加州大学终身教授,美国教育带来了什么启示

2020-06-30 12:45    来源:互联网    编辑:小狐    浏览量:352

在科学思维的引导上,什么样的具体启蒙方法才是更好的?美国教育带来了什么启示?加州州立大学旧分校物理与天文系终身教授满威宁了自己对美国科学教育的分析。从一个小学生科研比赛的结果谈起最终,一个五年级小孩的

科学思维的引导上,什么样的具体启蒙方法才是更好的?美国教育带来了什么启示?加州州立大学旧分校物理与天文系终身教授满威宁了自己对美国科学教育的分析。

加州大学终身教授,美国教育带来了什么启示(图1)

从一个小学生科研比赛的结果谈起

最终,一个五年级小孩的研究得了整个学区的第一名:WIFI辐射对植物有害吗?,引发了很多讨论。

加州大学终身教授,美国教育带来了什么启示(图2)

简单地说,这个小学生想研究无线WIFI信号对植物的影响,经过12天的实验,他声称:靠近WIFI路由器的那盆“快死了”远离的那盆则“长得很好”

得出结论:WIFI如他想象的一样,严重危害了植物,大家要小心辐射。

加州大学终身教授,美国教育带来了什么启示(图3)

还配有一个数据图表,是他称的“植物的重量”从第1天到第12天,单位是克。蓝色代表的A盆,距离WIFI近;橙色代表的B盆,距离WIFI远。

刚好我在网上开了一个物理启蒙课,于是,我把实验内容发到我的学生群里,请孩子们看看。

我说 : “首先肯定这个孩子的创造性想法和努力。但大家对这个结论有没有什么疑问?能想到哪些问题?”

群内的中小学生立刻各抒己见:

A: WiFi真的会影响植物的生长吗?对人体也有影响吗?

B:在种植过程中,泥土的重量相同吗?土质一样吗?每次浇水的克数一样吗?植物生长的温度、湿度、阳光照射一样吗?离窗户的远近都相同吗?否则会导致蒸发不一样,吸收阳光的程度也不一样。

C: 靠近机器有光源和热的话,会不会虫子比较多,适宜病虫害的温度?

我觉得很好,大家没有白上我的课,都对实验条件的一致性提出了合理的怀疑。

D: 这个实验中是不是可以用整体植株高度的变化来当测量数据?

E: 我认为还可以观察植株的色泽。

F: 用植物叶片的数量与叶片的大小及叶片的颜色来做数据,可能会比植物的重量做数据更合适。

G: 还是量高度或根茎粗细好点。

加州大学终身教授,美国教育带来了什么启示(图4)

我说:这些都是很好的想法。

不过,12天以后,确实有一盆长得没有另一盆好。用叶片的多少、植株的高低的差别,就可以得到结论说“WIFI让这株植物受害了”吗?

假设、实验、数据、结论之间的逻辑关系到底应该是怎样的?

这是一个绝佳的例子,用来真正培养孩子们的科学思维方式。

加州大学终身教授,美国教育带来了什么启示(图5)

果然,很快同学们就注意到原数据图表的重大问题:

H: 植物的重量是如何称出来的呢?从第1天到第12天植物总重量呈下降趋势,这与植物生长规律是违背的!

I:如果土壤重量、浇水量都一样, 都在室内,只是离Wi-Fi的距离远近不同的话,我认为他测量数据有问题。植物吸收水分养分生长应该越来越重,可是B的重量却比A少?

是啊,大家都发现了,首先“植物的重量”怎么减少了?

其次,大家纷纷反应过来:

J: 他实验中植物的重量是如何测量的?是包含土壤的重量吗?

K: 水的蒸发是无法计算的。L: 他没有考虑到盆间土壤水分蒸发的差异。

这就是锻炼批判性思维(critical thinking)即使老师说这是得了第一名的项目,你也一样可以质疑。

进而,又有同学提出:

M: 一次实验不足以得到结论,偶然性太大,需要多次验证。

N: 有养花经验的人知道,即使是一样的植物在一样的环境下,也可能有差别,太多偶然因素可以导致差别。

越来越清晰了。

总之,如此不严谨的实验过程和不一致的实验环境,怎么能够说明植物长得不好的原因是WIFI影响呢?

可是,为什么这样的项目能在美国得奖?从中我们能得到什么启发或者反思?

加州大学终身教授,美国教育带来了什么启示(图6)

美国科学启蒙优与劣

美国的科学启蒙教育是怎样的?

首先不要迷信美国。

来美近二十年,我了解到。

一个现实是:在美国,直到高中毕业,物理、化学、生物都可以不是必修课。只有想上好大学的学生才选修这些课。

另一现实是:小学初中通常是一个老师教全班所有的功课。一个大学文科毕业做老师的人,或许只上过几门必修科学扫盲课,就可能担任全部学科的老师,效果可想而知。

加州大学终身教授,美国教育带来了什么启示(图7)

而且美国完全没有正式的教材和课本,老师自由发挥,学生自求多福。好的私立学校或顶尖公立学校另当别论。

即使如此,我还是要强调一下美国科学启蒙教育有一个非常好的思路:

以这次的小学生科研展览比赛为例,你必须亲自研究一个属于你自己的问题。

历时几个月的流程是这样的:

提出你想回答的问题,尽量精准明确

比如:在水泥地上拍篮球是不是比在木板地上拍更费劲?

提出你对答案的假设

做背景研究和调查

通过背景研究和调查,了解基本的名词,相关的变量,了解常识。

设计实验,去验证你的假设

比如:用同一个篮球,从相同高度自由落在不同质地的地板上,测量反弹高度,来比较反弹时损失的能量。

分析数据

根据数据来判断假设是不是成立,再得到结论。有时候还需要设计后续实验继续深入研究和验证。

写科研摘要,讲清楚几大问题

这个课题是什么,为什么重要,为什么需要研究它,我具体怎么研究的,得到的结果或结论是什么(what, why, how, what

你看,这完全是正经大学和研究所的学位论文项目或科研竞标项目的研究流程。

这里面是一套完整的训练,从提问、推理、假设、实验、比较、验证,一直到得出结论和准备后续计划。

加州大学终身教授,美国教育带来了什么启示(图8)

取长补短,中西合璧

对于国内的老师和家长来说,我们应该做什么?

不要光想着国内教育太死板,要珍惜那些训练基本功和积累各科知识点的机会,楼阁不能建立在空中。

也不要光想着美国的教育太肤浅,而是要虚心学习那些培养思维方式和研究习惯的理念和方法,把探索未知的过程还给学生们。

怎样做成功的科学启蒙?我们要教“科学知识”也要教“怎样做科学”两者缺一不可。

科学启蒙,是让学生们通过“自己去发现”的过程,真正理解科学原理,养成勤于思考的习惯,随时提出问题,敢于尝试解决问题。

加州大学终身教授,美国教育带来了什么启示(图9)

那么我们要避免做什么?

1、沦为记忆背诵知识点,满足于知道很多显渊博的名词,却不知道如何深入思考和提问。

2、习惯被动接受信息, 没有批判式思维,甚至因为没有理解而根深蒂固地留下似是而非的错误印象。

3、同时我们也不要迷信美国的STEM。理念和初衷是好的,但效果也还是要看具体老师的功力。

如果动辄强调“创造力”“新发明”非要颠覆已知认知,但只是浮于表面,就会变成典型的花架子素质教育。

至于说,为什么在那么多优秀的作品当中,这个漏洞百出的项目得了第一呢?它没有优点吗?

不过,这个项目得了第一名也暴露了学区师资力量的局限。居然没有一个指导老师看出那些很明显的问题!二来,这个结果也反映了一种好大喜功,“政治正确” 的主流流行口味。

当小孩子出来宣传所谓“科学家还没发现或承认的危险”时,自带英雄主义的光环。人们好像格外欣赏小孩做出“反对权威”或“保护世界”的“壮举”环保少女Greta Thunberg就是典型例子。

加州大学终身教授,美国教育带来了什么启示(图10)

没有足够的知识储备去判断,再加上英雄主义光环影响,求是的科学精神就泯灭了。

比如一个被美国总统表彰颁奖的中学生科研项目:给孩子造一种白天用来踢的足球,顺便滚着滚着发了电,夜里就用球里储存的电点灯读书。

这个项目靠噱头赚足了眼球和赞美,浪费了很多钱。每个“援助发电足球”造价一百多美元,效率很低,又容易坏,效果其实远不如二十美元的足球和简单手摇发电机。

科学诚我不欺,无论有多少噱头和光环,没有什么伪科学逃得过时间的检验。不要仅仅教科学“知识”忽略了培养如何做科学。

同样,也不能忽略基本功的培养,一味追求创新和“颠覆”盲目追求空中楼阁而不自知。

本文相关词条概念解析:

植物

植物是生命的主要形态之一,并包含了如树木、灌木、藤类、青草、蕨类、地衣及绿藻等熟悉的生物。种子植物、苔藓植物、蕨类植物和拟蕨类等植物,据估计现存大约有350000个物种。直至2004年,其中的287655个物种已被确认,有258650种开花植物和15000种苔藓植物。绿色植物大部份的能源是经由光合作用从太阳光中得到的。植物有明显的细胞壁和细胞核,其细胞壁由葡萄糖聚合物——纤维素构成。植物的特点是具有光合作用的能力——就是说它可以借助光能及动物体内所不具备的叶绿素,利用水、矿物质和二氧化碳生产食物。释放氧气后,剩下葡萄糖——含有丰富能量的物质,作为植物细胞的组成部分。

相关资讯

相关评论

推荐阅读

光华校区共招72名,外国语校区共招24名,外国语校区,24名,2020树德中学艺体招生即将开启,考生应根据学校安排携带艺体特长

光华校区共招72名,外国语校区共招24名,外国语校区,24名,2020树德中学艺体招生即将开启,考生应根据学校安排携带艺体特长
刚刚,成都市树德中正式公布 2020年成都市树德中学艺体招生具体工作安排:2020年成都市树德中学宁夏校区共招42名,光华校区共招72名,外国语校区共招24名。网报时间为2020 年 7 月 17日
07-04

被布朗,乔治城,卡耐基梅隆大学,我时常有不自信和焦虑感,因为这是在春假

被布朗,乔治城,卡耐基梅隆大学,我时常有不自信和焦虑感,因为这是在春假
申请结果的不确定性带来的不安焦虑是很有普遍性的,往往会导致结果一旦不理想,就否定自己一直以来的努力。但在半路就被所谓的“残酷现实”所击倒,那么你永远不会知道自己有多优秀。Charlie同学如果因为ED
07-04

考生不得离开海南,7月11日开始,考生赴考点出行时应提前准备好口罩

考生不得离开海南,7月11日开始,考生赴考点出行时应提前准备好口罩
新海南客户端、南海网、南国都市报7月3日(记者 黄婷)2020年海南省初中学业水平考试定于7月25日-27日举行。为做好新冠肺炎疫情防控常态化下考试的防控工作,切实保障广大考生和的生命安全和身体健康,
07-04

党建之窗,年复一年的奋战和坚守,践行服务育人

党建之窗,年复一年的奋战和坚守,践行服务育人
7月1日上午,市教育局党委隆重,组织召开纪念建党99周年暨优秀党员表彰会议。纪念大会上,108位优秀党员和21位在疫情中表现突出的党员受到了表彰。其中,6位同志分别代表优秀党员作了交流发言。今天,一起
07-04

2020年全国高考即将拉开帷幕

2020年全国高考即将拉开帷幕
照片,永州(湖南)2020年7月4日信心满满迎高考7月4日,湖南省永州市道县第一中学的高三学生在英语课上复习。2020年全国高考即将拉开帷幕,同学们从容应对,以良好的状态迎接高考的到来。发(何红福 摄
07-04

博士阶段在哈佛学习,对于如何做好科研,收藏帖

博士阶段在哈佛学习,对于如何做好科研,收藏帖
何毓琦,哈佛大学终身教授、美国工程院院士、中国科学院及中国工程院外籍院士。何教授从博士毕业到获得哈佛大学终身教授职位仅用4年时间,长期从事控制科学及工程应用研究,在控制理论领域的多个方向做出了重大贡献
02-29

祝所有考生,受新冠疫情影响,用成长注解青春,稳住,你们注定不凡

祝所有考生,受新冠疫情影响,用成长注解青春,稳住,你们注定不凡
再过三天1071万考生将迎来人生中的。第一次大考。受新冠疫情影响。今年的高考延后了一个月。最后的冲刺阶段。不少过来人都有话要说。今天就让我们一起听听吧!校长、老师们的暖心鼓励学姐学长们的经验之谈@肥泰
07-04

武汉市排名前五大学,但是武汉大学和华中科技大学谁排名第一呢

武汉市排名前五大学,但是武汉大学和华中科技大学谁排名第一呢
武汉作为湖北省会,教育资源丰富,在全国教育资源方面算得上一流,尤其高等教育资源。武汉市共有两所985大学,七所211大学(包括武汉大学和华中科技大学)武汉市985和211大学名单武汉市共有两所985大
07-04

考生在填报志愿时,宁波市教育局相关专家进行答疑

考生在填报志愿时,宁波市教育局相关专家进行答疑
中考分数出来了,关于填报志愿的提问爆棚:如何填报志愿?6个平行志愿该怎么理解?“3+4”中本一体化能和普高兼报吗…昨天,宁波市教育局相关专家进行答疑。提问Qustions&解答Answers今年中考招
07-04

因父母反对被迫放弃,获得牛津文学博士,成为哈佛法学院终身教授,家庭和自律是两位成功女性的成功的秘诀

因父母反对被迫放弃,获得牛津文学博士,成为哈佛法学院终身教授,家庭和自律是两位成功女性的成功的秘诀
这个世界上,真的有人比你聪明,而且还比你努力。每个人都在书写自己的历史,或者挥毫泼墨,或者施以工笔。37岁成哈佛终身教授她成为亚洲第一位获此殊荣的女性6岁,随全家从韩国移民美国,曾梦想成为一名芭蕾舞者
04-18

热点资讯

精彩推荐

热门美图

网站地图 freetiktokvideodownload.com tiktokvideodownloadss.com tiktokvideodownloadwithoutwatermark.com tiktokvideomusicdownload.com novel-update yesleles.com C7

zk51.org 自考无忧学习网