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美国老师这样培养孩子的科学思维

发布日期:2018-10-20 作者: 点击:




 Lori Leo是一位有30年教龄的教师,在美国德克萨斯和爱荷华州的普通学校和特殊教育学校任教,目前教授六年级科学和阅读。同时,她也是上爱荷华大学的兼职教授、教学质量合作研究中心(Center for Teaching Quality Collaboratory)的成员。

 科学“班训”

 做教师这些年来,我发现学生对于自然的了解不如对游戏机的了解多。孩子们很少会对自己身边的环境产生好奇,这让我很担心。为什么还要通过观察探究自然现象背后的原因,只要Google一下不就行了吗?

 为了让我的学生把自己当作科学家一样每天多问一些问题,我和他们一起设计了几条“班训”。现在每天上课前,我会让我的学生背诵以下几句话:

 我是一个科学家。

 我会批判性思考。

 我能解决问题。

 我可以为自己的教育负责,今天我将尽全力去学习。

 我会尊重我的同学。

 我们每天都这么做,以提醒自己:我们是可以深入思考并提供解决方案的科学家。为了达到这个目的,我们还必须学会有效地与他人沟通。

 在我教六年级科学前,曾经在特殊教育学校任职19年。我很喜欢教科学,喜欢和各种学生在一起。我渴望看到激烈的辩论和能将实验解释得一清二楚的实验报告。所以当我问学生“你观察到了什么?”,我不希望看到这样的答案——“它发生了一些改变。”我会失望,因为这种刻板的沟通不是科学写作所需要的。所以,我开始想该怎样可以让我的学生思考得更深入。

 首先,为了避免学生经常脱口而出的一些简短、肤浅、模棱两可的答案,我禁止学生使用“它”(it)、“东西”(stuff / thing)、“像”(kinda)、“一些”(some)这一类的词语。我在教室里贴了一张海报:在这些词上画了一个大红叉,并在下面写上“要具体!”,效果不错。

 接下来,我教学生重写解释。在和同学分享自己的答案后,只有少数学生能提供证据,我们会花10分钟时间和学生一起重写出清晰的有证据支撑的解释。问题是,学生还是无法独立地深入思考,不懂如何在概念之间建立联系,如何使用实验所获得的数据来得出结论。

 “科学写作”与批判性思维

 真正的转变发生在我接受了启发式科学写作(The Science Writing Heuristic,SWH)培训之后。我收到一份爱荷华大学的邀请,告诉我参加这个培训可以帮我提升学生的科学写作能力。这个培训看上去非常适合我,可以让我掌握一种形式和策略来更好地帮助学生。我当即报了名,后来发现SWH培训不仅仅是一个写作的模板和策略,更是一种培养学生批判性思维的方法。

 Brian Hand是SWH教学方法的发起人之一;Bill Crandall,一位退休的科学教师,最早应用了这个方法,挑战了我们关于什么是教学、学生如何学习的所有观点。

 老师们总觉得如果自己教学生“A”,再教 “B”,学生会自动地获得“C”。但我们的大脑是一张知识网,各种信息之间相互联系。基于每个人独一无二的经历,每个人的大脑将学到的“A”和“B”装进自己已有的知识网中,这个过程叫“知识的消化(negotiation)”。每一个信息都会问大脑:“这个信息怎么和我已经知道的相联系?”教学的挑战在于,转化成“C”这个过程有时并不会发生。

 在进行写作之前,我们需要背景知识,启发式科学写作是一个有指导的探究过程,需要运用内在的反思工具。很容易想象,如果提到出门散步,住在阿拉斯加州的人和住在佛罗里达州的人,脑海中浮现的景象和体验会有很大不同。

 在特定的时间和地点,每种观察都是正确的,但学生会争论他们的答案。启发式科学写作运用这个观察和批判性思考的过程,结合《共同核心素养标准》和《下一代科学标准设计》,帮助学生得出有证据支持的观点。

 引发讨论

 目前在我的课上,学生在提出主张、提供证据后讨论,以产生反思,达到对内容和观点的深度理解。

 我会问学生这些问题:

 你的观点是什么?

 你的证据是什么?

 为什么你会这么想?

 你观察到了什么?

 你收集到了什么数据?

 表扬他们的话可以包括:

 想法很好!

 我也同意你的观点。

 真是一个有趣的想法。

 谢谢你帮我想通了这个问题。

 我们会在学年初练习这些表达,在需要的时候复习。

 有一次一个学生提出:苹果不可能是活的。我知道我们有了实质的进步。整个教室的学生就这个观点是对是错,分成两派。他们大声地争论,“苹果是长在树上还是地上?”在这个环节,我的工作是引导讨论,所以我让学生们根据自己的观点分别走在教室两侧,然后提醒他们讨论的时候要尊重别人,每次只能一位同学讲话,其他同学倾听。

 接下来的20分钟中,我没有说一句话!我看着我的六年级学生就像联合国成员国一样相互协商交流着。他们倾听别人的辩论后,观点会来回变。“你有没有考虑到……的事实……”“是的,但我们的书上说……”最终,最后一名固执的小科学家站好队了,支持观点——还挂在树上的苹果实际上是活着的。

 我本可以直接告诉他们结论,但这样他们就没法通过批判性思考了解存活着的生物有哪些特征。有一些半逻辑的观点认为根据某些错误概念苹果不是活的,在讨论中被纠正了。这种协商不仅增强了学生对这个知识的记忆,也帮助他们总结出其他生物存活的特征,掌握了批判性思考的过程。

 对于青少年,这种鼓励讨论的社会环境对他们非常有价值,可以帮助他们思考得更深,也能提高他们的写作能力。通过这种学习,六年级学生们的学习质量,特别是写作能力有很大的提升。

 想要行为有所改变通常需要18到24个月的时间。在这些问题的引导下,我们有一些非常精彩的讨论:

 谁支持(或反对)这个推断?

 什么证据让你反对这个观点?

 你为什么支持这个观点?

 当学生问我“对吗?”我不回答。我会反问:

 你觉得呢?

 关于这个问题,你还可以去哪里找更多的信息?

 当他们感觉沮丧时,我会提醒他们:“我们的班训是什么?”他们会回答:“我是一个科学家,我可以批判性思考……”

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