“三下鄉(xiāng)”科普教學(xué)新策略的探索研究

侯 丹 李 響 程 琦

1.天津師范大學(xué) 天津 300000;2.天津科學(xué)技術(shù)館 天津 300000;3.天津港保稅區(qū)臨港實(shí)驗(yàn)學(xué)校 天津 300000

鄉(xiāng)村振興的有效途徑之一是提高鄉(xiāng)村居民的科學(xué)素養(yǎng),近些年在國家大力進(jìn)行科學(xué)普及推廣教育的背景下鄉(xiāng)村居民的科學(xué)素養(yǎng)也獲得了大幅度的提升,但與城鎮(zhèn)居民相比仍然存在著顯著的差異。聚焦鄉(xiāng)村居民現(xiàn)有知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)合科普教學(xué)資源分布不均的客觀現(xiàn)實(shí),整合現(xiàn)有科普教育資源,選擇適合鄉(xiāng)村居民知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的教學(xué)模式,以鄉(xiāng)村居民生產(chǎn)生活所需的知識內(nèi)容為教學(xué)內(nèi)容,將其整合成便攜、簡單、易懂、易操作的科普資源包進(jìn)行鄉(xiāng)村科普宣傳是本文探索的提升鄉(xiāng)村居民科學(xué)素養(yǎng)的途徑。

一、鄉(xiāng)村與城鎮(zhèn)公民科學(xué)素質(zhì)水平發(fā)展差異顯著

經(jīng)由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會公布的第十一次中國公民科學(xué)素質(zhì)抽樣調(diào)查結(jié)果顯示:2020年我國公民具備科學(xué)素質(zhì)的比例達(dá)到10.56%,比2015年提升了4.36個(gè)百分點(diǎn),比2005年(《科學(xué)素質(zhì)綱要》頒布前)提升了8.96個(gè)百分點(diǎn),完成了國家“十三五”規(guī)劃公民素養(yǎng)達(dá)到10%的發(fā)展目標(biāo)任務(wù)。我國公民整體素養(yǎng)發(fā)展水平雖然得到了快速的提升,但仍然存在著區(qū)域、地域發(fā)展不平衡等問題。在對31個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)研后,結(jié)果顯示東部地區(qū)公民科學(xué)素質(zhì)水平持續(xù)領(lǐng)跑,長三角、珠三角城市群公民科學(xué)素質(zhì)水平處于領(lǐng)先地位,其中上海、北京、天津的公民科學(xué)素質(zhì)水平排在前三位。針對城鎮(zhèn)居民與鄉(xiāng)村居民科學(xué)素質(zhì)水平的調(diào)研,發(fā)現(xiàn)2015—2020年五年的時(shí)間里,科學(xué)素質(zhì)提高的百分比分別為4.03%和4.02%,增長率差異較小,但科學(xué)素質(zhì)水平總?cè)藬?shù)差異較大,城鎮(zhèn)居民為13.75%,鄉(xiāng)村居民為6.45%。公民科學(xué)素質(zhì)水平發(fā)展差異顯著,尤其是對于城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村居民而言,相差比例達(dá)到7.3%。

中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會及其相關(guān)部門根據(jù)調(diào)研結(jié)果采取了一系列措施,如持續(xù)完善科技教育培訓(xùn)體系;大幅提高大眾傳媒科技傳播能力;大力發(fā)展科普基礎(chǔ)設(shè)施初步建成現(xiàn)代科技館體系;不斷發(fā)展壯大科普人才隊(duì)伍等,以此不斷提高我國公民的科學(xué)素質(zhì)。

二、以資源包為科普教育資源建構(gòu)科普教育新模式

基于以上措施,在鄉(xiāng)村科普推廣的過程中,建構(gòu)三下鄉(xiāng)科普教育新模式,以完善科技教育培訓(xùn)體系;選擇能夠提高鄉(xiāng)村居民學(xué)習(xí)興趣并適應(yīng)鄉(xiāng)村居民知識結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的教學(xué)方法進(jìn)行科普教學(xué),以營造崇尚科學(xué)和創(chuàng)新的社會氛圍;整合教育資源,并將其設(shè)計(jì)制作成便攜、易懂、生活化的教學(xué)資源包進(jìn)行科普宣傳,以平衡科普資源區(qū)域差異化。

當(dāng)前的科普教學(xué)多以碎片化知識為主,不利于建構(gòu)完整的科學(xué)知識體系,更不利于全面提升鄉(xiāng)村居民的科學(xué)素養(yǎng)。同時(shí)科普教育有別于傳統(tǒng)的課堂教育,需要更豐富的教學(xué)資源支撐科普教學(xué),才能有效地幫助科學(xué)素養(yǎng)較低的群體理解科學(xué)知識的本質(zhì)內(nèi)涵,學(xué)會應(yīng)用科學(xué)知識解決生產(chǎn)生活中實(shí)際的問題。因此,以科學(xué)教育中核心概念為主題,將課程資源整合化、便攜化、生活化,將其以科普資源包的模式進(jìn)行科普教育,從而達(dá)到整合碎片化知識的目的,以生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題為情境,進(jìn)行體驗(yàn)式的教學(xué)設(shè)計(jì),采用受眾群體常見的生活資源為實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),達(dá)到建構(gòu)科學(xué)知識體系、提升科學(xué)素養(yǎng)的目的。

(一)“三下鄉(xiāng)”科普資源包概念的界定

“三下鄉(xiāng)”科普資源包是以為鄉(xiāng)村居民提供便捷、易懂、快速學(xué)習(xí)科學(xué)知識內(nèi)容、提升基本科學(xué)素養(yǎng)為目的而設(shè)置的科普教學(xué)資源。教學(xué)內(nèi)容的選擇要貼近鄉(xiāng)村居民所需,增加鄉(xiāng)村居民對知識的感性認(rèn)知,提升學(xué)習(xí)興趣;教學(xué)手段的選擇采用情境探究的形式進(jìn)行,輔以科普人員的適當(dāng)引導(dǎo),增加鄉(xiāng)村居民對知識應(yīng)用的理解,學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識;教學(xué)資源的選擇采用貼近鄉(xiāng)村居民日常生產(chǎn)生活所需的用品進(jìn)行教具的設(shè)計(jì)與制作,增加鄉(xiāng)村居民對科學(xué)知識的認(rèn)可度,建構(gòu)知識體系。因此,“三下鄉(xiāng)”科普資源包是一套以減小鄉(xiāng)村與城鎮(zhèn)居民區(qū)域科普教育資源差距為主要目的,選擇鄉(xiāng)村居民所需的日常生產(chǎn)生活所需的知識內(nèi)容為教學(xué)主題,采用情境探究的教學(xué)模式,應(yīng)用貼近鄉(xiāng)村居民常見用品設(shè)計(jì)和制作的教具進(jìn)行教學(xué),從而提升鄉(xiāng)村居民科學(xué)素養(yǎng)的整合化、便攜化、生活化、簡單化的科普教學(xué)資源體系。

(二)“三下鄉(xiāng)”科普資源包的特點(diǎn)

(1)整合化。為平衡科普資源區(qū)域間差異,針對鄉(xiāng)村地區(qū)缺少科普實(shí)踐教學(xué)資源的問題,將教學(xué)資源、教學(xué)方法、教學(xué)課件等內(nèi)容進(jìn)行整合,便于進(jìn)行整體推廣。

(2)便攜化。為便于將科普教學(xué)資源推廣,將科普教學(xué)資源設(shè)計(jì)成便于攜帶的資源包,便于大范圍地將教學(xué)資源應(yīng)用于鄉(xiāng)村科普教學(xué)中。

(3)生活化。以往的科普課程是將科學(xué)知識內(nèi)容直接講授給受眾群體,是普適的科普課程。針對鄉(xiāng)村居民生產(chǎn)生活所需,將科普知識鄉(xiāng)村情境化;教學(xué)資源采用鄉(xiāng)村居民常用的物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)器材的設(shè)計(jì),將科普教學(xué)資源生活化,拉進(jìn)科普知識和鄉(xiāng)村居民的距離,提升學(xué)習(xí)興趣,營造崇尚科學(xué)和創(chuàng)新的社會氛圍。

(4)簡單化。將科普課程簡單化指的是將科普知識以貼近鄉(xiāng)村居民生產(chǎn)生活的方式進(jìn)行講解,采用簡單易懂但又沒有科學(xué)性錯(cuò)誤的語言進(jìn)行講解,適合年齡階段不同,尤其是偏大的鄉(xiāng)村居民進(jìn)行學(xué)習(xí)。

(三)“三下鄉(xiāng)”科普資源包的設(shè)計(jì)

(1)科普教學(xué)知識內(nèi)容選擇標(biāo)準(zhǔn)。以物理學(xué)中“力學(xué)”和“熱學(xué)”的知識內(nèi)容為例,進(jìn)行內(nèi)容的選擇依據(jù)說明。所選知識內(nèi)容要符合鄉(xiāng)村公民科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展所需;所選知識內(nèi)容要能夠解釋或解決鄉(xiāng)村日常生產(chǎn)生活所需;所選知識內(nèi)容要結(jié)合當(dāng)前社會熱點(diǎn)問題;所選知識內(nèi)容要能夠通過實(shí)驗(yàn)的方式為受眾人群進(jìn)行講解和解釋。

(2)科普教學(xué)知識內(nèi)容選擇依據(jù)。以《全民科學(xué)素質(zhì)行動計(jì)劃綱要》作為根本依據(jù),以核心素養(yǎng)培養(yǎng)背景下物理學(xué)科核心概念和重要概念為主要參考范圍,以多學(xué)科融合為主要特點(diǎn),結(jié)合我市鄉(xiāng)村具體情況,遵從簡單、易懂、便于操作、貼合生活的教學(xué)理念,選取當(dāng)前民眾所關(guān)心的社會熱點(diǎn)話題作為主要科普教學(xué)內(nèi)容,形象生動地展示科學(xué)原理,方便受眾群體接受科普知識加深印象。所整合小實(shí)驗(yàn)、PPT或視頻等多樣化的資源對圖1中有關(guān)力、熱方面的科普內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)宣傳。

(3)科普教學(xué)實(shí)踐教學(xué)材料的選擇和應(yīng)用。選擇鄉(xiāng)村居民生產(chǎn)生活中常用、常見的物品作為實(shí)驗(yàn)材料,根據(jù)簡單、易操作、易觀察的原則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為科學(xué)知識內(nèi)容的載體,滲透科學(xué)思維方式,體驗(yàn)科學(xué)研究,從而掌握科學(xué)知識內(nèi)容,建構(gòu)知識框架體系。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)材料及相關(guān)知識內(nèi)容所體現(xiàn)的生活現(xiàn)象如表1所示。

表1 科普資源包實(shí)踐材料(力、熱)

(4)鄉(xiāng)村科普教學(xué)策略。根據(jù)鄉(xiāng)村居民知識結(jié)構(gòu)和成長環(huán)境的特點(diǎn),以提升居民科學(xué)素養(yǎng)為主要目標(biāo),提出“基于‘科普資源包’的以問題為引導(dǎo)的情境體驗(yàn)式教學(xué)策略”。針對科普教學(xué)資源和科普人員區(qū)域分布不均的客觀條件,分析所在區(qū)域鄉(xiāng)村居民的特點(diǎn),將科普資源整合化、便攜化、生活化,將科普講解方式簡易化,建構(gòu)以問題為引導(dǎo)的生產(chǎn)生活化體驗(yàn)式科普資源包教學(xué)策略。該策略宗旨為將科普教學(xué)資源整合為便攜化的科普資源包,科普資源包的設(shè)計(jì)和制作以生活化和簡易化為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),講授過程設(shè)置生活化、生產(chǎn)化的教學(xué)情境,設(shè)置合適的問題引導(dǎo)受眾群體進(jìn)行知識的探究與學(xué)習(xí),將問題簡單化、生活化、易懂化,提升受眾群體的學(xué)習(xí)興趣,通過體驗(yàn)式的教學(xué)過程學(xué)習(xí)科普知識內(nèi)容,改變前概念,完善現(xiàn)有知識體系,并學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識解釋和解決生產(chǎn)生活中遇到的問題。

(5)鄉(xiāng)村科普教學(xué)流程。首先,以科普資源包為教學(xué)資源,選擇本次課程所需要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;其次,結(jié)合當(dāng)?shù)鼐用竦奶攸c(diǎn)和所處的環(huán)境,對實(shí)驗(yàn)所涉及的情境進(jìn)行本土化微調(diào);第三,對受眾群體進(jìn)行測試,了解他們對知識理解的水平和存在的前概念;最后,有的放矢地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)完成教學(xué)。教學(xué)流程如圖2所示。

圖2

三、應(yīng)用“科普資源包模型”的教學(xué)實(shí)踐案例

(一)通過前測試題了解受眾群體對知識內(nèi)容的理解情況

將《全民科學(xué)素質(zhì)學(xué)習(xí)大綱》要求作為測試基礎(chǔ),選擇有關(guān)力、熱方面更貼近生活化的科學(xué)知識常識類問題,以鄉(xiāng)村居民生產(chǎn)生活中常見的問題為題目情境,以選擇題、判斷題、簡答題的形式進(jìn)行前測題目的設(shè)計(jì),有助于檢測對科學(xué)原理的掌握程度,在教學(xué)過程中能夠根據(jù)測試結(jié)果對教學(xué)過程進(jìn)行微調(diào),有助于有的放矢地進(jìn)行教學(xué),幫助公民更好理解已被抽象化的固有知識概念,提高公眾在生活中合理運(yùn)用科學(xué)的能力,從而提升公民的科學(xué)文化素養(yǎng)。

(二)學(xué)情分析

本次教學(xué)主要針對我市鄉(xiāng)村居民,當(dāng)前我市鄉(xiāng)村居住居民以年齡偏大或兒童為主,年紀(jì)偏大的受眾群體由于受多年生產(chǎn)生活經(jīng)驗(yàn)和傳統(tǒng)觀念的影響前概念存在比較頑固的特點(diǎn),進(jìn)行改變時(shí)相對比較困難,同時(shí)年紀(jì)偏大的受眾群體改變固有思維的能動性較差,需要教師循序漸進(jìn)地引導(dǎo)。兒童普遍接受科學(xué)教育還較少,同時(shí)由于年級較小,前概念較模糊,理解和實(shí)際操作能力有限,需要更加貼近兒童的科學(xué)性語言對兒童的學(xué)習(xí)進(jìn)行引導(dǎo)。

(三)教學(xué)目標(biāo)

(1)知道摩擦力的概念,了解摩擦力的類型和方向。

(2)知道影響摩擦力大小的因素,分析增大或減小摩擦力的方法,能夠應(yīng)用摩擦力的知識分析和解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。

(3)通過體驗(yàn)式實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)會分析和解決問題的科學(xué)方法,培養(yǎng)正確的科學(xué)態(tài)度。

(4)通過對知識的應(yīng)用,使學(xué)生認(rèn)識到物理知識的重要性和對社會的價(jià)值。

(四)設(shè)計(jì)理念

以《全民科學(xué)素質(zhì)學(xué)習(xí)大綱》要求作為科普知識內(nèi)容選擇范圍的基礎(chǔ),以發(fā)展鄉(xiāng)村居民的科學(xué)素養(yǎng)為主要目標(biāo),選擇鄉(xiāng)村居民所熟悉的生產(chǎn)生活場景作為教學(xué)情境,將知識內(nèi)容融入真實(shí)的情境中進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),以項(xiàng)目體驗(yàn)的形式讓學(xué)習(xí)者進(jìn)行探究,在教學(xué)過程中交叉融合多種教學(xué)方法以及融合多學(xué)科的知識內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)。教學(xué)過程中所采用的實(shí)驗(yàn)器具以生產(chǎn)生活中的材料為主,貼近生活,增加鄉(xiāng)村居民對知識的接受度。

(五)教學(xué)設(shè)計(jì)概述

摩擦力的奧秘教學(xué)材料教學(xué)課件、演示實(shí)驗(yàn)器材、圓形紙片、膠帶、馬克筆、吸管、繩子等教學(xué)過程教師行為學(xué)習(xí)者反映實(shí)驗(yàn)觀察以精彩的電影片段為引入,引發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣,并引起學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣(觀察摩擦力)播放電影《蜘蛛俠》中蜘蛛俠爬墻的片段。提問:在日常生活中,我們能夠像蜘蛛俠一樣不借助任何工具,徒手爬墻嗎?引導(dǎo)大家觀察和思考蜘蛛俠在爬墻時(shí),身體有什么變化?是什么原因使蜘蛛俠能夠在墻壁上隨意攀爬?學(xué)習(xí)者結(jié)合頭腦中原有的認(rèn)知,可以在教室中試著徒手攀爬墻壁,再反復(fù)觀察蜘蛛俠攀爬墻壁的前后身體的變化情況,回答蜘蛛俠的手部長滿了毛刺,變粗糙了,所以可以攀爬墻壁了[設(shè)計(jì)意圖]:通過制作精良的視頻,吸引參與者關(guān)注,激發(fā)參與者的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)其猜想和了解摩擦力。情境化的實(shí)驗(yàn)探究(感受摩擦力)情境1:車子行駛在光滑的路面上和泥土的路面上,哪種路面車子減速較快?為什么?情境2:洗碗的時(shí)候,為了保護(hù)雙手,很多女士都喜歡帶膠皮手套,有兩副膠皮手套,一副手套表面是光滑的;另一副手套表面是粗糙的,你會選擇哪種呢?為什么?情境3:鋤地的時(shí)候,為什么戴副手套手上不容易起泡?情境1:首先回憶平時(shí)坐車的經(jīng)歷,在光滑的板油路剎車與在泥土地上剎車有什么差異?進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,首先讓小車從光滑的斜面頂端下落;再將泥土薄薄地平鋪在斜面上,讓小車從斜面頂端下落,用手機(jī)記錄小車每次下落的時(shí)間。情境2:將碗放在含有洗潔精充滿泡沫的水盆里,一半小組選用光滑的手套洗碗,另一半小組選用粗糙的手套洗碗,觀察哪組洗的輕松實(shí)驗(yàn)材料:小車、光滑的斜面、泥土、膠皮手套(2副手套)、水盆、碗、洗潔精以上實(shí)驗(yàn)滲透和引導(dǎo)學(xué)習(xí)者體會“對比研究”與“控制變量法”的科學(xué)研究方法的學(xué)習(xí)。培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的科學(xué)思維以及實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)精神[設(shè)計(jì)意圖]:通過生活中的問題情境,讓學(xué)習(xí)者對摩擦力有初步的體驗(yàn),感受物體表面的粗糙程度對摩擦力大小會有影響探究實(shí)驗(yàn)+邏輯推導(dǎo)(總結(jié)摩擦力產(chǎn)生的條件)(認(rèn)識摩擦力)探究實(shí)驗(yàn)1:1.介紹實(shí)驗(yàn)器材:彈簧測力計(jì)、長木板的作用和使用方法。2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,采用控制變量法的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。同時(shí)注意二力平衡思想的滲透。探究實(shí)驗(yàn)2:1.觀察不同鞋底的花紋。2.體會騎自行車過程中,快速減速的方法(捏閘)。總結(jié)講解:總結(jié)滑動摩擦力和靜摩擦力的概念,講解它們的區(qū)別與聯(lián)系通過彈簧測力計(jì)能夠測得摩擦力的大小。通過數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯推導(dǎo),探究影響摩擦力大小的因素。邏輯推導(dǎo)、理論講解實(shí)驗(yàn)材料:長木板、彈簧測力計(jì)、毛巾、粗布、小車、砝碼[設(shè)計(jì)意圖]:通過科學(xué)小實(shí)驗(yàn)和生活小實(shí)驗(yàn),完成對摩擦力大小影響因素的探究,并學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識解決生活中的實(shí)際問題。通過理論講解,引領(lǐng)受眾群體完成邏輯推導(dǎo)過程,分析靜摩擦力、滑動摩擦力的特點(diǎn)應(yīng)用本節(jié)課所學(xué)知識設(shè)計(jì)和制作小教具(實(shí)踐與應(yīng)用)尋找家中需要增加摩擦力的工具或生活用品,應(yīng)用今天所學(xué)的知識對其進(jìn)行改進(jìn)分析需要改進(jìn)的物品的特點(diǎn),結(jié)合摩擦力產(chǎn)生的條件,選取合適的實(shí)驗(yàn)材料,自主設(shè)計(jì)、完成該實(shí)驗(yàn)與身邊的朋友分享你的改進(jìn)結(jié)果自我評價(jià)與交流合作(知識建構(gòu))引領(lǐng)學(xué)習(xí)者總結(jié)所學(xué)知識內(nèi)容,與實(shí)際情況相聯(lián)系建構(gòu)摩擦力知識體系嘗試設(shè)計(jì)和描繪知識結(jié)構(gòu)圖,并互相交流[設(shè)計(jì)意圖]:通過應(yīng)用所學(xué)知識,針對要達(dá)到的實(shí)驗(yàn)效果,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與制作,培養(yǎng)受眾者綜合應(yīng)用所學(xué)知識(本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包含數(shù)學(xué)、設(shè)計(jì)、制圖、物理、美術(shù)等知識內(nèi)容)解決實(shí)際問題的能力,同時(shí)考查受種者本次課學(xué)習(xí)的效果

四、科普教學(xué)實(shí)踐總結(jié)

通過實(shí)踐可知,對于鄉(xiāng)村居民的科普教學(xué),不能生搬硬套地將現(xiàn)有教學(xué)策略融入其中,而采用“基于‘科普資源包’的以問題為引導(dǎo)的情境體驗(yàn)式教學(xué)”策略,以鄉(xiāng)村居民生產(chǎn)生活隨時(shí)能夠接觸、隨手就能進(jìn)行的生活實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué),增加受眾群體的沉浸感,提升受眾群體對知識的認(rèn)可度,使鄉(xiāng)村居民真正地想要學(xué)習(xí)科普知識內(nèi)容,提高鄉(xiāng)村居民的求知欲,從而全身心地融入教學(xué)中,完成科普知識的學(xué)習(xí),并進(jìn)行知識內(nèi)容建構(gòu),完善科技教育培訓(xùn)體系,營造崇尚科學(xué)和創(chuàng)新的社會氛圍,平衡科普資源區(qū)域差異化建設(shè)。