关于女性科学家的跨学科探究活动

桑德拉·文特沃斯 张小澜

摘 要 从让四、五年级学生了解不同时代、不同领域女性科学家的跨学科探究活动入手，介绍美国青少年科学教育课程的教学思路和模式，旨在有效培养孩子主动学习、整理资料、动手创作的综合能力。

关键词 女性科学家 跨学科 科学探究

0 引言

我们可以尝试一个即兴实验，让一组学生在一分钟内写三个著名科学家的名字。大部分人可能会提到爱因斯坦，但却想不出其他的科学家，尤其是除了居里夫人之外的女性科学家。

关于女性科学家的跨学科探究活动，大概是学生了解有关科学界杰出女性的唯一课程。学生们也许从未读过女性科学家的传记，也没有亲身接触过作为导师的女性科学家。熟悉这些专业人士，或许能帮助学生理解女性富有创造力的性格特征，从而体会她们为实现其职业目标所做出的牺牲。这将有助于学生在个人职业规划上健全自我意识。女生一般不会去选择她们所不了解和不认同的职业，这一活动可以改变过去的陈旧观念，引导女生确定科学职业的意向。早期学习中发现学习科学的乐趣和热情，会促使学生深入学习必要的科学课程以满足未来的发展目标。

对科学家人物生平的探究可以帮助学生进一步领悟学术研究以及自然科学的意义，懂得“科学技术是人类智慧的结晶”。美国的《共同核心州立标准》（Common Core State Standards Initiative）提出把科学内容与文化素养结合在一起，将科学标准与文化标准相融合，即《新一代科学教育标准》（Next Generation Science Standards）所强调的跨学科概念。

本活动的学习目标是让学生了解知名的女性科学家，鼓励学生从事科学相关职业，并引入多元智能理论1，为学生提供展示他们作品的机会。教导学生通过图书、报刊及网络收集最新的资讯，有效运用关键词检索，评估每种资料来源的可靠性和真实性，并注意参考文献的格式，避免直接抄袭他人的观点和数据。

1 选择一名科学家

在这个环节，科学教师为每个学生发放一张按照地球环境科学、社会科学、空间科学、生命科学、自然科学等学科划分的女性科学家名单。事前，科学教师要通过多种手段对每位科学家进行确认。这张名单将随着时间不断发生变化，重点聚焦那些富有女性色彩和容易被忽视的群体。学生们要从一只罐子里抽取科学家的名字，然后把结果写在教室前面的黑板上。一名科学家只能被选一次，这样在展示环节，就会出现许多不同的科学家。

2 收集资料

在这个环节，学生们要用一张组织结构表来梳理他们所选科学家的基本情况。如表1所示，这张组织结构表包括25个问题，从科学家的主要事迹到对成功与失败的态度。学生们借助各种资料来源（如书籍、报刊和网络），收集关于他们所选科学家的信息。活动的具体实施将遵循英语语言与艺术的课程标准：（1）把同一个主题的两篇文章进行整合，再重新写下来或说出来；（2）论据充实，论证有力，清晰地表达自己的观点；（3）通过亲身经历回忆相关信息，或者通过出版物和数字资源收集相关信息，然后分类记录这些信息，并提供一张资料来源列表。学生们将学会如何在科学和工程实践当中获取、评估及交流信息。活动的核心理念取决于这些科学家所从事的科学领域，区分这些领域，可以参照以下标准：（1）形成可能的结论；（2）社会合作和团队行为；（3）设计工程项目的解决方案；（4）涉及地球和太阳系。学生可以利用科学课和英语课的时间完成任务，或在信息技术课上与导师沟通交流，或作为他们的课后作业。

在资料收集的时候，学生可能会遇到“不同来源的资料，信息不一致”的问题，这将使得学生意识到资料来源的重要性，重视使用原始资料，例如科学家的自传、演讲以及亲自撰写的书籍和文章。相对原始资料而言，次级来源资料则包括《世界百科全书》（The World Book Encyclopedia）、《康普顿百科全书》（Compton's Encyclopedia）、《不列颠百科全书》（Encyclopedia Britannica）、教材課本以及教育机构（edu域名）、非营利性组织（org域名）和政府部门（gov域名）的网站，这些资料来源也是被认可的。有时候，学生会为了确认一条特殊的信息，反复核实三种以上来源的资料。如果大多数资料对所调查问题的细节都有一致的结论，那么这条信息便可得到验证。在课题调查的过程中，学生们会发现单一资料往往不能囊括一位科学家的一生。因此，学生们意识到必须采用不同来源的资料，开展综合性案例研究。利用原始资料和次级来源资料，从不同文本中整合信息，然后归纳提炼出一个主题，再重新写下来或说出来，这是提高文字和语言表达能力的有效途径。

3 准备工作

在接下来的展示环节中，学生要围绕如何向观众介绍他们所选择的科学家，寻找合适的呈现形式。如表2所示，学生至少要从多元智能理论的七种智能类型中，挑选一种活动形式。这些展示形式包括文氏图、流程图、剧本、歌曲、幻灯片演示、宣传栏、拼贴画、墙报、模型以及儿童读物等。学生也可以利用课余时间，完成自己感兴趣的附加作品。此外，学生还可以选择举办辩论比赛、采访当代科学家、组织科学调查、学习科学家所在时代的音乐或舞蹈和实验演示等其他形式。

4 作品展示

作品展示是此次活动中最精彩的环节。那天，教室被学生的作品装饰得五颜六色。学生完成的组织结构表被附在卡片纸上到处陈列，课桌上摆放着他们的调查报告供大家审阅。

每篇调查报告都是一个鲜活的案例研究，比如“艾伦·奥乔亚（Ellen Ochoa）1：一个到达太空的女人”，“马乔里·斯通曼·道格拉斯（Marjory Stoneman Douglas）1：她热爱湿地”，“斯蒂芬尼·克沃勒克（Stephanie Kwolek）2：警察的救星”，以及“尤金·克拉克（Eugeine Clark）3：敢于与鲨鱼为伍”。

学生们还相互讨论、阅读和学习了其他同学收集的资料。例如，设计关于玛丽亚·米切尔（Maria Mitchell）4的宣传栏；绘制珍妮·古道尔（Jane Goodall）5考察多年所总结的黑猩猩族谱图；制作文氏图海报，比较戴安·福茜（Dian Fossey）6与碧露蒂·高地卡斯（Birut Galdikas）7在灵长目动物研究方面的异同；讨论西尔维亚·厄尔（Sylvia Earle）8每天面对的海洋污染问题；调查吴健雄9后，走进化学工厂就培训、职业、日常工作等问题采访一位科学家，并分享自己的看法；以及为蕾切尔·卡逊（Rachel Carson）10创作一首歌曲。

展示日为全班同学提供了在一起集体创作、展示作品的机会。一组学生或表演为伊丽莎白·布莱克韦尔（Elizabeth Blackwell）11创作的戏剧，作为提交的作品；或组织一场关于原子弹与莉泽·迈特纳（Lise Meitner）12学术生涯的辩论；或围绕星座与安妮·坎农（Annie Jump Cannon）13的天文研究，在班上试讲一堂几何课；或根据大陆板块和洋底地形的研究现状，准备一场介绍玛丽亚·萨普（Maria Tharp）14的幻灯片演示。这些展示和表演使所有的学生都能了解知名的女性科学家，而不局限于某位科学家或某个科学领域。科学教师可以从5W模式（谁、做什么、何时、何地、为何以及怎么做）、资料收集、专业术语拼写、展示表演、完成时间五个方面，对学生的作品做出客观而公正的评价。

5 反思

本活动的目的是让学生理解科学的本质以及科学技术是人类智慧的结晶。学生通过对杰出女性科学家研究的思考，运用自我认识智能，把自己与其所选的科学家进行比较。联系《新一代科学教育标准》，活动阐明了：（1）选择科学或工程作为职业的人们来自各种文化背景；（2）大多数科学家和工程师并不是单独工作，而是通过团队协作完成任务；（3）科学越来越深刻地影响着我们的日常生活；（4）创造力和想象力对于科学而言非常重要。

学生可以从下列问题入手，思考关于科学家的目标设定、思维习惯、文化背景、性格特征以及职业生涯：列出两个你与所选科学家所共同拥有的性格特征；简要说明一个你所选科学家的思维习惯；列出一个有助于让你成为科学家的思维习惯；介绍一个你通过了解科学家生平所得出的经验；是否由于这位科学家的研究成果而改变了世人对某一领域的认识；她是在团队中工作，是与伙伴合作，还是一个人独立工作？

在活动后，学生分享了自己的心得感受：“我明白了科学家必须非常耐心，他们需要花费大量的時间去实现目标”；“科学家为他们的事业所付出的努力，以及对家庭生活的影响甚至不成家的决定，都令我十分感动”；“一个人可以用自己的力量让世界变得更加美好”；“我知道了原来科学家们是通过团队协作取得成果的”；“我很高兴自己有着和科学家一样的思维习惯”。

新学期快到了，又可以开展那个即兴实验了。如果让这些学生在一分钟内写出三个著名科学家的名字，或许还是会有学生提到爱因斯坦，但会有很多学生能写出三个以上的其他科学家，尤其是女性科学家。十年后，这些学生仍然会回想起他们关于女科学家的创作，以及探究活动过程中的美好时光。

文章来源

WENTWORTH S. Putting the "her" in science hero： An interdisciplinary unit exposes fourth- and fifth-grade students to female scientists from several eras and various fields of science[J]. Science and Children， 2014， 52（4）： 41-45.