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Science:动手实践或非教授科学最好方法

摘要 : 在最近一次全美科学测试中,经常在科学课上处理岩石或矿物的高中生的表现远远不如那些从未参与此类动手操作活动的学生。从未在课堂上将化学试剂混合在一起或透过显微镜观察事物的学生和经常参与这些活动的学生在测试中表现得一样好。

 

马萨诸塞州高中生参加科学展览

在最近一次全美科学测试中,经常在科学课上处理岩石或矿物的高中生的表现远远不如那些从未参与此类动手操作活动的学生。从未在课堂上将化学试剂混合在一起或透过显微镜观察事物的学生和经常参与这些活动的学生在测试中表现得一样好。

对此感到惊奇?这些引人注目的结果来自日前发布的2015年美国国家教育进展评估(NAEP)科学能力测评。它们似乎完全违背了认为实践性学习是教授科学的最好方法的传统观点。

政府官员将NAEP视为美国的报告卡片。科学测试会定期衡量一个由4年级、8年级和12年级学生组成的代表性样本对生命、物理、太空和地球科学以及科学方法的知晓情况,并且是正在进行的阅读、数学、公民学和其他学科评估的一部分。针对两个较低年级的结果按州分别统计,导致媒体报道通常关注的是为何某个州领先或落后于其他州。

报告显示,和此前在2009年接受测试的NAEP队列人群相比,美国中小学生在2015年科学测评中的总体表现要稍好一些。同时,4年级、8年级的白人学生和少数民族学生在得分上的巨大差距略有缩小。与之相反,该国12年级学生的得分情况并未发生改变,种族差异没有缩小。

很少有学生参与动手实践

然而,NAEP远非一场竞赛。它还包括一项由23道问题构成、针对课堂上实际发生的情况以及学生如何参与科学开展的调查。例如,其中一道问题会让学生回答其参与诸如化学、地球科学等7个领域的实际操作活动的频率——从未、极少、有时还是经常。

仅在一种情况下,即涉及操作简单机器的活动时,有过实际操作经历的学生在NAEP中的得分较高。确切地说,从未同机器打过交道的学生获得155分(所有12年级学生的平均得分是150),而那些操作过机器的学生通常获得171分。

不过,更加发人深省的或许是很少有学生报告参与过动手实践活动。比如,只有29%的学生“有时”或者“经常”操作简单机器。约58%的学生从未做过此类事情,14%的学生极少做。大多数学生对显微镜、化学用品更加陌生:分别只有17%和18%的学生报告称“经常”在科学课上利用两者。

美国国家教育统计中心(NCES)官员表示,对NAEP结果作出解释并非他们的职责,包括为何实际操作活动和得分之间出现负相关等任何违反直觉的结果。不过,据该领域一位要求匿名的专家推测,询问学生“今年”在科学课上做了什么可能造成结果不准确。

比如,学习优良的学生通常在高中最后一年参加物理或高等生物课,以便为进入精英大学作准备。因此,他们不可能在12年级时同岩石或矿物打交道。与此同时,为满足毕业的必修课要求,需要补救课程的学生可能参加物理科学课程,而处理岩石是课程的一部分。即便如此,这一解释仍无法解决为何如此少的学生报告使用过显微镜的问题。对于参加高等生物课的学生来说,显微镜被假定为必不可少的工具。

很难发现评估结果

NAEP测试接受者所描述的12年级学生参与科学的低迷状态,可能会在科学教育工作者中触发直接和广泛的愤怒,如果他们知晓了实际情况的话。不过,评估结果不可能在NCES(负责NAEP)维护的网站上搜寻到。比如,邀请用户查阅学生问卷的链接仅提供了关于每个年级的学生回答的少数部分答案的数据。真实的数据被埋没在一个名为数据浏览器的搜索工具中。即便是经验丰富的研究人员,在查询这些数据时可能也会面临相当大的困难。

“一些菜单标签很不直观。”帮忙处理数据并且发布评估结果的NCES统计学家Grady Wilburn承认。不过,他同时表示,自从现有格式在10年前被采用,“我们在如何设计网络工具方面已经学到了很多东西”。NCES希望在2018年发布2017年阅读和数学评估报告时能用上更好的版本。

2015年科学测评结果还有另外一个变化。在来自学生问卷的筛选结果的下拉式菜单中,每个条目描述的都是看上去对NAEP得分产生积极影响的活动。

比如,菜单中含有关于学生是否经常“确认可在课堂上通过实验得以解决的问题”的答案。不过,这只是关于他们对科学方法熟悉程度的七部分问题中的一个。一半学生表示,他们确认可验证假说的频率为至少每周一次。这部分学生在NAEP测试上的得分比表示自己从未或极少做过此类事情的同龄人高很多。与之相反,利用下拉式菜单呈现的数据均未显示动手实践活动和NAEP得分之间存在负相关。

关于在网络上搜索科学内容的问题面临同样的情形。从未上网搜索的学生获得的平均分数是144分,而每周上网两三次的学生在测试中获得的平均分数为165分。不过,菜单略过了另一项发现,即和喜欢阅读的学生相比,极少阅读科学类书籍或杂志的学生在NAEP中的得分要高。

NCES官员表示,他们基于什么内容最能激起公众兴趣并且从目前在新闻报道中出现的主题中选择突出哪些问题。不过,这些选择似乎与政客们喜欢带来好消息的格言相吻合。

结果引发质疑

美国教育部部长John King和总统科学顾问John Holdren很快将最新结果吹捧为奥巴马政府在推动科学教育方面所作努力的证据,包括培训更多和更好的科学教师以及越来越重视主动学习开始取得成功。NCES代理司长Peggy Carr提供了更加乐观的评价。她告诉记者,结果表明,“当涉及到科学时,我们仍处于领先位置”。

考虑到美国学生在诸如近80个国家和地区的15岁学生参加的国际学生评估项目等国际性测试中排在中间位次,再加上参加NAEP测试的美国高年级学生有40%甚至没有展示出对科学的基本了解这一事实,一些人可能会对上述观点提出质疑。

同样值得注意的是,2015年高年级队列人群是整个学校生涯均在2002年《不让一个孩子掉队》(NCLB)教育法案框架下度过的首批NAEP科学测试接受者。NCLB要求每年对3~8年级学生进行阅读和数学测试。不过,很多美国教育人士认为,NCLB并未将科学和所有其他学科纳入考虑范围,因为这些学科并未构成该法案要求评估学校表现的因素。

与此同时,Holdren对12年级学生的得分没有上升并不感到惊奇,但出于不同理由。他在关于NAEP结果的电话会议上告诉记者,NAEP得分反映了很多因素,包括教师素质、家庭支持和学生对科学的总体兴趣。“我们也很早就知道,让孩子尽早接触科学非常重要。”他表示,“只不过采用的方式是要让科学变得激动人心,并将其置于解决重要社会问题的情景下。”

原文链接:

Are U.S. schools teaching hands-off science?

原文摘要:

U.S. high school students who regularly handle rocks or minerals in science class did much worse on a recent national science test than those who never engage in such hands-on activities. Students who never mixed chemicals or peered through microscopes in their classrooms did just as well on the test as those who often participated in those activities.

来源: Science 浏览次数:0

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