在《生物的啟示》課堂貫徹STS理念以趣味教學方式提升學生學習能力

◇謝文躍 陳啟東（福建：廈門市寨上小學廈門市翔鷺小學）

一、引言

科學、技術和社會（STS）之間的關系是一個復雜而重要的研究領域。STS 旨在探究科學和技術對社會帶來的積極和消極影響，同時改善科學、技術和社會之間的分離和脫節狀態，以更好地服務人類。STS 教育是該領域中重要的內容之一，通過實踐性的教育活動，要求學生探究和實際操作，培養學以致用的能力，并將所學應用于解決周圍生活中的具體問題。目前，STS教育對科學基礎教育的影響越來越深刻，成為國際理科教學改革中的重要課題。在課堂上，學生對科學的學習缺乏興趣，成為學習的旁觀者，導致科學學業成就低落，這是一個普遍存在的問題。因此，采用相應的STS 教學策略，以趣味科學教學方式提升學生學習能力，對于促進學生潛能的發掘和學習成績的提高具有重要意義。

二、貫徹STS理念的小學科學趣味教學探索

《生物的啟示》是蘇教版小學科學五年級下冊第2 單元“仿生”的第一課，本課主要是喚起學生對身邊生物性能觀察、研究和模擬的興趣，知道發明會用到一定的科學原理，很多發明可以在自然界找到原型。

（一）基本思路和教學設計

本節課以學生玩蔥葉的生活經驗為切入點，通過構建模型，搜集有關仿生學的信息資料。學生親歷仿生科學過程，了解什么是仿生，怎樣進行仿生，認識到人類的許多創造均得益于生物的啟示，培養學生親近自然的情感和勇于創新的科學態度。本課的教學活動是按照“觀察生物的性能—讓學生經歷仿生的過程—了解仿生的成果—進行仿生設計和發明創造”的思路來設計的。

課前，教師組織學生開展“家里的物品是做什么用的”觀察活動，幫助學生認識生活中常見的仿生物品，豐富學生對仿生概念的感性認識；其次，進行“蔥葉的啟示”的探究活動，使學生通過觀察蔥葉外形結構，發現蔥葉外形特點，借助探究活動認識圓筒結構承受力大的特點，并通過發散思維活動，舉例說出生活中物品模仿的生物及其原理。通過本課教學，激發學生對生活中各種仿生物品的探究興趣，打開開發設計仿生物品的一扇門。

（二）實踐活動案例介紹

1.借助原有經驗，學會精講留白，完善基本認知

在科學教學中，借助原有經驗是非常重要的，因為學生在日常生活中已經積累了一定的知識和經驗。在教學中，可以通過啟發性問題和案例分析等方式，引導學生回顧并發掘他們的經驗和知識，從而加深對科學概念的理解。

同時，在教學中注重精講留白也非常關鍵。教師的精講能夠抓住學生關注的重點和難點，使學生能夠迅速領會核心內容。而教學時的留白則讓學生思考和提出問題，促進他們的積極參與和思考能力。

從學生的原有經驗看，他們并不清楚什么是仿生，教師教學時給出具體實物，學生通過觸摸體驗，讓他們將動植物與仿生品的形狀、特點關聯起來，意識到人類創新設計出的一些物品是受到了動植物的啟發。教師教學時，采用留白的方式，讓學生在充分調查、體驗、交流中，不斷完善前概念認知。當學生興趣被調動起來后，教師再用仿生撲翼紙飛機，將學生的興趣拉滿，充分調動學生主觀能動性，讓課堂充滿活力。

2.依據新異信息，教會獨學內化，促進大腦刺激

學習是一個不斷探索、發現和內化知識的過程，而獨學正是這一過程中的重要環節之一。通過獨自思考、解決問題和探索新知識，學生可以更深入地理解和掌握知識，同時也可以促進大腦的刺激和發展。當學生面臨新的知識和問題或知識矛盾沖突時，教師可以通過引導和激勵學生自主思考、尋找答案和解決問題，讓學生在獨立思考的過程中內化知識和提高學習能力。因此在教學本課時，教師可以將其與學生的生活經驗相結合，選擇他們比較熟悉的“蔥”作為探究對象，以激發學生的學習興趣，同時也能基于學生現有概念水平，豐富其對各種仿生物品及其運用原理的認識。這種教學方式有助于學生發展自主學習的能力，培養探究精神和創造力，提高學生的學習興趣和動機，從而實現教育的最終目標。

此外，在本課教學中，教師可以讓學生通過探究和實驗的方式，運用各種感官進行自主學習，并在學生自主探究的過程中給予指導和輔導。這樣一來，學生會更加積極地參與到學習中來，在發現問題、解決問題的過程中，不斷挑戰自己的認知和思維模式，從而實現刺激大腦和發展認知的目的。

研究表明，自主學習和內化能夠促進大腦的刺激和發展。自主學習時，學生需要自主思考和解決問題，這種思維過程可以促進大腦神經元的連接和突觸的可塑性。同時，在內化過程中，學生需將新的知識和技能與已有的知識和經驗相融合，這也可以促進大腦神經元的連接和突觸的可塑性，幫助大腦更好地適應新的認知任務。

3.建構概念模型，融合分組討論，深化概念認知

建構概念模型是指通過學習和思考，將所學知識、信息和經驗組織成一個有機整體的過程。在這個過程中，需要學生將所學知識進行分類、歸納、概括，進而形成概念模型。在科學教學中，建構概念模型是培養學生科學思維和深化概念認知的重要手段。本節課以“小蔥為何風吹不倒”為探究主線，從學生生活實際出發，讓學生先用多種感官觀察小蔥，再討論設計研究方案，將已有知識經驗與當下學習認知構建知識網絡，并在此基礎上設計模擬實驗模型。當學生在小組內討論完成這一系列設計后，教師給予學生充足時間，提供有結構的材料，讓學生進行不同方式的測試，在活動中培養學生的科學素養和能力，在探究實驗的過程中形成一定的科學態度和責任。學生通過對比實驗，還會發現三角形、四邊形、五邊形、六邊形等形狀，以及它們與圓筒形之間的相同點和不同點。

通過建構概念模型和融合分組討論，可以深化學生的概念認知，提高學生的科學思維能力。同時，這種教學方法也能夠促進學生的大腦刺激，讓學生在思考和討論中不斷提高自己的認知水平，培養自主學習和解決問題的能力。

4.根據學習認知，延續師生對話，遷移新異信息

在學習過程中，學生需通過與教師和同學的交流與討論，加深對新異信息的理解和記憶，并且通過對新知識不斷地進行遷移和應用，加強對知識的掌握和運用能力。在這個過程中，學生需不斷地思考和提問，以促進思維的創新和拓展，從而達到更深層次的理解和認知水平。同時，教師也需根據學生的理解情況和學習反饋，及時調整教學策略和方法，以便更好地引導學生進行學習和探索。

在本節課結尾，教師通過板書延續課堂對話，結合前兩個活動，分析仿生學在生活中的應用。讓學生在理解的基礎上建立思維模型，形成思維方法，讓學生意識到：大自然真的是太神奇了，小小一棵蔥里面竟然藏了這么多的科學道理！生活中除了它們以外，大自然還有許許多多科學家，讓學生產生繼續研究科學的興趣，通過解決真實問題，進行可遷移的學習。

三、結論和展望

（一）結論總結

本課的探究從學生身邊熟悉的事物小蔥入手，比賽吹蔥葉的活動設計培養了學生的問題意識，并鼓勵學生大膽猜想。學生在玩蔥葉的過程中，觀察并發現了蔥葉的獨特結構，據此引導學生討論設計對比實驗。學生在實驗過程中，用數據驗證自己的猜想，激發了探究蔥葉不容易吹彎秘密的興趣。在本課教學過程中，教師讓學生積極主動地探究，生動活潑地發展。學生學習的自主性得到了尊重，群體性主體參與率高，尊重學生的知識基礎和探究情感，精心創設有趣的探究環節，學生真正體驗了探究成功的樂趣，促進了學生主動發展。

（二）展望未來研究方向和意義

“興趣是最好的老師”，有趣的科學課能夠提高學生對科學的興趣和探究欲望，培養學生的科學思維和科學素養。能夠激發學生對科學的興趣和探究欲望，提高學生的科學素養和創造力，使學生更好地適應未來科技發展的挑戰。同時，趣味科學教學也能夠促進跨學科的合作和交流，推動科學與社會文化的交流與融合，有助于培養具有全球視野和跨文化背景的創新型人才。

STS教學的意義在于培養學生的科學素養，幫助學生了解科學和技術的發展與應用對社會、環境和人類的影響，以及如何有效地參與科學與社會互動。這有助于培養學生的批判思維、科學精神和社會責任感，以適應未來復雜多變的社會需求。

將STS 理念和趣味科學理念融入日常課堂教學中，為教師提供了一個創新的教學模式，有助于教師提高教學效果和學生的學習質量，推動小學科學教育改革不斷前行。