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美国的科学夏令营如何锻炼孩子们的STEAM教育思维
2019-07-25
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[摘要] 美国的科学夏令营是如何锻炼孩子们的STEAM教育思维

    如何让孩子像科学家一样思考,这是个要认真对待的问题。我们小时候,经常会目睹这样的例子:老师询问孩子,你长大后想做什么?孩子声情并茂:我要做一名科学家。


    这算是符合当下社会价值观的标准答案,若干年后,很少有人能真正成为科学家,小时候的理想最多成为日常笑谈,毕竟那时谁也不懂当科学家意味着什么。即使现在,我们依然觉得科学家是远离生活的一种职业,谁也不会要求自己的孩子一定要为此奋斗,但不得不在意的是,孩子可以不做科学家,却不能不去了解科学家的思维方式。让孩子像科学家一样思考,具备探究精神和创造力,研究并着手解决实际问题,已经是如今整个社会的需求,社会需要储备STEAM素养的人才,具备多学科知识的综合思维能力。



    而从孩子本身来说,和他人及社会保持同步关系,甚至有所超越,就不得不全面提高自身综合的科学知识素养。在STEAM教育发展的起源美国,对于如何培养孩子成为高素养人才,已经有了很多不同形式的探索。科学夏令营便是其中之一。


    科学夏令营:像科学家一样工作


    乔治梅森大学教育与人类发展学院,下属的科学与技术重组教育中心(Center for Restructuring Education in Science and Technology,简称CREST)多年来一直致力于为各个年龄(从儿童到成人)的人提供优质的STEAM教育。而从15年前,CREST开始着手在大学中,运行着一个面向5-7年级学生的科学夏令营。在夏令营中,CREST的教学策略是:基于问题学习,让学生和教师以解决实际问题为目标,在有意义的背景下进行科学调查。


    对于教师,夏令营提供了一个策划和实施课程的机会,更深层的构建学生科学知识体系,而不是仅仅在课堂中,用传统方式传授断裂的、去背景化的科学知识。对于学生,则通过使用实践探究的方式,鼓励学生根据自己收集的数据和资料提问、调查、实验并得出结论,让学生体验到科学家所做的工作,想科学家一样思考问题,进一步提高他们对科学的认知态度。



    解决真实问题,不再纸上谈兵


    夏令营中所有课程的核心,都基于要解决一个真实的科学场景问题,让学生真正的参与其中,将自己的知识和更实际的社会问题联系,并尝试寻找解决方案。

    CREST教师会根据家长和学生的兴趣选择不同的主题进行课程设计。比如:“探索太空”课程,通过设立问题:失踪的爱国者号探测器在哪里?吸引学生兴趣,将学生带入到具体的问题场景中,去尝试像美国宇航局的专家一样,确定一个丢失的太空探测器的准确位置。


    在“挖掘吧”课程中,问题设定则带上了悬疑色彩:谁埋在梅森?学生可能会对这样吊人胃口的问题展开遐想,带着疑问进入课程,确定在校园建筑工地发现的骸骨身份和时间,也许还会在背后天马行空的发展出一个完整的侦探故事。将课程挂钩到实际生活所遇到的科学问题,而不再是停留在纸上谈兵。这种学习方式,最大化的让学生理解社会运转中,科学所起到的重大作用,并亲身参与,融合多种学科知识,给出自己的科学理解和方案。


    寻找科学方案,自主解决问题


    在确定了场景和实际问题后,夏令营的教师们会策划相应的活动,来激励学生学习科学内容,同时为已经提出的问题寻找可能的解决方案。是以“探索太空”举例,每天早晨,夏令营中的学生都会收到NASA发来的一条信息,其中包含了从太空探测器上获得的新数据(如光谱信息、土壤成分和大气条件),学生们设计实验,完成活动,从而能够更准确的理解数据的意义,通过数据缩小坐标范围,来确定丢失了的太空探测器的位置。在课程的最后一天,学生们会向家长和其他成员介绍工作成果和解决方案,并让家庭成员参观他们的实验室。家长们也会因此产生相当的共鸣,一位夏令营的家长表示,在夏令营期间和结束后,“我的孩子一直在谈论夏令营,关于他们正在研究的问题,她每天从营地回来,都想测试一切,现在一切都是关于科学的!”毫无疑问,学生们在夏令营中感受到了自主解决问题的喜悦,并将这种感受传递给自己的家人,能力的提升也在侧面鼓励着他们“变得更好”的信念和信心。


    更多的知识掌握,更深的科学理解


    CREST会进行持续的研究,来评估科学夏令营带来的影响。


    对于教师,CREST进行了最全面的小学教学研究,探索了科学营地教学经验对小学教师科学知识、科学教学素养、对科学本质的理解的影响,而这三个变量,与学生学习密切相关,在无形之中促进着学生的知识增长。


    在入营的第一天和最后一天,学生们还要分别完成一项包括36道题的科学内容测试。其中,35道多项选择题选自弗吉尼亚学习标准科学测试(Virginia Standards of Learning science tests)、国家教育进步评估(NAEP)测试以及国际数学和科学研究趋势(TIMSS)测试,最后的简答题则要求学生阐释自己对两位科学家的了解。通过测试后的检验分析,所有组内学生的科学知识都出现了积极的正向变化,学生科学知识的衡量指标出现了明显的上升趋势。对科学实验的看法、理论和定律的关系,学生们都有更深的理解。


    STEAM教育的意义:科学理解世界


    学生们的知识增长,是每个相关教育工作者乐于看到的状况。这代表夏令营的教学方式是成功的。针对STEAM的研究将和工程设计、科学调查、问题学习相结合,这是美国的科学夏令营正在做的事情,也是对STEAM教育关注不断演变的结果。实践性的活动吸引了学生,基于问题的科学和工程设计,促进了高阶思维的形成,并加深了学生对科学、技术、工程、数学和艺术(STEAM)如何应用于他们周围世界的理解。




    为了理解社会和自然世界,学生需要理解学科之间的相互依赖关系,以及工程设计过程。这也体现了STEAM教育的意义,帮助孩子自身获得更好的发展,用科学的眼光看待问题,理解世界运作,并逐步攻克复杂的现实问题,在实现社会性价值的同时,获得内心的满足感。


    如何让孩子像科学家一样思考,是一个社会性的问题,CREST的科学夏令营算是可供借鉴的范本。未来还需要不断研究和探索,结合有趣的课程活动形式,去发现其他有效的科学方案,让STEAM教育的普及更加顺利。


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