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，旨在有效培養孩子主動學習、整理資料、動手創作的綜合能力。

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。熟悉這些專業人士，或許能幫助學生理解女性富有創造力的性格特征，從而體會她們為實現其職業目標所做出的犧牲。這將有助于學生在個人職業規劃上健全自我意識。女生一般不會去選擇她們所不了解和不認同的職業，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的意向。早期學習中發現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學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晶”。美國的《共同核心州立標準》（Common Core State Standards Initiative）提出把科學內容與文化素養結合在一起，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，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據。

1 選擇一名科學家

在這個環節，科學教師為每個學生發放一張按照地球環境科學、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，這樣在展示環節，就會出現許多不同的科學家。

2 收集資料

在這個環節，學生們要用一張組織結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度。學生們借助各種資料來源（如書籍、報刊和網絡），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）論據充實，論證有力，清晰地表達自己的觀點；（3）通過親身經歷回憶相關信息，或者通過出版物和數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，區分這些領域，可以參照以下標準：（1）形成可能的結論；（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。

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。如果大多數資料對所調查問題的細節都有一致的結論，那么這條信息便可得到驗證。在課題調查的過程中，學生們會發現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

在接下來的展示環節中，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節。那天，教室被學生的作品裝飾得五顏六色。學生完成的組織結構表被附在卡片紙上到處陳列，課桌上擺放著他們的調查報告供大家審閱。

每篇調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；調查吳健雄9后，走進化學工廠就培訓、職業、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創作一首歌曲。

展示日為全班同學提供了在一起集體創作、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（Annie Jump Cannon）13的天文研究，在班上試講一堂幾何課；或根據大陸板塊和洋底地形的研究現狀，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。科學教師可以從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以及科學技術是人類智慧的結晶。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的人們來自各種文化背景；（2）大多數科學家和工程師并不是單獨工作，而是通過團隊協作完成任務；（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目標”；“科學家為他們的事業所付出的努力，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.