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编辑/肖静 统筹/孙习涵
探索真理比占有真理更为可贵,科学探究能给予孩子的不只是课堂上的创造力和优异的成绩,它将伴随孩子的成长,作为一种自主学习的动力使孩子获益终生。本文借助“学思维”活动课程中的两款活动,改编了两个亲子思维游戏,利用手边的日常物品来培养孩子的科学探究能力。
宇宙浩瀚,天地辽阔,处于其中的我们相比之下如此的渺小。然而我们立足于地球,却能探秘月亮,考察火星;我们可以通过仿生学工程,了解深藏海面之下的世界。我们对世界的探究让自己不再渺小。
这些成就离不开科学探究的过程。作为人们发现自然规律、获取自然知识的主要过程和重要方法,科学探究推动了科技进步和社会发展。但科学探究不是科学家的“专利”,它被视为一种重要的个人能力和教育途径,在孩子的教育、能力培养中占据关键位置。
这是因为一方面,科学探究不仅与科学学科相关,与数学、语文、美术等学科都有内在联系。例如,科学探究过程中“收集和获取数据”、“整理信息”、“分析处理数据”等阶段都离不开数学知识。而“得出结论”、“进行表达与交流”等环节也有与语文学科培养的能力密切相关。
另一方面,科学探究还是一种很好的学习方式,他能让孩子养成自主学习的习惯,让孩子不断地学会发现问题和解决问题。科学探究能给予孩子的不只是课堂上的创造力和优异的成绩,它将伴随孩子的成长,作为一种自主学习的动力使孩子获益终生。
如今风靡的STEM教育,实际上是把项目学习、问题解决作为课程导向,将科学、技术、工程、数学有机结合,然后通过科学探的方式究使学生的创新能力得到有效培养。科学探究是STEM教育的一大核心。
但一些家长追求STEM教育的形式,却对科学探究能力的重要性和培养方法知之甚少。实际上,科学探究能力不是高岭之花,父母在生活中同样能培养孩子的科学探究能力,带领孩子发现问题,完成探究。今天的两款亲子思维小游戏包含了科学探究的过程,只需借助生活中常见的物品,就能轻松培养孩子的科学探究能力。
游戏名称:看谁搭得高这个活动以生活中常见易得的A4纸为工具展开,让孩子们体验“提出猜想——尝试验证——反思总结”的科学探究过程,理解解决一般问题的科学程序。在亲子互动中,孩子们能够通过实践来培养科学探究能力,提升思维的灵活性和独创性。
环节1:想一想
家长需要准备好5—8张A4纸。先给孩子发一张A4纸,让孩子思考:在不借助外力和其他工具的情况下,有什么方法可以让纸张“站立”起来。
在这个环节中,孩子起初或许毫无头绪,因此,家长首先要鼓励孩子发散思维,保持积极的思考状态。其次,家长可以给孩子适时的引导和适当的提示,例如,将纸对折或者折成三角形、正方形、圆形、多边形、波浪形等都可以让纸张“站立”起来。家长要激励孩子找出更多的方法。
环节2:比一比
家长在这个环节中要引导孩子观察A4纸的不同“站立”方式,让孩子思考更深入的问题:纸张承重的力量如何分布才能让其立起来,引导孩子发现其中的玄机。
例如,一张 A4 纸分别折成两条边(一个角)、三条边(三角)、四条边(四角)、五条边(五角)等不同形状都可以使其“站立”,那么承重力量就应该是分布在这两条边、三条边……之上。
随后,家长可以和孩子一起分析哪一种方式能让A4纸站得更稳,引导孩子得出自己的猜想并记录下来。无论想法对错,家长要给予孩子信心,使其带着疑问和好奇进行下一个环节。
环节3:做一做
家长让孩子根据第二个环节得出的观察结果和猜想进行实践,在无外力和工具作用的环境中,将5张A4纸以某一种形式一张张往上搭。
环节4:再思考
在游戏的最后,家长可以利用暑期的时间,带领孩子去图书馆查阅资料或实地考察,调查支撑房屋的柱子是什么形状的。 并和孩子一起讨论:什么形状支撑效果最好?
在本游戏中,孩子在动手尝试之前,家长要引导孩子重视理性思考,只有发现影响稳定性的因素,才能搭建更高的塔。在动手搭建的过程中,隐藏着很多科学知识,值得孩子去慢慢发现和领悟。
游戏名称:瓶盖的运动轨迹
图形的运动生动直观,通过观察简单图形的运动轨迹,可以让孩子体会“猜想——验证”的探究过程,明白“论点可以通过实践来验证”的道理,从而举一反三,在学习和生活问题面前能够大胆猜测、寻求验证,并借此总结出一般规律,学习归纳推理和演绎推理的思维方法,提升思维的灵活性和深刻性。
环节1:思考瓶盖的运动轨迹
家长先准备瓶盖、纸、彩笔和几张瓶盖大小的圆形卡片。随后通过一个生活中的情境,将孩子引入活动内容。例如:飞行表演中,飞机身后的“线”不仅交汇成赏心悦目的风景,还向我们展示了飞机的飞机轨迹。
又如,水面有船驶过时,会留下一道痕迹,告诉我们船去向何方。
在情境之中,家长可以向孩子介绍“轨迹”的概念,让孩子了解到轨迹可以说明物体的运动路径。然后让孩子观察瓶盖的滚动,思考两个问题:
如果瓶盖沿水平方向滚动时,它留下来的轨迹是什么样的?
当瓶盖沿水平方向滚动时,瓶盖边缘的一点会留下怎样的轨迹?
环节2:画出瓶盖的运动轨迹
家长让孩子根据环节1的两个问题做出大胆的猜想,并将瓶盖在上述两种情况中的轨迹画下来。
在这个环节中,孩子猜想的轨迹是否正确并非重点,家长应该留给孩子更多的发挥空间,进行自主思考,激发孩子的探究动力。
环节3:如何验证轨迹
对于年龄较大的孩子,家长可以让孩子根据现有的工具探索验证瓶盖运动轨迹的办法。而对于年龄较小的孩子,家长可以和孩子一起做一个小实验来展开验证。
本文提供一份验证步骤以供参考:
首先,用准备好的硬板纸剪出一个圆形。准备白纸和铅笔,将白纸的一边与桌子的一边对齐后固定。
验证1:瓶盖留下的印迹是什么?
在圆形硬纸片的边缘涂上颜料,将其竖起来在白纸上滚动,便可看出它在白纸上留下的印迹为一条直线。
验证2:瓶盖边缘上的点将留下怎样的轨迹?
①用铅笔尖在圆形硬纸片的边缘戳一个小洞。
②将铅笔尖竖直戳在小洞里,使圆形硬纸片紧贴白纸纸面,利用铅笔带动圆形硬纸片沿着水平方向滚动(贴住白纸的一边)。
在验证的过程中,圆形硬纸片上的孔的位置或许存在差异,因此画出来的轨迹也会略有不同,轨迹可能为上图的一部分。
通过“猜想——验证”这一过程,家长要让孩子明白任何猜想都需要在验证后才知道真伪,抓住解决问题的关键才能有效解决问题。同时培养孩子善于观察、积极思考的学习态度, 激发学习兴趣。
综上,本游戏中,孩子通过对于同类型问题的归纳和分类,总结出物体运动的一般规律,提高思维的灵活性和深刻性,发展科学探究能力、语言表达能力和问题解决能力。
家庭小作业:
家长准备纸、彩笔和正方形的卡片,让孩子猜想以下不同图形沿水平方向滚动时红点的运动轨迹并画下来,根据猜想展开验证。
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本文核心内容来源《“学思维”活动课》
编辑 | 肖静
统筹 | 孙习涵