——科学教育课听课随笔之三
学科教育课该怎样上，在国内学过师范教育的老师都有切身的体会。这里呈现的是美国Towson大学的科学教育课的Hermann教授的一节普通课中的做法，相信一定能给我们一些启示。
Hermann教授要传递给学生的教学观念是：用探究的思路学习重要的概念，在其过程中习得相应的技能。
不过，Hermann教授并没有从理论开始进行教学，而是以自已的切身行动和观念来教育和感染学生，给这些未来的教师上了一节示范课，以期引导和教育他的学生在未来的课堂教学中该有什么样的教育、教学行为及其理念。下面是教授的一些具体的教学过程。
一、创设情景，提出问题，引出需要解决的课题
主要有以下几个步骤：
提出问题：距离如何影响观察物体的外观大小（How does distance affect apparent size of an object）?为了方便学生思考和回答，教授又提出了一些更加具体的问题：(1)Why do the cows in the field look small?(2)What is the actual size of the cows in the field?How do you know?Is it likely that the cow can actually change size?等等，要求学生就这些问题交换意见，然后在此基础之上，教师要标学生讨论并提出自己的观点：What is the relationship between apparent size and distance?
在学生的发言结束之后，教授要求学生：Develop and test a method to quantifiably determine the relationship between apparent。在此，教授提供了自己课前准备的两把直尺和一个塑料小人（每组），要求学生自己动手设计并观察小人在不同距离下的测量尺寸大小，并记录相关的数据。在测量的过程中，教授提出以下问题供学生讨论： （1） methods did you group use to determine the relationship？
（2）Are there any alternative methods measurements that could be ployed?
（3）What is the relationship between apparent size of the object and distance between the object and observer?等等。
教授给学生放了一段视频，是一个人在一个标牌的前后运动，标牌是不动的，看起来很大，而人是活动的，并随着运动距离时而变小、变大，最后，当人回到标牌的边上拿起它，这时我们才看清楚，原来标牌很小，只是因为与我们的距离太近了。这个视频对比强烈，很有戏剧性，大家都被视频中的人和标牌逗乐了。同时，也让我们如此的好奇，距离的远近会产生这等夸张的效果。
二、利用已有的科学结论来分析复杂的科学现象
在学生汇报自己的测量结果，得出基本的结论之后，教师提出新的问题要求学生讨论：从地球到太阳的距离远近是造成不同季节的原因吗？你的解释是什么？
这时候的学生可都有话要说，纷纷解释了距离远近与太阳光照到地球表面时的光照强度之间的关系。
在这个基础之上，教授进一步用一些数据图来说明距离的远近与季节之间的关系，解决了之前提出的问题并论证了学生的判断。
三、进一步深入研究科学现象，习得重要的科学技能和方法
如果到此为止，这节课也不失为一节成功的课堂示范课。但教授并没有结束，他又提出了新的问题：如何利用简易的装置来测量和计算太阳的直径？教授给出了一些基本方法，即光线成像原理，还给出了太阳到地球的距离：150 000 000km。要求学生用实验、测量和计算的方法求得太阳的直径。
这可是一个有点难度的问题，学生们展开了热烈的讨论和设计，很快，大多数组的学生设计出了相应的实验方案，即利用小孔成像原理，跟据相似三角形的数学计算，可以测量并计算太阳的直径。具体的方法见下图：
图1 实验设计
图2 推算公式
A点到BC形成一个暗室，A点有一个小孔。其中，DE的长度为太阳的直径；AD的长度为太阳到地球的距离；AC和BC的长度可以通过小孔成像时测量。科学家就是这样测量的，其测量和计算的结果为，太阳的直径达1350 000Km。
至此时我们可以看出，教授前面的设计活动是有用意的，是层层递进引导学生思考、探究并解决相应的问题，以获取重要的概念，教授之所以这样设计，就是用自身的行动来告诉学生，科学课应该用什么样的理念和方法来教学。这种理念和方法，可以使学生获得知识、方法和技能的成就感。
四、回归科学教育课堂，关注中学课堂教学中的学生问题
这节课并没有到此结束，教授最后提出了两个问题：在开展以上的观察、实验和测量活动时，学生会提出什么样的问题？还有哪些问题可能导致学生质疑从地球到太阳的距离是导致季节形成的原因？要求学生讨论发言。
至此，这节课全部结束。
五、不得不说的话
在 Hermann教授的科学教育课中，你听到和看到的是问题，是层层递进的问题，是用数据和证据说明的科学问题，是引导学生思考的问题和大量的活动，听到的是学生参与的讨论和发言。没有什么高深的理论，即使有，也是通过实际的教学活动来展开的，往往到了课堂的的最后部分才呈现给学生。
在一些中学教师的眼里，测量太阳的直径就是一个纯粹的数学问题，我们在初中二年级的几何课中就已经学习和计算过，到了大学和研究生课程，我们何苦花费哪么大的精力来研究这个问题，我们何苦转弯抹角、费尽心思地折腾自己和学生，直接告诉学生结果或告诉学生计算公式让学生计算不就行了。殊不知，这些活动中有多少科学方法和技能需要学习和习得，又有多少教育学和心理学的基本原理渗入其中，渗透着多么重要的的科学教育需要重视实验、重视数据的理念。看似简单的活动及其设计，其渗透的教育意图是深刻的。
在某些大学教师的眼里，这些活动可能只是一些小儿科游戏罢了，他们偏爱的是各种教育教学和心理学的理论。在他们的课堂，你永远听到的是高深的理论，这样才能显示出他们出众的水平，他们要求你背诵这些理论并当成圣经，好让你在课堂中实践，但他们不实践，因为他们实践不了，他们没有这个能力，更没有这种意识。在他们的课堂，即使呈现出一些实验或活动，但永远也不会引导你，开发你的潜能，因为他们本身就没有创新的能力。
用自身的教学行为和理念来教育和引导学生。其实，这就是中国和美国高等教育观念的巨大差别之一。
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