工程和小学科学教育

刚刚过去的伦敦奥运会,开幕式表演中巨大的蒸汽机和高耸的大烟囱象征着英国工业革命序幕的拉开.小学课堂里也同样会出现工业对人类的影响的场景,但教师们聚集的焦点多是在工业的历史或是工业给环境带来的污染等问题上.其实,21世纪以来工业高速发展,工厂和企业中有很多科技方面的进步与创新,是学校科学教育的良好素材.

为了帮助教师们更好地将工程应用的情景与基础教育阶段科学教育相结合,2012年11月8～11日,教育部师范司、中国科协青少年科技中心和东南大学学习科学研究中心共同邀请英国约克大学化学工业教育中心（CIEC）的科学促进项目总监Gayle　Pook和Joy　Parvin担任主讲人,为来自北京、上海和福建等9省市的科学教师和部分科技场馆代表共40人组织研修活动.

本次研修活动的所有案例都是选取自CIEC与地区企业所开发的科学教育活动案例,从工业生产中面临的真实问题出发,简化情境供学生进行科学探究活动.例如,测量不同液体的黏稠度,解决工厂里黏稠剂不能顺利通过管道的问题；观察工厂里水管网的设计,寻找合适的密封材料,解决管道泄漏的问题；尝试在最短时间内使用提供的设备,过滤、净化水库中不干净的水以及尝试用尽可能少的时间冷却大水箱中的热水等.

在3天研修培训中,Gayle和Joy运用CIEC开发的“流动的水”和“工业中的水”2个案例,把所有学员分成4人小组,模拟学生课堂中的探究活动.从1封模拟的公司来信中,学员们了解了企业工程师面临的困难,通过小组讨论、实验、记录、观察和数据分析,为公司提出解决方案建议.

借助不同的工业活动情境,Gayle和Joy生动地阐述了识别／分类、探索、寻找规律、公平实验以及解决问题等几个类型的科学探究活动,并提醒教师在实施科学探究活动的过程中,首先要选择那些真实的、适合探究的问题,并且能对不确定的结果有足够的容忍度；还要在引导学生探究的过程中让他们明白,一个探究活动的结束并不是学习的重点,而是一个新的起点,科学探究应该是一个永无止境的过程.

培训结束前,各小组学员在工业和科学结合这个主题下自由选择主题设计一节相对完整的课例,包括引入活动的情境、教学目标、教学成果、课堂活动和教学评估方法.每个小组用1块展板展示自己设计的课例,并对别的小组的教学设计进行交流评论.

本次研修活动是教育部师范教育司和中国科协青少年科技中心共同主办的“做中学”科学教育实验项目高级教师研修系列活动之一.该项工作始于2011年,旨在为我国科学教育工作者了解国际科学教育教学资源、教育理论研究和实践进展提供交流学习平台,促进科学教育教研专家和科学教育实证研究人才成长.2013年,项目将继续邀请国内外专家为优秀骨干科学教师组织职业发展研修活动.

（中国科协青少年科技中心项目处　曾筝　姜景一）