澳大利亚“小科学家”项目及其启示
2020-07-27董虹星徐国庆
董虹星 徐国庆
摘 要 我国儿童对数学、科学、工程、技术方面的知识认知不够,存在学习力不足等问题。本文从澳大利亚“小科学家”项目的基本内涵、六大元素、教学模式等方面对澳大利亚儿童在数学、科学、工程、技术等方面的教育进行考量。借鉴澳大利亚儿童教育的先進经验,从培养模式上着手,以实现我国儿童科学思维的培养。
关键词 澳大利亚 儿童 小科学家 科学思维 学习共同体
儿童早期科学教育可以为未来学习理工科打下基础。儿童早期有意义的科学经历有助于增强他们学习科学的自信,并提高他们对科学的兴趣。早期培养的数学技能,如数感和序数,是后来学术成功的强有力的预测因素。教师可以利用儿童先前的经验、知识和兴趣,让他们参与创新活动。通过儿童的创新活动,可以自然地与科学、数学和技术结合起来。
“小科学家”项目于2006年由一个德国商业开拓者团体发起,2008年开始受到政府的支持与资助。现在,这个项目的不同版本已经扩展到了奥地利、荷兰、巴西、澳大利亚和泰国等国家,并在澳大利亚得到了长足的发展。
一、澳大利亚的“小科学家”项目
1.“小科学家”项目的基本内涵
澳大利亚政府资助的“小科学家”项目是为了鼓励全澳洲的小伙伴从小开始学习STEM课程,为日后学习打好基础。“小科学家”项目为儿童教育工作者举办专业发展讲习班,研究涵盖水、光学、工程、计算机科学等多个主题内容。讲习班每年会介绍两个新主题,并采用科学方法或”探究周期”为基础的教学方法,鼓励教育工作者接受儿童的问题,与儿童一起探索他们的环境。每个讲习班都有让教育工作者亲身探索的日常材料和数字资源,以帮助他们树立促进儿童探究式学习的信心。该项目为教育工作者提供可以带回家的材料和资源,以提高儿童在科学、技术、工程和数学领域的知识和技能。
2.“小科学家”项目的六大元素
Murphy 等人建立的一个概念框架,阐明了如何有效地实施“小科学家”项目教育[1]。 该框架包括六个有效的要素: 能力、主观性情、教育实践、公平、发展轨迹和教育者能力。
(1)能力
能力包括与其他工程技术学科相关的知识和技能。此处的知识应该是灵活的和不断发展的。技能同样灵活多样,包括适应性、解决问题、创造力、批判性思维和设计思维等技能。通过使用真实世界的背景呈现给学习者真实的问题或项目的教育实践,他们的能力往往能得到最好的发展。
(2)主观性情
主观性情是支持学生在主观性教育和追求主观性职业的道路上取得成功的态度和心态。 情感在有效教育中有积极的作用,并提倡从儿童期开始培养良好的情感倾向。教育工作者可以影响儿童的性格。同时,教师实践、课程和教学选择可以对儿童的性格产生重大影响。
(3)教育实践
教育实践是学校和教育工作者为培养学生学习能力、学习习惯而采取的有意行动。人们普遍认为,真实世界的探究和问题导向学习对学生的学习能力和素质提升有着积极的影响。此外,数字技术的学习可以扩展可用的学习环境,以促进解决问题和高层次思维技能的发展,并提高学生对理工科的兴趣和学习积极性。因此,小科学家项目需要通过观察实际物体和动手操作现场,让孩子们学习科学知识和提升自学能力。比如做实验、玩游戏、观察动植物的发育变化,并思考其原因、对其做出预测、提出并解决问题等等。
(4)公平
小科学家项目鼓励孩子们发现、实验、探讨和研究事物,有些项目主题会延续数周或数月,因此会产生一些不公平现象。例如,在理工科成就方面存在一些不公平现象,而这些不公平现象往往存在于女性、农村、土著和社会经济处境不利的学生身上。有效的教育必须寻求通过对不同学生群体的性格和学术成就产生积极影响的课程和教学方法来解决这些不平等现象。
(5)发展轨迹
发展轨迹是他们在教育系统中从幼儿期到高中及以后的长期运动轨迹,而早期的工程实践能力培训和后期的工程实践创新之间存在紧密的关系。
(6)教育者能力
有效的教育需要教育者有能力提供以探究为基础的教育方案,培养所有儿童的能力和积极的性格倾向。专业发展可以深化教育工作者的教学知识,推动课堂实践的积极变化和学生成绩的提高。教育工作者的信念、态度以及对自身能力和技能的自我认知会极大地影响他们的科学教育实践。
3.基于“小科学家”项目的教学模式
“小科学家”项目的教学模式是一种结合科学、技术、工程和数学的跨学科教学方法,该项目与真实的生活情境相结合,以激发学生对新奇事物与知识最原始的好奇心和求知欲。在此基础上尝试构建基于“小科学家”的以探索太空为主题的教学模式,如图1所示。
(1)项目准备阶段
教师通过观察学生感兴趣的话题,引发讨论,提炼“小科学家”项目主题。确定主题之后,整理出相应的理论知识,并收集大量与主题相关的图片、动画、视频辅助知识的讲解;在儿童的学习环境中植入相关的主题事物,让儿童身临其境。以探索太空计划为例,要在课前准备大量的太空知识,并在教室中营造太空环境,激发儿童的探索兴趣。
(2)项目实施阶段
儿童掌握了一定的主题项目知识之后,要鼓励他们在日常生活中主动观察星空,观察太阳和月亮。当儿童对宇宙星空有了一定的了解之后,就进入项目的实际动手创作阶段,可以采用纸、塑料瓶、胶水、剪刀等原料拼成各种几何图案,在这个过程中强调小组协作,也可以邀请家长参与到手工创作的过程中。往往经过数周的努力,“小科学家”项目才能完成。在这个过程中,可以对项目进行一定的创新,如添加火箭、UFO等元素,丰富太阳系作品。项目实施末尾,将以艺术品的方式展示给大伙欣赏,并收获鼓励。
4.“小科学家”项目的成效
(1)组建了澳洲“小科学家”项目网络学习共同体
澳大利亚“小科学家”项目在实施评价的过程中组建了专业学习小组,有来自墨尔本的网络学习伙伴组成的学习小组,有来自彭里斯的学生组建的小组,有新界网络学习伙伴组成的学习小组,也有国家的早期接受小科学家计划项目的小组等,各专业学习小组可以面对面讨论或虚拟对话,所有的专业学习小组共同组建一个在线专业学习共同体。该共同体能让小科学家计划项目的参与者分享他们关于作为小科学家计划教育者的发展、计划实践的变化、儿童的变化等方面的经验,拓展了儿童探索的时空。
(2)对教育实践产生正面影响
“小科学家”项目的六大元素中的“能力”和“教育者能力”是最受重视的主题,该计划的重点是培养教育工作者发展儿童能力的能力。教育家们已经注意到了儿童的能力,并且了解了孩子们是如何表现出高度的积极性和兴趣的。参与者更加了解孩子们在科学方面的存在,注意到了促进儿童不断成长的技能和知识,这些知识和技能包括创造性思维、解决问题、假设和自我调查。
所有的参与者都对小科学家研讨会持积极态度,并且容易将想法融入到教育实践中,将项目的实际操作性、易理解性和全面性联系在一起,同时也将材料的日常性、灵活性以及对服务的适应性与个人背景联系在一起。
小科学家计划的实施对于创建一个儿童和教育工作者共同学习和研究的探索社区,以及儿童自我导向和以游戏为基础的探索空间具有积极意义。成年人可以担任不同的角色,包括指导、辅助、合作学习者或记录儿童的学习,与此同时也增加了教育工作者对数学、科学、工程、技术方面的教学信心。
总而言之,“小科学家”项目为参与者提供了一系列的好处,通过他们的实践,也让与他们一起工作的孩子受益。小科学家计划正在促进儿童数学、科学、工程、技术教育的最佳实践,并将对澳大利亚的教育实践产生持久的影響。
二、对我国小学教育的启示
1.制定科学课程学习计划
随着时代的发展,我国基础教育领域的科学教育越来越受到重视。2017年,《义务教育小学科学课程标准》出台,要求从2017年9月开始,小学一年级要开设科学课,重视实验教学,增强学生问题意识。新课标指出了小学科学教育是以科学课为核心课程的跨学科学习,强调与其他学科的融合。科学课程是提高学生科学素养和人文素养的一项重要课程,科学课不仅仅是一门学科,更是学校科学教育的核心载体和资源,科学教育不仅体现在科学课中,内容还延伸到语文、数学、美术等其他学科中,易于让学生形成一个完整的知识链,需要各教育部门认真调研,制定出合理的符合儿童成长的科学课程学习计划。
2.建设研学基地
2014年8月《关于促进旅游业改革发展的若干意见》指出,按照教育为本、安全第一的原则,建立儿童阶段以乡土乡情研学为主的研学基地。研学之旅有利于增进学生对自然和社会的认识,培养其社会责任感和实践能力,有利于推动全面实施素质教育,创新人才培养模式,引导学生主动适应社会,促进书本知识和生活经验的深度融合。
赋予高校和中学的实验室培养小学生科学素质的职责和功能。开放大学和中学实验室,可以让对科学感兴趣的儿童尽早接触正规的科研,接受专业的训练,对他们将来进入专业领域的研究非常有帮助。
3.创建学习共同体
以社区为单位创建学习共同体,并在社区学院的平台网站上开辟一个新的模块,该模块以儿童“探索”为主,并可以把自己观察和所做的探索实验的过程发布到模块网站上,方便其他参与者点评和讨论,营造一个热爱科学、乐于探索的社会环境,充分调动儿童探索科学的积极性。社区可以聘请退休的科学老师管理这些平台网站,成立专业的学习评价小组,对共同体平台上推行的项目予以审核,并对学员们提交的材料予以点评,并给予相关指导。
总之,“小科学家”项目的培养模式不仅颠覆了传统科学知识的学习方式,还提升了儿童的探索欲望,丰富了教学内容。新时代的发展对未来一代的科学素养和创新能力提出了新的要求,儿童科学教学课程的设计、科学方法的探索等方面都需要进一步的开发并实施。
参考文献
[1] Steve Murphy,Amy MacDonald,Lena Danaia,et al.An analysis of Australian STEM education strategies[J].Policy Futures in Education,2019,17(02).
[责任编辑:白文军]