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从“启蒙”到“启智” 国外科学教育从娃娃抓起
usa.fjsen.com 2017-09-20 20:12:21   来源:光明日报 责任编辑:张嘉钰

今年秋季学期开始,我国将从小学一年级起开设科学课。此前,科学课从小学三至六年级设置,本次调整不仅改变了科学课的起始年级,也修订了课程目标,由启蒙课程改为基础课程。科学课与语文、数学一样,从一年级就开设,重视程度前所未有,引发广泛关注。那么国外的科学课程又是如何设置的?本文将介绍俄罗斯、美国、以色列三国各具特色的科学课程。

1、俄罗斯:培养对科学知识的好奇心

科学课一直是俄罗斯中小学里不可或缺的课程。尽管俄罗斯中小学学生的课程表一直随着时代发展和社会变迁而不断变化,但科学课却越来越受到重视。

名叫维加的小学生告诉记者,他最喜欢《周围的世界》这门科学常识课。这门课从小学一年级开始,直到五年级时它才变成了名称比较正规的《自然概论》课。维加说,他和他的同学们都觉得《周围的世界》是一门开拓思维的课程,那些普通的自然现象背后竟然隐藏着那么多神奇而又有趣的事情。

俄罗斯教育学家认为,不喜欢上学的根本原因是对学习内容没有兴趣,而设置科学课的目的就是为了引起孩子们对于科学的兴趣,对知识的好奇心。俄教育学家倡导“主动学习”的概念,他们认为,只要孩子们对课程有了兴趣,他们的学习态度就会变得主动、自觉、认真。兴趣是最好的老师,也是中小学生最好的朋友。

俄罗斯中小学生的科学课经常被搬到博物馆、科技馆等校园之外的场所。有些时候,参观某位伟大科学家的纪念馆或故居就是一年级小学生的第一堂科学课。对科学的兴趣及献身科学研究的志向,有时就是从了解一位伟大科学家的生平事迹开始的。中小学科学课走出校门,进入博物馆、科技馆或纪念馆是俄罗斯中小学教学大纲的硬性要求。校外课程可以培养孩子们“主动学习”的热情,从而培养他们的科学素养、科学技能、创新意识和实践能力。

除了设置雷打不动的科学课外,举办“科学日”活动也是俄中小学教学大纲中的一项重要内容。中小学重视科学离不开全社会重视科学的社会环境。1999年,俄罗斯政府将每年的2月8日定为“科学日”,之所以选择这个日子,是因为彼得大帝曾于1724年2月8日下令设立俄罗斯科学院。国家有“科学日”,每个学校也有自己的“科学日”。全俄各地中小学每学期都会根据各自的情况举办“科学日”活动。

“科学日”的活动多种多样,精彩纷呈。比如,某小学四年级的学生会在“科学日”制定一个“教室装修计划”,学生们分为几个设计小组,最终评选出哪个小组的设计效果最佳、预算最少。六年级的学生则会去完成另一个“宏大的设计方案”:设想人类2095年在另外一个星球上举办奥运会的景象。孩子们分为几个小组来进行大胆的设想,设计方案可以是数学的,物理的,地理的,甚至也可以是喜剧创作式的。各小组的设计成果最后要在全班展示,供大家评选。最后由评委会选出“最佳设计理念”“最有想象力的食品”“最富乐观精神的想象”“最佳服装和最佳化妆”“最具有喜剧色彩和幽默感的设计方案”等等。

在俄罗斯中小学里,高年级学生的科学课已经呈现出某种科研性质,学生们会对发明创造兴趣大增。老师们也不清闲,他们要为学生的科研活动提供平台,代表学生与企业和科研单位进行沟通,以便让学生们的研究课题更有针对性。某些科学课是以游戏的方式进行的,比如俄罗斯中小学多年来一直盛行一个名为“何物?何处?何时?”的科学游戏,该游戏以增长知识、促进逻辑思维、提高记忆力和团队合作能力为宗旨,深受全俄中小学生的欢迎。

2、美国:科学教育在全社会关注中前行

美国是世界公认的教育强国,在科学教育发展上也处于领先地位。早在1996年美国就颁布了《国家科学教育标准》。随着时代的进步和教育理念的不断创新,美国在2013年又发布了《下一代科学标准》。与旧的标准相比,新标准更加注重科学的实践性和打破各学科之间的界限,鼓励学生亲自动手探寻科技的奥妙。

科学是美国中小学课程里的重要组成部分,大多采用综合的课程,并不强调对学科的划分,目的是培养学生的综合科学素质和科学思维习惯,理解科学与社会和生活的关系。与传统概念中老师讲授、学生听讲不同,美国学校的科学教育注重老师、学生之间互相合作,以发现问题、解决问题的“探究式方法”开展科学教学活动。以本报记者所在社区的詹尼公立小学为例,该校就是采用《下一代科学标准》制定课程。在为学前班学生所列的课程表里,每天至少有一节是科学课,另外在诸如艺术等课程里也会穿插一些科学知识,达到融会贯通的效果。在专门为学前班学生开设的初级科学课上,老师会指导学生利用实验室和花园,通过近距离和反复观察植物生长等过程,建立起对生命周期概念的理解;通过在课堂上玩玩具建立对平衡、移动等物理现象的初步认识。设置该科学课程的目的是让学生通过亲身感知、触摸自然界来获取知识,并通过分享观察所得交流彼此的看法。学生在遇到不懂的问题时,通过发问和讨论解决疑惑。学校还鼓励学生关心周围的世界,思考人类所做的决定对周围生物的影响。

近年来美国提倡对STEAM教育的重视。STEAM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Arts)和数学(Mathematics)五门学科的简称。它是由美国政府提出的STEM战略发展而来,最初只有科学、技术、工程和数学,后来加入了艺术。STEAM教育旨在打破各学科之间的界限,培养学生的综合思维和解决问题能力,将自然科学与人文学科有机融合。这一理念不仅对学校教育影响深远,而且已经深入到美国科学教育的方方面面。以记者参加的美国国家美术馆针对青少年组织的一次“现代艺术调查”活动为例。在活动上,美术馆讲解人员带领青少年来到美国艺术大师乔治亚·奥基夫著名的系列花卉油画前。奥基夫的花卉画作素以近距离展现大朵花瓣闻名。讲解人员鼓励孩子们仔细观察油画中的各种细节然后回答观察的结果。有的孩子举手说他所看到的颜色,有的孩子举手说他所看到的花蕊。最后讲解人员向孩子们介绍,画家通过“像放大镜观察”一样的艺术手法将花瓣的颜色、线条、形状等一步步“放大”后勾勒出来。画家希望她的作品能够帮助人们近距离观察到自然界的朴素美。这样的艺术互动让孩子们在领略抽象艺术的同时,掌握了学习生物课程的方法,达到了艺术与自然科学结合的效果。

在美国,科学教育的成功并非凭借学校一己之力就可以完成,而是需要全社会的广泛参与。今年8月21日百年一遇的日全食天文现象引起美国民众极大关注。美国科学界将此作为一个很好的科普机会。美国国家航空航天局推出主题网站对日食进行全面介绍,博物馆和图书馆向民众发放观看日食的护目镜并提前进行宣传,各中小学校当天还组织学生集体观看,不能不说重视科学的理念在美国已经深入人心。近日美国化学学会成立三十周年,学会为此专门举办了一次面向青少年的“化学开放日”活动。在各展台前,青少年通过做实验,观察化学反应后出现的各种神奇现象。记者看到,有的小朋友在展台指导人员的帮助下,将削尖的铅笔穿过装满水的密封袋,而水不会流出。在指导人员向其讲解因为材料和分子结构等而导致密封袋不会漏水的科学原理时,其心中或许已经埋下了对科学知识好奇的种子。

3、以色列:发展课堂之外的科学教育

以色列地处地中海东岸,国土面积狭小、自然资源匮乏、国际环境复杂,生存发展环境恶劣。但先天不足的以色列扬长避短、立足科学教育和人才培养,成功走出了一条科技兴国之路,在水利灌溉、生物医药、军工等高新技术领域跃居全球领先水平,科技对GDP贡献率高达90%以上,成为举世瞩目的“第二硅谷”。

自70年代中期以来,以色列历届政府对教育经费投入始终保持在高位水平,占GDP比重8%以上。进入90年代,随着网络和计算机的普及,以色列政府1994年斥巨资推出了“明日98”计划,迅速普及了幼儿园、小学和中学的计算机教学率,确保以色列学生在计算机操作和应用方面走在世界最前列。2000年,以色列教育部采纳了科技教育委员会提出的在各年龄段开设科学技术课程的方案,并颁布了《以色列中小学科学技术课程标准》,规定学校须通过科学课程将科学原理教给所有年龄段的学生,培养学生基本的认知和操作技能。

根据《以色列中小学科学技术课程标准》,以色列小学自一年级起就开设手工课;小学高年级和初中阶段开设包括材料加工、制图、电力、电子等方面知识的各种技术课程;自八年级起普通学校开设“以色列的工业和国民经济”课程;普通中学高级阶段则侧重从工业技术或农业技术两方面对学生进行职业技术培训。通过长期、系统、针对性的科学教育,大部分以色列学生在毕业时就已经具备了较强的科学素养和专业技能,能够迅速适应工作并充分发挥自己的优势和潜力,为以色列科技创新行业的蓬勃发展提供了强劲动力。

在推进科学教育发展过程中,以色列教育部门非常重视以下几个方面:

第一,注重理论与实践的紧密结合。以色列流传着一句谚语,叫作“不做背着很多书本的驴子”。犹太人重视知识,但更重视才能,因此以色列中小学在传授学生书本知识的同时,非常注重对学生实践能力的培养。在以色列小学科学教育过程中,学校都会要求学生使用简单的工具亲自动手去制造一些“产品”,比如教导学生如何设计和裁剪服装;如何将面粉烹制成美味的面包、甜点;如何设计建筑物的电路;如何制造铅笔、水泥砖、瓷器等。不少学校还设有自己的生产和种植基地,定期组织学生到基地上实践课,培养学生“边看、边学、边做”的能力。

第二,发展课堂之外的科学教育。以色列十分注重将科学教育融入学生的周围环境和日常生活,而不仅限于课堂教育。例如以色列大部分中小学会在校园里开设各种“教育角”,种植棉花、玉米、水果等植物,饲养小动物,如兔子、金鱼、小鸟等,以方便学生在下课休息时能观察、研究植物的生长情况与动物的生活习性。同时,校园的道路和长廊会设置大量的展台,展示以色列代表性创新发明项目和学生自己的手工作品,以此激发学生对科学研究的志趣。另外,以色列中小学还经常利用课余时间组织学生参观各类博物馆、科学馆、名校学府,参加科学讲座、农场生物研究、野外采风等,帮助学生培养兴趣爱好、完善知识结构、开阔科学视野。

第三,注重学生个性化培养。根据科学教育需要,以色列50%以上的小学实施了教育方法改革,采取了更有针对性的分组式个别教学和异步教学方法,教师根据课程内容引导学生主动思考、提问和讨论,在帮助学生掌握学习方法的基础上,教师再针对每个学生的具体问题进行辅导和答疑。另外,以色列小学放学时间一般为下午1点,学校要求学生利用下午时间到遍布以色列各大城市的“课外活动中心”参加活动,学习落后的学生可以在“课外活动中心”补习课堂知识,学习进度较快的孩子则可以提前进入下阶段的学习,或对自身感兴趣的内容进行深度研究。中学的科学教育则进一步根据学生的学科特长和兴趣爱好开展拓展教学,学生可根据自身需要选择科技、工程、技术、农业等更有职业针对性的课程。(驻莫斯科、华盛顿记者 汪嘉波、汤先营 记者 王炯

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