小学科学游戏化拓展课程的实践探索

摘要小学科学游戏化拓展课程是指以游戏为载体，将游戏元素应用到科学教学中，为提升学生核心素养服务的游戏化项目活动课程。具体教学中，可以在明确游戏化拓展课程特征的基础上，构建课程内容体系，从宽度、深度和精度三个方面实施教学，并依据学业质量标准展开评价。关键词小学科学；游戏化；拓展课程科学拓展课程是小学科学教学的必要补充，具有拓宽学生知识面、激发学生学习兴趣、提升学生学科核心素养等功能，因而受到越来越多的科学教师关注。我们从科学教学一线出发，开发小学游戏化拓展课程，可以加强小学科学课程内容与育人目标的联系，促进学生的核心素养的形成，有利于学生内化吸收科学观念、发散科学思维，更加深入地探究实践，形成更加端正的态度责任。一、游戏化拓展课程的内涵定位游戏化学习方式是将游戏设计元素应用于非游戏情境中，从而提高用户的参与深度和投入程度[1]。拓展性课程为学生提供可选择性内容，促进学生自主学习与自由成长，提升学生综合素养，是一种探索性的教育实践[2]。小学科学游戏化拓展课程是指以游戏为载体，将游戏元素应用到科学教学中，通过激发学生学习积极性，提升学生核心素养的游戏化活动课程。它是国家课程的延伸，以课内的拓展教学环节为主，课外的课后服务、社团活动、家庭实验室为辅展开教学。在具体实施过程中游戏化拓展课程有一些鲜明的特征：一是趣味性。小学生有很强的好奇心和求知欲，小学科学游戏化拓展课程在设计时从学生特点出发，嵌入游戏元素，呵护学生的好奇心、发挥学生的想象力、激发学生的创造力。二是自主性。学生在学习课堂教学内容前后会产生许多相关的研究问题，游戏化拓展课程从学生自主提出想要研究的问题着手，在课内外通过游戏的形式，激发学生的学习主动性，使学生在自主探索实践和解决问题的过程中获得知识和技能。三是开放性。游戏化拓展课程不受有限的课堂教学时间和固定的实践场所限制，在设计时可以整合多个教学内容，全面培养学生的团队合作能力、沟通能力、问题解决能力等。四是真实性。游戏化拓展课程以真实的生活问题为导向，让学生在日常学习中更多地参与到学习中，从而培养他们的质疑精神和批判性思维，形成理性看待事物的态度和责任，从而实现学科育人的目标。二、游戏化拓展课程的内容体系我们从小学生的认知特点和心理特点出发，借助他们喜欢游戏的心理，梳理学生关注的科学问题，对标《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称《2022版课标》），将游戏元素与拓展性教学相结合，以问题为导向，引入奖励机制，设计出适合不同学段的游戏化拓展课程，提供更具吸引力和互动性的学习体验。同时，形成适合不同学段的游戏化拓展课程内容体系：低年级“玩中学”游戏化拓展课程，中年级“玩中思”游戏化拓展课程，高年级“玩中创”游戏化拓展课程（见表1）。三、游戏化拓展课程的实施策略笔者以具体的游戏化项目活动为例，从增加探究实践的宽度、深度、精度三个方面对游戏化拓展课程的开发进行探讨。1.增加探究实践的宽度《2022版课标》指出：“科学课程要培养学生核心素养，在学习科学课程的过程中，逐步形成适应个人终身发展和社会发展所需要的正确价值观、必备品格和关键能力。”[3]然而，教材内容是有限，而学生的思维是无限的、发散的，他们在学习课堂内容时有许多相关问题想探索。小学科学教师可以与学生共同探讨、收集他们普遍感兴趣的、想一探究竟的问题。根据这些内容，对原有科学观念进行延伸，对原有能力水平进行提升训练，通过延伸或补充的方式开发游戏化拓展课程，从而增加探究实践的宽度。例如，教科版《科学》二年级上册第二单元第4课“神奇的纸”。由于课堂活动时间有限，这节课的拓展活动往往匆匆而过。笔者在活动中加入游戏化元素，开发多个游戏化活动项目，丰富课程内容。活动1：寻宝——“油纸”收集员。课前，收集生活中的油纸，也可以拍照记录。课上展示、汇报，其目的是让学生进一步探究油纸在生活中的应用。活动2：我是油纸伞小工匠。课上，学生化身油纸伞小工匠，设计、制作一顶油纸伞。课后还可以延伸关注其他神奇的纸，继续开展游戏化拓展课程，如学生在科学课上已经知道把纸折成瓦楞状可以提高纸的承重能力，那么，还有哪些方法可以提高纸的承重能力呢？活动3：纸张大力士。探究如何进一步提高纸的承重能力，如“卷纸拔河大战”“纸卷站人”等。活动4：纸凳子你敢来坐坐吗？让学生根据所学设计、制作一张纸凳子。2.增进探究实践的深度《2022版课标》指出：“探究和实践是科学学习的主要方式，要加强对探究和实践活动的研究与指导，整合启发式、探究式、互动式、体验式和项目式等各种教学方式的基本要求，设计并实施能够促进学生深度学习的思维型探究和实践。”[4]但是，教材中部分活动浮于表面，无需探究实践就可以得出结论，学生没有深度思考；每周2-3节的科学课频次相对较低，也很少进行针对性的练习，一段时间之后，学生往往会遗忘所学内容。小学科学教师可以有意识地引导学生进行深度思考，在原有教材活动的基础上开发游戏化拓展课程，通过一个个活动增加课堂教学中探究实践的深度，加深学生对所学知识技能的认识和应用。例如，教科版《科学》五年级上册第四单元第4课“身体的总指挥”要求学生了解脑的结构与功能，建立保护脑的意识。课堂上，笔者设计了大量游戏化活动，寓教于乐，让学生在游戏体验中快乐学习。活动1：“色彩文字干扰图”注意力游戏，聚焦脑是身体的总指挥。活动2：通过图片、类比物，对比有无沟回的“纸脑”等，了解脑的特征。活动3：观察和解剖“脑模型”，建构脑的立体模型。活动4：“记忆”游戏。通过听情绪不同的音乐、闭眼闻香等体验活动体验脑功能的强大，了解不同区域管理功能不同。活动5：健康用脑计划。教师提供一天的作息表，全班一起找找有没有不符合脑健康的情况，再思考如何调整作息可以更有益于大脑的健康，进而设计一张有利于脑健康的作息表，应用所学，解决实际问题。3.提高探究实践的精度学生实验之前教师进行的预实验中会发现许多影响实验成败的关键因素，总结预实验成功或失败的经验，将教材中实验材料、实验条件、实验步骤、实验结果等的呈现方式等稍加变化，就能够实现提高学生科学素养的目标[5]。即使如此，课堂上也难免会出现一些“意外”数据。面对这些“意外”数据，我们可以化“意外”为学习契机，利用课后服务时间，通过优化材料及实验过程等方式开发对应的游戏化项目活动，再次进行探究实践，从而提高探究实践的精度。例如，教科版《科学》三年级上册第一单元第4课“冰融化了”，科学观念目标是“知道冰在融化过程中，要从周围吸收热量，热量是使水的状态发生变化的重要因素；知道当环境温度高于0℃时，冰开始融化”。但教材上并没有要求测量冰在融化时温度的变化，也没有要求观察周围温度的变化。课堂上学生对此提出质疑，笔者利用课后服务时间带领学生进行游戏化拓展，一起探究其中的奥秘。活动1：巧手来创造——用各种材料设计、制作测量温度的辅助工具。活动2：这是真的吗——针对学生质疑，用自制学具测试冰融化时冰水混合物的温度和周围温度变化。通过游戏化拓展，学生不但得到了精准的实验数据，掌握了本课的科学观念，而且收获了自制学具的快乐。四、游戏化拓展课程的评价机制根据《2022版课标》的学业质量标准，结合游戏元素，设计游戏任务，形成与之相匹配、可操作性强、体现差异性的评价量表。评价指标可以包涵过程表现、作品展示、口头报告、演示、角色扮演等。评价主体包括教师、同伴和学生自己。教师根据学生的表现，提供专业的指导和反馈，同伴相