小学科学课程改革中的问题与分析.pdf

第27卷第6期2007年6月CURRICULUM,TEACHINGMATERIALANDMETHODVol.27,No.6June,2007小学科学课程改革中的问题与分析钟媚,高凌飚(华南师范大学课程与教学系,广东广州510631)摘要:新一轮的小学科学课程改革从目标、内容、教法、评价等方面进行了全方位的改革,取得了进步。但是,从整个基础教育的现状来看,小学科学作为核心学科的地位至今没有得到真正的确认,而且由于缺乏重要的基础理论研究,出现了过程和内容目标不平衡、课程内容设计不连贯以及课程实施缺乏横向联系的问题,需要在今后的课程改革实验中加以重视和解决。关键词:小学科学；课程目标；课程内容；课程实施中图分类号:G62316文献标识码:A文章编号:100020186(2007)0620077205收稿日期:2007-01-10作者简介:钟媚,华南师范大学课程与教学系博士生,主要研究领域为科学教育、小学科学课程与教学论；高凌飚,华南师范大学课程与教学系教授,博士生导师,主要研究领域为课程与教学论、科学教育。所谓第一、二、三平台是一种表示课程重要性的通俗说法。在多数学校,第一平台为语文、数学、英语；第二平台为美术、体育、音乐；第三平台为社会、思想品德；科学游离于第二、第三平台之间。近十几年来,世界各国纷纷加大了科学教育改革的力度,特别是小学阶段的课程改革。我国2001年开始的新课程改革,将沿用了半个多世纪的小学“自然”课程更名为“科学”课程,制定了全日制义务教育科学(36年级)课程标准(实验稿)。新课程标准在理念上明确提出以培养科学素养为宗旨,全面构建现代小学科学课程体系；在内容设计上,强调科学课程与儿童生活经验的相关性,注重以综合主题的形式规划课程；在教学导向上,突出了“科学探究”的重要性,关注儿童对周围世界的感受力。无论是从理念上,还是从新课程实施几年的实践情况上看,新课程继承并进一步发扬了我国历次小学科学教育改革的成功经验,朝着科学教育的大众化、生活化、动态化、人性化迈出了一大步。但是,从另一方面看,由于我国长期以来对小学科学教育重视不够,加上缺乏重要的基础理论研究,导致在以下四个问题上存在较大的认识偏差。一、小学科学课程的地位问题从总体来看,小学科学(自然)课程在我国的整个小学教育体系中没有得到应有的重视。教育部新课程标准研制组曾就这一问题进行过抽样调查,结果表明:自然(科学)课在大多数小学属于第二平台,在少数小学属于第三平台。与世界上多数发达国家将科学课作为核心课程的情况相比,我国小学科学课的地位显然是偏低了。此外,世界各发达国家都是从小学一年级甚至幼儿园开始就开设科学课程,在我国,情况却不是这样。从1952年开始到1986年(除去19661976的文革时期),小学的低、中年级一直没有独立的自然课,而是通过语文或其他各学科渗透自然课程的任务,或透过课外活动进行科学教育。1(41104)造成这种局面的原因之一就是我国教育界对儿童能否进行科学的学习一直存有怀疑,争论的焦点主要是“课本难编,教师难教”。这反映了我国教育界对自然课的职能的一种错误认识,是从77传统的读“书”观念出发把科学课当成纯粹的科学知识课的结果。2直到1986年,这一情况才有所改变,从小学一年级开始设置独立的自然课。令人感到不解的是,新课程却又一次取消12年级的科学课程。对比起世界发达国家来,我国对小学科学课程的重视程度是不够高的。现实的情况更为严峻,很多小学没有专任的科学教师,课程表上的科学课往往也被语文、数学和英语课所占用。因此,切实提高小学科学课程的地位,重视早期的科学启蒙教育作用,已经成为我国教育工作者必须正视和予以解决的一个重大问题。从小学低年段起就应该开设科学课程。今天我们实施素质教育,很重要的一环,就是要促进学生的智能和情意发展,培养学生的创造精神和创造能力。儿童,特别是小学低年级的儿童,对身边事物怀有强烈的好奇心。小学低年级的科学课程正是顺应儿童的这一心理特点,引导儿童去感受、接触和了解身边的事物和现象,去解答心里的无数个为什么,并在与身边的人和物的互动中长智慧炼意志,学会探究和认识周围的事物和现象的方法,养成良好的科学思维习惯,学会研究和解决身边出现的问题,学会从现实和实践出发去展开自己的想象。错过了这一时机,儿童将因好奇心不能得到满足而变得麻木,其想象力和创造精神将大受压抑,这对他一生的素质发展和创造才能的发展,都是不可挽回的损失。另一方面,从学习心理学的研究结果来看,即使是幼儿阶段的儿童也已具备了认识自然现象的能力,儿童在接受学校正规教育之前已经形成了不少关于自然或科学问题的观念,而不像过去认为的是“一片空白”。3由于儿童持有的这类观念与科学概念的含义并不一致,通常被称为“前概念”(preconception)、“迷思概念”(misconception)或“另有概念”(alternativeconcep2tion)等等。儿童的这些观念是朴素的、模糊的,与科学的观念不完全一致甚至可能相矛盾。但就儿童本身而言,这些观念是合情合理的,因而具有持久性,对后续的学习具有很大的影响。即便在接触到课堂上讲授的科学概念之后,儿童原有的观念也可能仍然保持不变,甚至形成另外一种有悖于科学思维逻辑的“迷思概念”。4必须及早地澄清、修正这些与科学相关而又不吻合的朴素观念,否则将会对科学的学习以至整个人生带来很大的负面影响。现代科学技术的高速发展不仅影响着国家的社会经济发展,而且影响到个人的就业机会和能力,乃至每个人的日常生活。只有具备了一定的科学素养,未来社会的公民才能更好地参与这个日益依赖于科学和技术的社会,而科学素养的形成是一个长期的过程,需要“从娃娃抓起”。对此,发达国家已经采取了一系列的措施。如英国(英格兰和威尔士)在1988年出台的教育改革法案将小学科学列为“核心科目”,其地位与本国语和数学相当,并于1989年出台了516岁国家科学课程标准(NationalCurriculumScience)。在美国,虽然没有统一的国家科学课程,但是在1993年美国科学促进会发表的科学素养的基准(BenchmarksScientificLiteracy)和1996年国家研究理事会公布的国家科学教育标准(NationalScienceEducationStandards)都已经明确列出了从幼儿园到高中各年级的科学教育目标和内容,构建了K12年级连贯统一的科学课程。与此相对照,我国的小学科学课程在整个基础教育体系中的重要作用至今没有得到应有的重视,再不改变,我们将在出发点就落后于世界各国。二、课程目标的平衡性问题在科学课程的内部,如何处理“内容”和“过程”的关系,在某种程度上即如何摆正“学”科学(learningscience)和“做”科学(doingscience)的问题,一直困扰着科学课程特别是小学科学课程的建设,这也是新课程改革中一个令人困惑的问题。究竟应该如何正确看待“过程”和“内容”的关系?这个问题在20世纪5070年代国际上第一次科学课程改革中就引起过激烈的争论。5持“过程中心”观点者认为,发展心智技能和科学态度是最为重要的。这些技能,通常又称为“过程技能”(processskills),包括观察、假设、预测、调查、解释和得出结论等等。态度主要指儿童乐于探究和讲求证据的积极情感,如好奇心、尊重证据、乐于接受新思想和反省批判精神等。这一取向的典型代表是美国的ESS课程(TheElementaryScienceStudy,1966)和SAPA课程(Science2AProcessApproach,1974),英国的NJSP课程(NuffieldJuniorScienceProject,1967)和Science5213(1972)课程。“过程中心”的极端表现是简单地将科学描述为一种经验探究,认为过程技能可以脱离科学内容背景(content2free)进行独立发展,并迁移到新的情境。与此相反,持“内容中心”观点者认为,形成良好的概念结构是科872006年12月7日至8日由教育部华南师范大学基础教育课程研究中心、广东省教育厅教学研究室、广东出版集团等机构联合举办的“全国小学科学教学研讨会”在广东佛山市顺德区召开,与会的各地教研员都反映了小学科学教学尴尬的现实处境。笔者认为将“misconception”译为“错误概念”局限了它的价值,因为“misconception”提供了认识人类心智思考的心路历程,而且在特定的情境下它也具有一定的实用价值。学学习的关键所在,其做法是选取具有基础性意义的核心概念(物质、能量、有机体等)作为课程组织框架,例如,美国的SCIS课程(TheScienceCurriculumIm2provementStudy,1974)和英国的OPSP课程(OxfordPrimaryScienceProject,1969)就属于这一类。由于真实自然界中的事物非常复杂而且不容易理解,所以,这些课程往往会将自然现象进行简化处理,只呈现抽象的概念知识,造成儿童学习上的困难和学习欲望的低迷。无论是从教育研究还是从哲学研究的角度看,过程中心和内容中心的观点都是片面的。关于“儿童的科学”的研究表明,“另有概念”并不是儿童凭空想象的产物,而是由于儿童有限的经验和不成熟的科学思维方法所造成的,例如,凭感觉而不是逻辑进行判断,采用不成熟的推理方式(只考虑一种情况下的结果),有选择地使用证据(忽略与直觉不一致的证据),等等。6换句话说,过程技能的发展将直接影响儿童对科学内容的认识和理解。同样,英国著名的APU(AssessmentofPerformanceUnit)学业评价机构对儿童科学探究能力的调查结果也显示,在观察、计划调查和解释结果三个环节中,科学概念和原理的理解对过程技能的使用具有很大的影响作用,两者之间的关系是双向互动的。7与此相呼应,现代科学哲学家波普尔、库恩、图尔明等人的研究也表明,科学并不是被实验证明了的既定真理,而是人类试图在更大范围理解自然界而建构的解释模型。科学探究是一种在概念框架引导下的经验调查研究,探究中使用的各种方法与概念理解是密切联系和相互作用的。这两个不同领域的研究都表明,概念发展与过程技能存在相互依存的关系,只有构建“过程”和“内容”相平衡的科学课程,让儿童在发展过程技能的同时获得更宽泛和深刻的科学理解,才能有效地达成科学教育的目标。由于历史的原因,我国错过了国际上第一次科学课程改革的洗礼,科学教育界对“内容”与“过程”的关系的认识是左右摇摆、把握不定的,而在科学(自然)课程建设的实践中,从20世纪50年代效仿苏联课程开始,我国一直是以“内容”也即科学知识的传授作为核心目标。尽管从80年代以来,我国课程设计者们试图改变这种状况,提出了发展儿童的“观察、实验和操作能力”的课程目标。1(89)但是由于“能力”概念本身的模糊性,加上教育界对于“能力”的培养缺乏可操作的措施,使得我国小学科学教育在科学方法和态度,或统称为科学过程方面的培养显得无力且带有一定的盲目性。这次小学科学课程改革把科学探究作为一项力图突破的标志性工程,不仅将其置于课程目标的首要地位,而且贯穿了整个课程标准体系,就是试图改变长期以来我国小学科学教育过分偏重知识传授的倾向。但是,课程标准基本上只从一个侧面来论述科学探究的重要性,强调科学探究对转变儿童的思维方式和养成科学的情感、态度、价值观的积极作用,而对于科学探究能力的发展与科学原理知识的掌握之间的关系却很少提及。同时,课程标准还将“科学知识”置于三维目标的最后一维。这样的做法势必会造成一线教育工作者的误解,即新课程重“过程”而轻“内容”,从而带来实践上的偏差。应该对小学科学课程的目标进行重新审视,摆正“内容”与“过程”的关系,唯有如此才能有效地培养出具有高度科学素养的新一代。三、课程内容的连贯性问题过去,我国的小学自然课程与中学科学课程(物理、化学、生物)一直是以相互独立的形式存在,导致小学阶段与中学阶段的科学学习不能很好地进行衔接。这次课程改革充分意识到这一点,把义务教育阶段的科学课程内容进行了统一规划,构建了一套以“生命世界”“物质世界”和“地球与宇宙/空间科学”三大板块为核心的科学课程体系,这是值得肯定的。但是,从课程标准的设计和内容分布来看还存在较多的问题。首先是小学与初中的科学课程内容的衔接问题。从目前公布的内容标准来看,还存在对小学科学课程的知识要求和初中重合甚至超出初中要求的问题,例如,“生命科学”领域中的“进化现象”,小学36年级的课程标准要求学生“能够解释适者生存、自然选择的含义”,“能以某类生物为例、阐释生物进化的过程”；8相应的初中79年级课程标准要求学生能“列举生物进化现象”和“了解达尔文进化论的主要观点”；9初中生物课程标准要求学生能够“概述生物进化的主要历程”,“形成生物进化的主要观点”。10小学科学课程的要求高于初中科学课程而与初中生物课程相近,明显超出了小学生的认知水平。1(131134)类似的问题还出现在“物质世界”领域的“热的传递方法”(传导、对流、辐射),“地球与宇宙”领域的“昼夜的成因”、“地球公转与四季变化”等许多内容上。其次是小学低、中、高年级的课程内容的衔接问题。前面已经谈到,新中国成立初期,小学低、中年级的自然课基本处于悬置状态,直到1986年才构建了16年级连贯统一的自然课程。但是,这次课程改革却再次取消了小学12年级的科学课程,使小学科学课程出现了断层现象,这对于儿童的认知发展是非常不利的。科学教育的重要任务之一在于转变儿童的观念。研究表明,转变儿童的观念是一个长期的过程,只有及早地重视儿童的“另有概念”,细致地规划科学课程,才能逐步帮助儿童建立科学的认识。11研究也发现,小学97阶段的儿童在概念理解、过程技能和情感态度的发展上存在明显的阶层性,以过程技能为例,小学低年级阶段的儿童只能进行简单的分类和探索,中年级阶段可以进行细致的观察和公平比较,高年级阶段则可以进行公平测试和规律探寻。只有保持课程内容的连贯性,重视儿童科学学习的渐进发展,才能切实提高科学教学的整体质量。12近年来,国外的小学科学研究项目都非常注重课程内容的连续性,致力于开发促进儿童在概念理解、过程技能以及科学态度方面渐进发展的科学课程。例如,英国纳菲尔德基金会赞助的SPACE课程(ScienceProcessAndConceptExploration,1990),选取具有基础性意义的核心概念,以螺旋循环的方式将课程分别设计成适合于57岁和712岁两个年龄段的儿童学习。它的设计思路是从儿童的已有观念出发,开展科学探究活动,让儿童建立最基本的“小”概念,然后在第二阶段以同样的方式帮助儿童建立更“大”的概念。13这套课程的一个突出特点是充分发挥了科学过程技能在纠正儿童的日常思维方式进而转变已有观念的作用,使得儿童在建立概念理解的同时形成科学的思维习惯。特别值得一提的是美国国家科学基金会赞助的FOSS课程(FullOptionScienceSystem,1988),该课程充分吸收了现代脑科学研究成果,采用模块课程的形式,将幼儿园到中学的科学课程进行整体设计,使儿童在概念理解和科学推理能力发展上逐步深化。这套课程的内容和结构安排连续、紧凑,并与儿童的认知发展水平基本吻合。14从当前国际小学科学课程的发展趋势来看,进一步规划我国小学科学课程的内容体系使之具有良好的渐进性并与中学科学课程保持连贯统一,是下一步课程标准修订应该注意的一个重要方面。要做到这一点,就必须加强重要的基础理论研究,特别是我国儿童在概念理解、探究过程技能以及情感、态度、价值观方面的发展规律的研究。四、课程实施的横向联系问题从课程发展史来看,提倡宽泛而非狭隘的科学教育,注重在整体学校课程经验背景下进行科学教学,一直是各国小学科学课程所关注的一个方面。这是因为,“对小学阶段来说,丰富的生动具体的自然知识也是儿童们学习语文、数学、美术等学科所必需的客观现实基础”。15但是,小学科学教学的这一特点在这次课程改革中却没有得到充分的体现,即便是在课程标准的实施建议中也没有对这一问题进行探讨。从目前颁布的各学科课程标准来看,语文、数学、品德与社会等学科在安排教学内容时都注意到选择与科学相关的教学内容,例如,语文课中的“综合性学习”强调了对大自然的观察和表达,品德与社会课中的“健康、安全地生活”涉及人体生理知识等等。然而,这些选择和安排是自发的和零碎的,缺乏通盘的考虑和整合,相互叠合,效能欠佳。强调科学教学与其他学科领域内容的综合设计,不仅可以最大限度地利用目前拥挤的课程安排,而且可以激活其他学科的学习,为它们提供最生动的学习素材。例如,围绕“植物的生长”这一主题进行多学科领域教学,不仅可以使儿童了解植物的生长过程,培养其观察和比较的科学思维技能,而且可以使儿童在语言(口头和书面表达能力:描述植物的生长过程、特点等)、数学(测量和数据整理能力:植株高度、叶片数量、生长趋势等)、绘画(以图画的形式记录植物的生长过程)、环境意识(绿化校园、美化生活)等方面得到发展,丰富儿童的整体学习经验。另外,从科学学习心理学的角度看,语言和数理能力的发展对于科学学习具有很大的影响作用,加强小学科学与语言、数学学科的联系,促进儿童在这三个学习领域的协调发展已经成为国际科学课程改革关注的一个问题。16例如,英国的国家科学课程标准就对课程内容中涉及的相关语言、数学和信息交流技术内容给予了非常明确的提示,便于教师更好地规划科学教学。为此,如何在整体学校课程经验背景下开展科学教育,逐步帮助儿童理解周围的事物和现象并最终认识科学作为一项人类活动的重要性,还需要在今后的课程改革实验中进一步研究。五、结语总的来说,这次课程改革在广泛借鉴国际科学课程改革经验的基础上,从目标、内容、教法、评价等各个方面对以往的小学科学教育体系进行了全方位的变革,初步构建了一套以培养科学素养为宗旨的现代“小学科学”课程体系,迎来了21世纪我国小学科学教育发展的第一道曙光。但是也要看到,尽管在西方发达国家,小学科学作为基础学科的地位已经毋庸置疑,而在我国却远没有得到承认,结果不仅限制了小学科学教育的发展,也影响了整体科学教育质量的提高。同时,由于缺乏对我国小学科学教育自身发展的深刻认识以及儿童科学学习心理学方面的基础理论研究,导致在课程目标的定位、课程内容的设计和教学实施层面暴露出诸多问题,需要加以正视和解决。参考文献:1课程教材研究所.20世纪中国中小学课程标准教学大纲汇编:自然社会常识(卫生卷)S.北京:人民教育出版社,2001.082刘默耕.小学自然四十年的几点反思J.课程教材教法,1988,(12):19-22.3GilbertJ,OsbornR,FenshamP.ChildrensSci2enceandItsConsequencesforTeachingA.BrownJ,CooperA,HortonT,Toates,F,Zeldin,D.(eds.)ScienceinSchoolsC.England:OpenUni2versityPress,1986.302-315.4FreybergP,OsborneR,TaskerR.TheLearninginScienceProjectA.HarlenW.(ed.)NewTrendsinPrimarySchoolScienceEducationC.UN:Unesco,1982.111-119.5HarlenW.ScienceEducation:PrimarySchoolPro2gramsA.Husen,T.(ed.).TheInternationalEncyclopediaofEducationC.Oxford,England:PergamonPress,1994.5324-5328.6HarlenW.TakingChildrensIdeasSeriously:In2fluencesandTrendsJ.PrimaryScienceReview,2001,67:14-17.7HarlenW,SimonS.ElementarySchoolScienceandtheRiseandRiseofPrimaryScienceJ.SchoolScienceReview,2001,82(300):49-57.8中华人民共和国教育部.全日制义务教育科学(3-6年级)课程标准(实验稿)S.北京:北京师范大学出版社,2001.19.9中华人民共和国教育部.全日制义务教育科学(7-9年级)课程标准(实验稿)S.北京:北京师范大学出版社,2001.20.10中华人民共和国教育部.全日制义务教育生物课程标准(实验稿)S.北京:北京师范大学出版社,2001.27.11DriverR,SquiresA,RushworthP,Wood2Ro2binsonV.MakingSenseofSecondaryScienceM.London:RoutledgeFalmer,1994.1213.12HarlenW.TheTeachingofScienceinPrimarySchools(3rd)M.London:DavidFulton,2000.2151.13NuffieldPrimaryScience.UnderstandingScienceIdeas:AGuideforPrimaryTeachersM.Lon2don:NuffieldFoundation,1997.15.14LoweryL.TheBiologicalBasisofThinkingandLearningM.USA:UniversityofCalifornia,1998.216.15刘默耕.新编小学自然教材的回顾在中小学学制、课程、教材、教法改革与实验的研究第二次研究工作会议上的阶段工作汇报A.课程教材教法编辑部.小学自然教材和教法(第一集)C.北京:人民教育出版社,1986.4154.16FenshamP.Integration:AnApproachtoScienceinPrimarySchoolingJ.Asia2PacificForumonSci2enceLearningandTeaching,2001,1(