自主设计制作实验,以“探究”为核心的小学科学课堂

 

随着生成式AI、虚拟现实等技术的发展,人工智能替代了许多原本需要人类劳动的工作内容。未来,机械式学习还有意义吗?我们应该培养什么能力素养的学习者,才能更好地探索新事物和应对未来世界的种种挑战?

 

在HC,我们正在进行一场面向未来的科学教育。学者们喜欢探究,喜欢提出问题,喜欢将个体差异视为团队和社区发展的重要力量。在观察中探索,发现问题,寻找解决问题的方法,培养科学的批判思维与创造力。

 

 

走进狄邦华曜小学部二楼的科学教室,你会看到一个神秘的世界。教室一侧的墙上,贴着各个年级学者的作品,有手工制作的机器人、人体的器官构成,还有各种生物主题的3D作品。这里既是学者们“动手做”的场所,又是科学活动的小天地,还是工具库、科学材料储藏室和成果展览室。

 

 
 

01

 

比起知识的积累

更重要是“N+1”次的创造

 

从一个生活中的现象出发,学者们围绕着这个现象提出的问题进行探索,讨论,寻找现象背后的科学知识。

 

走进HC的小学课堂,常常是一个“信息爆炸”的场景。课堂中的科学实验从来都没有固定的实验材料和步骤,瓦楞纸、冰棍棒、轻粘土、试管,注射器,塑料瓶、干花枯叶等各种稀奇古怪的材料都会被用于各种科学知识的实验中。学者被允许去创造他们自己的经验,在“实验-调查-反思”的过程中,自行建构的知识体系比背诵记忆更有意义。

 

在5年级的科学课上,Yang和同学们正在科学教室里观察豆子的生长,他们被分成不同的灵活学习小组,每个人可以自主选择自己认为合适的方式培育种子,Yang和Hunter选择用棉花包裹的形式来培育种子。

 

前几节课学习了植物生长的理论知识,这节课,学者们开始进入了实验阶段。只见学者们将自己的培育的豆子,喷水养护,观察它们的生长变化,一笔一画记录出生命的成长奥秘,“沉浸式”走进植物的生长过程。

 

科学课的老师Ms. Mila告诉我们,小学阶段的科学课知识面非常广泛,从内容上其实包含了地球与宇宙、生命科学、工程科学、物质科学等等,从学科分科上来看,物理化学、生物、数学、计算机科学都会涉及。与初中以后的学科学习不同的是,学者对科学的兴趣和科学方法的了解是小学阶段教学的首要目标。

 

因此鼓励学者们观察自然现象并提出问题是HC科学课中非常重要的一环,帮助他们培养好奇心和探索精神,培养科学思维。在实验和探索中,使用日常材料和物品,让他们获得动手体验并享受科学的乐趣。

 

Yang和Hunter的豆子已经发出了嫩牙,他们看着自己的豆子生长十分激动,他们讨论着小组的实验成果,他们有着不同的性格,来自不同的行政班级,在同一个灵活小组下相互配合,互助成长。

 

02

 

趣味PBL项目,激发学者的自驱力

 

英国诗人叶芝曾说:“教育不是灌满一桶水,而是点燃一把火。”PBL项目式学习如何在实践中激发学者的探究热情和想象力,帮助他们发展出自主学习、自主规划的自驱力,成为学习的主导者,Ms. Mila分享了科学组宝贵的教学经验。

 

当把大家的真实体验融入学习项目中,把学习探索的过程还给学者,更能引发他们的共鸣和思考,也更能引发探究的行动力。在这个过程中,学者们主导自己的设计项目,自己确定选题和展示形式,也激发出了他们在现实情境中的创造⼒。

 

 

在HC的科学课堂上,问题探究不只是找到答案而已,而是要将所有信息与资料转变成为有用的事物,或是将所得知识以崭新的、有趣的方式应用到现实生活中,从而促进更深层次的理解或创新。我们为何学习?为未来准备固然重要,但每个人在未来都不该仅仅是一个被动的执行者!

 

从计划到整合,他们在两周的时间里进行了一些头脑风暴,收集所能用到的材料。最后,我们可以看到这些作品的呈现是安静的,又是流动的,植物的水运输是如何上升和下降的,如何从根部上升到叶子的。他们试图让表达更具有互动性,用彩色的水来展示食物和水是如何在植物周围流动的。

 

 
 

 

在项目式学习中,我们看到学者们积极主动地去探索、尝试,还看到了他们的责任感与协作精神,以及他们感受到的个人与集体共同成长的快乐。

 

当Ms. Mila在“开花植物的繁殖”的主题教学中为大家布置项目任务时,Hunter提出做一个3D的展示模型,Yang优化了他的建议,并通过在线平台的学习资源查询,构建他们下一个项目开展的计划。

 

在课后,我们问起Hunter对PBL项目式学习感受怎么样,他非常开心的与我们分享“我们每周会有三节科学课,大概每两、三周我和Yang会共同完成一个项目作业。在这个过程中,我从Yang身上学到了很多,也激励我对自己的有更高的要求,让我们的团队关系更加紧密。”

 
 
 
 
 
 

03

 

在AI时代,更需要“批判思维与创造力”

 

随着虚拟现实、元宇宙等技术的兴起,虚拟世界与真实世界的边界正在被消解。在这个日益多元而充满挑战的世界里,科学教育如何保护和引激发孩子们的“批判思维”与“创造力”?

 

在HC,我们可以看到老师们鼓励学者根据自身的经验和学识去构建相关知识的同时,也鼓励他们质疑和辩论他人观点的能力。老师充当引导者的角色,也作为学者学习过程中的伙伴,从而激发学生的学习兴趣,使得整个学习的过程变得更为自由。

 

学者们被鼓励提出问题、发现难点,并有机会展开交流和研讨。这种获得和掌控知识的感觉可以帮助学者最大限度地进入教学过程的核心,发挥创造性,并学会自发地开展调查研究。

 

在6年级的科学课上,学者们正在教室里上《Adaptations for Survival》的课程。Sam演讲汇报了自己的作业《Structural adaptation》,另一位学者则以刺猬为例子《Adaptations for protecting against predators》介绍刺猬外形、生活习性,以及捕猎者与被捕者的角色变化。

 
 
 

在他们的演讲中,他们更多表达的是:“我想出了什么是真实,而不是让别人告诉我什么是真实的,我学会了如何客观的进行思考以及解构问题。”这些都是科学素养不可或缺的一部分。

 

正如教育心理学家本杰明·布鲁姆的分类法中提到,研究各个促进高层次思维的目标与活动,如果想要真正有所作为,需要从“记忆”最低层次出发,不断提升我们的思维。当学者有了自己的批判能力时,在主动学习和不断实践的过程中将科学、技术、工程、艺术和数学等知识融合,并获得解决问题的能力,创造力便随之应运而生了。

 

 

George在Mila老师讲过能量的概念后,就利用电池、瓦楞纸、注射器、橡胶管等材料,完成了一个模拟能量转换的装置;尽管Mila夸他很有想法,但他自己觉得不够满意,想尝试用煤炭做出类似蒸汽机的效果。

 

 

又如学过星座后,为了直观地把它呈现出来,George和同学们用了LED做星象图;并将星星的相对位置打孔到小瓶子里,只需要一支小手电,就可以将星群投射出来。

 


在这种强调自主探索和跨学科的理念下,George甚至很早就形成了自己对学科的“审美”,他说“好的科技设计,一定是审美与功用的结合,两者缺一不可。”这样的认知,竟是出自一个六年级的孩子。


George平时还特别喜欢和教授艺术的老师李斌交流。李老师虽然是油画专业出身,但也是十八般武艺在身,精通漫画、机械、模型等各种领域。George前段时间自己拼装了一把模型枪,就是在李老师的指导下完成的;模型枪上还加了彩色的绘饰。

 


从单一到多元,从发现到探索再创造,从科学思维到科学素养。狄邦华曜的科学课,培养的正是学者们的批判性思维能力、创造力、跨学科能力和实际解决问题等能力。只有在这样的学习中,学者们才能拥有为未知而学的自主性和自驱力。让梦想不空洞,让科学不死板。

 

在狄邦华曜的科学课上,我们看见了这样的未来。

 
 

狄邦华曜学校欢迎更多优秀学者加入

 

2024春季插班招生

一年级至十一年级

 

考试/面试时间:

 

2023年12月17日(周日)14:00

2023年12月30日(周六)9:00

2024年1月13日(周六)14:00

 

考试地点:

昆山狄邦华曜学校

(景王东路988号)

 

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编辑、排版:董妍君、石琼宇

照片、视频:蒋博、聂谭杰

发布:市场部

 

 

 

 

昆山狄邦华曜学校

原(昆山市上海华二学校)

 

2023-2024学年 招生计划

 
 

 

幼儿园至高二 (11年级)

5年级开始提供住宿

2-18岁中外籍学生

 

幼儿园学费:68,500元/学期

小学学费:75,000 元/学期

初中学费:85,000 元/学期

高中学费:96,000 元/学期

小学至高中办学资质齐全

 

- 拥有小学至高中学籍,颁发全日制小学/初中/高中毕业证书。

- 高中学段“中外合作办学”项目(美国嘉德圣玛丽学校Shattuck-St. Mary’s School, U.S.A.)

- 美国大学理事会官方认证AP学校,AP Code: 694680

 

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