科技主题实践活动学习资源建设初探

摘要：学生试卷、作业中存在的问题反映了学生科学素养的存在缺陷，各方的升学压力使学生无暇接触课本以外的科技知识。科技主题综合实践活动的开展，对学生科技知识的积累、科学素养的提升具有促进作用。

关键词：综合实践活动；科技教育；建构主义；学习资源

红外线是可见光谱红色外侧靠近红色的不可见电磁波。学生作业中出现“红外线照明灯”“红外线投影仪”字眼，足以反映出学生对红外线了解的不足，即然不可见又何来照明与投影？空调的制冷系统是一个密闭的循环系统，学生考试试卷中出现“空调使用过程中会产生二氧化碳等气体污染大气”“冰箱使用过程中产生排放的气体会破坏臭氧层”等文字，也足以说明学生对制冷系统的了解甚微。这些都是高中学生的作业或试卷中出现的文字，而且还不在少数。究其原因，各方的升学压力使学生无暇接触课本以外的科技知识。如何弥补高中学生科技知识的不足，提高学生的科学素养？科技主题综合实践活动的开展，对学生科技知识的积累、科学素养的提升显得尤其重要。那么，如何建设科学的科技主题综合实践活动学习资源？皮亚杰的建构主义学习理论和维果茨基的最近发展区理论，对科技主题综合实践活动学习资源的建设具有指导意义。

一、建构主义学习理论与最近发展区理论

1.皮亚杰的建构主义学习理论

皮亚杰认为，儿童是在与周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发展。在皮亚杰的上述理论的基础上，斯腾伯格和卡茨等人则强调了个体的主动性在建构认知结构过程中的关键作用，并对认知过程中如何发挥个体的主动性作了认真的探索。

建构主义学习理论强调以学生为中心，不仅要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者；而且要求教师要由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。

2.维果茨基的最近发展区理论

维果茨基认为学生发展有两种水平：一是已经达到的发展水平，表现为学生具备独立解决问题的智力水平；二是可能达到的发展水平，在这种水平下学生需要借助成人的引导、帮助，才能解决问题。维果茨基把儿童的这两种发展水平之间的距离定义为最近发展区。

维果茨基强调教学不能只适应发展的现有水平，而应适应“最近发展区”。 由此他认为，教育不应当以儿童发展的昨天而应当以儿童发展的明天为方向。只有这样， 教育才能在教学过程中激发起那些目前尚处于最近发展区内的发展过程，最终跨越“最近发展区”而达到新的发展水平，有利于人的全面发展。

二、科技主题综合实践活动学习资源构建

基于建构主义学习理论和最近发展区理论，科技主题综合实践活动学习资源开发就是为学习者搭建一个框架，事先要把复杂的学习任务加以分解，创设情境，帮助、促进学生进行协作学习，进行会话，从而意义构建知识，以便于把学习者的理解逐步引向深入。据此，将学习资源安排成三个部分，即“基本活动”、“拓展延伸”、“创新活动建议” ，逐渐地将学习者引向深入，在此过程中促进学生进行协作学习，进行会话，构建知识。

《生活饮用水的净化处理》学习资源“基本活动”部分，我们安排了“了解有关本地区饮用水（源）的基本情况”的内容，通过引导学生进行“活动准备”确定了调查目的、调点对象、调查时间、调查地点、调查的记录方法、调查的注意事项，从而能够切实进行“实施调查”环节的工作。有了这些调查数据后，“讨论总结”环节结合课内学过的相关学科知识，研究可以探讨的切入点，为下一阶段的活动做准备。

在“基本活动”的基础上，《生活饮用水的净化处理》学习资源“拓展延伸”部分安排了“河水的净化实验”的内容，首先进行了河水净化原理分析：1.河水成分分析：主要成分：水。难溶性物质：泥沙、悬浮杂质。可溶性物质：腐殖质、重金属离子、细菌类、矿物质、氧气、二氧化碳等。2.除杂净化方法：泥沙、悬浮杂质可用过滤方法；腐殖质、重金属离子可用蒸馏方法；细菌类可添用强氧化剂。随后安排了实验试剂和仪器的准备及具体实验的 操作。

《生活饮用水的净化处理》学习资源的“创新活动建议”部分，以自来水公司净化水的流程为题，给学生留下以下五个方面的选项，供学生展开研究。1.水处理前的水的检测项目和检测方法；2.加入混凝剂、石灰、预加氯的主要成分分析和基本作用；3.混凝剂、石灰、预加氯添加量的化学计算原理和方法；4.二次加氯的基本方法研究；5.化学添加剂的改进与水质关系研究。

《机翼原理的探究活动》学习资源“基本活动”部分，安排了“了解空气动力学的基本原理”的内容，通过伯努利方程的简介、伯努利方程的应用、体验实验，将飞机的机翼带入了学生的眼前。从机翼的简明发展史到翼型，从翼型与升力、阻力的关系到失速，详细全面地介绍了机翼原理的基本知识。

《机翼原理的探究活动》学习资源“拓展与延伸”部分，引导学生应用伯努利方程和机翼的原理，探究影响机翼升力的因素。从材料准备到制作过程详尽地给予学生活动指导，规定每个小组在规定时间内，完成一款机翼的设计，对机翼单位面积的升力做了要求，并要求提交一份设计理由和相关参考的资料。

《机翼原理的探究活动》学习资源“创新活动建议”部分，要求学生对所探究的知识直接进行应用，组织每个设计小组进行模型的比赛，并展示他们的成果：1.每个小组展示获得的最特别的资料和图片。2.每个小组展示本组设计最大的升力和特点。3.友情比赛：在相同风速下，看哪个小组的单位面积的升力最大。4.交流：每个小组在整个完成过程中，有什么难题需要解决、设计的得意处、设计的心得进行交流；如果学生的资料足够，所有小组合力完成一个最佳的机翼模型。

从以上两个具体的学习资源案例可以看得出，科技主题综合实践活动学习资源开发遵循了建构主义的学习理论和最近发展区理论，资源的建设为学生搭建一个框架，将复杂的学习任务分解成了“基本活动” “拓展与延伸” “创新活动建议”三个部分，通过情境创设吸引学生进行小组协作学习，逐渐地将学生引向了深入。

三、科技主题综合实践活动学习资源建设过程中应该注意的几个问题

1.要关注赖以生存与发展的乡土和自己的生活环境，从中发现科技主题综合实践活动学习资源建设选题，培养学生的社会责任感。要关注学生身边的事，从中发现科技主题综合实践活动学习资源建设选题，这有助于培养学生从生活中发现问题并解决问题的能力。要关注本地区的特点，从中发现有关的科技主题综合实践活动学习资源建设选题，这有利于培养爱家乡、爱祖国的情感。

2.合理分解学习任务，从学生已经认知的水平出发，一步步地将学生引向可能达到的发展水平，使学生逐步建构起关于外部世界的知识， 从而使自身认知结构得到发展。

3.注意学生在科技主题综合实践活动学习过程中的活动生活化，活动中所用到的器材应于生活中能够找到，不应过分依赖实验室。

4.综合实践活动强调学生通过自主参与类似于科学研究的学习活动，获得亲身体验，因此科技主题综合实践活动学习资源的建设要特别注意学生的安全，不要涉及一些高危的主题活动。

课题研究的类型不论是研究类还是项目设计类，科技主题的综合实践活动都是很薄弱的环节。关注科技主题综合实践活动学习资源的建设，有利于培养学生严谨的科学态度，促进学生科技知识的积累，提升学生的科学素养，综合应用多学科的知识，从而获得亲身体验，逐步形成善于质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的积极态度，产生积极情感，激发他们探索、创新的欲望。