创造机会让学生得到充分的训练 ──美国科学教育课的新观念和新做法

师范大学的学科教育课该怎样开展?中美两国大学课堂提供了两种截然不同的理念和上课模式。在中国的师范大学课堂中,教育理论为授课的重点,教授们试图以各种教育理论和教学观念来教育学生,让学生牢记这些理论和观念,以期待这些未来的教师在中学课堂上实践和落实。在他们的课堂上,要求学生首先要掌握理论,然后用理论指导实践,因此,在这样的教育观念下,理论要重于实践;而在美国大学的学科教育课堂中,教授们创造更多的机会来模拟课堂教学,以此训练学生,使之适应中小学课堂教学的需要,早日成为一名合格的中小学职业教师,在他们的课堂中,实践与理论同等重要,甚至要重于理论。

下面是我听过一学期的美国科学教育课中Ronald SHermann教授的具体做法,从中,我们可以感受到两种教育观念的巨大差别。

情景引入激发学生的学习兴趣   

无论讲什么内容,教授很少直接从理论开始,而是尽量创设一些情境,如一个社会热点,一个经典科学史、一个小的学生活动、一个小的演示实验,或者展示一个科学家或学生活动的视频,以激发学生的学习兴趣,提出相应的问题,引导学生进行讨论。这些问题与即将学习的理论和方法相联系,是后续重要内容学习的自然铺垫。

有人可能认为,大学教授不应该把大学生当作中学生看待,没必要在大学的课堂中采用中学的教学方式。实际上,情景引入,无论是从高质量的教学效果来看,还是从受众的心理学上分析,都是值得尝试和肯定的一种做法。

其实教授有着更深层次的考虑,他认为,自己这样做可以为学生将来的“假课”(模拟课)和学生在中学实践时提供示范和样例,提醒学生要注意课堂引入环节的情景性,让学生亲身体验到情景引入的重要性;另一方面,自己的这种做法可以帮助学生养成习惯,形成课堂教学的常规。同时,教授也进一步分析认为,无论什么样的教学内容,对于中学生而言,兴趣是最好的老师,有了兴趣学生才能积极地参与进来,才能引起学生的注意和重视,帮助学生理解相应的内容,从心理学上分析,情景引入符合初中学生的年龄特点。

问题与活动深化教学内容

没有问题,就没有教学,这是教授的重要授课理念之一,也是其课堂教学的常规做法。教授讲解每个重要的理论或观点时,都会提出相应的、并且有一定梯度的问题,让学生思考、讨论和回答。每完成一项内容,教授都会有一段时间,让学生给他提出自己的疑惑或值得讨论的问题,此时,教授会让每位学生发言,阐明学生对这些内容的理解或观点。爱因斯坦曾经说过,提出一个问题比解决一个问题更重要。这句话在教授的课堂教学中得到了部分验证。教授用问题来引导学生思考、学习;用问题来了解学生的学习状况;用问题来训练学习的学习习惯和思维方式。

由于有层层递进的问题引导,同时又需要表明自己的观点和看法,学生就必须不断地深入思考,因此,在这样的课堂,看不到学生玩手机、听音乐和睡觉,一节大课两个半小时,学生都是在认真的思考和讨论之中度过。

学生活动是授课的重要形式之一。最常见的学生活动是小组讨论,有时教授会提前准备一些背景资料或讨论提纲,小组讨论后每位学生都会公开阐明自己的观点;小实验也是常见的活动形式,尽管有的实验或活动比较简单,但可以加深学生的印象,强化用事实和具体的操作来传递科学知识的教学观念,即“从做中学”的教学观念。

从授课的理论内容来看,教授基本不讲一些深的理论和大的原则,总是以具体的学科,如生物、物理、化学、地理的某一个内容来引入教学,最后再花一些时间来阐述相关的理论、原理、观念或方法。吸引(Engagement)、探究(Exploration)、解释(Explanation)、迁移(Elaboration)和评价Evaluation),即5E教学模式是教授重点分析的教学模式和教学理论;同时,教学设计应以教学目标为核心,以活动来落实,是教授反复强调的一种教学理念。

下面以第一节的科学教育课为例,呈现教授的具体做法和基本理念。这节课教授需要解决的主要问题有两个:什么是科学?什么是科学教育也就是说科学教育中我们具有什么样的态度

首先解决什么是科学。教授的具体做法是,先8个短的视频光电现象、无线传输、卫星通信、酿酒发酵、铁具生锈,等等,让学生讨论哪些是科学现象,哪些是科学原理在生活和生产中的应用科学所涵盖的范围有哪些?要求学生结合所观察到的现象发言。讨论活动持续长的时间,每个学生都表达了自己的观点。这一事实表明,教授非常重视学生的已有知识经验,试图从学生的发言中了解学生的知识视野以及对科学概念的基本理解,同时从中也能够很好地培养学生的观察、理解、概括及口头表达能力

科学教育需要向学生传播科学知识,培养基本的科学方法和技能,这是科学教师都知道的道理科学教育中应该帮助学生树立起科学、严谨、实事求是的态度,但是少有教师重视,而这又是科学教育的根本所在如何让学生重视这些理念呢?教授具体做法是呈现韩国科学家黄禹锡20042月和20053月在著名的《SCIENCE》杂志上发表的两篇论文的复印件,这两篇论文宣布在世界上率先用卵子成功培育出人类胚胎干细胞;宣布攻克了利用患者体细胞克隆胚胎干细胞的科学难题这被认为是在治疗疑难病症方面取得的突破性进展其研究成果一时轰动全球。教授要求学生阅读这两篇论文,讨论这两篇论文发表的意义;然后呈现SCIENCE》杂志发表的对这两篇论文的撤回声明,并补充黄禹锡论文造假及其研究过程,要求学生讨论如何看待黄禹锡造假事件,在科学教育过程中应注意对学生进行哪些方面的教育?在讨论过程中,教授还指出,黄禹锡不仅是在论文上造假,而且有违科学伦理道德,即使用该研究组研究员提供的有偿卵子并隐瞒获取卵子数量,要求学生对这一行为进行讨论。教授之所以引用这个事件,是想通过讨论的方式让学生理解:科学教育课不仅仅是教会学生多少知识,学会多少方法和技能,更重要的是引导学生对待科学的态度要实事求是、要严谨,其科学成果和结论要经得起检验;同时,在科学教育过程中,要注意科学技术对社会的影响,其研究过程和方法不要违反人类的基本伦理道德,等等

回顾一个学期的科学教育课,可以看出其教学方式方法与国内教授在上同样课程中的明显不同:

其一,重每位学生的意见,所有学生都要对现象或事物表明态度。这样做的好处是,可以激发学生参与教学的积极性,了解学生的真实想法,同时培养学生多方面的能力。事实证明,美国学生上课时是专注的,积极的,都能积极主动发言,体现出美国高等教育的民主性和培养目标的多样性。

其二,用事实说话,讲空洞高深的理论,一切结论都是建立在事实和证据的基础上,在潜移默化中让学生建立起科学教育中应该重视的一些本质问题:科学、严谨和实事求是的态度和方法

其三,鼓励学生自由表达意见,培养学生独立思考的能力。每个学生都要表达意见,这是科学教育课给人的强烈印象之一。有的意见是因教授的具体问题而引起,有的是对相关内容或教授的不同看法而引起,有的是因同学不同的观点而引起。总之,让每位学生表达意见,既体现了课堂教学的民主,也突显了学术上的自由,同时又训练了学生独立思考的能力。

,以自己的切身教法示范,如呈现问题情景,要求学生分析、讨论,进行探究性活动,帮助学生建立起科学教育中应把握的基本教学模式、方法和原则。

过程性评价体现多方位的评价理念

与国内师范大学教授的做法不同,这里的学生作业非常多,每节课都有,有课堂作业,更多的是课后作业。例如,阅读指定的书目篇章,网上学习马里兰州关于科学课的基本内容要求,网上学习5E教学模式的具体内容、科学技术与社会的相关内容,等等,要求学生上交一份阅读摘要或阅读感受。教授会在下一次课的结束后将评分情况告诉学生。

与之相对应的是,教授在讲授这些内容时,大多数情况下是概括性讲解,只是对一些重点内容进行分析。教授要求的不是学生记住这些内容,以备将来考试之用,而是要求学生理解其中的一些主要观点,然后用自己的教学行为来实践和落实这些观点。换言之,教学理论和原则在教学中并不是主要的教学内容,而更重要的是让学生学会用自己的行动习惯性地实践这些理论和原则。

大多数活动是要计分的,会在学生的学业成绩中占据一定的比例,因此,学生不会因为考试通不过而担心。这里的教学课堂没有看到学生大量抄写笔记的现象,只会看到学生偶尔会做一些重点记录。

教授非常注重过程性评价,其评分内容和比例大致是:平时出勤:10%;上课参与程度:10%;平时作业:30%;上模拟课:20%;期末考试:30%

课堂演练提升学生的实际教学能力

所谓课堂演练,就是要求每位学生都要讲一节中学科学课,模拟中学课堂的教学实际情况,为将来的教育实习积累经验,这是教育实习的初级阶段。

具体来说,从第5周开始,每节课都有两位学生模拟课堂讲课练习,即从中学教学的内容中选取某章节,根据学习的教学理念和方法,设计一节教案,让同班同学模拟中学学生,以实际上课的形式展示自己的教学设计思路和过程。

科学教育课一共有20位学生,大多数学生是两人一组完成一节演示课,因此,一个学期下来,大概有12节左右的模拟课供学生观摩和学习,这些课涉及物理、化学、生物和自然地理。这是一个很好的实习和学习平台,学生可以将刚学到的一些教育、教学理论和方法应用到自己的课堂之中;同时,不同学科的学生也可以相互借鉴,相互学习,取长补短。在下学期的教学安排中,学生还要经过一个学期的正式课堂听课和第三个阶段的独立讲课实习,因此,学生在正式走上工作岗位之前,已经有了充足的课堂教学实践经验,可以更快更好地适应中学的课堂教学需要。

学生课堂演示的具体过程主要分以下几个环节:情景或问题引入、问题讨论、学生探究活动(动手操作或实验)、师生交流、进一步活动、解决问题,形成结论、学生质疑、教授点评。学生都在学习教授的授课模式,力图体现教授的课堂教学要求和教育理念,即在活动中学习,在活动中解决问题和提高能力,在活动中理解和掌握一些重要的概念。

以下是教授用于评价学生模拟课堂教学的一个表格的一部分,可以根据表格给学生确定优、良、合格和不合格四个等级。从这六项评价指标中可以清晰地看出,课堂教学既要重视结果,更要重视导致结果的教学行为和学生的学习过程。

项   目

优      秀

明确的学习目标

学习目标明确,所要求的课堂活动与目标结合紧密

获得的学习成果

学习成果符合马里兰州科学教育课的标准或国家标准

学生的参与情况

课堂包含探究活动,并且有助于学生积极地建构所学知识

适当的等级水平

教学内容适合学生的年级水平

使用探究的情况

课堂应该有探究性内容并引导学生理解概念

知识内容的掌握

教师熟练掌握所教的知识内容

不过,学生的模拟教学课也有不少需要改进的地方。例如,设计思路不够严密,一些教学环节比较松散,学生的活动比较简单,一些内容存在科学性问题,教师的行为规范过于随意,等等。但总体来看,学生都很认真,都在尽力通过活动帮助他人理解自己的教学内容。一个学期下来,通过实践和从其他学生的演练中吸取经验,每位学生都得到了很大的锻炼,能力得到了提高。

在这种有层次、有系统的实践训练下,美国师范学生可以更快地适应中学课堂的教学需要。即:美国的师范教育是一种职业教育,其目的是帮助学生更快更好地适应中学课堂教学的需要,做一名合格的职业教师。

配图:学生正在模拟课堂教学活动(左边站立者为上课学生,右边四人正在进行角色扮演活动)

               此文发表于20133月上半月版的《中国教师》杂志


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