现象是你的超能力:为科学课堂寻找现象的7个技巧

小时候,以斯帖Odekunle被蜗牛迷住了。她看着它们如何移动,惊叹于它们留下的又长又黏的脚印。

埃斯特很小的时候就知道自己对科学有热情,但这个以白人和男性为主的科学世界让她很难找到自己作为黑人女性的位置。正如她在播客中描述的那样反种族主义科学教育在美国,科学领域缺乏多样化的代表,这让她对自己属于科学领域缺乏信心。

在2010年,在美国,只有2%的科学和工程工作人员是黑人和女性.如今,Esther拥有神经生物学博士学位,也是一名抗体工程师。

对于教育工作者来说,埃斯特·奥德昆勒(Esther Odekunle)作为一名年轻学生的故事令人不安。令人不安的是,尽管我们努力在课堂上实现包容性和公平性,但有时我们可能在不知不觉中做不到这一点。我们可能有像她一样的学生,觉得自己不属于这里。

我们怎样才能更好地支持学生,帮助确认他们在科学课堂中的地位?一个可能的答案是使用现象

什么是现象?

现象是我们用工具和模型直接或间接观察到的事件。这些事件让我们想知道为什么或如何发生。它们引出了我们可以用科学知识和观察来解释的问题,或者引出了我们可以解决的科学相关问题。因为现象是有趣的,与学生相关,他们推动学生学习。

现象是我们用工具和模型直接或间接观察到的事件。这些事件让我们想知道为什么或如何发生。

想象一下,埃丝特和她的同学观察了操场上的蜗牛,问了关于它们的问题,研究了这些问题,并探索了与蜗牛有关的科学现象。埃斯特很可能会兴高采烈,她的热情感染了其他学生,她对科学的归属感得到了验证。

作为教育者,我们有这种能力。我们可以通过在日常课堂体验中使用现象来为学生提供这些体验。

为什么现象是每个教育者的超能力?

现象通过增加参与来支持公平。因为现象是发人深省的,适用于学生的生活,它们增强了参与。参与对于公平获得科学学习机会和学生取得成就至关重要。

现象支持课堂的包容性。当现象是基于学生的生活或文化,他们成为专家。他们在科学课堂上有一种归属感。

你如何识别能吸引学生的现象?

这里有7个关于如何识别课堂上有意义的现象的建议。

  1. 把现象建立在似乎不是内容的例子的基础上。非例子是指那些似乎与目标科学思想相反的事件或观察。这里有一些可能性:使用“如果重力把物体拉下来,为什么氦气球会上升?”来探索运动和作用在物体上的力的总和。使用“如果捕蝇草是植物,为什么它吃昆虫?”来揭示物质是如何在土壤、空气、水和生态系统中的生物中循环的。
  2. 把现象建立在世界上似乎不一致的东西上。非实例是指那些似乎与科学观点相悖的事件,而不一致性是指那些以意想不到的方式一起出现的事件。例如,一些与声波有关的现象是,“当我观看田径比赛时,为什么我在听到枪响之前看到发令枪冒出的烟?”和“当我看棒球比赛时,为什么我在听到球棒击球的声音之前,总是先看到球棒击球?”和“为什么闪电经常与雷声同时发生,但我没有同时经历它们?”
  3. 把现象建立在常见的误解和神话之上。如果这些物质是植物生长的主要物质来源(空气和水),那么就用这个误区:“树木是通过吸收土壤来获得它们生长所需的物质的吗?”如果内容是基于解剖学、遗传学和化石证据的进化关系,就使用“曾经”这个神话所有恐龙在6500万年前的小行星撞击后灭绝?”
  4. 把现象建立在互联网搜索上。我建议搜索“关于_____的不寻常事实”。这是我在寻找蜗牛时得到的结果:蜗牛是所有动物中牙齿最多的。蜗牛可以在壳里睡三年。蜗牛没有腿,只有一只脚。花园蜗牛最快的速度是每秒半英寸。这些都是激发学生兴趣的有趣事实。学生们可能会想:“蜗牛是怎么活得这么慢的?”,并提供了自己的现象,以检查身体结构如何在一个身体系统内共同运作以促进生存。
  5. 围绕学生的共同兴趣、关心的问题和经历使现象变得有意义。几乎所有的现象都可以通过要求学生识别相关的现象或例子,通过将学生的问题作为现象,并将他们的最终解释应用到他们个人身上来实现个性化。例如,在构建了蜗牛的身体系统如何帮助它生存的解释后,问学生人体的模糊部分(例如,眉毛,小脚趾,膝盖骨)如何在更大的身体系统中帮助他们生存和生长。此外,你可以根据学生的兴趣和经验来判断现象。再举几个例子:使用“为什么我在篮球比赛中出汗时头发会更卷?”来了解粒子内部和粒子之间的电作用力。用这种现象,“我的狗很擅长玩接球游戏,但她从来都找不到草地上的红球。为什么呢?,以调查进入眼睛的反射光频率和色盲。
  6. 通过使用当地或文化相关的上下文使现象有意义。如果内容是带电物体之间的电作用力,问一个当地相关的现象,比如“如果闪电从来不会两次击中同一个地方是真的,那么为什么镇上的水塔每年夏天都会被闪电击中?”或者如果内容是减少自然灾害的影响,问一个与文化相关的现象,比如“燃烧是如何帮助防止野火的?”尤其在这个问题上,要运用文化背景:西部各州的土著部落数千年来一直使用受控焚烧来维护土地。这样,学生从他们的生活经历和文化中获得的知识就可以成为科学意义的宝贵资源。
  7. 通过使用普遍理解的上下文使现象有意义。如果内容是粒子内部和粒子之间的电作用力,使用常见的问题“为什么我必须使用肥皂和水洗手?”为什么我不能用水呢?”如果内容是运动和作用在物体上的力的总和,那么就问:“微小的空气粒子是如何使重型飞机保持在空中的?”

关注个人

现象是强大的工具。最有影响力的是那些与学生个人或文化相关的信息。他们加强参与,支持包容和公平的课堂,提高学生成绩。他们可以给学生,像学龄的Esther Odekunle,机会发展他们自己的科学身份,并在科学中找到一个位置,如果他们选择的话。

现象也是教师的万能工具。它们可以成为所有层次的课堂经验的基础:一个快速的写作,一个形成性的评估,一个研究活动,或整个教学单元的锚定现象,这取决于现象的范围。

当学生们学会探索令人信服的现实世界现象时,他们开始理解科学的社会相关性和他们自己积极影响社区的超能力。

当你继续思考现象如何重塑你的科学课堂时,我鼓励你阅读标准A“科学任务筛选器”看一个关于使用现象的视频概述

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