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科学家给小学生的科学课 究竟有啥不一样

经过一年多的精心准备和打磨,科学队长日前正式推出科学家给小学生的科学课《科学队长小学版》,首期上线的是由北京大学教授刘颖担任科学导师的生命科学课。作为50000名智慧妈妈最爱的科学教育品牌科学队长,是如何打造小学科学教育产品的?产品背后,渗透着怎样的思考和追求?科学教育,到底要教什么?与物理、化学、生物、天文、地理等分科课程不同,科学课作为一门新的独立课程,有其特定的教学目标和教育理念。而面向6~12岁儿童的小学阶段科学教育,更需要符合儿童认知规律和学习规律。科学队长小学版科学家给小学生的科学课,旨在培养适应未来的科学公民,让孩子具备基本的科学素养。这就是我们希望科学教育所能实现的目标。科学素养包括科学知识、科学方法、科学思维、科学精神等维度;其中,科学方法是科学素养中最重要的内容。公众理解科学,最重要的就是要理解科学方法,并应用这些方法解决自己生活和工作中的各种问题。根据中国科协发布的第九次中国公民科学素质调查结果,2015年我国具备科学素质的公民比例为6.2%,相当于欧美发达国家20年前的水平。在国人对待教育普遍怀有功利心态的情况下,科学素养的建立和提升作为一项重要的素质教育,长期未能受到应有的重视。而在科学技术已深刻影响人类社会生活的当下,情况正在发生变化,有越来越多的家长开始意识到培养孩子创造力和想象力的重要性,而孩子接触计算机编程、人工智能、机器人等高科技的年龄也越来越小。这背后隐藏着家长们对孩子未来竞争力的焦虑和担忧,他们想要知道,究竟什么品质、能力才是未来世界的万金油,能让孩子经得起任何时局的变化。与此同时,我们反观自上世纪60年代起开始重视科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Math)教育的美国,经过近半个多世纪的探索和发展,科学教育为美国充沛的科技人才储备奠定了基础。如今,STEM(科学、技术、工程和数学)专业几乎包揽了在英美两国的毕业生十大高薪专业排行榜的前十位。STEM人才所具备的核心竞争力中,科学素养无疑是最为重要的核心素养。科学实践过程中需要运用观察、分类、提问、假设、调研、推理、实验、解释、交流、评议等科学方法,我们相信,通过真实的科学实践,能够培养孩子们适应未来社会所必需的观察力、理解力、判断力、专注力、创造力和协作力。2017年2月,教育部发布的《小学科学课程标准》提出,小学科学课程内容以学生能够感知的物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程中一些比较直观、学生有兴趣参与学习的重要内容为载体,重在培养学生对科学的兴趣、正确的思维方式和学习习惯。科学队长如何做小学科学教育?为了让孩子们能够切身体会科学家的工作方法和理解世界的方式,我们将科学实践作为实施科学教育的最主要形式,以便孩子们能够获得类似于科学家工作的体验。简而言之,就是学习像科学家那样思考和探索未知世界。事实上,科学就是我们人类认识周围世界的一种方法。科学家的任务就是进行观察,对观察到的现象提出问题,再运用各种技能来帮助他们回答这些问题。在科学中,这种提出问题、回答问题的过程叫做探究。为此,我们将探究式学习作为整个科学课的核心线索,辅以双师教学与翻转课堂,集中解决知识传授、答疑解惑和学习陪伴等问题。具体而言,科学队长小学版科学家给小学生的科学课,参照教育部《小学科学课程标准》设定的知识目标、能力目标等,邀请每个学科领域的一流科学家作为小朋友们的科学导师,由博士与硕士研究生作为助教,用大学课题式的研究和学习方法,带领孩子们探索了解自然、获得科学知识,培养科学方法和思维方式。为了实现让孩子们习得科学素养的教学目标,我们将如何组织并实施具体教学?通过对国内外科学教育实践经验的借鉴和比较,我们采用了以问题为导向的教学方法(problem-based learning,PBL)。这是一种基于现实世界的、以学生为中心的教育方式。PBL是一套设计学习情境的完整方法,主要包含5方面特征:1. 从一个需要解决的问题开始学习,这个问题被称为驱动问题(driving question);2. 学生在一个真实的情境中对驱动问题展开探究,解决问题的过程类似科学家的研究过程。学生在探究过程中学习及应用学科思想;3. 教师、学生、社区成员参加协作性的活动,一同寻找问题解决的方法,与专家解决问题是所处的社会情形类似;4. 学习技术给学生提供了脚手架,帮助学生在活动的参与过程中提升能力;5. 学生要创制出一套能解决问题的可行产品(products)。这些又称制品(artifacts),是课堂学习的成果,是可以公开分享的;科学家给小学生的科学课,具体怎么教?科学家作为主讲老师、硕博士研究生全程辅导、完整丰富的课程体系和内容、有效的学习评估,这将成为科学队长小学版科学家给小学生的科学课的基本标准。教学内容上,贴合《小学科学课程标准》所涵盖的物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四大学科领域中的18个核心概念和75个知识点;按照1~2年级、3~4年级、5~6年级的学段划分,基于不同用户的知识背景和认知特点提供进阶式教学服务;以在线视频直播的形式进行大班直播授课、小班助教辅导,同时通过探究式学习和丰富的实验工具包,进行线下家庭实践和动手实验。作为国内第一个由科学家亲自主讲并参与研发的科学教育产品,我们力求通过能力培养与知识学习并举的教学方式,给孩子们一个理解世界的科学视角。都说儿童是天生的科学家,对世界充满了好奇,但如何保护好他们的好奇心,引导他们用正确的科学方法和思维去解开心中的谜题,这需要体系性的指导和训练,而这正是我们希望通过科学家给小学生的科学课能够实现的。

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