在《生物的启示》课堂贯彻STS理念以趣味教学方式提升学生学习能力

◇谢文跃 陈启东（福建：厦门市寨上小学厦门市翔鹭小学）

一、引言

科学、技术和社会（STS）之间的关系是一个复杂而重要的研究领域。STS 旨在探究科学和技术对社会带来的积极和消极影响，同时改善科学、技术和社会之间的分离和脱节状态，以更好地服务人类。STS 教育是该领域中重要的内容之一，通过实践性的教育活动，要求学生探究和实际操作，培养学以致用的能力，并将所学应用于解决周围生活中的具体问题。目前，STS教育对科学基础教育的影响越来越深刻，成为国际理科教学改革中的重要课题。在课堂上，学生对科学的学习缺乏兴趣，成为学习的旁观者，导致科学学业成就低落，这是一个普遍存在的问题。因此，采用相应的STS 教学策略，以趣味科学教学方式提升学生学习能力，对于促进学生潜能的发掘和学习成绩的提高具有重要意义。

二、贯彻STS理念的小学科学趣味教学探索

《生物的启示》是苏教版小学科学五年级下册第2 单元“仿生”的第一课，本课主要是唤起学生对身边生物性能观察、研究和模拟的兴趣，知道发明会用到一定的科学原理，很多发明可以在自然界找到原型。

（一）基本思路和教学设计

本节课以学生玩葱叶的生活经验为切入点，通过构建模型，搜集有关仿生学的信息资料。学生亲历仿生科学过程，了解什么是仿生，怎样进行仿生，认识到人类的许多创造均得益于生物的启示，培养学生亲近自然的情感和勇于创新的科学态度。本课的教学活动是按照“观察生物的性能—让学生经历仿生的过程—了解仿生的成果—进行仿生设计和发明创造”的思路来设计的。

课前，教师组织学生开展“家里的物品是做什么用的”观察活动，帮助学生认识生活中常见的仿生物品，丰富学生对仿生概念的感性认识；其次，进行“葱叶的启示”的探究活动，使学生通过观察葱叶外形结构，发现葱叶外形特点，借助探究活动认识圆筒结构承受力大的特点，并通过发散思维活动，举例说出生活中物品模仿的生物及其原理。通过本课教学，激发学生对生活中各种仿生物品的探究兴趣，打开开发设计仿生物品的一扇门。

（二）实践活动案例介绍

1.借助原有经验，学会精讲留白，完善基本认知

在科学教学中，借助原有经验是非常重要的，因为学生在日常生活中已经积累了一定的知识和经验。在教学中，可以通过启发性问题和案例分析等方式，引导学生回顾并发掘他们的经验和知识，从而加深对科学概念的理解。

同时，在教学中注重精讲留白也非常关键。教师的精讲能够抓住学生关注的重点和难点，使学生能够迅速领会核心内容。而教学时的留白则让学生思考和提出问题，促进他们的积极参与和思考能力。

从学生的原有经验看，他们并不清楚什么是仿生，教师教学时给出具体实物，学生通过触摸体验，让他们将动植物与仿生品的形状、特点关联起来，意识到人类创新设计出的一些物品是受到了动植物的启发。教师教学时，采用留白的方式，让学生在充分调查、体验、交流中，不断完善前概念认知。当学生兴趣被调动起来后，教师再用仿生扑翼纸飞机，将学生的兴趣拉满，充分调动学生主观能动性，让课堂充满活力。

2.依据新异信息，教会独学内化，促进大脑刺激

学习是一个不断探索、发现和内化知识的过程，而独学正是这一过程中的重要环节之一。通过独自思考、解决问题和探索新知识，学生可以更深入地理解和掌握知识，同时也可以促进大脑的刺激和发展。当学生面临新的知识和问题或知识矛盾冲突时，教师可以通过引导和激励学生自主思考、寻找答案和解决问题，让学生在独立思考的过程中内化知识和提高学习能力。因此在教学本课时，教师可以将其与学生的生活经验相结合，选择他们比较熟悉的“葱”作为探究对象，以激发学生的学习兴趣，同时也能基于学生现有概念水平，丰富其对各种仿生物品及其运用原理的认识。这种教学方式有助于学生发展自主学习的能力，培养探究精神和创造力，提高学生的学习兴趣和动机，从而实现教育的最终目标。

此外，在本课教学中，教师可以让学生通过探究和实验的方式，运用各种感官进行自主学习，并在学生自主探究的过程中给予指导和辅导。这样一来，学生会更加积极地参与到学习中来，在发现问题、解决问题的过程中，不断挑战自己的认知和思维模式，从而实现刺激大脑和发展认知的目的。

研究表明，自主学习和内化能够促进大脑的刺激和发展。自主学习时，学生需要自主思考和解决问题，这种思维过程可以促进大脑神经元的连接和突触的可塑性。同时，在内化过程中，学生需将新的知识和技能与已有的知识和经验相融合，这也可以促进大脑神经元的连接和突触的可塑性，帮助大脑更好地适应新的认知任务。

3.建构概念模型，融合分组讨论，深化概念认知

建构概念模型是指通过学习和思考，将所学知识、信息和经验组织成一个有机整体的过程。在这个过程中，需要学生将所学知识进行分类、归纳、概括，进而形成概念模型。在科学教学中，建构概念模型是培养学生科学思维和深化概念认知的重要手段。本节课以“小葱为何风吹不倒”为探究主线，从学生生活实际出发，让学生先用多种感官观察小葱，再讨论设计研究方案，将已有知识经验与当下学习认知构建知识网络，并在此基础上设计模拟实验模型。当学生在小组内讨论完成这一系列设计后，教师给予学生充足时间，提供有结构的材料，让学生进行不同方式的测试，在活动中培养学生的科学素养和能力，在探究实验的过程中形成一定的科学态度和责任。学生通过对比实验，还会发现三角形、四边形、五边形、六边形等形状，以及它们与圆筒形之间的相同点和不同点。

通过建构概念模型和融合分组讨论，可以深化学生的概念认知，提高学生的科学思维能力。同时，这种教学方法也能够促进学生的大脑刺激，让学生在思考和讨论中不断提高自己的认知水平，培养自主学习和解决问题的能力。

4.根据学习认知，延续师生对话，迁移新异信息

在学习过程中，学生需通过与教师和同学的交流与讨论，加深对新异信息的理解和记忆，并且通过对新知识不断地进行迁移和应用，加强对知识的掌握和运用能力。在这个过程中，学生需不断地思考和提问，以促进思维的创新和拓展，从而达到更深层次的理解和认知水平。同时，教师也需根据学生的理解情况和学习反馈，及时调整教学策略和方法，以便更好地引导学生进行学习和探索。

在本节课结尾，教师通过板书延续课堂对话，结合前两个活动，分析仿生学在生活中的应用。让学生在理解的基础上建立思维模型，形成思维方法，让学生意识到：大自然真的是太神奇了，小小一棵葱里面竟然藏了这么多的科学道理！生活中除了它们以外，大自然还有许许多多科学家，让学生产生继续研究科学的兴趣，通过解决真实问题，进行可迁移的学习。

三、结论和展望

（一）结论总结

本课的探究从学生身边熟悉的事物小葱入手，比赛吹葱叶的活动设计培养了学生的问题意识，并鼓励学生大胆猜想。学生在玩葱叶的过程中，观察并发现了葱叶的独特结构，据此引导学生讨论设计对比实验。学生在实验过程中，用数据验证自己的猜想，激发了探究葱叶不容易吹弯秘密的兴趣。在本课教学过程中，教师让学生积极主动地探究，生动活泼地发展。学生学习的自主性得到了尊重，群体性主体参与率高，尊重学生的知识基础和探究情感，精心创设有趣的探究环节，学生真正体验了探究成功的乐趣，促进了学生主动发展。

（二）展望未来研究方向和意义

“兴趣是最好的老师”，有趣的科学课能够提高学生对科学的兴趣和探究欲望，培养学生的科学思维和科学素养。能够激发学生对科学的兴趣和探究欲望，提高学生的科学素养和创造力，使学生更好地适应未来科技发展的挑战。同时，趣味科学教学也能够促进跨学科的合作和交流，推动科学与社会文化的交流与融合，有助于培养具有全球视野和跨文化背景的创新型人才。

STS教学的意义在于培养学生的科学素养，帮助学生了解科学和技术的发展与应用对社会、环境和人类的影响，以及如何有效地参与科学与社会互动。这有助于培养学生的批判思维、科学精神和社会责任感，以适应未来复杂多变的社会需求。

将STS 理念和趣味科学理念融入日常课堂教学中，为教师提供了一个创新的教学模式，有助于教师提高教学效果和学生的学习质量，推动小学科学教育改革不断前行。