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教学生像科学家一样思考

一群2019年英特尔ISEF的参与者在听法官的指导。 图片由科学与公众协会/凯尔·瑞安提供

保罗·斯特罗德(Paul Strode)是科罗拉多州博尔德市Fairview高中的一名生物教师教学生像科学家一样思考,包括他认为的当前科学教学方法的失败。他认为,批判性思维是一个正在成长的头脑必须练习的最重要的技能之一,以便成为社会的一员,但不幸的是,这在今天的课堂上没有得到足够的重视。

保罗引用了神经科学研究,该研究认为,孩子天生对周围的世界充满好奇。他们使用所有五种感官来学习诸如因果、重力、气候变化等概念。但保罗认为,在过于注重死记硬背的刻板学校课程中,好奇心往往最终被遗忘。

为了说明他的观点,保罗讲述了一个关于他女儿的故事。他的女儿是一个好奇的四年级学生,一直对科学很感兴趣。当被要求回顾她的一项作业时,保罗被她的导师要求她辩护的一个假设所困扰,尽管她不同意这个假设。保罗的女儿知道既定的假设没有逻辑推理的支持,但她没有用自己的批判性思维能力形成一个新的假设,而是认为既定的假设是绝对正确的。当保罗问她为什么用这种方式构建她的假设时,她向他解释说,她只是不想反驳老师,不想得不及格的分数。

保罗认为,教育系统的一个主要问题是不加批判地接受教科书或教师所教的内容,将其视为事实。保罗认为,许多课堂材料教授的都是没人敢质疑的错误信息。他解释说,在科学课堂上,教授什么是假设的公认方法是使用“如果,那么”的陈述。举个例子:如果你把树砸得够重,苹果就会掉下来。虽然这种“如果,那么”的方法有时可能会导致一个强有力的假设,但它更多的时候是简单地要求学生在没有观察的情况下做出预测。以保罗的女儿为例,她是在反刍老师教给她的信息,而不是使用自己的批判性思维技能来进行观察,并根据观察得出结论。

尽管如此,保罗还是对科学教育抱有希望。最近,美国国家科学院国家研究委员会发布了K-12教育框架在那里,他们概述了科学教育现在是什么,以及未来可能是什么样子。我们如何减少对死记硬背和理论的依赖,而更多地采用调查和设计来帮助学生理解他们周围的世界?保罗建议,作为开始,新的课程应该更多地关注建模来解释现象,并鼓励学生从多种来源学习。要成为未来积极参与的公民、有思想的领导者和学习者,重要的是,今天的STEM学生要学会从多个角度检查研究和概念,并利用他们获得的信息得出尽可能好的结论,而不是只接受他们被告知的表面价值。

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