科學課程綜合化,任重道遠

《中國教師》：劉教授，您好！新修訂的初中科學課程標準已經公布，2012年1—2期的《基礎教育課程》雜志也刊發了初中科學課程標準修訂組撰寫的《初中科學課程標準修訂說明》一文。從實驗版的課標制定，到本次2011年版的出臺，您與課標組諸位專家為我國初中科學課程標準的研制付諸了十多年的心血。在此，期待您給大家談一談，您對于我國初中科學教育改革走綜合還是分科之路的看法。

劉潔民：首先必須承認，中小學科學課程的綜合化是一個國際趨勢。十多年來，我一直從事初中科學課程標準研制和課程實驗，正是因為我堅信這門課程有利于提高學生的科學素養，符合我國初中科學教育的需求。但是，全面實施綜合化的科學課程，需要在師資、課程資源、評價等方面有堅實的基礎，還需要全社會對新的科學教育理念有足夠的認同。2000年開始研制初中科學課程標準實驗稿時，我們希望從少量實驗區開始實驗綜合科學課程，用大約十年時間在全國大范圍推廣。現在看來，我們當時是太樂觀了。經過這十多年的努力，目前科學課程資源已經有了明顯的改善，但師資與評價等等諸多問題仍然存在，制約著綜合科學課程的發展，社會認同程度也有待提高。另一個不容忽視的因素是，中國很大，不同地區的經濟、文化和教育發展水平有較大差異，不可一概而論。因此，從我國初中科學教育現狀來看，初中科學課程究竟應該采取綜合的形式還是分科的形式，既不是單純由課程本身的價值與合理性所決定的，也沒有一個簡單的答案。隨著新課標的頒布，我們希望新的科學教育理念獲得更廣泛的理解和支持，也希望有更多的科學教育工作者在初中科學課程的師資培養、課程資源開發、評價體系的建立與完善等方面做更多的努力，為綜合性的初中科學課程在我國的健康發展創設必要的條件和機會，從而進一步提升我國中小學生科學素養。

《中國教師》：初中科學課程被確定為“以提高學生科學素養為宗旨的課程”，實驗稿并沒有明確界定什么是科學素養，但2011年版課程標準中作了明確界定，您能否對此做一點說明？

劉潔民：“科學素養”概念是西方學者于20世紀50年代提出的，是一個不斷發展的概念。2000年研制實驗稿時，國內尚沒有一個得到公認的科學素養概念，國際學術界的說法之間也有較為明顯的差異，為避免爭議，實驗稿沒有正面給出界定，但其中對課程總目標的表述實際上代表了研制組對科學素養的理解。2006年，國務院頒布了《全民科學素質行動計劃綱要(2006—2010—2020年)》，其中明確寫道：“科學素質是公民素質的重要組成部分。公民具備基本科學素質一般指了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力。”此后國內大多數學者較為普遍地接受了這個界定。在修訂課程標準過程中，修訂組專家一致認可這個界定并將其寫入前言，作為“課程性質”第一條的主要內容，只是根據學術界較通用的說法將其中使用的“科學素質”改為“科學素養”。我認為，明確對科學素養的理解，對于讀者更深刻準確地理解課程標準顯然有直接的幫助。

《中國教師》：與實驗稿相比，2011年版課程標準關于科學本質的部分篇幅增加了一倍，請問其中的主要變化是什么，為什么會有這樣的變化？

劉潔民：科學本質是當代科學教育中的重要內容，增進學生對科學本質的理解是科學教育的重要目標之一，也是近年來各國科學教育高度關注的問題。20世紀80年代以來，西方一些科學教育家以建構主義為指導思想，倡導一種將科學史、科學哲學和科學社會學（History，Philosophy and Sociology of Science，簡稱HPS）融入中小學科學課程和教學的科學教育模式，以促進學生對科學本質的理解。《美國國家科學教育標準》、美國科學促進協會“2061計劃”叢書都有較多篇幅談科學本質，將其放在重要位置；英國國家科學課程標準中也對各個學段的科學本質教育提出了相應的教學要求。在中國，長期以來，科學本質主要是科學哲學、科學史、科學社會學等學術領域關注的話題，直到20世紀90年代才明確進入科學教育領域。2001年的實驗稿明確將對科學本質的認識作為課程基礎，并將“體現科學本質”作為課程基本理念之一。

與實驗稿相比，2011年版對科學本質的表述更為明確和詳細，增加了對科學知識基本形式和建構過程、科學探究過程以及科學倫理的描寫。全部內容分為四段：

第一段從科學知識建構的角度概述科學的性質，也是大家普遍所了解的，即科學是一個有價值的知識體系。

第二段著重談科學探究。在教育的范疇中談探究，探究往往被作為教學的手段，但在科學的范疇中，探究是本質，是人類發現知識的方法和途徑。鑒于教學實踐中大家對科學探究的片面理解甚至誤解，課程標準中給予了非常清晰的表達：科學探究是創造性思維活動、實驗活動和邏輯推理交互作用的過程，往往需要經過多次循環，不斷有新的發現和問題，在解決這些問題的過程中推動科學的發展。

第三段說明科學是開放的系統，是一個不斷發展的過程。教師可以借用一些科學史上的著名案例，引導學生理解科學的開放性和發展性。例如，根據直接的觀察和樸素的推理，世界各古代文明都曾產生過原始的地平說，并認為日月星辰都圍繞大地運轉。公元2世紀，希臘天文學家托勒密運用數學方法處理前人的觀測結果，構建了一個相當精致的地心說理論體系，代表了當時的科學認識水平。但是，隨著觀測儀器精準度的提高和新的觀測結果的積累，科學家們發現了越來越多無法用地心說解釋的現象，1543年哥白尼發表了日心說理論，其正確性直到17世紀以后才隨著其他科學理論的發展而逐漸確立。19世紀以后，人們進一步認識到太陽并不是宇宙的中心。再比如，對地球形狀和大小的認識，對物質結構的認識，對生命本質的認識，都是隨著人類科學探究能力的提高而不斷改進的。所以，科學不是僵化的、封閉的，而是在不斷發展進步中。認識到這些，對促使學生形成正確的科學觀、世界觀非常重要。

最后一段說的是科學倫理。科學家是人，科學是人類活動，科學家在從事研究和相互交往的過程中既要受到人類社會基本法律和倫理的制約，還要受到科學規范、科學倫理的制約。20世紀以來，科學技術對人類的生活方式和自身安全的影響越來越深遠，例如核能、人類基因組、轉基因等研究既可以造福于人類，也為研制大規模殺傷性武器提供了基礎，而克隆人研究則帶來一系列倫理和法律問題。正因為科學技術對人類社會的影響太大了，因此其發展必須受到全社會的關注，雖然歷史上多次發生世俗倫理和法律阻礙科學發展的事件，但必要的法律、倫理制約仍然是不可缺少的。

以上對2011年版中關于科學本質的部分作了十分簡略的解說，課程標準解讀對此有更詳細的說明。由于初中科學課程是體現科學本質的課程，因此，正確認識科學本質，對科學教科書的編寫和科學課程的教學都有至關重要的意義。

《中國教師》：實驗稿基本理念中有一條是“突出科學探究”，2011年版中改成了“體現科學探究的精神”，課程目標和課程內容中對科學探究的表述也有明顯的改變，請問主要變化是什么？對科學課程的實施將會產生什么樣的影響？

劉潔民：課程改革之前，我國的理科教學習慣于以教師講授為主，很多學校的理化生課程連學生需要完成的最起碼的理科實驗都不能保證，更談不到以科學探究的方式實施教學。針對這種情況，實驗稿對與科學探究有關的內容在表述上作了強化處理，試圖引起廣大一線教師和科學教育界的重視。經過十年來的課程改革，科學探究的理念已經較為普遍地為人們所接受，但在課程實驗中卻出現了兩方面問題：一是表面化，即看起來像是探究式的科學教學，其實不然，例如師生問答、學生活動及動手實驗等，表面上在探究，實際上學生根據教師安排好的套路作出機械反應，缺少真正的思考和理解；二是模式化，即把科學探究過程固定為一個統一的模式。為糾正表面化的傾向，2011年版強調“體現科學探究的精神”，其含義不言而喻。為糾正模式化的傾向，2011年版在表述科學探究的課程內容時明確指出，“科學探究的方式和過程是多種多樣的，沒有一成不變的模式”，并將實驗稿中明確概括的六要素改以舉例的形式表述。在教學建議中又指出，“學生的探究活動可以采用多種形式，有些探究活動是完整的，有些只包含部分要素，但無論何種形式，均須體現科學探究的基本思想和特征”，“探究教學不是科學教學中的唯一方式，它應該與其他各種行之有效的教學方式有機地結合”。

實驗稿中，關于科學探究的課程目標完全按照所謂“六要素”設定，2011年版則增加了理解科學探究過程、能開展科學探究活動的要求，并明確提出了科學探究所需要的基本技能要求，特別是對觀察、實驗獲取信息能力的要求。

從總體上看，2011年版對科學探究的要求比實驗稿更為深入、細致和全面，同時也更為務實，并且力圖糾正表面化和形式化的傾向，科學教科書的編寫和科學課程的教學應盡可能落實這些基本要求。

《中國教師》：科學課程的另一個基本特征是整合，在這方面2011年版有什么新的內容？

劉潔民：首先，“確定了科學課程應包括以下方面內容：統一的科學概念與原理；科學探究的基本過程和方法；自然科學中最基本的事實、概念、原理、觀點和思想；發展學生思維能力、創新精神和實踐能力的內容；培養學生科學精神、科學態度的內容；反映現代科學技術發展的新成果以及科學技術社會之間關系的內容”。強調“通過對內容的整合使學生從整體上認識自然和理解科學，并不刻意追求不同學科知識的綜合程度”。

其次，突出統一的概念與原理的地位和作用，例如物質，運動及其相互作用，能量，信息，系統、結構與功能，演化平衡，守恒等。在具體知識內容方面，調整、合并了部分內容，刪除了一些較難的內容，并明確提出了對學生相關技能的要求。

《中國教師》：我一直認為初中科學課程標準制定的科學態度、情感與價值觀目標非常好，凸顯了科學素養的基本要求。2011年版的課標將原來的4條科學態度、情感與價值觀目標整合為3條：對自然和社會的態度，對科學的態度，學習科學、處理事務與人際關系的態度。在教學中如何落實這些目標，仍將是初中科學教育實踐中的難點。在此，可否請您給教師們提出一些建議？

劉潔民：科學態度、情感與價值觀的培養，一定要避免表面化、形式化的傾向，忌諱空洞地講大道理。這應該是一種“魚在水中，不知有水”的教育境界，教師要采用潛移默化的方式，“隨風潛入夜，潤物細無聲”。教師首先要有科學態度、情感與價值觀教育的明確意識，將其落實在具體的教學行為之中。可以說，所有科學知識都富有科學態度、情感與價值觀的教育價值，就看教師心中是否有這類目標，眼中能否看到這些教育價值。例如，在天文部分的教學中，可以通過解釋地球是唯一的一個擁有高級生命的星球，讓學生感受珍惜和愛護地球的責任和義務；通過展示人類對地球形狀的認識過程，使學生了解人類對自然界的認識是不斷深化的；通過觀測星空，引導學生感受大自然的壯美和奧秘，激發他們對大自然的熱愛和探索熱情；通過引導學生了解人類對宇宙起源和演化的認識過程，提高區分科學理論、神話傳說、迷信及邪說的能力；通過介紹天文學家為探索宇宙奧秘不畏艱辛，甚至不惜獻出生命的事跡，激發學生探索真理、熱愛科學的情感。

《中國教師》：教師們曾經反映初中科學課程中天文學的內容過難，為什么本次課標修訂仍然保持了對天文學內容的較高要求？廣大初中科學教師應該怎樣適應這種要求？

劉潔民：天文學是自然科學的基礎領域之一。自20世紀80年代以來，歐美及亞洲的許多國家在初中科學課程中都對天文教育給予了足夠的重視。單純從實用角度考慮，對于現代人來說，天文學幾乎完全是無用的，但從全面培養學生科學素養的角度看，天文教育無疑有著十分深刻的意義：

（1）基本的天文知識是現代公民科學素養的有機組成部分。我是誰？我來自哪里？我現在在哪里？這是自蒙昧時代以來人類一直在思考的問題，也是每個有自我意識的人或早或遲必然要遇到的問題。對這些問題給出與現代科學相協調的回答，而不是歸之于臆想、神話和玄學，當然體現了一個人的科學素養。在做出這樣的回答時，天文學起著不可或缺的作用。

（2）天文學有助于培養學生對自然和科學的興趣。日月輝煌燦爛，星空神秘幽遠，每一個注視它們的人，或為之震撼，或引發遐思。古今中外，無數哲人、藝術家和科學家為之傾倒。星空對中小學生來說，既是熟悉的，也是陌生而神秘的。天文學以神秘的宇宙作為研究對象，永遠是激發人類好奇心和挑戰人類想象力的重要源泉，是一門適合培養學生對自然和科學興趣的學科。

（3）天文學有助于陶冶性情，啟人心智。學習天文，觀測星空，可以開闊人的眼界和胸襟，使人變得博大而深沉。康德曾說：“世界上有兩件東西能夠深深地震撼人們的心靈，一件是我們心中崇高的道德準則，另一件是我們頭頂上燦爛的星空。”還有天文學家說：“與浩瀚的宇宙相比，塵世間那些雞毛蒜皮算得了什么？”天文學首先是一門觀測的科學。天文學的觀測，要求精細、持久、有系統，從而可以培養人們精細、耐心、有條理的心理品質。學習天文，觀測星空，可以激發人的想象力，啟人心智。

（4）天文學有助于學習科學方法。天文學首先是一門觀測的科學，它的研究對象是可望而不可及的遙遠的天體。觀測（觀察）是非常基本的科學方法。此外，天文學在其漫長的發展過程中，還產生或運用了其他一些重要的科學方法，學習天文也就同時學習了這些科學方法。

（5）天文學有助于培養科學世界觀。所謂世界觀或宇宙觀，指的是我們對世界的總的看法。天文學的研究對象是天體，是宇宙，它為我們客觀地、理性地認識世界、認識宇宙提供了科學的基礎，所謂科學的世界觀，追根尋源，來自我們對宇宙的認識。

（6）了解天文學家的探索歷程，有助于培育科學思想和科學精神。偉大的天文學家都是執著地追求真理的人。哥白尼、伽利略、牛頓、哈雷、哈勃、霍金，這些偉大的名字，他們的輝煌業績和崇高精神，永遠激勵著后人。

關于教師在天文學教學方面遇到的困難，我想，解決的辦法，一是希望大學本科教育中加強天文學教育，例如地理系開設天文必修課，物理系開設天文選修課；二是可設計一個約30個課時的天文學培訓課程，對在職科學教師提供直接的幫助；三是進一步密切科學教育專家與一線教師的聯系，給一線教師提供更多幫助和引導。實際上，只要有較好的參考資料和好的建議，初中科學課程中的天文內容大部分都是容易自學的。

《中國教師》：2011年版課程標準將實驗稿中的“科學、技術與社會的關系”改為“科學、技術、社會、環境”，其中的主要變化是什么？

劉潔民：主要有四方面變化。

（1）增加了主題“科學、技術、社會、環境的關系”，在其中增加了環境教育的內容，并對四者關系給出了較為具體的表述。

（2）將“科學史”調整為“科學技術史”，參照“科學的本質”改寫了“科學技術史在科學課程中的地位與作用”，使其更為具體并有所深化；將“科學史進入科學課程的基本方式”改寫為“科學技術史融入科學課程的若干建議”，使之具有更明確、更具體的指導意義；刪去“科學史料舉例”，因其已包含在內容標準的有關部分。

（3）增加了對技術素養的界定，重新表述了技術設計部分的內容及要求，使之更為具體、確切和具有可操作性。

（4）重新設計了“當代重大課題”，對設置這部分內容的意圖作了更明確的表述。由于具體課題的內容目標和活動建議實質上已出現在內容標準的前幾部分，故刪去細節，僅列舉若干重大課題。

與實驗稿相比，這部分內容變化很大，限于篇幅無法詳細說明，有興趣的讀者可進一步閱讀課程標準解讀的相關內容。

《中國教師》：在過去的十年中，初中科學課程步履維艱。接下來的幾年中，為使這一課程健康發展，需要做哪些努力？

劉潔民：任何改革都不是一蹴而就的。過去十年中，雖然科學課程實驗確實遇到了一些問題，但一些地區的實驗表明，這門課程有利于提高學生的科學素養，科學課程標準的理念、目標、內容和結構基本符合國際科學課程的發展趨勢，符合我國初中科學教育的需求。對目前實施科學課程的實驗區進行的問卷調查結果也表明，科學教師對科學課程標準的基本理念和設計思路是普遍認同的，初中科學課程改革的方向是正確的，初中科學課程標準實驗稿的基本框架和內容是值得肯定的。現在修訂過的課程標準已經由教育部正式頒布，初中科學課程未來的發展，需要教育界以及社會各方的共同努力，通力合作。

科學教育界內人士可集中力量做好三方面的工作：科學教科書的編寫、科學課程學業評價改革以及科學師資隊伍的建設。首先，初中科學教科書要充分體現課程標準的理念，充分體現科學教育的價值，為教師創造性地進行教學提供適宜的平臺，促進學生科學素養的提升。現在曾在實驗區使用過的幾套初中科學教科書正在修訂，有過去十年的工作基礎和實驗積累，我相信修訂版教科書在整體構思和細節處理上都會有明顯的提升。

評價改革一直是科學教育改革的難點。這次課標修訂，我們下了很大工夫對評價建議作出較大修改，旨在更好地指導評價實施。例如，在評價原則方面首先提出導向性原則，“評價應以本標準為基本依據，評價目標要與課程目標一致，評價的內容和方式應有利于引導教師實施真正意義上的科學教育，體現本課程整合和探究的特點，增進學生對科學的理解，提高學生的科學素養”，還包括發展性原則、科學性原則、多元化原則和公平性原則，評價內容和方式也在實驗稿的基礎上作了更為細致和準確的說明。由于目前科學課程尚未確立具有足夠針對性和權威性的評價體系，我們希望這些評價原則能為科學課程的學業評價提供一個基本的依據，使學業評價成為科學課程建設與發展的推動力量，而不是干擾與阻礙因素。

師資隊伍是目前我國實施綜合科學課程的另一個主要瓶頸。高水平師資隊伍的建設，一方面要著眼于高校本科層面的教育改革，培養優秀的準教師；另一方面要著眼于在職教師的繼續教育工作，盡快提升在職科學教師的專業素養。由于目前國內部分高師院校在本科教育中直接培養初中科學教師的模式存在爭議，其實施也遇到一定困難，所以加強繼續教育會是當前提升科學師資隊伍專業素養的主要途徑。過去十年的經驗表明，“短平快”式的培訓不能真正解決科學教師所面臨的主要困難。建議統一規劃科學教師培訓項目與內容，例如經過專家論證和實驗區調研，制定專門的科學教師專業發展規劃，將其納入常規的教師在職培訓總體方案，從而使之既具有足夠的針對性又具有足夠的穩定性；又比如為每個科學教師提供三年一階段的培訓機會，使他們在完成初中三年的科學課程教學之后，有機會交流、總結、充實和提升。培訓內容可由三大板塊組成：一是教育教學基本理論方法，二是學科基本知識，三是科學實驗與設計、科學史等專題課程，使得科學教師在學科知識、學科方法和技能、學科思想、學科文化等四個層面上全面獲得提升。

還有一些工作，則不是科學教育界所能解決的，需要整個社會的支持。例如，國家和地方政府對初中科學課程實驗區要給予足夠的政策支持，在財政上要確保科學課程的實驗經費（例如科學教師的培訓經費、科學實驗室的配備經費、購買科學圖書的經費等等），并使其生存和發展獲得一定程度的法律保障，不致因某些臨時性的動議就導致實驗區下馬，使廣大教師和科學教育工作者的多年努力毀于一旦。

《中國教師》：怎樣更好地理解和落實2011版課標的宗旨和目標，是廣大初中科學教師接下去要努力和奮斗的。對此，您還有哪些建議和希望要寄予廣大初中科學教師？謝謝！

劉潔民：最大的希望，就是科學教師要學習，包括學習課程標準，學習教育理論和方法，學習專業知識和技能等多個方面。教師自身要有強烈的學習欲望，各級教育行政部門要有鼓勵和幫助教師學習的機制。最后，愿廣大科學教師隨著科學課程的建設而共同提高，祝愿我國綜合科學課程能穩步前進，健康發展！

（責任編輯：馬贊）