親歷美國(guó)科技教育

2013年暑期，受中國(guó)科技協(xié)會(huì)、英特爾公司邀請(qǐng)，在北京師范大學(xué)科學(xué)教育研究中心的組織下，我們30多位來(lái)自“全國(guó)十佳科技教育創(chuàng)新學(xué)?！钡目萍冀處煷?，共赴美國(guó)伊利諾伊理工大學(xué)進(jìn)行科學(xué)教育暑期培訓(xùn)。期間，我們參觀了美國(guó)科學(xué)教育場(chǎng)館，走進(jìn)“美國(guó)十佳科技教育創(chuàng)新學(xué)?！钡恼n堂，感受美國(guó)的學(xué)校文化，接受全球頂尖科學(xué)教育培訓(xùn)，獲益頗多。

美國(guó)科學(xué)教育場(chǎng)館

美國(guó)科學(xué)教育場(chǎng)館擁有許多兼具科學(xué)性與藝術(shù)性的展品，提倡參觀者動(dòng)手動(dòng)腦、共同參與，是孩子們體驗(yàn)與互動(dòng)的好去處。大量的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，能有效提高孩子們的科學(xué)素養(yǎng)。

在舊金山科學(xué)探究博物館，有專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)科技教師的工作坊。工作坊內(nèi)設(shè)備齊全、材料充足、資源豐富、教材多樣，可供美國(guó)各中、小學(xué)校的科技教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、開(kāi)展活動(dòng)。同時(shí)，工作坊每周都有與場(chǎng)館展品相關(guān)的教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展培訓(xùn)活動(dòng)，支持美國(guó)科技教師專(zhuān)業(yè)化發(fā)展。而且，舊金山科學(xué)探究博物館中的大部分展品都是館內(nèi)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)和制作完成的，人們可以看到技術(shù)人員在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)、制作展品的情景。

坐落在密歇根湖畔的芝加哥海洋館擁有大量的海洋生物，還定時(shí)進(jìn)行海豚表演，吸引了許多游客。說(shuō)到海豚表演，其實(shí)國(guó)內(nèi)也比比皆是，但芝加哥海洋館的海豚表演分外精彩。隨著大幕緩緩拉開(kāi)，一幕幕人類(lèi)與大自然和諧相處的場(chǎng)景呈現(xiàn)在觀眾眼前，環(huán)保教育自然而然滲透其中。芝加哥海洋館還在多個(gè)展廳設(shè)置了可以互動(dòng)的多媒體屏幕和與海洋生物親密接觸的場(chǎng)地，進(jìn)一步激發(fā)了孩子們探究的興趣。此外，芝加哥海洋館還建設(shè)有配套網(wǎng)站，學(xué)生在參觀實(shí)體館后可登陸網(wǎng)站繼續(xù)了解海洋生物，通過(guò)自學(xué)還可以獲取積分。筆者想，如果國(guó)內(nèi)的科學(xué)場(chǎng)館也能設(shè)置像這樣具有延續(xù)性的學(xué)習(xí)活動(dòng)，使場(chǎng)館從封閉走向開(kāi)放，孩子們的探究空間將進(jìn)一步擴(kuò)大。

美國(guó)“十佳科技教育創(chuàng)新學(xué)?！?/p>

美國(guó)“科技教育創(chuàng)新學(xué)校獎(jiǎng)”（school of Distinction Award）是由英特爾公司設(shè)立的，用于獎(jiǎng)勵(lì)在科學(xué)和數(shù)學(xué)教育方面有出色成績(jī)的美國(guó)中小學(xué)校。我們參觀了一所位于舊金山的“美國(guó)十佳科技教育創(chuàng)新學(xué)?！?。走進(jìn)該?？茖W(xué)教室，只見(jiàn)里面粘貼了很多跟科學(xué)有關(guān)的圖片、趣味題以及耐人尋味的小故事，讓人感受到了科學(xué)的魅力。

我們還參觀了美國(guó)的科學(xué)課堂。在美國(guó)的科學(xué)課堂，教師高度關(guān)注學(xué)生的動(dòng)手能力和思考問(wèn)題的方式，給學(xué)生充分的自主權(quán)，真正體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。美國(guó)科學(xué)教師最重視的是學(xué)生在課堂上的參與度。每節(jié)課學(xué)生參與活動(dòng)的時(shí)間通常都會(huì)超過(guò)課堂時(shí)間的一半，教師看重的不是最終的答案，而是學(xué)生思考的過(guò)程。在這樣的開(kāi)放課堂中，學(xué)生可以各抒己見(jiàn)，可以與老師爭(zhēng)辯，這樣的教學(xué)培養(yǎng)了學(xué)生良好的思維方式，使學(xué)生學(xué)到了真正的知識(shí)。

我們特別留意到中、美兩國(guó)學(xué)生在做科學(xué)課堂筆記上的不同之處：中國(guó)學(xué)生更多的是照抄板書(shū)，筆記本里很少體現(xiàn)自己的思考。美國(guó)學(xué)生則多在筆記本中記錄自己的創(chuàng)造性想法，記錄方式多種多樣，或是畫(huà)畫(huà)，或是標(biāo)記符號(hào)……美國(guó)學(xué)生還會(huì)把自己的問(wèn)題及時(shí)記錄在筆記本中。據(jù)了解，美國(guó)科學(xué)教師會(huì)從學(xué)生的筆記本中尋找有價(jià)值的問(wèn)題作為考試題目，考試題目大多源于學(xué)生自己提出的問(wèn)題。

美國(guó)學(xué)校還用座位圖的形式記錄教師分別提問(wèn)坐在哪些位置上的學(xué)生，發(fā)言的學(xué)生是男生還是女生，學(xué)生是否主動(dòng)舉手……從而統(tǒng)計(jì)參與課堂活動(dòng)的學(xué)生人數(shù)，分析教師的關(guān)注點(diǎn)與關(guān)注度，提醒教師在授課時(shí)要面向全體學(xué)生，關(guān)注每個(gè)孩子。在這點(diǎn)上，國(guó)內(nèi)學(xué)校不像美國(guó)那樣有嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)式評(píng)價(jià)。

意義深遠(yuǎn)的科學(xué)探究培訓(xùn)

我們?cè)诿绹?guó)參加了將近一個(gè)月的《理科教學(xué)中使用科學(xué)探究的策略》主題培訓(xùn)，由Norman G. Lederman及其團(tuán)隊(duì)為我們授課。Norman G. Lederman是美國(guó)伊利諾伊理工大學(xué)的終身榮譽(yù)教授，是有名的科學(xué)教育專(zhuān)家。本次培訓(xùn)課程包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)教育中的探究式教學(xué)、科學(xué)課程設(shè)計(jì)和評(píng)估等。

在培訓(xùn)中，我們完全像學(xué)生那樣全程參與探究。教室里沒(méi)有所謂的“講臺(tái)”，只有可以隨意移動(dòng)的桌椅。Norman G.Lederman教授及其團(tuán)隊(duì)或站或坐，姿勢(shì)很隨意。我們主要進(jìn)行了一些比較經(jīng)典的探究活動(dòng)。這些活動(dòng)看似隨意，實(shí)則不簡(jiǎn)單，課堂上的每一個(gè)游戲和討論都是有目的的，每一個(gè)提問(wèn)都是有針對(duì)性的，每一個(gè)探究活動(dòng)都是有指向性的，每一份材料都是精心挑選的。比如在“立方體盒子”的探究活動(dòng)中，教師給我們提供了5個(gè)面的數(shù)字，分別是1、3、1、2、4，讓我們猜測(cè)第6個(gè)面的數(shù)字并說(shuō)明理由。隨著探究的不斷深入，“3、4、5、6、9……”，我們的答案及得出答案的原因可謂五花八門(mén)。最后Norman G. Lederman教授揭示他的答案是“5”。但他緊接著強(qiáng)調(diào)，這僅僅是他個(gè)人的答案，其他答案只要有充分、正確的理由，都是成立的。這個(gè)活動(dòng)適用于學(xué)生初次接觸科學(xué)課的時(shí)候，目的是讓學(xué)生排除科學(xué)探究的顧慮，讓學(xué)生學(xué)會(huì)分析、觀察數(shù)字，明白證據(jù)的重要性，同時(shí)讓學(xué)生明白，方法不一樣，得出的結(jié)論也就不盡相同，很多規(guī)律都是人在觀察與分析中發(fā)現(xiàn)的，所以要大膽猜測(cè)、深入探究。

所有的科學(xué)探究都是由問(wèn)題引出的。教授讓我們每個(gè)人拓印右手食指指紋，并按照墻上提供的“環(huán)形”“拱形”“斗形”圖案判斷自己的指紋類(lèi)型。活動(dòng)并沒(méi)有到此為止，教授讓我們進(jìn)一步思考：這樣的活動(dòng)是否屬于科學(xué)探究？原來(lái)，真正意義上的科學(xué)探究還必須根據(jù)樣本的選擇、活動(dòng)的可操作性等最終選出一個(gè)可以進(jìn)行深度探討、研究的課題。

在科學(xué)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)上，Norman G.Lederman教授及其團(tuán)隊(duì)很注重與日常生活的緊密聯(lián)系。印象最深的就是“快遞薯片”活動(dòng)。Norman G. Laderman教授邊吃薯片邊說(shuō)，周末要在家開(kāi)個(gè)派對(duì)，邀請(qǐng)全班同學(xué)一起參加。當(dāng)我們滿心歡喜的時(shí)候，教授來(lái)了一句：“但是，我會(huì)給每個(gè)組一個(gè)鐵盒，希望大家用這個(gè)鐵盒給我快遞一片薯片，開(kāi)派對(duì)當(dāng)天，看看哪個(gè)組的薯片完好無(wú)損?！苯又淌诮o我們出示了嚴(yán)格的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：薯片的完整性，包裝總重量……在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，我們?nèi)w組員卯足了勁兒，合作設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，選擇輕便材料，反復(fù)對(duì)比試驗(yàn)，不斷改進(jìn)方法……在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，每個(gè)組都把各自的薯片快遞出去了。懷著期待的心情，我們來(lái)到Norman G. Lederman家，當(dāng)看到教授打開(kāi)我們的盒子時(shí)，那種興奮的心情難以言表。在教授家，我們不僅得到了教授一家的熱情款待，還意外收獲了一些物理學(xué)、工程學(xué)知識(shí)。

親身體驗(yàn)了美國(guó)的科技教育，筆者認(rèn)為，我們的科技教育可以朝以下幾個(gè)方面努力：首先，在日常教學(xué)中，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)寬松、民主的氛圍，盡可能鼓勵(lì)學(xué)生敢于質(zhì)疑，善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，讓國(guó)內(nèi)的學(xué)生也敢于標(biāo)新立異，敢于想象猜測(cè)。其次，如古語(yǔ)所說(shuō)“授之以魚(yú)不如授之以漁”，教給學(xué)生創(chuàng)新的方法，培養(yǎng)具有創(chuàng)造性思維的學(xué)生，以適應(yīng)千變?nèi)f化的未來(lái)社會(huì)。最后，為學(xué)生提供創(chuàng)新與實(shí)踐的舞臺(tái)，使學(xué)生有時(shí)間、有條件接觸大自然，參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

（責(zé)編 秦越霞）