周四直播预告 | 美国的科学教育,对我们的孩子有哪些启发?
原创 , 图片19
2017-12-21 11:54

前阵子,我们收到了全套美国小学科学教科书 Science Dimensions ,就是下面这套...

Science Dimensions 来自著名出版社 Houghton Mifflin Harcourt (美国霍顿米夫林教育集团,简称“HMH”)。这套书不仅是美国最主流的科学教材之一,从幼儿园到中学都在用,国内多家一流学校也在使用,比如:清华附中国际部、上海实验学校国际部(这些国际部都包含小学)等等。

拿到这套书,我们产生了强烈的好奇,这样一套美国孩子在用的科学教科书,会给中国孩子带来哪些启发呢?

过往研究新书遇到问题的时候,花生君都会直接联系出版社的国外专家寻求解答。但这次,我是真犯了难,外国专家也不懂咱中国孩子啊!还好,小花生读者中的“牛人”是大把大把滴,于是我联系了三位“科学爸爸”,希望听听他们的看法。这三位爸爸,

  • 一位是资深程序员,坐标上海,儿子五岁明年即将上小学;

  • 一位是理工大学计算机专业教授,坐标武汉,女儿小学五年级;

  • 一位是科技公司CEO,坐标上海,儿子在美国留学在读大二。

这三位“科学爸爸”来自不同领域,不同城市,孩子的年龄跨度也蛮大,从几岁的幼儿园孩子到十几岁的大学生。但都有个共同特点,那就是自己学理工科出身,又多年从事与科学相关的工作,对科学有很多实践经验。

Science Dimensions这套书他们已经试读过一阵子了,结合自己的学习和工作经历,对国内外的“科学教育”已有相当多的心得。

于是花生君特别组织了一次“花生三人行”的线上直播论坛,邀请他们跟大家一起来聊聊:中美科学教育有哪些不同?Science Dimensions 这套美国最新科学教材可以给孩子带来怎样一种科学学习体验?

这次的直播论坛将主要围绕四个话题展开:

1、结合自己的职业背景和孩子的教育经历,你对现在中小学科学教育怎么看?

2、从Science Dimension这套书中,你认为中美科学教育有哪些不同?

3、这套书能给中国孩子带来什么样的启发和帮助?

4、回头看一看,如果你小时候接受过这样的科学教育,现在会是什么样?

总的来说,作为全职爸爸、大学教授和公司管理人员,三位“科学爸爸”将从三个不同的角度,给我们说说他们对科学教育以及这套书的理解。

对本次“直播论坛”,大家有什么感兴趣的话题,可以在这篇推送下留言。大家提到最多的问题,我们会在论坛中邀请嘉宾讨论。

直播信息

  • 时间:12月21日(本周四)晚19:30-20:30

  • 平台:千聊的“小花生”直播间

  • 费用:免费

  • 进入方式:扫描以下二维码即可直接进入!

下面,我带大家简单回顾下Science Dimensions 是怎么回事儿...

美国的科学教育是从幼儿园就开始的,每个年级都有一本厚厚的教材,学习四个方面的内容:

  • 科学方法 (Scientific Methods):科学、科技、工程 ... 

  • 生命科学(Life Science):动物、植物、生态环境 ... 

  • 地球和空间科学(Earth and Space):资源、气候、宇宙 ... 

  • 物理科学(Physical Science):物质、能量 ... 

从幼儿园到小学五年级,每个年级一厚本,叠起来能“砸死人”!

记得小学时,我们上的是自然课,会学到一些动物、植物、自然环境的知识,但感觉很轻量,也不是学校和老师特别重视的课。进了中学,正式开始学数理化,一上来就是大量的概念、公式、习题,感觉非常抽象,不容易学,也就没什么内在兴趣;好像大多数时间我们都在做习题、掌握套路,目的就是应付考试。

而我这次翻阅美国小学科学课本,真的是感触良多:我们的孩子在花大量时间做习题、练套路的时候,他们在学习用科学方法去解决实际生活中的问题。怎么教小朋友学科学呢?他们的课本编写思路其实也很简单: 从问问题开始,试着去解释你周边的世界 ... 

老规矩,我们还是从例子出发。

今天,我就以手头的书为例,和大家一起感受下老美的科学教学法,比如,他们是怎么让少不更事的小学生理解高大上的 Design Process 并动手实践的 ... 这是Dimensions五年级的一节课,What is a Design Process(怎么做工程设计?)

最近,“设计思维”- Design Thinking 这个词很流行,但总感觉有点抽象。我看了这节课,感觉真的是把这个概念说清楚了。事实上,孩子们从小学一年级就开始学习和训练这方面的内容了!

1、从生活现象出发,看看我们要解决什么问题 

Defining a Problem

看美国小学科学课本,我有一种深切的感受,就是原来科学一点不抽象,不是公式的堆积,更不是没玩没了的做题,而是从现实中来又回到现实中去

一节科学课,往往是从一个生活中常能遇见的现象开始的。比如,这节课从一个孩子极可能遇到的现象开始:你去爬山,发现靠近山顶的山道经过大自然的风水雨打,发生了严重的侵蚀(erosion),成了一条深深浅浅的沟,很难安全通过,需要修复。

这就是一个从生活中来的真实问题。事实上,大量的发明创造,就是从生活中一个需求、一个需要解决的问题起步的 ... 

2、做背景研究 

Background Research

很多人遇到问题,或者接到一个任务,往往就直接一头扎进去,做了好一会儿,却发现自己越做越糊涂,不知道相关知识,不了解有哪些前人经验可以借鉴,一句话,缺乏研究,没有研究能力。

其实,研究能力主要是在做项目(Project)过程中逐渐形成的。还是老问题,做题和应试占据了大多数孩子的大部分时间,从小学甚至到研究生毕业都没有机会做很多像样的projects,所以研究意识、研究能力都很弱。

而在美国小学科学课上,做研究是要专门学习的 ... 

比如,在这个山道修复问题中,提出问题后,第一步就是要做背景研究

首先,要了解这个地区的天气、地理特征,老师也会给一张等比例地形图,带孩子们读图,让孩子搞明白这个问题是在什么样的情况下发生的,最大程度地靠近现实 ...

研究过程中,还有一个重要的 Criteria- Constraint 分析要做。解决任何问题,我们都需要考虑两个重要方面:

1、我们希望达到的标准(Criteria)是什么?比如,你认为这个山道侵蚀问题要解决的好,要达到这三项要求:通行安全、能减缓降水对山地的侵蚀、修复过程中尽量少用建筑材料。

2、我们面临的限制(Constraint)有哪些?比如,实施这项工程,资金、材料、空间、时间 ... 有哪些约束条件?

老师会让孩子做点简单练习,理解这个问题中的 Criteria 和 Constraint 分别有哪些?

说到这里,我还是很感慨。这个分析虽然很简单,但充满辩证,其中原理几乎可以应用在我们生活和工作的方方面面。不管做什么,我们的资源永远是有限的,具体的如资金和时间,大的如生命本身,这个过程中,什么是对我们重要的,什么是我们的局限所在,对两个方面进行综合考虑,我们才能做出合理的决策

这个道理,很多人要经历很多年才能明白 ... 而小学科学课,一个小小的案例,就能让年幼的孩子开始领悟这层道理。

3、头脑风暴,碰撞解决方案 

Brainstorming

项目式学习(Project-based Learning),基本都是团队合作进行。团队合作也是一门高度实用的技巧,我们以后再谈。发现问题,经过研究,有些初步想法后,就可以来个“头脑风暴”了。头脑风暴的关键是:要心态开放,学会倾听不同意见 ... 

课本上先提供了一些方案建议,老师让孩子们讨论每个方案的优缺点。

比如,可以在山道边上放一些大石块,石块可以防止水土流失,降低对山道的侵蚀 ...

在周边的泥土上放一层山草覆盖物。这样,土壤会比较湿润,湿润的泥土比干燥的会少一些侵蚀 ... 

还可以在周围山坡上放一些障碍物,比如建一个木头或混凝土的矮墙,这样能减弱山上下来的水流,降低对土壤的侵蚀 ... 

这些方案有一个特点:都是真实的,让孩子真切感受到解决实际问题的“现场感”。满足所有要求的完美方案一般不会有,每个方案都有人赞成,有人反对 ... 接下来怎么办呢?

4、用决策矩阵来确定方案取舍

Decision Matrix

熟悉小花生的朋友知道,我们向大家介绍各种“思维图表”很多年,比如,Thinking MapsMind MapsAnchor ChartGraphic Organizers,等等。这些图表有一个共同特点,就是能把思维可视化,给出信息分析框架,把一个人的思路理得清清楚楚。

在欧美中小学教科书里,Graphic Organizer 是用得最多的,到了随便说一个问题都要画一画的程度。

这节科学课上,面对前面说的各种方案,到底该如何取舍呢?这时候,老师会引导孩子用一个矩阵框架,做决策分析 ... 

比如,针对每个标准(Criteria),给每个方案打分,再参考每个Criteria的优先级;如果一个方案的总分比较高,而且在优先级高的Criteria上得分比较高,那么就可能成为最后被选中的方案。

选好了方案,下面进入制作模型和测试阶段了 ... 

5、动手做模型,测试自己的方案

Hands on Activity

科学课里,一大部分是跟着课本、跟着老师亲手做实验。像这一课,当然不太可能让孩子去实景地做实验,但动手部分毫不含糊,会要求五年级的孩子做一个山地的 Scale Model(按比例缩小的立体模型),亲自测试自己的解决方案。

比如,模拟降水情况,看看这个方案是否可行 ...

即使是做这么一个实验,也是分四部分12个步骤一步步走下来的,这四个部分是确定实验目标(Objectives),设定实验步骤(Procedures),分析实验结果(Analyze Results),得出结论(Draw Conclusions)。非常详细,满满的方法论,

做完实验,也许结果并不完美,这时,就要不断改进解决方案,通过数次尝试,逐渐靠近目标,让孩子体会到 Design Process 其实也是一个 trial and error process(试错过程)。有句话孩子听到耳朵都能起老茧:

If at first you do not succeed, try, and try again. 

一次不能成功,那就继续尝试吧!

而亲自去解决一个实际问题,就能让他理解这句老话的真实含义,并去做到这一点。

6、体验完整的设计过程

It's a Process

走了这么一大段路,现在,和孩子总结一下什么叫 Design Process,就水到渠成了 ... 

  • 发现一个需求(问题)

  • 做研究

  • 精确定义问题所在

  • 共同讨论解决方案

  • 做方案评价,选择最优

  • 做测试模型(model, prototype)

  • 评价测试结果

说起来,真的不难;但做起来,并不容易。这种从小养成的思维习惯和技能,对于未来从事任何“和发明创造、解决问题有关的工作”,都是非常宝贵的财富。

7、放宽眼界,相信自己可以改变世界

Take it Further

我们小时候读数理化,每次提到科学家,都是“超级明星”级别的,不是牛顿,就是爱因斯坦,感觉离我们好遥远 ... 比如,我奶奶的院子里有棵苹果树,无论苹果从树上掉下来多少,都不会让我对研究物理多一分兴趣。

但是,小学科学课本里介绍的这些生活在当代、平凡的科学家却让我感到亲切和动容。比如这节课里提到的是一位黑人女性科学家,叫 Wangari Maathai,她出生在肯尼亚,在美国和德国接受过教育。她的专业领域是地质侵蚀(erosion)和森林流失(deforestation),这正是肯尼亚目前面临的两大问题,也是这位女科学家正在努力研究和解决的问题。

解决这么大的一个问题,原理和方法和解决课本里的“山道修复”也差不多,也是在限制条件下(Constraint)寻求最优解的过程。老师还告诉孩子,可以把大问题分解成小问题,一个个去解决。

所以,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 --- 这是我们可以引导孩子去拥有的格局!

如何参与直播?

这次直播时间是12月21日(本周四)晚19:30-20:30,进入“小花生”千聊直播间用,可以免费收听语音直播。具体可以这样操作:

1、扫描下方二维码,进入直播间

2、找到本次直播活动

3、直播将于周四晚7点半正式开始,开始后点击图片上的“进入直播”即可开始收听语音(界面类似微信语音聊天的画面)

回应7 收藏55
1年前
什么时候可以团购这套书?
1年前
我怎么扫不了二维码?
1年前
我怎么扫不了二维码?郁闷
1年前
对,扫不了,只能保存
1年前
扫不了啊
1年前
错过了 可以重听么
10天前
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