开展体验式科学实践提升青少年科学素质

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  摘要:本文以野外观鸟活动为例,简要说明了体验式学习的实践策略,通过带学生走进大自然,开展体验式观鸟实践活动,提高青少年生态道德水平,推进生态文明建设。
  关键词:科学实践科学素质体验式学习
  观鸟
  一、背景
  2001年,我国新一轮基础教育课程改革将科学探究作为科学教育改革的基本理念。随着科学教育观念的转变,近年来专家学者又提出了科学实践的概念。科学实践更加关注的是学生在探究过程中产生知识的具体活动,突出了科学实践与科学知识的相互融合,通过科学实践形成、扩展和完善科学知识,同时科学知识也是学生参与科学实践及进一步探究的保障。青少年时期开展多种形式的科学实践活动,可以显著提升学生的科学素质,促进学生全面发展。科学实践活动形式包括宣传类、展示类、竞赛类、体验类等多种,近年来体验式科学实践受到越来越多的重视。体验式学习强调学生的真实体验及课后反思,通过认知、体验和感悟,在实践过程中获得新的知识、技能及情感态度。在大自然中的体验式学习不但可以培养学生的自主学习能力,而且可以提高其生态文明意识,树立人与自然和谐相处和可持续发展理念。
  青少年科学素质提升工程在((全民科学素质计划行动纲要(2006-2010-2020)》中被列在突出位置。其中明确指出,应“重点宣传普及节约资源、保护生态、改善环境、安全生产、应急避险、健康生活、合理消费、循环经济等观念和知识,倡导建立资源节约型、环境友好型社会,形成科学、文明、健康的生活方式和工作方式。”通过提升青少年这一重点人群的科学素质带动全民科学素质的整体提高,不断改善和优化人与自然的关系,促进人与自然的和谐发展,提高全民保护生态环境的意识,保护生物多样性。本文以野外观鸟活动为例,简要说明体验式学习的实践策略。通过带学生走进大自然,开展体验式观鸟实践活动,关注学生的环境体验和反思,进而可以达到理性知识和感性认识的统一,提高生態道德水平,推进生态文明建设。
  二、体验式学习的实践策略
  体验式学习在不同情境下其学习目标、内容和过程有所不同。根据学习目标的差异,有3种基本形态:认知体验式学习、情感体验式学习和行为体验式学习。在我们的观鸟活动中,根据创设学习情境的不同,我们主要采用了认知体验式学习和行为体验式学习2种。
  1.认知体验式学习——科普场馆参观
  认知体验式学习是以获得第一手知识为主要目标的体验式学习,通过在真实情境中的认知学习,体验到知识的形成过程。科普场馆因其综合性、科学性等特点被选作我们的主要教育阵地。教师首先对科普场馆的资源进行整合,选择若干个主题供学生参考。并且在参观前设计任务单,让学生有方向地进行实地参观,基于问题开展学习。教师在周末带领学生走进动物博物馆重点观察了鸟类标本。在科普场馆的展示橱窗中,同学们近距离观察了大量鸟类的形态特征,比如喙的形状、爪的特点、羽毛的特征(如图1)。通过实地参观,同学们对涉禽、猛禽、鸣禽等鸟的分类有了进一步的认识。科普场馆还模拟了一些鸟类的栖息环境,将鸟放在某一个食物链或生态系统中,通过讲解员的介绍,同学们也了解了鸟类在维护生态平衡方面的巨大作用。比如,伯劳不但可以捕食昆虫,而且可以捕获鼠类,因此也被称为雀形目中的“猛禽”;啄木鸟可以消灭90%的在树林越冬的害虫;猫头鹰是捕鼠健将,一个夏天就能够吃千余只鼠。同学们一边参观听讲,一边记录讨论,不但获得了更全面的鸟类学知识,而且对鸟儿也更添了一份喜爱。参观后同学们及时将参观过程中获取的第一手知识进行归纳整理,绘制了一幅精美的思维导图(如图2)。思维导图中蕴含了多种生命观念,比如生物体结构与动能相适应的结构功能观,适者生存、不适者被淘汰的进化适应观。认知体验式学习对于理性思维的养成,生物学科核心素养的形成是非常重要的。整个活动中,学生以探究、发现而非接受的方式获得知识,体验到了知识的生成过程。
  2.行为体验式学习——实地观鸟
  行为体验式学习是以获得技能和行为经验为主要目标的,因此带领学生走进自然进行实地观鸟是一个很不错的选择。实地观鸟侧重对学生兴趣的培养,是一种更直观的学习模式,学生想要真正学会辨别鸟种,实地观鸟是最直接、记忆最深刻的一种方式。北京目前记录鸟种有400多种,在市区或郊区公园,鸟的分布也会有很大差异,每年我们会组织学生走进不同区域的公园进行观鸟,比如位于市区的奥林匹克森林公园,可观测到的鸟类大多是小型鸣禽;而位于郊区的野鸭湖湿地公园,则可见很多大型猛禽及涉禽。以此为教学素材,让学生比较在人为干扰程度不同的情况下,鸟类生存状况的差异,加强学生保护生态环境的意识:无论是观鸟或是外出游玩,都以不打扰鸟类正常生活为前提,同时生活中要有节约水资源意识,给鸟类迁徙繁衍提供更优越的环境。行为体验式学习的核心目标是获得操作技能,很多学生参加二次实地观鸟后,基本掌握了观鸟、识鸟的技能,但是任何技能的精进离不开反思与修正,经过重复练习,很多学生观鸟技能显著提高,渐渐把观鸟变成了自己的兴趣,提升了学习的主动性。观鸟将科学实践与科学知识相结合,使学生能够在轻松的环境中学习科学知识,感受与大自然接触的快乐。在野生鸟类越来越多的今天,观鸟已成为城市青少年因地制宜的科技活动。图3为学生们在奥林匹克森林公园观鸟的场景。
  三、体验式学习的意义
  1.在自然中培养学习的兴趣
  体验式学习是在真实情境下完成的学生主动学习的过程。在体验式观鸟活动中,同学们在自然的情境中进行体验和学习,通过望远镜观测描述鸟类特征,查阅鸟鉴认识常见鸟类,用自己的视觉、听觉获取知识,激发了学习兴趣。兴趣是最好的老师,而后学生才会主动思考问题和探索,逐渐从单纯获取知识技能,到情感态度价值观的提升,开始用心体会自然及生命的美丽。整个实践活动过程中,学生是学习的主体,他们积极参与到活动之中,这种在“做中学”的教育模式替代了教师教、学生记的传统模式,师生之间是一种平等的交流,更能让学生体会到学习的快乐。图4为师生及生生之间的交流学习。   2.在生活中养成关爱生命的情怀
  培养学生的生命情怀是科学教育中非常重要的一部分。生活中学生经常会看见受伤的鸟儿,有些同学可能不以为意,有些同学即使有心救护却不知如何处理。体验式学习正是一个带领学生走进自然,认识自然,进而对自然乃至生命产生感情的一个过程,它让学生有机会认识周围的鸟类。用望远镜观察到的鸟类世界多姿多彩,让人印象深刻,进而让学生重新审视它们的生存环境,并思考环境保护的方法及必要性。经过这些实践活动,同学们耳濡目染地学会了一些日常救护方法,知道了野生动物保护协会这样的救助组织,真正将科学知识融入了日常生活之中,达到了知识的学以致用,并逐渐培养起关爱生命的情怀。
  3.在反思中形成生态文明的理念
  体验式学习是以直接经验和反思为基础进行的学习。基于真实情境的感染和直接经验的刺激,学生活动后的反思是一种精神的提升,更是一种内化于心的思想沉淀。比如学生在某次观鸟活动后的反思中写到:如果爱鸟是一种态度,那么观鸟就是一种情怀;当我们小心翼翼尽量不去打扰它们的时候,人与自然和睦相處的种子,已经悄然在心中生根、发芽;如果说这种与大自然的亲密接触能教会人什么,那就是敬畏自然。学生的活动反思对于学生环境价值观的提升非常有益,反思过程中学生又回顾了自己的亲身经历,情感又得到了进一步升华,教师再将学生的感想做成小报,在校内进行宣传分享,吸引更多的同学参与到体验式活动中来,提高科技教育的受益面。活动反思不但可以帮助学生形成良好的生态价值观,而且这也是深化生态环境教育、提高生态文明建设水平的根本。
  四、展望
  生活在城市中的青少年,与自然的关系越来越远。信息化时代的背景之下,电子产品成了学生休闲娱乐的主要工具,很多虚拟体验让学生足不出户就可以感受世界之神奇,但真实环境的体验式学习对青少年成长却有着非常重要的现实意义。哈佛大学教授David Kolb曾用4个元素描述体验式学习的理论模型,即具体的体验,观察反思,抽象概念的形成,以及在新情境中检验概念的意义。在具体实践过程中,基本围绕着体验启发内悟升华这4个环节。体验式学习将课程延伸至户外以达到学习的目的,通过直接使用感官(视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉)以进行观察和感觉。学生置身于自然之中,增进了对自然环境的体验,通过行为实践和反思实现综合素质的提高。正如学生在活动反思中写的那样:“亲近自然本身即是一种喜悦,愿意亲近自然的人,一定也是心中有生命活力的人。”
  点评
  2017年中国青少年科技辅导员协会开展的题为“科学教育实践的新探索”之征文活动,为广大科学教师和科技辅导员搭建了畅谈论述、交流展示、相互启迪和共同提高的平台。本文作者正是从自身所设计的体验式科学实践——通过带学生走进大自然,开展体验式观鸟实践活动的案例入手,并借助相关理论,对体验式学习的实践策略、体验式学习的意义等进行了归纳和分析。其所获得的经验和体会,对广大科学教师和科技辅导员具有一定的启示和借鉴作用。
  如果作者能够进一步明确文中科学实践的定义,并通过相关佐证阐述开展体验式科学实践对提升青少年科学素质的作用,则可使本文的题目与内容更为贴切,而本文的科学性和学术性也会增色不少。
  ——翟立原(中国青少年科技辅导员协会理论工作委员会副主任委员,第25届全国青少年科技辅导员论文征集活动评审委员会主任委员)
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