法国“动手做”科学教学实验计划

      2001年11月5日至12月7日，我作为中国赴法国“做中学”科学教育考察团的成员，在法国一省级培训中心接受了为期一个月的培训，聆听了法国国家项目中心专家对“做中学”项目理念、原则和策略的介绍，考察了一些幼儿园和小学，参观了久负盛名的居里夫人的母校和法国科学院。这次培训的时间虽然短暂，但对我学术思想和今后研究工作的影响将是深远的。       一、背景与起源       “动手做”计划起源于美国，时间可以追溯到1957年。这一年，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星，当时的美国社会深感震惊。美国公民不能容忍自己国家的这种落后，并认为美国科技落后于苏联的根子在于公立教育质量太差。于是，在20世纪60和70年代，美国进行了多项令人瞩目的教育改革，但遗憾的是均未获得成功。然而，有些人，尤其是一些著名科学家并没有停止探索。大约在16年前，美国诺贝尔物理学奖获得者雷翁·勒德尔蔓( Leon Lederman )提出了“动手做”(Hans On)的学习计划。这一计划最初涉及芝加哥市40万名公立学校学生中的5万名学生，并很快引起了其他一些州及私立学校的极大兴趣。目前，这项计划所取得的经验已在美国教育界引起轰动。       1994年，受法国国民教育部派遣，法国科学院院士、1992年诺贝尔物理学奖获得者乔治·夏尔帕(Georges Charpak )和其他一些法国科学家、教授访问了美国，参观了芝加哥和其他一些州实施“动手做”计划的学校。回到法国后，他们向各界介绍了美国的经验，引起了积极反响，于是，他们提出在法国小学里开展科学教育的建议，这一建议得到了国民教育部的支持。随后，他们在一些班级实施了科学教学实验计划—“动手和面团”(La Main La Pate ) 。1996年9月，他们又组织召开了题为“改善学生的培养方式，从幼儿园起进行自然科学教育”的特雷易会议，编写了《动手做—法国小学科学教学实验计划》(以下简称《动手做》)一书，这标志着法国“动手做”计划进入了一个新阶段。       在随后的短短几年中，“动手做”计划很快在数千所学校里开展起来。这在法国不仅产生了巨大的社会影响，而且形成了一系列行之有效的实施策略。       二、法国“动手做”科学教学实验计划的特点       法国的“动手做”科学教学实验是由科学家和教师联合发起，全社会共同参与的一项科学教育改革，特别适用于幼儿园和小学阶段的科学教育。       （一）法国“动手做”计划十大原则       法国科学院从事这项活动的科学家曾经为“动手做”计划的实施过程制定了十项原则：       1.让孩子们先观察一个物品，或考察身边发生的某个事件，然后围绕该物品或事件进行实验。       2.在探索过程中，孩子们进行辩论和说理，将自己的想法和结论告诉别人，再一起讨论，从而建构自己的知识体系。       3.教师向孩子建议搞一些活动，并把各种活动分成阶段，让孩子们在学习中循序渐进。这些活动应该是教学计划的一部分，但又要给孩子以足够的自主性。       4.一个“动手做”主题的教学一般应安排若干个星期的时间，每个星期至少2小时。整个学段的“动手做”活动内容与教学方法要有连贯性和整体性。       5.每个孩子准备一本实验记录本，并用他们自己的语言记录活动的过程。       6.实验活动的主要目标是让孩子逐步掌握科学概念与操作技术，同时学会用书面语和口语进行表述，以巩固获得的经验。       7.孩子家长和学校所在街区应该参与到课堂教学与实验活动中来。       8.学校附近的大学和工程师学校中的科学家要运用各自的知识和条件，帮助孩子搞好实验。       9.地方的教师培训中心应该提供帮助，让从事“动手做”实验活动的教师能够学习和利用培训中心的教学理论与教学经验。       10.教师可以从因特网上下载可供直接使用的教学模块、活动思路及问题答案，也可以和其他教师或科学家进行合作与对话，共同探讨教学方法。       ( 二) 教学过程展开的关键步骤       法国“动手做”计划倡导“让儿童按照科学家发现知识的过程来进行学习”，强调把科学家从事科学研究的一些基本方法反映到科学教育中来。一般来说，一个科学教学过程包括以下几个基本环节或步骤。       1. 确定适宜的主题、内容和任务       孩子们的科学探究从现实世界中常见的物品或身边发生的事情开始。教师要用既有趣又能引起儿童科学思考的情景或方式引入主题。选定某个主题后，一般要花若干个星期的时间，进行一系列由浅入深的、具有连贯性和整体性的研究，并使儿童的经验在一次次活动中形成内在的逻辑联系。对于选定的主题，法国的教师们总是事先亲自经历提出问题—进行假设—实验操作—记录结果—得出结论的研究过程，从而对孩子们在每一个环节可能出现的问题有充分估计。这样做既能使孩子们关注周围常见的事物，感到科学并不遥远，科学就在身边，同时又能使孩子们的探究有明确的方向，保证探究的有效性。       2. 提出相关的问题       法国的“动手做”计划特别注意为孩子们创设一种鼓励提问的氛围，使孩子们感到他们能提问、可以提问、有权提问。教师重视并善于倾听所有孩子的提问，并进行记录。在此基础上，教师精心选择和编制孩子们感兴趣的、有利于形成某一(或某些)重要科学概念的问题，并随着探究的推进，将问题逐渐展开。提问的内涵和方式更多地指向探究和解决问题的过程、路径和方法。《动手做》一书还特别指出，教师面对一个自己无法回答的问题时，除了轻松地说“我不知道”外，还应再加上一句“让我们一起来寻找答案”。       3. 进行猜想和假设       猜想和假设是儿童自己主动建构知识的前提。“动手做”计划的特点之一就是教师不给假设，而是让孩子们自己运用已有的经验进行猜想和假设，提出自己的想法和做法，再根据自己能找到的材料设计实验。教师请孩子们把设计图画下来，然后准备材料。假设有时需要小组讨论，形成小组一致的设想。教师要对孩子们的假设和方案作适当的把握，但不管孩子预想的实验能不能成功，教师都支持和鼓励他们去尝试，不指出对错。对于一些有危险的实验，教师及时作出判断并指导孩子调整。       4. 实验验证       法国的“动手做”计划特别强调通过实验验证的过程使孩子们懂得“真理”存在于客观事实之中，而不是教师的头脑之中。因此，法国的教师特别强调给孩子足够的时间，让孩子去理解事物并进行学习；给孩子们提供适宜的材料(这些材料是生活中常见的，有些是废旧物品)支持他们通过实验获得科学概念。在孩子们的实验验证过程中，教师的作用主要是观察记录孩子们的实验方式、问题、观点和发现，并通过提问、建议等方式引导孩子向科学概念和原理迈进。       5. 记录与描述       我们在法国接受培训和观摩时，经常可以看到孩子们的记录过程和保存十分完好的个人、小组与集体的科学学习档案。法国同行们一再强调，尊重事实是起码的科学态度。每个孩子都要诚实地呈报实验的过程和结果。为了使孩子们形成这样的态度，每个人都有一个实验记录本。孩子们可以用图画、表格、文字等多种适宜的方式记录活动过程和自己的发现。孩子们每一个探究活动的实验记录分成三个步骤：一是实验前的预想，二是实验的真实记录，三是集体讨论后的共同结论。对于每一个个体来说，三份实验记录的完成就是一个完整的科学认识过程；而且每一个体还经历了从个人记录—小组记录—全班记录，达到全班初步一致的结论的过程，事实上是在经历着科学知识的产生—从个别认识到一般准则和普遍规律认识的过程。对于孩子们记录上的错误，教师只做记号不作订正，待他们在讨论和交流中自己去发现。记录的作用在于培养儿童对物体和现象的客观描述能力，引导个体思考和以事实为依据进行推理，促进同伴间的相互交流，使结论建筑在事实之上。同时，记录也是教师教学的资源，是预见新情况、引出新主题的依据。       6. 结果与讨论       在法国同行看来，知识是在孩子们的实验之后通过讨论得到的。在科学活动中，孩子不仅要学习科学，还要发展语言。每一个孩子在实验之后，都应根据观察到的事实，经过自己的思考得出自己的结论。在讨论中，鼓励每个人表达自己的结论和观点，无论他的观点对与错。每个孩子都可以对教师和同伴提出质疑，对结果的质疑可以引出新的实验。在孩子们充分讨论之后，教师综合孩子们的观点，以他们的实验和经验为背景进行概括，使用比较准确的、孩子们能够理解和接受的科学术语描述概念和原理。依据实验结果进行讨论有助于孩子掌握科学的基本法则—说理要有事实依据。富有论据的讨论促使孩子们进行更合乎逻辑、更为严密的思维，并使他们真正懂得学习语言的意义。       ( 三) “动手做”计划的特点       与我国现行的科学教育相比较，法国的“动手做”计划有如下特点。       1. 从小培养孩子对事实和经验的高度尊重       “动手做”计划把科学态度和价值观的形成放在极其重要的位置上。他们力图通过以实验为基础的科学教学，让孩子从小懂得事实是最为重要的，事实是说明事物和现象最有力的证据，尊重事实是最起码的科学态度。他们力图通过培养孩子对实验现象的解释能力，发展孩子对事物和现象缜密而有逻辑的思考能力，进而增强科学推理的能力。法国的同行们强调：“实验是第一位的，照片、资料是第二位的。”       2. 重视每一个孩子对事物的解释       从法国的课堂上我们发现，教师特别关注孩子们的想法，哪怕是3岁的孩子，教师都会十分认真地与之交谈，倾听他的发言、他对问题的看法。由于长期坚持这样做，我们发现，即使是幼儿园很小的孩子也能积极地、认真地参加讨论，发表自己的见解。孩子从小形成了对事物的独立看法，有根据、有条理的思考。       3. 帮助孩子自己建构知识       “动手做”计划十分强调让孩子在科学学习中依靠自己的努力而不是他人的努力去完成任务。学习主题是由孩子们提出来的，解决问题的方法是由孩子们提出来的，实验的过程同样要孩子尽可能地独立完成。法国教师在孩子产生错误时的态度更说明他们重视让孩子自己建构知识。他们强调，错误是孩子必须经历的过程，错误要靠孩子自己纠正，教师不能代替孩子的自我更正。当孩子在实验中出差错时，法国教师只是一再说：“你可以再试一次。”“你看看别人是怎么做的。”“你为什么和别人不一样呢？”而对于孩子在科学记录上的错误，正如我们前文提到的那样，教师只是做个记号，决不订正，而是放手让孩子自己在交流和讨论中去发现错误。       4. 广泛而有效的支持系统       ①科学家和科学工作者的广泛参与。 法国的科学家们既是“动手做”项目的倡导者、组织者，又是科学知识和信息的提供者。他们经常与教育部、教育学院及其他有关人员一起讨论项目开展中的问题。他们有时也深入到教师和孩子们中间，了解实际情况，与教师和孩子们一起探讨发生在课堂上的科学教育问题。他们通过网站与科学工作者和教师交流，为教师提供科学知识和信息。科学工作者和大学生志愿者大约每星期有一小时深入到孩子们的课堂中去，为教师提供科学知识、科学实验、材料和用具方面的帮助。        ②省级教学资源中心和教师培训中心的有效支持。 法国的每一个省市都有自己的教师培训与资源中心。在这里，有一些高素质的培训者专门培训小学和幼儿园教师。他们中的许多人都具有物理学、生物学或化学的博士学位，他们本身就是科学家；同时，他们又是科学教学法的专家，熟知儿童是如何学习科学的，教师如何促进儿童的学习。他们不仅用“动手做”的方法培训教师，使教师通过经历科学研究过程来学习科学知识和科学教学法，而且经常到课堂上去指导教师对儿童进行科学教育。此外，在教师培训与资源中心，还有丰富的图书和教学实验仪器、材料供当地的教师使用。       ③信息支持与服务网络快捷方便。 1998年初，法国还建立了一个促进和支持“动手做”项目的网站。该网站分为三个部分：相关新信息、课堂活动和教学资料、教师与科学家交流。每一部分又有详细、清晰的分类，有专人管理。这样的网络系统既为教师与教师、教师与科学家以及教育专家之间的交流建立了快捷而有效的通道，也为教师提供了有效的帮助。每当教师遇到科学知识或教学法方面的问题时，他们可以随时访问相关的栏目得到及时的帮助。

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