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加强中小学实验教学,艾科思STEM教育一 [复制链接]

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牛顿的棱镜色散实验曾经被选为人类科学史上最美的十大科学实验。所谓“最美”,就是用简单的实验仪器和方法,得出了重大的科学发现。

年,还在剑桥大学读书的牛顿为了躲避当时伦敦正在发生的瘟疫,回到乡下的老家休假。有一天,他找来一块三棱镜,开始对光进行研究。他布置了一个房间作暗室,只在窗板上开一个圆形小孔,让阳光射入,然后在小孔面前放一块三棱镜,结果对面墙上看到了鲜明的像彩虹一样的七彩光带。

牛顿在演示光学实验

这一发现让牛顿感到十分愉悦。为了搞清楚是怎么回事,他在第一块三棱镜后面又放了一块三棱镜,结果七种颜色的光又变回了白光。牛顿从此发现了白光是由七种颜色的光组成的。

科学史上很多伟大的发现,都是通过这种简单而具有想象力的实验得来的。我们过去的基础教育中,更多的是注重传授过去的科学家们从实验中得来的知识,当然也有一些经典实验的演示和操作,但主要用来验证教科书中的原理和知识,真正让学生发挥自己的创造力,进行自主探究的比较少,让知识走出书本,与现实生活进行融合学习的也很少。

世界顶级学府麻省理工学院的校训简洁而富有深意——MindandHand。手脑并用。我们过去的基础教育中,就是重Mind而轻Hand,幸运的是,教育部门已经发现了这种教育模式给学生的思维、成长和能力发展带来的弊端,并在努力矫正这一现状。近日,教育部发文,敦促全国各地的教育局要加强和改进中小学实验教学,全面提高基础教育质量。

教育部的文件强调了实验教学在基础教育中的重要性,指出学校要“开齐开足开好国家课程标准规定实验,切实扭转忽视实验教学的倾向”,还要“努力构建与德智体美劳全面培养的教育体系相适应、与课程标准要求相统一的实验教学体系”。

除了国家课程标准规定的实验外,这次的意见还要求学校在实验教学中要“拓展创新,不断将科技前沿知识和最新技术成果融入实验教学”,要“注重实效,强化学生实践操作、情境体验、探索求知、亲身感悟和创新创造,着力提升学生的观察能力、动手实践能力、创造性思维能力和团队合作能力”。

这正是艾科思STEM教育的目标

为了贯彻新的教学理念和教学目标,教育部的意见中着重指出:

1.完善实验教学体系

中小学校要针对不同学段教学要求精心设计实验教学内容,组织开展好基础性实验和拓展性实验(含探究性实验、创新性实验、综合性实验等)。注重加强实验教学与多学科融合教育、编程教育、创客教育、人工智能教育、社会实践等有机融合。

2.创新实验教学方式

要丰富实验教学实施形式,综合运用观察、观测、模拟、体验、设计、编程、制作、加工、饲养、种植、参观、调查等多种方式,促进传统实验教学与现代新兴科技有机融合,切实增强实验教学的趣味性和吸引力,提高实验教学质量和效果。

对于因受时空限制而在现实世界中无法观察和控制的事物和现象、变化太快或太慢的过程,以及有危险性、破坏性和对环境有危害的实验,可用增强现实、虚拟现实等技术手段呈现。

文件中对于加强中小学生实验教学的理念,与艾科思的教育目标不谋而合。我们鼓励和引导孩子在科学探索实验中获得知识与能力。让孩子观察自然中的现象,自己提出问题、自己进行调查、自己进行观察实验记录、自己进行总结归纳、自己进行验证、同学间相互讨论、最后创建相关的理论和观点。

以艾科思STEM科学探索课程为例,我们采用美式教育方法,通过主题活动的形式,鼓励孩子进行六步科学探索:提出问题——进行假设——实施探究——收集数据——构建理论——交流分享。如生命科学课程,让孩子在实验中观察、记录金鱼和孔雀鱼、水生和陆生蜗牛、红蚯蚓和青蚯蚓、不同植物叶子间的异同,描述动植物的结构,了解生物多样性。

在盐水虾的孵化课程中,组织孩子开展对照试验,以确定四种盐浓度哪一种能孵化盐水虾卵,了解盐水虾的耐受范围和最适条件。通过这些试验,孩子能清楚直观的收集数据,查看变化,进行科学归纳,探究科学本质。这是常规书本学习所做不到的,能极大地提升孩子成长为科学人才的几率。

正如天文学家卡尔·萨根所说:“每个人在他们幼年的时候都是科学家,因为每个孩子都和科学家一样,对自然界的奇观满怀着好奇和敬畏。”

艾科思致力于让学生亲身体验科学实验研究的过程,激发学生的兴趣,掌握科学的探究方法,实现培养学生的创新精神和实践能力相结合的教学形式,加强中小学实验教学,我们已走在前面!

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