關于女性科學家的跨學科探究活動

桑德拉·文特沃斯 張小瀾

摘 要 從讓四、五年級學生了解不同時代、不同領域女性科學家的跨學科探究活動入手，介紹美國青少年科學教育課程的教學思路和模式，旨在有效培養(yǎng)孩子主動學習、整理資料、動手創(chuàng)作的綜合能力。

關鍵詞 女性科學家 跨學科 科學探究

0 引言

我們可以嘗試一個即興實驗，讓一組學生在一分鐘內(nèi)寫三個著名科學家的名字。大部分人可能會提到愛因斯坦，但卻想不出其他的科學家，尤其是除了居里夫人之外的女性科學家。

關于女性科學家的跨學科探究活動，大概是學生了解有關科學界杰出女性的唯一課程。學生們也許從未讀過女性科學家的傳記，也沒有親身接觸過作為導師的女性科學家。熟悉這些專業(yè)人士，或許能幫助學生理解女性富有創(chuàng)造力的性格特征，從而體會她們?yōu)閷崿F(xiàn)其職業(yè)目標所做出的犧牲。這將有助于學生在個人職業(yè)規(guī)劃上健全自我意識。女生一般不會去選擇她們所不了解和不認同的職業(yè)，這一活動可以改變過去的陳舊觀念，引導女生確定科學職業(yè)的意向。早期學習中發(fā)現(xiàn)學習科學的樂趣和熱情，會促使學生深入學習必要的科學課程以滿足未來的發(fā)展目標。

對科學家人物生平的探究可以幫助學生進一步領悟?qū)W術研究以及自然科學的意義，懂得“科學技術是人類智慧的結(jié)晶”。美國的《共同核心州立標準》（Common Core State Standards Initiative）提出把科學內(nèi)容與文化素養(yǎng)結(jié)合在一起，將科學標準與文化標準相融合，即《新一代科學教育標準》（Next Generation Science Standards）所強調(diào)的跨學科概念。

本活動的學習目標是讓學生了解知名的女性科學家，鼓勵學生從事科學相關職業(yè)，并引入多元智能理論1，為學生提供展示他們作品的機會。教導學生通過圖書、報刊及網(wǎng)絡收集最新的資訊，有效運用關鍵詞檢索，評估每種資料來源的可靠性和真實性，并注意參考文獻的格式，避免直接抄襲他人的觀點和數(shù)據(jù)。

1 選擇一名科學家

在這個環(huán)節(jié)，科學教師為每個學生發(fā)放一張按照地球環(huán)境科學、社會科學、空間科學、生命科學、自然科學等學科劃分的女性科學家名單。事前，科學教師要通過多種手段對每位科學家進行確認。這張名單將隨著時間不斷發(fā)生變化，重點聚焦那些富有女性色彩和容易被忽視的群體。學生們要從一只罐子里抽取科學家的名字，然后把結(jié)果寫在教室前面的黑板上。一名科學家只能被選一次，這樣在展示環(huán)節(jié)，就會出現(xiàn)許多不同的科學家。

2 收集資料

在這個環(huán)節(jié)，學生們要用一張組織結(jié)構表來梳理他們所選科學家的基本情況。如表1所示，這張組織結(jié)構表包括25個問題，從科學家的主要事跡到對成功與失敗的態(tài)度。學生們借助各種資料來源（如書籍、報刊和網(wǎng)絡），收集關于他們所選科學家的信息。活動的具體實施將遵循英語語言與藝術的課程標準：（1）把同一個主題的兩篇文章進行整合，再重新寫下來或說出來；（2）論據(jù)充實，論證有力，清晰地表達自己的觀點；（3）通過親身經(jīng)歷回憶相關信息，或者通過出版物和數(shù)字資源收集相關信息，然后分類記錄這些信息，并提供一張資料來源列表。學生們將學會如何在科學和工程實踐當中獲取、評估及交流信息。活動的核心理念取決于這些科學家所從事的科學領域，區(qū)分這些領域，可以參照以下標準：（1）形成可能的結(jié)論；（2）社會合作和團隊行為；（3）設計工程項目的解決方案；（4）涉及地球和太陽系。學生可以利用科學課和英語課的時間完成任務，或在信息技術課上與導師溝通交流，或作為他們的課后作業(yè)。

在資料收集的時候，學生可能會遇到“不同來源的資料，信息不一致”的問題，這將使得學生意識到資料來源的重要性，重視使用原始資料，例如科學家的自傳、演講以及親自撰寫的書籍和文章。相對原始資料而言，次級來源資料則包括《世界百科全書》（The World Book Encyclopedia）、《康普頓百科全書》（Compton's Encyclopedia）、《不列顛百科全書》（Encyclopedia Britannica）、教材課本以及教育機構（edu域名）、非營利性組織（org域名）和政府部門（gov域名）的網(wǎng)站，這些資料來源也是被認可的。有時候，學生會為了確認一條特殊的信息，反復核實三種以上來源的資料。如果大多數(shù)資料對所調(diào)查問題的細節(jié)都有一致的結(jié)論，那么這條信息便可得到驗證。在課題調(diào)查的過程中，學生們會發(fā)現(xiàn)單一資料往往不能囊括一位科學家的一生。因此，學生們意識到必須采用不同來源的資料，開展綜合性案例研究。利用原始資料和次級來源資料，從不同文本中整合信息，然后歸納提煉出一個主題，再重新寫下來或說出來，這是提高文字和語言表達能力的有效途徑。

3 準備工作

在接下來的展示環(huán)節(jié)中，學生要圍繞如何向觀眾介紹他們所選擇的科學家，尋找合適的呈現(xiàn)形式。如表2所示，學生至少要從多元智能理論的七種智能類型中，挑選一種活動形式。這些展示形式包括文氏圖、流程圖、劇本、歌曲、幻燈片演示、宣傳欄、拼貼畫、墻報、模型以及兒童讀物等。學生也可以利用課余時間，完成自己感興趣的附加作品。此外，學生還可以選擇舉辦辯論比賽、采訪當代科學家、組織科學調(diào)查、學習科學家所在時代的音樂或舞蹈和實驗演示等其他形式。

4 作品展示

作品展示是此次活動中最精彩的環(huán)節(jié)。那天，教室被學生的作品裝飾得五顏六色。學生完成的組織結(jié)構表被附在卡片紙上到處陳列，課桌上擺放著他們的調(diào)查報告供大家審閱。

每篇調(diào)查報告都是一個鮮活的案例研究，比如“艾倫·奧喬亞（Ellen Ochoa）1：一個到達太空的女人”，“馬喬里·斯通曼·道格拉斯（Marjory Stoneman Douglas）1：她熱愛濕地”，“斯蒂芬尼·克沃勒克（Stephanie Kwolek）2：警察的救星”，以及“尤金·克拉克（Eugeine Clark）3：敢于與鯊魚為伍”。

學生們還相互討論、閱讀和學習了其他同學收集的資料。例如，設計關于瑪麗亞·米切爾（Maria Mitchell）4的宣傳欄；繪制珍妮·古道爾（Jane Goodall）5考察多年所總結(jié)的黑猩猩族譜圖；制作文氏圖海報，比較戴安·福茜（Dian Fossey）6與碧露蒂·高地卡斯（Birut Galdikas）7在靈長目動物研究方面的異同；討論西爾維亞·厄爾（Sylvia Earle）8每天面對的海洋污染問題；調(diào)查吳健雄9后，走進化學工廠就培訓、職業(yè)、日常工作等問題采訪一位科學家，并分享自己的看法；以及為蕾切爾·卡遜（Rachel Carson）10創(chuàng)作一首歌曲。

展示日為全班同學提供了在一起集體創(chuàng)作、展示作品的機會。一組學生或表演為伊麗莎白·布萊克韋爾（Elizabeth Blackwell）11創(chuàng)作的戲劇，作為提交的作品；或組織一場關于原子彈與莉澤·邁特納（Lise Meitner）12學術生涯的辯論；或圍繞星座與安妮·坎農(nóng)（Annie Jump Cannon）13的天文研究，在班上試講一堂幾何課；或根據(jù)大陸板塊和洋底地形的研究現(xiàn)狀，準備一場介紹瑪麗亞·薩普（Maria Tharp）14的幻燈片演示。這些展示和表演使所有的學生都能了解知名的女性科學家，而不局限于某位科學家或某個科學領域?？茖W教師可以從5W模式（誰、做什么、何時、何地、為何以及怎么做）、資料收集、專業(yè)術語拼寫、展示表演、完成時間五個方面，對學生的作品做出客觀而公正的評價。

5 反思

本活動的目的是讓學生理解科學的本質(zhì)以及科學技術是人類智慧的結(jié)晶。學生通過對杰出女性科學家研究的思考，運用自我認識智能，把自己與其所選的科學家進行比較。聯(lián)系《新一代科學教育標準》，活動闡明了：（1）選擇科學或工程作為職業(yè)的人們來自各種文化背景；（2）大多數(shù)科學家和工程師并不是單獨工作，而是通過團隊協(xié)作完成任務；（3）科學越來越深刻地影響著我們的日常生活；（4）創(chuàng)造力和想象力對于科學而言非常重要。

學生可以從下列問題入手，思考關于科學家的目標設定、思維習慣、文化背景、性格特征以及職業(yè)生涯：列出兩個你與所選科學家所共同擁有的性格特征；簡要說明一個你所選科學家的思維習慣；列出一個有助于讓你成為科學家的思維習慣；介紹一個你通過了解科學家生平所得出的經(jīng)驗；是否由于這位科學家的研究成果而改變了世人對某一領域的認識；她是在團隊中工作，是與伙伴合作，還是一個人獨立工作？

在活動后，學生分享了自己的心得感受：“我明白了科學家必須非常耐心，他們需要花費大量的時間去實現(xiàn)目標”；“科學家為他們的事業(yè)所付出的努力，以及對家庭生活的影響甚至不成家的決定，都令我十分感動”；“一個人可以用自己的力量讓世界變得更加美好”；“我知道了原來科學家們是通過團隊協(xié)作取得成果的”；“我很高興自己有著和科學家一樣的思維習慣”。

新學期快到了，又可以開展那個即興實驗了。如果讓這些學生在一分鐘內(nèi)寫出三個著名科學家的名字，或許還是會有學生提到愛因斯坦，但會有很多學生能寫出三個以上的其他科學家，尤其是女性科學家。十年后，這些學生仍然會回想起他們關于女科學家的創(chuàng)作，以及探究活動過程中的美好時光。

文章來源

WENTWORTH S. Putting the "her" in science hero： An interdisciplinary unit exposes fourth- and fifth-grade students to female scientists from several eras and various fields of science[J]. Science and Children， 2014， 52（4）： 41-45.