澳大利亞“小科學家”項目及其啟示

董虹星 徐國慶

摘 要?? ?我國兒童對數(shù)學、科學、工程、技術方面的知識認知不夠，存在學習力不足等問題。本文從澳大利亞“小科學家”項目的基本內涵、六大元素、教學模式等方面對澳大利亞兒童在數(shù)學、科學、工程、技術等方面的教育進行考量。借鑒澳大利亞兒童教育的先進經(jīng)驗，從培養(yǎng)模式上著手，以實現(xiàn)我國兒童科學思維的培養(yǎng)。

關鍵詞? ?澳大利亞 兒童 小科學家 科學思維 學習共同體

兒童早期科學教育可以為未來學習理工科打下基礎。兒童早期有意義的科學經(jīng)歷有助于增強他們學習科學的自信，并提高他們對科學的興趣。早期培養(yǎng)的數(shù)學技能，如數(shù)感和序數(shù)，是后來學術成功的強有力的預測因素。教師可以利用兒童先前的經(jīng)驗、知識和興趣，讓他們參與創(chuàng)新活動。通過兒童的創(chuàng)新活動，可以自然地與科學、數(shù)學和技術結合起來。

“小科學家”項目于2006年由一個德國商業(yè)開拓者團體發(fā)起，2008年開始受到政府的支持與資助。現(xiàn)在，這個項目的不同版本已經(jīng)擴展到了奧地利、荷蘭、巴西、澳大利亞和泰國等國家，并在澳大利亞得到了長足的發(fā)展。

一、澳大利亞的“小科學家”項目

1.“小科學家”項目的基本內涵

澳大利亞政府資助的“小科學家”項目是為了鼓勵全澳洲的小伙伴從小開始學習STEM課程，為日后學習打好基礎。“小科學家”項目為兒童教育工作者舉辦專業(yè)發(fā)展講習班，研究涵蓋水、光學、工程、計算機科學等多個主題內容。講習班每年會介紹兩個新主題，并采用科學方法或”探究周期”為基礎的教學方法，鼓勵教育工作者接受兒童的問題，與兒童一起探索他們的環(huán)境。每個講習班都有讓教育工作者親身探索的日常材料和數(shù)字資源，以幫助他們樹立促進兒童探究式學習的信心。該項目為教育工作者提供可以帶回家的材料和資源，以提高兒童在科學、技術、工程和數(shù)學領域的知識和技能。

2.“小科學家”項目的六大元素

Murphy 等人建立的一個概念框架，闡明了如何有效地實施“小科學家”項目教育[1]。 該框架包括六個有效的要素： 能力、主觀性情、教育實踐、公平、發(fā)展軌跡和教育者能力。

（1）能力

能力包括與其他工程技術學科相關的知識和技能。此處的知識應該是靈活的和不斷發(fā)展的。技能同樣靈活多樣，包括適應性、解決問題、創(chuàng)造力、批判性思維和設計思維等技能。通過使用真實世界的背景呈現(xiàn)給學習者真實的問題或項目的教育實踐，他們的能力往往能得到最好的發(fā)展。

（2）主觀性情

主觀性情是支持學生在主觀性教育和追求主觀性職業(yè)的道路上取得成功的態(tài)度和心態(tài)。 情感在有效教育中有積極的作用，并提倡從兒童期開始培養(yǎng)良好的情感傾向。教育工作者可以影響兒童的性格。同時，教師實踐、課程和教學選擇可以對兒童的性格產(chǎn)生重大影響。

（3）教育實踐

教育實踐是學校和教育工作者為培養(yǎng)學生學習能力、學習習慣而采取的有意行動。人們普遍認為，真實世界的探究和問題導向學習對學生的學習能力和素質提升有著積極的影響。此外，數(shù)字技術的學習可以擴展可用的學習環(huán)境，以促進解決問題和高層次思維技能的發(fā)展，并提高學生對理工科的興趣和學習積極性。因此，小科學家項目需要通過觀察實際物體和動手操作現(xiàn)場，讓孩子們學習科學知識和提升自學能力。比如做實驗、玩游戲、觀察動植物的發(fā)育變化，并思考其原因、對其做出預測、提出并解決問題等等。

（4）公平

小科學家項目鼓勵孩子們發(fā)現(xiàn)、實驗、探討和研究事物，有些項目主題會延續(xù)數(shù)周或數(shù)月，因此會產(chǎn)生一些不公平現(xiàn)象。例如，在理工科成就方面存在一些不公平現(xiàn)象，而這些不公平現(xiàn)象往往存在于女性、農(nóng)村、土著和社會經(jīng)濟處境不利的學生身上。有效的教育必須尋求通過對不同學生群體的性格和學術成就產(chǎn)生積極影響的課程和教學方法來解決這些不平等現(xiàn)象。

（5）發(fā)展軌跡

發(fā)展軌跡是他們在教育系統(tǒng)中從幼兒期到高中及以后的長期運動軌跡，而早期的工程實踐能力培訓和后期的工程實踐創(chuàng)新之間存在緊密的關系。

（6）教育者能力

有效的教育需要教育者有能力提供以探究為基礎的教育方案，培養(yǎng)所有兒童的能力和積極的性格傾向。專業(yè)發(fā)展可以深化教育工作者的教學知識，推動課堂實踐的積極變化和學生成績的提高。教育工作者的信念、態(tài)度以及對自身能力和技能的自我認知會極大地影響他們的科學教育實踐。

3.基于“小科學家”項目的教學模式

“小科學家”項目的教學模式是一種結合科學、技術、工程和數(shù)學的跨學科教學方法，該項目與真實的生活情境相結合，以激發(fā)學生對新奇事物與知識最原始的好奇心和求知欲。在此基礎上嘗試構建基于“小科學家”的以探索太空為主題的教學模式，如圖1所示。

（1）項目準備階段

教師通過觀察學生感興趣的話題，引發(fā)討論，提煉“小科學家”項目主題。確定主題之后，整理出相應的理論知識，并收集大量與主題相關的圖片、動畫、視頻輔助知識的講解;在兒童的學習環(huán)境中植入相關的主題事物，讓兒童身臨其境。以探索太空計劃為例，要在課前準備大量的太空知識，并在教室中營造太空環(huán)境，激發(fā)兒童的探索興趣。

（2）項目實施階段

兒童掌握了一定的主題項目知識之后，要鼓勵他們在日常生活中主動觀察星空，觀察太陽和月亮。當兒童對宇宙星空有了一定的了解之后，就進入項目的實際動手創(chuàng)作階段，可以采用紙、塑料瓶、膠水、剪刀等原料拼成各種幾何圖案，在這個過程中強調小組協(xié)作，也可以邀請家長參與到手工創(chuàng)作的過程中。往往經(jīng)過數(shù)周的努力，“小科學家”項目才能完成。在這個過程中，可以對項目進行一定的創(chuàng)新，如添加火箭、UFO等元素，豐富太陽系作品。項目實施末尾，將以藝術品的方式展示給大伙欣賞，并收獲鼓勵。

4.“小科學家”項目的成效

（1）組建了澳洲“小科學家”項目網(wǎng)絡學習共同體

澳大利亞“小科學家”項目在實施評價的過程中組建了專業(yè)學習小組，有來自墨爾本的網(wǎng)絡學習伙伴組成的學習小組，有來自彭里斯的學生組建的小組，有新界網(wǎng)絡學習伙伴組成的學習小組，也有國家的早期接受小科學家計劃項目的小組等，各專業(yè)學習小組可以面對面討論或虛擬對話，所有的專業(yè)學習小組共同組建一個在線專業(yè)學習共同體。該共同體能讓小科學家計劃項目的參與者分享他們關于作為小科學家計劃教育者的發(fā)展、計劃實踐的變化、兒童的變化等方面的經(jīng)驗，拓展了兒童探索的時空。

（2）對教育實踐產(chǎn)生正面影響

“小科學家”項目的六大元素中的“能力”和“教育者能力”是最受重視的主題，該計劃的重點是培養(yǎng)教育工作者發(fā)展兒童能力的能力。教育家們已經(jīng)注意到了兒童的能力，并且了解了孩子們是如何表現(xiàn)出高度的積極性和興趣的。參與者更加了解孩子們在科學方面的存在，注意到了促進兒童不斷成長的技能和知識，這些知識和技能包括創(chuàng)造性思維、解決問題、假設和自我調查。

所有的參與者都對小科學家研討會持積極態(tài)度，并且容易將想法融入到教育實踐中，將項目的實際操作性、易理解性和全面性聯(lián)系在一起，同時也將材料的日常性、靈活性以及對服務的適應性與個人背景聯(lián)系在一起。

小科學家計劃的實施對于創(chuàng)建一個兒童和教育工作者共同學習和研究的探索社區(qū)，以及兒童自我導向和以游戲為基礎的探索空間具有積極意義。成年人可以擔任不同的角色，包括指導、輔助、合作學習者或記錄兒童的學習，與此同時也增加了教育工作者對數(shù)學、科學、工程、技術方面的教學信心。

總而言之，“小科學家”項目為參與者提供了一系列的好處，通過他們的實踐，也讓與他們一起工作的孩子受益。小科學家計劃正在促進兒童數(shù)學、科學、工程、技術教育的最佳實踐，并將對澳大利亞的教育實踐產(chǎn)生持久的影響。

二、對我國小學教育的啟示

1.制定科學課程學習計劃

隨著時代的發(fā)展，我國基礎教育領域的科學教育越來越受到重視。2017年，《義務教育小學科學課程標準》出臺，要求從2017年9月開始，小學一年級要開設科學課，重視實驗教學，增強學生問題意識。新課標指出了小學科學教育是以科學課為核心課程的跨學科學習，強調與其他學科的融合。科學課程是提高學生科學素養(yǎng)和人文素養(yǎng)的一項重要課程，科學課不僅僅是一門學科，更是學校科學教育的核心載體和資源，科學教育不僅體現(xiàn)在科學課中，內容還延伸到語文、數(shù)學、美術等其他學科中，易于讓學生形成一個完整的知識鏈，需要各教育部門認真調研，制定出合理的符合兒童成長的科學課程學習計劃。

2.建設研學基地

2014年8月《關于促進旅游業(yè)改革發(fā)展的若干意見》指出，按照教育為本、安全第一的原則，建立兒童階段以鄉(xiāng)土鄉(xiāng)情研學為主的研學基地。研學之旅有利于增進學生對自然和社會的認識，培養(yǎng)其社會責任感和實踐能力，有利于推動全面實施素質教育，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，引導學生主動適應社會，促進書本知識和生活經(jīng)驗的深度融合。

賦予高校和中學的實驗室培養(yǎng)小學生科學素質的職責和功能。開放大學和中學實驗室，可以讓對科學感興趣的兒童盡早接觸正規(guī)的科研，接受專業(yè)的訓練，對他們將來進入專業(yè)領域的研究非常有幫助。

3.創(chuàng)建學習共同體

以社區(qū)為單位創(chuàng)建學習共同體，并在社區(qū)學院的平臺網(wǎng)站上開辟一個新的模塊，該模塊以兒童“探索”為主，并可以把自己觀察和所做的探索實驗的過程發(fā)布到模塊網(wǎng)站上，方便其他參與者點評和討論，營造一個熱愛科學、樂于探索的社會環(huán)境，充分調動兒童探索科學的積極性。社區(qū)可以聘請退休的科學老師管理這些平臺網(wǎng)站，成立專業(yè)的學習評價小組，對共同體平臺上推行的項目予以審核，并對學員們提交的材料予以點評，并給予相關指導。

總之，“小科學家”項目的培養(yǎng)模式不僅顛覆了傳統(tǒng)科學知識的學習方式，還提升了兒童的探索欲望，豐富了教學內容。新時代的發(fā)展對未來一代的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力提出了新的要求，兒童科學教學課程的設計、科學方法的探索等方面都需要進一步的開發(fā)并實施。

參考文獻

[1] Steve Murphy，Amy MacDonald，Lena Danaia，et al.An analysis of Australian STEM education strategies[J].Policy Futures in Education，2019，17（02）.

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