APP下载

基于生活科普理念的对话式科学教育探索

2017-05-30周建中

科学教育与博物馆 2017年2期
关键词:科学教育

摘 要 在非正式学习的情境中,倡导生活科普理念,通过科学对话的方式,普及科学方法、启迪科学智慧。对于少年儿童来说,以这种方式来获得科学知识、培育科学情感是最自然、最直接、最真切,也是最深刻的。对话式科学教育可以从发现生活中的科学细节、把握旅途中的科学点滴、提炼故事中的科学内涵、培养实验设计中的科学素养等方面适时地开展。

关键词 生活科普 科学教育 亲子对话

0 引言

任何有效的学习都不能脱离情境而发生,情境是学习中重要而有意义的部分。学习情境可以发生在课堂中,也可以发生在学校教育之外,如生活、工作、场馆(博物馆、动物园、植物园等)、社区、家庭等环境中,学习者在自然状态下,通过非教学性质的社会交往来传递和渗透知识,由学习者自我发起、自我调控、自我负责的学习方式,我们称之为“非正式学习”。[1]一直以来,笔者致力于倡导“生活科普”的理念,即通过“观生活中的现象,用生活中的材料,探生活中的科学,在实验室之外做实验”的方法来普及科学。[2]对于少年儿童在生活情境中利用生活资源探索自然世界来说,以这种途径来获得科学知识、培育科学情感是最自然、最直接、最真切,也是最深刻的。

下面将通过几个案例,解析如何借助生活科普,在非正式学习环境下进行对话式科学教育活动的实践与反思。

1 发现生活中的科学细节

1.1 案例:不会燃烧的纸[3]

一天,我和六岁女儿安安去了一家韩国烧烤店,吃小家伙最喜欢的烤肉。这里的烧烤方式很特别:服务生先将一张A4大小的纸放在平底锅中,然后依次放上肉片、蔬菜等食材进行翻烤。问服务生为什么要放纸?回答是为了吸肉上的油。但我认为恐怕不止于此,还可以通过更换纸张而避免食材与锅底直接接触,在加热的过程中不至于粘锅。咦!这不正是生活中的科学细节吗?那就来考一考安安吧。

“安安,烤锅中为什么要放张纸呢?”

“刚才服务员说了,是为了吸去肉中的油。”

“那蔬菜放进去烤,也是为了吸油吗?”

“都是!”

“你看下面的火多旺啊!紙放在锅里不怕烧起来吗?”

对于上述问题,小家伙已经无心应答,显然她的心思全在吃肉上,没兴趣进一步探索。不急,先让她吃会儿。于是,我便不再往锅里添食物了,而是和她一起狼吞虎咽起来,等吃个半饱再说。

“怎么不往锅里加东西啊?”

“安安吃得太猛了,休息一下吧。看看锅里的纸有什么变化?”

这时她的注意力总算集中到纸上了,“爸爸!纸要烤焦了,快让哥哥(服务生)来给我们换张纸呀!”换好之后,我又往锅里夹了些肉和蔬菜,趁热打铁继续问。

“安安,现在你再看看纸有没有烤焦?”

“没有。”

“那就再观察一会!”

“还是没有焦!”

“为什么呢?”

小家伙若有所思,“因为纸上有菜就不会烤焦,没有菜了就会烤焦。”“满分!”她已经发现了其中的因果关系。对于孩子来说,这样的回答应该相当让人满意了。接下来,就可以简单地解释一下深层次的原因:因为烧烤时,锅底将热量传递给纸张,纸张又把热量快速地传递给食物,这使得纸张无法达到燃烧所需要的温度(即燃点),所以它不容易烤焦。对这样的解释,或许现在她仍然似懂非懂,但并不要紧,因为今后她还会在课堂上系统学习。而今天的收获是:她能发现问题并找出原因,这就是适合儿童年龄的科学探索。

1.2 案例反思

爱因斯坦说过:提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已,而提出新的问题、新的可能性,从新的角度看旧的问题,却需要创造性的想象力,并且标志着科学的真正进步。作为教师或家长,首先自己要有一颗好奇心,能随时捕捉生活中、自然中的科学现象,善于为孩子设置科学问题,并适当地提出解决问题的方法。当引导孩子观察、思考时,可以根据他们提出的问题,顺势而导;也可以事先预设问题,因势而导,逐步内化为孩子自己的问题。对于少年儿童来说,关键是要有问题意识,才能进一步探索发现,而对于科学现象的解释,点到为止即可。因为背后的科学原理,他们在以后的学习阶段中还会触及。给他们一个问题的环境、一个探索的过程,学会观察、学会发现、学会辨别才是最重要的。生活中处处有科学——种子发芽、叶子变色、水面结冰、气球上天……只要你用心,这些日常现象都可以成为科学教育的素材,成为孩子们的问题源泉。

2 把握旅途中的科学点滴

2.1 案例:这里的植物真奇怪[3]

我和安安沿着山间公路一路走来,发现两旁的树木越发粗大,常有小松鼠上蹿下跳,不时可以听到各种鸟儿的鸣叫。我们有些累了,便在路边停下稍事休息。安安指着山坳间一片茂密的柳杉林,喃喃自语:“这里的树木好奇怪啊,怎么叶子都长在树顶上,像戴了个大帽子。”听了她的话,我突然灵光一闪:这不正是一个活生生的科普材料吗?

“安安,你看到的那些树,叫做柳杉。你知道为什么它们都长得很高,而且叶子长在树的顶部吗?”

小家伙若有所思,“不清楚,可能它们缺少营养吧。”

“这些树长在山坳中,又长得那么密,树的中间和下面被照射到的阳光多不多啊?”

“不多。”

“叶子的生长除了需要营养,还需要什么呢?”

“阳光!噢,我明白了:因为长得很密的树林,只有树顶的阳光充足,所以叶子都长在树的上面。”

“没错,这些树长得瘦瘦高高,有利于它们在顶部获得更多的阳光,所以你会看到在树的顶部叶子非常密集。”

走着走着,前面的道路开阔起来,沿公路的一侧也生长着一排柳杉,树与树之间的距离却很大。我问安安,“路边的这些树,你认识吗?”

小家伙看了看,摇摇头。我说道:“这些树和你刚才看到的树,是同一种树,都是柳杉。你说说它们之间有什么不一样?”

安安观察着眼前的柳杉,顿时惊呼起来:“这些树,叶子不光长在顶部,树的中间也有很多叶子。”没等我问,她自己解释道:“这是因为,这里的树长得不那么密,每棵树都容易被阳光照到,所以在树的中间也会长出很多叶子。”

在我们返程的途中,又遇到一些长在山坡上的柳杉。这时不用我指点,安安已经知道:那几棵柳杉之所以像迎客松一样,枝条、叶子都偏向一侧生长,是因为柳杉靠近山坡的一侧光照少,而向光的一侧光照则多。

2.2 案例反思

在这次登山途中,我和安安有了很多新奇的意外发现,感受到大自然中的无穷奥妙。枯燥的学习会令人厌倦,但如果能换种方式,在好奇驱动中、在兴趣中学习,那么就会轻松许多。读万卷书,行万里路,始终是增长知识、提高修养的途径和目标。因此,带着孩子出去旅游开阔眼界,往往是家长们乐此不疲的事情。但很多时候,带孩子旅游可能仅仅是“到此一游”,如此这般,即便行万里路也只是个“邮差”。因此,家长要事先做很多功课,大致了解当地的人文地理、风土人情,最好能和子女一起制定任务单或者“寻宝图”。利用旅游资源,完成一次科学与人文的探秘之旅,从而增加孩子们的旅游收获,真正提高旅游的质量。

3 提炼故事中的科学内涵

3.1 案例:《小青蛙与小水珠》[3]

“爸爸,你现在怎么不和我讲故事了。”安安似乎在回忆小时候:每天晚上,一个小女孩依偎在爸爸妈妈的怀里,你一句我一句地读着书上的文字,冒出各种各样有趣的话题,在讨论、分享中,我们度过了一段段亲情融融的阅读时光……

“因为安安已经长大了,能够自己看书上的故事了”,我有些牵强地答道,其实内心深处也发出一丝惭愧:那么有意义的事情却出于种种原因未能坚持下来。那时,每到晚上,安安就闹着不愿睡觉,非得让我讲故事给她听。这似乎已经成为一种习惯,不听故事就睡不着。

“我觉得爸爸从前给我讲的《小青蛙和小水珠》很有趣。”说话间,安安开始起复述那段故事了。此刻,我的心中为之一怔,想不到一个小小的故事竟会给她带来这么深刻的印象:

一天清晨,有一只小青蛙在湖边玩耍,它一会儿跳进草丛捉虫子,一会儿在岸边呱呱地唱歌。不知道为什么,它觉得很闷。于是,小青蛙又跳进湖中戏水起来,就这样折腾了很久。当它想返回岸边休息的时候,不远处几片大大的荷叶把它给吸引住了。小青蛙以蛙泳的姿势,快速地游向荷叶,并跳了上去。荷叶被小青蛙震得有点晃动了。这时,小青蛙惊奇地发现:几滴晶莹透亮的小水珠正随着它转动呢!

“啊,总算有小伙伴陪我玩了!”小青蛙惊呼着,别提有多高兴了,在荷叶上跳动得更欢了。它在荷叶的这边跳一下,小水珠就溜溜地滚到身旁;它在荷叶的那边跳一下,小水珠又飞快地追了过来,真是太有趣了。快乐的时光总是过得很快,不知不觉,太阳公公已经高高地挂在头顶上了。正当它们陶醉在你追我赶、尽情游戏的时候,一个令小青蛙怎么也想不到的事情发生了:一起玩耍的小水珠慢慢变小了,慢慢、慢慢地越变越小,最后消失了。

看着眼前的情景,小青蛙伤心得大哭起來,“小水珠,你们不要走,我要和你们一起玩啊!”小青蛙越哭越伤心,越伤心哭泣声也就越大,惊动了正在熟睡的太阳公公。

“小青蛙,到底发生了什么事情,你打扰我睡午觉了”,太阳公公有点埋怨道。小青蛙羞愧地将刚才的事情说了一遍,又伤心得哭了起来。

“原来是这样啊,小青蛙别哭了,小水珠只是暂时离开一段时间,它们还会回来的。”

“真的吗?”小青蛙有点怀疑,消失的小水珠怎么会回来呢?

“放心吧,我太阳公公是不会说假话的,你就在荷叶上耐心地等着吧”,说着,太阳公公打了个大大的哈欠,又睡着了。

小青蛙已经玩了一个上午,又哭了那么久,现在一点力气也没有,边伸懒腰边打哈欠,不久就睡着了。渐渐地,太阳公公落山了,黑夜来临了,世界在熟睡中沉寂了下来。怎么皮肤上凉凉的、痒痒的,好像有东西在自己肚皮上跳舞。这是怎么回事,小青蛙睁开惺忪的双眼,顿时被眼前的景象惊呆了:几滴小水珠在荷叶上跳动着,还有几滴在自己的皮肤上翻滚着。“啊,小水珠,你们回来了,真是太好了,我们又可以一起做游戏了。”

故事讲到这里,安安也像那只小青蛙,呼呼大睡起来。《小青蛙和小水珠》的故事,安安连着让我讲了七个晚上。说得带劲,听着真切。安安一直不厌其烦,甚至在之后的两年中,小家伙还时不时地让我重复,回味无穷。

“安安记性真好,《小青蛙和小水珠》的故事讲得很精彩。你能不能告诉我:那些小水珠为什么会消失,为什么又会出现呢?”

“那是因为小水珠会变成水汽散发(蒸发)到空气中,天气越热、温度越高,小水珠就越容易散发(蒸发)。到了晚上,温度降低,空气中的水汽就会在荷叶上变成(凝结)小水珠……”

3.2 案例反思

用讲故事的方法来推行教化古已有之。我们从小就通过传说、神话、寓言、童话等形式,逐步了解社会,形成对世界的认知。这种方式能同时调动我们的理智与情感。在绘声绘色的情境中,通过眼神交流、表情显现、手势表达,听众的情感被强烈地调动起来。[4]同样,将知识隐藏在故事之中,在儿童思绪活跃之际,科学的理性也在潜移默化地浸入他们的心灵。故事源于生活,它会在孩子的记忆中留下痕迹,当我们再次将孩子带入类似的情境中,或孩子自发地触及类似的现象时,那个故事中的科学原理便会再次被唤醒。比如,安安在两年后还会对《小青蛙和小水珠》的故事津津乐道,更重要的是她能熟练地运用科学道理解释自然现象,这就是科学故事带来的收获。我们都有这样的学习经历,当面对一大堆公式、定律时,如果有那么一小段,哪怕是豆腐干大小的奇闻轶事,我们的目光马上会被吸引过来,或许有些内容直到今天还记忆犹新。同样在科学教育中,运用一点故事情节进行铺垫,孩子的关注点就会从故事内容,自然而然地过渡到教师所要传达的知识上。故事无疑是启动孩子兴趣引擎的好方法,在兴趣之中,得来的知识肯定是牢固而深刻的。教学如此,生活科普亦此。

4 培养实验设计中的科学素养

4.1 案例:与孩子一起设计[3]

安安提出了一个非常有趣的问题:“种子在身体里会发芽吗?”

“安安怎么会想到这个问题呢?”

“昨天在学校里吃苹果的时候,我把一粒苹果种子吃了下去。”

“那安安认为会发芽吗?”

“不会,因为胃里有酸酸的液体,种子进入胃里就会被它消化掉了。”

对于这个回答,我很高兴,因为安安记得老师给她的解释。我笑道,“胃里酸酸的液体很厉害,可以把食物变得更小(分解),种子在里面会受到伤害,所以不能发芽。”

“对,种子在里面都酸死了。”

“另外,即便种子在胃里没被破坏,到达肠子后,也会被小肠大肠挤出(蠕动),变成便便排泄出来。所以种子发芽需要一个合适的环境。”我继续问道,“安安还记得种子发芽需要什么吗?”

“要在温暖的地方,有水和空气。”

“还有呢?”我启发着,“种子被煮熟了会怎么样?种子在酸酸的环境中又会怎么样?”

“还有种子不能受到伤害。”

“非常棒,种子发芽除了需要适宜的水、空气、温度外,它自己也应该健健康康的。”看来小家伙已经基本明白种子萌发的条件,那么下面就和她一起巩固一下。

“安安,我们设计一个实验好吗,看看这些条件对种子的发芽到底有多重要?”我举了一个例子,“比如水很重要,我们就准备两个杯子,一个杯子中加适量的水,一个杯子中不加水,分别放些绿豆种子,看看哪个杯子中的种子能发芽?”

“没水的那个杯子肯定不能发芽。”

“很好,那怎么来证明温暖的地方对种子发芽很重要呢?”

“可以把种子放在冰箱里试试。”

“那怎么来证明空气对种子发芽也很重要呢?”小家伙若有所思,一时答不上来。我接着说道,“安安还记得游泳的时候吗?闷在水里时间太长会受不了,必须马上浮出水面透透气。”

“啊,我知道了,把种子闷在水里,让它没有空气。”

在我和安安一问一答的过程中,种子萌发条件的探究设计已初见雏形。接下来,就是和她一起准备实验材料开始探索。

4.2 案例反思

设计是把一種计划、规划、设想通过一定的形式传达出来的活动过程。在科学探究的五大要素中[5](提出问题、猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集数据;分析与论证、评估;交流与合作),设计也是重要的一环。对于青少年来说,在鼓励其不断涌现问题意识时,适当地针对问题进行猜想,进而实施科学实验设计,这将有助于孩子们潜移默化地构筑科学素养。

虽然科学素养的培养无需每时每刻,面面俱到,但是家长和教师有目的地设计一些活动场景,增加设计的元素也可以成为提高孩子科学兴趣的催化剂。笔者根据相应年龄段儿童所能理解和接受的水平,设置了种子萌发条件的实验场景,让孩子体验实验设计的过程,通过简单的对比来辨别结果,这也是科学方法和实验论证对他们内心的启蒙。毕竟,设计也需要思想的火花、智慧的灵感。

5 结语

以上是笔者在非正式学习的环境下,挖掘生活科普资源,适时与儿童进行对话式科学教育的一种教学尝试与探索。相信在科学教育的广阔领域中,只要我们懂得“教什么、怎么教”,那么,学生的科普之路定能豁然开朗。科学普及不仅是普及科学知识,更是在此过程中不断培养科学精神、积淀科学思想、塑造科学习惯、掌握科学方法。只有这样,才能将“爱科学、学科学”完美地融入“用科学”的实践中来,即用科学的思想解答生活中的问题。与科学的邂逅是美妙的,关键在于我们是否愿意停下匆忙的脚步,静下心来、留点时间,与孩子们一起分享这充满趣味和智慧的科学之美。

参考文献

[1]余胜泉,毛芳.非正式学习——E-Learning研究与实践新领域[J].电化教育研究,2005(10):18-23.

[2]周建中.“以生活为媒 探科学之实”:基于生活科普理念的青少年科学教育[J].青少年研究与实践,2015(1):61-63.

[3]周建中.与孩子的科学对话[M].上海:上海科技教育出版社,2015.

[4](德)吉塞拉·吕克.家长和孩子一起玩的小实验Ⅱ[M].李嘉 译.济南:山东文艺出版社,2011.

[5]苗茵,黄英姿.生物学高考中探究性试题的比较与分析[J].生物学教学,2005(3):31-34.

猜你喜欢

科学教育
美国科学教育标准实施的新动向
中学技术学科STS的实施研究
幼儿园探究式科学教育活动策略研究
用“科学教育”浇灌祖国的花朵
STEM对我国科学教育专业人才培养的启示
科学教育与艺术教育相互融合探究
科学教育在小学数学课程中的指导性作用研究