动手体验式学习可以使中学生的科学和数学学习达到更好的效果，同时为这些领域未来人才的培养打下基础。
■ 改进方法 普及科学
“这堂课简直太棒了！“
这是米歇尔·莫里斯对科学老师上课的评价，米歇尔是美国波士顿近郊的泰美尔蒂中学8年级的学生。在这节课上，米歇尔和她的同学围着课桌用塑料钮扣、胶水和纸制作出太阳系的模型（这是一种认识太阳系中行星大小和它们之间距离的有效方法），老师戴伦·韦尔斯在一连仔细观察着他们的制作过程。戴伦并没有过多地干预学生，他自信地认为，学生们在接下来的课上会更加聚精会神，因为它们对自己尝试解决课程中的问题有着极大的兴趣。
“上这类课你绝对不会有昏昏欲睡的感觉，”米歇尔说。安东尼·里弗斯是米歇尔的同学，他几乎带着一种崇敬的语气附和着米歇尔：“在课堂上，我们必须努力思考……甚至还可以学到数学知识。”
很多评论人士认为，在美国的中学课堂上，开创新的教学方法是当务之急。他们警告说，如今土生土长的美国科学家在逐渐减少，美国在全世界技术革新的竞争中可能面临失去优势的危险。因此，美国需要努力培养具备各种潜质的学生，一方面培养他们在科学方面的兴趣，另一方面也为其中一部分人将来投身科学事业做准备。
“美国培养了很多一流的篮球明星，其中的原因就是有很大一部分孩子都在参与这项运动。因此每个学生都需要在数学和科学方面得到真正的锻炼机会，只有这样才会有更多的学生对科学感兴趣。”美国英语认证模考与留学资源中心的总裁丹尼斯·巴特斯表示。丹尼斯在该中心已工作了40年，他一直在努力改进教学方法。
但是最近美国国家科学院所做的一份报告显示，改进教学还有很长的路要走。报告突出了以下问题：首先，在美国公立学校的5至8年级，93%的学生的物理课老师既没有大学学历，也无专业资格认证（根据2000年的数字），69%的学生的数学老师存在同样的问题。
这份报告认为，低年级的教学状况需要改进，这样才能保证高中阶段选修高等数理化课程的学生数量。该报告还认为，“不落下一个孩子”法案已经激励更多的教师去获取自然科学和数学两门课的资格证书。
对于美国大学来说，渴求本土科学有已不是新鲜事了，越来越多的理科学位授予了外国学生。针对这一情况，哥伦比亚大学近期宣布，将与纽约市政府合作创办一所公立学校，侧重于对6年级到12年级学生进行自然科学、数学和工程学教育。
■ 动手体验最关键
如今促进科学教育的关键词是“探究式学习”——就是在学习中，给予学生亲自动手的机会，以开发他们天生想要研究世界变化的好奇心。
“最好的中学老师呈现给学生的应该是一道道谜题，不能简单地将答案告诉学生，然后要求他们记住，而应该让学生学会提出问题，验证自己的想法。换句话说，就是按照科学家的思维方式进行思考。”巴特斯先生说。当然，创始不认为动手体验式学习仅仅是玩。“在课堂上，老师应该引导学生使用科学性的词汇和数学方法，当学生对科学有了真切的体验之后，老师再给学生布置读书作业就会更加有的放矢。”巴特斯说。
前面提到，在泰美尔蒂中学8年级的课堂上，当学生把太阳系行星排列起来以后，韦尔斯老师委婉地指出，他们制作的模型有问题，因为太阳系各行星之间的距离太远，看起来有些不成比例。
但是这次活动锻炼了学生们动手获取知识的能力，他们也可以带着这次学到的新知识进行下一次活动。
作为教师的指导员和2004年美国优秀数学和自然科学教育工作者总统奖的获得者，韦尔斯一直在引导学生们亲自动手发现问题。他说：“我的教学理念就是，‘你知道什么，以及你是如何知道的？’”
■ 探索式数学教学
如今互联网的存在，使老师能够给学生布置符合学生年龄特点的作业。由美国史蒂文斯科技学院创办的工程学和科学教育创新中心就是利用了互联网的优势，创造性地开发了集课程设计、教师授课于一体的教学科研软件。
例如，该中心设计了这样一组教学程序：学生们设想自己上了一条船，然后他们根据虚拟船只的实时数据系统估算这条船将在哪个港口靠岸。“学生们都会积极地运用各种数学公式计算答案，而且最终答对者也会得到一定的奖励。当然老师是不知道正确答案的，他们只有等船靠岸后才能得到结果。”中心主管贝斯·麦戈拉斯说。
每年都有大约35个国家的10万名学生参加这些互联网课程，有一些学生甚至是在不同的国家进行合作。新泽西州纽瓦在市的教学系统先让教师们接受该中心的培训，然后再把这种联为一体的实时数据系统应用到课堂上。
“通过运用这一系统，我们发现八年级学生的科学成绩提高了10%，高于其他年级学生成绩提高的幅度。”麦戈拉斯说。同时，也应该让学生们了解一些鼓舞人心的科技企业的成功例子，让他们认识到科学的意义不仅仅是局限在实验室里，史蒂文斯科技学院院长哈尔·里弗凯说。
（美国《基督教科学箴言报》蒋永军译）
