邮发代码:82-418   刊号:ISSN1671-4350   定价:12.00

[NSTA专栏]科学教学的清晰化

John Almarode Douglas Fisher Nancy Frey 翻译_刘 渤

2020-07/总第292期

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通过科学教学,我们有幸开发和实施让学生发现世界是如何运作的学习体验(Schwarz、Passmore和Reiser,2016)。将宇宙的规律、原理和理论与使科学家能够发现这些思想的科学实践相结合,是科学课堂教学的重点。总的目的是让学生容易获得参与科学相关问题的能力,以及科学素养定义(OECD,2016)的课堂之外的科学理念、过程或实践。我们希望学习者在追求对世界事物的认识和理解的过程中,掌握自己的学习成果。

想想你自己的课堂,如下这些场景听起来熟悉吗?

●  我的学生喜欢我做化学实验演示,然而,当我让他们解释一个演示实验是如何证明置换反应或者阐明演示背后的科学性时,他们的回答是:“我不知道,但那太棒了!我们能再来一次吗?”

●  我认为实验很重要,但我的学生所做的只是匆匆做完流程、填写图表,并在实验结束时快速回答问题。当我要求学生将实验与我们在课堂上学习的内容联系起来时,我会遇到尴尬的沉默,更不用说预测他们在实验室会发现什么。

●  我知道我的学生喜欢科学,但他们更喜欢记住科学事实,而不是寻找与那些伟大思想的联系。他们很擅长识别身体的主要器官系统,但要求他们将学习转换成解释我们的身体如何调节血压则非常具有挑战。

●  如果我让学生解释一个科学家做了什么或科学家如何回答问题,他们可以胜任。然而,他们自己从事科学实践却并不那么自如。例如,学生只是简单地对一个问题给出快速的解答,而不需要寻找证据、作出推论或得出结论,就好像他们把实验看作是另一组事实,而不是一种可以使用的工具。

●  我的学生很难掌握科学词汇。他们很容易把扭矩(torque)和转动平衡(rotational equilibrium)等术语相混淆。当他们在实验过程中或解决问题任务中遇到与复杂科学现象相关的术语时,学习实际上就停止了,因为他们对概念或术语的理解不够,不知道从哪里开始。

上述每一种情况都有一条共同的主线,即学习者不清楚自己在学习什么、为什么学习,以及如何知道自己何时会成功。这些课堂不能在学习者构建现象的科学解释时为他们提供脚手架,而是把分散的任务和孤立的经验放在学生面前,希望他们能学习科学。

这些课堂上的学生只是在等着看演示,检查实验研究步骤,记忆分散的科学事实,只在科学教室里做科学,学习课本上的单词定义。这些情境并不能提供与这些青少年学生学习相关的真实情境。其结果是,学生无法像美国国家研究理事会(NRC)设想的那样,在《新一代科学教育标准》(NGSS)中明确表达3个维度的学习(科学与工程实践、学科核心概念和跨学科概念),更不用谈科学素养(NGSS Lead States,2013)。

作为教师,你可能会遇到1个、一些或者所有这些场景。事实上,你可能会认为这些情景都是根据你的课堂和学生描述的。本篇文章的重点不是简单地承认这个问题,相反,我们想缩小我们希望学生知道、理解和能够做的事情与他们从科学课堂上实际获得的东西之间的差距。我们如何支持学习者,使他们摆脱科学是离散事实集合的观念,从而认识到科学是在一系列科学实践的基础上逐步发展而成的知识体系?答案是:让学习清晰化。

规划和实施有凝聚力的科学学习体验,可以构建和利用科学知识解释现象,在这种背景下解决问题远不止是清晰化。然而,如果没有学习的清晰化,学生就不太可能理解这种体验,因此也不会在科学课堂上朝着学习意图或目标努力(Schwarz、Passmore和Reiser,2016)。我们将关注有效的科学教学和学习的基础,那就是我们每天都能完全控制的一件事(无论是生物学、化学、地球科学还是物理学):学习的清晰化。


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