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结论及反思
在亲身探究以及走近科学技术史的过程中,我试图在其中寻找到一种可供实践操作的融合了科技史的科学技术探究活动的开发方式。
一、回顾儿时的学习探究经历
儿童是天生的探究者,他们总是对周围环境中的现象保持着极大的兴趣,他们总是喜欢问为什么,怎么样,这种可贵的精神态度驱使着他们不畏艰险地去探索未知的世界,去寻找问题的解决方法。如果你分别去幼儿园、小学、初中、高中以及大学听过课,也许你会有这样一个明显的感受:随着学段的增长,似乎举手的学生越来越少。我们都有属于自己儿时的经历,为什么我们很难保有儿时那种好奇心,而对许多的现象熟视无睹呢?从某种意义上而言,缺乏经验是有待开发的资源[1],缺乏经验、无知并不可怕,正是因为我们勇敢的面对自己的无知,才有可能对未知的世界充满渴望,正如幼年时期的孩子们。作为一名科学教师,当我们回顾自己儿时那一个个至今早已实现或未实现的梦想甚至幻想时,是否会在心中激起一股难以言表的情感波澜。正是这种情感波澜,有可能在某个物体,某种现象,某段话语的激发下,点燃我们这些成年人,曾经那难能可贵的好奇心,让我们热情澎湃地开始一段奇妙的探究之旅。
二、亲身经历探究,不断理解探究
然而问题和好奇心只是一个开始,为了加深对科学探究的理解,我们有必要更深入的去研究某个问题,在探究的过程中去体会茶饭不思,辗转反侧,去构建自己的知识体系,去进一步地理解作为文化、作为探究、作为实践的科学,去感受收获后的喜悦,并将这些酸甜苦辣有机地融合在与学生的交流学习之中,并以一种合适的方式展现给学生。正如美国科学教育标准中强调的,“教师都必须能上一些通过探究活动来学科学的科学课,使自己有机会像他们的学生那样来扩大自己的认识能力。”;“如果教师自己都没有条件去构筑他们自己的关于科学内容和教学的概念,就很难期望他们去组织亲手操作活动,去帮助孩子们构筑他们的科学知识。”[2]
三、学习科技史,不断理解科学技术的本质
科技史是有待开发的资源,当我们带着自己对探究的理解和感悟去深入研读科学技术史时,你可能会有这种感觉——为什么我探究过程中走过的许多路径与历史上的那些科学家、发明家如此相似,我也可以像它们一样去发现,发明、去研究问题的解决之道。这种感受和理解是难能可贵的,作为教师,更难能可贵的是我们热切地希望将这种理解传递给我们的学生。当你体验到自然中发现的艺术美感并且崇尚技术时,这些体验将内化于具有探究精神的人的身上,而儿童通过对你的了解能够意识到这一点。[3]
四、回顾自己的经历,融合科技史开发探究活动
有研究表明,教师对自己或他人的实践进行分析研究的那些途径尤其有利于他们了解学生如何才能最有效学习。[4]作为探究活动的亲身经历者,反思,提炼自己的学习历程对于开发相应的探究活动是非常重要的。教师以自己作为学习者的经历学会怎样教一门科目。[5]
关于将亲身的探究经历以及科技史融入科学探究活动的设计,提供以下建议:
1、选择适合于相应阶段学生发展水平的发明或者发现作为素材。这就要求教师大量阅读科学史或技术史上的经典案例,并且在条件允许的情况下,可以选择亲身探究某一个发现或发明的科技历程,在探究的过程中,寻找适合于学生通过实验可以解释的现象、可以解决的问题,可以实现的功能。充分考虑所要开发的科技史案例所处的时代背景的条件及局限,创设适合于学生探究的科学情境,使学生在更大的社会文化背景下去思考科学家所研究和解决的问题。
2、确定所要研究的素材的性质。即明确素材是技术性的,还是科学性的。当所研究的素材倾向于科学性问题,可以结合学生的认知水平,引导学生通过猜想、实验、搜集证据,等过程尝试解释该科学问题,构建自己的知识;当所研究的问题倾向于技术问题,学生无法用他们先有的科学知识去解释相应的现象时,不必局限于科学发现,解释的范畴,鼓励学生通过自己的思考,自己的亲身设计实践,解决真实情境中技术问题,实现某种功能,通过完成带有技术目标的任务这样亲身经历,可以培养孩子们解决技术问题的能力[6]。学生在实际的操作中积累了大量的经验,因而在适当的时候,可以促进他们对一些描述性或者操作性知识的理解。
3、在课程开始之前,建立可行的模型。学生在解释某种现象,实现某种功能的时候,在他们头脑中都会有一个对应的“模型”,当他们无法清楚地建立这一“模型”时,教师要提前做好准备,设计出形象,简单的“模型”,便于学生理解。这一模型可以是图形,表格,当然在解决技术问题的时候,也可以是实物,而且实物在直观展示功能以及解释现象的过程中可以激发学生的思考。特别是技术性问题,以一个或者多个实物作为载体,引导学生不断实现技术史上那一个个技术改进的过程,显得尤为重要,因为在有限的课堂时间里,我们很难使得大部分的学生都能把自己的设想付诸实施,当然如果有足够的时间,可以完全放开让学生自己去设计,发现解决问题的途径。因而在时间有限的情况下,可行的载体是不错的选择。比如案例中我呈现的气垫船载体,教学过程中所有的问题解决,功能实现,现象解释均导源于这一载体。
4、在向学生讲述科技史上科学家、发明家们艰辛付出的同时,可以和同学们探讨有关科学与技术的区别和联系的话题,从而使学生了解科学的目的在于解释世界,科学知识并不是唯一不变的“真理”,而是处在不断的“科学革命”之中。了解技术的目的在于改造世界以满足我们的需要,技术的方法也可以多元化。理解科学和技术的相互促进。激励同学们学习先驱们的宝贵的科学精神和态度,激发同学们向先驱们学习的动机。
作为有待开发的科学教育资源,科技史无疑是一座巨大的宝库,从亚里士多德到哥白尼,从伽利略到牛顿,笛卡尔到爱因斯坦…,这些科学史上的中西先哲们,用他们的智慧和不屈不挠的精神照亮了我们前进的道路,也许我们很难再成为科学领域的专家,但是作为一名科学教育工作者,却是科学家们在课堂上的代言人,我们的一言一行,一举一动都有可能影响到学生对科学的理解,对探究的理解,对社会的理解。我们所教给学生的,应该不仅仅是我们知识储备中的沧海一粟,因而也促使着我们不断地学习科学,学习科学史,从而更深刻的理解科学的本质,并将自己所感悟到的科学真谛,通过日常的教学、生活,融入到自己的人格品质中,并在潜移默化中传递给我们的学生。
参考文献:
[1]J•莱夫等.王文静译.情境学习:合法的边缘性参与[M].上海:华东师范大学出版社,2004:59.
[2]探索者角色的归位:一个科学探究学习亲历者的心灵自白[D].桂林:广西师范大学,2004.
[3](美)阿林•普拉特•普莱瑞,霍力岩,彭勤露,吕思培等译.幼儿园科学探究教学
科学、数学与技术的融合[M] .北京:教育科学出版社,2009:360.
[4](美)国家研究理事会著,罗星凯等译.科学探究与国家科学教育标准——教与学的指南[M] .北京:科学普及出版社,2004:100.
[5](美)约翰•D•布兰思福特等编著,程可拉译.人是如何学习的:大脑、心理、经验及学校[M].上海:华东师范大学出版社,2002:225.
[6](美)国家研究理事会著. 戢守志等译.美国国家科学教育标准[M].北京:科学技术文献出版社,1999:157.