的科学素养和创新能力

    ——以“校园爬山虎STEAM课程”为例

    随着科技的进步和时代的发展，如何让学生在科学课堂上有更多的收获，发展科学思维和想象力，培养创造力和解决问题的能力，是近年来科学教育一直关注的。特别是在一二年级开展科学课以来，低龄段学生科学素养和创新能力的培养更是引发大家的思考。低龄段学生对周围世界有强烈的好奇心和探索欲望，这能为科学学习提供良好的学习内驱力，但是他们的注意力集中时间较短，思维的发展主要倾向具体形象思维，因此在教学设计上需要深思熟虑。

    真实情境下以问题促进学习

    巴尔扎克说：打开一切科学大门的钥匙都毫无疑问的是问号，开发学生的潜能，必须鼓励学生从质疑开始。质疑能力是学生思维的体现，而质疑则必须是由学生自主提出才更有价值有意义。学生只有在充分的体验和探究中，才能有所思考，自然生发出问题，而老师需要做的，则是为学生提供真实的情境，关注劣构问题，并引导学生进一步进行探究学习。

    以一年级《植物》单元为例，对叶子的认识如果仅局限于图片，学生将会没了学习的兴趣，于是，我将学生带到校园中去，让学生在真实的植物世界里去认真观察。很快有学生拿着一颗小小的蓝色果子兴奋的跑来跟我分享：“老师，我找到野生的蓝莓啦！！”他很开心把我领到发现“蓝莓”的地方。当我告诉学生这是爬山虎的果子时，他们略显失望。但是很快，他们又发现了神奇的地方：“老师，这爬山虎为什么叫这个名字呀？”“爬山虎怎么会有这么多‘小爪子’呀？”学生很快就被这种奇特的植物所吸引，并提出了各种各样的问题，于是我顺势让学生认真观察爬山虎，并开展了相关的学习课程，一个与爬山虎有关的植物观察项目学习就这样开始了。

    低年段的学生在长周期探究活动中，往往由于缺乏毅力、缺少兴趣而探究不深入，无法达到良好的效果。而在问题和项目的驱动下，学生的学习热情将被点燃，他们的问题和思考将在项目式的学习中得到延续，思维深度和持久性也能得到很好的发展。

    跨学科活动中以实践培养能力

    走马观花式的学习会让学生对知识掌握不深入，无法内化成自身能力，科学追求的是“一英里深、一英寸宽”的有效学习，要想达到这种效果，离不开动手实践。ATEAM教育强调在各学科中采用整合性的项目导向式教学，以真实的问题情境融合多学科知识开展教学。本课例将跨学科融合到教学中，让学生在整合式的跨学科活动中学会创新的解决问题。

    1、多种工具协助下培养创造力

    科学实验离不开材料和工具，丰富的材料能发展学生思维，培养学生创新能力。在认识叶子的过程中，学生可能会想到利用放大镜来辅助观察，而日常生活中，手机拍照也具有放大功能，为何不把它利用起来呢。当老师给学生提供了放大镜、平板电脑，并告诉他们对光观察叶子也能很清晰的看到叶子的细脉时，聪明的孩子就会尝试将这些工具组合起来，将放大镜与平板电脑的放大倍数进行叠加，再对光进行观察。另外，老师还给学生提供铅笔和白纸，让学生尝试用拓印的方式观察叶脉。形色软件能帮助学生认识新的植物，显微镜能让学生看到叶子内部的细胞世界。简单的工具经过不一样的处理后，能帮助学生用另一种方式去观察事物，这种神奇的体验，能激发低年段学生的思维，培养他们的创造力和想象力，而这，正是将信息技术融合到科学教学中给学生带来的新收获。

    2、项目活动中提高解决能力

    STEAM中倡导的项目实践，是要让学生像小科学家那样，真实的经历发现和解决问题的过程，在这样真实的情境中，学生才能做到真探究，有真收获。本课例中，为了让学生更好的认识叶脉，教师让学生回家与父母一起制作叶脉书签。在这个活动中，学生体验了采摘树叶、浸泡树叶、刷离叶肉等过程，经历了失败的难过和成功的喜悦，同时也会自主的思考：为什么有的叶子怎么浸泡蒸煮都不会烂、为什么只能刷离叶肉而叶脉不会受影响等，并且愿意在不断尝试的过程中去寻找答案。在这样反复的思考、探索、发现、总结中，学生不自觉的已经进行了技术和工程方面的探索，他们的思维水平和认知能力得到发展，解决问题的能力和动手实践能力也有了大大的提升。

    在科学课堂中，教师要给学生创设真实的实验探究情境，提供足够丰富的实验材料和有价值有意义的探究主题，关注学生提出的劣构问题，并引导学生以问题为导向进行项目式的深入探究，同时借助跨学科的形式，让学生在如科学家那样的探索道路上提升学生的科学素养、创新能力和解决问题的综合能力。