国际小学科学教育的发展趋势

1国际小学科学教育的发展趋势丁邦平作者工作单位：北京师大国际与比较教育研究所——兼谈我国小学自然课的若干问题一、小学科学教育的发展历程在西方，19世纪初，裴士泰洛齐就倡导在小学进行实物教学(obje-ctteaching)。随着裴士泰洛齐教育思想19世纪中期在欧美各国逐渐传播，以及初等义务教育在这些国家的实施，实物教学形态的科学启蒙教育开始在工业化国家得到推广。例如，19世纪50年代，实物教学的思想传到美国后，在全国教育协会发起和支持的澳滋威格计划(OswegoPian)推动下，美国小学也盛行实物教学。实物教学的主要作法是教儿童详细描述各种动物、植物和矿物，使其观察和学习自然现象。通过实物教学，希望儿童学会观察和交流——两种“研究”科学的基本能力。但在当时的实际教学过程中，由于绝大多数小学教师缺乏科学训练，实物教学多为对实物的机械描述和记忆。到19世纪末期，这种实物教学法在美国便不再流行了。19世纪90年代至20世纪头10年期间，美国教育开始摆脱欧洲教育传统的影响，进入教育理论和实践的创新时期。当时，美国著名心理学家霍尔(S.Hall)的儿童研究和杜威的实用主义教育思想开始对美国教育产生影响。此后小学科学教育发生了较大的变化。首先是学科名称上的改变，即以“自然学习”(naturestudy)取代了实物教学。其次是教学内容上的变化，这个时期科学启蒙教育注重儿童自身的需要，因而健康和卫生加入到小学科学教育内容中。第三，强调科学方法的训练。杜威认为，科学方法的训练与获得实际科学知识至少同样重要。在奉行杜威实用主义教育哲学的学校里，科学教学还注重解决实际问题。第四，这一时期美国科学教育研究工作在一些大学里开展起来，如1927年哥伦比亚大学克雷格(GeraldS.Craig)的博士论文被公认为小学科学教育发展中里程碑式著作。（注：Esler,W.K.etal.(1993),TeachingElementary,Science,Belmont,California:WadsworthPublishingCompany,pp.9-10.）克雷格指出了科学在卫生和安全等方面的实用价值，并认为科学对于一个公民的普通教育是至关重要的。60年代，在当时冷战的国际竞争氛围下，美国政府花了几百万美元改革中小学科学课程。这次科学课程现代化运动产生了十多种至今仍有影响的实验性小学科学课程。其中影响较大的有以下三种：（一）SCIS课程这个实验课程的全称是《科学课程改进研究》(TheScienceCurriculumImprovementStudy)。SCIS课程编写于1962年，由美国全国科学基金会提供启动资金。SCIS课程的内容分两大部分，一部分是6个单元的自然科学，另一部分是6个单元的生命科学。每个单元包括自由探索和教师指导的探索课、发明课和扩展课三种课型。SCIS课程是根据皮亚杰和布鲁纳的认知发展理论编写的，其目标是通过理解基本概念发展学生的科学素质和科学态度，以及解决问题的能力。当时美国大约有8%的学区使用SCIS课程。（二）SAPA课程这个实验课程由美国促进科学协会(AAAS)的科学教育委员会编写，其全称是《科学——一种过程方式》(Science——AProcessApproach)。它也是一个完整的初等学校科学课程（供幼儿园至6年级学生学习）。SAPA课程正如其名称所示是注重科学过程的课程。其基本假设是：(1)科学是一种智力活动；(2)探索知识带来欢乐；(3)看到自然世界和生命世界的奥秘给儿童带来兴奋；(4)学习科学家解决问题的方法可以使儿童得到智慧；(5)科学教育的主要目的在于激发儿童的欢乐感、兴奋感和科学的理智感。SAPA课程的目标是培养儿童从事科学研究的过程技能，即进行科学研究的能力，它们是：(1)观察，(2)认识并使用数字关系，(3)测量，(4)认识并使用时空关系，(5)分类，(6)交流，(7)推理，(8)2预测，(9)给概念下工作定义，(10)形成假设，(11)解释资料，(12)控制变量，(13)实验。前8种过程技能为基本技能，一般在低年级学习；后5种技能较为复杂，供小学高年级学生学习。SAPA课程是根据美国著名心理学家加涅(RobertGagne)的学习理论编写的，强调目标教学和目标的递进性。当时美国大约有9%的学区使用这一课程。（三）ESS课程这个课程名为《小学科学学习》(TheElementaryScienceStudy)，是一种综合性小学科学课程。整个课程由56个单元组成。与上述两种小学科学课程不同的是，ESS课程只提供一个范围，没有一个固定的顺序。学校可以根据自己的教学目标、学生的水平等实际情况挑选一些单元按顺序组成自己的课程。此外，ESS课程的56个单元各有不同的特点，如有些单元强调过程技能，有些则注重有意思的问题。美国当时有15%的学区使用ESS课程。80年代以来美国“第二代”科学课程正是在60年代“第一代”科学课程的基础上形成的。它们的共同特点是：1.强调儿童动手实验寻找答案，而不是由教师提供现成的答案让他们接受；2.所有的实验课程都以探究作为科学的过程；3.给儿童提供机会理解学科的结构；4.所有的实验课程都有助于儿童拓宽对环境的理解；5.期望通过科学教育改革儿童的行为。综上所述，从19世纪下半叶欧美国家开始普及初等义务教育开始，小学科学教育的发展经历了一百多年的历程。它由最初的实物教学形态演变为自然学习形态，至20世纪60年代发生了科学教育革命，从而终于走向真正的科学教育形态。英美等发达国家小学课程中“自然学习”的名称不再沿用，它被各种各样的小学科学课程取代了。二、小学科学教育改革的国际趋势80年代以来，国际科学教育改革的浪潮再次激荡。1985年，美国促进科学协会(AAAS)提出了一跨世纪的科学教育改革计划——“2061计划”。该协会组织了由26名杰出的科学家和教育家组成的专家组，研究从幼儿园至高中的学生应该掌握的科学技术“知识、能力和思维习惯”。1989年专家们提出了一份研究报告，即《普及科学——美国2061计划》。在此基础上，1994年他们提出了《科学素质的基准》，1996年又进一步制定了《全国科学教育标准》。这一系列的科学教育改革文件指明了美国科学教育的改革方向，并在国际上产生了极大的影响。1988年，英国的《教育改革法》明确规定，11年义务教育中，科学是与语文和数学并列的3门国家核心课程，从小学一年级起开设。同时，还突出了技术教育的地位，把它列为10门国家课程之一。综观国际科学教育的改革趋势，主要有以下几点值得我们注意。（一）提高小学科学教育的地位，重新认识小学科学教育的作用，把中小学科学教育统一起来进入90年代以来，小学科学教育尤为引人注目。英国学者歌特(Ri-chardGott)认为，“英国国家课程最主要和最令人兴奋的地方，是它对小学科学教学的影响，”（注：Gott,R.etal(1996),Primary,Scie-nceintheMid-1990s:GroundsforOptimism,inRitaChawlaDugganetal.(eds.)ReshapingEducationinthe1990s:PerspectivesonPrimarySchool-ing,London:theFalmer3Press,p.33）因为小学科学教育不再像以前那样可有可无了，“科学已经成为英国每一所小学课程中稳固的一部分，并且被它们普遍接受。”（注：Gott,R.etal(1996),Primary,ScienceintheMid-1990s:GroundsforOptimism,inRitaChawlaDugganetal.(eds.)ReshapingEducationinthe1990s:Pe-rspectivesonPrimarySchool-ing,London:theFalmerPress,p.33）英国11年义务教育中，各个年级都进行科学教育，中小学科学教育完全统一起来。在美国，虽然没有全国统一的科学课程，但1996年出台了具有深远意义的《全国科学教育标准》，它规定了从幼儿园到高中(K-12)各个年级科学教育的教学目标、教学内容和评价标准等等。英美两国科学教育改革的一个共同点是，彻底改变了以前小学科学教育与中学科学教育互不衔接的局面。现在它们已把小学科学教育作为整个科学教育的一个组成部分。因此，中小学科学教育变成了一个有机的整体，这在学制上、科学教育的目标上、科学课程和内容上都得到了充分的反映。（二）既注重科学教育的普及，又强调科学教育质量的提高一位加拿大科学教育专家坦率地写道：“自从60年代初期以来，发达国家科学教育的主要目标是培养未来的科学家。虽然表面上对每个学生进行科学教育，但内在的目标不过是培养科学家而已。这种状况事实上是否已经改变是有争议的。”（注：Krugly-Smolska,E.T.(1990)Sc-ienificliteracyindevelopedanddevelopingcountries.Intern-ationalJournalofScienceEducation,Vol.12,No.5.,p.273.）如美国60年代的科学教育课程改革，新编写的现代化科学课程只适合约20%的尖子学生学习，具有明显的精英性质。美国80年代的调查表明，90%的美国人都是科盲。可见，学校的科学教育尽管培养出成千上万的科学家和工程师，但绝大多数人仍然缺乏科学素质。然而，在一个科学技术高度发达且迅猛发展的时代，科学技术的普及教育是绝对必需的。鉴于此，近年来，国际上许多科学教育专家和有关国家的政府部门都提出了普及科学和提高科学教育质量的主张和措施。如前面提到的英国政府把科学作为义务教育期间三门核心课程之一，美国提出了全国科学课程标准，等等。此外，近年来在国际上影响很大的STS科学教育模式也是注重普及科学教育和提高科学教育质量的一个重要举措。（三）更新科学教学目标，提高小学生的科学素质更新科学教育目标是与对科学素质(scientificliteracy)的研究分不开的。什么是“科学素质”呢？根据克劳普法(L.E.Klopfer)的解释，科学素质是指“每个人所应具备的对科学的基本理解”。（注：Klopf-er,L.E.(1985)ScientificLiteracy,inHusen,T.andPostlethwaite,T.N.(eds.)TheInternationalEncyclopediaofEducation,Vol.8,p.4478.）它有5个方面：(1)了解重要的科学事实、概念、原则和理论；(2)把有关科学知识应用于日常生活情境中的能力；(3)具有利用科学探究过程的能力；(4)理解科学性质的一般原理和关于科学、技术与社会的相互作用；(5)具有明智的对待科学的态度以及具有与科学有关的事物的兴趣。”（注：Klopfer,L.E.(1985)ScientificLiteracy,inHu-sen,T.andPostlethwaite,T.N.(eds.)TheInternationalEncyclope-diaofEducation,Vol.8,p.4478.）很显然，科学素质是中小学科学教育的一个总目标，它在学校教育的不同层次对学生有不同的要求。一个具有科学素质的人是什么样的人呢？雷卡德(D.E.Reichard)认为，这样的人“接受的科学教育足以使其理解基本的自然现象。具有科学素质的人是客观的、思想开放的和具有怀疑精神的。他们的科学知识及其探究的能力使其能够解释大众传媒（报纸，电视等）中出现的有关科学的信息。”（注：Reichard,D.E.(1985)PoliticsandScientificliteracy.Education,Vol.106,pp.110.）而萨特曼(FrankX.Sutman)则认为，“一个有科学素质的人是能够并愿意继续学习科学内容，独立地发展科学过程，并能够向他人交流学习结果的人。”（注：Sutman,F.X.(1996)ScienceLiteracy:AFu