“三下乡”科普教学新策略的探索研究.pdf

:./.“三下乡”科普教学新策略的探索研究侯 丹 李 响 程 琦.天津师范大学 天津.天津科学技术馆 天津.天津港保税区临港实验学校 天津 摘 要:历年中国公民科学素质抽样调查结果显示乡村居民科学素养水平与城镇居民相比提升较慢究其原因与科普教育资源分布不均、乡村崇尚科学氛围不高、乡村科普教育培训体系普适性不强等因素相关 基于此本文以平衡科普资源差异为关键点探寻适合乡村科技普及的科普教学策略即“基于科普资源包的以问题为引导的情境体验式教学策略”以提升乡村居民崇尚科学的学习氛围加速提高乡村居民的科学素养关键词:乡村科普科普教学资源教学策略 乡村振兴的有效途径之一是提高乡村居民的科学素养近些年在国家大力进行科学普及推广教育的背景下乡村居民的科学素养也获得了大幅度的提升但与城镇居民相比仍然存在着显著的差异 聚焦乡村居民现有知识结构特点结合科普教学资源分布不均的客观现实整合现有科普教育资源选择适合乡村居民知识结构特点的教学模式以乡村居民生产生活所需的知识内容为教学内容将其整合成便携、简单、易懂、易操作的科普资源包进行乡村科普宣传是本文探索的提升乡村居民科学素养的途径一、乡村与城镇公民科学素质水平发展差异显著经由中国科学技术协会公布的第十一次中国公民科学素质抽样调查结果显示:年我国公民具备科学素质的比例达到.比 年提升了.个百分点比 年(科学素质纲要颁布前)提升了.个百分点完成了国家“十三五”规划公民素养达到 的发展目标任务 我国公民整体素养发展水平虽然得到了快速的提升但仍然存在着区域、地域发展不平衡等问题 在对 个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团进行数据调研后结果显示东部地区公民科学素质水平持续领跑长三角、珠三角城市群公民科学素质水平处于领先地位其中上海、北京、天津的公民科学素质水平排在前三位 针对城镇居民与乡村居民科学素质水平的调研发现 年五年的时间里科学素质提高的百分比分别为 和.增长率差异较小但科学素质水平总人数差异较大城镇居民为.乡村居民为.公民科学素质水平发展差异显著尤其是对于城镇和乡村居民而言相差比例达到.中国科学技术协会及其相关部门根据调研结果采取了一系列措施如持续完善科技教育培训体系大幅提高大众传媒科技传播能力大力发展科普基础设施初步建成现代科技馆体系不断发展壮大科普人才队伍等以此不断提高我国公民的科学素质二、以资源包为科普教育资源建构科普教育新模式基于以上措施在乡村科普推广的过程中建构三下乡科普教育新模式以完善科技教育培训体系选择能够提高乡村居民学习兴趣并适应乡村居民知识结构特点的教学方法进行科普教学以营造崇尚科学和创新的社会氛围整合教育资源并将其设计制作成便携、易懂、生活化的教学资源包进行科普宣传以平衡科普资源区域差异化当前的科普教学多以碎片化知识为主不利于建构完整的科学知识体系更不利于全面提升乡村居民的科学素养 同时科普教育有别于传统的课堂教育需要更丰富的教学资源支撑科普教学才能有效地帮助科学素养较低的群体理解科学知识的本质内涵学会应用科学知识解决生产生活中实际的问题 因此以科学教育中核心概念为主题将课程资源整合化、便携化、生活化将其以科普资源包的模式进行科普教育从而达到整合碎片化知识的目的以生产生活中的实际问题为情境进行体验式的教学设计采用受众群体常见的生活资源为实验器材设计实验达到建构科学知识体系、提升科学素养的目的(一)“三下乡”科普资源包概念的界定“三下乡”科普资源包是以为乡村居民提供便捷、易懂、快速学习科学知识内容、提升基本科学素养为目的而设置的科普教学资源 教学内容的选择要贴近乡村居民所需增加乡村居民对知识的感性认知提升学习兴趣教学手段的选择采用情境探究的形式进行辅以科普人员的适当引导增加乡村居民对知识应用的理解学会应用所学知识教学资源的选择采用贴近乡村居民日常生产生活所需的用品进行教具的设计与制作增加乡村居民对科学知识的认可度建构知识体系 因此“三下乡”科普资源包是一套以减小乡村与城镇居民区域科普教育资源差距创新教学科技风 年 月为主要目的选择乡村居民所需的日常生产生活所需的知识内容为教学主题采用情境探究的教学模式应用贴近乡村居民常见用品设计和制作的教具进行教学从而提升乡村居民科学素养的整合化、便携化、生活化、简单化的科普教学资源体系(二)“三下乡”科普资源包的特点()整合化 为平衡科普资源区域间差异针对乡村地区缺少科普实践教学资源的问题将教学资源、教学方法、教学课件等内容进行整合便于进行整体推广()便携化 为便于将科普教学资源推广将科普教学资源设计成便于携带的资源包便于大范围地将教学资源应用于乡村科普教学中()生活化 以往的科普课程是将科学知识内容直接讲授给受众群体是普适的科普课程 针对乡村居民生产生活所需将科普知识乡村情境化教学资源采用乡村居民常用的物品进行实验器材的设计将科普教学资源生活化拉进科普知识和乡村居民的距离提升学习兴趣营造崇尚科学和创新的社会氛围()简单化 将科普课程简单化指的是将科普知识以贴近乡村居民生产生活的方式进行讲解采用简单易懂但又没有科学性错误的语言进行讲解适合年龄阶段不同尤其是偏大的乡村居民进行学习(三)“三下乡”科普资源包的设计()科普教学知识内容选择标准 以物理学中“力学”和“热学”的知识内容为例进行内容的选择依据说明 所选知识内容要符合乡村公民科学素养发展所需所选知识内容要能够解释或解决乡村日常生产生活所需所选知识内容要结合当前社会热点问题所选知识内容要能够通过实验的方式为受众人群进行讲解和解释()科普教学知识内容选择依据 以全民科学素质行动计划纲要作为根本依据以核心素养培养背景下物理学科核心概念和重要概念为主要参考范围以多学科融合为主要特点结合我市乡村具体情况遵从简单、易懂、便于操作、贴合生活的教学理念选取当前民众所关心的社会热点话题作为主要科普教学内容形象生动地展示科学原理方便受众群体接受科普知识加深印象 所整合小实验、或视频等多样化的资源对图 中有关力、热方面的科普内容进行系统宣传图 ()科普教学实践教学材料的选择和应用 选择乡村居民生产生活中常用、常见的物品作为实验材料根据简单、易操作、易观察的原则进行实验设计将实验设计为科学知识内容的载体渗透科学思维方式体验科学研究从而掌握科学知识内容建构知识框架体系 具体实验内容、实验材料及相关知识内容所体现的生活现象如表 所示表 科普资源包实践材料(力、热)实验名称实验材料实验内容生活现象水上轻功水、容器、曲别针容器内呈满水曲别针漂浮在水面上沉入大量曲别针后水不溢出但水面呈弧形清晨蜘蛛网上的露珠、房檐掉落的雨滴等会喝水的杯子透明杯子、火柴、瓶盖、橡皮泥、水、打火机将容器内放入适量有颜色的水点燃的火柴插入带橡皮泥的瓶盖中置于倒扣在容器内的透明杯子中火柴熄灭后杯内液面上升空气炮饮料瓶、剪刀、气球饮料瓶剪开留上端气球剪破套在瓶子上打开瓶口拉动气球即可希罗喷泉塑料瓶、吸管、剪刀、热熔胶枪、水将瓶子剪开瓶盖打孔如上图 所示用胶黏合加水即可被磨得锋利的菜刀刀刃、过道里的穿堂风、用吸管喝饮料等自制投石机夹子、瓶盖、冰糕棍、热熔胶枪、乒乓球木条粘在夹子两端将瓶盖粘在其中一根木条上乒乓球放在瓶盖上按压即可会发射的乒乓球纸杯、剪刀、气球、乒乓球纸杯去底将剪破的气球套入乒乓球置于纸杯内拉动气球即可发射橡皮筋、松紧带、弹力袜等筷子开汽水一次性筷子、易拉罐装汽水利用筷子快速摩擦瓶口处易拉罐瓶盖崩开点火石等 科技风 年 月创新教学续表实验名称实验材料实验内容生活现象向上爬的金龟子绳子、硬纸板、吸管、马克笔、绳子、双面胶、剪刀制作金龟子图案在反面以八字形粘贴两小截吸管并用绳子链接固定一端向下倾斜左右拉动纸片向上移动拉不开的书两本页数相同的书将两本书页依次相交叠放拉不开书轴筷子提米筷子、瓶子、大米、水瓶内装满大米压实插入筷子加水静置后能被提起卫生间的防滑砖、木匠使用砂纸打磨、老师用板擦擦拭黑板等会悬浮的陀螺陀螺、磁铁、瓶盖、玻璃磁铁放在桌面上两侧放置瓶盖架起玻璃板在玻璃板上转动小陀螺稳定后撤下玻璃板和瓶盖陀螺悬浮用电磁炉煮饭、乡村广播站话筒等平衡鸟彩纸、剪刀、笔、曲别针彩纸对折画出一半鸟剪下来鸟嘴处对折形成支点放在笔杆上翅膀对称别上数量相同的曲别针能稳定站立 立扫把实验扫把、粗细均匀的筷子将扫把立在水平地面上不倒若扫把过软中央插入筷子即可立鸡蛋鸡蛋、平台将鸡蛋立在水平桌面上不倒水往低处流、果子成熟后掉落、利用杆秤称取物体重量等会开的纸花白纸、彩笔、剪刀、水、容器画出花朵裁剪折叠放入有水的容器中逐渐展开香薰花等会引水的绳子线绳、容器 个、有颜色的水高处的杯内装有有颜色的水线绳两端分别放入两个杯内一段时间后低处的杯内有水松土吸水、农民用毛巾吸汗等天气预报瓶硝酸钾、氯化铵、蒸馏水、无水乙醇、天然樟脑(粉)、装饰瓶按一定比例制作溶液依次倒入装饰瓶中在常温环境下待溶液静置冷却后观察经历析出现象只用手感觉温度可靠吗水(热、常温、冷)、容器将手分别伸进两种不同温度的水盆中感受差别温差发电、农作物地膜的应用等会吐气的瓶子矿泉水瓶(较软)拧紧瓶盖转动瓶身打开瓶盖瓶内产生白烟热水袋取暖、谷场晒谷等会吹气球的瓶子容器、水(热、冷)、饮料瓶、气球瓶口处套气球瓶身浸入热水内气球变大再挪入冷水中气球变小温度计的原理口服液、吸管、容器、水(热、常温)插入吸管的口服液放在热水中管内液面上升挪入常温水中液面逐渐降低石灰路面留有空隙、冬季外露的水管易破裂等肺泡是如何工作的 金属水黾金属细丝、水、容器将金属细丝弯折成水黾模型金属水黾模型可漂浮在水面上水面上的昆虫等 ()乡村科普教学策略 根据乡村居民知识结构和成长环境的特点以提升居民科学素养为主要目标提出“基于科普资源包的以问题为引导的情境体验式教学策略”针对科普教学资源和科普人员区域分布不均的客观条件分析所在区域乡村居民的特点将科普资源整合化、便携化、生活化将科普讲解方式简易化建构以问题为引导的生产生活化体验式科普资源包教学策略 该策略宗旨为将科普教学资源整合为便携化的科普资源包科普资源包的设计和制作以生活化和简易化为设计标准讲授过程设置生活化、生产化的教学情境设置合适的问题引导受众群体进行知识的探究与学习将问题简单化、生活化、易懂化提升受众群体的学习兴趣通过体验式的教学过程学习科普知识内容改变前概念完善现有知识体系并学会应用所学知识解释和解决生产生活中遇到的问题()乡村科普教学流程 首先以科普资源包为教学资源选择本次课程所需要的实验内容其次结合当地居民的特点和所处的环境对实验所涉及的情境进行本土化微调第三对受众群体进行测试了解他们对知识理解的水平和存在的前概念最后有的放矢地进行教学设计完成教学 教学流程如图 所示图 三、应用“科普资源包模型”的教学实践案例(一)通过前测试题了解受众群体对知识内容的理解情况将全民科学素质学习大纲要求作为测试基础选择有关力、热方面更贴近生活化的科学知识常识类问题以乡村居民生产生活中常见的问题为题目情境以选择题、判断题、简答题的形式进行前测题目的设计有助于检测对科学原理的掌握程度在教学过程中能够根据测试结果对教学过程进行微调有助于有的放矢地进行教学帮助公民更好理解已被抽象化的固有知识概念提高公众在生活中合理运用科学的能力从而提升公民的科学文化素养(二)学情分析本次教学主要针对我市乡村居民当前我市乡村居住居民以年龄偏大或儿童为主年纪偏大的受众群体由于受多年生产生活经验和传统观念的影响前概念存在比较顽固的特点进行改变时相对比较困难同时年纪偏大的受众群体改变固有思维的能动性较差需要教师循序渐进地引导 儿童普遍接受科学教育还较少同时由于年级较小前概念较模糊理解和实际操作能力有限需要更加贴近儿童的科学性语言对儿童的学习进行引导(三)教学目标()知道摩擦力的概念了解摩擦力的类型和方向()知道影响摩擦力大小的因素分析增大或减小摩擦力的方法能够应用摩擦力的知识分析和解决生产生活中的实际问题()通过体验式实验探究学会分析和解决问题的科学方法培养正确的科学态度()通过对知识的应用使学生认识到物理知识的重要性和对社会的价值(四)设计理念以全民科学素质学习大纲要求作为科普知识内容选择范围的基础以发展乡村居民的科学素养为主要目标选择乡村居民所熟悉的生产生活场景作为教学情境创新教学科技风 年 月将知识内容融入真实的情境中进行教学设计以项目体验的形式让学习者进行探究在教学过程中交叉融合多种教学方法以及融合多学科的知识内容进行设计 教学过程中所采用的实验器具以生产生活中的材料为主贴近生活增加乡村居民对知识的接受度(五)教学设计概述摩擦力的奥秘教学材料教学课件、演示实验器材、圆形纸片、胶带、马克笔、吸管、绳子等教学过程教师行为学习者反映实验观察以精彩的电影片段为引入引发学习者的学习兴趣并引起学习者的学习兴趣(观察摩擦力)播放电影蜘蛛侠中蜘蛛侠爬墙的片段提问:在日常生活中我们能够像蜘蛛侠一样不借助任何工具徒手爬墙吗?引导大家观察和思考蜘蛛侠在爬墙时身体有什么变化?是什么原因使蜘蛛侠能够在墙壁上随意攀爬?学习者结合头脑中原有的认知可以在教室中试着徒手攀爬墙壁再反复观察蜘蛛侠攀爬墙壁的前后身体的变化情况回答蜘蛛侠的手部长满了毛刺变粗糙了所以可以攀爬墙壁了设计意图:通过制作精良的视频吸引参与者关注激发参与者的学习兴趣引导其猜想和了解摩擦力情境化的实验探究(感受摩擦力)情境:车子行驶在光滑的路面上和泥土的路面上哪种路面车子减速较快?为什么?情境:洗碗的时候为了保护双手很多女士都喜欢带胶皮手套有两副胶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会选择哪种呢?为什么?情境:锄地的时候为什么戴副手套手上不容易起泡?情境:首先回忆平时坐车的经历在光滑的板油路刹车与在泥土地上刹车有什么差异?进行实验操作首先让小车从光滑的斜面顶端下落再将泥土薄薄地平铺在斜面上让小车从斜面顶端下落用手机记录小车每次下落的时间情境:将碗放在含有洗洁精充满泡沫的水盆里一半小组选用光滑的手套洗碗另一半小组选用粗糙的手套洗碗观察哪组洗的轻松实验材料:小车、光滑的斜面、泥土、胶皮手套(副手套)、水盆、碗、洗洁精以上实验渗透和引导学习者体会“对比研究”与“控制变量法”的科学研究方法的学习培养学习者的科学思维以及实践是检验真理的唯一标准的科学精神设计意图:通过生活中的问题情境让学习者对摩擦力有初步的体验感受物体表面的粗糙程度对摩擦力大小会有影响探究实验逻辑推导(总结摩擦力产生的条件)(认识摩擦力)探究实验:.介绍实验器材:弹簧测力计、长木板的作用和使用方法.进行实验操作采用控制变量法的方式进行实验 同时注意二力平衡思想的渗透探究实验:.观察不同鞋底的花纹.体会骑自行车过程中快速减速的方法(捏闸)总结讲解:总结滑动摩擦力和静摩擦力的概念讲解它们的区别与联系通过弹簧测力计能够测得摩擦力的大小 通过数据进行逻辑推导探究影响摩擦力大小的因素逻辑推导、理论讲解实验材料:长木板、弹簧测力计、毛巾、粗布、小车、砝码设计意图:通过科学小实验和生活小实验完成对摩擦力大小影响因素的探究并学会应用所学知识解决生活中的实际问题 通过理论讲解引领受众群体完成逻辑推导过程分析静摩擦力、滑动摩擦力的特点应用本节课所学知识设计和制作小教具(实践与应用)寻找家中需要增加摩擦力的工具或生活用品应用今天所学的知识对其进行改进分析需要改进的物品的特点结合摩擦力产生的条件选取合适的实验材料自主设计、完成该实验与身边的朋友分享你的改进结果自我评价与交流合作(知识建构)引领学习者总结所学知识内容与实际情况相联系建构摩擦力知识体系尝试设计和描绘知识结构图并互相交流设计意图:通过应用所学知识针对要达到的实验效果进行实验的设计与制作培养受众者综合应用所学知识(本设计实验包含数学、设计、制图、物理、美术等知识内容)解决实际问题的能力同时考查受种者本次课学习的效果四、科普教学实践总结通过实践可知对于乡村居民的科普教学不能生搬硬套地将现有教学策略融入其中而采用“基于科普资源包的以问题为引导的情境体验式教学”策略以乡村居民生产生活随时能够接触、随手就能进行的生活实验进行教学增加受众群体的沉浸感提升受众群体对知识的认可度使乡村居民真正地想要学习科普知识内容提高乡村居民的求知欲从而全身心地融入教学中完成科普知识的学习并进行知识内容建构完善科技教育培训体系营造崇尚科学和创新的社会氛围平衡科普资源区域差异化建设参考文献:中国音协.第十一次中国公民科学素质抽样调查结果发布/.:/./?.侯丹李响李春密.在高校中发展项目体验式科普培训的探讨.物理通报():.宋李晶.浅议科普文化在乡村振兴战略中的作用.山西农经:.:.():.基金项目:天津市科学技术普及项目(编号:)研究成果作者简介:侯丹()女汉族内蒙古通辽人博士实验师研究方向:物理实验教学、科技教育李响()女汉族河北平泉人学士中级职称研究方向:青少年科技教育程琦()女汉族天津人硕士初级职称研究方向:科普教学 科技风 年 月创新教学