今天小编分享的亲子经验:怎么培养娃的科学特长?说说美国的科学课,有不少可借鉴的思路,欢迎阅读。
大家好,我是逃妈。
上周我分享的这篇大家看了没啊?当时因为篇幅比较长就先打住了,没往细里写。
回头我想了一下,其实谈的范围还比较窄,只涉及到 " 科技 " 的范畴,实际上现在整个教育政策,对科学、科技都在大力倾斜。
这应该是" 双 J" 后,最大的 " 加法 " 了。
而且,到了后面,孩子真正搞科创项目时,科学、科技两者往往是结合在一起的。
比如我在上一篇文章里谈到的,用开源硬體和电路制作的 " 植物自动浇水 " 系统,已经是一个能在白名单竞赛里入围的作品了:
而再往前走一步,比如我在逃逃他们中学的科技展里看到的," 智能植物生长监控系统 ",涉及的知识面就更广了。
里面既有 " 科技 " 的部分:
孩子需要搭建硬體设备,学习基本的编程知识,编写程式来控制这个系统,包括监控土壤湿度、光照、温度和养分含量等等。
也有 " 科学 " 的部分:
孩子需要研究土壤化学和植物营养学的基本知识,了解植物生长所需的主要养分和土壤条件。还要准备基本的化学试剂和传感器,用于测试土壤和监控植物的生长条件。
据说这个小项目目前开始和本地的一些绿植培育基地合作,在大棚里搞实地试验,可以算得上一个 " 创业 " 项目了。
感觉一下拉得好高啊~
这可不是牛娃个例哦。
实际上美国这边从初中开始,每年的科学课都有例行的 " 科创作业 ",要求把科学、科技知识应用起来,解决生活中的实际问题。
当然,不是每个娃都能做得那么好,但只要能碰到一两个有想法,有创意,在某些领網域小有突破的点子,说不定就真能往前推一推,发展成生产力。
才刚上初中的娃,是怎么能一步一步走到这儿的呢?
这得说到他们从小开始的科学课。
总结一下有几个显著特点:
1
知识面广且超前,满足孩子的好奇心。
美国小学有 4 门 " 主科 ",英语、数学、科学和人文。其中" 科学 " 占了 1/4 的位置,和英语、数学并重。
美国小学科学课的体系很大。从内容上讲,包括了物质科学、生命科学、地球和宇宙、工程科学以及科学方法等等;从分科上讲,不少我们初中才接触到的物理、化学、生物知识,也有覆盖。
和其他学科类似,科学课也是循序渐进地从低年级到高年级慢慢递进。
1、2 年级,着重在学习和了解一些 " 基本常识 "。比如物质的种类、属性、固液气等形态之间的转换,热传递,力,速度,磁力;动植物的分类,生命周期,后代繁衍;天气、温度、各种地表变化,比如地震、火山爆发、侵蚀等等。
到了 3 年级,在继续学习基本知识的基础上,更侧重于思考和分析。比如力学方面,开始认识力和反作用力;电学方面,了解正负极,原子,电子,以及不同质地的物体摩擦时正负电子的传递方向,思考为什么会这样传递?
同样是学习动物,
1-2 年级时老师会让他们选几种感兴趣动物,和地理知识结合起来,调查研究它们的特征、生活环境、习性、分布;
而到了3 年级,则去研究几种动物族群,分析寻找它们的共性,这些动物为什么会有这些特征?是遗传因素还是环境塑造?它们为什么会有这样那样的习性?为什么选择生活在这些地区?为什么是群居 / 独居?
4-5 年级,物理、化学、生物方向的内容都将进一步加深。
物理方面,学到了电路,下面是逃逃当时的一道考试题,难度不大,但串联、并联的知识点已有覆盖。
同一份考试中的另一道题目,涉及到光的反射、折射。
化学方面,学习了元素周期表,以及各种单质、化合物的结构。
生物方面,则涉及到动植物的细胞构造等等。
记忆中这些内容我们以前都是到了中学才涉足,而美国则在小学阶段都大致拉了一遍。
这样做有个好处,顺应了孩子的天性,容易激发和培养科学兴趣。
大家有没发现,孩子小时候最爱问的 " 为什么 ",十有八九都和科学相关。比如:
火箭为什么能飞起来?
为什么要把手洗干净?
北极那么冷,北极熊怎么活得下来?
……
这时给孩子铺开知识面,本身就是对好奇心的一种积极回应。而且,也正好有相对充足的时间,能充分感受和理解这些现象背后的科学本质,而不是等到将来记原理背公式。
2
探究式教学,注重培养科学思维。
美国小学科学课的另一大特点,是探究式教学法。
名称听起来很高级,但其实难点在老师,不在学生。
老师需要根据教学大纲里的知识点,设计出一个 " 实际问题 ",然后,让孩子奔着解决这个问题的目标,去学习和研究相关的知识点,从而培养他们的科学思维和探究能力。
举个例子,逃逃在科学课上曾做过这么一个项目。
他们统计了美国某个地区一年的气温、降水量:
这个地区有所小学正好建在低洼处,学校食堂每年总有一段时间,会有雨水淹进来。所以,需要为它寻找一个雨水防护解决方案。
怎么办呢?孩子列出能想到的一些方案,比如雨季在食堂门口堆放沙袋:
或者修一个足够高的防护栏:
或者索性把食堂的门换成可以防水的材质:
然后,比较这些方案的优劣之处。
虽然它们都可以起到挡水的作用,但各有区别:
沙袋的成本最低,但不能重复利用,而且,准备时间很长,会影响学校的正常活动秩序,还有,沙袋被雨水侵蚀后,会释放对人体有害的物质,不宜放在食堂门口;
洪水防护栏安装很方便,一小时内可以搞定,也可以每年重复利用,但雨季把它装上之后,门就打不开了;
改装大门似乎是最好的方案,但成本很高,远超了预算……
孩子们不一定能找到最完美的方案,但通过分析比较,再结合物理、化学、数学等知识,总能找到相对理想的办法。
……
你肯定能感受到,以终为始,带着问题去寻找答案,孩子的学习积极性肯定更高,也能更好地培养他们的科学思维。
3
费曼学习法,用输出 " 倒逼 " 学习。
科学课还有个很明显的特点,注重输出。
输出主要有两种形式。
一种是类似 " 圆桌会 " 的小组讨论。
每个孩子都需要给同学们展示自己的方案、解释结论、分享心得,自评和成员互评等等。
要给同学们讲清楚,还要回答同学们的问题和质疑,其实也是在某种程度上 " 倒逼 " 孩子把自己的思路捋清楚,弄明白。
另一种是科学展,Science Fair。对于喜欢读原版英文书的孩子来说,肯定经常会看到这个词,因为它是美国校园里一项很常见的科学活动。
从学前班的小朋友:
到高中的大哥哥大姐姐:
每年都在参与 Science Fair 活动。
在 Science Fair 活动中,孩子们将展示他们多周甚至数月的科学实验 / 项目 / 成果。需要精心准备展板,包括项目的背景、目的、实施步骤和结论等。
在活动的当天,孩子们会穿着得体站在他们的展台前,准备好向走过的评委和观众介绍他们的项目。此外,还需要准备好回答评委可能提出的各种问题。
得特别提一下,我在逃逃学区的高中部当过科学展的评委,发现不少孩子的科学项目已经 " 难出天际 ",看标题就很晕菜,比如:
" 开发一种环保合成氧化石墨烯的新方法:解决水污染问题 "
" 基于手写分析的早期帕金森病诊断标准的 AI 算法 "
" 利用荧光染料检测和量化海洋环境中的微塑料 "
" 针对阿尔茨海默病的线粒体功能障碍:利用 CRISPR-Cas9 基因编辑的生物方法 "
而很多评委,其实就是普通家长,可能有些背景,也可能完全没有背景。
这时,就很考验孩子的口头表达和「化繁为简」的讲述能力。
这里面会涉及到著名的" 费曼学习法 ",不过它不是本文的重点,今天就不展开细讲了,有兴趣的同学可以给我留言,多的话以后专门来写一篇。
EASTWEST
虽说是美国的科学课,但我知道现在不少一二线城市的学校,对科学学习也非常重视,学习方法也很类似。尤其是在科学科技竞赛特别活跃的地区,比如北京、广州等,不少小高年级孩子做的科学项目难度也超出我的想象。
如果娃所在的学校还没有足够重视,我建议家长可以多关注这方面的内容和信息,在家庭教育里适当补充一下。
逃逃在美国上学,我也长期关注国内外的教育圈,我觉得我对方向性的东西看得还是蛮准的。比如老早就和大家聊编程,聊信奥,今年果然就爆了,上周末刚刚过去的 CSP 初赛,很多城市的考点门口都是人挤人,不少地方参赛人数直接翻番。
信奥毕竟和原来的 ao 数比较类似,很烧腦袋,属于少数娃的游戏。
而科学 & 科技,我觉得是下一个适合大多数孩子的大热门,不信你们看
全文完,看到这的朋友,如果觉得有收获,希望看更多和科学教育有关的分享,就点个赞和 " 在看 " 吧,谢谢
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