嫦娥六號項目課程探索科學教育新形式

蘇州市吳江區楊嘉墀實驗學校以蘇州市吳江籍“兩彈一星”功勳科學家楊嘉墀院士命名,2024年2月入選教育部全國首批科學教育實驗學校。近年來學校不斷創新科學教育形式,完善科學教育校本課程,嫦娥六號項目課程就是其中之一。

嫦娥六號是中國探月工程的一部分,對於推動我國航天技術的發展有重大意義。在全球首個月球背面探測器嫦娥六號採樣返回地球之際,學校以此次航天任務爲契機,開發了嫦娥六號相關項目課程。該課程以社團活動的形式單獨開課,課程的實施通過驅動型問題展開,主要分爲以下三個環節:

角色定位,確定探究主體——要求學生將自己設定爲項目總設計師,引導學生從項目設計、實施、效果評價等多個維度解決問題。在實際操作中,教師僅提供思路和方向,所有內容都給學生預留思考空間。

開展先導知識學習,積累科學知識——引導學生開展課程概述的學習,通過自主閱讀、摘錄概要、獨立思考等方式,瞭解嫦娥六號探月工程的歷史背景和現實意義,培養學生的航天興趣,瞭解我國在國際航天領域的成就和貢獻。學生通過討論和調研,總結了發展航天的重要意義:一是戰略震懾、保家衛國的國防需求,二是天體物理學研究方面的科學探索,三是推進技術創新等多個學科、技術的發展。

探究如何探月,體驗科學實驗流程——整個項目探究活動分三個階段進行。第一階段,學生用小球做月球和地球的模型,在不使用尺子和角度測量工具的情況下,通過自己查閱參考圖片,採用繩子纏繞的方式動手操作,畫出經緯度和地軸。遇到無法確定等分、經緯度理解不深等問題時,組織討論,提出改進辦法。第二階段,做出標記。學生自主查閱北京、西昌、酒泉、文昌等衛星發射基地的經緯度,並在地球上標出。第三階段,將氣球作爲地球或月球模型,做一個地月的模型。學生通過學習萬有引力和向心力的基本知識,討論軌道與速度的基本關係,並由此展開對軌道的調研。學生們以小組爲單位,用鐵絲做出月球軌道的模型,並形成嫦娥六號運行的基本軌道雛形。第四階段,總結科學實驗過程。學生了解科學實驗的流程,經歷了從發現問題到提出問題,再到解決問題的完整過程。學生根據模型以小組彙報展示的形式,能大致闡述從發射到返回的全過程。

嫦娥六號項目組在實施過程中,需要解決的問題有直徑的測量、比例的應用以及地軸的方向和安裝等,這部分內容涉及小組合作方法及展示辦法。在課程的探究中,學生非常投入,始終對嫦娥六號保持高度的熱情;各個小組配合默契,分工合理,團結合作。在瞭解嫦娥六號的組成、落月、返回的整個過程、通信方式等航天知識基礎上,各個小組分別確定各自的挑戰方向並進行操作實施。學生在解決以上問題的同時,還發展了空間想象力、提高了小組合作學習的能力以及演講表達能力。

嫦娥六號項目組最後取得的物化成果主要有:嫦娥六號系列模型——包括地月模型、軌道模型、嫦娥六號探測器模型、火箭模型、返回艙模型,以及嫦娥六號關鍵技術調研報告。嫦娥六號項目課程結束後,每個小組都拍攝了彙報短視頻,並寫了作品簡介。學校採用學生自評、組內互評和教師評價的多元參與的方式,從參與態度、活動能力和素養養成三個方面對學生進行了課程學習效果評價。

(作者單位系蘇州市吳江區楊嘉墀實驗學校)

《中國教育報》2024年07月05日第6版

作者:孫焱