課程思政視域下小學(xué)科學(xué)教具的研發(fā)

摘 要：在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，把握科學(xué)學(xué)科和課程思政之間的聯(lián)系，依托科學(xué)課程內(nèi)容，深入挖掘思政元素，研發(fā)出一系列電磁類和承古啟今類教具。這些教具不僅有效解決了教學(xué)中難以達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)，化解教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)，提升實(shí)驗(yàn)探究效率;突破原有器材局限，拓展教學(xué)廣度深度;鍛煉師生學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)師生創(chuàng)新精神的優(yōu)勢(shì)，而且將課程思政融入教具研發(fā)的“ 點(diǎn)” “ 線” “ 面” 。

關(guān)鍵詞：科學(xué);課程思政;教具;跨學(xué)科

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》指出，小學(xué)科學(xué)課程的德育目標(biāo)主要是培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀和良好的行為習(xí)慣。因此，要將思政元素融入到科學(xué)教學(xué)中，進(jìn)行跨學(xué)科教育[1，2] 。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，許多抽象的概念，有時(shí)很難讓學(xué)生接受，而科學(xué)教具增加了科學(xué)課堂的視覺沖擊，提高了學(xué)生的注意力，起到了“化抽象為形象”的教學(xué)效果。學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的靈魂是實(shí)驗(yàn)，而科學(xué)教具拓展了教學(xué)的廣度和深度。教師要從科學(xué)學(xué)科教學(xué)走向跨學(xué)科教育，打造高智慧課堂，成就高智慧學(xué)生，遵循科學(xué)性、安全性、簡(jiǎn)易性、創(chuàng)造性等原則，以低成本器材引路，以課程思政護(hù)航，研發(fā)小學(xué)科學(xué)精品教具。

一、樹立育人目標(biāo)，體現(xiàn)德育引領(lǐng)

思想政治理論課是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵課程。教師在科學(xué)教學(xué)中所研發(fā)的教具，要充分把握科學(xué)學(xué)科和課程思政之間的聯(lián)系，依托科學(xué)課程內(nèi)容，深入挖掘自制教具所蘊(yùn)含的思政元素，使其與科學(xué)知識(shí)有機(jī)融合，將立德樹人貫穿于小學(xué)科學(xué)教具研發(fā)的始終。

在科學(xué)教具的研發(fā)中，要在習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想的指導(dǎo)下，探尋科學(xué)教材中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，做“有意義”“有深度”“接地氣”的精品教具，培養(yǎng)學(xué)生形成正確的價(jià)值觀。要讓科學(xué)課程同思想政治理論課程并肩同行，做到資源共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在教學(xué)中，要將這兩門學(xué)科形成合力，共同促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，協(xié)同培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)[3，4] 。

二、研發(fā)自制科學(xué)教具，滲透課程思政教育

（ 一） 教具“ 魔術(shù)盒” ———社會(huì)責(zé)任與健康生活

如圖1 所示教具“魔術(shù)盒” 可適用于任何版本、任何教材中與磁鐵相關(guān)的課程。對(duì)于小學(xué)科學(xué)學(xué)科，它可應(yīng)用于教科版科學(xué)二下“磁鐵”單元中的任意一課。在變魔術(shù)時(shí)，首先將四個(gè)彩色骰子放入黑色骰子中，然后將其放入透明盒子里。當(dāng)蓋上鑲有彩色鉆的蓋子后，搖一搖，黑色骰子便會(huì)消失，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)四個(gè)彩色骰子。當(dāng)用“魔術(shù)盒”變魔術(shù)的時(shí)候，學(xué)生們都會(huì)“哇”的一聲尖叫，極大的激發(fā)了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，把課堂帶入高潮。那這是為什么呢？為什么黑色骰子會(huì)消失？ 彩色骰子又是咋回事呢？ 學(xué)生們開動(dòng)腦筋，各種猜測(cè)紛至沓來。有的學(xué)生認(rèn)為是黑色骰子像變色龍那樣直接一分為四，變成了四個(gè)彩色骰子;有的認(rèn)為是彩色骰子之前在黑色骰子后面，老師擋住了部分視線，很好的隱藏了彩色骰子;還有的認(rèn)為盒子里原先沒有彩色骰子，是老師手速太快了，把黑色骰子迅速拿走，立即換成了四個(gè)彩色骰子……當(dāng)教師把黑盒子打開，將吸有黑色骰子的黑盒子展示給全體學(xué)生后，全場(chǎng)震驚，隨即爆發(fā)出經(jīng)久不息的掌聲。偉大的成就來源于我們從小的熱愛和不懈的探究。而教師所要做的，就是要把這份興趣、這份科學(xué)探究的起點(diǎn)深深地埋在學(xué)生心中。

“魔術(shù)盒” 教具自制過程很簡(jiǎn)單：首先，使用廢棄的棉簽盒用黑紙包裹做成黑色盒子，在盒子上粘一些彩色鉆作為裝飾;然后，尋找一些廢棄紙盒，用黑紙包裹做成黑色骰子。最后，在紙盒內(nèi)部和黑骰子內(nèi)部各粘一個(gè)環(huán)形磁鐵，用黑紙蓋住。簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的改裝，可取得錦上添花的教學(xué)效果。

“魔術(shù)盒” 教具融合了課程思政的社會(huì)責(zé)任與健康生活方面。黑盒子和黑骰子都是利用廢棄材料制成。廢棄材料的回收再利用，讓學(xué)生學(xué)會(huì)了減少丟棄，增強(qiáng)了環(huán)保意識(shí)，養(yǎng)成了綠色、低碳的生活習(xí)慣，這也為我國(guó)建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)打下良好基礎(chǔ)。

（ 二） 教具“ 火眼金睛辨硬幣” ———合作精神

此教具可應(yīng)用于教科版科學(xué)二下“磁鐵能吸引什么” 一課，如圖2 所示。這里有十枚不一樣的硬幣，用雙面膠將硬幣粘到彩色泡沫棉上，彩色泡沫棉的上端粘到盒子上，下端不粘。若用磁鐵分別接近這些硬幣，可以發(fā)現(xiàn)磁鐵可以吸起一部分硬幣，但并不能吸起全部硬幣。磁鐵吸起的硬幣有：1 元硬幣、新版5 角、新版1角;磁鐵無法吸起的硬幣有：舊版5 角、兩枚舊版1 角和三枚分值硬幣。通過進(jìn)一步探究，學(xué)生知道了這些硬幣的制作材料是不一樣的：磁鐵吸起的1 元硬幣是鋼芯鍍鎳，新版5 角硬幣是鋼芯鍍黃銅，新版1 角硬幣是不銹鋼;磁鐵不能吸起的舊版5 角硬幣是銅鋅合金，舊版1 角硬幣和三枚分值硬幣都是由金屬鋁制作的。所以，磁鐵能吸起的物體都有一個(gè)共性，那就是含鐵、鈷或鎳。由此，學(xué)生們對(duì)磁鐵可以吸引鐵、鈷、鎳有了一個(gè)更深刻的認(rèn)識(shí)。

在教學(xué)中，這個(gè)教具深得學(xué)生喜愛。下課以后，學(xué)生們就會(huì)把老師圍住，一個(gè)勁兒提問：“老師，你這個(gè)咋做的呀？” “老師，你這個(gè)太神奇了，我也想做一個(gè)?！薄袄蠋煟氵@個(gè)用的是啥材料??？”“老師，你這個(gè)做得太漂亮了！” 學(xué)生們的表現(xiàn)，進(jìn)一步激發(fā)了教師的探索精神，使教師鍛煉了自身能力，提高了專業(yè)素養(yǎng)，促進(jìn)了師生的同學(xué)習(xí)、共進(jìn)步，達(dá)到了教學(xué)相長(zhǎng)的教學(xué)境界。教師有了繼續(xù)“做”下去的動(dòng)力。

“火眼金睛辨硬幣”教具的實(shí)驗(yàn)探究，培育了學(xué)生合作精神。學(xué)生通過小組合作的方式來探究實(shí)驗(yàn)。通過分工操作、傾聽他人意見、協(xié)調(diào)分歧、相互支持與協(xié)作，從而達(dá)成共同目標(biāo)，這無形中培養(yǎng)了學(xué)生們團(tuán)隊(duì)合作精神，更好地發(fā)揮了協(xié)同效應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)更大的成就。

（ 三） 教具“ 磁鐵推進(jìn)器” ———客觀探究精神

這一教具可應(yīng)用于教科版科學(xué)二下“磁鐵的兩極”一課，如圖3 所示。這節(jié)課要對(duì)條形磁鐵各部位磁力強(qiáng)弱做探究。想要讓學(xué)生探究此實(shí)驗(yàn)，需要讓一根長(zhǎng)條形磁鐵平行推進(jìn)來接觸回形針，看一看哪一部位的磁鐵首先吸起回形針。可這對(duì)于二年級(jí)的學(xué)生來說，有一定難度。如何能更好地做到平行推進(jìn)呢？ 如果做不好平行推進(jìn)，那實(shí)驗(yàn)效果會(huì)大打折扣，不利于磁鐵兩極知識(shí)的講解?；诖?，可在紙板上畫一些輔助線來幫助學(xué)生更好地平行推進(jìn)，于是研制出教具“磁鐵推進(jìn)器”。

自制這個(gè)教具：首先，找到若干張廢棄紙片，將兩根廢棄吸管豎向粘在紙片上，兩根吸管之間的距離恰好可以保證讓長(zhǎng)度為18 cm 的條形磁鐵通過;然后，將黑色卡紙貼在兩根吸管中間位置，并在紙上每隔1 cm 畫一條橫線。橫線與橫線之間保持平行;最后，在黑色卡紙下端貼上彩色“磁鐵放置區(qū)域”，紅色一端朝左，藍(lán)色一端朝右。在黑色卡紙上端貼上“1 號(hào)”“2 號(hào)”“3 號(hào)”“4 號(hào)” “5 號(hào)”，分別放置回形針。將實(shí)驗(yàn)用到的長(zhǎng)條形磁鐵和五枚回形針放到黑卡紙所對(duì)應(yīng)的不同區(qū)域內(nèi)。在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，將條形磁鐵平行推進(jìn)，看哪一部位的回形針先被磁鐵吸起，哪一部位的磁性就最強(qiáng)。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生得出條形磁鐵兩端磁力最強(qiáng)，中間磁力最弱。

“磁鐵推進(jìn)器” 的使用突破了原有器材的局限，可提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度。培養(yǎng)學(xué)生形成客觀探究精神，養(yǎng)成了實(shí)事求是、敢于質(zhì)疑、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度。

（ 四） 教具“ 自制圭表” ———工匠精神

“自制圭表” 既可應(yīng)用于教科版科學(xué)五上“時(shí)間在流逝”一課，也可應(yīng)用于教科版科學(xué)六上“影長(zhǎng)的四季變化”一課。

圭表是古人研發(fā)的太陽(yáng)鐘。為更好的講解圭表，教師模仿古人成果自制“圭表”。首先，找一個(gè)廢棄紙板，用黑紙包裹后，做成了一個(gè)可以豎起來的黑色面板。接著， 制作“ 圭” 和“表”。找兩張廢棄的卡紙，其中一張卡紙上用彩筆畫刻度，做成帶刻度的“圭”，而另一張卡紙用黑紙包裹，做成“表”。將“圭” 和“表” 分別粘在面板上。然后，用圓規(guī)在黑色面板上畫弧線，固定手電筒，先在面板上打一個(gè)洞，再用橡皮筋穿洞，橡皮筋一端懸掛手電筒，另一端掛一個(gè)廢棄材料來固定，使得紙板可以豎立不倒。最后，用熒光筆畫三個(gè)手電筒放置區(qū)域：冬至放置區(qū)域、春分和秋分放置區(qū)域、冬至放置區(qū)域。做好后，就可以用手電筒模擬太陽(yáng)，對(duì)所制圭表進(jìn)行測(cè)試。

在圖4 中，左圖、中圖和右圖分別展示了冬至、春分和秋分、夏至?xí)r的影子情況。在冬至?xí)r，太陽(yáng)影子是最長(zhǎng)的，春分和秋分時(shí)影子居中，而夏至?xí)r太陽(yáng)影子最短。這個(gè)教具可以讓教學(xué)效果凸顯，以前在沒有這一教具的時(shí)候，講授這一課時(shí)只是理論講解，并沒有給學(xué)生留下深刻印象。有了自制圭表教具，學(xué)生對(duì)圭表有了更深入的理解。自制圭表教具雖然制作簡(jiǎn)單，但它有效化解了教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，提升了實(shí)驗(yàn)探究深度，提高了實(shí)驗(yàn)探究效率。這樣的教具很接地氣，深受學(xué)生喜愛。

在課堂上，通過圭表的講解，學(xué)生們感悟到我國(guó)古代工匠的工匠精神[5] 。我國(guó)古代的圭表、日晷、水鐘、大明燈漏、五輪沙漏等鐘表，都飽含著“精益求精、無私奉獻(xiàn)”的工匠精神。古代工匠精雕細(xì)琢的無數(shù)創(chuàng)造、發(fā)明，令西方世界高山仰止。鼓勵(lì)學(xué)生要傳承這種工匠精神，實(shí)現(xiàn)我們的強(qiáng)國(guó)之夢(mèng)。

（ 五） 教具“ 一心跟黨走，共筑中國(guó)夢(mèng)———3D 打印技術(shù)再現(xiàn)活字印刷” ———構(gòu)建課程思政環(huán)境

教具“一心跟黨走，共筑中國(guó)夢(mèng)———3D 打印技術(shù)再現(xiàn)活字印刷”，可應(yīng)用于教科版科學(xué)六上“推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的印刷術(shù)”一課，如圖5 所示?；钭钟∷⑿g(shù)是我國(guó)古代四大發(fā)明之一。為繼承和弘揚(yáng)我國(guó)傳統(tǒng)文化，教師利用3D 打印技術(shù)打印字模，用現(xiàn)代科技再現(xiàn)古人活字印刷。

通過建模軟件建好模型，用3D 打印機(jī)打印出十個(gè)字?！耙弧?“心” “跟” “黨” “走” “共”“筑”“中” “國(guó)” “夢(mèng)”。打印出的模型方塊長(zhǎng)、寬、高都是1. 5 cm，字都是凸出的反體字，它的凸出高度為1. 5 mm，字體為楷體，顏色為白色。這些打印成品（光敏樹脂材料）無毒無害、硬度強(qiáng)、光滑度好，非常適合長(zhǎng)期使用。

活字印刷模擬實(shí)驗(yàn)分四步進(jìn)行。第一步，檢字。把字模在活字印刷版上按照順序排列整齊，每一行的字都要從右往左放。第二步，刷墨。在活字印刷板上均勻涂抹墨汁。墨汁量要適中。第三步，拓印。鋪上宣紙，拉平紙張，用拓印的壓板均勻壓印。第四步，晾制。用手將宣紙掀起，把宣紙放到向陽(yáng)、通風(fēng)處晾干。所有拓印后的宣紙都要單獨(dú)放置，不能重疊晾干。

“一心跟黨走，共筑中國(guó)夢(mèng)” 字模，就是為了激發(fā)學(xué)生作為炎黃子孫的驕傲感、自豪感，讓學(xué)生堅(jiān)定“一心跟黨走” 的信念，為“共筑中國(guó)夢(mèng)”而努力學(xué)習(xí)！ 構(gòu)建了課程思政環(huán)境。學(xué)生們感悟到我國(guó)古人智慧和古代科技在全世界產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響，樹立民族自豪感，激發(fā)了學(xué)生對(duì)祖國(guó)文化自信的情感認(rèn)同。

三、深挖教材，將課程思政融入科學(xué)教具研發(fā)的點(diǎn)、線、面

電磁類教具“魔術(shù)盒”“火眼金睛辨硬幣”和“磁鐵推進(jìn)器”完美融合了課程思政，在教學(xué)中發(fā)揮了很大的優(yōu)勢(shì)。這些教具彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室原有器材的不足之處，使得學(xué)生們可以以更好地方式完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成功率大大提高，使實(shí)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單、高效;而承古啟今類教具“ 自制圭表”和“一心跟黨走，共筑中國(guó)夢(mèng)———3D 打印技術(shù)再現(xiàn)活字印刷”在課堂上再現(xiàn)了古人的研究成果，承載著豐富的文化內(nèi)涵。這樣的教具“有意義” “有深度” “接地氣”。另外，很多學(xué)生在科學(xué)教具的啟發(fā)下，他們開始自己動(dòng)手做各種各樣的科學(xué)小制作了，比如電磁鐵、雙控開關(guān)、太陽(yáng)能熱水器、風(fēng)車、編程精準(zhǔn)足球發(fā)射器、3D 打印造小船、吹泡泡機(jī)……教師研發(fā)的這些教具竟然還起到了拋磚引玉的作用，它激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生主動(dòng)投入到深度學(xué)習(xí)中。

任何學(xué)科都不是孤立的。大科學(xué)教育觀下的科學(xué)教學(xué)在很大程度上就是要求科學(xué)課進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)。課程思政視域下研發(fā)的小學(xué)科學(xué)教具有效解決了在教學(xué)中難以達(dá)成的教學(xué)目標(biāo)，它化解教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)，提升實(shí)驗(yàn)探究效率;突破原有器材局限，拓展教學(xué)廣度深度;鍛煉師生學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)師生創(chuàng)新精神。在教具的研發(fā)中，要深入挖掘科學(xué)課程與課程思政相結(jié)合的眾多“點(diǎn)”，從這些眾多點(diǎn)中繪出很多“線”，從這些很多線中便可以搭出“面”，將課程思政融入教具研發(fā)的“點(diǎn)”“線”“面”。在教具的研發(fā)之路上，很多孩子展現(xiàn)出了他們的很多面，這讓我們看到了國(guó)家未來的希望。獨(dú)木不成林，林成樺木生，我們的未來不是夢(mèng)！

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（ 責(zé)任編輯：加順花）