“当大自然把我们引向一个前所未有的和异常美丽的数学形式时,我们就不得不相信它们是真的。”——沃纳·海森堡
科学教育是学校教育中的重要组成部分,如何帮助学生真正地学会科学方法、体验科学探究、把握科学本质,是教育者一直在思索的问题。
在新侨,我们设有创新日(Innovation Day)、SCA Talks,学部定期组织各类参观和探究活动,让同学们近距离体悟科学之美,而不是仅仅从书面获取科学知识。
同时,作为教育者,新侨的老师们也有自己独到的教学见解和教学方法。今天我们邀请了A-Level协调员、中学部化学老师Mike Ye,聊聊他眼中的科学教育。
科学是什么?
作者:Mike Ye
提到科学,你会想到什么?终日在实验室的科学家?生活中处处可见的科技产品?还是数理化的知识。这个词实在太过抽象,要把科学是什么讲清楚是有难度的,太哲学化的表达又看起来那么不切实际。那么在这里我想和大家分享一下我自己的经历,告诉大家我是怎么理解科学的。
我认为科学应该来源于好奇心。比如小时候很多孩子会问:天空的颜色为什么是蓝色?其实这是和物理的瑞利散射有关;又像是“疑似银河落九天”,为什么瀑布湍流急速而下?还有为什么太阳从东边升起,西边落下?这种想知道、为什么的好奇心,就是科学。或者说科学是一种工具。它可以解释我们生活中很多的现象、帮助我们去了解这个世界。我们看到的、感受到其实都是可以用科学去理解的。可是这个工具这么有用,为什么从很多学生口中听到的都是:科学学科好难、要记的也太多了。作为一个化学老师,也经常听到这样的灵魂拷问。
学在新侨:我们鼓励孩子提出“十万个为什么”
物理学家费曼曾经分享过这样一个故事,他看到过一本一年级的科学课本,非常遗憾,一年级的一堂课,它就以一个错误的理念来教小学生学科学。书上有几幅图:一只可以上发条的玩具狗,一只手按下发条的按钮,然后这狗就可以动。至后一幅画的下面写着一个问题:“是什么让它动起来?”非常遗憾的是,老师和教科书给出的答案都是:“能量让它动起来。”
能量是一个很难的概念,对于一年级的学生来讲,已经超出了他们的接受能力。可是如果让孩子们把玩具拆开,看看里面是怎么运转的,你会去观察齿轮的巧妙设计,看到发条送下来,于是力推动齿轮转动。那本教科书上的问题提得很好,答案未免有点缺憾,因为他们想要教给学生的是能量的定义,但学生们却什么都没有学到。费曼的故事暗含的教学智慧,其实并不深奥:先让他喜欢上一个游戏、然后慢慢往里面加教学内容!如果所有的科学都变成游戏,学生的烦恼应该会少一些吧!
学在新侨:不只是按照步骤做实验
培养孩子们的科学素养,关键点在于科学探究,可是很多人都认为课堂教学轰轰烈烈的活动就是科学探究。在很多化学的课堂上都可以看到这样的活动:在教学中,老师分工明确,请甲同学把两个溶液混在一起、请乙同学搅拌、请丙同学观察记录。这显然只是一个经历实验的过程,并不是科学探究过程。
我很幸运,中学有一个很好的化学老师。当时,在做氢气制备的实验中,有一个反应是需要点燃氢气。这个实验我当时是失败了,直接把试管都给炸裂了。我的老师当时并没有重新让我做,而是和我一起分析了试管破裂的原因、有没有可以改进的方法。把更多的时间留给我,让我自己去体验、实践。我想这样这样才能充分调动学生的积极性,做到科学探究。
学在新侨:让学生去尝试、探究、提出疑问
培养孩子们的质疑能力,对科学的教学也是非常重要的。有一种现象叫时代累积,一个种群拥有自己种群的记忆,拥有代代相传积累起来的知识。但是,这也是一个弊端,因为可能传递错误的东西。这个种群有思想,但是有些思想不一定有益。于是,人们发现一个避免这种弊病的方法,那就是存疑。经过重新检验的知识才是可信的,而不是一味相信前人留下来的知识。我们应该很有必要教学生一种技能:如何在取其精华和去其糟粕两者之间保持一个平衡,在各个科学门类中都有这样的教训:认为先辈们字字珠玑,说的都是真理,这样的信念是很危险的。
我想,向人们传授科学知识,运用不同的方法,孜孜不倦的激励人们学习科学,让大家记住科学的意义所在,是非常崇高的。帮助孩子们在学习科学的过程中,发现自然的美和神奇,有一天从孩子们口里说出来物体之所以运动,是因为科学很耀眼。