一、教学要点参考
(一)科学是想象力的源泉
从科技革命到知识爆炸,从大数据到人工智能,人类社会又步入了想象力经济的时代……何谓想象力?它首先是人类原始的天赋和能力,创造新事物、创新新模式,从无到有、从零到一;更深层上,它能突破认知的边界,超越已有的极限,颠覆过去的经验。从这个意义上讲,想象力与科技是相通的。
相比人类的学习力等能力,想象力是人类最宝贵的财富,它是推动人类社会不断进步的力量,是创新能力的源泉。而想象力最重要的来源,则是人类社会不断发展的科学、艺术,以及不断沉淀的从古绵延至今的人类文化。
有人说,好奇心是推动人类发展的唯一动力。而想象力则是人类发展的基础。一个人如果没有想象力,那跟机器人无异;一个没有想象力的民族,是缺少活力、仿佛一潭死水的民族;一个国家缺乏想象力,则不会有创新,不会有科技文化的进步,那是十分可怕的!
现在我们国家已经迈入新时代。新时代呼唤新作为,新时代需要新气象。要想提高国家科技文化实力,提高创新能力是关键。因此,我们要重视在教育中培养创新人才;要建立健全创新奖励机制,对做出贡献的创新人才加大奖励;要给科研人才提供一个良好的科研环境,鼓励创新研究。唯希望也,故进取;唯进取也,故日新。让我们在科学中汲取想象力的养分,为国家科学和文化的进步贡献时代力量![12]
(二)科学对想象力的作用
想象力是人类所特有的一种天赋,是人类最伟大的特点和优势,虽说与生俱来,但也在很大程度上受外界影响。想象力的发展是需要知识的,而且它渴求更多元、更丰富、更深远的知识集群。可以说,科学和艺术对于想象力都起着非常重要的作用,它们构成了想象力的源泉。
科学是想象力保持活力的来源之一,当面对所谓科学真理时,我们是否敢于想象去质疑它、批评它、否定它呢?而这敢于想象的证伪主义正是科学精神的核心。哥白尼在科学面前充满想象,也进一步求证了“日心说”的合理性,让人类更向真理靠近了;爱因斯坦曾说想象力比知识更重要,这位伟大的科学家充满智慧,也向人类美丽的创造能动性——想象,给予了真切的赞美与认可;瓦特在水壶旁的一次不经意想象,让科技发生了一次质的飞跃;牛顿万有引力的发现也成就了一颗苹果所带来的想象。这样的例子不胜枚举,科学与想象存在着千丝万缕的联系,最重要的就是科学一直让想象保持活力。
(三)天真孩童渴求想象力
新维果茨基学派建构了一种整合了认知、动机和儿童社会性发展等心理要素的综合性理论,把儿童主导活动的变化作为儿童发展的主要成就和表现形式,形成了儿童发展的一般模式。在儿童中期(也就是小学阶段),他们通过习得书面语言,通过科学概念、程序知识和知识体系调节的认知过程,形成系统的科学概念、程序知识和学习活动。[13]在这个阶段,学生对周围的事物充满好奇,内心充满想象,总是跃跃欲试。正是因为家长没有扼杀数星星的孩子对茫茫宇宙的探索,最后才成就了伟大的天文学家张衡,才有了浑天仪、地动仪。(https://www.daowen.com)
在科学课学习中,学生从简单观察开始,逐步学习观察法、实验法等方法来探究科学。在这过程中,学生难免会对老师课前准备的实验器材充满好奇,甚至“跃跃欲试”,这时老师如果立马呵斥,也许将彻底扼杀了他们的求知欲。但是如果不处理,课可能都没法上。怎么办呢?究其原因,对新奇事物好奇是每个人的天性,随意抹杀是十分不妥的。只有当他们知道这些实验器材是为了帮助我们更好地进行科学探究时,他们才不会因为好奇而做出出格的举动。在每个学生的第一节科学课上,教师可以安排学生参观科学实验准备室,让学生近距离观察、接触这些实验设备,告诉他们这些都能帮助我们更好地探究科学。为了解决个别学生因为害羞等原因,在课上不能积极参与实验的问题,教师可以在每个班开设“班级实验角”。在整堂科学课中,学生始终是学习的主体,教师只是引导者、参与者。
虽然大部分孩子将来不会成为科学家,但是我们也不希望科学教育使学生失去想象,成为背概念高手、刷题高手。
(四)科学教育呼唤想象力
套用联想电脑曾经的广告词——人类失去想象,世界将会怎样?我们的科学教育要呼唤想象力。
当孩子提出“我要发明一个可以……的机器人”的时候,也许你会莞尔一笑,说:“孩子这是瞎想,还是把手头的作业做完吧。”当你认为这是他在瞎想、在幻想时,你是否意识到你已经扼杀了孩子的想象力。你知道那些机器人在不久的将来不会实现?20年前,我们感叹人可以仅凭一台电脑、一根网线生存72小时,现在我想没人怀疑,其实这真的很容易。从积极的维度看,幻想是一种高度自由的想象力,具有超强的生成性和构造性。[14]现代科技文明无一不是在前人想象的基础上逐步实现的,将来的科技文明也将在今人想象的基础上逐步实现。著名画家达·芬奇生前完成了万余页与科技相关的笔记、画稿,至今存世的约有6 000页。在与他同时代的人看来,精确呈现人体肌肉、骨骼、内脏的解剖图简直是魔鬼的涂鸦,而那些齿轮、杠杆组成的机械工具则是连上帝都不曾创造出来的东西,但他们依然将这位奇才的手稿珍藏了起来。数百年后,自动织布机、自行车、机器人、飞行器等“奇奇怪怪”的发明接连问世。人们这才发现,几个世纪前,达·芬奇的草图上就已经出现了这些东西。古人的想象在今天已经逐步变为现实。只有先想到,才可能去做到。从这些我们可以发现想象力对于创新多么重要。
(五)科学教育呵护、鼓励想象力
理论上现在的孩子能接触到的新鲜事物越来越多,想象力应该越来越丰富。但事实并非如此。我们一直感叹,现在的孩子被电脑、手机绑架了,越来越缺乏想象力。我们应该清醒地认识到不改变我们的教育方式,想象力将会滑落到教育的边缘。在我们的教育中,特别是科学教育中,想象力应该成为整个教育过程所关注的焦点。
小学科学教育强调教学三维目标:科学概念、过程与方法、情感态度和价值观。虽然小学科学教育更加强调的是科学的探究精神,但我们教师也不能忽视科学的想象力。现在天马行空的想象也许在若干年以后真的能实现,毕竟事实证明是如此。小学科学课程标准在能力培养方面明确提出:“在指导儿童认识科学的过程中,着力培养、训练、发展他们学科学、用科学的能力。”这其中也包括想象能力。因此在科学教育中培养学生的想象力就显得尤为重要。
当前我们使用的科学教材基本上从某一科学现象开始,进行探究,发现规律。整个教学过程中,教师更强调探究过程,但对规律应用提得相对较少。事实上,这部分教学内容才是值得深挖,可以让学生充分发挥想象力的。
科学课堂是科学教育的主阵地,但科学社团也是不可忽视的。在学校里开展模型、机器人等科技社团,可以有效突破科学课堂教育的局限,拓宽学生的视野,更能发挥学生的主观能动性,发挥学生的想象力。