“我们要在航天器上安装减震装置，辅助飞行器平稳柔和地着陆月球。”福建省厦门市海沧区延奎实验小学的科学融创课程上，学生尝试着各种脑洞大开的实验，他们用泡沫板、乒乓球、橡皮筋等随手可见的物品完成了一个又一个有趣的科学模型制作。学校拓展科学课程的外延，帮助学生提高创新能力和解决复杂问题的能力。

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    科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。基础教育阶段应该怎样培养创新型人才？福建省厦门市海沧区延奎实验小学从小学科学课程出发，基于“科学+”理念，融合多种思维、方法、能力，打造促进学生融合发展、创新求异的科学融创课程。

    实现课程与学科融合

    学生课桌上摆放着泡沫板、海绵、塑料吸管、乒乓球、塑料杯、剪刀等物品，他们时而小声讨论，时而画着设计图纸，时而测量计算——这是科学融创课堂的场景。

    传统课堂往往是分科学习，按照知识点的逻辑顺序提出并解决单一的良构问题，学科与学科之间的联系被割裂；许多现实问题其实是复杂的劣构问题，没有固定的模式化解决方法，需要综合运用各学科知识，提出多种解决方案并从中选择最优方案。科学融创课程改变了学生的学习方式，构建“科学+”融创学习场域，让学生从刻板学习走向灵活学习。

    学习“探索宇宙——登陆月球”一课时，学生要模拟科学家解决飞行器在月球着陆的难题。“我们做个降落伞挂在航天器上，这样可以减缓下降速度”“可是月球上没有空气，降落伞不会遇到空气阻力，无法起到缓冲作用”“那我们在着陆器上安装减震装置吧”……通过头脑风暴，学生将“如何让航天器平稳而柔和地着陆月球”这一劣构问题转化为“模拟航天科学家，设计和制作一个减震装置，辅助飞行器着陆月球”。那么，如何运用教师提供的材料验证想法呢？学生又提出了新的问题：“塑料杯模拟着陆器”“乒乓球模拟宇航员”“海绵可以减震”……通过不断的思维碰撞，学生明确了实验设计：制作一个减震装置，让装着乒乓球的开口塑料杯从40厘米高处落下，杯子应平稳立在地面且乒乓球不会弹出杯子。方案设计过程中，学生需要用到能量转换、弹性与弹力等科学知识，下降高度测量、成本核算等数学知识。

    “我们的乒乓球没掉出来，我们成功啦”“第三小组的设计很漂亮”“刚刚我们测试的时候是成功的，怎么这次就失败了呢”……学生开始展示自己的作品，一些没有成功的小组也不沮丧，而是尝试从其他作品中寻找灵感。

    学校将大量科学知识“改造”成学生实践项目，同时融合技术、工程、数学等方面的知识，引导学生多个角度、多种方式认识事物，尝试运用多种材料、多种思路完成实践项目。多学科融合的实践活动可以促进学生发散性思维的发展，充分发挥学生潜能，综合提升学生的创造能力。

    促进知识与创新融合

    操场上，有的学生小心翼翼地调试飞行器，有的学生目不转睛地看着飞行器飞向天空，有的学生一边抬头看向天空一边按着秒表——这是融创社团的学生展示自制飞行器飞行的场景。

    基于设计，引发创造想象。制作“橡皮筋动力直升飞行器”时， 学生首先对飞行器进行可视化设计，明确“做什么”和“怎么做”。关于“做什么”，学生达成共识：制作能够携带两个乒乓球的直升飞行器，飞行器以橡皮筋为动力，在空中停留的时间越多越好。关于“怎么做”，学生首先要考虑使用何种材料：材料可以选择软木片、小木棍、橡皮筋等固定配件，也可以选择日常废弃材料，但不得采用市场上的模型套件；其次要考虑制作飞行器需要应用哪些科学知识，如弹力、伯努利定理等；再次要考虑如何把各个部件组装成完整的作品。整个过程学生都要借助想象力进行可视化操作，形成最终的设计方案。

    基于改进，激励创新思维。“我们叶片的弧形好像不合理”“两个叶片很难固定在一起，可以用一片软木做两片机翼”“软木片中间穿孔，安装一小截细管子，橡皮筋、机翼、机身就容易组合在一起了”……学生在实践操作中不断提出新想法、拓展新思路。制作螺旋桨叶片需要3个环节：截取木片、削薄木片、打磨叶片，每个环节教师都努力拓展学生思路，激励学生别出心裁地提出新观点、新假设，促进学生创新思维的发展。

    基于实践，完成创新作品。想要实现作品创新，学生必须在创新实践中习得创新技能。动手创造属于自己的作品是学生的需要，大多数学生也能够制作富有创意的作品。学生愿意将自己的创意作品拿出来展示，有放飞成功的，有载重成功的，有空中停留时间较长的，也有一升空就落下来的。无论哪种情况，学生都能全身心投入，体会实践的乐趣，养成实践的习惯。这种“重动手、重创意、重作品”的课程理念，可以提升学生的创新能力。

    推动学习与生活融合

    “我观察的植物是秋丽多肉，种下的第一天就去看了10多次，多肉为什么长得这么慢呢？”

    “无性繁殖的植物有许多，我选择了水培土豆。水培土豆真辛苦，土豆长得好慢啊。”

    “我种蒜头，第一天看的时候平平无奇，第二天、第三天、第四天也都与第一天一样。直到第五天，蒜头才冒出了一点绿色。到了第六天、第七天，小苗就越长越高了。”

    这是寒假融创实践活动“植物无性繁殖”调研小组成员的汇报现场。学校在学科融合基础上，进一步引入真实项目情境，初步探索基于真实情境的融合性学习，让学习走进学生生活。这一阶段的探索丰富了科学学科的内涵，拓展了融创课程的外延。

    学生已经大致了解了植物无性繁殖的相关知识——大部分植物是通过种子进行繁殖，但生活中也有许多植物可以直接繁殖，比如甘蔗、马铃薯、胡萝卜、多肉等。那么，生物繁殖到底有几种类型呢，这些类型又有什么区别呢？为了弄明白这些问题，学生去图书馆查找关于植物繁殖方式的知识，观察家中和小区里的绿色植物。“我家的绿萝是用茎繁殖的”“妈妈买回来的大蒜放了一段时间，蒜头上就长出绿绿的叶片，看来蒜是用茎繁殖的”“水仙花好像也是用茎繁殖的”……学生交流着自己的调查结果。

    掌握了植物无性繁殖知识以后，学生就开始动手培育无性繁殖的植物，每天观察植物的生长情况，对植物的叶子长度、根部生长情况等进行记录。有些学生尝试绘制无性繁殖植物的叶子生长数据曲线图，通过曲线图不仅可以显示各种植物每天的生长状态，而且可以展示植物生长速度与温度和光照的关联。种植活动的观察时间需要持续20多天，植物的变化过程缓慢，即使有些现象很难用文字、图形等形式记录，学生也会不断交流他们的种植心得。学生将研究过程中产生的资料、笔记、调查表、访谈记录等材料整理好，开学后通过手抄报、图片、表演、研究报告等方式进行展示。长周期的种植课程可以让学生全方位、全过程体验生命、感悟生命，引导学生充分体验劳动的艰苦，懂得“粒粒皆辛苦”的道理，养成专心致志、坚持不懈的劳动品质。

    基于“学科+”思维的科学融创课程，整合学校、家庭、社会等各方资源，通过学科、社团、实践等课程载体，构建了课程与学科、知识与创新、学习与生活相互融合的学习模式，为培养创新型人才奠基。

    （作者单位系福建省厦门市海沧区延奎实验小学）