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管窥德国的自然科学教育
在哈佛大学师生中流传着一句名言:“The one real object of education is to have a man in the condition of continually asking questions”。(教育的真正目的就是让人不断提出问题思索问题。)人的一生从会说话起就会不断提出各种问题,那就是在思索;长大后,即使成为一个大科学家,他的知识也只是整个知识海洋中的几个小贝壳,仍然要不断地思索。但是,传统的教育却形成了这样一种思维定势:学习和研究是两个阶段,中小学生只是学,学书本知识,打好基础将来自然就会用;搞研究是上了大学、当了科学家以后的事。于是,在我们的学校里,提问和思考少了,学生变得越来越不会问了。这造成了中国学生在基础知识的掌握上远胜过西方学生,但在实践、操作能力方面远落后于西方学生。而一个仅有书本知识,不会灵活运用、不能创造的人是不能适应现代社会发展要求的。98年我有幸参加了浙江省中小学师资培训中心的培训。两个德国慕尼黑汉斯·赛德尔基金会的教授给我们作了一周的培训,让我真切了解到德国中小学的教育、教学,教师培训等情况。其中几件事给我留下了深刻的印象。在开展素质、创新教育的今天,能够给我们的教学一些启示。
   一、一张“翻车”照片。
   “BENZ(奔驰)”轿车,想必大家都知道吧?当时,教授拿了一张开翻的BENZ的照片,介绍道:一位司机开着BENZ在试车场地急驰,突然一个猛拐,BENZ车被翻了过来,一位记者正好记录了BENZ车翻转的一瞬间的镜头。BENZ公司的工程师回去分析了翻车的原因,得出的结论主要是车的底盘太高,重心不稳。以后公司就这方面进行了大量的改进,加重了底盘的重量并降低了重心。然后再试车,结果不管怎么开,车都翻不过来,他们抓住这一机会,向世界宣布:BENZ车开不翻。这个极好的广告,使BENZ车在世界的知名度大增,销量也直线上升。可以说翻车是常有的事,许多人把它归结为驾驶不当、速度太快……但是BENZ公司却能深入地从自已的车辆中寻找原因,最终加以解决,这就是一种正视失败的科学精神。
   德国的教育中非常重视这种精神的培养。教师在充分阐述一件物品的优点的同时,说明它还有缺点,鼓励学生找一找,由此激发学生的好胜心,找出缺点后就会在学生心中留下待解决的问题,为进行探究提供了课题、为发明创造设下了伏笔。
   肺演示实验中,我们经常发现由于橡皮膜的老化、操作不当等原因,作为“横隔”的膜发生破损,而使实验做不成。我们往往事先检查好,发现后换一块新的膜就好了,一切都顺理成章。但德国教师不那样做,仍旧拿去给学生做实验。待有的学生成功有的失败时,他们就抓住了这一点,让学生比较实验不同、寻找原因,从而发现横隔的作用。但并非就这样结束了,他们进一步深入问学生:如果胸廓破裂,人会怎样?因为肺无肌肉,工作是靠胸腔、横隔的运动产生吸气、呼气的力量,如果胸腔破裂(如被刺)则会造成内外压相同,空气不能进入肺部,造成呼吸困难而窒息死亡。就这样,知识从实践中来,又回到实践中去了。有目的地利用器材的不足致使部分学生实验失败,以此激发学生思维,通过对比、观察、分析找到原因,解决问题。教学体现了完整的探究过程:发现问题、提出问题、思考问题、实验验证、得出结论、应用结论。这样不仅让学生经历了一次科学探索的过程,得到了知识,而且让学生知道怎样将知识应用于实际,让学生感受到“学有所用”。
   “失败是成功之母!”这句话在中国人人皆知。但是我们的教学往往是千方百计地回避失败:为学生准备的实验材料不多不少,实验前先演示步骤……一切都只等学生动动手,照样子做一下,得到一个结论,就心满意足了。这好比吃饭,母亲为孩子准备好了一切,只需孩子张开嘴就行了。当然作为帮助,开始这样做是很正常的,但是长期为学生包办,学生的能力何从培养?实验、探究中我们应该尽量让学生自己计划、选择、决定,让他们真实地经历探索的过程,体验成功与失败,并敢于面对失败、接受失败的挑战。教师要做的只是引导其深入观察、分析,最终找到解决的方法,获得真正的成功!
   二、一个独特制作。
   大家也许听说过一位教育专家对幼儿和大学生进行的一个圆的测试吧。他在黑板上画了一个圆,幼儿的回答很丰富:像一个太阳;像一只猫眼睛;像乒乓球……。大学生们的回答只有一个:是一个圆。这一测试说明了幼儿想象丰富,不受约束,而大学生的思维受到后天教育的影响,变得狭窄,缺少了创造性。这就是我们所知的教育的负面作用:具有不同个性的人进入学校,出来的却是有着同样个性的人。导致这一现象的直接原因就是:教育忽视了学生的个性发展。尽管大家都知道“因材施教”,但是在应试的压力下,只能无可耐何地用分数来衡量学生。一些经常提问的学生被看成是“问题”学生,不耐烦的回答甚至批评,使学生逐渐失去热情和信心。时间一长,学生的天性便在压抑中丧失了。
   难道学生的见解、想法真的不如成人,没有价值吗?为了说明学生的创造能力。外教让我们完成一件任务:“制作能借助水(一杯水)动起来的运输工具,并说明它的运转原理。”当时外教给了我们一些基本的材料:两根吸管,两张纸、一瓶胶水,一把剪刀等。
   经过一段时间的制作,我们做出了:水车、轮船、汽车……但真正能动起来的不多。教授看了我们的制作后,直说:太复杂。他给我们看了德国一个14岁学生设计的作品(附后)。一看到图,我们都静了下来,没想到他的作品是如此简单,但又不得不让我们承认,它确实符合了任务的要求。这真有点象是一次“脑筋急转弯”,答案并不难,但我们并没有转过弯来,而是采取了舍近求远的做法。这件事足以提醒我们:别轻视学生。
   这次制作过程充分反映了孩子与成人思考问题的角度有很大的差别。学生的思维方式处于由不成熟向成熟发展,有许多被成人看来是幼稚可笑的想法,但却是他们真实思维的反映。我们用很简单的方法能完成的,可能学生会兜大圈子去完成,但只要他们能成功,我们就首先应该鼓励。然后引导他将自己繁杂的思路进行精简,最终从中找出捷径。总之,对于他们的想法,我们可以引导,但不可以用成人的思维方式去要求、衡量。何况,学生思维充满了创新的成分,不正是成人所缺的?时代在呼唤着我们的下一代要有创新精神,要有开拓意识,要能超越前人。如果我们放下“架子”,客观地看待学生,努力促进学生个性的发展,从他们的新思想中受到启发或弥补自己的不足,不仅能自身受益,而且能够接近与学生的距离,更好地了解、引导他们。
   三、一次“造桥”活动。
   多少年来,理论与实践的脱节,造成了一大批只会说不会做的“大学生”。教学中,我们设计好了实验,再让学生去做,得出结论。以为有了这一结论,到需要时学生自然就会用。同时,许多能力、尤其是情感的培养多是处于一种“说”的状态。结果学生知道很多,可做起来障碍重重,满不是那么回事,让学生感到“学习无用”。
   小学常识课的教学大纲指出;在教师的主导作用下,应充分发挥学生的学习积极性和主动性,不断改进方法,尽可能地诱导学生去自行探索和应用知识,使常识教学活动成为生动活泼的、学生乐于从事的,充分培养学生能力的活动。 恰当运用教学方法,努力改进教学方法正是我们致力追求的一个目标,但是要真正实现大纲的要求并不简单。
   在德国,经常性地开展一种活动——专题教学,来实现类似我们的大纲所要求的目的。从有关专题的想法到选择一个适合的题目;从专题计划、实施,教师掌握工作方法和工作技巧,时刻准备参与并投入,到专题成果的演示,给教师提出了很高的要求。活动过程中一切都要学生自己动手,可能会遇到许许多多的现象,提出诸多的问题,教师在备课时就要尽可能地事先考虑到并想出指导的办法,这就要求教师在时间上、精力上有更多的投入,不断充实自己,仔细备课,以解决学生提出的各种问题。对学生而言,每一次活动,都是一次巨大的挑战,一次难得的机会。每一次活动,都培养了学生各方面的才能,孩子的各种能力在一次次的活动中得到锻炼、积累而形成。
   经历了“造桥”的过程后,让我对专题教学活动的好处身有感触。具体的过程是:
   外教先用幻灯片打出制作要求:
   我们建造一座桥梁。
   (1)请你们分成小组,每组4~5个人。
   (2)请你们就用现有的材料制作一座能驶轿车的桥梁,你们可以用任意的方法制作:弯曲、裁剪、粘贴……
   (3)你们的工作时间为45分钟。
   (4)评奖委员会将对这些桥梁根据“稳固性——功能性——独创性”的标准来评定。
   (5)评奖委员会由每组所派的两名成员组成,他们由小组长的全体人员讨论决定,请每个小组在桥梁制作完成后立即选出本组的评奖委员会成员。
   材料:两张A4纸,12张卡片,2张厚纸,剪刀、铅笔、胶水、尺。
   桥梁跨度:70cm
   然后发下材料让我们分组制作。
   这一活动能让学生在小组制作中锻炼合作、分工、实施、评价等综合能力。在实施过程中特别注重计划性,不论做什么,先小组集中商量计划和办法再分工实施。但是我们认为这很简单,不就是让一辆玩具车能过去吗?有几组几个人一凑,拿到材料就动手做了,根本就没有什么计划。结果,没多久就有人埋怨,工具太少,4~5个人都要剪,一把剪刀怎么够?又过了一会儿,有几组出现纸不够,因为发现刚才那样剪的材料不对,没法用,就问外教去拿,他不给你,理由是造桥需考虑成本,纸张等材料就是建造成本,为了公平竞争,你不能比别人多得到。结果不得不让那几组重新计划一下。到了45分钟,有几组还没做完呢。但外教要开始对我们的制作评奖了,他要求各组派一名代表做评委,再选一名作介绍,说说自己组设计、建造的桥的优点、独特性等,总之,就象一名推销员,把自己的产品推销出去。
   由各组代表组成的评委会根据制作要求中的“稳固性——功能性——独创性”的依据商量评奖的标准,然后开始展示各组的“产品”,一个个推销员上去先大做广告,虽然都很卖力,但毕竟都是第一次尝试做广告,介绍得有点乱。广告后,外教让桥架在分开70cm的桌子上,把小车开上去试验桥的坚固性。这一考验,马上就让“桥”的稳固性显示了出来,有些桥虽然吹得天花乱坠,但车一上桥就塌了,评分可想而知;还有一些没有设计引桥,车根本上不去。展示阶段大家都得到了一致的结论:做成V形和空心圆柱结构的桥承重力较大,小车能安全过桥。
   经过这一次实际的尝试,每个人都体会到了什么叫“说说容易,做做难”。经历这个专题活动,我感悟到学生学习科学的最好方法就是从事科学。专题教学,让原来十分抽象、模糊的概念变得实在、清晰,原来支离破碎的知识在这里变成有机的整体。从接受任务不知怎么做,到最后完成任务,实际上是理论→实践→理论反复提升的过程,在这个过程中学生各方面的能力得到锻炼,得到的不仅仅是一个结论,还能体验到计划的重要性、合作的可贵等,培养他们的工作态度、开拓思路,发展创新精神。许多道理、思想情感的教育自然地渗透在了活动过程之中,无须教师苦口婆心地说教。
   上述几件事仅是德国教育一个很小的侧面,但是从中我们可以看到德国在自然科学教育方面较为先进的教育理念:让学生经历真实的探索活动,挑战失败;客观公正地对待、评价学生;将培养目标自然融入活动之中等。今天,中国加入了WTO,融入世界经济大舞台,教育也必须尽快与世界接轨,让我们更新教育观念,不断研究、吸纳国内外好的教学方法,提高教学质量,培养出富有个性,具有创新精神和创新能力的一代新人。