科學：小學教師指南/教育心理學與科學教學
一些教育工作者不願教授科學，因為他們覺得自己沒有準備或不知道從哪裡開始。他們也可能覺得沒有時間上科學課，因為科學有時需要額外的解釋，尤其是在實驗過程中。一些學區可能沒有預算為學生提供他們需要的實驗室裝置。並非所有教育工作者都有紮實的科學背景，但這並不意味著他們不能教這門學科。與其他任何事情一樣，你越深入學習某個學科，你就越自信，越準備好教學。每次教授某個學科時，試著在你準備的時候自己學習一些新的東西，試著想出一些新的方法來呈現資訊或幫助學生自己發現原理。教育工作者是孩子們最終的榜樣，因此展示對學科的真誠興趣並保持積極的態度很重要。這樣做可以激發好奇心，增加學習的樂趣。你不必知道所有問題的答案——願意尋找和探索答案會增強學習過程。教科學沒有唯一的辦法——每個教育工作者都有不同的優缺點——但是應用學習理論和“最佳實踐”可以幫助你變得更有效。科學是普遍的，可以包含在許多其他學科中，包括藝術、音樂、語言藝術、數學等等。小學科學的主要目標是抓住年輕人的好奇心，幫助他們夢想找到新的解決方案，並以新的方式為社會做出貢獻。科學影響著我們生活的許多方面，我們學得越多，我們的視野就越開闊。作為教育工作者，我們有機會創造好奇心、健全的思維和科學框架的基礎，以便我們的學生能夠成為更快樂、更有效率的成年人。
以下是一些想法，可以讓你思考未來的課堂以及如何影響未來的思想家和發明家
- 透過一起好奇和做出發現，擴大對一切事物的興趣
- 指導和解釋科學的基本概念，以便他們以後可以將其應用於未來的學習
- 教學生透過實驗和測量來尋找和發現新的答案
- 幫助學生培養解決問題的能力
- 透過正確使用科學語言和展示批判性思維的使用來提高科學素養水平
- 建立學生之間的積極關係，並促進合作解決問題
- 做一些會讓學生感興趣並挑戰他們理解的實驗
- 教授過程技能，如測量、觀察和資料呈現
每個人在某種程度上都是老師——我們都向朋友、同事和孩子解釋事情。有些人發現幫助他人理解新概念或幫助幼兒進行情感、社會和智力發展會帶來真正的快樂：這些人中的一些人決定成為小學老師！儘管教學可能對有些人來說是自然的，而且任何人都可以透過練習來提高，但教學也可以透過學習**教育心理學**來改進，教育心理學是對人類學習的科學研究，包括教學的影響（對於當前關於教育的學術文章，一個來源是美國教育研究協會；這裡有一個簡短的影片介紹這個主題）。哈佛大學的一位教育心理學家似乎與你課堂上發生的日常鬥爭相去甚遠，但他們研究中獲得的見解可能會提供你正在尋找的解決方案。以下是一些有影響力的思想家及其想法，你可能會發現有用
人們對如何學習的認真思考始於公元前 400 年，當時是蘇格拉底的學生柏拉圖，他創辦了西方世界第一個正式的高等教育學校。柏拉圖著名的學生亞里士多德在他的作品基礎上進行了極大的擴充套件。柏拉圖和亞里士多德在教育領域研究了個體差異、身體訓練和心理運動技能的培養、良好品格的形成、道德教育的可能性和侷限性等。他們寫了關於音樂、詩歌和其他藝術對個人發展的影響、教師的作用以及教師和學生之間的關係。柏拉圖認為知識是先天的能力，它透過經驗和對世界的理解而發展。這樣的說法發展成為今天理解條件反射和學習時持續存在的先天與後天之爭。亞里士多德認為知識是透過經驗觀察和經驗獲得的。亞里士多德被許多人認為是“第一個真正的科學家”，他寫了數百本關於物理學、生物學、動物學、邏輯學、美學、音樂、詩歌、語言學和政治學的書籍！
1632 年 8 月 29 日出生於英國薩默塞特郡的林頓，在 1600 年代，洛克提出了“白板”或“白板”的概念。他認為我們出生時沒有知識，所有學習都是透過經驗獲得的。他還解釋說，簡單的印象的連續性透過聯想和反思產生了複雜的想法。它還強調了個人構建自己靈魂的自由。個人可以自由地定義其性格的內容，但作為人類物種成員的基本身份無法改變。
約翰·杜威出生於 1859 年 10 月，逝世於 1952 年 6 月。他是進步教育的領先倡導者，以及美國思想流派實用主義的代表人物。這是一種強調“做中學”的重要性，或採取“動手”方法而不是僅僅被告知或閱讀的哲學運動。他認為，老師和學生必須共同學習，學生應該在他們的教育中擁有發言權（這是一種更加民主和以兒童為中心的教育）。杜威非常熱衷於發展更好的“知識理論”。在杜威之前的主要觀點是，思想和思想所指的事實世界之間存在差異：人們認為思想存在於世界之外，是自我的獨特方面。杜威則認為，思想是生物體與環境相互作用的產物；思考源於試圖對周圍環境產生影響。換句話說，積極地操縱環境是學習過程中的關鍵。對杜威來說，透過日常經驗學習常識與透過精心控制的實驗學習科學沒有什麼不同。一個基於經驗的教育模型意味著學生學習新材料必須找到一種方法，將陌生的概念和想法置於普通的生活經驗範圍內。強調經驗聯絡學習的進步教育依賴於教育者的作用，以一種促進這種聯絡的方式來構建正在學習的材料。相反，學生的多樣化背景為教育者提供了無限多樣化的經驗範圍。教育者的責任是組織學習經驗，以便在學生可以理解和有益的背景下，使新材料融入其中。教育者的判斷對於選擇學習課程的材料以及對編織學生先前經驗和新材料之間聯絡的敏感性非常重要，這樣學到的課程將更有價值。
在杜威看來，教育的目的不應圍繞獲取預定的技能，而應圍繞實現個人潛能，以及將這些技能用於更大的利益的能力。由於教師在兒童最具塑造力的時期，直接影響著兒童的身心和精神生活，因此杜威非常重視教學職業，經常將它的社會價值等同於牧師和父母的價值。他透過堅持教師教育需要不斷地研究課堂工作、不斷地研究兒童、方法和學科在適應學生方面的各種應用，來推動教師的培訓。他還批評那些不熱愛工作的教師，寫道：“職業中最令人沮喪的方面之一是，人們會看到許多愁眉苦臉的老師，他們臉上帶著焦慮的神情，這反映在他們緊張的高音調和尖刻的舉止中。雖然與年輕人接觸對於某些性格來說是一種特權，但對於另一些人來說，這是一種負擔，而他們並沒有很好地承受這種負擔。在一些學校，一個老師的學生太多，要教的科目太多，對學生的調整是機械的而不是人性的。人性會對這種不自然的環境做出反應。”杜威最著名的貢獻出現在他所著的眾多書籍中的兩本：《我們怎樣思考》和《民主與教育》。你可以在這裡找到一個關於杜威教育方法的簡短影片描述：這裡。
讓·皮亞傑
[edit | edit source]皮亞傑出生於 1896 年的瑞士。在很小的時候，他就對機械、鳥類、化石和貝殼產生了興趣，並在 10 歲的時候發表了他的第一篇科學論文。他成為貝類專家，這源於他花在收集貝殼上的所有時間，以及在當地博物館擔任志願者多年，在那裡博物館館長讓他對大量貝殼收藏進行標註。後來，他對發展心理學產生了興趣，發展心理學與他的生物學研究有關。隨著年齡的增長，他對推理過程以及人們如何學習越來越感興趣。25 歲時，他開始了對不同年齡段思維和邏輯過程的研究，這成為他一生的工作。然後，皮亞傑發展了認知發展的四個階段，所有人都要經歷這四個階段：感覺運動階段、前運算階段、具體運算階段，最後是形式運算階段。在第一個階段，即感覺運動階段，兒童表現出反射行為、運動協調和物體永續性的意識。接下來是前運算階段，在這個階段，兒童以自我為中心——從自己的角度看待事物，語言正在發展，他們無法保持數量不變。然後，在具體運算階段，兒童開始使用邏輯來解決現有的問題，但無法將邏輯應用於假設問題。然而，到了下一個階段，即形式運算階段，兒童或成人可以將邏輯應用於抽象概念，從而幫助他們解決未來的問題。
1. 感覺運動階段（出生至 2-3 歲）嬰兒使用感覺和運動能力來理解世界，從反射開始，到感覺運動技能的複雜組合結束。
Reflexive behaviors
motor coordination
sense of permanence of objects
- 1-4 個月之間兒童進行初級迴圈反應，即他們自己的行為作為刺激。
例如，嬰兒可能會吮吸自己的拇指。這感覺很好，所以她會繼續吮吸。
- 4-12 個月之間嬰兒轉向次級迴圈反應，這涉及到一種延伸到環境中的行為。
例如，一個嬰兒可能會捏一個橡膠鴨子。它會發出“嘎嘎”的聲音。這很好，所以再做一次，再做一次，再做一次。她正在學習“讓有趣的事情持續下去的程式”。
- 12-24 個月之間兒童進行第三級迴圈反應。
這種積極的實驗現象在吃飯時最容易觀察到，當他們發現新的有趣的方式扔勺子、盤子或食物時。
- 大約 1 歲半兒童正在發展心理表徵，即在經歷之外將影像保留在腦海中的能力。
2. 前運算階段（2-3 歲至 6-7 歲）現在，兒童有了心理表徵，能夠假裝，在這個階段他們可以使用符號來代表其他東西。創造性遊戲在這裡展現出來，孩子們使用一個符號來代表其他東西。例如，一個盒子可以用來代表一張桌子。兒童在這個階段相當以自我為中心，他/她幾乎只從一個角度看待事物：他們自己的角度！
egocentric (self point of view)
language develops
cannot conserve quantity
3. 具體運算階段（6-7 歲至 11-12 歲）在這個階段，兒童不僅以表徵的方式使用符號，而且可以邏輯地操縱這些符號。這個階段從逐漸去中心化開始。後來，兒童發展了保持數量、長度和液體體積的能力。例如，如果你把一杯矮胖的牛奶和一杯高瘦的牛奶倒在一起，孩子知道要看的不僅僅是玻璃牛奶的高度。
conservative skills
hands on experience in learning
conserve quantity in the mind
4. 形式運算階段（11-12 歲至成年）它允許人們以謹慎和系統的方式調查問題。邏輯思維、演繹推理和系統計劃等技能也在這個階段出現。例如：當你問一個學生“如果約翰比邁克高，而邁克比喬高，誰最高？”如果他們能夠在不畫任何物體的情況下回答，並且使用他們的思維來思考並得出結論，那麼他們已經進入形式運算階段。
application of logical operations to solve all types of problems, including future.
傑羅姆·布魯納
[edit | edit source]- “我們從這樣的假設開始：任何學科都可以以某種誠實的方式教給任何兒童，無論他們在哪個發展階段。”
他出生於 1915 年，逝世於 2016 年（他偶爾還在 100 歲時做演講！）。布魯納提出，社會互動在認知發展和語言發展中都起著至關重要的作用。他強調，兒童學習語言是為了交流，同時，他們也學習語言程式碼。有意義的語言是在有意義的父母-嬰兒互動中習得的，學習“腳手架”或由兒童的語言習得支援系統（LASS）支援。他最著名的著作之一是“教育過程”，其中他主張“頭腦中的模型”。它還談論瞭如何透過第一手、親身經驗來學習。他還認為，人類經歷了三個層次的智慧發展。首先是操作水平——直接操縱物體，然後是形象水平——這是心理影像，但不進行直接操縱，最後是符號水平——操縱符號，不再使用心理影像。
發現學習的四個益處
- 關注解決問題
- 動機轉向內在獎勵
- 學生將成為獨立的學習者
- 資訊將被完全綜合
- 在佛羅里達州長大
- 1941 年獲得哈佛大學心理學博士學位
- 不同意 B.F. 斯金納的刺激/反應學習模型
- 領導了被稱為“認知革命”的運動
- 1960 年寫了“教育過程”
布魯納強調具體的、第一手的經驗。他認為，我們應該在這些科目（物理、歷史、數學）中做一些事情，並參與建立知識的過程。螺旋式教育，即在早期以適合年齡的水平教授一門學科，然後在以後再教，每次都增加內容。布魯納不同意皮亞傑的觀點，因為皮亞傑認為，有些科目不應該在兒童在智力上成熟和準備好的之前教授。
三個層次的智慧發展
- 操作水平 = 具體 - （做事階段）直接操縱物體來模擬問題。
- 形象水平 = 半具體 - （看階段）心理影像，但不進行直接操縱，使用物體表示來模擬問題。
- 符號水平 = 抽象 - （符號階段） - 操縱符號，不再處理心理物件，學生能夠使用抽象符號來模擬問題。
羅伯特·加涅
[edit | edit source]加涅出生於 1916 年（逝世於 2002 年）。他是一位美國教育心理學家，以其“學習條件”而聞名。加涅在二戰期間為陸軍航空隊培訓飛行員時，開創了教學科學。他繼續進行了一系列研究和著作，簡化並解釋了他和其他人認為的“良好的教學”。他看到了從學習本身獲得的成長，不受內部時鐘的約束。他還說，學習建立在先前的經驗基礎上，因此它是分層的。
- 不同意皮亞傑和布魯納關於“認知發展階段”的觀點
- 認為認知成長是基於學習本身，而不是年齡或遺傳成熟度。
- 空軍心理學家
- 被認為是“教學設計之父”
加涅提出
- 訊號學習：對訊號的普遍反應。就像狗對命令的反應。
- 刺激-反應學習：對特定刺激的精確反應。
- 鏈式學習：習得兩個或多個刺激-反應連線的鏈。
- 言語聯想：學習言語的鏈。
- 辨別學習：對類似的刺激做出不同的反應的能力。
- 概念學習：對一類刺激的共同反應。
- 規則學習：學習兩個或多個概念的鏈。
- 問題解決：一種需要更高思維水平的學習。
他還提出了
- 吸引學生的注意力
- 提供學習目標
- 激發對先前知識的回憶
- 呈現材料
- 提供學習指導
- 引發表現
- 提供反饋
- 評估表現
- 增強保持和遷移
北伊利諾伊大學描述了可以用於這九個事件中每一個的方法。
最後，加涅提出了
- 智力技能：創造個人的能力和對刺激的反應能力。
- 認知策略：學習、思考和記憶的能力
- 言語資訊：死記硬背名字、面孔、日期、電話號碼等。
- 運動技能：學習駕駛、騎腳踏車、畫直線等的能力。
- 態度：對想法、人或情況的態度，影響一個人對這些事物的行為。
你可以理解為什麼羅伯特·加涅被稱為“教學設計之父”！
B.F. 斯金納於 1904 年出生於賓夕法尼亞州。在獲得哈佛大學博士學位後，斯金納開始研究人類行為的想法。斯金納的作品包括《生物的行為》（1938 年）和一部基於他理論的小說《瓦爾登二世》（1948 年）。他在後來的書籍中探討了行為主義與社會的關係，包括《超越自由與人類尊嚴》（1971 年）。斯金納於 1990 年在馬薩諸塞州去世。在哈佛大學，B.F. 斯金納尋求一種更客觀和更可衡量的方法來研究行為。他為此開發了被稱為操作性條件裝置的東西，後來被稱為斯金納箱。透過這種裝置，斯金納可以研究動物與其環境的互動。後來，斯金納使用這個箱子檢查了鴿子的行為模式。鴿子啄擊一個圓盤以獲得食物。從這些研究中，斯金納得出結論，某種形式的強化對於學習新行為至關重要。
1945 年，斯金納成為印第安納大學心理學系主任。在 1960 年代後期和 1970 年代初期，斯金納寫了幾部作品，將他的行為理論應用於社會，包括《超越自由與人類尊嚴》（1971 年）。他因為似乎暗示人類沒有自由意志或個人意識而遭到抨擊。在他晚年，B.F. 斯金納開始在一系列自傳中記錄他的人生和研究。他還繼續活躍在行為心理學領域。雖然他的許多行為理論已經失寵，但斯金納對強化重要性的識別仍然是一個關鍵發現。他認為，積極強化是塑造行為的一個很好的工具，這一想法在包括學校在內的眾多環境中仍然受到重視。
他於 1913 年 2 月出生，1999 年 9 月去世。他是一位美國教育心理學家，對教育目標的分類和精通學習理論做出了貢獻。他認為，為了建立完美的教育體系，必須關注三個相互依存的變數。1. 認知進入行為：是否學習了必要的先決條件？2. 情感進入行為：學生的動機 3. 教學質量：教學對學習者的適當性。他對教育的主要貢獻是他的天才發展模型，以及他在認知領域的教育目標分類法。六類教育目標是：1. 知識：回憶特定資訊 2. 理解：最低的理解水平包括解釋、翻譯、推斷想法、理論等。3. 應用：利用以前的知識解決新的想法 4. 分析：能夠將資訊分解成基本部分 5. 綜合：將基本部分組合成一個整體 6. 評估：涉及對材料、想法等的價值判斷。
布盧姆分類法
- 記住：回憶事實和基本概念（定義、複製、列出、記憶、重複、陳述）
- 理解：解釋想法或概念（分類、描述、討論、解釋、識別、定位、識別、報告、選擇、翻譯）
- 應用：在新的情況下使用資訊（執行、實施、解決、使用、演示、解釋、操作、安排、草圖）
- 分析：在想法之間建立聯絡（區分、組織、關聯、比較、對比、區分、檢查、實驗、提問、測試）
- 評估：為立場或決定辯護（評價、爭論、辯護、判斷、選擇、支援、重視、批評、權衡）
- 創造：創作新的或原創的作品（設計、組裝、構建、推測、開發、制定、創作、調查）
相信為了建立完美的教育體系，必須關注三個相互依存的變數彼此密切相關的事物，其中每一個都需要其他事物才能存在。
- 認知進入行為：是否學習了必要的先決條件？
- 情感進入行為：學生的動機。
- 教學質量：教學對學習者的適當性。
認知學習表現為知識回憶和理解資訊、組織思想、分析和綜合資料、應用知識、在解決問題時選擇備選方案以及評價想法或行動的智力技能。
情感學習表現為行為，這些行為表明態度意識、興趣、注意力、關心和責任、在與他人的互動中傾聽和回應的能力。
心理運動學習表現為身體技能、協調、靈活性、操作、優雅、力量、速度：展示精細運動技能的動作。
Quote:
"Creativity follows mastery".
多元智慧理論 這一理論適用於所有年齡段的人，但眾所周知該理論側重於兒童發展。在這一理論中，人們被告知智力存在著許多不同的形式。霍華德·加德納在 1993 年指出，存在七種智力。
- 語言 - 語言，能夠有效溝通。
- 邏輯數學，能夠以非常高階的方式使用數字。
- 內省（洞察力），理解自己的能力。
- 人際交往（社交技能），友善且外向的人。
- 音樂 - 節奏，能夠演奏樂器的人。
- 動覺（運動），運動員。
- 視覺 - 空間，能夠解釋影像。
至今，大多數教育者使用語言 - 語言、邏輯 - 數學和內省智力方法來教授兒童。然而，加德納認為，每個個體都擁有所有這些多元智力，但程度不同。因此，他認為應該根據學生最強的智力方法來教授學生，而不是用“一刀切”的方式。每個教室都充滿了在不同領域有強項的獨特學生，因此，教師最好幫助學生髮現他們的內在才能。
一些其他的想法
自我形象
什麼是自我形象？自我形象與教授小學科學有什麼關係？它不僅適用於科學，也適用於所有其他科目。認識和發展自我形象在教育中至關重要。作為一名教育者，我們許多工作之一就是指導那些感到沮喪或困惑的兒童，幫助他們充分發揮自己的潛力。健康的自我形象不是人們可能認為的那種壓倒他人或踐踏他人的自我形象。強大的、健康的自我形象可以讓一個人對自己充滿信心，從而幫助他人。因此，教育者必須首先建立自己的自我形象，然後才能幫助兒童建立自己的自我形象。如果教育者的自我形象是健康的，那麼他或她將能夠提升他人的自我形象。成為一名真正支援性的教育者意味著能夠識別和同理心對待來自不同背景的兒童。小學科學是學生透過實驗和反覆試驗獲得自我形象的一個好方法。透過這樣做，學生能夠更好地獨立解決複雜的問題，認識到自己的優勢和劣勢，從而進一步成為獨立的學習者。
一個由“對教育研究感興趣的認知心理學科學家”組成的團隊運營著名為“學習科學家”的網站："The Learning Scientists." 他們不僅有六種由研究支援的有效學習策略，還提供有用的影片、可下載的海報以及一個廣泛的部落格，探討與教學和學習相關的議題。以下列出六種策略（並附上相關部落格文章連結）：
- 間隔練習 涉及將學習計劃分散到一段時間內。
- 交錯練習 涉及在學習過程中切換不同主題，以建立想法之間的聯絡。
- 精細加工提問 涉及詢問自己關於事物如何運作的原因和方式。
- 具體例子 涉及幫助解釋和理解抽象概念的具體例子。
- 雙重編碼 涉及用多種格式（如文字和圖片）來描繪想法。
- 提取練習 涉及在不使用筆記的情況下回憶資訊，作為發現知識缺陷的一種方法。
教育類TED演講
[edit | edit source]偉大的想法比以往任何時候都更容易分享！最受歡迎的TED演講之一是肯·羅賓遜問"學校扼殺了創造力嗎？"
這裡有一個來自世界各地教育者的TEDx演講播放列表，他們在各種與教學和學習相關的主題上發表了演講。
芬蘭怎麼樣？
[edit | edit source]芬蘭經常被譽為典範，因為芬蘭學生在各種考試中排名世界第一，芬蘭教師也是世界上最快樂的教師。看看芬蘭成功教育體系的秘密！
測驗
[edit | edit source]嘗試這個簡短的測驗，檢驗你透過閱讀本章所學到的知識！