科学：小学教师指南/教育心理学与科学教学
一些教育工作者不愿教授科学，因为他们觉得自己没有准备或不知道从哪里开始。他们也可能觉得没有时间上科学课，因为科学有时需要额外的解释，尤其是在实验过程中。一些学区可能没有预算为学生提供他们需要的实验室设备。并非所有教育工作者都有扎实的科学背景，但这并不意味着他们不能教这门学科。与其他任何事情一样，你越深入学习某个学科，你就越自信，越准备好教学。每次教授某个学科时，试着在你准备的时候自己学习一些新的东西，试着想出一些新的方法来呈现信息或帮助学生自己发现原理。教育工作者是孩子们最终的榜样，因此展示对学科的真诚兴趣并保持积极的态度很重要。这样做可以激发好奇心，增加学习的乐趣。你不必知道所有问题的答案——愿意寻找和探索答案会增强学习过程。教科学没有唯一的办法——每个教育工作者都有不同的优缺点——但是应用学习理论和“最佳实践”可以帮助你变得更有效。科学是普遍的，可以包含在许多其他学科中，包括艺术、音乐、语言艺术、数学等等。小学科学的主要目标是抓住年轻人的好奇心，帮助他们梦想找到新的解决方案，并以新的方式为社会做出贡献。科学影响着我们生活的许多方面，我们学得越多，我们的视野就越开阔。作为教育工作者，我们有机会创造好奇心、健全的思维和科学框架的基础，以便我们的学生能够成为更快乐、更有效率的成年人。
以下是一些想法，可以让你思考未来的课堂以及如何影响未来的思想家和发明家
- 通过一起好奇和做出发现，扩大对一切事物的兴趣
- 指导和解释科学的基本概念，以便他们以后可以将其应用于未来的学习
- 教学生通过实验和测量来寻找和发现新的答案
- 帮助学生培养解决问题的能力
- 通过正确使用科学语言和展示批判性思维的使用来提高科学素养水平
- 建立学生之间的积极关系，并促进合作解决问题
- 做一些会让学生感兴趣并挑战他们理解的实验
- 教授过程技能，如测量、观察和数据呈现
每个人在某种程度上都是老师——我们都向朋友、同事和孩子解释事情。有些人发现帮助他人理解新概念或帮助幼儿进行情感、社会和智力发展会带来真正的快乐：这些人中的一些人决定成为小学老师！尽管教学可能对有些人来说是自然的，而且任何人都可以通过练习来提高，但教学也可以通过学习**教育心理学**来改进，教育心理学是对人类学习的科学研究，包括教学的影响（对于当前关于教育的学术文章，一个来源是美国教育研究协会；这里有一个简短的视频介绍这个主题）。哈佛大学的一位教育心理学家似乎与你课堂上发生的日常斗争相去甚远，但他们研究中获得的见解可能会提供你正在寻找的解决方案。以下是一些有影响力的思想家及其想法，你可能会发现有用
人们对如何学习的认真思考始于公元前 400 年，当时是苏格拉底的学生柏拉图，他创办了西方世界第一个正式的高等教育学校。柏拉图著名的学生亚里士多德在他的作品基础上进行了极大的扩展。柏拉图和亚里士多德在教育领域研究了个体差异、身体训练和心理运动技能的培养、良好品格的形成、道德教育的可能性和局限性等。他们写了关于音乐、诗歌和其他艺术对个人发展的影响、教师的作用以及教师和学生之间的关系。柏拉图认为知识是先天的能力，它通过经验和对世界的理解而发展。这样的说法发展成为今天理解条件反射和学习时持续存在的先天与后天之争。亚里士多德认为知识是通过经验观察和经验获得的。亚里士多德被许多人认为是“第一个真正的科学家”，他写了数百本关于物理学、生物学、动物学、逻辑学、美学、音乐、诗歌、语言学和政治学的书籍！
1632 年 8 月 29 日出生于英国萨默塞特郡的林顿，在 1600 年代，洛克提出了“白板”或“白板”的概念。他认为我们出生时没有知识，所有学习都是通过经验获得的。他还解释说，简单的印象的连续性通过联想和反思产生了复杂的想法。它还强调了个人构建自己灵魂的自由。个人可以自由地定义其性格的内容，但作为人类物种成员的基本身份无法改变。
约翰·杜威出生于 1859 年 10 月，逝世于 1952 年 6 月。他是进步教育的领先倡导者，以及美国思想流派实用主义的代表人物。这是一种强调“做中学”的重要性，或采取“动手”方法而不是仅仅被告知或阅读的哲学运动。他认为，老师和学生必须共同学习，学生应该在他们的教育中拥有发言权（这是一种更加民主和以儿童为中心的教育）。杜威非常热衷于发展更好的“知识理论”。在杜威之前的主要观点是，思想和思想所指的事实世界之间存在差异：人们认为思想存在于世界之外，是自我的独特方面。杜威则认为，思想是生物体与环境相互作用的产物；思考源于试图对周围环境产生影响。换句话说，积极地操纵环境是学习过程中的关键。对杜威来说，通过日常经验学习常识与通过精心控制的实验学习科学没有什么不同。一个基于经验的教育模型意味着学生学习新材料必须找到一种方法，将陌生的概念和想法置于普通的生活经验范围内。强调经验联系学习的进步教育依赖于教育者的作用，以一种促进这种联系的方式来构建正在学习的材料。相反，学生的多样化背景为教育者提供了无限多样化的经验范围。教育者的责任是组织学习经验，以便在学生可以理解和有益的背景下，使新材料融入其中。教育者的判断对于选择学习课程的材料以及对编织学生先前经验和新材料之间联系的敏感性非常重要，这样学到的课程将更有价值。
在杜威看来，教育的目的不应围绕获取预定的技能，而应围绕实现个人潜能，以及将这些技能用于更大的利益的能力。由于教师在儿童最具塑造力的时期，直接影响着儿童的身心和精神生活，因此杜威非常重视教学职业，经常将它的社会价值等同于牧师和父母的价值。他通过坚持教师教育需要不断地研究课堂工作、不断地研究儿童、方法和学科在适应学生方面的各种应用，来推动教师的培训。他还批评那些不热爱工作的教师，写道：“职业中最令人沮丧的方面之一是，人们会看到许多愁眉苦脸的老师，他们脸上带着焦虑的神情，这反映在他们紧张的高音调和尖刻的举止中。虽然与年轻人接触对于某些性格来说是一种特权，但对于另一些人来说，这是一种负担，而他们并没有很好地承受这种负担。在一些学校，一个老师的学生太多，要教的科目太多，对学生的调整是机械的而不是人性的。人性会对这种不自然的环境做出反应。”杜威最著名的贡献出现在他所著的众多书籍中的两本：《我们怎样思考》和《民主与教育》。你可以在这里找到一个关于杜威教育方法的简短视频描述：这里。
让·皮亚杰
[edit | edit source]皮亚杰出生于 1896 年的瑞士。在很小的时候，他就对机械、鸟类、化石和贝壳产生了兴趣，并在 10 岁的时候发表了他的第一篇科学论文。他成为贝类专家，这源于他花在收集贝壳上的所有时间，以及在当地博物馆担任志愿者多年，在那里博物馆馆长让他对大量贝壳收藏进行标注。后来，他对发展心理学产生了兴趣，发展心理学与他的生物学研究有关。随着年龄的增长，他对推理过程以及人们如何学习越来越感兴趣。25 岁时，他开始了对不同年龄段思维和逻辑过程的研究，这成为他一生的工作。然后，皮亚杰发展了认知发展的四个阶段，所有人都要经历这四个阶段：感觉运动阶段、前运算阶段、具体运算阶段，最后是形式运算阶段。在第一个阶段，即感觉运动阶段，儿童表现出反射行为、运动协调和物体持久性的意识。接下来是前运算阶段，在这个阶段，儿童以自我为中心——从自己的角度看待事物，语言正在发展，他们无法保持数量不变。然后，在具体运算阶段，儿童开始使用逻辑来解决现有的问题，但无法将逻辑应用于假设问题。然而，到了下一个阶段，即形式运算阶段，儿童或成人可以将逻辑应用于抽象概念，从而帮助他们解决未来的问题。
1. 感觉运动阶段（出生至 2-3 岁）婴儿使用感觉和运动能力来理解世界，从反射开始，到感觉运动技能的复杂组合结束。
Reflexive behaviors
motor coordination
sense of permanence of objects
- 1-4 个月之间儿童进行初级循环反应，即他们自己的行为作为刺激。
例如，婴儿可能会吮吸自己的拇指。这感觉很好，所以她会继续吮吸。
- 4-12 个月之间婴儿转向次级循环反应，这涉及到一种延伸到环境中的行为。
例如，一个婴儿可能会捏一个橡胶鸭子。它会发出“嘎嘎”的声音。这很好，所以再做一次，再做一次，再做一次。她正在学习“让有趣的事情持续下去的程序”。
- 12-24 个月之间儿童进行第三级循环反应。
这种积极的实验现象在吃饭时最容易观察到，当他们发现新的有趣的方式扔勺子、盘子或食物时。
- 大约 1 岁半儿童正在发展心理表征，即在经历之外将图像保留在脑海中的能力。
2. 前运算阶段（2-3 岁至 6-7 岁）现在，儿童有了心理表征，能够假装，在这个阶段他们可以使用符号来代表其他东西。创造性游戏在这里展现出来，孩子们使用一个符号来代表其他东西。例如，一个盒子可以用来代表一张桌子。儿童在这个阶段相当以自我为中心，他/她几乎只从一个角度看待事物：他们自己的角度！
egocentric (self point of view)
language develops
cannot conserve quantity
3. 具体运算阶段（6-7 岁至 11-12 岁）在这个阶段，儿童不仅以表征的方式使用符号，而且可以逻辑地操纵这些符号。这个阶段从逐渐去中心化开始。后来，儿童发展了保持数量、长度和液体体积的能力。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，孩子知道要看的不仅仅是玻璃牛奶的高度。
conservative skills
hands on experience in learning
conserve quantity in the mind
4. 形式运算阶段（11-12 岁至成年）它允许人们以谨慎和系统的方式调查问题。逻辑思维、演绎推理和系统计划等技能也在这个阶段出现。例如：当你问一个学生“如果约翰比迈克高，而迈克比乔高，谁最高？”如果他们能够在不画任何物体的情况下回答，并且使用他们的思维来思考并得出结论，那么他们已经进入形式运算阶段。
application of logical operations to solve all types of problems, including future.
杰罗姆·布鲁纳
[edit | edit source]- “我们从这样的假设开始：任何学科都可以以某种诚实的方式教给任何儿童，无论他们在哪个发展阶段。”
他出生于 1915 年，逝世于 2016 年（他偶尔还在 100 岁时做演讲！）。布鲁纳提出，社会互动在认知发展和语言发展中都起着至关重要的作用。他强调，儿童学习语言是为了交流，同时，他们也学习语言代码。有意义的语言是在有意义的父母-婴儿互动中习得的，学习“脚手架”或由儿童的语言习得支持系统（LASS）支持。他最著名的著作之一是“教育过程”，其中他主张“头脑中的模型”。它还谈论了如何通过第一手、亲身经验来学习。他还认为，人类经历了三个层次的智能发展。首先是操作水平——直接操纵物体，然后是形象水平——这是心理图像，但不进行直接操纵，最后是符号水平——操纵符号，不再使用心理图像。
发现学习的四个益处
- 关注解决问题
- 动机转向内在奖励
- 学生将成为独立的学习者
- 信息将被完全综合
- 在佛罗里达州长大
- 1941 年获得哈佛大学心理学博士学位
- 不同意 B.F. 斯金纳的刺激/反应学习模型
- 领导了被称为“认知革命”的运动
- 1960 年写了“教育过程”
布鲁纳强调具体的、第一手的经验。他认为，我们应该在这些科目（物理、历史、数学）中做一些事情，并参与建立知识的过程。螺旋式教育，即在早期以适合年龄的水平教授一门学科，然后在以后再教，每次都增加内容。布鲁纳不同意皮亚杰的观点，因为皮亚杰认为，有些科目不应该在儿童在智力上成熟和准备好的之前教授。
三个层次的智能发展
- 操作水平 = 具体 - （做事阶段）直接操纵物体来模拟问题。
- 形象水平 = 半具体 - （看阶段）心理图像，但不进行直接操纵，使用物体表示来模拟问题。
- 符号水平 = 抽象 - （符号阶段） - 操纵符号，不再处理心理对象，学生能够使用抽象符号来模拟问题。
罗伯特·加涅
[edit | edit source]加涅出生于 1916 年（逝世于 2002 年）。他是一位美国教育心理学家，以其“学习条件”而闻名。加涅在二战期间为陆军航空队培训飞行员时，开创了教学科学。他继续进行了一系列研究和著作，简化并解释了他和其他人认为的“良好的教学”。他看到了从学习本身获得的成长，不受内部时钟的约束。他还说，学习建立在先前的经验基础上，因此它是分层的。
- 不同意皮亚杰和布鲁纳关于“认知发展阶段”的观点
- 认为认知成长是基于学习本身，而不是年龄或遗传成熟度。
- 空军心理学家
- 被认为是“教学设计之父”
加涅提出
- 信号学习：对信号的普遍反应。就像狗对命令的反应。
- 刺激-反应学习：对特定刺激的精确反应。
- 链式学习：习得两个或多个刺激-反应连接的链。
- 言语联想：学习言语的链。
- 辨别学习：对类似的刺激做出不同的反应的能力。
- 概念学习：对一类刺激的共同反应。
- 规则学习：学习两个或多个概念的链。
- 问题解决：一种需要更高思维水平的学习。
他还提出了
- 吸引学生的注意力
- 提供学习目标
- 激发对先前知识的回忆
- 呈现材料
- 提供学习指导
- 引发表现
- 提供反馈
- 评估表现
- 增强保持和迁移
北伊利诺伊大学描述了可以用于这九个事件中每一个的方法。
最后，加涅提出了
- 智力技能：创造个人的能力和对刺激的反应能力。
- 认知策略：学习、思考和记忆的能力
- 言语信息：死记硬背名字、面孔、日期、电话号码等。
- 运动技能：学习驾驶、骑自行车、画直线等的能力。
- 态度：对想法、人或情况的态度，影响一个人对这些事物的行为。
你可以理解为什么罗伯特·加涅被称为“教学设计之父”！
B.F. 斯金纳于 1904 年出生于宾夕法尼亚州。在获得哈佛大学博士学位后，斯金纳开始研究人类行为的想法。斯金纳的作品包括《生物的行为》（1938 年）和一部基于他理论的小说《瓦尔登二世》（1948 年）。他在后来的书籍中探讨了行为主义与社会的关系，包括《超越自由与人类尊严》（1971 年）。斯金纳于 1990 年在马萨诸塞州去世。在哈佛大学，B.F. 斯金纳寻求一种更客观和更可衡量的方法来研究行为。他为此开发了被称为操作性条件装置的东西，后来被称为斯金纳箱。通过这种装置，斯金纳可以研究动物与其环境的互动。后来，斯金纳使用这个箱子检查了鸽子的行为模式。鸽子啄击一个圆盘以获得食物。从这些研究中，斯金纳得出结论，某种形式的强化对于学习新行为至关重要。
1945 年，斯金纳成为印第安纳大学心理学系主任。在 1960 年代后期和 1970 年代初期，斯金纳写了几部作品，将他的行为理论应用于社会，包括《超越自由与人类尊严》（1971 年）。他因为似乎暗示人类没有自由意志或个人意识而遭到抨击。在他晚年，B.F. 斯金纳开始在一系列自传中记录他的人生和研究。他还继续活跃在行为心理学领域。虽然他的许多行为理论已经失宠，但斯金纳对强化重要性的识别仍然是一个关键发现。他认为，积极强化是塑造行为的一个很好的工具，这一想法在包括学校在内的众多环境中仍然受到重视。
他于 1913 年 2 月出生，1999 年 9 月去世。他是一位美国教育心理学家，对教育目标的分类和精通学习理论做出了贡献。他认为，为了建立完美的教育体系，必须关注三个相互依存的变量。1. 认知进入行为：是否学习了必要的先决条件？2. 情感进入行为：学生的动机 3. 教学质量：教学对学习者的适当性。他对教育的主要贡献是他的天才发展模型，以及他在认知领域的教育目标分类法。六类教育目标是：1. 知识：回忆特定信息 2. 理解：最低的理解水平包括解释、翻译、推断想法、理论等。3. 应用：利用以前的知识解决新的想法 4. 分析：能够将信息分解成基本部分 5. 综合：将基本部分组合成一个整体 6. 评估：涉及对材料、想法等的价值判断。
布卢姆分类法
- 记住：回忆事实和基本概念（定义、复制、列出、记忆、重复、陈述）
- 理解：解释想法或概念（分类、描述、讨论、解释、识别、定位、识别、报告、选择、翻译）
- 应用：在新的情况下使用信息（执行、实施、解决、使用、演示、解释、操作、安排、草图）
- 分析：在想法之间建立联系（区分、组织、关联、比较、对比、区分、检查、实验、提问、测试）
- 评估：为立场或决定辩护（评价、争论、辩护、判断、选择、支持、重视、批评、权衡）
- 创造：创作新的或原创的作品（设计、组装、构建、推测、开发、制定、创作、调查）
相信为了建立完美的教育体系，必须关注三个相互依存的变量彼此密切相关的事物，其中每一个都需要其他事物才能存在。
- 认知进入行为：是否学习了必要的先决条件？
- 情感进入行为：学生的动机。
- 教学质量：教学对学习者的适当性。
认知学习表现为知识回忆和理解信息、组织思想、分析和综合数据、应用知识、在解决问题时选择备选方案以及评价想法或行动的智力技能。
情感学习表现为行为，这些行为表明态度意识、兴趣、注意力、关心和责任、在与他人的互动中倾听和回应的能力。
心理运动学习表现为身体技能、协调、灵活性、操作、优雅、力量、速度：展示精细运动技能的动作。
Quote:
"Creativity follows mastery".
多元智能理论 这一理论适用于所有年龄段的人，但众所周知该理论侧重于儿童发展。在这一理论中，人们被告知智力存在着许多不同的形式。霍华德·加德纳在 1993 年指出，存在七种智力。
- 语言 - 语言，能够有效沟通。
- 逻辑数学，能够以非常高级的方式使用数字。
- 内省（洞察力），理解自己的能力。
- 人际交往（社交技能），友善且外向的人。
- 音乐 - 节奏，能够演奏乐器的人。
- 动觉（运动），运动员。
- 视觉 - 空间，能够解释图像。
至今，大多数教育者使用语言 - 语言、逻辑 - 数学和内省智力方法来教授儿童。然而，加德纳认为，每个个体都拥有所有这些多元智力，但程度不同。因此，他认为应该根据学生最强的智力方法来教授学生，而不是用“一刀切”的方式。每个教室都充满了在不同领域有强项的独特学生，因此，教师最好帮助学生发现他们的内在才能。
一些其他的想法
自我形象
什么是自我形象？自我形象与教授小学科学有什么关系？它不仅适用于科学，也适用于所有其他科目。认识和发展自我形象在教育中至关重要。作为一名教育者，我们许多工作之一就是指导那些感到沮丧或困惑的儿童，帮助他们充分发挥自己的潜力。健康的自我形象不是人们可能认为的那种压倒他人或践踏他人的自我形象。强大的、健康的自我形象可以让一个人对自己充满信心，从而帮助他人。因此，教育者必须首先建立自己的自我形象，然后才能帮助儿童建立自己的自我形象。如果教育者的自我形象是健康的，那么他或她将能够提升他人的自我形象。成为一名真正支持性的教育者意味着能够识别和同理心对待来自不同背景的儿童。小学科学是学生通过实验和反复试验获得自我形象的一个好方法。通过这样做，学生能够更好地独立解决复杂的问题，认识到自己的优势和劣势，从而进一步成为独立的学习者。
一个由“对教育研究感兴趣的认知心理学科学家”组成的团队运营着名为“学习科学家”的网站："The Learning Scientists." 他们不仅有六种由研究支持的有效学习策略，还提供有用的视频、可下载的海报以及一个广泛的博客，探讨与教学和学习相关的议题。以下列出六种策略（并附上相关博客文章链接）：
- 间隔练习 涉及将学习计划分散到一段时间内。
- 交错练习 涉及在学习过程中切换不同主题，以建立想法之间的联系。
- 精细加工提问 涉及询问自己关于事物如何运作的原因和方式。
- 具体例子 涉及帮助解释和理解抽象概念的具体例子。
- 双重编码 涉及用多种格式（如文字和图片）来描绘想法。
- 提取练习 涉及在不使用笔记的情况下回忆信息，作为发现知识缺陷的一种方法。
教育类TED演讲
[edit | edit source]伟大的想法比以往任何时候都更容易分享！最受欢迎的TED演讲之一是肯·罗宾逊问"学校扼杀了创造力吗？"
这里有一个来自世界各地教育者的TEDx演讲播放列表，他们在各种与教学和学习相关的主题上发表了演讲。
芬兰怎么样？
[edit | edit source]芬兰经常被誉为典范，因为芬兰学生在各种考试中排名世界第一，芬兰教师也是世界上最快乐的教师。看看芬兰成功教育体系的秘密！
测验
[edit | edit source]尝试这个简短的测验，检验你通过阅读本章所学到的知识！