关于初中科学课程改革的讨论(专题三)

关于初中科学课程改革的

讨论（专题三）余自强

2009.1一、理论转换：从教学论到课程论教学论：内容、要求、建议——教教材课程论：教育哲学、目标、内容、实施、评价——用教材教☆课程实施：课程教育思想解读、目标、内容、教学、评价、课程资源开发专题三第二代综合科学课程的实施二、课程学科要素分析◎学科课程——以结构主义和要素主义课程理论为指导◎新学科主义综合课程改革的宗旨：既要克服分科科学课程分科过细的缺点，又要保持科学知识、技能、过程方法体系结构严密、学科要素落实的优点，主要有以下8个方面。要素主义：课程应该以传递科学文化为中心，关注那些相对稳定的人类文化和民族文化中的共同要素，它们是人类文化遗产中的精华结构主义：一方面强调理论知识的指导作用，要求把学科最基础、最重要和继续学习必不可少的概念和原理作为构建知识体系的基本框架，再根据这个框架安排相关学习内容；另一方面强调按探究的过程和方法构建知识的学习体系基本科学事实基本概念系统基本科学原理科学模型和符号数学计量系统科学探究的技能与方法科学态度情感与价值观科学、技术与社会（一）基本科学事实

1、获得-主要有观察、实验、模拟实验和科学调查以及描述、归纳等

2、类型：客观事实知识-通过观察和实验获得的、直接表征自然物和自然现象客观属性的知识，例如自然物的形态结构、生物的生活习性等逻辑事实知识（经验规则）-由客观事实知识经过逻辑推演而形成◎物质的密度、动植物类群的特点、化学物质的通性等——具有可检验性◎食物链和食物网——具有理想性作用：在科学知识体系中的作用是为理论知识提供客观证据和应用范例（二）科学的基本概念系统1、对科学事实的抽象和概括2、类型:按概念的抽象程度◎具体概念-可以通过观察直接获得的概念，如斜面、昆虫、溶解、平原等◎定义概念-只能通过定义而获得的概念，如呼吸作用、力、化学变化、气候、新陈代谢等按内涵和外延是否确定◎精确概念-本质特征明显，易于用某种规则揭示，如上述的昆虫、化学变化等概念◎模糊概念-本质特征不明显，难以用某种规则加以揭示，如生态系统和简单机械等根据概念习得的方式◎前科学概念-日常生活中通过辨别学习、积累经验而掌握，如“鸟是会飞的动物”◎科学概念-在教学过程中通过揭示概念的内涵而形成，如“燃烧是剧烈的氧化反应”3、作用：概念系统组成了课程知识结构的框架4、特点：将物质科学、生命科学、地球与空间科学的概念，纳入物质、运动与相互作用，能量，信息、系统、结构与功能，演化，平衡，守恒等统一的科学概念框架中，共同构成科学课程的概念系统（三）科学的基本原理1、内涵：定律、规律、法则、原理，是对概念之间关系的言语说明2、类型：按对事物属性之间关系的逻辑判断层次◎特称判断-如部分电路欧姆定律◎全称判断-如能的转化与守恒定律按获得过程◎经验定律-直接以经验事实为基础概括，如光的反射定律、化学物质的定组成定律等◎抽象定律-以若干基本概念、基本原理或定律逻辑地推演得到，如能的转化与守恒定律以数学恒等式表达的科学定律，一般称为公式3、作用：具有严密的逻辑性、可检验性和对实践的指导性和概念一起共同构成科学理论的基本逻辑体系（四）科学模型和符号1、模型-对所要研究的系统的模拟结构模型——模型的结构与原型相似功能模型——模型的功能行为与原型相似物理过程模型——模型的物理过程与原型相似数学模型——模型的要素关系与原型的要素关系具有相似的数学形式2、类型：物理模型和数学模型，通常模型指物理模型（1）物质模型实物模型：生物体组织切片、矿物标本

模拟模型：细胞结构模式图、地球仪（2）思想模型具象模型：以形象化方法（意象思维方法）构建，具有一定的形态结构特征，如原子结构模型、DNA分子双螺旋结构模型抽象模型：对原型某些方面本质属性的抽象，也称为理想模型如：

消化作用过程图解、凸透镜成像等

——过程理想模型

受力分析图解、食物链和食物网图解等

——系统理想模型3、符号-学科用以简约表达其内容的“语言系统”

化学元素符号、化学式、化学方程式力的图示、电路图符号经纬度、气象符号量和单位的符号4、作用：表象、形象思维和双重编码理论（五）数学计量系统

1、数学方法：运用数学语言表述事物的状态、关系和过程，并加以推导、演算和分析，以形成对问题的解释、判断和预测的方法在科学探究过程中，无论是提出问题、制定计划，还是实施计划、获取信息、作出结论、表达交流；也无论是获取经验材料、整理经验材料，还是形成概念、构建理论，都要用到数学方法2、数学计量系统的内容（1）定义概念：在抽象概念中，有一类是用数学方法来定义的，如溶解度、速度、密度等（2）对自然现象的空间关系和数量关系进行描述和分析。例如以各种方式记录观察和测量的结果，以条形图、曲线图、统计地图等来表现某一自然现象的统计数字大小及其变化（3）用数学模型来表现自然现象、特征和状况。对科学而言，数、式、方程、函数、统计量等都可视为数学模型，它们都是科学问题的数学化形式（六）科学探究的过程技能与方法

1、概念:“实践-认识”和“假设-检验”2、美国《国家科学教育标准》的要求：“在参与探究时，学生们要能描述物体和事件，能提出问题，能作出解释，能根据现有科学知识对所作解释加以检验，并且能把自己的看法和意思传达给别人。学生们得会提出自己的假设，会运用判断思维和逻辑思维，会考虑可能的各种解释。学生们这样做就可以把科学知识与推理和思维的技能结合起来，从而可以能动地获得对科学的理解”3、课程标准要求：探究既是课程目标，又是重要的教学方法，还是教材编写时选择材料的依据提出科学问题进行猜想和假设制定计划，设计实验观察与实验，获取事实与证据检验与评价表达与交流◎能力要求——探究的要素:问题、证据、解释、评价、交流◎认知要求——探究的程序：◎探究作为学习方法的价值：获得关于现实世界的直接经验和真切体验4、这里有许多问题值得研究，例如“问题”（1）问题是科学研究的起点（2）科学问题的类型◎经验问题

-与经验认识相关的科学问题①已解决的问题，指理论知识已能解释说明的问题②未解决的问题，指现有理论知识能解决但尚未解决，在现有理论框架下，可根据观察、实验或理论知识来推导解决的问题③反常问题，指现有某一理论未能解决，但已有一些与这个理论竞争的理论试图解决的问题◎概念问题

-理论所显示出来的问题科学知识内部的困难方法论方面的困难世界观上的困难◎不同层次的问题是什么-须通过对研究对象的识别和判定，寻求关于研究对象的事实和陈述，如“什么是人的血液循环系统”怎么样-须通过对研究对象有关因素（质的规定性、量的规定性和因素之间的关系）的分析，寻求关于研究对象的状态和运动转化过程的描述，如“人的血液循环是怎样进行的”需要什么条件-须通过归因分析、对照实验或有步骤地依次控制实验变量来确定，如“人的血液循环正常进行需要什么条件”为什么-须通过对有关现象和事物的分析，寻求对有关现象的规律性解释和对有关事物的内在机制的解释，如“人的血液循环为什么可以自主进行”◎不同领域的问题基础理论问题-科学理论发展中出现的有待填补的知识空隙和逻辑裂缝，研究的目的在于开拓新的研究方向和领域，发现新的自然规律，建立新的科学假说和科学理论应用研究问题-具有特定实用目的、探求把科学理论推进到应用形式的知识和途径的问题，其成果是技术发明和技术方法的创新工程技术问题-目的是把科学技术转化为现实的生产力，包括研制和推广两方面的问题5、科学课程教材中探究活动的基本类型实验性探究逻辑推理任务（如资料分析）基于测量的研究工程性设计技术性设计开放性的研究（七）科学态度、情感与价值观

——人文素质教育

1、科学人文主义教育以科学精神为基础，以人文精神为价值取向的教育观，注重科学性与人文性的统一科学人文化和人文科学化成为文化发展趋势2、关注科学精神的培养科学思想-科学深层次的哲学和文化内涵，如求真、创新过程与方法-理性精神和实证精神，如价值判断科学的精神气质①公平性-科学不存在特殊权益、宽容标新立异②公有性-科学是公共的知识，科学发现应当公开发表，所有的人都可以利用③无偏见性-为科学而科学，不允许欺骗、诡辩、不负责任的夸夸其谈④有条理的怀疑论-有根据地怀疑一切,科学不相信权威，只承认理性，只相信事实3、警惕反科学主义思潮

中国的传统文化以天道人伦为纲，隐含着对科学的否定4.反对伪科学：指以科学的形式出现，但未经检验或者在接受检验时弄虚作假，然后便以科学成果的名义向社会进行宣传；或者是经过检验被否定后，仍以科学成果的名义向社会进行宣传，并由此造成不良社会影响的所谓科学研究成果

5、美育功能：从“陶冶情趣”到“人的发展”

在人类摆脱自然状态成为文化人时，美育使人从纯粹的生理快感升华为具有理性精神的人的情感；工业时代知识理性和技术理性对人的感性过分压抑，美育侧重冲破某些不合理束缚与压抑，恢复情感的自发性、敏感性和丰富性◎开发个体感性能力、激发生命活力、发展创造性等方面目标：◎培养学生发现美、塑造美的能力途径:生命美感心理结构的形成

孔子说“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”其中知之、好之和乐之即人格的理性、激情和意志三元结构◎智力机制-具有深刻认识能力和理解能力的智力结构，才能使人对生命世界的审美感受更加深入、更加强烈◎情感机制-审美体验是智力机制与情感机制共同作用的结果（八）科学、技术与社会的关系◎意志机制-审美情趣除了要求高度的文化修养外，还必须具备强烈的道德感和理性精神1、科学与技术互相促进、日趋一体化2、科学技术是第一生产力

3、技术可能会对自然、人类生活和社会产生负面影响，必须实施可持续发展战略

4、科学技术不仅推动人类文明的进步：物质文明→精神文明→生态文明

有效教学是一个大家都很关注的问题，提高教学有效性存在多种思路，例如：三、教学改革是对有效教学的追求

（一）教学效率：

指学生的学习收获与教师、学生的教学活动量之比，即投入与产出之比（二）改革思路1、教学管理-改革班级授课制的弊端：分层次教学、小班制教学2、课程改革课程思想-实用主义、要素主义、新学科主义课程类型-学科课程、活动课程课程开发-目标模式、过程模式3、教学改革教学理论-教师主导、学生主体教学方法-发现探究式与接受式4、评价导向学科要素-知识技能、过程方法、思维、情感态度价值观评价方式-结果性评价和表现性评价（三）教学是否有效的理论判断1、国际上一般价值判断的依据：对教育目的的理解适应社会能力的发展个人（个性）的发展认知能力的发展行为的发展2、我国此前的