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爱文的整合科学——第一篇:西方的科学教育简史

作者| 爱文世界学校全球科学学术主任 Mike Maccarone

自我们 2012 年正式开学以来,爱文的高中科学部一直践行着我们“全球课堂,创新思想”的使命宣言。我们先是按照“物理—化学—生物学”的顺序进行科学内容的教学,但是我们很快就发现,在这个顺序基础上,我们可以进行创新,并调整教学方法,以解决科学教育领域现在面临的问题。从全球来看,科学教育的方法非常多样化,但是很多课程都体现出,在高中阶段,将科学调查、研究的技能与科学知识的学习相互结合,是非常重要的。过去十年里,美国《K-12科学教育结构》强调,教育界需要内容更加丰富的课程项目,而爱文的课程正好满足了这一点。2013 年,美国《新一代科学教育标准》又进一步指出,在科学教育领域,学生们应有更多机会进行应用、整合,以及以问题、项目和挑战为导向的主题式学习。在爱文,我们早已将这些标准深入落实。

第一篇:科学教育的简史

20 世纪 90 年代早期,利昂·莱德曼——诺贝尔物理学奖获得者、《上帝粒子》的作者、费米国立加速器实验室主任,提出了“物理第一”的概念,这是对传统的科学教学方法的重新思考。莱德曼认为,在高中,“物理—化学—生物学”的学习顺序,有助于学生循序渐进地理解复杂的科学概念并打好学习基础。在对物理学中的原子结构、力和运动有了基本的理解后,化学概念理解起来也会更容易;真正的生物学课程,则需要学生具备化学反应和物质属性的知识。美国的学校对这种理念反应迟缓,但是那些听取了莱德曼的建议的学校发现,“物理第一”的教学顺序(不仅仅是给九年级的学生上物理课,而是重新设计课程,从而使学生能够掌握相应的知识和技能)确实给学生和老师都带来了更丰富和更有意义的体验。比起他们的接受传统科学教育的同龄人,按“物理第一”的顺序学习的学生更擅长发现科学之间的关联。

进入 21 世纪,科学家们碰到的问题不再固定、单一。更重要的是,物理、化学和生物学之间的界限日渐模糊。整个 20 世纪,物理学家和化学家掌握的知识日趋接近。20 世纪末的技术进步,使得环境、气候和生命起源的研究进入了科学研究和教育领域。生物化学、分子生物学、生物工程和医学物理学进入了大学课表。应用科学领域的工作机会层出不穷,内容复杂多样。工程学不再只有传统的机械和电子学,还增加了机器人技术和遗传学。科学研究机构逐渐意识到,他们需要具备多元学术背景的研究人员,正如研究生命起源的专家需要其他领域的同事的支持和解说。试图回答各种或大或小的问题的物理学家——天体物理学家和弦理论研究者——介入了纯数学领域,使用公式和电脑模型来预测我们人类无法观察到的各种可能存在。

今天,在爱文的整合科学课程中,我们一直在努力打破传统科学科目之间的界限。唯有如此,我们才能确保我们的学生不仅学会欣赏物理学中的数学魅力、激动人心的化学反应,或不断演变的生命周期,而且更重要的是,懂得科学的无限创意和可能。

这是有关爱文整合科学的系列文章中的第一篇。继续阅读第二篇,或跳到第三篇

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