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一个美国名师的科学教学法
  发布者:学科专家   来源:上海物理教育网  发布时间:2014-06-11

               凯德认为,学习科学应该是一个极富刺激的探索过程。“我知道在我面前的学生不是白板一块,他们已经从先前的教师那里获得了教导,对科学研究已有了积极的态度。我的学生渴望参与,但他们实在太兴奋,因而必须重视训练他们在科学实验里的良好习惯。” 
   凯德说,学生在理解科学概念和原理的过程中,有操控物体、作出选择、交流自己成功经验的需要。他们还有很丰富的想象力,但需要在教师的精心指导下使之聚焦,形成系统的思维。

让学生动手的“做中学”

  当凯德在德克萨斯大学读书的时候,她在约翰·P·汉茨伯格教授的带领下学习科学教学法。汉茨伯格教授重视让学生动手的“做中学”教学法。凯德发现,用“做中学”的方法教学生科学,还能够兼顾到学生不同的学习风格。因此,凯德特别重视在课堂上给学生提供口头交流与身体活动的机会,让学生感受科学带来的激动。
  凯德认为,各个年级都应该使用“做中学”的教学方式。当一群学生着手一项实验,那是一幅很激动人心的景象。无论他们有多大的差异,甚至有的孩子身体残疾,但当他们动手做起科学实验来,他们没有太多的不同。一堂好的科学课带给弱势学生的收获,不会比普通学生少。
  当前科学教育的框架是由一些反复出现的主题构成的,如系统、分类、变化等,这些主题在物理、生命科学、地球科学等的教学中经常出现。凯德认为,如果完全根据书本去教,这些概念就比较抽象。利用具体的资料和数据,要比阅读定义更容易理解。尽管学生需要具备基本的科学方面的阅读能力,且应该有一定量的阅读和写作,但动手活动会刺激学生对跟他周围环境相关的科学问题作出反应。学生亲自研究了蚯蚓,就知道蚯蚓不是蛇,这就促进了他对于分类的理解。亲眼看到幼虫变成甲虫的过程,就会比任何图表更能帮助学生理解变化和生命周期的概念。像这样的教学需要花很大的精力,但它确实能够提高学生对知识的掌握,同时使教师从学生那里获得鲜活的反馈。它还能很有效地激发学生完成家庭作业的动力。他们会怀着一颗迫切的心走进教室,想知道他们接下来会做什么。这样的课或许会很吵闹,但就在学生的叽喳声中,一些原本胆怯的孩子也会放下顾虑,开口说话。
  在一所初中实施以动手做为基础的科学课是很不容易的,需要很多器材,很多经费是凯德自己出的。幸运的是,她有一名跟她合作的教师,她们可以一起来分担费用。“我们必须在没有昂贵科学试验装备的情况下进行科学教学,在现有条件的基础上临场发挥。”凯德说。

促进积极思考和科学探究

  凯德在科学课上努力为学生创造收集信息、探究问题、明智决策的机会,她认为,学生要成为一个具备基本科学素养的公民,需要掌握一套基本的技能。
  凯德在课堂上时不时地组织学生讨论,从他们那里获得对某些问题的反馈。“我努力通过一系列问题来把我的教学和他们的生活经验联系起来,不断引起各种话题,让他们发表意见和看法,了解他们是否对这些问题有充分的理解。有时,他们会提出跟我不同的观点来。”
   凯德的教学方法很大程度上就是在鼓励学生进行科学探究。她使用开放式提问,让学生大胆地说出自己的想法,并在说的过程中积极思维。她还使用引导式的提问技巧,在他们既有的能力范围内,带领他们一步步实现对新知识的理解。对某个情况进行研究,形成并提出问题,正是凯德希望学生逐渐具备的技能。她很少直接告诉学生科学知识,而是为学生提供机会,使他们能够通过各种方法寻求答案,获得理解。
  “如果他们没有被要求积极思维,他们怎么能学会用自己的脑子思考再三呢?”凯德说,“孩子们需要进行推理的训练,确保自己是在根据一套逻辑步骤来进行思考的。科学课堂的教学就是要为他们提供这样的机会。”
  凯德在课堂上还经常用图示给孩子们进行讲解,同时也为他们提供很多机会,用各种方式展示自己对知识的理解。她喜欢让孩子们用图表、图画来体现某个科学概念,如特定的生物群落,甚至让他们画在墙壁上。

  小组教学

  大多数时候,凯德把学生分成4人一组进行实验。她使用非正式合作小组策略,把实验各个步骤的责任分配给每一个人。每个小组有一个组长,负责督促小组成员完成任务,“记录员”负责记录实验过程,“发言人”负责向大家汇报本小组的实验情况,还有“听差”负责拿取实验器材。通常,当凯德向全班学生提出一个问题后,首先让他们分小组讨论。然后,她再请各组的发言人汇报他们的讨论结果。
   凯德说,某些任务让学生口头完成,或以小组合作的方式完成,可以回避部分学生在写作上的缺陷,同时也促进了学生在小组合作中对科学词汇的使用。他们在小组合作中记录数据并制作图表,正是在这样的条件下,小组为部分能力较弱的孩子提供了安全感,使他们的思维能力和动手能力得到了锻炼。在小组合作中,学生有出错的机会,同时也就获得了正确理解的机会。
  凯德在教室的窗台上放置了盆栽,供学生进行植物研究时使用。她还让孩子们在教室里养沙鼠和仓鼠,以培养他们喂养温顺小动物的能力。由于科学课需要在教室和教学楼里进行各种各样的活动,需要对很多器材进行整理、分发和清洗,这些活儿都是由学生自己来做。他们在课间还会用望远镜眺望美国和加拿大交界处的大桥,看桥上的卡车从加拿大运来固体废弃物。如果窗外下起了一场痛快淋漓的暴雨,她会和孩子们卷起百叶窗,把灯关掉,好好地观看一会儿。
  有时,凯德会使用课本上的作业来强化一些文字性的内容,她感到有必要在科学课上巩固学生的读写能力。此外,凯德还从《新星》、《自然》、《国家地理》以及PBS的《美国边疆》等科教片中挑选合适的节目给学生观看。

  科技大赛

  凯德每年都要组织学生举办为期几周的科学大赛,虽然工作量很大,但却是她和孩子们的快乐时光。由于学生的家庭经济条件十分有限,她不允许他们使用价格昂贵、现成的器材。令人惊喜的是,孩子们在准备材料的过程中表现出了很强的创造力。
  凯德说,很多家长希望给孩子提供有挑战性的课程。在一个有磁石学校(择优招生的特色公立校)的城市,一些有天赋的学生离开当地社区的学校,到磁石学校去上学。但很多家长还是愿意让子女在当地社区的学校上学,同时希望他们的教师也同样是有能力的。对于那些相对比较聪慧的学生来说,一个以探究为基础,让学生动手做的科学课,也是具有挑战性的。通过让他们独立研究,如参加科技大赛,能促进他们对自己感兴趣的领域作进一步了解。

  与学生积极互动

  在课堂纪律方面,凯德认为最重要的是意识到,学生是活生生的人,每一个学生都值得关注。她使用师生交互作用分析法(Transactional Analysis)来避免课堂上出问题,这需要与学生在情感层面进行互动。
  “我努力与班里的每一个学生建立起积极的互动关系,当然,与部分学生的互动会比其他学生更成功些。为了让学生具备有利于实现教学目标的态度和行为,我在课堂上努力增加积极互动,避免或忽略负面的互动。”凯德说。
   凯德会跟学生一起在活动中大笑,“因为一群初中生在课堂上总是会犯各种各样的错误”。但一旦有学生做得很棒,她就会把全班的注意力都集中在他的身上。学生在课堂上回答问题或做出什么反应,凯德都会让他们在内心获得安全感,不会有失败的顾虑,最终,学生有勇气去探究那些更加不确定的领域,进而大胆说出自己的观点。这使学生对科学的积极态度得到了正面的强化。
  通过以上方式,凯德让学生知道,科学不仅仅是一门学科,而且是一种思维方式,一种解决他们面临的问题的方式。

【科学课例】

目的
  学生观察、记录蟋蟀的行为,包括在一定时间内蟋蟀某一特定行为发生的次数。

蟋蟀的放置
  可将蟋蟀放入养鱼缸里进行观察,也可把蟋蟀放入干净的塑料盒子里,一个盒子放若干只,每个小组照看一个盒子。成年蟋蟀会比幼虫有更多的行为表现。该活动可以进行数天或数星期,直到蟋蟀的大多数行为都被观察到。为了获得更好的观察效果,最好把单只雄蟋蟀跟其他蟋蟀隔离1天或更长时间。雌蟋蟀可以放在一块儿。

过程
  将5只雄蟋蟀分开放在观察室里,用瓶子分别将它们倒扣起来。
  让5只雌蟋蟀自由地呆在观察室里。
  将计时器设定为20分钟,每20分钟将倒扣雄蟋蟀的瓶子移开,观察随后发生的行为。

蟋蟀行为观察记录表
   
名字:     班级:        
   
开始时间:            
   
结束时间:            
   
你看到有蟋蟀清洗触角了吗?蟋蟀是怎么做的?
                         
   
你看到有蟋蟀清洗腿了吗?描述一下蟋蟀是怎样清洗腿的。
 ________________________
   
蟋蟀用其上颚咀嚼食物。你看到有蟋蟀吃东西或喝水了吗?
 ________________________
   
很多动物具有地域防御性,它们要守卫自己的地盘不受侵犯。你看到有蟋蟀,特别是雄蟋蟀追逐、厮打或厮咬了吗?
 ________________________
   
当雄蟋蟀和雌蟋蟀相遇时,有时会有一些特别的行为。描述一下当雄蟋蟀遇到雌蟋蟀会发生什么。
 ____________________________
   
你看见雄蟋蟀鸣叫了吗?描述一下蟋蟀是如何鸣叫的。
 _____________________________
   
你还看到其他你认为有趣的事了吗?
 ____________________________

 单个蟋蟀的观察记录
    将一只蟋蟀放入观察箱里,仔细观察5分钟,记录下你看到的蟋蟀行为。
    1.
这只蟋蟀是成年的还是发育未成熟的?                        
    2.
这只蟋蟀是雄性的还是雌性的?
                             
    3.
蟋蟀有多少只脚?__________
    4.
蟋蟀怎样移动身体?________
    5.
当你用钓鱼线碰蟋蟀的触角,有什么情况发生?_________
    6.
当你碰它的腹部,有什么情况发生?
                             
    7.
蟋蟀怎样吃饭?_____________
    8.
蟋蟀用触角来做什么?       
    9.
蟋蟀怎样鸣叫?            
将若干只成年的雌雄蟋蟀和幼虫放入观察箱,再观察10分钟,然后回答:
    10.
是否有只有雌蟋蟀才有的行为?
                            
    11.
是否有只有雄蟋蟀才有的行为?
                            
    12.
雄蟋蟀会对雌蟋蟀做出什么反应?
                            
    13.
雄蟋蟀会对其他雄蟋蟀做出什么反应?                      
    14.
成年蟋蟀会对幼虫有什么反应?
                            
    15.
蟋蟀幼虫会对其他幼虫有什么反应?

饲养蟋蟀的器具清单
  水族箱(或养鱼池、玻璃缸)、水、猫食(或莴苣)、光源、供产卵用的小盘

可以探究的问题
  很多有关动物行为的科学概念可以在课堂上用蟋蟀来研究。学生可以研究以下问题:
   
·蟋蟀的鸣叫与温度的关系
   
·比较蟋蟀与蝗虫,理解物种的分类和科学术语的命名
   
·测量蟋蟀的长度,记录蟋蟀从卵到成年的过程
   
·通过寄生蝇的生命周期来判断蟋蟀的死亡时间

 
  相关评论 点击数:318     评论数:1    
游客     发表评论于:2014-6-11 11:17:33
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