馮禹

Science Fair，美國中小學(xué)的標(biāo)配

關(guān)注美國教育的人都知道，很多美國的中小學(xué)（有些地區(qū)還包括幼兒園的學(xué)前班）都奉行Steam（科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)和數(shù)學(xué)的英文首字母）教育模式。Steam注重學(xué)習(xí)和現(xiàn)實(shí)的聯(lián)系，注重學(xué)習(xí)過程而不是考試，提倡讓學(xué)生自己動(dòng)手完成感興趣的項(xiàng)目。而Science Fair（科學(xué)展覽，一般稱為“科學(xué)大集”），則是Steam素質(zhì)教育最重要的一個(gè)組成部分。

美國學(xué)生從上小學(xué)的第一天起，科學(xué)就是必修課。也正因如此，科學(xué)大集幾乎成了美國所有中小學(xué)的“標(biāo)配”。

科學(xué)大集的中心內(nèi)容就是學(xué)生在展覽會(huì)上，展示自己設(shè)計(jì)和實(shí)施的科學(xué)實(shí)驗(yàn)成果?？茖W(xué)大集每年舉行一次，一般由指定年級(jí)（小學(xué)三年級(jí)以上）的同學(xué)參加。據(jù)我個(gè)人的觀察，每個(gè)在美國上學(xué)的孩子，至少都會(huì)在小學(xué)高年級(jí)、初中和高中階段各參加一次科學(xué)大集。

而在高中階段舉行的最后一次科學(xué)大集，往往會(huì)空前的熱鬧。除了同學(xué)、老師和孩子的父母參加外，常常有一些當(dāng)?shù)氐目萍脊竞唾澲虆⑴c其中，給獲獎(jiǎng)學(xué)生頒獎(jiǎng)甚至從中挖掘優(yōu)秀人才。

科學(xué)大集雖然只是孩子在學(xué)校參與的眾多活動(dòng)之一，但是整個(gè)過程卻和正規(guī)的科學(xué)研究套路沒什么區(qū)別。

首先，孩子需要提前選擇自己要做的具體項(xiàng)目，針對(duì)主題提出問題、查閱資料后，他們需要自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后完成實(shí)驗(yàn)并得出一個(gè)結(jié)論。學(xué)生的選題內(nèi)容不局限于課堂，所以，科學(xué)大集對(duì)孩子的課后學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)無疑提出了很高的要求。

一般來說，科學(xué)大集的具體步驟是這樣的：

第一步，學(xué)生將自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案的基本構(gòu)想交給教科學(xué)的老師。老師會(huì)從方案是否具有科學(xué)性、可操作性和可展示性3個(gè)方面進(jìn)行審核。如果還有實(shí)用性，那這個(gè)方案就屬于“上品”了。老師看完學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案后，會(huì)否定一些不科學(xué)或不切實(shí)際的構(gòu)想，或者對(duì)可行的構(gòu)想提出修改意見。

第二步，學(xué)生在老師審閱修改的基礎(chǔ)上，寫出詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（包括對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察評(píng)估）。有些學(xué)校的老師會(huì)對(duì)第二稿再進(jìn)行審閱，也有些學(xué)校的老師就此放手讓學(xué)生自己去做了。

第三步，學(xué)生動(dòng)手制作實(shí)驗(yàn)所需要的器材。一般而言，除了溫度表、磅秤、照相機(jī)等不容易自己制造的東西外，學(xué)校要求學(xué)生不能全部使用購買的現(xiàn)成實(shí)驗(yàn)套材，他們需要有自己的創(chuàng)造。很多學(xué)校都特別提倡學(xué)生使用一些廢舊材料，如硬紙箱子、包裝用的塑料板等。

第四步，學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)，與此同時(shí)將詳細(xì)過程記錄下來。

第五步，學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并且把最后的結(jié)果，以圖文并茂的形式展示在一塊61厘米×91厘米的展示板上，如果可行也可以加上實(shí)物展示。

中小學(xué)“科學(xué)大集”大不同

無論是小學(xué)生還是中學(xué)生，準(zhǔn)備科學(xué)大集的程序都沒什么區(qū)別。但除此以外，不同學(xué)齡孩子的科學(xué)大集有如下區(qū)別：

小學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告不要求有太多的創(chuàng)意，主要是鼓勵(lì)學(xué)生去動(dòng)手和觀察。老師一般不會(huì)直接給學(xué)生出題目，而是由學(xué)生根據(jù)學(xué)到的科學(xué)知識(shí)去設(shè)計(jì)選題。我兒子上小學(xué)三年級(jí)時(shí)，參加科學(xué)大集的項(xiàng)目是“陽光對(duì)植物的影響”。

其實(shí)這個(gè)實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)單，用3個(gè)同樣大小的花盆，里面放上土和草籽，然后定期澆水。一盆直接接受陽光，一盆用褐色半透光塑料膜遮蓋，一盆用完全不透光的材料遮蓋。他本以為直接接受陽光的小草長(zhǎng)得最好最快，但最后的結(jié)果卻是，長(zhǎng)得最高的是中間那盆蒙著半透光塑料膜的。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓我兒子認(rèn)識(shí)到科學(xué)的復(fù)雜性，也從此讓他對(duì)科學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣。我兒子的一個(gè)好朋友做的是“面包長(zhǎng)霉”實(shí)驗(yàn)，用了一個(gè)可以保持濕度的小箱子，觀察普通切片白面包過期多少天以后會(huì)出現(xiàn)霉點(diǎn)，多少天會(huì)長(zhǎng)滿霉菌。最后，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)在科學(xué)大集上備受好評(píng)。

初中階段的科學(xué)大集的創(chuàng)意性明顯增加。我印象最深的是一個(gè)學(xué)生用聚光鏡和反光板利用太陽能烤熱狗腸的實(shí)驗(yàn)。而在當(dāng)年學(xué)校的科學(xué)大集上獲獎(jiǎng)的實(shí)驗(yàn)，則是用一張A4紙疊飛機(jī)，不同的翼展和樣式對(duì)飛行距離和飛行速度產(chǎn)生什么影響。那些不同模樣的紙飛機(jī)，給所有參與者都留下了深刻影響，尤其是那個(gè)學(xué)生在數(shù)據(jù)的計(jì)算上顯得特別高大上，所以最后，大部分人把票投給了這個(gè)紙飛機(jī)實(shí)驗(yàn)。

如果說初中階段專注于物理方面的實(shí)驗(yàn)更容易出彩，那么要想在高中階段的科學(xué)大集上獲獎(jiǎng)，實(shí)驗(yàn)除了科學(xué)性之外，還需要有自己的獨(dú)創(chuàng)性和社會(huì)意義，并且達(dá)到很高的科學(xué)水平。

高中階段的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)校一般會(huì)鼓勵(lì)學(xué)生與外面的科研機(jī)構(gòu)合作。我兒子是在高中階段的科學(xué)大集上，展示了他在哈佛牙科醫(yī)學(xué)研究所尋找一種造成罕見的遺傳性牙齒畸形的基因，那些基因圖看起來非常復(fù)雜，他也因此獲得了地區(qū)生物醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)頒發(fā)的獎(jiǎng)學(xué)金。而我輔導(dǎo)的一個(gè)學(xué)生，則以波士頓地區(qū)一個(gè)著名制藥公司的實(shí)驗(yàn)室為依托，深入研究了美國野蜜蜂數(shù)量為什么減少的問題。

這個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，不僅在學(xué)校的科學(xué)大集獲得第一名，還在州級(jí)的科學(xué)比賽上獲獎(jiǎng)，獲得了美國有關(guān)部門的高度重視。也正是因?yàn)樵诟咧须A段的科學(xué)大集上大放異彩，這個(gè)學(xué)生最后被一所著名的常青藤大學(xué)錄取。

熱愛、專注和自信，“科學(xué)大集”的非凡意義

毫無疑問，美國中小學(xué)的科學(xué)大集是一項(xiàng)非常有意義的活動(dòng)，它直接刺激了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的熱情，也在一定程度上彌補(bǔ)了美國中小學(xué)科學(xué)師資相對(duì)薄弱的缺陷。通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生把書本知識(shí)變成立體的展示和數(shù)據(jù)，這樣就會(huì)加深他對(duì)一部分知識(shí)的理解。最重要的是，這些科學(xué)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新和動(dòng)手能力。

科學(xué)大集一個(gè)重要方面就是展示（Presentation）和講述（Public Speaking），也就是你不僅要會(huì)做實(shí)驗(yàn)，還要把自己做的東西漂漂亮亮地展示出來，自信又清楚地講給大家聽。顯然，這一點(diǎn)不僅對(duì)孩子重要，即使在成年人的工作生活中，也是不可或缺的能力。

科學(xué)大集除了能鍛煉孩子動(dòng)手動(dòng)腦、仔細(xì)觀察自然世界、體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的樂趣和熟悉科學(xué)實(shí)驗(yàn)的流程外，還可以鍛煉孩子很多其他能力，比如與同學(xué)組隊(duì)做項(xiàng)目、培養(yǎng)分工協(xié)作的能力，學(xué)生書面和口頭的展示能力。

我兒子初中一年級(jí)的英語課上，老師就在教如何寫科學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，格式的要求極為嚴(yán)格。例如，為了表示實(shí)驗(yàn)的客觀性，通篇報(bào)告不允許使用“我”字。聽那些獲獎(jiǎng)同學(xué)講解自己的實(shí)驗(yàn)，真的就像是一位位成熟的科學(xué)家，在向全世界介紹他嘔心瀝血設(shè)計(jì)出的優(yōu)秀成果一樣。

我們常?？吹矫绹簧俑吣昙?jí)學(xué)生，在科學(xué)展有很多酷炫的設(shè)計(jì)，有些科學(xué)俱樂部可以設(shè)計(jì)出機(jī)器人、飛行器等很拉風(fēng)的項(xiàng)目，“不積跬步無以至千里”，這些也都得益于他們從小就積極參與科學(xué)大集，并在整個(gè)過程中培養(yǎng)了很多好的學(xué)習(xí)和思維習(xí)慣。