从“学科学”到“做科学”,科学课到底该如何开展?

网友投稿 2019-07-30 13:42

科学,百度百科的定义是由实践检验并无限趋近真理的方法。看,多简单一个词,多简单的一个方法,但是却有着无穷的魔力。因为科学,欧洲崛起,盎格鲁萨克逊人掌握了世界的话语权;因为科学,中国梦碎,坚船利炮打破我们天朝上国的春秋大梦;因为科学,“上九天揽月,下五洋捉鳖”,不再是艺术家奇妙瑰丽的幻想,而是成了我们触手可及的事。

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经过惨痛的教训后,中国的科学意识终于在上世纪初觉醒,1919年五四运动,德先生与赛先生的到来,开启了中国的科学元年,直至如今的2019年,中国在科学学习的道路上已经走过了整整100年,而如何学习科学仍然是一个不变的话题。

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既然是学习,那我们就需要有一个好老师,自古达者为师,那美国自然就是我们最好的老师。诺贝尔奖是对最顶尖基础科研成果的肯定。从各国诺贝尔奖的获得情况来看,二战后美国实力大幅提升,不论在物理、化学及医学领域,美国的获奖数量都占到全球总数的半壁江山。而中国目前除了2015年屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖之外,在物理学与化学领域尚未实现零的突破


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美国在如此长的时间里,几乎是排他性地垄断了最具权威性和影响力的科学、经济学奖项,美国在科技创新方面的优势是任何一个国家包括欧盟无可比拟的。


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科技的发展离不开人才的培养,而数学是学习科学的前提,可是众所周知,美国人的数学是很差的,大多数的美国人算账的时候都是离不开计算器。而中国人的数学水平是很高的,我们也是从小学开始就一直狠抓数学的学习,并取得了很高的成绩,世界上大型数学竞赛的领奖台上不乏中国人的身影,甚至有一年,美国的一只队伍获得了冠军,但是打眼一看,全是华裔。


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可就算是美国人数学这么差的情况下,美国还是出了那么多世界级科学家、诺贝尔奖获得者,还有像特斯拉创始人,埃隆马斯克这样的的超级科技企业大佬,为什么呢?


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原因就在于我们的小学课堂里,因为全美国的孩子,都从三岁(幼儿园小班)开始做科学启蒙了!美国的科学启蒙有三个特点,

一来开始得非常早,从幼儿园就开始抓,贯穿一生。

二来内容精彩纷呈、包罗万象,从四个方向进行科学启蒙,即物理科学、太空与技术、地球科学、生命科学。

三来,也是最重要的是,科学课,最重要的不是学习科学知识,知识总会过时,而思维方式不会,美国科学课,主要让孩子们学会探索科学的思维方式。


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科学探索的过程说白了就三步,1.提出假说、2、做实验,采集数据、3.最后得出结论。这是我们认识世界的一种方法,也是迄今为止人类最成功的一种认识世界的方法,简简单单的三步探索法缔造了我们现在辉煌的现代文明,我们又有什么理由不让孩子去继承下来呢。


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当时间进入21世纪,互联网的广泛应用,我们真正迎来了一个信息时代,手提电脑、智能手机、虚拟现实、人工智能、无人驾驶、5G技术纷至沓来,数不胜数的高科技产品让我们眼花缭乱,高科技的社会同时也对我们的科学素质提出了更高的要求,不懂科学,在未来将寸步难行。


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最新的第十次中国公民科学素质调查发现,截至2018年,我国具备科学素质的公民比例为8.47%,不到10%。美国人的科学素养比例是28%,全世界最高的瑞典为35%,差距非常明显。


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而科学素质是什么,科学素质不是要求每一人都是科学家,科学素质要求的是每个人了解科学知识、养成科学思维,进而用科学方法解决现实问题。因此我们小学科学教育的目的,也不是为了培养科学家,只是为了让孩子们学会像科学家一样思考,像科学家一样提出问题、分析问题、解决问题。


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中国的科学启蒙课,起步较晚,直到2001年,国家教育部开始组织编写新的《国家小学科学课程标准》,根据这一课程标准,学科的名称由原来的“自然”改为“科学”。“科学课”正式纳入我国义务教育阶段的课程体系,但是只是作为副科当中的副科,其地位连体育都比不上,科学老师也大多由其他老师兼任。


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直至2017年2月教育部印发并要求执行的《义务教育小学科学课程标准》,小学科学课被列为与语文、数学同等重要的“基础性课程”,将《科学》课程的起始年级延伸到小学一年级。16年过去了,科学课终于得以转正。


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而科学课转正的原因,不仅仅是因为中国教育发展的需要,更重要的是世界教育革命倒逼中国教育体系进行改革?16年以来,国际科学教育研究的发展速度超出了人们的预料。《新一代美国科学教育标准》 (Next Generation Science Standard,NGSS) 和《K-12科学教育框架:实践、跨领域概念和核心概念》 (A framework for K-12 Science Education:Practice, Crosscutting Concepts, and Core Ideas) 提出了一系列科学教育的新思想。这些新思想导致了世界各地的科学教育正在发生着一场剧烈的、声势浩大的、深刻的变革。


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其中,现在中国大火的STEAM教育就是其中的一个典型代表,STEAM教育理念最早是美国政府提出的教育倡议,为加强美国K12关于科学、技术、工程、艺术以及数学的教育。STEAM的原身是STEM理念,即科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、数学(Mathematics)的首字母。鼓励孩子在科学、技术、工程和数学领域的发展和提高,培养孩子的综合素养,从而提升其全球竞争力。近期加入了Arts,也就是艺术,变得更加全面

STEAM教育在美国的重要性不亚于中国的素质教育,在美国大部分中小学都设有STEAM教育的经费开支,而STEAM也被老师、校长、教育家们时时挂在嘴边。在STEAM教育的号召下,机器人、3D打印机进入了学校;奥巴马也加入了全民学编程的队伍,写下了自己的第一条代码;帮助孩子们学习数学、科学的教育科技产品层出不穷;而且这五个学科,技术和工程结合,艺术和数学结合,打破常规了学科界限


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一言以蔽之,即世界主流科学教育已经不再局限于仅仅针对科学的培养,而是站在了一个更高的维度去综合应用各个学科解决问题。没有了科学,则处处是科学,处处可用提出假设—实验检验—总结经验三步法去探索世界


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早在2007年STEAM教育就已经被引入到中国,在2016年6月制定印发《教育信息化“十三五”规划》中更是明确提出,有条件的地区要积极探索信息技术在跨学科学习(STEAM教育)、创客教育等新的教育模式中的应用,可见STEAM教育理念的重要性,其代表着世界教育理念的最前沿。


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但STEAM教育不是简单的各种学科的互相交叉融合,而是代表着一种现代的教育哲学,其更注重学习的过程,而不是结果,其教育理念非常像中国的一句古话,授之以鱼,不若授之以渔。毕竟这个世界瞬息万变,今天我们看到的信息,明天可能就已经过时,未来的竞争在于谁能更快的适应环境、谁能更好的解决问题,而不是在于你脑子里记了多少过去的知识。


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长期以来我们认为科技就是科学、数理化就是科学,这是对科学本质理解的缺陷,也是中国科学教育面临的特殊困难。站在更高处看科学,科学不是冷冰的公式和定律,科学更不是一大串习题,科学是有趣的,也是有意义的,我们可以用它去改变世界,让他变得更美好——这是我们可以引导孩子去拥有的格局。


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1999年6月13日,中共中央、国务院作出《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》,提出全面推进素质教育,培养适应21世纪现代化建设需要的社会主义新人。今年是2019年,素质教育已经实行了20年,未来世界需要什么人才,我不知道,但是肯定是科学素质高的,毕竟我们的可控核聚变技术还没有实现呢。


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艺术的魅力在于让人沉沦,把幻想当成现实;科学的魅力在于让人冷静,把幻想变成现实。


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