國際視野下的基礎(chǔ)科學(xué)教育觀察

《科學(xué)教育的十項(xiàng)原則》，（英）溫·哈倫編著，韋鈺譯，載《科學(xué)教育的原則和大概念》，科學(xué)普及出版社2011年7月出版

一、在義務(wù)教育的所有年級，學(xué)校都應(yīng)該設(shè)置科學(xué)教育項(xiàng)目，以系統(tǒng)地發(fā)展和持續(xù)保持學(xué)習(xí)者對周圍世界的好奇心、對科學(xué)活動的熱愛，以及如何闡明對自然現(xiàn)象的理解。

二、科學(xué)教育的主要目的應(yīng)該是為了使每個人能夠參與有依據(jù)的決策和采取適當(dāng)?shù)男袨椋@對保證他們個人、社會以及環(huán)境的健康和協(xié)調(diào)發(fā)展是重要的。

三、科學(xué)教育具有多方面的目標(biāo)，科學(xué)教育應(yīng)該致力于：1.理解一些科學(xué)上有關(guān)的大概念，包括科學(xué)概念以及關(guān)于科學(xué)本身和科學(xué)在社會中所起作用的概念；2.收集和運(yùn)用實(shí)證的科學(xué)能力；3.科學(xué)態(tài)度。

四、基于對概念的審慎分析，以及基于當(dāng)前對學(xué)習(xí)是如何發(fā)生的之研究和理解，應(yīng)該給出為了達(dá)到科學(xué)教育各個方面目標(biāo)的清晰進(jìn)程，指出在不同階段需要掌握的概念。

五、應(yīng)該從學(xué)生感興趣并與他們生活相關(guān)的課題開始，逐步進(jìn)展到掌握大概念。

六、學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該明晰地反映出既包含科學(xué)知識，也包含科學(xué)探究的理念，并且符合當(dāng)前科學(xué)和教育方面的見解。

七、所有科學(xué)課程活動都應(yīng)該致力于深化學(xué)生對科學(xué)概念的理解，同時應(yīng)該考慮其他可能的目的。例如，科學(xué)態(tài)度和能力的培養(yǎng)。

八、為學(xué)生設(shè)置的學(xué)習(xí)項(xiàng)目以及教師的職前教育和專業(yè)發(fā)展，都應(yīng)該與為達(dá)到原則三中所設(shè)目標(biāo)需要的教與學(xué)的方法保持一致。

九、評測在科學(xué)教育中具有關(guān)鍵的作用。無論是對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的形成性評測，還是對學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展的總結(jié)性評測，都必須考慮到所有的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

十、為了達(dá)到科學(xué)教育的目標(biāo)，學(xué)校的科學(xué)項(xiàng)目應(yīng)該促進(jìn)教師之間的合作，并需要社會其他力量包括科學(xué)家的參與。

《美國科學(xué)教育框架設(shè)計(jì)理念的發(fā)展動態(tài)》，王威 劉恩山，載《外國教育研究》2012年第8期

《科學(xué)教育框架》首先對科學(xué)教育的對象進(jìn)行定位，幫助教育研究者與實(shí)施者對學(xué)習(xí)者有更明確的認(rèn)識。這一定位聚焦于兩個方面：（1）學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)科學(xué)的能力；（2）學(xué)習(xí)者對科學(xué)的已有理解?！犊茖W(xué)教育框架》設(shè)計(jì)理念對學(xué)習(xí)者的定位為：孩子天生就是研究者，他們的學(xué)習(xí)能力比長期以來所認(rèn)為的要強(qiáng)得多。

《科學(xué)教育框架》對科學(xué)教育的內(nèi)容進(jìn)行定位，這一定位為科學(xué)教育的實(shí)施提供了明確的建議：（1）通過核心概念的組織進(jìn)行科學(xué)教育內(nèi)容的建構(gòu)；（2）通過實(shí)踐進(jìn)行核心概念的有效學(xué)習(xí)。

《科學(xué)教育框架》對科學(xué)教育過程進(jìn)行定位，指出學(xué)生對科學(xué)的理解是隨時間推移而逐漸形成的過程?？茖W(xué)學(xué)習(xí)過程有兩個重要特征：（1）科學(xué)學(xué)習(xí)是一種將科學(xué)解釋概念化的過程；（2）這一過程可以通過學(xué)習(xí)進(jìn)階的形式表現(xiàn)出來。

《科學(xué)教育框架》對科學(xué)教育方式進(jìn)行了定位。知識與實(shí)踐相結(jié)合的設(shè)計(jì)理念描述了科學(xué)同時具備知識體系和實(shí)踐活動的雙重屬性，這源于科學(xué)不僅是反映當(dāng)前對自然界理解的知識體系，還是用以形成、拓展和提煉這些知識的實(shí)踐活動。科學(xué)研究者的活動同樣是知識與實(shí)踐的共同體，即通過實(shí)踐形成知識，并利用知識指導(dǎo)實(shí)踐的過程。科學(xué)教育將知識與實(shí)踐結(jié)合，不僅可以促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解，也可以成為學(xué)習(xí)科學(xué)的方式，這種方式讓學(xué)生的學(xué)習(xí)與科學(xué)家的研究更為相似。

《澳大利亞科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)分析與啟示》，徐玉紅 高芳 周華松，載《當(dāng)代教育論壇》2011年第4期

澳大利亞科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)宗旨為：（1）教育學(xué)生做好終身應(yīng)用科學(xué)并成為積極公民的準(zhǔn)備，讓他們能夠在科技先進(jìn)的社會中有效地發(fā)揮作用；（2）為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)高中科學(xué)、大學(xué)科學(xué)工程課程和職業(yè)技術(shù)培訓(xùn)打下基礎(chǔ)。

澳大利亞科學(xué)課程總目標(biāo)從科學(xué)探究技能、人類科學(xué)史、科學(xué)理解三個相互聯(lián)系的維度進(jìn)行了分述。人類科學(xué)史維度是一項(xiàng)比較新的研究，除包含情感態(tài)度價值觀外，還包含科學(xué)史觀、科學(xué)倫理觀等，充分體現(xiàn)了科學(xué)史、科學(xué)社會學(xué)和科學(xué)哲學(xué)教育思想。

《澳大利亞科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》把科學(xué)學(xué)習(xí)分為四個階段，考慮到10項(xiàng)一般能力，科學(xué)課程中涉及8個，包括文字認(rèn)知、數(shù)字認(rèn)知、信息與交流技術(shù)、思考能力、團(tuán)隊(duì)合作、道德行為、創(chuàng)造力和自我管理，與三個跨課程方面（即原住民歷史和文化、亞洲文化及澳洲與亞洲的交流、可持續(xù)性），如何促進(jìn)科學(xué)教學(xué)，并在教學(xué)中得到提高。

《對科學(xué)探究教學(xué)的界定》，張杰藝 郭玉英 范佳午，載《課程·教材·教法》2011年第7期

美國國家科學(xué)基金會“探究綜述項(xiàng)目”在開展研究時，為篩選每項(xiàng)具體研究是否屬于探究教學(xué)研究的范疇，以及描述各項(xiàng)研究中探究教學(xué)實(shí)施的不同，制定了探究教學(xué)的操作定義和簡單的分析框架。（見表1）

該框架由三個部分組成：1.判斷教學(xué)內(nèi)容的類型：如果教學(xué)內(nèi)容不在I所列內(nèi)，則不是科學(xué)探究教學(xué)。2.判斷學(xué)生參與的方式：學(xué)生至少要以表中所列的一種方式參與到學(xué)習(xí)中，但只有參與是不夠的，在參與的過程中，必須還要體現(xiàn)探究的元素。研究者將學(xué)生對學(xué)習(xí)的責(zé)任、學(xué)生主動思考、學(xué)生的動機(jī)稱為探究的元素。3.判斷教學(xué)的組成部分以及在每個部分中探究元素的體現(xiàn)程度，分為“不重視、重視、很重視”三個層次。

《關(guān)于學(xué)習(xí)進(jìn)展序列的研究》，韋鈺，載《中國科技教育·腦科學(xué)與科學(xué)教育》2012年第3期

以學(xué)生學(xué)習(xí)沉浮現(xiàn)象、建立物體密度概念為例：了解小學(xué)科學(xué)教育的教師都知道，孩子很喜歡水。不管是玩水，還是自己學(xué)游泳，孩子從小就會接觸到沉浮現(xiàn)象。但是教師也都知道，建立密度的概念是小學(xué)階段科學(xué)教育中的難點(diǎn)，也一直是科學(xué)教育研究的熱點(diǎn)課題。皮亞杰認(rèn)為：建立為什么物體會沉浮的解釋，孩子需要經(jīng)歷4個主要的階段。第一階段（4-5歲）孩子解釋沉浮的原因是道德上的，如“這塊石頭聰明”。第二階段（5-6歲）認(rèn)為重的物體會沉，因?yàn)槲矬w重，表示強(qiáng)大，用的是擬人力量的解釋，而非客觀的原因。第三階段（6-8歲）開始找客觀的原因。第四階段（9歲以后）開始把重量和容積聯(lián)系起來，才可能逐步建立密度的概念。這就是皮亞杰提出的兒童獲得密度概念的進(jìn)展序列。

皮亞杰理論的問題在于把這種進(jìn)展序列看成是兒童天生具有的過程，不受到文化和社會背景的影響。他的這個觀點(diǎn)被實(shí)踐和腦科學(xué)證明是錯誤的。兒童，乃至沒有接受過良好科學(xué)教育的成年人，都會對沉浮現(xiàn)象有許多錯誤的前概念。這些錯誤的前概念，不經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的科學(xué)教育，是很難改變的。而有了好的教育方法，兒童才能夠較早地建立正確的概念。

威爾遜等用漸進(jìn)的變量來描繪學(xué)生對沉浮概念掌握的進(jìn)展過程，一共分為9個等級。作為一個例子，它說明不同的科學(xué)概念可以分解成隨著時間進(jìn)展而發(fā)展的詳細(xì)過程。在給出的學(xué)習(xí)進(jìn)展序列中并沒有像皮亞杰那樣給出年齡的階段。因?yàn)?，根?jù)社會建構(gòu)理論和腦科學(xué)的研究，已經(jīng)證明學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展的進(jìn)度各不相同，既與先天的條件有關(guān)，更會受到后天文化和社會條件的影響，語言和教育就是一個重要的學(xué)習(xí)背景。

《關(guān)于科學(xué)教育的若干思考》，張英光，載《中國科技教育》2012年第8期

前不久，《科學(xué)美國人》雜志刊出一篇題為《美國科學(xué)教育之痛》的重頭文章，詳細(xì)講述了美國科學(xué)教育的當(dāng)下困境：長期以來，由于種種原因，“重文輕理”和“重商輕理”在美國十分盛行。在基礎(chǔ)教育中，理科教育成了薄弱環(huán)節(jié)。由于待遇不夠好且得不到足夠的發(fā)展機(jī)會，美國很多理科教師紛紛跳槽轉(zhuǎn)行，以至于今天的美國，為孩子實(shí)施科學(xué)教育的，大多是沒有接受過科學(xué)訓(xùn)練的老師。因此，這些老師培養(yǎng)出的學(xué)生，在科學(xué)素養(yǎng)上顯然存在“天生缺陷”。

上至總統(tǒng)奧巴馬，下至各位政要均宣稱，美國在科學(xué)和數(shù)學(xué)教育上的頹勢將對國家未來競爭力產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。

為此，奧巴馬提出要向美國教育部門輸入一批朝氣勃勃的優(yōu)秀人才。他開出的處方是：在2020年前培養(yǎng)100000名高水平的數(shù)學(xué)與科學(xué)教師，并將此項(xiàng)工作列為國家重點(diǎn)任務(wù)之一，同時提高所有50個州的科學(xué)與數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)。