美國(guó)這邊的學(xué)前班、小學(xué)下午不到3點(diǎn)就放學(xué)了,那之后的時(shí)間做什么呢?在家里瞎混混是有的,不過大多數(shù)都是不太管娃的非洲裔、墨西哥裔家庭,而重視教育的,特別是亞裔、印度裔,和部分白人家庭通常都會(huì)靜心安排。
亞裔和印度裔通常會(huì)集中在學(xué)習(xí)類、藝術(shù)類的課外班,白人則青睞于體育。不過有一類課外班,幾乎吸引了所有的家長(zhǎng)和孩子,那就是STEAM科學(xué)類,特別是娃可以自己動(dòng)手做科學(xué)小實(shí)驗(yàn)的興趣班。
這類課外班通常也不便宜,1-1.5小時(shí)的課一般在30-45美元左右,算下來一周只上一次的話,一年也1000多美元了,再加上來回接送,無論是學(xué)費(fèi)還是時(shí)間的成本都不算低。不過還是物有所值的,雖然每次課只做一個(gè)小實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)本身花不了多少時(shí)間,但老師前后的提問、引導(dǎo)孩子們對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、記錄和思考都很有價(jià)值,很值得借鑒。
下面以一個(gè)真實(shí)的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)為例,給大家分享一下老師是怎么用“The Scientific Method”來引導(dǎo)孩子的,其實(shí)很簡(jiǎn)單,總共就圖中的5個(gè)步驟,但你會(huì)感覺非常完整,整套方法很“科學(xué)”。
這是一個(gè)關(guān)于“燒蠟燭”的小實(shí)驗(yàn),估計(jì)大家看到下圖就已經(jīng)心領(lǐng)神會(huì)了,對(duì)的,實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪峭ㄟ^觀察在不同大小的杯子里蠟燭能燃燒的時(shí)間不同,讓孩子懂得“燃燒需要氧氣”的道理,看起來超簡(jiǎn)單,但對(duì)于還不了解這個(gè)常識(shí)的孩子,肯定還是會(huì)覺得很新鮮很有意思。
實(shí)驗(yàn)需要四根小蠟燭,和四個(gè)大小不一樣的杯子,這些材料老師都會(huì)在課前就準(zhǔn)備好。開始上課之后,基本上就是按照以下這五個(gè)步驟來走:
大家都知道,科學(xué)家通常都是先遇到一個(gè)問題,然后帶著疑問去尋找答案、做實(shí)驗(yàn),反復(fù)驗(yàn)證,最終發(fā)現(xiàn)了以前大家不知道的原理或者解決了問題。不過現(xiàn)實(shí)中,大多數(shù)孩子看到樹上掉下來的蘋果都是會(huì)把它洗洗吃了,不會(huì)想出一大堆問題最后追究到萬有引力。所以,不能完全指望孩子自發(fā)地問問題,而且孩子的思維一般比較發(fā)散,還要問出和本次實(shí)驗(yàn)相關(guān)的問題就更難了,關(guān)鍵還是得老師做引導(dǎo),比如先拋出這些問題:
蠟燭燃燒需要什么條件呢?
用火柴點(diǎn)燃之后它就會(huì)燃燒嗎?
什么情況下蠟燭會(huì)滅掉呢?有風(fēng)吹過的時(shí)候?蠟燭燒完的時(shí)候?
如果孩子還能想到更多就更好了,把這些問題一一列出來,待實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后再來回顧下。
【小貼士】在這里老師的引導(dǎo)并不會(huì)束縛孩子的想象力和好奇心哦,相反是做了個(gè)示范,科學(xué)家通常是怎么問問題的。
接著,老師會(huì)給孩子大概講一下這次實(shí)驗(yàn)怎么做,比如要點(diǎn)燃蠟燭,還要把杯子扣上去等等。
然后,開始帶著問題做實(shí)驗(yàn)了嗎?不是,在實(shí)驗(yàn)之前,還有個(gè)很重要的步驟,就是做假設(shè),預(yù)測(cè)一下實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)是怎樣。
當(dāng)老師讓大家猜猜把一個(gè)杯子扣在蠟燭上會(huì)發(fā)生什么,有孩子說“杯子會(huì)著火!”還有孩子說“杯子會(huì)融化掉!”也有些特別聰明的孩子猜到了蠟燭在杯子扣上去之后待一會(huì)兒就會(huì)滅掉,而且等多久跟杯子的大小有關(guān)系,順著這個(gè)思路,老師讓大家繼續(xù)猜,還請(qǐng)一位孩子把他的猜想寫出來。
【小貼士】讓孩子在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上做假設(shè)猜想,是啟發(fā)他“像科學(xué)家那樣思考”的重要步驟,是非常好的思維訓(xùn)練,可不要忽略掉哦。
現(xiàn)在總算準(zhǔn)備妥當(dāng),可以開始動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)了。低年級(jí)孩子做的實(shí)驗(yàn)一般比較簡(jiǎn)單,但無論多簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),都要注意養(yǎng)成好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,老師也會(huì)提醒孩子保持實(shí)驗(yàn)桌面整潔,把實(shí)驗(yàn)材料物品都放在自己可控的范圍內(nèi),做好防護(hù)措施,嚴(yán)格遵循實(shí)驗(yàn)步驟并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
像這類比較經(jīng)典的小科學(xué)實(shí)驗(yàn),可能幾乎每位老美孩子都做過。
【小貼士】如果是在家里做實(shí)驗(yàn),家長(zhǎng)幫忙拍個(gè)小視頻是個(gè)挺不錯(cuò)的主意,孩子可以邊說步驟邊做實(shí)驗(yàn),看回放時(shí)成就感滿滿,而且,如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果不對(duì),還可以查到問題出在哪里。
這是非常關(guān)鍵的一步,數(shù)據(jù)沒有收集、記錄好,這實(shí)驗(yàn)就白做了。不過如果孩子是剛剛開始接觸科學(xué)實(shí)驗(yàn)的話,這個(gè)步驟是很有可能被忘掉的。所以科學(xué)課上老師一開始往往是讓兩個(gè)孩子配對(duì)合作,一人負(fù)責(zé)操作,一人負(fù)責(zé)記錄,幾次課之后再慢慢鍛煉讓他們嘗試一個(gè)人搞定。
“燒蠟燭”的實(shí)驗(yàn)結(jié)束之后,孩子們得到了數(shù)據(jù),雖然和之前猜想的不一樣,但變化趨勢(shì)是一致的,蠟燭的燃燒時(shí)間會(huì)隨著杯子容積的增大而變長(zhǎng),發(fā)現(xiàn)了這個(gè)規(guī)律,孩子們甭提多開心。
課堂上有位細(xì)心的孩子還把這些數(shù)據(jù)整理成柱狀圖,簡(jiǎn)直太棒了!是的,老師就是這樣鼓勵(lì)孩子,用最熟悉最喜歡的方式,來整理和找出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的規(guī)律。
【小貼士】實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中很有可能會(huì)出現(xiàn)“噪點(diǎn)”,就是某個(gè)數(shù)據(jù)和其他的規(guī)律不符合,假如上面的第三個(gè)杯子不是15秒,而是8秒,怎么辦呢?當(dāng)然重新再做一遍來驗(yàn)證是最好的方法。另外,如果剛才第三步錄了實(shí)驗(yàn)小視頻的話,還可以從中找原因,是不是杯子已經(jīng)扣上去一會(huì)兒才按的秒表呢?是不是蠟燭還沒滅的時(shí)候就把秒表按掉了?看到這種異常數(shù)據(jù)后,可以先猜一猜原因,再去尋找答案。
有了上面的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)收集,結(jié)論就不難得出了。這時(shí)老師會(huì)一步一步地給孩子講原理步驟,蠟燭燃燒需要消耗空氣中的氧氣,扣上杯子之后,外面的氧氣就進(jìn)不來了,所以當(dāng)把里面的氧氣都用完時(shí),蠟燭也就滅了。
那為什么大杯子里的蠟燭滅得慢,小杯子里的蠟燭滅得快呢?這個(gè)問題孩子現(xiàn)在應(yīng)該肯定能回答出來了。
最后,別忘了回顧步驟1中列出來的問題:
蠟燭燃燒需要什么條件呢?
用火柴點(diǎn)燃之后它就會(huì)燃燒嗎?
什么情況下蠟燭會(huì)滅掉呢?有風(fēng)吹過的時(shí)候?蠟燭燒完的時(shí)候?
想必孩子們也已經(jīng)有了答案。
好的,這就是一個(gè)完整的小科學(xué)實(shí)驗(yàn),細(xì)想這五個(gè)步驟,其實(shí)每一步都很有講究,問問題可以啟發(fā)孩子開腦洞、Think out of the box(打破常規(guī)思考問題);做假設(shè)、得結(jié)論引導(dǎo)孩子的深度思考;做實(shí)驗(yàn)、記數(shù)據(jù)則都培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)專注、仔細(xì)認(rèn)真的習(xí)慣。
幾乎每次科學(xué)課,老師都會(huì)套用這個(gè)方法對(duì)孩子進(jìn)行引導(dǎo)。熟練之后,孩子們還真是能Pretend to be a scientist(假裝自己是個(gè)科學(xué)家)了呢,看來科學(xué)家氣質(zhì)就是這么培養(yǎng)出來的。
咳咳,敲黑板了哈,其實(shí)大家發(fā)現(xiàn)沒有,如果家長(zhǎng)熟練掌握了這套方法,完全也可以在家?guī)拮鲞@些科學(xué)小實(shí)驗(yàn)啊,只要自己事先做點(diǎn)功課,效果肯定比上課還好,因?yàn)樯险n畢竟是一位老師帶幾個(gè)孩子,孩子實(shí)驗(yàn)過程有問題有困難不一定照顧得及時(shí),而家長(zhǎng)和孩子是1v1的。甚至還可以考慮在家中陽(yáng)臺(tái)或什么地方劃出一個(gè)小小科學(xué)角,把這五個(gè)步驟打印出來貼在墻上,實(shí)驗(yàn)中提醒下自己和孩子。
值得注意:能把文章讀到這里的,想必是對(duì)科學(xué)比較感興趣的家長(zhǎng)朋友,再和大家嘮叨兩句。雖然和孩子做了很多實(shí)驗(yàn),搞清楚了很多物理、化學(xué)原理,但還是得提醒他,這些結(jié)論和原理,都是基于我們現(xiàn)在的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)知,也許有一天你會(huì)發(fā)現(xiàn),它們當(dāng)中有些是錯(cuò)的,也是很有可能的。要當(dāng)一個(gè)科學(xué)家,就要永遠(yuǎn)保持質(zhì)疑、探索的精神。(摘自東西兒童教育)(編輯/紫蘇)