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美国中学科学教育的经验
更新日期:2012-1-3    作者:佚名    编辑:admin    点击量:15804

2、科学教育的实施策略

1)以学生为中心开展科学课程教学。这表现在美国教师普遍认同:由于学生的背景不同,认知风格不同,所产生的问题自然会有差异,解决问题的程序、假设和结果也会不同,这样,科学教育的过程就不再是追求标准答案的过程,而是发展学生富有个性的综合科学素养的过程。他们更加重视学生的兴趣、个性和创造性,强调学生“have a try(试一试)”,鼓励学生开动脑筋、充分表达自己的想法,培养发现、创意、沟通、表达、交流的意识和技能。他们鼓励学生成为与他们平等的人,允许学生怀疑、提问、标新立异、与众不同,鼓励学生培养独立能力。

学生们被鼓励进行不同的实验,用不同的方法和材料,并得出不同的解决问题的方案和结论,甚至发现课本上以及课本外的理论和结果。学生通常有机会自己准备设备和材料,并独自进行实验。教师还要求他们撰写实验报告并向全班同学汇报。在有的学校,如University High School,一些老师还允许学生自由选择或自己制定实验题目。

鼓励发展独立性的同时小组合作学习是一种普遍的学习形式。这种方式使学生们在发展自我意识和独立能力的基础上,培养团队精神,学会合作、交流和组织。

 

2)理论与实践相结合。美国学校很强调学习实践。美国科学教师注重演示和动手操作。有访美学者甚至评论到:“只要能够通过动手操作阐明理论,(美国)教师就不会用语言去解说。”美国中学科学教学的演示和实验活动有3个特点:a.所用的设备和材料并不奢侈或昂贵,大多是一些简单而又便宜的;许多仪器是教师自己利用日常家庭用品制作的。b.由于动手操作与日常生活情境相联系,它们既生动活泼又切合实际。c.大量使用计算机。

同时,学生们在科学课堂上有大量的“动手做”(hands-on)活动来学习概念和原理, 而不仅仅是靠教师来灌输给他们。洛杉机尔湾学区的University High School 科学教师Tinh Tran 深有感触地认为:这是他们因为自豪和欣慰之处,因为学生们通过做实验有更多的学习收获。他引用一种研究观点:大多数人都是动手型学习者,他们最适宜的学习方法是“做中学”的。University High School的生物、化学、物理等科目的课室里,典型的设施布置是:教室中部为纵横排列的约30套左右的课桌椅,四周沿着墙则有七八张大实验台,每张实验台一般由四、五名学生使用,形成一个合作学习的小组。实验台上放置着实验活动器材,同时每个实验台边有一至两台电脑供供该合作小组使用。

不少学校重视实施“动手做”科学教学的条件保证。University High School的学生和科学教师们都认为尽管他们学校的经费有很大缺口,但令人高兴的是学校的“动手做”的材料和设备是很充足的。

 

3)探究式学习。美国科学教师倾向于在科学教学中使用归纳推理方法。他们引导学生从观察具体的经验事实开始,逐步逼近概念和理论。在教学过程中,利用日常生活中的实例,发展学生独立思考的能力,并要求学生参加动手操作活动,有些教师甚至引导学生做真正的科学实验研究。一位访美学者写道:“教师提供不同的设计题目给学生,学生根据自己的兴趣和知识背景选择课题。然后,教师引导学生进行整个研究项目──查阅文献、进行调查、收集与分析资料、检验假设、撰写并提出研究报告。”通过这种教学,学生对科学过程了解透彻,从而逐步掌握科学方法并形成科学精神。

在美国科学课程教学中,实验经常是在教师讲课之前进行的。通常的程序是:老师把学生分成小组,让学生先做实验——学生把观察到的现象记录下来,并作出分析——做完实验后,学生阅读教科书,查阅有关的参考资料——学生各自得出自己的初步结论——与小组内的其他同学分享彼此的实验结果——教师花一点时间总结实验并提出理论。在实验手册上,没有关于实验的详细解释,而是一系列问题。教师促使学生理解这些问题,然后,学生自己独立地做实验。他们必须积极地思考、阅读、设计、观察、记录,并作出结论。为此,美国的学校注重对学生进行观察方法训练。

基础知识的学习往往也是在教师讲课之前由学生先自主学习的。在加州尔湾学区的南湖中学(Southlake Middle School)七年级的化学课学习各类元素时,教学过程是:教师极为简要地介绍元素的概念、原子的结构——展示一个已做好的“原子核球”:由20块呈三角形的小纸板粘连而成——布置任务:1)两人一组,合作制作一个类似的“原子核球”,2)选择一种自己感兴趣的元素,查找关于该元素的20个知识点,每个知识点分别写在一个块面上——提示每个块面的形状特点和粘连的要领——学生立即进入紧邻的电脑室,分组查找某种元素的知识、记录——课后制作纸球——下次上课时每组的自制“原子核球”都挂在教室里,学生们互相观看作品,了解球面上所呈示的该种元素的知识——教师简要总结。

显然,这种实验或学习基本知识的活动是探索性的,能够有效地培养学生的自主学习、独立思考、动手能力、解决问题的能力。著名科学家杨振宁先生评价道:美国的教学方法重归纳、分析和渗透、综合,是一种"体会式"的学习方法。其效果是独立思考能力、富有创造性的思维、创造能力强,易较快进入科学发展前沿(缺点是根基不够扎实)。

美国中小学科学探究活动的特点:项目题材的生活化、日常化、准社会化;项目类型的多样化,包括指向本课教学目标的项目,课后的拓展性的小项目,阶段性或兴趣小组的发展性的“大、中型”项目,在科学馆、博物馆等交互式的科学活动基地中随机性的个性化兴趣活动项目等;活动形式:小组合作多,实验动手活动多;成果形式:文字形式之外,实物形式多,设计作品多。 

与探究式学习的理念相辅相成的是,美国中小学生在科学课课堂学习时能在需要的时候很方便地查阅资料。有的教室里每个学习小组都有一两台电脑可用;有些学校的几间电脑室分别被几间教室围绕,这几间教室与电脑室仅仅是一门之隔,出入极为便利;有的学校电脑室就在图书馆中,学生查阅资料时随时可以在电脑和书籍中切换。美国注重信息技术教育的普及、连贯和层级的递进,学生从小学一年级起就开始学习电脑的初级使用,年级递增,则相应学习新的、更高难度的电脑和网络技能。因此美国的学生有较强的信息能力。另外,每间教室都有书架,书架上的参考书师生均可使用。

 

4)通过比较轻松随意的教学方式使学习科学变得轻松愉快。大多美国教师在课堂上十分幽默,教学中穿插科学故事,使用大量的身体语言,等等。营造宽松气氛,改善学生学习的心理环境,也是美国教师的重要教学策略。

 

5)创设学科学的情境:一是在把科学课室布置得富有专业学科特色,营建学习氛围;二是在学习内容中结合当代科学和技术的发展,在案例、课堂实验或活动、课后的探究项目中安排时代性、科技性强的内容;三是进行户外考察的活动,使学生走进自然和社会,把所学知识和技能用在现实的真实问题或状况中。

 

6)致力于保持学生对科学的兴趣并发挥科学天赋:

根据研究,很多学生是在小学三年级的时候开始对科学失去兴趣的,因此,美国对面向小学三年级至初中段学生的科普抓得相当紧。

在整个高中阶段,加强科学教育,提高教育品质,并在科学教育的基础上,选拔少数出类拔萃、成绩特优的学生,由学校为那些不满足于传统课程教材的学生设立具有大学程度的科学资优班。在这种班学习一年后,可参加一项全国性的考试,获得高分的课程可在上大学后免学,以节省读大学时的时间。除课堂教学,科学资优班还鼓励学生进图书馆研习和参加“动手学”的科学试验,直接参与国家及世界发展中的真正的科技研究。美国对高中的科学苗子寄予厚望:“让他们插手正在发展的科技研究,并把这种观念传输到全国高中,将会大大推动科学技术的发展。”

一年一度全美各种中学生科学竞赛,是美国开展科学教育的重要支持力量。如为发掘年轻科学天才的西屋科学奖,“全美科学碗”知识大赛 ,“全美高中10项全能大赛”, 中学生科学工程竞赛等,为美国发掘了年轻的优异的科学人才。


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