科学课如何上才更科学?
文/记者 李荔 何从
目前,和语文、数学、英语等主课相比,科学课在实际教学中还处于副科的地位,这次对于科学课的调整,作为学校和老师来说,他们都做好相关准备了吗?这次改变能从根本上提高科学课的地位吗?
科学课师资和设备都严重匮乏
许多教育、科研工作者都同意科学课重回一年级,可以为学生们创造学习科学,了解科学的氛围,相信这样做的效果会在未来有所体现,提升青少年科学素养、科技创新精神。但目前也存在课程适宜性、可操作性、时代性和整体性有待增强等问题。
比如科学课的开展以及纳入基础课程,对本来师资队伍就不充沛的部分学校也是一个挑战。“因为科学课是一门综合性学科,这对我们教师的个人素质、工作量也是个巨大挑战。”曾经当选2016年十大科学传播人物的温州市籀园小学老师陈耀说。
长久以来,专业师资匮乏一直是困扰科学教育开展的难题。虽然一些高等师范院校开设科学教育专业,但与中小学科学教师的需求相比,数量还是太少。同时部分高校的培养方式与科学教师的专业要求存在差距。
“科学课不能走过场,科学课的老师不仅要理解学生,自身也要具备科学思维和科学素养。需要具有一定知识背景的科学老师,也需要优秀的科学教材等等。” 陈耀说。
在中国科普研究所研究员王大鹏看来,新课程标准对小学科学教师的专业素质提出了更高要求,也是实施小学科学新课程标准的关键点和难点。小学科学教育初步完成了新的内容布局,但是未来的建设与发展之路还很漫长和曲折。
北京史家小学的张培华老师也告诉记者,这次从一、二年级增设科学课,对于他们学校来讲,师资配置上确实有一定难度。因为像他们这种学生多、班级多的大校,增加一个年级或者两个年级的课程,就意味着需要配备更多的老师。比如目前他们学校一、二年级各有18个班,如果每周1课时,那么就总共需要36个课时。另外由于教育部这次的规定增加了科学课的课时,而没提及缩减某门课的课时,因此势必会造成师资不足。
▲ 9 月1 日,在中科院合肥物质科学研究院等离子体所,来自合肥市湖 畔小学的孩子们正在王俊儒博士的带领下参观东方超环 (EAST)托卡马克模型
以科学技术活动形式展开
据悉,目前审定通过的教材包括河北人民出版社、湖南科学技术出版社、教育科学出版社等多个出版社的版本,各地学校可自由选择。不同版本的教材在内容安排上或有差异,但均围绕科学课程标准编写,也照顾了低年级学生的特点,注重情景引入,贴近学生的日常生活。
“比如很多学生喜欢看卡通图案的绘本,所以教材及活动手册采用大量动植物图片帮助学生理解,学生可以用绘本形式记录实验或观察过程,激发兴趣。”张劲硕表示。
据了解,科学课程内容在物质科学、生命科学、地球与宇宙科学三个领域知识的基础上,还增加了技术与工程领域的相关内容。更加重视培养学生的创新能力、动手操作和实践能力。
关于科学课如何开展,中国教育科学研究院研究员储朝晖提出建议,他希望能够把科学课用类似科学技术活动的形式展开,而不是纯课堂授课形式。
“比如以学生为主体开展的科技制作、创造发明、实验报告等活动。这类活动不同于科学课的课堂教学,不是把科学教材的内容灌输给学生,而是一种个性化的科学教育活动。”
据悉,当前有些小学还成立了各类兴趣社团,储朝晖希望能够把一些社团和科学课结合,做成一样都有教师的“课堂”教学,在实践活动中,学生能够将科学知识与兴趣相结合,从而更容易开展科学创新性活动。
“因材施教,给学生一个平台,通过调动不同学生的不同的科学兴趣,让学生在活动中培养对科学的认知,寻找或实践操作技术和方法,这样就可以使学生的科学素养有一个综合、系统的提升机会。”储朝晖说。
储朝晖表示,在生活中学生能自觉运用科学思维进行思考。在实践中将生活本身当作一门关于科学学问,将在科学课、科技活动中学到的知识带到生活中。只有这样科学素养才能真正成为他们生活学习的一部分。
北京第二实验小学科技主任甄奕表示,面对一年级新生,一线老师最关注习惯的养成和角色转换。而在科学教育方面,他们最重要的一个任务就是保护学生的好奇心,激发他们对自然科学的学习和研究的欲望。
怎么样有效地进行科学课课程的教学设计?对此,甄奕透露,主要是根据学生的需要去选择,注重以学论教,用学生最乐于接受的形式去走近他们。比如对于喜欢动手操作的学生,我们会以训练为主,用一些孩子喜欢或感兴趣的一些小实验来吸引他们的注意力。
“我们的老师都会先将磁铁进行简单改造,将南极和北极分别用胶条封住,并将磁铁刷成同一种颜色。这样可以启发学生自己去思考,去建立相关物理学概念。”甄奕介绍说。
科学教育从“知识”走向“素养”
在许多人眼中学习科学,就是要学习“科学文化知识”。但实际上,近年来科学教育已经从“知识”走向“素养和思维”。科学素养是指了解必要的科学技术知识及其对社会与个人的影响,知道基本的科学方法认识科学本质,树立科学思想崇尚科学精神。
“我们现在的教育习惯于解释,但很少让学生提出为什么。”在李象益看来,善于像科学家一样具备质疑精神,是培养学生科学素养的关键。
李象益告诉记者,人们对于一些以日常经验总结的知识,容易形成刻板印象,但有些并不是科学的。“如果学生只是被动地接受结论,不加以质疑和反思,可能会滋生错误观念,所以科学教育中应该注重引导。”
众多专家都认同,科学素养与思维在科学教育中非常重要,但这不意味着就不需要科学知识!中国科普研究所研究员王大鹏认为:“科学思维应该以科学知识为基础,也就是说科学思维的养成应该是在获取一定科学知识的基础上形成的,只有具备一定的科学知识储备,才有可能养成科学思维习惯。”
“每个孩子在科学学习中遇到不同问题时,学会组织和整合知识,是形成科学素养必备的能力之一。”中国教育科学研究院研究员储朝晖希望从多元化的角度,培养学生对科学的理解。“科学教育除了教授基础科学知识外,还要有选择地为孩子提供因材施教的科学内容,以帮助他们更好地将零散的知识点转化为融会贯通的科学思维方式。”
科学思维方式是人类文化的精华,科技发展本质上来源于科学思维。目前来看也许是人类最为成功的认知世界的方法。北京大学教授饶毅在微信公众号写过这样一段话:传递科学思维方式陪伴着孩子们认识探索这个世界,这可能是我所能想到的给孩子最好的成长礼物。
“科学教育有什么用?那就是启迪好奇心,培育想象力,激发创造力!我们要从告诉孩子们答案,转变为引导他们多问问题,让孩子们学会情境观察、思考、提出问题,这个过程太宝贵了。”李象益表示,科学思想和方法的养成,可以不断激起孩子们的好奇心。今天的“好奇宝宝们”,就是明天的大发明家。激发孩子们对科学的热情,鼓励他们发展各项技能,探究了解周围的世界,这将有助于他们在未来成为具有科学素养的人。
▲史家小学天文社部分代表远赴万里, 在美国大提顿国家森林公园内的小山 上进行了成功的观测(摄影/张培华)
科学课应该走出学校
对此,北京史家小学作为京城名校,是怎么做的呢?张培华表示,目前科学课涉及知识层面的内容较多,科学实践方面的内容相对较少,而这部分内容主要靠老师自己开发。史家小学的科学教师们就开发了大量的科学实践类课程。
如让孩子利用浮力原理设计、制作玩具,利用工程设计教室的仪器设备加工制作学习用具和生活用品等,他们还把学生设计、制作的产品捐给公益组织,支援贫困和偏远地区的学校和儿童。以公益之心为动力开展创客教学是史家小学金鹏科技团的创客教育特色,孩子们的想法也总能令人们感到惊讶,许多想法和设计都超出了教师的预期,很多小发明申请了专利,孩子们在创新实践中不仅体验了成功的喜悦、助人的快乐,增强了社会责任感,还解决了生活中的一些问题。
“比如搞摄影创作的人需要很多不同焦段、功能的镜头,携带不便,成本高昂,李承霏同学在张老师指导下发明了一种通用型摄影接环(含透镜组),通过前后顺序的不同组合,能够实现增焦、缩焦、近摄等诸多功能,得到了专家的高度认可;再比如朱奕迪同学发现很多时候人们需要固定物品开合的角度,而市场上并没有满意的产品,从而发明了可固定角度的合页。”
而在科学实践方面,史家小学还积极做了一些颇为引人关注的经典案例。比如史家小学天文社从2008年成立至今,一直都没有放弃任何一次重大天象的观测机会。在实践观测中培养学生的耐心、毅力、创新和实践。
8月21日,在美国境内出现了一次观测条件极佳的日全食。史家小学天文社部分代表就远赴万里,在美国大提顿国家森林公园内的小山上进行了成功的观测。为了让同学们有更多收获,他们还分别参观了斯坦福大学、环球影城、格里菲斯天文台,并在3个美国国家公园内参观游览。白天考察水文地质和动物植物,夜间进行天文观测。这一次,他们完美地记录下了最为完整的日食的过程,将自己观测的成果和美国之行的感受带回来与亲人和同学们分享。
“实际上,科学课的教学不应该用句号来结束,而应该以问号来结尾。因为了解的东西越多,接触到的未知领域就会越多,那么就会有更多的问题要去思考。”张培华说。