小学部科学展丨科学不仅仅是一门学科，更是一种生活方式

Tony Lane

六年级班级教师 / IPC协调员 / STEAM 协调员

这个学期，天津惠灵顿学校小学部的学生们模仿科学调查的步骤，探索了科学思维中的多个方面。这种调查形式着眼于在学生所选择的领域内针对一个理论的研究，它遵循一个特定的过程，来证明一个相关问题的真伪。

体验这样的科学调查过程，是学生们绝佳的学习机会，让他们学习到诸如提问、调查、测量、分类、推理、寻找规律、预测以及沟通交流等等技能。通过实验、分组活动、与同学或在班级内讨论、实践活动以及独立学习，学生们还能够发展许多技能，例如提出假设、公平测试、识别及控制变量、收集信息、归纳并分析数据、得出结论等等。

学生们发展了作为21世纪的人才所必需的技能。这些技能包括迭代（应用于公平测试中）、项目管理（作为一个团队，专注于自己所研究的内容）、时间管理（在截止时间之前提交作业）、人际交往技能（增进团队中的文化反馈）以及思辨反思能力（在得出结论及其后的阶段）。

小学部线上科学展精彩回顾

这是科学调查的第一阶段，以提出一个感兴趣的问题作为开端。4年级的学生正在学习人体结构，因此一组学生选择了研究心脏是如何工作的。当每个小组的学生都确定了他们的选题，我们鼓励他们向任何有可能提供相关信息的人交谈，比如他们的老师或父母。然后，学生会通过提出更多的问题来更为深入地了解他们所选择的话题，并最终得以提出一个假设。

在通过调查彻底了解了自己所选择的话题后，各个小组开始预测如果这个系统中的某些变量被改变或移除，将会发生什么。这种有根据的猜测将最终成为他们的假设，也就是一个能够被明确测量或测试的理论。比如：我认为黑色上衣在阳光直射下会吸收更多的热量。学生需要通过研究来证实这一假设，并且给出证据（在科学理论支持下）支持他们的假设。

在这一步，学生们准备了一份材料清单，并安排好了实验程序。实验中的变量需要可控、独立、有相关性，学生需要给出相关的定义及相应的说明。当学生能够说明影响实验结果的变量时，他们就能够自信地设计一个公平测试。

科学调查的这一阶段是最难从概念上掌握和实施的。各个小组需要自己设计测试内容，在测试中，要改变其中一个变量，测量这个变量对其他变量的影响；其间，要保证其他变量不变或可以忽略不计。要设计这个测试，学生必须在整个科学调查开始时就做好充分的研究。通常情况下，每个小组都要不断回顾自己的研究记录，拓展已有的知识，这样才能成功完成这一科学步骤。

通过公平测试，学生们收集到了数据，开始总结其中的规律。在老师们的教导下，他们学着通过辨别最大值、最小值、最大/最小变化的点、异常值等等来分析数据。在这个步骤，学生们也许能找到支持他们假设的数据，反之也有可能。以下示例展示了一个小组通过一周的测试怎样总结归纳了他们获得的数据。

在整个科学调查过程的结尾，各个小组需要回答这样的问题：

• 你的实验结果支持你的假设吗？

• 需要进行更多调查研究吗？

• 你设计的实验是怎样解决你最初的问题和研究目的的？

我们希望学生能对整个研究过程进行反思，对成为一名科学家以及终身的学习者的意义有更深的体会。我们还希望学生们能够交流他们在这个过程中学到的知识，以及学习的方法，以此让他们进一步体会到知识的获得是有过程的。

抗挫力的培养是学校教育的重点之一。许多学生在这次科学研究的过程中展现了他们积极的心态，也有一些需要更多的支持和帮助，但他们都表现得非常棒。要完成最终的研究目标，学生们需要克服许多问题，比如一些不可预测的突发事件（比如疫情影响）以及失败受挫（比如公平测试中出现错误）。毋庸置疑，他们得以从失败中学习，学生能够掌握这样的技能也是非常有价值的。通过经历挫折，并从中学习，学生们能够学习到积极心态的力量。这种对抗挫力的体会也将助力他们在自己的人生中获得更大的成功。