中學理科課程標準中科學素養主題的分析

陳博 魏冰

摘要：本研究旨在檢視我國中學理科課程標準中科學素養主題的分布情況。基于“課程平衡”的理論視角，采用BouJaoude所構建的科學素養主題框架，對7個中學理科課程標準的課程目標、內容標準和活動建議進行了分析。發現該標準沒有很好地處理“課程平衡”，雖能兼顧“科學知識”、“科學的探究性”和“科學、技術與社會的相互作用”等三個主題，但“科學作為一種認知方式”的內容較為缺乏。對“科學作為一種認知方式”的重要性及研究建議作了討論。

關鍵詞：科學素養；課程平衡；理科課程標準

中圖分類號：G423.07 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2016）07A-0070-05

一、問題的提出

在我國新課程改革中，中學理科課程均將提高學生的科學素養確立為課程的主旨目標，并在這一主旨目標的統領下制定了課程目標和課程內容。在科學素養教育中，“課程平衡”（curriculum balance）是一個重要的概念，其蘊含的意義包含了兩個層面。其一，在培養目標上課程既要滿足將來從事科學技術研究的少數學生的要求，也要滿足大多數將要成為普通公民的學生的要求；其二，在課程內容上課程應同時強調以下四個方面：（1）科學內容和科學概念；（2）科學實驗和科學過程；（3）科學、技術與社會的相互關系；（4）科學史和科學本質。[1]在課程標準層面，“課程平衡”是指科學素養各主題內容在課程標準中所占的比例處于一個相對均衡的狀況。[2]基于上述認識，筆者認為，檢視中學理科課程標準中科學素養主題的分布是非常有必要的，這將有助于了解中學理科課程對“課程平衡”理念的落實情況，并為未來課程的修訂與改革提供有價值的參考。

二、研究方法

（一）研究對象：本研究的研究對象為我國新課改后所頒布的7個中學理科課程標準。分別是：初中科學課程標準；初、高中生物課程標準；初、高中化學課程標準；初、高中物理課程標準。需要指出的是，初中科學、生物、化學、物理課程標準采用的是2011年修訂后的版本。

（二）研究工具

依據“課程平衡”理念，黎巴嫩學者BouJaoude構建出一個科學素養主題框架。這個框架將科學素養分為了四個主題，分別是：（1）科學知識（the knowledge of science）；（2）科學的探究性（the investigative nature of science）；（3）科學作為一種認知方式（science as a way of knowing）；（4）科學、技術與社會的相互作用（interaction of science， technology， and society）。每個主題又包含了一定數量的次主題。BouJaoude使用這個框架成功地對黎巴嫩的理科課程標準進行了分析，此框架的有效性已在學術界得到普遍認可。在本研究中，筆者便采用這個框架對我國7個中學理科課程標準中科學素養主題的分布進行分析。表1為科學素養主題框架的具體內容。

（三）資料分析

課程標準中的課程目標、內容標準和活動建議三個層次是本研究具體分析的內容。在分析時，這三個層次是獨立進行分析的。分析單位是這三個層次中的條目，即根據每個條目的內容，判別所歸屬的科學素養主題。當同一條目中出現的內容涉及多個主題時，則所涉及的主題各計數一次；若條目中的內容并不涉及科學素養的四個主題，則不以計數。例如，初中科學課程標準中有一條課程目標為“經歷提出問題和假設，設計研究方案，獲取證據，分析和處理數據，得出結論，評價與交流的過程。”顯然，這條目標的意圖是希望學生在探究學習的過程中能夠經歷各種科學方法與過程，因此這條目標應歸屬于“科學的探究性”主題。又如，高中化學課程標準中有一條內容標準為：“根據實驗事實了解氧化還原反應的本質是電子的轉移，舉例說明生產、生活中常見的氧化還原反應。”這條內容標準包含了兩方面的內容，一是科學知識的學習，二是科學知識在生產、生活中的應用。因此，這條標準應同時歸屬于“科學知識”和“科學、技術與社會的相互作用”兩個主題。

依據上述歸類方式，筆者首先統計各課程標準中科學素養的四個主題分別占總條目數的百分比；再以某個主題為準，計算7個課程標準在該主題所占比例的平均值；最后計算各課程標準中四個主題所占比例的標準差，以判別各課程標準處理“課程平衡”的優劣程度。標準差越小，表明平衡程度越高；標準差越大，表明平衡程度越低。需要說明的是，由于本研究的計數方式，將可能導致每個主題所占的百分比之和未必等于百分之一百。

在本研究中，為確保分析的信度，兩位研究者首先獨立對所有條目進行歸類分析，兩者之間分析的相互同意度達到了較高水平的93%；接著，兩位研究者再針對存有意見分歧的條目進行討論協商，直至達成意見一致，以強調分類的正確性。

三、研究結果

（一）課程目標層次的科學素養主題分布

本研究依據分析框架，首先分析科學素養主題在中學理科課程標準中課程目標層次的分布情況，分析結果如表2所示。

由表2可知，就課程目標層次而言，“科學知識”主題所占比例偏低，最高為22.22%（初中科學），最低僅為6.67%（高中物理），平均值為16.17%，排在四個主題的最后一位。“科學的探究性”主題所占的比例大都很高，最高為53.33%（高中物理），最低也有25.00%（初中生物、高中生物），平均值為35.50%，排在四個主題的第二位。不同科目的“科學作為一種認知方式”主題所占比例差異較大，最低僅為初中生物的8.33%，最高則達到了33.33%（高中生物、高中物理），平均值為19.42%，在四個主題中處于第三。與“科學的探究性”主題相似，“科學、技術與社會的相互作用”主題所占比例也比較高，百分比從16.67%（高中化學）到58.33%（高中生物），平均值為35.83%，在四個主題中居于首位。從四個主題所占比例的平均值來看，中學理科課程標準在課程目標層次對“課程平衡”的處理還是不錯的，沒有出現百分比過高或過低的主題，四個主題分布相對均衡。不過，不同科目之間在處理“課程平衡”方面還是存在著一定的差異，初中科學（22.22%、27.78%、16.67%、38.89%；S=8.22%）和初中化學（14.29%、35.71%、14.29%、28.57%；S=9.28%）表現得較好，而高中物理（6.67%、53.33%、33.33%、33.33%；S=16.58%）和高中生物（16.67%、25.00%、33.33%、58.33%；S=15.59%）的平衡程度則較低。

（二）內容標準層次的科學素養主題分布

本研究依據分析框架，對中學理科課程標準中內容標準層次的科學素養主題分布進行了分析，分析結果如表3所示。

由表3可知，在內容標準層次中，“科學知識”主題所占的比例非常高，最高為73.86%（高中物理），最低也有35.64%（初中化學），平均值為56.35%，排在四個主題的第一位。“科學的探究性”主題所占比例也比較高，百分比從16.13%（高中生物）至54.90%（初中物理），平均值為31.01%，在四個主題中處于第二。“科學作為一種認知方式”主題所占比例較低，最高僅為13.73%（初中物理），最低只有3.88%（初中生物），平均值為9.22%，排在四個主題的最后一位。“科學、技術與社會的相互作用”主題所占比例與“科學的探究性”主題相當，最高為高中物理的44.89%，最低為初中生物的17.83%，平均值為30.05%，在四個主題中處于第三位。從四個主題所占比例的平均值來看，中學理科課程標準在內容標準層次對“課程平衡”的處理并不好，“科學知識”主題所占比例過高，而“科學作為一種認知方式”所占百分比過低，四個主題的分布并不均衡。就個別科目而言，在“課程平衡”方面，初中化學（35.64%、37.62%、10.89%、23.76%；S=10.69%）處理得較好，而初中科學（65.66%、23.02%、6.42%、25.28；S=21.79%）、初中生物（61.24%、17.83%、3.88%、17.83%；S=21.58%）和高中物理（73.86%、40.91%、13.64%、44.89%；S=21.34%）表現得平衡程度較低。

（三）活動建議層次的科學素養主題分布

依據分析框架，筆者對中學理科課程標準中活動建議層次的科學素養主題分布進行了分析，分析結果如表4所示。

由表4可知，在活動建議層次中，“科學知識”主題所占比例較低，最高為27.78%（高中化學），最低僅有7.35%（高中生物），平均值為18.73%，排在四個主題的第三位。“科學的探究性”主題所占比例均很高，最高達到了62.12%（初中化學），最低為39.36%（高中物理），平均值為49.77%，在四個主題中居于首位。反觀“科學作為一種認知方式”主題，在不同科目中所占比例都非常低，最高只是初中物理的7.14%，而在初中生物和初中化學中，所占百分比均為0，平均值為3.36%，排在四個主題的最后一位。“科學、技術與社會的相互作用”主題在不同科目中所占比例均比較高，百分比從22.86%（初中生物）到38.30%（高中物理），平均值為32.05%，在四個主題中處于第二。從四個主題所占比例的平均值來看，與內容標準層次相似，中學理科課程標準在活動建議層次對“課程平衡”的處理也不理想，“科學作為一種認知方式”主題所占百分比過低，四個主題分布不均衡。具體到個別科目，沒有科目在活動建議層次較好地處理“課程平衡”。相比而言，初中化學（12.12%、62.12%、0、30.30%；S= 23.41%）和高中生物（7.35%、52.94%、2.94%、38.24%；S=20.93%）表現的平衡程度則是最低的。

（四）小結

綜合課程目標、內容標準和活動建議三個層次的分析情況，中學理科課程標準對“課程平衡”的處理不是盡如人意。由于“科學作為一種認知方式”主題內容較為缺乏，內容標準（56.35%、31.01%、9.22%、30.05%；S=16.70%）和活動建議（18.73%、49.77%、3.36%、32.05%；S=17.08%）這兩個層次的平衡程度都比較低。相比之下，只有課程目標（16.17%、35.50%、19.42%、35.83%；S= 9.01%）層次的分布比較平均，較好地處理了“課程平衡”。

四、討論與建議

本研究基于“課程平衡”的理論視角，對我國7個中學理科課程標準中科學素養主題的分布進行了分析。研究發現，中學理科課程標準沒有很好地處理“課程平衡”，通常能兼顧到“科學知識”、“科學的探究性”和“科學、技術與社會的相互作用”三個主題的內容，但“科學作為一種認知方式”主題內容較為缺乏。更具體地說，雖然課程目標層次對“科學作為一種認知方式”主題予以了重視，但在內容標準和活動建議層次卻沒有很好地落實，內容過于少了。

籠統地說，“科學作為一種認知方式”主題所涉及的內容屬于科學史和科學本質。我們知道，科學史和科學本質是當代科學素養教育的一個重要組成部分。[3]美國學者McComas等人便認為，科學本質內容具有以下四個方面的作用：（1）促進科學內容的學習；（2）幫助理解科學；（3）加強科學決策能力；（4）有助于科學知識的傳授。[4]英國學者Driver等人也曾從五個方面系統地論述過將科學史和科學本質納入科學教育的必要性。[5]他們提出了以下觀點。第一，實用主義觀點，如果人們要弄清科學并且要把握日常生活中遇到的科學技術和過程，他們就要理解科學本質。第二，民主觀點，如果人們要了解科學的社會問題，參與決策過程，他們就要理解科學本質。第三，文化觀點，要理解科學作為當代文化的一個重要組成部分，就要理解科學本質。第四，道德觀點，理解科學本質有助于了解科學團體的規則和規范。第五，科學學習觀點，理解科學本質有助于科學內容的學習。由此可見，“科學作為一種認知方式”主題內容在我國中學理科課程標準中的缺失是非常遺憾的，這需要引起我國科學教育工作者的重視。

眾所周知，課程標準是教材編寫、教學、評估和考試命題的依據，及國家管理和評價課程的基礎。鑒于它的重要性，筆者擔心中學理科課程標準在“課程平衡”方面出現的問題會影響到科學素養教育目標在教學層面的落實。因此，在未來的理科課程修訂與改革中，筆者建議課程標準制訂者應努力使課程在課程目標、內容標準和活動建議這三個層次上均趨于“課程平衡”，保證學生科學素養各方面的均衡發展，實現科學素養理念所宣導的教育目標。“科學作為一種認知方式”主題內容應引起課程設計者的關注，思考如何在課程標準制訂過程中合理地編入此主題內容，以促進學生對科學本質的認識和科學世界觀的形成。

參考文獻：

[1]Wellington， J. Teaching and learning secondary science： Contemporary issues and practical approaches [M]. London： Routledge， 2000.

[2]BouJaoude， S. Balance of scientific literacy themes in science curricula： The case of Lebanon [J]. International Journal of Science Education， 2002（2）： 139-156.

[3]陳博，魏冰.科學素養概念三種取向的界定[J].上海教育科研，2012（2）：48-52.

[4]McComas， W. F.， Almazroa， H.， & Clough， M. P. The nature of science in science education： An introduction [J]. Science & Education， 1998（6）： 511-532.

[5]Driver， R.， Leach， J.， Millar， R.， & Scott， P. Young peoples images of science [M]. Bristol： Open University Press， 1996.

責任編輯：徐瑞泰

Abstract： This study aims to examine the distribution of the themes of scientific literacy in secondary school science curricula standards. Based on the perspective of ‘curriculum balance， this paper employs scientific literacy framework， which was proposed by BouJaoude， to analyze curriculum objectives， content standards and activities， three levels in seven science curricula standards. It was found that science curricula standards could not deal with ‘curriculum balance well. They emphasize ‘the knowledge of science， ‘the investigative nature of science， and ‘interaction of science， technology and society， but neglect ‘science as a way of knowing. The importance of ‘science as a way of knowing and the research suggestion are discussed in the last section of this paper.

Keywords： scientific literacy； curriculum balance； science curricula standard