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科學:小學教師指南/觀察、提問、測量、展示

來自華夏公益教科書,開放的世界開放的書籍
問題推動科學!

什麼是過程技能

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過程技能僅僅是科學家使用的技巧 - 執行科學過程的技能。當我們教授科學時,我們傾向於關注科學內容,但我們也可以用各種有趣的方式教授這些過程技能,這將有助於學生提高他們的科學思維,執行他們自己的科學專案,並改善他們對科學的態度。這裡有一個外部連結描述瞭如何教授這些技能。

  1. 觀察:透過五種感官感知事件和自然世界。
  2. 推斷:解釋或說明一個或多個觀察結果,通常基於先前的經驗或感知
  3. 分類:根據物體的特徵或事件將其分組
  4. 測量:進行定量觀察
  5. 預測:根據過去觀察中識別出的模式預測未來事件或狀況
  6. 交流:透過口頭語言或書面符號(包括圖表、地圖或其他視覺演示)向他人傳遞資訊
  7. 使用時空關係:識別物體的相對位置和運動,以及隨時間的變化
  8. 提出假設:在調查或實驗之前,根據當前資訊進行有根據的猜測
  9. 識別和控制變數:識別影響系統的變數,並選擇要操縱的變數和要保持不變的變數
  10. 實驗:透過使用所有適用和適當的過程技能,透過對變數的控制操作進行調查

觀察技能的發展與幼兒練習口頭和書面表達的需要息息相關。為小學一年級的學生提供用五種感官表達自己的機會至關重要。當一個孩子在檢查化石時,重要的是鼓勵他們談論這個物體。它是什麼顏色?它摸起來是什麼感覺?它很重嗎?它有多大?允許孩子們描述氣候和天氣的變化,季節,甚至音樂。讓學生透過繪畫和素描以及書面文字和數字來練習記錄他們的觀察結果是至關重要的。在科學中,我們強調準確、可測量且易於理解的觀察結果。如果孩子還沒有學會寫作,學生可以將他們的觀察結果口述給老師。老師只應該寫下孩子說的話,不要嘗試改寫這些陳述。在進行觀察時,鼓勵定性(顏色和形狀)和定量(數量和大小)觀察。比較孩子之間的觀察結果可以幫助學生對他們正在觀察的事物做出更完整、更準確的描述。

推斷是我們從可獲得的資訊中得出邏輯結論時所做的事情。例如,如果你看到一個年輕女孩坐在人行道上哭泣,她的腳踏車倒在她旁邊,你可能會推斷出她從腳踏車上摔了下來。你的推斷可能不正確 - 也許她從腳踏車上下來哭了,因為被蜜蜂蜇了,或者因為她的朋友說了傷害她感情的話。在這個例子中,你可能會走近女孩,看看她是否有抓傷或流血,或者你可能會問她問題,比如“發生了什麼事?”基本上,你正在收集更多資料來幫助你得出更好的結論!在科學中,我們收集各種資料,通常是可以用某種方式測量的。這些數字可以用統計資料進行分析 - 我們使用“統計推斷”在存在不確定性時得出結論。最重要的是要明白,科學家一直在處理不確定性 - 科學處理“已知”或“確定”的事物是一個普遍的誤解。相反,科學就是從我們可獲得的資料中得出推斷,但始終尋找更多資料並測試我們舊的想法,看看它們是否仍然成立,或者我們是否需要修改我們的想法。

使用推斷並不意味著你的結論是正確的 - 尤其是在你的論據的前提是錯誤的情況下!不正確的推斷被稱為謬誤。研究非形式邏輯的哲學家編制了大量的謬誤列表,認知心理學家記錄了許多人類推理中的偏見,這些偏見有利於不正確的推理。做科學的一部分是認識到人類天生就有認知偏見。當你意識到自己的偏見時,你就可以更小心地避免得出不正確的結論。一個常見的問題叫做確認偏見,這是一種以確認自己先入為主的觀念的方式搜尋或解釋資訊傾向。回到我們的女孩和腳踏車。如果你小時候發生過嚴重的腳踏車事故,並認為腳踏車非常危險,並且再也沒有騎過腳踏車,那麼看到女孩在腳踏車旁哭泣就證實了你的信念。你比你遇到的所有騎腳踏車沒有受傷的快樂孩子更關注那個單獨的觀察結果。一個更險惡的例子是,如果有人有種族偏見。如果偏見是“所有________都是罪犯”,那麼每次那個種族的人被發現犯罪時,偏見都會得到加強。有這種認知偏見的人沒有注意到他們周圍所有誠實、勤勞的人,而只關注那些證實他們偏見的例子。你從經驗中知道,如果有人有偏見,很難讓他們相信自己錯了。如果一位科學家非常自信地認為他的假設是正確的解釋,他們可能會只以確認其偏見的方式解釋他們的資料。讓菸草公司調查吸菸的危害可能不是一個好主意 - 我們預計他們已經有了很強的偏見。底線:推斷是一個非常強大的工具,可以幫助從資料中得出結論,但你必須小心,1)你是否獲得了正確的資料,2)你的假設是否正確,以及 3)你是否小心地做出了公正的決定。

利用時空關係

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制定假設

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識別和控制變數

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https://www.slideshare.net/kimiworley/identifying-variables-8818441

提問是一種用於請求資訊或使用這種表達方式進行請求的語言表達。所請求的資訊應以答案的形式提供。當你提問時,你是在模擬學生可以並且應該使用的過程。良好的提問技巧需要理解四個概念。
1. 提問是你教學的重要部分,也是學生學習的重要部分。
2. 有效地利用提問可以激發學生多種型別的反應和思考水平。
3. 你作為老師提問的方式會影響學生的參與度,比如參與的學生數量,甚至課堂管理。
4. 有效的提問需要你作為老師花時間和精力去掌握。

提問技巧對解決問題的能力至關重要; 然而,很少有學生會提問。

孩子可能會問兩種不同型別的問題,作為教育工作者,我們必須做好應對這些問題的準備。

封閉式問題,只能有一個答案的問題。一些例子是,你明白嗎?我能幫你嗎?這是你最後的答案嗎?

開放式問題,需要更多思考。一些例子是,你到底是怎麼讓狗移動的?你如何備考?什麼讓樹葉落下?

在課堂上詢問學生的最佳問題型別是促進發散思維的問題。


提問有效應用技巧

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等待時間

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  • 在你提問後,等待3-5秒,然後再接受學生的回答。
    • 這給了你的學生充足的思考時間。
    • 等待適當的時間也可以幫助你更好地控制課堂管理。
    • 學生回答後,再等待3-5秒,仔細聆聽。


隨著等待時間的增加,以下內容也會增加

  • 學生的回答;
  • 非自願回答的數量;
  • 學生的自信心
  • 推測性思考;
  • 學生相互傾聽和回應;
  • 增加證據和推斷陳述;
  • 學生提出的問題;
  • 學生提出的實驗; 以及
  • "慢"或"害羞"的學生對課堂的貢獻。

隨著等待時間的增加,以下內容也會減少

  • 學生沒有回答
  • 教師的紀律行為。


傾聽學生

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  • 專心傾聽。
    • 非語言交流可以表明教師的注意力水平。
    • 集中注意力可以讓其他學生學習,如果他們想要你的注意力,提問是一種方法。

重定向問題

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  • 很多時候,提出的問題可能沒有明確的答案
    • 可以提出多個問題
    • 鼓勵不同的回答


處理學生的意見

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  • 尊重、專注和善解人意的老師的回應會激發更多學生的意見。
  • 永遠不要貶低學生的回答。
  • 不要允許其他學生貶低其他學生。
  • 尷尬會阻止其他學生說出自己的想法。
  • 課堂應該是表達所有思想和觀點的安全場所。
  • 不要忽視錯誤或不恰當的回答,只需鼓勵學生重新思考他們的想法。

鸚鵡學舌

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  • 一般不要重複學生的答案。
    • 讓學生自己重複。
  • 促進溝通技巧
  • 你的回答沒有改變... 如果真的發生了,可能會導致尷尬。
    • 不要說"哦,你是說"。最好問"你是這個意思嗎"?
  • 任何試圖回答問題的嘗試都應該得到獎勵
  • 但如果偏離主題,就問
    • 怎麼樣...
    • "你對....有什麼看法"
    • "有趣的觀察....但怎麼樣"

營造支援性的課堂氛圍

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  • 犯錯是可以的。
  • 即使是老師也不總是對的。
    • 可能需要故意犯錯來證明這一點。
  • 課堂是一個學習和表達所有想法的地方,不用擔心被羞辱。

回答自己的問題

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  • 不是好主意。
  • 提問是為了引出回答,但如果你回答自己的問題,可能會讓學生困惑。
    • 他們可能會開始"走神"

猜謎遊戲

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  • 不要事先想好你要尋找的答案。
  • 你腦子裡想什麼和他們腦子裡想什麼一樣重要。

問題型別

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封閉式(低階)問題
-只有一個正確答案
示例: 罐子裡有多少顆彈珠?(不鼓勵過多思考)

開放式(高階)問題
-開放式問題比僅僅記憶事實能培養更多發散思維者。
-提出更多開放式問題而不是封閉式問題。
示例: 如果地球不傾斜23.5度,會發生什麼?(更多意見和不同的答案)

管理型問題
-詳細說明如何進行任務的問題,但不直接應用於任務。
-對於空間、時間和材料的管理來說是必要的。

基於布魯姆分類法的問題
-透過提出適當的問題來練習每項學習技能

Memory (recall of information)
  • Comprehension (show understanding)
  • Application (apply information learned on a specific situation)
  • Analysis (examine information, separating it into its component parts)
  • Synthesis (forming a whole using components)
  • Evaluation (make a judgment)

性別歧視問題
-不要問或回答可能會阻止學生學習某門學科的問題
示例: 女生和科學

參加這個測驗,測試你的知識吧!


1 以下哪種過程技能使用感官來感知事件?

測量
猜測
交流
觀察

2 學生透過口頭語言或書面符號向他人傳遞資訊,使用了哪種過程技能?

推斷
交流
測量
制定假設

3 判斷對錯:學生能夠識別物體的位置和運動,並解釋物體如何隨時間變化,這是在使用時空關係嗎?

正確
錯誤

4 學生在進行定量觀察時,使用的是以下哪種過程技能?

測量
猜測
預測
分類


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有效問題的威力

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