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深耕农村,播撒科学的种子

2019-09-10李宝成

湖北教育·科学课 2019年2期
关键词:水磨筛子金属

李宝成

我是青海省湟中县鲁沙尔镇第一小学的一名科学教师。自师范毕业后,始终坚守在教学一线,扎根乡村教育已29载。作为一名小学科学教师,我深知小學科学启蒙教育犹如一颗种子,对学生的终身发展有着深远的意义。

就地取材做实验

相比东部发达地区,青海省的农村小学条件非常差,学校缺乏基本的教学设备,对于需要诸多实验器具的科学课而言,教学更是难上加难。在这种条件下,我克服困难,努力创造条件,自制一些教具。没有仪器,就拿手边的杯子、碗筷代替;没有实验室,就带领学生上山下河,走在田野间,亲身领会自然的奥秘,体验真正意义上的科学课。

在执教《米和面粉》这节课前,我要求学生自带小筛子比较米粒和面粉的直径,可到了上课当天才发现,家长们都舍不得让学生把筛子带到学校“玩”,眼看实验进行不下去了。看到有个学生从桌子里拿出一张纸,用铅笔戳起了小眼,我灵机一动,让学生尝试做小筛子,课堂顿时活跃起来。学生用自制的小筛子将米和面粉进行分离,当发现有些小组的筛子下面出现了米粒时,我让学生研究是什么原因出现这种情况,引导他们认识到是因为小筛子的孔径大于米粒的大小,要想改变漏筛的情况,筛孔的大小要小于米粒的外径大小。

这节课虽然没有按计划教学,却得到了意外的收获。学生开动脑筋、各出奇招,制作出了许多小筛子。学生还根据物体大小的不同,设计出了不同网眼大小的复合型筛子,他们的思维得到了发展,科学实践能力得到了提升。

又比如,我在执教“分离物质”内容时,需要利用物体的不同特性将不同物质分开。我想到了小时候在打碾场上大人们把刚从麦穗上脱下来混有麦糠的麦子在风中扬起来,利用风力将麦糠吹离的情景。于是,我把学生带到打碾场上,让他们观察农民是如何利用风把小麦从麦糠中分离出来的。虽然这个活动是农村学生司空见惯的,但他们并没有真正对其认真观察和思考过,通过这个实地观察活动,教学目标得以完成。

后来,在执教《风力和风向》一课时,虽然学校没有测定风力和风向的仪器,但学生又想起打麦场的情景,于是很快想出了办法:在教学楼一侧的消防楼梯上,人站在上面,伸手向地面投放物品。在无风的情况下,物品会垂直落下;然后以落点为圆心画几组同心圆,像靶牌一样,并参考指南针标上东南西北方向;接着,一人站在楼梯上向圆心投物,根据所投物品漂移的位置可以判断当时的风力和风向。活动结束后,学生又提出了很多问题和设想。如,投放物漂移的距离跟物体的重量有什么关系?跟投放物的大小有什么关系?跟投放的高度有什么关系?在我的指导下,学生自发开展了一个又一个科学探究活动,他们在熟悉的环境中进行科学探究,引发深度思考和思维创新,大大激发了学习科学的热情。

我总结的“就地取材做实验”的教学经验,把农村特有的资源整合为农村小学的科学教学的优势资源,在全县产生了较大的影响,使更多的学校“上得了”科学课。

发现学生的亮点

我的科学课堂是很灵活的,不是为教材而教学,也不是为考试而教学,而是根据学生的情况,创造性地使用教材,让他们充分探究,让他们的思维得到发展。

我在执教《金属的热胀冷缩》一课时,考虑到教材中实验设备装配很烦琐,对实验效果的影响因素很多,不适合课堂教学,于是我将问题抛给学生,让他们自己设计教学器材。有几个学生带来了一件作品——指针式金属热胀冷缩演示仪,该仪器是将金属条的一段固定,另一端固定在一指针上。随着金属条的伸缩,指针可以来回摆动。在指针的位置设置一个刻度盘,这样只要金属条受热或遇冷就能在刻度盘上看到明显的变化。刚开始学生设计的作品比较粗糙,我便指导他们不断地修改和完善设计作品,最终成为可以在课堂上演示的仪器。

在教下一届的学生时,他们参考了这一次的经验,并有了新的创意,他们用光杠杆的原理制成了金属热胀冷缩演示仪,该仪器是将待测的金属条弯成“凹”字形,一端固定,另一端安装在一面可以旋转的平面镜的一侧,在平面镜的对面(也就是固定金属条的一侧)安装一个激光灯和一个刻度尺。将金属条弯曲的部分浸入到水槽中,在水槽中安装一个加热器和一只温度计,通过温度计测出水温。使用时,激光灯的光束照到平面镜上,再反射到刻度尺上,当金属条因温度发生改变而长短发生变化时,平面镜会发生旋转,激光照在刻度尺上光斑的位置也会发生改变。这个设计与之前的设计相比更加灵敏,还能简单地测出金属的膨胀系数。该仪器在2013年青海省青少年科技创新大赛中获得二等奖,这对于教学资源匮乏的农村孩子来说是非常不容易的。

像这样的例子还有很多。我在课堂中常关注学生的亮点,保护他们对科学的兴趣,激发他们的创造才能,以期在他们的心中埋下热爱科学的种子。

充分利用本土资源

2016年暑假,我所在的鲁沙尔镇第一小学第一次举办桂馨科学夏令营活动,学校在筹办过程中建议科学教师开发一些有本土特色的探究活动。当时我就想到了小时候经常见到而现在所剩无几的水磨,水磨是利用水能驱动加工粮食磨出面粉的一种机械设施。随着社会的发展,先进设备的不断涌现和普及,水磨已经被人们渐渐淡忘,很多水磨已经被拆除,留下不多的也是稀有的“古董”。我特意对水磨进行了深入考察,拍照片,录视频,咨询有关的技术人员,经过反复的思考与探索,设计了“千年古磨”的探究活动。

这个活动主要让学生通过观看照片和视频资料以及模型演示等方式了解水磨的原理和基本结构。“千年古磨”的模型主要分两部分:一是用于引水的“水渠”,可以用橡胶水管代替;二是水轮机。水轮机的制作首先要考虑到材料的选择,既要在水环境下工作,又要容易加工,因此我选择了塑料泡沫。最复杂的问题是如何制作传动齿轮,刚开始做了好几次都没有成功,要么齿轮牙分配不均匀,要么就是两个齿轮不配套。最后我请教了几位数学老师,他们利用数学的方法在塑料泡沫板上将齿轮画出来,然后用刀裁,才制作成功。

这次探究活动,重现了人们在过去没有电的情况下是如何利用自然的力量来为人类服务的,让学生了解有关水磨的科学原理。在夏令营中真正实施该活动时虽然对教师提出了挑战,但学生的参与热情很高,带给教师一个又一个惊喜,活动达到了预想的效果。

青海蕴含着丰富的水力资源,人们在青海地区的黄河上修建了许多水力发电站,这是我们高原特有的资源。为了发挥这一优势,我思考如何通过探究活动向学生展示出来,让他们了解和掌握水力发电的原理。最终,我完成了“水力发电”探究活动的设计。

水力发电机的模型主要由水轮机和发电机两部分组成。水轮机的制作比较困难,主要是材料的选择和加工问题。在这个过程中,我得到了桂馨基金会科学课项目专家王平老师在资金、技术等方面的支持和帮助。完成初稿设计后,我进行了3次测试,发现了很多材料选择、模型设计等方面的问题。于是,我开始不断寻找更适合的材料,网购、实体店购买,甚至连街边的垃圾箱都不放过。我还动员家里人帮忙,经常忙到半夜。经过十多次的修改,设计方案终于定稿。经过反复测试、优化,最后我采用了塑料饮料瓶来制作水轮机。

2017年,在桂馨科学夏令营中,该探究活动取得了很好的效果,学生参与的积极性很高。通过这次开发本土教材,我收获了很多,并开始琢磨设计下一个能让学生感兴趣的科学探究活动。

科学教育是一份事业,需要用毕生精力去追求;科学教育是一份工作,需要用满腔热忱去拼搏;科学教育是一件艺术品,需要用心去雕琢。未来的科学教育之路依然任重而道远,希望有更多的年轻教师加入科学教育的行列中,一同见证科学教育的“诗和远方”。

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