美国小学科学教育讲座2

1、美国小学科学教育讲座第二部分(2012-05-26 04:08:06)七. 什么是“建构主义”？ ：什么是“建构”主义？我是93年去的美国的，那时候也在说建构主义，我就看他们的教材。在他们教材的前言没有用“建构主义”这个词，他是用古老的中国的说法：An Anecients Chinese ProverbI hear and I forget 听过之后我就忘了I see and I remember 看见之后我就记住了I do and I understand 做了之后我就理解了我不知道这个说法到底起源于哪里，我也一直没有时间去查，如果在座有兴趣可以查一下。因为我不知道它的出处，我就去问一个美国

2、朋友，美国朋友说“你也不用查了，我们美国总是讲了一个很有学问的东西又不知道出处，就说这是古老的中国的传说，这个也没法考证啊”，这也就是他给我的一个解释。我们在学习别人的东西的时候，希望我们也学学我们自己的，也可以从中去借鉴。到底什么是建构主义，这是一个简单的解释。它是一个认识论，我们在讲哲学的时候，好象讲过它也是一种哲学，人们是怎么认识世界的，其中代表人物皮亚杰和维果斯基，在那边讲的比教多的是这两个人。皮亚杰是瑞士的生物学家，他对孩子特别的热爱，他观察自己的几个孩子，看看他们在学习的过程当中是怎么学习的，他设计了一些小实验，测试发现不同年龄段的孩子认知的水平、方向都是不一样的。最早的时候，不会

3、讲话，你告诉他这个东西烫，叫他不要动他也不知道，但如果他自己去摸了之后，他知道这个是烫的，他以后就不会在去弄了。一开始是完全靠感官的，靠他的触觉去感受世界。语言是后来的，所以你在最早教孩子的时候，应该完全从感官开始。孩子看见那个东西就认为它是存在的，你一拿走，他以为就没有了。在那个阶段的时候，你要对他讲什么东西，就要这个东西在他的手上，让他去摸，让他去感受，就像幼儿园科学课的设计，全部是让他摸让他玩的东西，而不是说告诉他一个东西是什么。再发展到语言就很重要了。有一个理论主要是说，强调学生学习的过程，不是一个被动的过程，而是一个主动的、积极的、获取或建构知识的过程。传统的观念认为，学生像一张白纸

4、，教师画一个圆就是一个圆，画个方的就是一个方，或是把人的大脑当成一个空的容器，我把知识加进去了他就接受了，加满了就充满知识了。建构主义认为不是这样的，他认为人的脑子是有结构的，人有本能把吸收进来的东西分类，像多功能衣架，有好多分类的，不同功能的，来了一个信息，我一看是这个功能的，我把它放在这里。比如小孩一开始有桌子的概念，他一开始看到的是一个面，四条腿的，他把这个叫桌子，后来又看到另一个形状，就以为不是桌子，但从用途上来讲它还是桌子，那么他就会慢慢建立桌子的概念，把其他的就放在另一类，有一种天然的分类的本能，如果有一天他看到一个面三条腿的东西，那他会说这到底是什么呢？他原来的那个结构里就放不进

5、去了，这时就必须修改他原来的定义，修改成三条腿四条腿都可以叫桌子。进来的这个新知识对他原来的知识结构很相似，比如先看到一个红的桌子，四条腿，又来了一个黄的，还是四条腿，这个对他原来的结构没有什么影响，就同化了，不断学习的过程就是一个增加信息量的过程；如果有一天看到一个三条腿的，就必须改变原来那个定义了，改变原来那个结构，这时就是一个概念上的改变，这就叫顺应。总而言之，学习这个东西不是一团全放进去就好的，它要分类的。这个就跟科学发展的历史也是相应的，从科学发展的阶段来看，有两个时期，一个时期是一种科学理论大家都承认了，比如牛顿理论，在牛顿理论这个框架下，好多人以这个理论为基础去做一些验证性的实验

6、，不断的扩大你的知识库，但是到了爱因斯坦，他从相对论的角度，发现那个理论和牛顿的理论，相当于一个革命性的了，它是怎么产生的？同化和顺应也是两个阶段，一个是说，那个理论大家都承认，在同样的理论的框架下去工作，不同的收进来的东西加进来，这就是一个同化的过程，变化不大的。然后就有革命性的，从一个理论是怎么完成的，需要一些科学家的飞跃，这不是人人都能做到的。现代科学对人脑的研究，人是怎么学习的，最早研究人脑怎么学习的，认为是计算机的理论。编好了软件，一个输入一个输出。比如小狗是怎么学习数字的，你给它看个1，它如果叫两声，你说不对，它叫三声你也说不对，它如果只叫一声，你给它一棵糖吃，它就知道以后看见1就

7、叫一声就有糖吃了，这也是学习。这种学习你只管输入和输出，你管不管它怎么理解的？不管，所以那个就叫行为主义。行为主义是不是现在就完全不用了呢？也还是用的，就看你的目的是什么，如果说我是想培训小孩子遵守纪律，用这个也是可以的，他做的好你就给他一个奖励，但这个目的不是理解，而学科学的时候一定要理解，行为主义是不管你怎么去学习的，学习就像是一个暗箱一样，只管输进输出，输出对了就可以了，不管你是怎么处理的，而建构主义它强调的是过程。现在从生物学的角度上去研究大脑，己经做到可以来测量信号，结果发现人大脑的学习是：如果我看到一个人，不会像相片一样在大脑里保存，而是我用眼睛看，就把它储存到眼睛看的区域，如果用

8、手模，就把摸的信息储存到摸的区域，用不同的感官来感觉，储存的地方就不一样，然后从各个地方把它整合起来建构起来的东西，就是这个人的图象，那么我建构起来的东西和原来的东西不可能百分之百相同吧。我们原来以为大脑对于来了的信息，像照相机一样记进去，实际上不是，是一种分布性的记忆。所以怎样效果才好呢？你分布的越多，接受信息越多，接受有联系的越多，重组的可能性就越大。如果我只看，就只能储存在这一块，如果我这一块出现了什么毛病，以后这一下想不起来这就没有了。如果又看又摸，好多地方都有，那么只要哪一点触发上了，其他的也就可以联系上了。这也是为什么叫做建构的原因了，所以知识不是说你把知识给他了就出来了，它要重组

9、的，照相机，录音机都是不恰当的比喻。我前几天在一本书上看到这样一些东西，对教学也是有参考价值的。就是我们怎么学习：How Do We Learn？We learn：10% of what we reed20% of what we hear30% of what we see50% of what we see and hear60% of what we write70% of what is discussed80% of what we experience95% of what we teach10%是读，一个人读了之后大概就记得10%，20%是听，30%是看，包括看图象，不光是文字，

10、又听又看就更增加一些了，如果再写的话，讨论就可以增加到70%了，experence，你亲身去体验、去做，80%。最后这个是教，指讲给别人听，这个还是很有区别的。好多东西我在大学里面学了，直到我到中学去教的时候，我还仔细去想这到底是怎么回事？怎么去解释？我觉得那个时候是我理解到最多东西的时候，真的学到了很多概念上的理解。皮亚杰的特点主要是不注重社会环境的联系，只注重个人学习，他的建构主义是以个人为中心的。维果斯基认为个人的知识跟他的文化背景，还有语言什么的都是紧密相连的，他就写出了最近发展区的理论。一个小孩子，如果通过语言，通过教师的引导，相当于一个脚手架一样，给他搭一个架子，他就能在这个帮助下

11、上升到另一个高度，他一旦上升到这个高度，你的脚手架就可以拆掉了，你的任务也就完成了。他这个思想，我们在教学当中的应用，就是语言的应用，学生小组学习的应用，还有跟社会，跟文化这些联系起来，你不可能脱离现实纯粹的讲那个概念。所以像科学标准做的时候，包括个人跟社会的关系、跟历史的关系，为什么有这些联系。以前的信息不太流通，到60年代美国进行教育改革，布鲁纳特别倡导建构主义，这样皮亚杰的思想才被介绍过来，所以美国从60年代才开始探讨、重视建构主义。那么布鲁纳的作用是什么呢？布鲁纳是哈佛大学的心理学家和教育学家，他提倡的是学科的结构，他也应用了皮亚杰的阶段的发展论。上次有老师讲到我们把好多初中的东西都下

12、放到小学去了，我想这也是布鲁纳的影响，他认为知识是有结构的，这些知识在任何时候都是可以教的，只要适合这个学生，要看你怎么教，你可以把教法变成适合那个年龄阶段的，用他那个阶段能够认识的方式去教给他，他就会了，不一定是那个知识比较难，我到高中的时候再教。有的人也提出，这样会不会让他形成一个错误的观念，这也是一直在探讨的的东西，在老师教给学生这个东西的时候，它是不是就是一个定论了，我们以后还要对这进行更深入的了解，概念会再发展。然后还有施瓦布，他提出了探究，这个“探究”是什么意思？没有定论，只是现在大家有一些共识，都有讨论的空间。我觉得对教学最有影响的、最根本的一个概念就是建构主义，指的是学生来学习

13、之前不是一张白纸，他是带着很多他的想法，他的经历，他在妈妈肚子里面就开始学习了，他要适应那个环境，那个时候的大脑就已经开始建立一些联系，出来之后，也是通过不断的感知，实际上已经在他的大脑里面建立了一些联系，所以他的学习过程很早就开始了，我们如果认为他什么都不懂，到课堂上认为他什么都不知道，这是一个错误的观点，这是从理解掌握知识的角度来讲。怎样才能比较有效的帮助学生理解科学概念呢？要有一个理论模型。八. 美国的小学科学教材：现代科学，如生物科学，、脑科学，对人脑怎么学习，有科学根据。人脑的学习有一个关键点，就是分布时的记忆，人的脑部联系的触点越多，联系的越多，学生掌握的越牢。学生的大脑不是一个空

14、瓶子或空壳子，你装的知识越多越满，学得越好。学生或每一个人都要重新建构，进来的信息不是象照相机把它照下来，而是把它储存在人脑里不同的区域，要用的时候再把它重新组合起来。比如我对你的印象不会和你一模一样，但是我对你的感觉，是观察越仔细对你的印象就越清楚。我可以用各种感官，各种工具就像我可以用米尺测你的身高，这比目视要准确。构建地学习，这一点在大纲里也体现了，教材在设计的时候，还考虑到不同的年龄有不同的特点。教材的编排也考虑到这些，在讲教材之前，有两点要补充一下，它的共同点都是以科学标准作为依据的，是与标准相一致的。（用投影仪展示图片并解释）中间的圆就是科学的内容，传统地讲包括物质科学、生命科学及

15、地球和空间。并不局限于建立科学概念、科学内容本身，而是要和四个方面结合起来。这四个方面分别是科学的探究、科学与技术、科学与个人以及社会的关系，科学的历史和本质。比如以探究的方式为工具来学，目的是理解这个概念（科学知识）。同时还要集合科学和技术的关系，从它们的本质来说，科学的目的是建立一个模型，用科学来解释这个现象。技术的目的是用这些科学，这些理论，来造东西，来改善、提高人民的生活水平，方便人民的生活。科学的内容是一个核心，不仅通过技术联系，还要联系科学的历史，有的老师就作一些实验，让学生知道科学家是怎么发现的。还有一个是科学与个人和社会的关系，就是一个人为什么要学这个，有些人认为我学这个用不着

16、，一辈子都用不着，不知道怎么去用它，在教学过程中，这就要跟他个人的生活，还有和环境、社会联系起来。这三套教材是很接近的，它们都是以这个为框架，每一套教材都有着这么一个图，这就是美国课程标准的几个方面。共有八个方面，刚才讲的有七个：物质科学、生命科学及地球和空间、科学的探究、科学与技术、科学与个人以及社会的关系、科学的历史和本质。第八个是系统的概念。这是各学科都有的共同的规律。（展示图二）这是美国小学各年级所开设的课程和相应的课程要求。对学生的动手能力有要求，设计教材的一组人中有科学家，科学教育工作者和教师。他们首先要决定哪些概念重要，进行编排。 INS， STC， FOSS这三套教材是不同的人

17、编的，所以着重点不同。美国校区教材的选取，是参照三套课程标准。如某小学参照INS，它里没有关于该知识的标准，就看STC的标准，有的话就拿过来。当然还有好多其他的标准，这三套是在美国推广最多，是由全国教育基金会支持的课程标准，相对影响较大（展示图三? STC的单元顺序）STC的单元顺序，分六个年级。根据学生的年级对科学知识（生命、地球、物质科学和技术）有不同的要求。如对技术的要求是让学生学会造纸的技术。还有一个科学推理技能的发展顺序。在一年级的发展中强调的是“观察，测量和辨识属性”。二、三年级强调的是“观察，测量和辨识属性”和“寻找证据认出模式和循环”。四五年级强调的是“观察，测量和辨识属性”、

18、“寻找证据，认出模式和循环及辨识原因和结果，扩展观念。六年级强调的是观察，测量和辨识属性，寻找证据，认出模式和循环”、“辨识原因和结果，扩展观念”和“设计并进行可控制的实验”。一年级时老师训练学生做记录能力，因为美国是个移民国家，有很多墨西哥、非洲国家的移民，在家是不讲英语的。现在改革一部分是因为学生到了四五年级还不会写，统考只用画圈或写A、B、C、D而不用写东西。现在教材强调学生的写，让学生写，让学生描述。写下来对理解和记忆是有帮助的。对可控制的实验建议六年级学，因为低年级的学生可能不会考虑到那么全面。（展示图四FOSS K?6的范围和顺序）FOSS K?6的范围和顺序是加州公立大学设计的。

19、在考核方面，这三套教材强调的都是不仅是到单元后再考核，还包括学前的考核，了解学生的知识，在过程中的考核、了解学生所学的知识，以及学生每天的看和反思，就是档案袋。它将有关学生学习的所有东西都放进去，大一点的学生自己保管，小一点的由老师保管。它是家长知道学生学习内容的见证。在学前主要培养学生观察，交流以及比较能力。二年级强调组织的能力，一步一步加深。它的分布是：生命科学、物质科学、地球科学、科学的本质和技术。模型的设计是放在五年级这一栏，是在学了电学以后。FOSS的课程标准还有它的一个优点就是录象，它比STC 的要长些，STC一般只有20 分钟，而它有30分钟，内容主要是讲解这节课应该怎么上。（展

20、示图五INS）INS 单元内容分布及顺序，它没有讲技术。在学习的阶段性上，FOSS没有讲周期性，它很详细的指出老师应该怎么去上这节课。STC是用的学习在线的那个模型，在一张大纸上写你知道哪些，学生一条条地说，老师一条条地写，你想知道哪些就写在另外一栏，来引入正题。也有想知道的不在这一课的范围里面，就可以说以后再处理，这就看老师的反映。 从“你知道哪些”可以知道学生的知识情况，并做出教学的安排，对学生认知有错的地方，要设计一个实验来让学生知道我哪里错了。STC 和INS都是用的学习在线的模式。不过它们用的 名词不同。它比STC 好一些的地方是更清楚，清楚的说明教师在这一阶段做什么、学生做什么。没

21、有明显的写出周期，第一阶段做什么，全部看下来后你才知道是一周期。它和STC 设计的思想是一样的。你开始的时候要让大家知道目的是什么，为什么要学这些东西。第二个阶段是探究和发现阶段，是做实验阶段，做了之后再总结，就是建立概念的阶段。第三个阶段就是建立新概念的阶段，应用和发展就是在这个阶段，把学到的新概念应用到新的场合。这就是STC 、INS贯穿的思想。下面开始做实验，.我选了一个比较简单的课叫固体和液体。分两组，一边按照STC的课程标准做，做固体的实验，它是给一二年级学生上的课；一边做INS的课程标准，就做液体的实验，它是给二三年级学生的课。关于固体要学生掌握的重要概念是它的颜色、硬度、磁性等，

22、关于液体要学生掌握的是气味、颜色、是否透明及其与其它液体的混合性如何。 美国的教学通常是一节课研究一个特性，最后总结固体、液体有哪些特性。比如第一天让学生观看两个东西：一个是勺子，一个是球，比较这两个东西有什么特性，给学生一个具体的东西让他去比较，其中INS的课程标准关于液体的覆盖点和STC不同，它没有讲到液体的沉浮，而是先做单元前的测验，测验不记分，内容是让学生考虑液体有哪些特性，包括固体在液体中会怎样，液体在液体中会怎么样。有的学生认为油比水重，你可以做一下实验，看结果是怎么样的，让学生认识到错误。还有的实验像固体放到液体中会什么样的现象，你怎么把沉的物体变成浮的物体，将浮的物体变成沉的物

23、体等。九. 以建构主义为理论基础的教学：传统教学与以建构主义为基础的教学，到底有什么主要区别？在笔记本上列举一下主要区别是什么，传统教学与以建构主义思想为基础的教学，到底有哪些区别。是告诉还是尊重学生原有的知识一开始时是老师告诉学生，还是让学生有一个自由的想象空间。应该尊重学生原有的知识，学生的知识有时很有用，是学生自己建构起来的，是自己在实际生活中，以及交谈实际经验中建构起来的，并不完全是错的，也能解释一些现象。他的理论可能没有科学理论好，那么完美，能解释更多现象，但是学生自己建构的，所以首先要尊重它，它也是有根据的，有时也有实验基础。比如，重的和轻的相比，重的或许落的快，轻的或许落的慢，这

24、也有实验基础，做下来就是这个结果。模式实际上是概念，是科学的概念。刚才讲的电路，你说闭合回路时，灯才能亮，这样你就先告诉他了。在我们的教材设计中，这是三、四年级的内容，在国外教材中也是三、四年级的内容，但他们没有直接告诉学生这个概念，而是让学生自己总结出来：为了让这个灯亮，必须什么？必须有一个回路。传统教学中的学生回忆理论，是说考试的时候，老师先介绍给你的知识，你回忆起来，这就是回忆理论，英文叫“record”。记的越多，能回忆的越多，那么考试成绩就越好。他把科学和社会科学、英语语言联系起来，英语语言实际上是我们讲的语文，那边是英语，所以它跟语言、社会科学和艺术，科学、技术都联系起来建构，学生

25、就像科学家一样，有时候有一个专门的项目去学，像关于环境科学的，因为一些科学家他要预测环境，设计一些科学数据，他不像你们那样上科学课，他让学生穿一件白衣服，有点像实验室的白大褂那样，然后就说你们是科学家了，互称“Doctor”，博士。那些孩子就认为：对呀！我们现在是科学家了，我们现在做的时候应该怎么样。强调学生讨论的时候一定要很有礼貌，假如你有不同的意见，就说“I dont agree”，我不同意，应该是怎样。大家不是互相瞎闹，都是有顺序的，相互尊重，会尊重别人，培养这种精神。小孩做的时候很投入，认为我现在是科学家了，一定要认真仔细的去做，去精益求精，去收集数据，一遍做不好，再做一次。科学家还有

26、一个项目是研究全球环境的，按照科学的标准，你就是要在世界各地设好多点来收集数据，科学家不够。他们让学生参加，先培训一些老师，培训老师时，给一套科学家怎样收集数据的材料，有很多条件。比如：测风向、测雨量，不是随便地测，一定要朝什么方向，在什么地点，这都有要求的。按要求让学生参与到里面，学生收集的数据就直接交给老师，因为老师是经过培训的。收来的数据就打到计算机中的数据库里，然后展现到全球分析数据的图里。学生一看到自己收集的数据都是科学的数据，真的是有用的，就像科学家在做科学一样，他们会感到很自豪，那种感觉就不一样。就是说他学到了东西，他真的是在做科学，而且是对社会有用的。传统教学中教师完全依靠教材

27、，教材怎么讲，教师就完全照教材讲。在建构主义教学时，有时学生若对某一问题特别想探究，老师也可暂时稍微偏离一下教材方向，让学生去做一做，不完全照教材，根据学生的兴趣，但目的还是达到了。有时候这种做法看起来好像是浪费时间，但由于是学生自己提出来要做的，所以做的特别投入，学的很牢，理解的很牢。评估方式的不同评估，传统的强调是学期评估，而建构主义强调的是过程的评估。在传统教学中学生主要是独立学习，而建构里主要是小组学习。有时做实验时，像实验报告，小组就交一篇给老师就成为他们全体的。这个小组中有成绩很好的，也有成绩很差的，那么好的必须帮助差的，否则分数就会受到影响，所以大家必须一起做。这是个比较。咱们看

28、看评估的标准，这是科学标准上讲的评估，现在有所改变，传统里考核的是比较容易的内容，就是记忆性的，现在应该强调什么是最为重视的内容，比如在你要培养的科学素养中科学态度、知识只是其中一部分，还有技能，科学探究的技能。传统的评价重分立的知识，现在强调知识之间的联系。具有一个良好的知识结构。知识之间是联系的不是分立的，物理化学也是联系的，在每个题目里好多概念是相互联系的。同时还评价科学理解力，怎么叫理解？理解有不同层次，如果只是知识被记住了，这只是其中的一个层次，是“知道”这个层次。再深一点的层次，是能用自己的话来定义，自己下定义。再高一层是可以运用，可以用这个概念。所以理解有不同的层次，不会用的知识

29、是没有用的，只是记不会用，有什么用呢？你不知道什么时候去用它。以上这些是从美国科学教育标准，中翻译过来的。由教师作期末评价是传统的，现在一般的学生参与对自己和他人学习成果的评价，这是互相的。你自己干了些什么，在这个小组里，有课题小组合作的项目，你在里面扮演一个什么角色？你自己写一写，你再讲讲你小组里其他成员扮演的什么角色，都要自己写写。有的小孩对自己很严格，我做了什么，这是很诚实的，这也是培养一个小孩对自己学习的过程负责，对自己学习进行一个反思。评价也是能力之一，你能对自己和他人进行评价，你就有一定的理解了。对一个东西你理解了，你才好评价，否则怎么评价。以前的统考，评估是有缺陷的，统一考试都是

30、由专家来设计，像考试中心或其它什么，但现在，像我所在的那个州，他们现在也要制订、准备科学的统考，就是你们现在试行的。它的成员好多是从各个学校抽出来的，有些人说我想参加，他就可以参加了，我当时是太忙了，没有参加。像这样拿不到钱，自己愿意贡献自己的业余时间来参与它，就组成一个小组，当然他们会用一些这方面的专家。很注重吸取那地方的教师的意见，就是参与进去，然后设计一些好的考核题目，不是你在课堂上教这些，如果你课堂上根本没有教，那我这个测量就没有意义，我测的内容正是你在课堂上教的，比如：电路。哪些评估方式会用来满足改革的要求，向这个方向迈进，我们应该采取怎样的评估方式，应该怎么样改进，怎样多样化？强调

31、后来的知识一定要建立在已有知识的基础上，这个你怎么去评估，这个他也要做一些评估，他也有一些方法，比如：叫“interview”就是跟学生随便交流一下。有时候这比较浪费时间，你说我们班上50个学生我怎么谈，一个个去谈，这是一方面，另外有一些给教师的材料里面，有一些是提供教师用的材料，里面列出学生可能会有哪些非科学的概念，作为老师应该熟悉一下，看一看。有些是根据科学教育研究的结果，是那些专门做教研的人，花了很多时间去调查：学生有哪些共同的、不太正确的观点。把它们列出来，应该怎样去纠正它，这是一方面，这叫面谈。教师观察。我想我们也在做，教师观察就是随堂观察，看看学生有什么不懂，它有时候也可以在单元教

32、学之前，先做一个摸底测验，不记分的，对错都没关系，这也是专门设计的一个。不记分的没有对错，把你知道的写出来。明天我会给大家看一个例子，就是给一套教材里单元前事先设计好的一些好的答题，让学生自由回答，你怎么想就怎么答。目的是帮助老师了解班上的学生有哪些不太科学的概念。科学概念图，我不知道大家是否熟悉，科学概念图是什么呢？还是讲究知识的结构，而且很重视知识的联系，这个在单元前做、单元后做都可以。举个例子，假如是单元后做，一个单元结束之后，你就可以给学生列一下，这个单元所学的最主要的一些概念，比如：沸腾、密度、物理变化、化学变化、凝固、熔解、溶解、纯净物、物质、混合物、固体、液体、气体、溶液。假设这

33、是单元里的一些概念，给这些就让你做一个概念图。先跟讲讲做概念图：一开始把含义最广的放在最上面，再把属于它下面的有哪些分概念，把它们连起来，还可以在每一个概念里加一些，自己举一个例子，比如：液体，就这个概念举个例子：水，可以自己加。差不多的，比如说固体、液体、气体三态，把他们放在同一个位置上面，看看有什么联系。概念定好了之后，中间是要你连接的，你还要放一个连接词，这个概念是怎么连接的，读起来是连续的，你看这个跟这个连起来，比如我说纯净物，你们想，上面应该放什么？物质是吧？物质是最广的一个概念。好了，把物质放在这，那么物质又怎么样呢？分为纯净物、混合物，所以你就写这个可以分为- 你们自己先画一画好

34、吗？你可以在你的纸上画一画。物质分为什么？纯净物和混合物，那你就要这样写，可分为纯净物和混合物。那个概念属化学变化还是物理变化，就是物质可能经历物理变化，也可能经历化学变化。有三种形态，这个呀！没有唯一答案，各个孩子有他不同的画法，有很多很多种，不同的画法体现了你对概念的理解，对这一章知识结构的理解，通过这个你可以了解学生是怎么想的。作为单元测验的它也可以有一个评分标准，该怎么评分呢？看看，先从这个概念来评，看这个概念，学生在这个图上，有90%的词或者是概念，我提供的90%的词或者是概念都用上了，再看联系是不是都画好了，是不是每个联系上面都有一个联系词。有的小孩尽管他画起来了，但是没有联系词，

35、那么是不是有联系词，这也是要看的一个标准。再来看，假如90%的都有联系词了，就是说比较好了，假如按1、2、3、4、5分这样打分的话，那么这个概念他就可得5分。还有再看看它是不是有意义，就是看它读起来，这个句子是有意义的，还是含义含糊不清，你看你读的时候是不是能够读懂，其他人能不能懂。看它是不是有些意义，就是“meaningful collections”，做起来这些联系是不是有意义。还有，就是要看90%的结构是不是合理，有不同的理解，不同的层次的合理。比如说：物理变化、化学变化，是不是合理的。这个图可能是五花八门，但是你看看这个分布是不是合理，看看它从这个分支到另一个分支有没有联系，联系越多就

36、越好，因为强调知识是联系的，能够把不同的概念通过联系词联系起来，说明你理解了，你能够做越多的联系，而且这些联系都是合理的，这也是它的一个评分标准。还有看老师主观，它是说：这个概念图是不是反映了学生对这个概念比较深的理解，这是一种评估的方式，现在用的比较多，它的理论就是强调学习一定要有意义，什么叫有意义？就是跟原来的知识要联系起来，要能连接起来，而且是有结构的，它比较强调知识的结构性，所以你看这个图就是个结构，你看它是怎么联系的，看是怎么分层次的，从不同的广度上分层次的，这是一种用的比较多的。科学笔记现在越来越重视科学笔记，就是像刚才我让你们先写写，先画画，在做之前先写写或者先画画，就是先写写你

37、的想法，先画画你是怎么想的，然后再去做，做了之后又让他再写，想想你要不要修改原来的想法，让学生对他自己的思想变化有一个记录，就是让学生自己意识到：哦！我原来是这么想的，为什么改变，我是怎么改变的，让学生有一个清楚的意识。不是说只是老师告诉你要这样。有一个例子，有一个小学生，他说地球是平的，到了科学课上，老师就讲了地球是圆的，然后有人问地球像什么呀？他说像个煎饼，像个圆饼子。他为什么那样说呢？因为老师说是圆的，他想不可能是个圆球，因为如果是圆球，他就不可能站在上面，所以他就把他原来的想法地球是平的修改一下，修改成像个圆饼子，就可以站在上面了。所以说科学笔记是让学生写很多东西，让学生意识到是怎么变

38、化的，是怎么形成的，为什么要变化。自己进行反思，这一点非常重要。他们用了这些教材以后反映出来他们的语文水平也提高了，在语文考试的时候，因为很多地方只考语文和数学，不考科学。我们那个州考试，三年级考一次，七年级考一次，考语文的时候发现，学了科学课后语文成绩提高了，因为它强调写。还有家庭作业，家庭作业我就不讲了。科学图画就是不会写我就画，开始大家画豆子，它的结构，就是种子。还有学生自我评价。自我评价的方式主要有像刚才说的画图，这也是一种方式，还有一种这上面写的学生档案袋，那个档案袋不是老师帮他弄的，是学生自己组装的。有不同用途的档案袋，有学年的，或者是我毕业之前做的，还有这个单元做的；有不同目的的

39、组装方式，有一种就是让学生选出他认为在这一学期做的最好的几个作品，几次作业或者说是几个课题，他选出来之后他自己要写一个像序一样的说明：我为什么要选这个，从这个我学到了什么，在最前面他还要写一个前言，就是这个档案袋是关于什么的，是我这一学期学到了什么，就是像一封信一样的，简单介绍你这个档案袋里的东西是怎么一会事儿，告诉读者让人家看，这是一种它也有评分标准，就是评价学生的档案袋，这是自我评价。学生探究实验结果报告交流会。就像我们那天做的单摆的实验，特别是你们马上要做的自选课题的时候，最后大家汇报一下我学到了什么，是以科学报告会的形式汇报的，这也是其中的方式，一般是在单元结束的时候的做的，就说在单元

40、学习的过程中，有时候会让学生自选一个题，假如这个单元是八个星期，那我在第二个星期或者第三个星期，就开始让学生自己在课外查资料或者做自己的设计，到第八周这一单元讲完了，让学生来汇报，这就是报告交流会，学生在计算机上把它做的很漂亮，有的学生把它做成CD，学生很投入，他觉得科学报告会要弄得很正式，弄得很漂亮。在科学报告会上，也把其他的东西都加进去，比如需要艺术，他要把屏幕弄的好看，加上音响效果，把他其它方面的才能也在这里显示出来。另外就是因为是小组，不同的人有不同的特长，比如善于写的，那个人就负责写，另外的人有音乐特长，就做点音乐的事在里面，所以说各个人发挥不同的特长，来把这个小组的东西搞的很出色，

41、最后大家记分，给小组五个人得同样的分数，这也是相当于鼓励人与人之间相互合作的精神，不管在社会还是在科学中都是应该培养的。还有海报，海报就是我上次给大家看的那个作品，叫“poster”，改天我们在做个简单的，大家拿个纸来写一写。学生讨论、辩论会。学生辩论，比如用一些跟科学概念有关系的，或者是跟环境或其它的有关的，出一些题目，让学生分成两组，分组让学生自己去找资料，站在自己的立场上，你怎么去疏导对方，驳倒对方，你陈述你的理由。陈述你的理由时必须有数据的支持，所以他们要到图书馆，或者是其它地方，或者是去跟人家谈，去访问。有的学生会打电话给电厂，或者是去发电站，打电话到那边跟人家交谈或者问一些问题，设

42、计一些问题怎么去问，就是培养各种能力。实验型测验。所谓实验级测验是指因为强调的探究，那么你的考试也应该以探究的形式出现，让学生设计一个实验当场做一做，就不只是用问卷的形式了，这样的叫实验型测验。这既可以在中途做，也可以在结束的时候做，有的就把实验型测验设计在教材里，比如明天有一个实验就相当于是实验型测验，也是要他们做，但那个做要他们用前面学到的概念，技能。还有单元结束测验，这就没什么好说的，大家还有没有什么补充？ 测验资料，学生写的东西，当学生年龄比较小的时候，他自己保存东西的能力比较差，就需要老师帮他保存。强调每节课都要写，做之前要让他写一写，做之后课堂结束之前也要让他写一写，让他自己来想一

43、想学到了什么东西，就是一直要强调反思，要让学生变成一个自己学习的，没有老师教的，自己想是怎么回事儿，你有问题了再来提问，老师就来帮你，强调学生应该对目已的学习负责，学到什么，你自己要记下来。学生大概有哪些东西呢？一个是他的课堂笔记做的东西，比如有时候你会给他发一张纸，上面写着今天做的是什么。有的老师讲到每次让学生自己设计实验，自己来做就很费时间，美国教材上不是提倡每次都要自己设计实验、自己做，有的是设计好了，就是指导性的，它的课程指导思想，不是做完全开放式的，而是做在教材指导下的，他编教材的顺序就是你先要做的事情。这个帮你建立了什么样的概念，然后在下一课又做了一些什么，在原有的基础上又得到了些

44、什么，就像盖房子那样不断地添砖加瓦，课程设计者帮你设计的这个。完全由学生自己做的，并不是每天都做，在整个教材中只做一次，虽然不是特别死，基本上是计划好的，老师起指导作用，并不是每天都由学生自己选，不是每天都由学生自己设计实验自己做。但是在整个单元会设计一个地方让学生自己做。假如让学生做一个课题研究，这个时候老师可以提供一些可能性，一些要求，大家都讲好了我们有些什么要求，比如我们来做自选的探究题目有哪些要求，让学生事先知道什么叫做得好，什么叫做得不好，让他事先有一个标准。师生可以商量哪些标准是好的，哪些标准不好，这个时候学生可以自己选题，每个小组可以自己选题，到一个单元结束的时候，可以汇报，这是

45、它的一种评估方式。所以那种自由探究并不是每天都要做，那样有点不太可能。因为不知道他们要些什么，实践下来的结果，就是选择了折中的教材，但是留有余地，特别感兴趣学生，他如果想自由探索或者可以在家里做，也可以在课题研究的单元里自由发挥，发挥他的特长，展示他们的才能。在大家做之前，想一想我们评分的标准是什么，从哪几个方面来评价你做的是好还是不好。首先看问题怎么评价，什么叫一个好的问题，这个问题是不是能通过实验来解答，我希望你的题目不要太广；还有科学设想，就是假设，看看假设是怎么写的，什么样的是比较好的假设；有时候用一个格式，就是如果怎么样就怎么样，像刚才讲的单摆，它的一个问题提出来了： “长度是如何影

46、响频率的”，那么就可以运用原有的知识假设单摆的摆线越长，频率就越低，这就是一种假设，或者也可以用“如果-就”的形式来写，如果实在不知道，还是用问题的方式来写，比如：长度到底是怎样影响频率的，在这个问题当中，在这个假设中，只能看出有一个变量。做一个实验只能有一个变量。如果想做两个，比如问题是“什么因素影响单摆的快慢”，那么你就可能说到摆线的长度，越长越慢，也可能说到摆锤的重量，越重越慢，假如你有两个假设，你就必须做两个实验，每一次实验只能有一个变量。还有控制变量，除了这个改变的变量，其他的变量都要一样，都要不变。还有作图，作图的标准一定要有标题，还有图形或者是表格，画表格，如果是连续变量，可以画

47、一条线，可以是渐进线，光滑的曲线或者是直线，用图形主要是不连续变量，所以要看是不是连续变量。最后做结论。你的假设是不是证实了，也可以提出下一步该做什么。下面就各小组选一个题目。十.课堂教学一例（看录相，梁玲女士结合录象讲）（录象中的老师开始上课，然后要求学生做实验）：一开始让小孩用小电动机一样（街上买的）那种设计，把电池装上去就转，让学生自己动手玩一玩，看一看有什么规律。如果改变它的方向，它就反过来转。老师就告诉学生怎么样是顺时针转，怎么样是逆时针转，而且它们还有一个共同的特点，然后让学生描述，比如节上电池正极的时候是这样转的，电池反过来就是那样转的，让学生自己发现。（学生们在认真做记录）：学

48、生要写，这是他们的笔记本，是科学课上要用的，一直都要做记录。从开学的第一天、第一个单元开始，一直要记到最后一天，就像科学家每天都要从头记到尾一样的，每天都要记。他们还发现在做实验的过程中如果把男生和女生分在一组的话，有时候男就是生就会干活，女生就会在旁边看。所以他们就把男生和男生放在一组，女生和女生放在一组，这样的话女生的参与率就高了。因为男生和女生在一起的时候，男生就会抢着做嘛，女生就做不到。（孩子们继续在做实验）：学生们在做实验的时候，老师就在他们中间转来转去，挤在他们中间，回答学生的一些问题。有时候老师也会主动向学生提问，请教他们一些问题。（第一轮实验做完以后）：她表扬学生做得很好，图也

49、画得很好。开始的实验，老师是用一节电池和一个发动机，现在老师给你一个挑战：如果我给你两节电池，你怎么做，怎么组合？你怎么用两节电池让发动机转起来？还有怎么样弄法使发动机转的快一些。老师引导学生，给他们一些问题，让他们自己做实验，自己解决。让他们在已知电路这个概念的基础上，自己去摸索一些规律。学生发现用两节电池的时候转的更快了。让他们写，写了很多。就是培养他们一种科学的精神。老师对他们说，你们就是科学家一样，在做科学的记录。（第二轮实验做完以后）：老师就对学生说，你们看一下教室，找一个你今天还没有时间来得及讲话的、也没有和他那个小组一起做实验的同学，向他（她）解释你今天做的是什么。让学生们自己相

50、互之间的交流，在给别人讲的同时，也能够相应的提高自己的认识。然后再给他们一些其它的东西，会叫的，什么圣诞树上的小灯之类的，让他们自己玩。这个是圣诞树上的小灯，他们自己决定是用一节电池还是两节电池。?：“好像他们把电铃也拿过来了！”：对，他们用好几样东西做了实验。（同学们都在努力地思考并认真地动手操作着）：她让学生谈一谈他们有什么惊奇的发现。问他们在实验操作（玩）的过程中，有没有惊奇的发现，有没有发现什么新的东西，以前不知道的没有认识到的东西。现在学生就一个一个证实它。这个学生讲，如果用两节电池的话，就比用一节电池时，发动机要转得快一些。老师在黑板上画了一节电池和一个电动机。让学生汇报做实验的发

51、现，并且问是不是在做的过程中一定要顺时针转，学生就回答说如果用逆时针转的话也可以转，它就反方向转。她要求两个学生照着黑板上的图在台上演示。：这个老师在讲她是怎么设计这个课的。首先，先用电动机来做一次，然后用一节电池和一个灯泡。反复几次实验，要学生发现电路的规律。事先她把这几个实验都做了一遍，设想好了会出现的问题，然后在课堂上引导学生做。这是第二天了，她让学生回忆一下第一天所学的内容。向学生提问通过这几天的实验发现了哪些重要结果：“你们看见了这些现象之后，由于电池的增加，电动机转得更快了；电铃的铃声更响了，这是什么原因呢？”学生就说他们的想法。她先拿圣诞树上的小灯泡让学生做，这样比一般的灯泡不容

52、易发现问题，考验学生的探索能力。美国好多人是用左手写字的，他们也不去纠正，认为两个手都可以灵活运用。美国有好多左撇子。?：“她背后的苹果是什么意思？是鼓励吗？”：对，是用来奖励学生的形式，就象我们堂上用小红旗表扬学生一样。苹果上画有笑脸，就是表扬学生做得好。以小组为单位来表扬学生，学生们都很高兴。现在她给学生一节电池和一个一般的小灯泡，再来做实验。孩子们在做的过程中，如果小灯泡亮了，他们就非常兴奋！就象是他们的新发现一样。孩子之间的相互交流非常重要，有时候老师讲的他们不能接受，相反孩子们之间的交流，他们还易于接受一些。她让学生上讲台画图，分两种情况画：一种是可以亮的，一种是没有亮的，让他们自己

53、分析亮与不亮的原因。他们有一个很好的习惯就是做记录。如果实验的过程中有困难的话，老师有时候也给予他们一定的提示。?：“他们是几年级学生？”：四年级。他们的课堂上没有知识点，但也很有意思。学生们在画的过程中如果有画错的，她就让学生画完以后再实际操作一遍，学生在实际操作中没有成功的话，发现了问题自己再进行修改。如果有人想用两根导线的或者是两节电池的话，她也可以提供。她让学生再来演示一下实验过程，她可能是发现有学生出现错误了。老师再来讲解学生的实验情况和画图情况。然后把认为不对的圈出来让学生再做一次。老师问学生一个完整的电路需要哪些条件。学生就回答说有电池、灯泡。有很多的机会让学生锻炼听、说、读、写

54、能力。而且在教学的过程中要让大家达到一个共识，要让他们知道发现是大家共有的，并不是老师强加给他们的，也不会是某一个人所有。如果在实验过程中有学生做错了，老师就让他再做一次。：大家看了以后有什么感想？他们的课堂不象我们的课堂比较死板，非常活跃！老师讲的少，学生讲的很多。好多结论性的东西，也不是老师直接讲解的，而是从学生的嘴巴里说出来的。老师的教学态度非常令人感动，甚至可以蹲下来和学生面对面直接地进行交流，与学生非常平等，感觉非常亲切，像朋友一样。美国学生称呼老师都不叫老师，大学里直呼名字或者是喊教授，在小学里就叫Miss。?：“看不出知识点？”：它花了两节课讲的知识点就是电路，回路。“没有文字，

55、没有概念。”强调一个简单电路。它的实验设置很多，很有新意，对学生理解回路这个知识点很有帮助。小学自然科学不是强调的知识点和覆盖面，而是找几个最基本的概念让学生去走，走深一点。美国的教科书很厚，但老师根本不可能都讲完，也没有那么高的水平，主要是出版商印刷的。他们的老师非常注重书本与实际的结合，而且善于使用教学手段和技巧。能够用儿童的话语容入教学中，能够是教学活动生动有趣地展开，并且达到长期深远的效果。这些都与中国的应试教育方式有着根本的区别，是值得我们的教育工作者学习与深思的。十一. 怎样从已有的知识过度到科学的知识？：怎样让学生从已有的知识过度到科学的知识？首先第一步，你要让他营造一个环境，让

56、他对他自己的想法不满意，就要Dissatisfaction，就是说，咦？不对嘛？就是用他的理论解释不了了。现在的孩子都有他自己的一套思维的，那么你就要想办法营造一些场景，找一些例子，能够使他们对自己原有的那个观念不满意。就是让那个观察结果和预期结果造成差异。有一些学生知道这些是预期结果，但是你给他看是不一样的。现在研究搞科学的他也发现，当一个人看见一个很新奇的东西，跟他预期结果不同的东西的时候，他的眼睛会睁大，他的眉毛会上升，这是一个很自动的。这时候他就特别想知道。这时候你就造就了一个他很容易学习的一个环境，它叫teach for moment。否则即使你不断的教，他也只能是打瞌睡，恐怕他就更

57、不感兴趣。但是，他一看到新奇，这个新事物，就像刚才那个问卷上面，是不是要那个吸光性。他一开始被吸引，他就睁大眼睛，就想来看了，就想知道，所以就是要营造这么一个环境。第二个条件就是怎样有效的帮助他，在原有的概念上建立新的科学的概念。Intelligibility，中文翻译成可理解性，或understandable。要让他知道这是什么意思。比如说，我们以前讲“电压”的时候，你就用水压来做比喻，因为水压他可能知道，就用他熟悉的东西来打比方。这个新概念他要用，要会用这个新概念，要增改，就首先对这个新概念要懂。如果对他来说只是一个名词，他不知道是什么意思的话也不行。像比如说“电压”，你把电压告诉他了，他

58、说电压到底是什么东西呀？如果只是记住了这个词，那对他真正的理解还是没有帮助。就是他要能够跟他已有的知识联系起来。他可以去理解它，知道这个词是什么意思，它的含义。去知道这个概念是什么意思。Plausibility，合理性，什么叫合理性，就是说新的概念，你给学生的对他来说是新概念，就是科学概念；他已有的概念和新概念，已有的概念我们就说老概念，这个呢就是新概念。那么，这个新概念至少能够解决跟他原来老概念一样多的问题，还要比他的老概念解释更多的现象吧。比如，像刚才他说的那个重量越重，结果下降越快的那个，他的老概念就解释不了刚才那个现象。如果我这个新概念可以来解释他那个现象的话，那么我这个概念就比他那个

59、老的更合理，能够解释更多的现象。而且至少能够解释他已经知道的那些现象。他那些老的理论可以解释的我现在更能够解释。他就觉得比较信了，可能是这么回事。最后一个条件就是要富有成效，可以用到很多新的场合，不同场合的。比它的老概念就更有效了，有成效就是可以用到各种场合区域，可以科学预测，或者是可以在一些新的环境当中，用这个去解释能解释得通。这个也是他们提出的一个模型，是建构主义，以建构主义为基准的模型。这个模型跟科学发展的历史也是相吻合的。像一门新的科学要出来了，或者是新的概念要提出，你像广义相对论，或者是狭义相对论都是。它的产生不是说一下就产生的，是因为牛顿定律在很成功的解释以后，但是有些现象牛顿定律

60、好像解释不太好了，有些定律解释不了了。对这些新的东西，他提出的来的那些新理论，最初的时候没有人能够理解，没有人相信他。后来人们怎么相信他的呢？他预测了一些现象，最后都验证了，就是说他有效，非常富有成效。所以这么一个过程跟科学发展过程相吻合的，这个概念改变了这个模型。学习了这个模型，人们就开始用心考虑怎么去教学，怎么在教学当中去运用，就设计了一些教学的模型。其中有一个大家关心的问题就是，怎么样营造一个环境。有好多小实验，有些人就专门研究这些，弄出了一些东西看看怎么样。有一个教学方法叫PEOE。P就是Provocation。他在做这个实验前先让学生说，“你想一想看将会发生什么情况？将会发生什么结果