火星定居

在這篇文章中，我們主要探討如何將角色扮演這一教學(xué)方法，更好地運(yùn)用于幼兒園及一年級(jí)的科學(xué)與工程實(shí)踐教育。目前，我們?yōu)榛旌习嚅_設(shè)了五次關(guān)于火星定居的課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)期間將會(huì)分角色扮演太空探索的故事，這樣，他們可以從第一視角了解在地球外旅行和生存是什么樣的。

一、角色扮演的益處

角色扮演這一教學(xué)方法有許多好處。它將孩子們置于鮮活的角色中，讓他們表現(xiàn)出與角色相關(guān)的行為、思想和動(dòng)作，增強(qiáng)了孩子們的互動(dòng)性和參與性。學(xué)生通過扮演假定的角色，不僅能獲得新的認(rèn)知，而且加深了對(duì)該角色在現(xiàn)實(shí)生活中的理解。在我們的課程中，角色扮演是已定故事情節(jié)的一部分，用以幫助孩子們理解成為宇航員和在其他星球定居的復(fù)雜性。學(xué)生飾演的宇航員培訓(xùn)生，需要為他們的飛行任務(wù)做準(zhǔn)備。他們要了解如何去火星旅行，以及如何在該星球上定居和生存。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)和過程

在寫《火星定居》的故事情節(jié)和規(guī)劃科學(xué)與工程實(shí)踐課程活動(dòng)時(shí)，我們采取了逆向設(shè)計(jì)的方法。我們的最終目的是讓學(xué)生在火星建立聚居地，不考慮最終目的的話，可以加入一些與科學(xué)和工程實(shí)踐相關(guān)的活動(dòng)，并將許多故事情節(jié)連結(jié)起來。每一個(gè)活動(dòng)都能推動(dòng)情節(jié)的發(fā)展，最終達(dá)成目標(biāo)。例如，在劇目一中，學(xué)生登上太空飛船，準(zhǔn)備離開地球大氣層飛往火星。在宇宙飛船里，學(xué)生需要共同努力繪制出太陽系。這個(gè)活動(dòng)引發(fā)了關(guān)于飛往火星需要多長(zhǎng)時(shí)間和飛行航線的討論。對(duì)我們來說，故事情節(jié)推動(dòng)并幫助我們選取最適于達(dá)到最終目標(biāo)的活動(dòng)。

劇目一：飛往火星

故事圍繞著宇航員開始新生活的任務(wù)展開，他們是第一批飛往火星并建立居住地的人類。學(xué)員們準(zhǔn)備就緒，登上宇宙飛船，開始了具有歷史意義的起飛。離開地球大氣層后，飛船接收到國(guó)際空間站關(guān)于宇航員太空生活的消息。我們的學(xué)員完成了最后的準(zhǔn)備，籌劃好路線，開始飛向火星（如圖1）。

劇目一的舞臺(tái)說明：劇目一的學(xué)習(xí)目的在于讓學(xué)生理解飛離大氣層需要做哪些準(zhǔn)備，太陽系由哪些星球組成，在外太空旅行的體驗(yàn)如何，以及飛往火星的路線。教師將通過一些既定的問題、太陽系圖譜的完成情況和火星降落等模擬游戲?qū)W(xué)生進(jìn)行評(píng)估。

課程開始時(shí)，創(chuàng)造寬松的環(huán)境，讓學(xué)生盡快融入故事尤為重要。作為引導(dǎo)性活動(dòng)，學(xué)生利用紙板和紙盤制作太空背包和頭盔，為飛船起飛做準(zhǔn)備。還要讓學(xué)生時(shí)刻提醒自己是一名宇航員，這有利于增強(qiáng)他們以后參與科學(xué)活動(dòng)的信心和動(dòng)力。換句話說，一旦他們“成為了”宇航員，他們將會(huì)對(duì)太空相關(guān)活動(dòng)倍感親切。

當(dāng)我們的使者團(tuán)在一個(gè)鋁箔包裹的紙板航天飛機(jī)里準(zhǔn)備飛離地球時(shí)，老師提出了關(guān)于飛離大氣層需要哪些條件的討論問題。該討論的核心問題是：“為了離開大氣層，我們的飛船需要達(dá)到什么速度才行？”停泊在國(guó)際空間站時(shí)，學(xué)生觀看了描述真正宇航員生活的影像。為了飛往火星，學(xué)生繪制出太陽系的圖像以及各大星球的運(yùn)行軌道，然后對(duì)他們飛往火星的路線進(jìn)行預(yù)測(cè)。為了檢驗(yàn)他們的預(yù)測(cè)和加深他們對(duì)曲折飛行路線的理解，每位學(xué)生都將進(jìn)行飛往火星頭腦風(fēng)暴模擬游戲，都必須準(zhǔn)確預(yù)測(cè)他們的起飛時(shí)間，從而“修正”飛船飛往火星的路線。學(xué)生們對(duì)地球、太陽，以及其他星球的位置進(jìn)行學(xué)習(xí)，基于軌道模式作出了飛行的預(yù)測(cè)。

劇目二：生存

故事繼續(xù)于飛船迫降火星。每位使團(tuán)成員都需要對(duì)此負(fù)責(zé)，但學(xué)員們現(xiàn)在必須做出如何生存和建立居住地的規(guī)劃。他們開始調(diào)查附近的地形，尋找水源和其他資源。由于食物是生存的首要條件，學(xué)員們也開始建立農(nóng)場(chǎng)撒播種子。

劇目二的舞臺(tái)說明：迫降增加了緊張感，從而將故事情節(jié)由劇目一中的太空旅行主題過渡到劇目二中的生存主題。故事同時(shí)也過渡到了劇目二的學(xué)習(xí)目標(biāo)——強(qiáng)調(diào)孩子們對(duì)人類基本需求的理解。為了加深對(duì)這些需求的理解，學(xué)生有針對(duì)性地學(xué)習(xí)水源、種植和培育等知識(shí)（如圖2）。學(xué)生們也加強(qiáng)了對(duì)火星巖石的調(diào)查，尋找水的痕跡，還需了解風(fēng)化模式。

劇目二一開始的迫降展現(xiàn)了劇情概要，學(xué)生的討論反映了他們?cè)诨鹦巧仙嫘枰臈l件，他們的討論結(jié)果將作為活動(dòng)進(jìn)展的評(píng)估。教師將學(xué)生的回答與他們的計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，使得故事得以進(jìn)行下去，不會(huì)出現(xiàn)停頓或中斷。

根據(jù)學(xué)生的生存清單（食物、水、庇護(hù)所、氧氣、交通、能源，如圖3），使團(tuán)成員分成三隊(duì)，輪流對(duì)周圍地區(qū)進(jìn)行調(diào)查，紅色屋子是他們的駐地。在其中一個(gè)駐扎地，學(xué)生決定通過嗅覺和視覺來分辨四種有色液體（糖漿、洗潔精、水和植物油），同時(shí)觀察它們的密度。在另一駐扎地，學(xué)生討論決定種植什么作物，最后決定在聚居地農(nóng)場(chǎng)種植蕓豆。在最后一個(gè)駐扎地，學(xué)生觀察并對(duì)比火星和地球的照片，了解水蝕和風(fēng)化作用。

劇目三：能源探索

學(xué)員們躲過了在火星無法生存的威脅，然而，他們現(xiàn)在必須想辦法利用能源為居住地提供能量。學(xué)員們?cè)谛陆ǖ幕鹦前l(fā)電站處建造了一個(gè)小型風(fēng)電場(chǎng)。之后，使團(tuán)乘著氣墊船去遠(yuǎn)處的極地冰冠尋找水源。即使只能收集到干冰，他們依然對(duì)探索和生存充滿信心。

劇目三的舞臺(tái)說明：劇目三的學(xué)習(xí)目標(biāo)旨在讓學(xué)生了解如何利用空氣。首先，學(xué)生需要學(xué)習(xí)如何利用空氣并將其轉(zhuǎn)化為能源；其次，學(xué)生需要學(xué)習(xí)空氣流動(dòng)是如何讓氣墊船懸浮于火星表面的。

學(xué)生通過風(fēng)力發(fā)電解決了居住地的能源問題。我們首先展示了風(fēng)力機(jī)如何利用馬達(dá)生產(chǎn)電能。然后，學(xué)生制作紙風(fēng)車，代表風(fēng)力渦輪機(jī)，用線將其與火星發(fā)電站連接（如圖4），為居住地模擬能源資源的產(chǎn)生。

學(xué)生之后需要乘坐氣墊船完成尋找火星極地冰冠的任務(wù)。在乘船前，學(xué)生需要學(xué)習(xí)氣墊船的駕駛和注意事項(xiàng)。乘坐和降落氣墊船時(shí)需要提前將其關(guān)閉，為進(jìn)一步確保安全，我們告訴學(xué)生僅能坐在氣墊船上。對(duì)于學(xué)生來說，坐在氣墊船上，以一個(gè)安全的速度牽引它，是一個(gè)全新的體驗(yàn)。為了完成任務(wù)，這部分活動(dòng)也存在一定風(fēng)險(xiǎn)。學(xué)生們搜集了許多證據(jù)，發(fā)現(xiàn)空氣流動(dòng)性的缺失與否，會(huì)對(duì)推、拉木質(zhì)氣墊船產(chǎn)生影響。

劇目四：建造庇護(hù)所

學(xué)員們完成了大多數(shù)任務(wù)，現(xiàn)在，他們需要設(shè)計(jì)和建造居住地。學(xué)員們自主設(shè)計(jì)，共同談?wù)撽P(guān)于庇護(hù)所的觀點(diǎn)。然后，學(xué)員們分成小組，開始建造多處庇護(hù)所。

劇目四的舞臺(tái)說明：劇目四的學(xué)習(xí)目標(biāo)在于讓學(xué)生由先前的行為轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)和建造庇護(hù)所。我們首先要引導(dǎo)學(xué)生由劇目二的生存清單過渡到整合庇護(hù)所設(shè)計(jì)。然后，學(xué)生需進(jìn)行小組合作，根據(jù)他們自己的想法建造一系列紙板庇護(hù)所。

劇目五：外星生物來訪

最后，學(xué)員們將庇護(hù)所、發(fā)電站、種植農(nóng)場(chǎng)和氣墊船站整合到一起，完成了他們的居住地。突然，他們的雷達(dá)發(fā)現(xiàn)一些不明物體在遠(yuǎn)處移動(dòng)。學(xué)員們遇到了充滿好奇心的外星人來訪，這些友好的外星人正觀察他們建造的居住地。一陣問候后，學(xué)員們向外星人展示了他們新建的居住地。作為兩組人員互惠的標(biāo)志，學(xué)員們和外星人合作制造了小型火箭，這使得從火星往返地球成為可能。

劇目五的舞臺(tái)說明：考慮到家長(zhǎng)的參與會(huì)影響孩子們的學(xué)習(xí)熱情，我們的目標(biāo)之一就是將家長(zhǎng)參與和孩子學(xué)習(xí)進(jìn)程相連結(jié)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們?cè)趯W(xué)生完成最后一個(gè)任務(wù)期間，給家長(zhǎng)布置了穿上外星人服裝的任務(wù)。

作為總結(jié)性任務(wù)，孩子和家長(zhǎng)一起拜訪了居住地周圍的五個(gè)站點(diǎn)。每一站點(diǎn)代表課程的一個(gè)部分，學(xué)生們最終完成了“在火星建造居住地”的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在每個(gè)站點(diǎn)，家長(zhǎng)需要大聲朗讀工作表，學(xué)生判斷正確與否。為了使故事情節(jié)完整，學(xué)生和家長(zhǎng)還要一起用泡沫管、橡皮帶和不用打結(jié)的領(lǐng)帶制造火箭（如圖6）。

三、總結(jié)

在火星定居課程中，我們發(fā)現(xiàn)角色扮演激發(fā)了學(xué)生的熱情，提高了他們參與課程活動(dòng)的舒適感。學(xué)生扮演了航空員，也由此獲得了參與火星定居的機(jī)會(huì)。

（譯者：張雅倫 中國(guó)傳媒大學(xué)文學(xué)碩士；校對(duì)：劉忠學(xué) 人民教育出版社綜合理科室）