“发射火箭”不是梦!为什么要这样学习科学?
2024-12-05
“3,2,1——发射!”
操场上,一群“小科学家”正在兴奋地倒数着。瞬间,几架“水火箭”如同离弦之箭,向着操场另一头飞驰而去,水柱在空中划出一道道抛物线,伴随着大家此起彼伏的欢呼声,成为这个清晨最美妙的瞬间。
这是一堂不一样的科学课,同学们正在通过实验,探究“能量的转换”。
自制水火箭:百闻不如一“践”
在围绕“能量”为主题的四年级科学课上,从“能量的种类”,到“能量的转移”、“能量间的转换”,知识点层层递进,同学们已经能快速应用知识,联系生活中能量转换的例子,比如:电熨斗能将电能转为热能,敲门的动作让动能转换为声能……
然而,“势能”这个概念,是同学们难以通过生活经验来感知的。
为此,小学科学组组长Ms. Diana Li和科学及STEAM老师Mr. Jackie Lao共同设计了“水火箭”跨学科学习项目,让学生通过亲身实践深入理解能量转换的基本原理,包括势能、动能、空气阻力,了解牛顿运动定律等科学概念。
实验前,两位老师带着同学们逐步剖析探索实验原理,思考每个环节中能量如何转换。
拆解实验原理的过程,引发了学生们的思考:怎样才能让火箭发射得又高又远?跟瓶内的气压、发射的角度,或是其它因素有关吗?
带着诸多疑问,同学们将在实践中探寻答案。
从零部件开始,各小组分工合作,组装动力舱、箭体、发射架等,共同完成火箭发射装置
这堂科学课从实验室搬到了户外,每个小组分头行动,做发射前的准备。操作过程中,同学们也都遇到了五花八门的问题,比如火箭飞不起来、飞行高度不理想、用打气泵增压过程中火箭就漏水了……
在老师的引导下,各组纷纷排查原因,有的检查气密性,有的几人一组给气压不够的“火箭”增压。
不断尝试后,终于,每支火箭都成功发射,同学们兴奋地高声呼喊,在操场上随火箭的方向飞奔而去。
这也激起了大家继续探索的欲望,几个小组之间开始暗暗比拼,大家分头调整角度、水量、压力等变量,比谁的火箭发射得更远,由此摸索出“秘诀”,验证他们在实验前的猜测。
这节课上,每个人都“玩”得不亦乐乎,同学们在好奇心和探索欲的驱动下,自然而然地习得了新知,这也是两位老师课程设计的初衷。
学习科学,享受科学
像科学家一样思考
在大部分学生心中,科学老师是最会变“戏法”的人。
“直接经验最能帮助学生理解抽象概念,这也是为什么我们经常给孩子们设置实验探究活动。由此,调动他们与生俱来的好奇心,引发主动观察和思考,也增加课堂的互动性和趣味性,让大家享受学习的过程”,Ms. Diana Li分享道。
“在实验的设置上,我们一方面考虑把知识与生活联系在一起,做些日常的小实验;另一方面,也充分利用实验室的设施设备,展开专业性的实验,给同学们呈现不寻常的体验,比如这次的水火箭实验、面粉爆炸实验等,让他们感受科学的魅力,激发探索的欲望”。
而这次“水火箭”项目,更是一次跨学科的学习体验。
同学们在设计与制作水动力火箭的过程中,涉及了物理学、工程学、数学等多个领域的知识。他们通过测量箭体的长度、读取气压表数值、计算水火箭发射的高度等实践环节,加深了对知识的理解,还锻炼了动手能力和解决问题的能力。
Mr. Jackie Lao告诉我们,工程学中最重要的能力之一是“解决问题”,能够创造性地提出想法与假设,并通过实践检验自己的猜测。“团队配合也至关重要,很欣慰的是,在遇到问题时,我们的学生不仅展现出主动思考的精神,而且团队成员之间相互包容、给予支持,充分体现了博萃德勤思善悟、同理共情、出类拔萃的价值观”。
在博萃德,科学课的目的并不是单纯传授知识,更重要的是培养学生的科学素养,学会像科学家一样思考,从规律和本质上看待世界。老师们在真实的情境中点燃孩子们好奇心,激发他们主动探究,培养思考和解决问题的能力。而正是这些“软技能”驱使每位学生自信面对学习、生活中的挑战,为未来做好准备。