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STEAM教育风靡世界,原来美国小朋友是这样学科学的!

2017-03-14 radish 小灯塔的三十六计


风靡世界,被许多教育大国纷纷采纳的美国的STEAM素质教育是什么呢?



简单说,STEAM包括:


Science(科学)

Technology(技术)

Engineering(工程)

Arts(艺术)

Maths(数学)


STEAM强调打破学科界限,注重学习与现实的联系,注重学习过程而不是考卷,让学生自己动手完成自己感兴趣的项目,从中学到各类学科的相关知识。


Science Fair(科学展览会)就是STEAM教育的一个好例子,科学展览会是美国从小学到高中的 “标配” ,有的学校从学前班就有Science Fair了。


美国家长对Science Fair也非常重视,除了和孩子一起全力准备项目,在展会当天,往往都是全家出动,为自己的孩子捧场,也认真观赏和研究其余孩子的实验设计,为以后的设计增加经验。


今天小灯塔教育频道就来聊聊美国学校的Science Fair,尤其是孩子还不能完全独立完成的时候,爸爸妈妈怎么才既不喧宾夺主,可以让孩子自己投入和参与到活动中来,又能恰到好处的给予孩子他们所需要的帮助,比如怎么设计实验,制作展板,引导孩子查阅参考文献,又有哪些有趣的小实验值得孩子去试试看呢?


什么是Science Fair(科学展览会)


Science Fair(科学展览会)虽然只是孩子学校众多活动之一,但是整个过程和正规的科学研究套路一样,孩子需要选题决定自己的项目,然后针对主题提出问题,查阅资料,设计实验,完成实验,得出结论。


选题内容不局限于课堂上看到的内容,这对孩子的课后的学习和实验都有很高的要求。


展览会当天,评审老师会根据学生的展板,请学生向观众讲述自己的项目,回答观众提出的问题,最终评选出最优秀的实验设计。


为什么要参加Science Fair?


除了让孩子动手动脑,仔细观察自然世界,体验科学实验的乐趣,熟悉科学实验的流程,Science Fair还可以锻炼孩子很多其余的能力,比如与同学组队做项目,培养分工协作的能力。


Science Fair的一个重要方面就是展示(presentation)和讲述(public speaking),不仅要会做,还要把自己做的东西漂漂亮亮的展示出来,自信清晰的讲述给听众。这一点不仅对孩子重要,即使在成年人的工作生活中,也是不可或缺的能力。

小时候每年一度的科学展,正是培养孩子们创新,思考,喜欢科学和尊重科学的好机会


我们常常看到美国不少高年级学生,在科学展有很多酷炫的设计,有些科学俱乐部(Science club)可以设计出机器人、飞行器等很拉风的项目,“不积跬步无以致千里”,这些也都得益于他们从小培养的好习惯。


多多好朋友的爸爸,曾经在高二的时候组织了全校的science fair,他们写商业计划书,规划展览模式,到IBM、Intel等科技公司,以及Chase银行等金融行业等拉赞助,把一场高中的科学展会做出了专业科学交流会的即视感。而这一个经历也成为了他申请大学时简历的亮点,最后成功进入了常春藤大学。


怎么准备一个Science fair的项目呢?




一个优秀的科学展项目需要仔细的方法,创造性的规划和良好的推理,所以即使孩子设计的科学小实验最后“不能工作”,只要他们可以理解、解释和展示它为什么不工作,这也是一个“成功”的选题。


和其余教育一样,在科学展选题的时候,爸爸妈妈可以提供帮助,给出建议,但是请把主导权交到孩子的手里:你想选什么主题?为什么?你觉得我们该怎么做?你需要爸爸妈妈给你什么帮助?


思维方式永远是学习的重点,在设计Science Fair项目的时候,多鼓励孩子像一个科学家一样思考,孩子从小要习惯的科学套路就是:


  • 观察

  • 假设

  • 实验

  • 绘制结论




Science Fair项目清单


为了帮助孩子更好的设计和展示自己的项目,我们可以按照下面的清单检查和准备


  • 开发个人兴趣列表,缩小主题,选择一些孩子真正感兴趣,喜欢学习的主题。

  • 团队合作。无论是和父母还是和同学组队,学会分享信息,进行有效讨论和分工合作。

  • 明确这个项目想解决的问题是什么,编写一个短而精干的问题陈述。

  • 做一些资料研究:谁在这之前做过这个项目?他们做了什么?使用各种资源,包括书籍、文章、视频、网站等等来研究这个主题。

  • 记录所有参考文献,详细的参考书目是实验报告的专业体现。

  • 提出自己的假设。猜一猜会发生什么?爸爸妈妈可以给予适当的建议,看孩子的假设是不是有实际意义。

  • 设计一个实验来测试假设,爸爸妈妈要确保实验过程的安全。

  • 在实验室报告中写出分步程序,注意考虑细节。

  • 创建材料列表。

  • 进行实验,记录每个步骤的时间和发生的事情。爸爸妈妈要提醒孩子:“安全第一”!

  • 记录和分析结果。请记住,即使意想不到的结果也是好的科学实验。尽量设置一个有意义,可以重复的实验,并且做出详细的记录,孩子可以从结果中学到更多东西。

  • 讨论实验结果,把所有的数据放在一起,归纳结论:“你的假设是正确的吗?”,“为什么或者为什么不?”

  • 创建一个计划来展示整个项目,最好多拍摄一些实验照片。

  • 做展板,展板内容需要全面概括整个实验,同时激发其余人的兴趣和问题。





  Science Fair

科学实验选题小建议

多多在学前班的时候参加学校的科学展览会,不少孩子设计的实验都很棒,展示也很优秀。


全年级的最佳项目是他好朋友的磁铁小实验:包括磁铁的同极相斥、异机相吸,磁化现象,哪些物品可以被磁化,利用磁化现象做小游戏等等。


优秀的展览作品很多,真正的理解整个实验内容是最重要的打分点


所以,一个好的选题一定是孩子年龄和能力可以真正投入参加的选题

这里给小朋友一些选题小建议



大自然

孩子对宇宙对自然界总是有着饱满的热情,所以太阳系、银河系、宇宙、地球的发展等都是孩子们热选的题目。同时,这样的选题做出来的展示往往都很好看很吸睛。


基础物理

最简单的莫过于浮力实验,什么样的物体可以浮在水面上,什么样的物体不行,为什么?

电路实验就略难一些了,这一部分要注意安全,同时需要父母更多的参与。




厨房小实验

厨房是孩子们学习科学的最好教室,比如一瓶白醋,几个鸡蛋,一些食盐,就可以完成好几个厨房小实验了。


小灯塔的科学小教室特约作者溜溜妈是生物专家,她专门为孩子们设计了几个生物小实验,不仅科学展会可以用,平时在家里也可以和孩子做做这些简单快速有趣的小实验呢。


提醒一下,完成实验之后,请注意要仔细洗手哦。


最简单的就是鸡蛋,稀的鸡蛋煮熟就变性成为固体,所以孩子的第一个观察可以是:温度可以让鸡蛋变性成固体。


醋蛋

实验很安全,即使不是参加Science Fair,两岁以上的宝宝就可以参与了。


材料很简单:醋和蛋。


第一天,鸡蛋洗干净,摸摸蛋壳,是不是硬硬的?然后倒上一杯醋,让孩子闻闻,沾一点醋,舔舔,酸酸的。然后让孩子把鸡蛋泡到醋里面去。


任何醋都行,但是透明的美国白醋(5% acidity)很便宜,更方便孩子观察。

鸡蛋泡到醋里,马上起了很多小泡泡附着在蛋壳上。这就是醋酸在溶解蛋壳里的碳酸钙了。盖上盖子。静静等待。


第二天,拿出鸡蛋,蛋壳不见了,鸡蛋变软了。实际上蛋壳还有些残留,在水里稍稍冲洗一下,就完全没啦。

这样做好的鸡蛋是很有弹性不会破的哦,看看小朋友做的关于醋蛋的可爱展板是不是很有趣。


快速腌制咸蛋黄

鸡蛋打破,分离蛋白和蛋黄,蛋黄注意不要弄破,保证蛋黄膜完整。


小碗底部撒很多食盐,放入蛋黄,然后在蛋黄表面撒上很多食盐(我们用的粗海盐,效果一样的)。

盐一定要多一点保证蛋黄埋在里面。盖上小碗盖子。

一天以后,扒开食盐,按按蛋黄,看看是不是变硬了?

两天以后蛋黄一定会变很硬了,可以拿在手上,而且晶莹半透明。

洗掉蛋黄表面的盐,给孩子摸摸,引导孩子看看蛋黄的变化。

除了温度,盐也可以让蛋黄变性成固体哦。咸蛋黄蒸熟,吃一口,哇!有点咸啊!还是不如整个鸡蛋腌的咸蛋好吃呢!而且蛋黄没有油。



骨头可以变软

吃完鸡翅、鸡腿的鸡骨头也是科学实验的好材料。先让孩子摸摸骨头有多硬,然后叫孩子把鸡骨头放入食用白醋泡起来。

过了一个星期,骨头里的钙质被醋溶解了,原本硬硬的骨头,现在软得可以打结。


对着光看看,骨头里面很多大孔,不像原来那么致密,骨质疏松就是这么回事!


洗干净骨头让孩子亲手体会一下差别吧。



火山喷发

火山喷发是最简单又很酷炫的厨房小实验,小苏打(baking soda)加白醋就可以产生泡沫的“火山爆发”,孩子可以了解这个实验背后的科学原理:醋酸加碳酸氢钠会产生二氧化碳。



植物小实验


植物

植物生长需要什么样的条件,这一点小朋友可以通过查阅资料得出自己的结论。


种吊兰可以在水里观察根的生长,长出来的叶子的向光性,根的向地性,最后移植到盆子里的过程,了解土壤对植物的重要性。这些都是可以记录和分析的实验数据。

黄豆、绿豆发豆芽也是个有趣的实验,可以观察种子的发芽和发芽率。收获的豆芽,用来炒菜、炒面、拌入沙拉还都挺好吃。

土豆、红薯的发芽也都是可以观察和记录的。红薯大概泡3个星期,用半个矿泉水瓶子和普通自来水就好了。同样,做完实验,长出来的红薯叶子还可以吃!


种蘑菇的选题,可以介绍真菌,孩子需要观察蘑菇的成长,每天按时喷水到蘑菇上。同时通过查阅资料,让孩子了解野外的蘑菇很多是有毒的不能碰! 我们自己种的,那是可以吃滴!而且很美味!!!!!!!


实验材料可以考虑买蘑菇实验套装,比如亚马逊可以买到的Back to the Roots Oyster Mushroom Kit。其实自己做也可以,这个套装里面就是咖啡渣填充的。当然,我天朝大淘宝更便宜,菌包大概10-20人刀一个,品种更多,即使不参加科学展,大家也可以买来给孩子观察学习。


蘑菇10天就可以长出来了,收获的蘑菇是可以吃的,应该就是我们华人超市买的杏鲍菇。


还有很多植物小套装都是网上可以买得到的,基本原理都差不多,主要培养孩子进行实验和记录实验过程和结果。


比如会吃虫子的小植物,这类特殊的植物对孩子和孩子爹妈们的吸引力大过很多其他植物啊,我们在很多植物园也都见过这些长了开关的植物。捕蝇草(Fly Trap Plant)是amazon可以买到的。

利用不同颜色的水对花朵颜色的影响,来观察植物枝干吸水的功能,也是很有趣的小实验:




设计制作项目展示板

项目展示板是展会之前的最后一步,更是展会当天给观众的第一印象和了解这个项目的机会。


Science Buddies(科学伙伴)的首席科学家Sandra Slutz指出:


“显示板的整个要点是展示你的项目。”

“目标是清楚、有效、准确地传达你想要研究的内容,资料文献查阅的结果,实验结果,以及你对这些结果的解释。”

“你也许有最聪明有趣和重要的研究,但如果你的展示和讲述不完整,组织不善,或难以阅读,那么你也不能得到第一名。”


项目展示板大多数使用三重显示板,有相同的标准尺寸,这些展板可以在学校的书店或者很多文具店都可以买到。如果要环保,也可以自己用需要回收的纸箱来做。


展板设计的基本原则就是:清晰、干净、突出强调项目工作。


有效设计展板


模拟你的项目显示板:在开始打印或粘贴任何东西之前,花时间在一张纸上模拟你的项目显示板。确定可用空间、要包括的元素比如照片或者图片,标明每个部分中包含哪些信息。


知道大小限制。请查看Science Fair准则,了解任何特定的尺寸限制。


选择正确的标题。项目标题要准确,也要有趣,让观众好奇。标题要足够大,使用容易阅读的颜色类型和字体。


完整描述整个项目。整个实验的准备、过程和结论都需要在展示中得以体现。


有效使用标题和副标题。最多一分钟,观众就应该知道你正在研究什么问题,你期望发生什么,以及事情如何发生。


确定字体大小。项目显示板标题需要在整个展厅都可以读取,其他组成部分也应该清晰可读,在颜色平衡和字体选择方面,要可以立即获得观众的注意。


记住图片的力量。照片和图表可以快速有效地传达信息给观众,请务必使用相关字幕或副标题,进一步解释相片的内容。视觉元素可以帮助支持和传达信息,但不要太乱。


打印材料。除非没有其他选择,否则不要手写展板元素。


不要等到最后一分钟。好的项目显示板需要时间,提前规划真的很重要。记住:创造一个成功的项目展示板不仅仅是将一些手写的纸片粘在一起!


科学展示会是一项学校的活动,其目的是让孩子学科学爱科学,培养良好的科学思维模式,正确的科学实验计划,优秀的动手能力,学习团队合作,展示和演讲。


科学是严肃的,但也是有趣的,它就在我们身边,寓教于乐是孩子喜欢并且容易接受的方式,所以,无论是不是参加科学展,都让科学成为孩子的好朋友吧。


 




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