中美科学课程目标的比较与反思

1、中美科学课程目标的比较与反思我国的科学课程标准及高中科学学科的课程标准勾画了科学素养的大致轮廓，为了使总目标能够落实到科学 课程的教学组织、 教材编写、 教师培训及课程资源配置之中， 标准将总目标从科学探究、情感态度与价值观和科学知识三 个领域进行分解，提出了分目标，但这绝不意味着在教学过 程中各分目标的达成是单独进行的。好的教学活动，往往能 达到多个教学目标，实践中，各分目标必须作为一个完整的 体系加以把握。当今美国科学探究的目标是将科学探究作为 目前 K-12 科学教育中最好的实践方法， 基于探究的科学课程 目标被概括为三要素、两主线的整合论。本文通过分析中国 三维科学课程目标、美国科学课

2、程目标的三要素论，以及中 美科学教学案例，进一步探讨和反思两国教师科学教学的模 式，以期对后续的科学课程理论研究和探究教学实践分析提 供借鉴。中国三维课程目标的理论模式学科”由以逻辑的知识形态来表现的知识体系和价值体系所构成，注重学生的身心发展阶段及其实际能力的培养。任何学科的构成总是包含了知识、方法、价值这三个层面的 要素：学科的基础知识和基本概念的体系，学科的基础知识 和基本概念体系背后的思考方式与行为方式，思考方式与行为方式背后的情感、态度和价值观。 1 因此，新课程倡导学 科教育的 “三维目标” ，即知识与技能， 过程与方法， 情感、 态度与价值观是一个整体，不可分割。三维目标是对学生

3、发 展要求的三个维度，是一个教学目标的三个方面，而不是三 个彼此分离的目标，它们是统一的整体，相互联系，互为基 础。三维目标的三个方面是学生发展必不可少的，如同一个 立方体的长、宽、高缺一不可，而作为体积一定的立方体， 长宽高之间是互相联系的，长度如果变大，宽和高也会随之变化，如果在学科教学中片面强调其中之一，另外两个目标的实现都会受到影响（图1）。二、美国科学课程目标的三要素论 美国基于探究的科学课程目标被概括为三要素、两主线的整合论。三要素，即科学知识、做科学、科学本质；两主 线，即作为教与学的探究、作为课程内容的探究。当今美国 科学探究的目标是将科学探究作为目前 K-12 科学教育中最

4、好的实践方法，强调探究的三个要素：通过探究学习重要的科学概念、学习科学的过程、学习科学的本质（图2）。从杜威 1909 年提出科学方法和思维的重要性到现在已经有一个 世纪之久，人们对于科学探究的追求在这一百年间从未停止 过，从机械、静态的“启蒙理性”到经验本质的“探索与实 验”，如今科学的“发现情境”和“辩护情境”的界限逐渐 模糊；科学日益具有解释与辩护的性质，它是一种动态变化且情境关联有证据的思想。 2 美国国家科学教育标准强调将科学探究作为教与学的方式、课程内容的双重意义；标 和“使用科学证据” 三个基本维度， 并以科学胜任力为核心准之后的科学探究兼顾 “识别科学问题科学地解释现象”纵观我

5、国科学课程的三维目标与美国的三要素论，二者的共同点为：均强调科学知识的基础性，科学技能和科学方 法的核心性，以及科学过程的探究性和科学的情感维度。不 同点表现在：我国的科学课程将知识与技能作为一个维度综 合考察，过程与方法涉及科学探究与科学方法等核心问题， 而情感、态度与价值观的维度体现科学的人文性；而美国的 科学课程三要素将科学知识单独作为一个要素，做科学这 要素包含了过程技能和认知能力，包含科学探究的过程和技 能，以及思维能力的学习和探究，另外一个要素就是科学的 思维方式，重点是科学本质的认识；美国科学课程目标将科 学知识作为教与学的标准，而做科学和科学思维方式作为课 程内容的标准。中美科

6、学课程的教学案例与反思一）案例一：美国生物教师的教学片段教师Walker,男性，本科学历，生物和物理学科，在芝加哥的 7-12 公立学校工作两年。 本文选择的课程是他讲授的 化石与生物种族进化理论，授课时间为 30 分钟。1. 课程目标文本1）学习目标：学生能够通过化石来形成生物种族进化理论的两个重要方面，即形态学上的证据可以用来推测种 群之间的可能关系，岩石的记录（发现化石相对高度）可以 用于推断相关生物在进化时间的次序；2）科学探究：学生应该能够确定问题以及进行科学探究的基本概念；3）科学本质：当证据呈现的时候，学生应该能够区分、观察和推论。2. 教学过程文本03 分钟：以 34 人为一组

7、， Walker 分发形态学证据的图表，并在投影仪上打出相应幻灯片。布置每个小组写下三 个观察问题，并让全班同学自愿说出结果，并注意学生做出 的推测和观察。38 分钟： Walker 让小组合作利用图片归纳生物种类，并描述小组工作，再强调观察和推论的区别。813分钟：Walker通过以下问题来展开课程的下一步骤:你们发现的关系能描述你们小组的问题么？你们能找出线 索说明生物体是否生活在同一个地方和时间么？还有其他 方法可以将生物体相互联系么？1322 分钟： Walker 提问全班同学：不同种类的生物体有何联系？如何在图表中显示？当学生对图表不确定时，启 发学生考虑化石的年龄，当提及放射性元素

8、追踪时，继续问是否有其他方法预测。学生无法提出其他可能方法，Walker询问化石发现的地点能否提供暗示？最终岩石记录被讨论， 发给材料并投影。2227 分钟： Walker 建议各小组加入这个新证据修正他们的图表，询问小组成员对他们的进化谱图的描述，以及对 此结果的确定性。2730 分钟： Walker 总结并询问如下问题：观察和推论的区别？科学家通过哪些证据可以理解相关生物体的关系？ 关于化石的什么问题对科学家来说是最有用的？作业： Walker 让学生将他们的作业通过海报的方式画出来，描述他们对今天课程的理解，可以加入颜色来表示相同 进化分支上的不同生物体随着时间的敏锐变化。中国教师的教学

9、片段教师蔡，女性，本科学历，物理老师，在南方某城市的县市一级达标中学工作两年。本文选择的课程是她讲授的超 重和失重，授课时间为 40 分钟。1. 课程目标文本1）知识与技能：理解超重和失重现象及产生超重、失重现象的原因和条件；2）过程与方法：能够运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析日常生活中的超重和失重现象；3）情感、态度与价值观：播放“神舟七号口、”激发学生对科学的兴趣和热情，使他们了解一些我国航天技术的成就。2. 教学过程文本03 分钟：利用学生错误的前概念，电梯内测体重引入新课。418分钟：超重和失重现象。蔡老师PPT展示人在升降机内做实验，实验时将一弹簧秤挂在升降机内，弹簧秤下挂质量为

10、5kg 的物体。蔡老师先解释弹簧秤的读数指的是物 体对弹簧秤的拉力，并把弹簧测力计的示数称为视重。列出 前三道小题由教师分析，后三道小题由学生分析。1927 分钟：完全失重的讲解。蔡老师的问题：用弹簧秤或台秤来测量物体的重力，当物体向下加速或者向上减速 时，弹簧测力计或台秤的示数小于重力，这时的物体处于失 重状态。那么，如果物体以 g 的加速度，加速下降，弹簧测 力计或台秤的示数为多少？利用牛顿第二定律解题。2840 分钟：运用牛顿第二定律和牛顿第三定律分析超重和失重现象。蔡老师让学生解释课前引入的电梯里测体重 的现象，并举例，最后观看神州七号的录象。作业：布置书后题目及习题集，要求学生运用本

11、节课知识解题。三）中美科学课程教学模式的反思Walker 的基本教学流程： 形态学证据图表观察活动学生猜想学生进行生物归类学生解释和描述学生修正答案反思和讨论。 Walker 老师的课堂中始终围绕形态学证据、学生探究活动和小组活动中的体验这三个方 面来进行猜想、分类以及解释和修正答案到最后的反思，课 程目标始终围绕着探究活动来进行，学生在探究活动中生成 知识与技能、内隐情感与态度、运用科学方法。蔡老师的教 学流程：电梯内测体重过程（确定学生答案）一一超重和失 重现象（教师解题为主、识记概念）一一完全失重问题（教 师解题为主）一一运用牛顿定律分析现象（运用解题技能的 迁移）。从整个教学过程可以看

12、出，蔡老师始终是以讲授为 主导，关于过程与方法的目标只是在一个演示实验中涉及， 而该实验是教师演示，让学生回答现象产生的原因；过程与 方法也仅处于该节课的一个应用问题的位置，情感、态度与 价值观同样存在这个问题，教师仅是试图通过神七的录像蜻蜓点水地掠过这一目标，并且采取的是简单说教的方式。根据以上两个实例分析，中国科学教师多关注科学教学中知识和技能这一维度的目标，而将过程与方法、情感态度 与价值观两个维度或内隐和弱化， 或作为工具， 或并不涉及， 这仍然是知识中心论的思想，还属于传统演示和讲授式的科 学教学。而美国教师则将科学探究作为目标或内容，将科学 知识或作为基础，或作为工具来进行探究教学，他们的科学 教学不仅以探究的方式来学习科学知识，更多的是将科学探究作为课程内容和目标来教学。进一步类比分析中美教师探究教学的基本模式，中国教师多是探究要素作为基本步骤，从提出问题、猜想和假设到 指定计划进行实验、然后得出结论，最后交流和应用，整个 过程是线性推进的 （图