让学生心中的科学种子发芽

孟春林　仇子云

社会性科学议题的学习是学生利用所学的科学知识解决真实生活中问题的一种学习活动，在活动中可以提高学生科学素养，使学生对生活、对未来形成初步规划，让学生心中的那粒科学的种子发芽。

议题背景

新学期学校对操场进行了改造，塑胶跑道引起师生的关注。近年来，国家倡导健康生活理念，全民健身的开展使塑胶跑道从运动竞技场所走进学校，走近居民身边，甚至一些新楼盘把建有塑胶跑道的运动场所作为新卖点。曾经的毒跑道事件引发了师生的热议，结合现在国内外塑胶跑道材料的发展状况和塑胶跑道检测行业标准的不断更新，师生对塑胶跑道产生了不同的看法。由此我们确定了“塑胶跑道的未来将走向何方”作为我校第一个社会性科学议题学习主题，并设计了该议题的教育定位，确立了这一议题的方向和内容。

议题解读

科学：塑胶跑道的议题内容融合了物理、化学、生物、数学等多个学科的知识。数学学科主要是引领学生进行实地测量、绘图、计算操场面积，预算材料费、人工费，在与学校铺设塑胶跑道的招标书具体内容对比后形成自己的看法。物理学科主要是通过实验探究对比塑胶跑道、水泥跑道、沥青跑道的弹性与摩擦力，凸顯塑胶跑道的优良性能。化学学科了解有机物及有机合成材料，了解合成材料的发展对社会发展的影响。生物学科主要是通过学生观察铺设塑胶跑道的操场周围生物是否有变化，说明塑胶跑道与水泥跑道、草坪的不同;通过体育运动测试不同材质的运动场所对运动中的人体健康的影响。

政策：国家倡导全民健身，并为促进青少年健康发展采取了一系列措施，如中考、高考增加体育测试，为校园铺设塑胶跑道投入大量资金。同时不断提升塑胶材料监测的行业标准，增加操场抽样检测项目，加大各部门的监测力度，促进塑胶跑道行业自律，尽可能确保青少年使用无毒跑道，健康发展。

经济：地方经济发展影响材料的选择，在考虑价格的同时还要考虑地方政府的前期投入和后期维护。

环境：废弃塑胶如何处理，回收的意义和价值是什么？新的塑胶材料铺设跑道后对空气、土壤及地下水有没有影响？会不会危害身体健康？在政府投资范围内如何选择合适的环保材料？

伦理：毒跑道事件是在巨大利益面前违背伦理道德选择便宜劣质的塑胶材料造成的。事件之后，国家一直努力重塑道德体系，那么作为中学生的我们当利益与伦理发生冲突时，又如何抉择？为避免劣质跑道材料进入校园，国家致力于推动行业走向正规轨道，企业自律，政府加强有效监控，学校进行公开招标，目的是让公众对整个过程有知情权，这样才能真正起到人民监督的作用。

学生利用所学学科知识，思考铺设塑胶跑道的科学技术、社会经济等方面的相互综合作用，在这个过程中逐步提升自身的判断力与决策力，用发展的眼光看待问题，发展伦理道德观念，进而为参与社会、成为优质公民打下基础。

议题分析

学校操场之所以改造，是旧的塑胶跑道出现破损，影响到了学生的运动健身，还有一个主要原因是有异味，可能对师生的身体健康带来危害。改造要铲除旧的塑胶跑道，选择更环保的塑胶材料铺设新跑道。在政府组织下，教育分管部门进行了公开招标。工程在暑假期间开始施工，由于受天气影响，9 月中旬才结束，因此学生亲眼看到了铺设塑胶跑道的部分过程。借助社会性科学议题活动，我们力图引导学生从科学、经济、政策、环境、伦理方面了解塑胶跑道，将学科知识应用于生活实际中，提高学生科学素养。

为了修建环保的塑胶跑道，政府投入了大量资金，我们选择了“学校塑胶跑道需要投入多少资金”作为第一个议题活动。目的是通过测量、计算，学以致用，让学生体验合作是科学探究的重要方式;通过对比价格后的讨论，让学生学会从不同角度、不同层面思考问题。

教学过程

环节一：俯瞰操场，制订方案

创设情境：这学期学校进行了操场改造，红绿相间的操场，与周边的绿树红花相映成趣，看着踩在新跑道上面的同学，一些小心翼翼想跑又舍不得，一些却像脱缰的野马奔跑跳跃，大家对我们脚下的塑胶跑道了解多少？需要投入多少资金？

学生猜测：20 万？ 40 万？

教师：科学猜想是需要证据的，大家能提供证据吗？

学生：思考、讨论，可以通过计算操场面积，查找每平方米的价格，计算投入的总价，那么又如何计算操场面积？

学生讨论：俯瞰学校操场，操场中篮球场地与塑胶跑道材料不一样，应该分开算。篮球场地是长方形的，只要测量出长和宽即可计算。而塑胶跑道是根据操场用地面积形状和大小铺设的非标准跑道，6 条环形塑胶跑道外的部分根据操场地形也铺了塑胶。这个计算有点难。一些学生提出“可以用割补法进行计算”，受到启发后，各小组开始尝试画图，制订方案。

学生方案1：采用分割的方法把整个操场切割成规则图形或近似规则图形，把分割开的面积相加就是塑胶面积。

学生方案2：先将多出的分割掉，这是2个规则的长方形。再采用补全的方法把剩余的操场补成长方形，再把补充部分近似成直角三角形计算，操场总面积减去篮球场地面积减去补充面积就是塑胶面积。

学生讨论2 个方案的优劣。

设计意图：这一环节体现的是议题中的科学价值，学生经过猜想、讨论，通过组内或组间交流，各小组制订行动方案，学生经历的是小组合作科学探究的过程，也是利用数学学科知识解决实际问题的过程。

环节二：实地测量，计算造价

教师：下面让我们带着方案和测量工具，以小组为单位去操场进行实地测量。

学生奔赴操场，有的组嘴里喊着篮球场地好测量直奔目的地，有的组则是看着图纸有序测量。意想不到的是几乎所有组都有分工，有总指挥，有记录数据的，有两边拉、中间摆放长卷尺的，还有监督读数的。

学生测量完毕，回到教室开始计算面积。

教师：每个组计算的面积近似，但不同，为什么？

学生：测量工具不同、测量方法不同，都有可能造成误差。

教师：工程用到的测量仪器有测距仪、水准仪、自动水平仪、工程检验尺、水准标尺等。学生感叹测量仪器的多样和精密。

学生结合教师提供的有关数据计算材料费、施工费。

设计意图：实地测量中，学生亲身经历了改造工程前的测量工作，感受到了与小伙伴合作的重要性;通过误差分析，感受测量要用精准的工具、科学的方法和严谨的科学态度完成。从学生在课堂的激烈讨论和奔向操场进行测量的迫切感中，能看到他们是享受这个体验过程的。

环节三：比对价格，引发思考

教师：展示学校操场改造招標与投标资料。这2 摞资料是施工前的标书，每个小组都有标书部分内容的复印件，包括投标总价，项目清单及计价表。请各组同学对比我们计算的结果和标书上的价格。若差距大，原因可能是什么？

学生：查看标书总价，进行对比。

学生：查看标书中的项目清单，包括拆除面层、余方弃置、修复面层、铺设硅PU 面层和透气性面层等。措施费用还包括安全文明施工费、环境保护费、夜间施工增加费、材料运输费、工程定位复制、点交、场地清理费、检测试验费等。

学生在看了项目清单后议论纷纷。

学生：原来小小的操场改造涉及到这么多项目，价格出现差距主要是我们计算了材料费和施工费，没有考虑进去其他费用。

教师：国家为什么要投入这么多资金改造操场呢？

学生：原来的塑胶跑道不仅破还有异味，破坏校园的美感，影响身体健康;旧材料可能是三无产品。有的学生提问什么是硅PU 面层和透气性面层？环保吗？贵吗？

教师：大家看到项目清单里有硅PU 面层和透气性面层，选择这些材料除了考虑材料效能出色，更主要的是它们属于《环境标志产品政府采购清单》产品。那么如何确保操场改造用的是这些环保材料，避免施工过程中以次充好呢？

学生：可以通过公开招标，选择有资质的诚信公司，也可以介入环保部门、质量检测部门和监管部门全程监督。

学生由此想到，塑胶跑道涉及许多方面的问题，完成一项工程要全面考量，那么计算操场改造的投入资金也要全面考量。还有学生甚至提出是否也可以开展一次模拟招标活动的想法。

教师：开展模拟招标活动为时太早，我们对塑胶跑道的了解还不够，让我们继续从其他学科、其他角度全面了解之后，再考虑模拟招标。

设计意图：这一环节以议题中的“经济”为主线，引导学生查看标书进行价格对比，一方面感叹小小操场投资巨大，同时也明白完成操场改造工程不是一件简单的事情，会牵涉到科学、环境、政策、伦理等方面的问题，切身感受生活与科学知识的运用与交融，引发思考，为后续议题活动的开展埋下伏笔。

活动反思

活动目的是让学生真正参与到学校操场改造中，将科学应用于生活实际。学生在活动中用数学建模的思想进行测量、计算，用小组合作的方式展开活动，通过对比铺设塑胶跑道价格，学会多角度思考问题，在知识应用过程中不断提升科学素养，提升社会参与的责任意识。这样的活动开展以后，学生的表现既在我们的意料之外，也在情理之中。意料之外是因为我们低估了学生的能力和对科学的兴趣，情理之中是因为学生本就具有无限的创造力，更有无限的好奇心。这样的活动符合学生的年龄特征和心理需求，相信继续开展下去，一定会实现我们的初衷——让科学的种子发芽并且茁壮成长。