文_陸　斌／桂林理工大學附屬小學

桂林理工大學附屬小學為了培養學生科學素養，開展“科技+”跨學科融合工程，除夯實科學課程教育教學外，吸納各課程教學元素為科學教育元點，還將科學教育融入學科教育教學，推進學生的科學核心素養培養。

“科技+體育”競賽

“科技+體育”競賽是學校獨創的跨學科融合培養學生科學素養的競賽，希望這些有趣的體育競賽設備能夠讓學生更加熱愛運動，更重要的是能讓學生從活動中學習到科學知識，把所學的知識應用于學習和生活中，提高科學核心素養。

競賽設備均自行研發，競賽項目經過團隊精心設計和打磨，充分考慮科技與體育的跨學科融合，設計原則為具備趣味性、科普性、思想性、新穎性，同時考慮基礎科學原理的應用和高新科技的運用。每一屆“科技+體育”競賽都考慮了項目更新，以維持學生濃厚的學習興趣，不斷讓學生的知識面拓展、拓寬，培養學生各方面能力，提升學生不同維度的科學核心素養。

學校已于2019年、2021年、2022年成功舉辦了3屆“科技+體育”競賽，全體學生參與。競賽項目使用自行研發的設備，通過展板、主持人講解等方式介紹科學原理，面向全體學生，讓學生在輕松愉快的環境中體驗“科技+體育”競賽活動，收獲科學知識、能力和素養，收獲快樂，思想也得到熏陶。

例如“音量控速小車”比賽項目，需要每班5個孩子快速跑動，拿到德智體美勞5根能量棒插到車上，然后通過全班同學齊聲高歌，小車才能啟動，并且歌聲越大小車跑得越快。能量棒里面使用了超級電容，如果充電時間不夠或者少了1根棒，小車都無法啟動。這項比賽不僅非常有意思，而且每個班級齊聲高歌的場面令人感動。再例如“溫差發電升旗”比賽，一面射冷水一面射熱水，就可以發電讓紅旗冉冉升起。如果配合得不好發電會很慢，只有團結一致才能讓紅旗快速上升贏得勝利。這種新奇的發電方式讓孩子們對溫差發電片充滿了興趣。再如“空氣炮打跑壞習慣”比賽項目，學生利用空氣炮打擊遠處的小方盒，每一個方盒上都寫了一些科學道路上的壞習慣、壞毛病，如懶惰、粗心等，學生在學習了解空氣炮中空氣動力原理的同時，也明白了需要克服自己學習上壞毛病的道理。

校園里還布置了許多“科技+體育”的日常鍛煉設備，讓孩子們的運動量大大提升。例如在學校小水池邊放置了手搖發電噴泉、霧化器和彩燈等這些需要人力驅動的設備，學生在手搖發電時可以鍛煉手臂力量，還可以學到能量轉換、伯努利原理等科學知識。學校走廊里還放置了腳踩發電看電視設備，孩子們每刷一次卡就可以腳踩發電2分鐘看完1個科學小視頻，既鍛煉了身體，又達到了學習科學知識的目的。校園里面還放置有光電門跑步、引體向上、跳遠等競賽設備，成績最好的學生姓名就會在大屏幕上顯示，激勵孩子們鍛煉。

“科技+體育”競賽的效果分析

“科技+體育”競賽這種跨學科融合方式，為原有學科增加了趣味性，既培養了學生的創新精神和實踐能力，提高了學習成效，還切實提升了學生的科學核心素養，深受孩子們的喜愛。

從科學學科核心素養的4個維度看，學生在“科技+體育”競賽的每個項目的原理介紹中學習到了科學概念、規律、原理等，并嘗試在競賽項目中運用這些規律和原理解決問題，獲得勝利，在這個過程中，學生的“科學觀念與應用”核心素養得到了提升。而學生為了獲得勝利，在解決競賽項目問題的過程中，對問題進行探究、交流和反思，則提升了他們的“科學探究與交流”素養。同時，學生在競賽項目的問題解決中，也不斷地形成嚴謹認真、實事求是和持之以恒的探索精神，以及團結協作的精神和集體榮譽感，這促進了“科學態度與責任”素養的形成。另外，在教師組織學生進行項目設備研發的過程中，鍛煉了學生的“科學思維與創新”素養，極大地提升了學生的創新精神和創新能力。

我們在“科技+體育”競賽前后，對本校學生進行了問卷調查，競賽前有效問卷508份，競賽后有效問卷311份，并針對問卷中主觀問題進行深入訪談共18人次。

從調查問卷獲取的數據可以看到：

對學校舉辦的“科技+體育”競賽表示很喜歡的學生比例達到87.46%，88.1%的學生表示“科技+體育”競賽兼具技術性和趣味性；

學生在“科技+體育”競賽后獲取了相關的科學知識和能力，例如空氣炮項目在賽前“了解”的學生比例為28.35%，沒聽說過的比例為34.25%，賽后“了解”的占比提升到45.98%，“沒聽說過”的比例降為9.32%；

當學生不了解科技活動中某個項目的原理時，“看原理展板”學習的占53.05%，“查詢資料或詢問教師”的占43.41%，“放在一邊，不去管”的僅占3.54%；

競賽前后學生對科技創新的興趣有很大提升，學生通過參加“科技+體育”競賽，對科技創新“非常感興趣”的比例由原來的53.40%上升到70.10%；而學生對科技創新“不感興趣”的比例則由原來的3.50%降低為0%。

在訪談中，教師們都覺得“科技+體育”競賽這種活動很有教育意義，能讓學生在輕松愉快的過程中學習到科學知識，全員都參與的方式更值得稱道。有位教師這樣描述軌道車競技比賽：“我最喜歡唱歌競技這個項目，既讓學生跑了起來，又讓全班唱歌實現小車競速，感覺很神奇，學生為了讓車跑快一點兒，團結一致的感覺我從未見過，那一刻全班團結的場景令我很感動，很希望多一些類似的項目。”但部分教師也覺得，一些設備不夠扎實，會導致比賽不公平，也會影響觀賞性，有進一步改進的空間。在與學生的訪談中，學生覺得這種很有科技感的運動很好玩兒，又能學到東西，特別是別的學校都沒有這種比賽。而且同學們在一起都很團結，讓他們更加喜愛這個班集體。當然，遺憾的是不能每個人都參加完所有的項目，因此學生提議可以增加更多項目，讓更多人參與進來。還有學生希望參與設備研發與制作，并提出了自己設計的作品，希望能在未來的活動中使用。總體講，多數教師和學生對“科技+體育”競賽抱著喜歡、認可的態度，也表示能夠從中得到很多科學知識，提升自身的科學素養。

小學科學教育要立足于核心素養理念，朝著培養“全面發展的人”奮力前進。為解決小學生科學核心素養不足、培養途徑單一的問題，本研究構建了科學核心素養理念下的“科技+體育”跨學科融合教育模式，將此模式應用于全校學生和部分協同教研學校的學生，進行實踐與檢驗。“科技+體育”競賽跨學科融合教學模式遵循科學核心素養的4個維度，設計了詳細的“科技+體育”競賽活動和校園建設，為后續實踐應用提供參考。本教學模式在桂林理工大學附屬小學全校鋪開，面向全體學生進行了3年的實踐應用，還利用問卷和訪談等形式獲得活動前后數據對比分析，得出學生在本模式下的科學素養提升達到預期效果。“科技+體育”競賽跨學科融合教學模式能夠提升學生的綜合能力，促進科學核心素養的發展，具有可行性和有效性。

本文為廣西教育科學“十四五”規劃2021年度專項課題《“雙減”背景下基于項目式學習的小學科技課程開發研究》（項目編號2021ZY1316）；廣西教育科學“十四五”規劃2021年度專項課題《“雙減”背景下中小學校本課程的開發與評價——以科技活動為例》（項目編號2021ZY1337）；廣西教育科學“十四五”規劃2021年度專項課題《基于核心素養培育的小學課后“1+N”服務模式實踐研究》（項目編號2021ZY1234）成果。