動手體驗式學(xué)習(xí)可以使中學(xué)生的科學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)達(dá)到更好的效果，同時為這些領(lǐng)域未來人才的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。
■ 改進(jìn)方法 普及科學(xué)
“這堂課簡直太棒了！“
這是米歇爾·莫里斯對科學(xué)老師上課的評價，米歇爾是美國波士頓近郊的泰美爾蒂中學(xué)8年級的學(xué)生。在這節(jié)課上，米歇爾和她的同學(xué)圍著課桌用塑料鈕扣、膠水和紙制作出太陽系的模型（這是一種認(rèn)識太陽系中行星大小和它們之間距離的有效方法），老師戴倫·韋爾斯在一連仔細(xì)觀察著他們的制作過程。戴倫并沒有過多地干預(yù)學(xué)生，他自信地認(rèn)為，學(xué)生們在接下來的課上會更加聚精會神，因為它們對自己嘗試解決課程中的問題有著極大的興趣。
“上這類課你絕對不會有昏昏欲睡的感覺，”米歇爾說。安東尼·里弗斯是米歇爾的同學(xué)，他幾乎帶著一種崇敬的語氣附和著米歇爾：“在課堂上，我們必須努力思考……甚至還可以學(xué)到數(shù)學(xué)知識�！�
很多評論人士認(rèn)為，在美國的中學(xué)課堂上，開創(chuàng)新的教學(xué)方法是當(dāng)務(wù)之急。他們警告說，如今土生土長的美國科學(xué)家在逐漸減少，美國在全世界技術(shù)革新的競爭中可能面臨失去優(yōu)勢的危險。因此，美國需要努力培養(yǎng)具備各種潛質(zhì)的學(xué)生，一方面培養(yǎng)他們在科學(xué)方面的興趣，另一方面也為其中一部分人將來投身科學(xué)事業(yè)做準(zhǔn)備。
“美國培養(yǎng)了很多一流的籃球明星，其中的原因就是有很大一部分孩子都在參與這項運(yùn)動。因此每個學(xué)生都需要在數(shù)學(xué)和科學(xué)方面得到真正的鍛煉機(jī)會，只有這樣才會有更多的學(xué)生對科學(xué)感興趣�！泵绹⒄Z認(rèn)證模考與留學(xué)資源中心的總裁丹尼斯·巴特斯表示。丹尼斯在該中心已工作了40年，他一直在努力改進(jìn)教學(xué)方法。
但是最近美國國家科學(xué)院所做的一份報告顯示，改進(jìn)教學(xué)還有很長的路要走。報告突出了以下問題：首先，在美國公立學(xué)校的5至8年級，93%的學(xué)生的物理課老師既沒有大學(xué)學(xué)歷，也無專業(yè)資格認(rèn)證（根據(jù)2000年的數(shù)字），69%的學(xué)生的數(shù)學(xué)老師存在同樣的問題。
這份報告認(rèn)為，低年級的教學(xué)狀況需要改進(jìn)，這樣才能保證高中階段選修高等數(shù)理化課程的學(xué)生數(shù)量。該報告還認(rèn)為，“不落下一個孩子”法案已經(jīng)激勵更多的教師去獲取自然科學(xué)和數(shù)學(xué)兩門課的資格證書。
對于美國大學(xué)來說，渴求本土科學(xué)有已不是新鮮事了，越來越多的理科學(xué)位授予了外國學(xué)生。針對這一情況，哥倫比亞大學(xué)近期宣布，將與紐約市政府合作創(chuàng)辦一所公立學(xué)校，側(cè)重于對6年級到12年級學(xué)生進(jìn)行自然科學(xué)、數(shù)學(xué)和工程學(xué)教育。
■ 動手體驗最關(guān)鍵
如今促進(jìn)科學(xué)教育的關(guān)鍵詞是“探究式學(xué)習(xí)”——就是在學(xué)習(xí)中，給予學(xué)生親自動手的機(jī)會，以開發(fā)他們天生想要研究世界變化的好奇心。
“最好的中學(xué)老師呈現(xiàn)給學(xué)生的應(yīng)該是一道道謎題，不能簡單地將答案告訴學(xué)生，然后要求他們記住，而應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會提出問題，驗證自己的想法。換句話說，就是按照科學(xué)家的思維方式進(jìn)行思考�！卑吞厮瓜壬f。當(dāng)然，創(chuàng)始不認(rèn)為動手體驗式學(xué)習(xí)僅僅是玩。“在課堂上，老師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生使用科學(xué)性的詞匯和數(shù)學(xué)方法，當(dāng)學(xué)生對科學(xué)有了真切的體驗之后，老師再給學(xué)生布置讀書作業(yè)就會更加有的放矢�！卑吞厮拐f。
前面提到，在泰美爾蒂中學(xué)8年級的課堂上，當(dāng)學(xué)生把太陽系行星排列起來以后，韋爾斯老師委婉地指出，他們制作的模型有問題，因為太陽系各行星之間的距離太遠(yuǎn)，看起來有些不成比例。
但是這次活動鍛煉了學(xué)生們動手獲取知識的能力，他們也可以帶著這次學(xué)到的新知識進(jìn)行下一次活動。
作為教師的指導(dǎo)員和2004年美國優(yōu)秀數(shù)學(xué)和自然科學(xué)教育工作者總統(tǒng)獎的獲得者，韋爾斯一直在引導(dǎo)學(xué)生們親自動手發(fā)現(xiàn)問題。他說：“我的教學(xué)理念就是，‘你知道什么，以及你是如何知道的？’”
■ 探索式數(shù)學(xué)教學(xué)
如今互聯(lián)網(wǎng)的存在，使老師能夠給學(xué)生布置符合學(xué)生年齡特點(diǎn)的作業(yè)。由美國史蒂文斯科技學(xué)院創(chuàng)辦的工程學(xué)和科學(xué)教育創(chuàng)新中心就是利用了互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，創(chuàng)造性地開發(fā)了集課程設(shè)計、教師授課于一體的教學(xué)科研軟件。
例如，該中心設(shè)計了這樣一組教學(xué)程序：學(xué)生們設(shè)想自己上了一條船，然后他們根據(jù)虛擬船只的實時數(shù)據(jù)系統(tǒng)估算這條船將在哪個港口靠岸。“學(xué)生們都會積極地運(yùn)用各種數(shù)學(xué)公式計算答案，而且最終答對者也會得到一定的獎勵。當(dāng)然老師是不知道正確答案的，他們只有等船靠岸后才能得到結(jié)果�！敝行闹鞴茇愃埂湼昀拐f。
每年都有大約35個國家的10萬名學(xué)生參加這些互聯(lián)網(wǎng)課程，有一些學(xué)生甚至是在不同的國家進(jìn)行合作。新澤西州紐瓦在市的教學(xué)系統(tǒng)先讓教師們接受該中心的培訓(xùn)，然后再把這種聯(lián)為一體的實時數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用到課堂上。
“通過運(yùn)用這一系統(tǒng)，我們發(fā)現(xiàn)八年級學(xué)生的科學(xué)成績提高了10%，高于其他年級學(xué)生成績提高的幅度�！丙湼昀拐f。同時，也應(yīng)該讓學(xué)生們了解一些鼓舞人心的科技企業(yè)的成功例子，讓他們認(rèn)識到科學(xué)的意義不僅僅是局限在實驗室里，史蒂文斯科技學(xué)院院長哈爾·里弗凱說。
（美國《基督教科學(xué)箴言報》蔣永軍譯）
