小学科学教育近十年发展述评

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,小学科学教育近十年发展述评,南京师范大学教育科学院,郝京华,一、小学科学教育改革的灵魂与背景,每一次课程改革都有其深刻的社会背景和学术支撑。,发生在二十一世纪的中国基础教育改革的社会背景之一是对创新人才的呼唤，其二是科技时代对人的科学素养的要求。前者是改革开放的中国欲“自立于世界民族之林”的需求，即基础教育课程改革纲要中所说的“为了中华民族的振兴”；后者是针对科学技术已如此广泛、深入地影响着个人及整个社会生活、生产，科学素养已成为个体生存的基本条件而提出来的。科学素养的内涵是个复数，大体包括了六个领域科学知识、科学方法、科学精神与态度、科学本质、科学的价值及科学与技术的关系。这与二十世纪六十年代的科学教育取向-“儿童像科学家一样”有着巨大的差别，对“科学素养”的关注是基础教育课程改革纲要中“为了每一个学生的发展”的理念在科学学科中的逻辑顺延。,这些社会变迁产生的教育需求反映在科学教育上便是强调探究，强调“三维目标”知识、技能；过程方法；情感态度和价值观。科学（36年级）课程标准中用“科学探究”、和科学有关的情感、态度、价值观及科学知识加以表述，这是第八次科学课程改革的灵魂，它不仅是对社会变迁的因应，也得益于基础理论的支撑。与科学教育有关的基础理论主要来自科学哲学和学习理论。,科学哲学揭示了科学观的演变历程：从静态的科学观到动态的科学观的变化。静态的科学观将科学视为“系统的科学知识体系”，是各个科学命题（包括定律、法则的组合）及由对这些命题的解释组成的理论体系；动态的科学观则认为：科学是过程及其产品系统的科学知识。科学是一个包含有问题、方法、语言（概念体系）、理论等多种成分所组成的复合体。这两种不同的科学观对科学教育的影响大相径庭。在传统科学观的影响下，前者强调对科学知识的传递，其传递方法主要是讲授加验证性实验。后者强调探究的过程及对科学本质的理解，“发现教学”、“问题解决教学”和“探究式教学”是动态科学观倡导的新的教学方式。,建构主义学习理论从另一个角度为科学探究提供了支撑。和行为主义学习理论及信息加工学习理论最大的不同是，建构主义学习理论不把学习者视为预成知识技能的接收器，而视为能在已有知识、经验基础上自行建构知识的主体。教师的任务不是“告诉”学生各种知识，而是用当下“最佳”科学范式去影响学生，使学生的认知结构或观察、组织事物的方式产生变化。建构主义学习理论认为，好教师不应该是一个房地产的经纪人，把盖好的房子（知识）卖（教）给学生，而应该是一个建材超市的经理，为学生提供各种建筑材料，让他们自己动手去“建造”自己的房子。,探究式科学教育的主张还来自儿童心理学或人本主义心理学方面的支持。相关理论强调：探究符合儿童的天性，符合儿童天性的教学可以激发儿童的学习动机。,强调探究的科学教育主张正是在各种学术力量的支撑下成为世纪之交中国科学教育改革的主旋律。,二、科学课程、教材方面发生的变化,小学科学教育改革的主张集中体现在国家颁布的科学课程标准（实验稿）中，大多数科学教师对它已经比较熟悉，这里不再赘述。将课程标准具体化的媒介是科学课程及教材（课程的载体），课程标准只对小学阶段儿童应达到的目标，应掌握的内容作出了相关规定，科学课程的任务是把这些内容以儿童能理解的方式组织成主题，并设计出相应的活动让儿童经历。由于设计者组织内容的思路不同，设计的活动不同，就会形成多种多样的科学课程，尽管它们都是依据同一个课程标准。在我国现行的小学科学教材中，有的以科学概念作为组织内容的线索，有的以科学探究过程技能作为组织内容的线索，有的以科学史作为组织内容的线索，还有的以“统一的概念和过程”作为组织内容的线索。在课程设计上呈现出百花齐放、百家争鸣之态势。,综观各套教材，在差异中我们也可看出其中的共性：,1、强调探究,大多数教材或以专门或以交织、渗透的方式将科学探究的过程、方法融入科学知识的学习之中。如将观察、分类、测量、推理、预测、交流、及变量的选择与控制、数据的收集与整理、分析解释数据等与生命科学、物质科学、地球和空间科学的知识结合在一起。有的教材还专章安排这些科学探究过程技能。,在探究的类型上也是呈现多样化的情形。探究的类型可以有多种划分的标准。若按探究问题的类型划分，可以有观察描述性研究、类别研究、实验研究和应用研究。在各种版本的小学科学教材中，我们均可以看到这些不同类型的研究，如让儿童观察各种岩石并描述它们的特点，观察各种材料并描述它们的特点等。类别研究则有固体、液体、气体共性品质的研究、动物、植物、生命体共性特征的研究等；实验研究就更多了：如研究摆的快慢和什么因素有关；电磁铁磁力的大小和什么因素有关；种子萌发的外界条件是什么等等。应用研究也相当多：如在学了冷暖空气对流规律后让儿童讨论空调机和暖气机应安装在何处；在学了不同颜色的物体吸热散热“本领”后让儿童讨论为什么阿拉伯人喜欢穿白色的长袍。可以说探究已成为小学科学教材的一大亮点。,2、体现大教材观,科学教材突破了以往单一的教科书的教材模式，而将工具箱、学具袋、资源光盘、活动记录等作为教材的重要组成部分，现在的教材已是“资源包”的概念。这方面，美国、法国做得比我们更完善，他们已经淡化了教科书的功能，代之以成套的“工具箱”和供学生填写的任务单。儿童通过操作这些学具，建构相关的科学概念。国内多套教材也开始设计相应的“工具箱”，例如有教材在“骨骼和肌肉”单元的工具箱和学具袋中配置了人体骨骼拼装纸板以及用于制作手臂和大腿模型的小木棒、橡皮筋、曲别针等，通过“动手做”习得的知识与从老师那儿听来的知识在理解的深度和成熟度上是有很大差异的。,3、加强了课程的综合性,课程的综合性体现在两个方面：一是不同领域间的知识的综合；一是科学、技术、社会之间的综合。对小学生来说，不宜将完整的世界图景过早地肢解、割裂，因此，跨越生命科学、物质科学和地球科学三个领域的综合主题就成为小学科学单元组织的常用形式，这一点，有的从单元名称就可以看出，如“生命之源水”、“土壤与生命”、“共同家园”等。除了不同学科知识间的综合外，还有科学、技术、社会之间的综合，这是受国际STS科学教育思想的影响，也是“科学素养”理念的使然。只要有可能，科学知识总是同技术、社会联系在一起，例如有关电磁铁在生产、生活中的应用的内容、制作潜望镜、万花筒的内容、制做日晷、太阳高度仪观测太阳的视运动内容等，均体现了科学、技术、社会之间的联系。科学、技术、社会的综合还大量穿插在和环境、材料、能源有关的主题单元中，如新材料中关于塑料产品利弊问题的讨论、可再生能源的开发利用等。,4、教材尽可能贴近儿童的生活经验和兴趣,新教材一改以往“带着学科走向学生”的编写风格，尽可能体现“带着学生走向学科”的精神。为此，教材无论是在问题情境的创设上还是知识技能的迁移应用上，抑或教材的表达形式上，都尽可能贴近儿童的生活经验和兴趣，以便使学习内容对儿童具有意义。例如很多教材在有关食物营养的内容中都会安排让儿童阅读食品包装袋上的成份表，或者让儿童给自己家设计一天的食谱；在有关“溶解”的内容中安排儿童调查家乡水资源的情况；在有关骨骼和肌肉的内容中，安排儿童分析每节广播体操的功能；在有关遗传变异内容中安排儿童观察自己和父母的相似和相异处等。科学教材在表达装帧上也都尽可能符合儿童的认知特点和审美情趣，在版式、造型、色彩等方面较之以往的教科书有了长足的进展。,三、科学课堂发生的变化,第八次基础教育课程改革的一个重要理念是强调学生的学习主体地位。科学（3-6年级）课程标准（实验稿）写道：“学生是科学学习的主体。学生对周围的世界具有强烈的好奇心和积极的求知欲，学习科学应该是他们主动参与和能动的过程。科学课程必须建立在满足学生发展需要和已有经验的基础之上，提供他们能直接参与的各种科学探究活动。让他们自己提出问题、解决问题，比单纯的讲授训练更有效。教师是科学学习活动的组织者、引领者和亲密的伙伴，对学生在科学学习活动中的表现应给予充分的理解和尊重，并以自己的教学行为对学生产生积极的影响。”,i,从多年来课堂教学观摩及优秀课评选活动中不难发现上述观念正得到教师们的认可与实践。它表现在：,1、强调问题要来自学生,课堂上常听到老师这样的提问：关于你们想研究哪些问题？例如，在让学生观察蜗牛后，老师说：“同学们刚刚看了蜗牛的样子，大家有没有关于蜗牛的事情想和大家交流交流？”学生的问题是多种多样的：“为什么蜗牛的触角一碰就缩回去了呢？”“蜗牛没有脚怎么走路呢？”“蜗牛的壳有什么作用？”“蜗牛喜欢吃什么？”来自学生的问题都是儿童感兴趣的问题。问题驱动下的学习积极性是显而易见的，探索现实世界中学生觉得有意义的问题已被大多数教师认可为一种有效的教学策略。,2、尽可能让学生自己通过探究寻找答案,只要有可能，教师们会放手让学生自行探究课题，有时甚至是计划外的课题。关于影响电磁铁磁力大小的因素及摆的快慢和哪些因素因素有关等问题的教学就很典型。我们以前者为例。小学生会假设“电磁铁磁力大小可能与电池的电量、与线圈的匝数、与铁芯的粗细有关”，也有学生会假设“可能与线圈缠绕的方向、与线圈的松紧、与线圈的位置有关”。当学生的假设与教师或教科书上的预期不一致时，大多数教师能持宽容态度，让持有不同假设的学生设计不同的实验进行验证，这对于有问题的“前概念”的矫正是十分有益的。,3、开始使用探究式教学方式,在新课标的影响下，探究式教学逐步受到科学教师的重视。老师们意识到使用探究式教学既可以加深对科学概念的理解，还可以学习科学家认识自然的方式，这对于发展儿童的心智是十分重要的。科学课程标准指出：“科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度”各级各类的科学观摩课大多采用了探究式教学或含有探究因素的其他教学方式。在探究式教学活动中，老师们能注意到：（1）科学探究过程技能的规范性问题。如对比试验中变量的控制问题。老师们常让学生讨论在改变某一变量的同时，要保持哪些变量不变及怎样控制它不变等问题。（2）关注探究问题的思维含量。探究本应该充满不确定性，充满对智慧的挑战。但有时为了节省时间，一些教师会把探究的历程铺设得太平坦了，这样做的结果是：时间节省的同时增长精明才干的机会也被剥夺了。我们欣喜地发现一些教师已开始关注探究的思维含量问题。如对四季成因的探究，教师通过不断设问提高探究的难度；对地球形状的探究则是通过对古人观点的质疑而展开的。试以前者为例：,师：你觉得一年四季是怎样形成的呢？,生：四季的变化与温度有关。,师：温度变化时由于什么引起的呢？,生：温度的变化和太阳有关。,师：你觉得温度的变化和太阳什么因素有关呢？,生：太阳每天不同时间的高度不同，温度不同；一年不同季节温度不同，高度也应该不同。,师：太阳高度的变化我们可以从哪些现象观察呢？,生：太阳影子在一天中的长短不同。,师：是什么导致太阳高度和影子长短不同呢？四季循环一次的时间是一年，由此你想到了什么？,生：应该和太阳的公转有关。,4、通过动手做学习科学,无论是经验还是理论都告诉我们，“动手做”对小学生学习的重要性。在现在的小学科学课堂上，鲜见教师一讲到底或只动脑不动手的情况。这是非常难能可贵的。因为在我国目前有很多不利因素制约着学生的动手：兼职教师无暇准备器材；费时费力的器材准备不算工作量；校长不愿购买可能是更重要的教学具等等。很多科学教师发挥自己的聪明才智，克服重重困难，他们土法上马，如用泥土做沙盘模型，用粉笔灰给地表上色；在动物骨骼上浇石膏，让儿童模拟化石考古；用自制日晷记录太阳的视运动这些动手的经验不仅为学生理解抽象概念提供了重要的支撑，也为他们今后中学阶段的学习奠定了重要的经验基础。动手做还表现在为儿童提供广泛的直接接触大自然的机会到公园里去观察花、到教室