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1、美国小学科学教育科学教育现状研究作者：summ 文章来源：教育科学研究所 点击数： 399 更新时间：2003-7-10美国小学科学教育科学教育现状研究(2003-02-13 13:13:08) 摘要：美国小学科学教材的类型和教学用具呈更加多样化的趋势。师范教育的教授在科学课程实践方面起带头作用，使师范教育成为培养具备先进理念的科学教师的重要保障。美国的公共教学资源，包括图书馆、博物馆和网络等对科学教育提供了大量的支持，形成了比较雄厚的社会对教育的支持系统。 关键词：标准；基准；科学教材；师范教育；公共教学资源 张军霞，课程教材研究所综合理科课程教材研究开发中心助理研究员。 20世纪60年代以
2、来，美国对基础科学教育极为重视，形成了国家资助、社会支持、学校重视的有利于基础科学教育发展的局面，使得美国科学教育理念的研究走在了世界的前列，对国际科学教育的影响也很大。目前美国各个阶段的科学教育都在新理念的影响下进行改革。本文从以下几个角度介绍美国小学科学教育改革与实施的现状，从中对其教育理念如何影响小学科学教育可以有所了解。 一、长期的研究计划和相关文件成为小学科学教育的宏观指导 从20世纪80年代以来，美国相继有几个比较长期的基础科学教育的发展计划，其中最有影响力的有美国科学院的国家科学教育标准和美国科学促进会的“2061计划”，美国科学教师协会的范围、顺序和导向也在20世纪90年代产生
3、了一定影响。 美国原来是没有全国性的课程标准的。1985年，美国科学促进会联合美国科学院、联邦教育部等12个机构启动一项致力于美国中小学课程改革的跨世纪计划“2061计划”，编写出版面向全体美国人的科学，对美国社会重视科学教育起了重要的作用，并影响了国家对科学教育的政策，使得美国科学研究院继“2061计划”开始之后，进行课程标准的研究和实验，终于在1995年底完成国家科学教育标准(以下简称标准)1。 标准有六个主要内容：科学教学标准、科学教师职业发展标准、科学教育评价标准、科学内容标准、科学教学程序标准、科学教育系统标准。标准对教师的自身水平、学生的学习、教学设计及组织、教学评价以及管理机构、
4、社会支持系统都提出了要求2，体现了对全国科学教育实施与管理的全面指导，因而成为科学教育各界参照的依据。 美国新出版的中小学科学教学理论及教材中都把标准作为主要编写依据。一本原名通过发现法教科学的科学教学法教材在2000年的第九版更名为用探究来教科学3，书中专门有一章论述标准中提倡的科学探究，体现了标准中提倡的科学教学以探究为核心。书中各章内容都提到标准，体现了以标准的精神作为指导。另一本教学法教材教孩子学科学4在论述科学教学的各部分具体内容中，对怎样设计单元计划和课堂教学计划，提出要以标准中的科学内容标准为基础。本书还把标准的K8年级的内容作为附录附在书后。美国1996年以后出版的各套科学教材
5、，在教师指导书中都详细说明了在教学中要达到标准要求的哪些具体目标。 美国有的州是采用本州的标准,而不是国家科学教育标准，这些州标准是教师直接参照和评价的依据，教师在做单元计划和教学设计时，必须考虑本州的标准中对这部分内容是怎样规定的。如肯塔基的教师在做单元计划时，要求写明本单元的教学期望符合肯塔基学习目标和教学期望5中的哪一条。科学课的单元计划要写明本单元涉及的相关学科，如社会标准的核心内容是什么。但美国各个州在制定本州的各种指导学科教育包括科学教育的文件时，很多是参照国家科学教育标准制定的。这也是标准作为一个宏观性指导文件的特点。如肯塔基州肯塔基科学评价的核心内容6有：物质科学、生命科学和地
6、球与空间科学的概念理解、科学探究和应用/联系三项主要内容。科学概念三大块内容的详细分类与国家科学教育标准是一一对应的。应用/联系部分包括标准中科学内容标准的后三项内容：科学和技术、从个人和社会视角所见的科学、科学的历史和本质。由于美国各个州的具体情况有差别，根据国家标准设立本州的课程标准有利于国家标准的区域化实施。 “2061计划”经过十几年的研究，又取得了一系列的成果，如科学素养的基准科学教育改革的蓝本科学素养的设计科学素养的概念图科学素养的资源等。科学素养基准7是配合面向全体美国人的科学的一套特殊的科学素养目标纲要，内容比较宽泛，包括：科学的性质、数学的性质、技术的性质、自然环境、生存环境
7、、人类机体、人类社会、被改造了的世界、数学世界、历史展望、通用概念、思维习惯。描述了为达到科学素养的目标，2、5、8、12年级末，以上12方面学生应具备的理解水平和能力。因为基准的内容具体详细而且分段，成为科学教学参考的另一个主要依据。 小学科学教材科学发现工作8K6年级主要就是以基准作为指导的。在教师参考书中明确指出：“基于可靠的教育标准的科学教育能有力地指导学生的学习、课程内容的选择和教师的教学活动。科学发现工作教材是以美国科学促进会的一项长期的科学教育改革2061计划的科学素养基准和国家科学教育标准为依据2061计划中的四个通用概念系统、模型、恒定和变化、规模，作为主题贯穿于整套教材中。
8、”在教师参考书的各单元起始也详细列出本单元依据了标准和基准的哪些内容。科学技能评价9一书也列出基准中不同阶段对科学学习过程技能的要求，以此作为本书的编写指导。 美国科学教师协会是美国所有科学教师的一个组织。1990年协会出版了范围、顺序和导向，在当时产生了一些影响，有一些教师据此设计了一些科学课程10。现在，美国科学教师协会以年会和区域性会议、图书、杂志和网络的形式，交流最新的科学教育理念、科学动态和科学教材、图书和产品。 二、小学科学教材类型更加多样化 美国的科学教育哲学中早已将科学知识分为三个大领域：生命科学、物质科学和地球与空间科学11。传统的科学教材均以这三大块科学概念为核心，由于人体
9、健康的知识与人的生存密切相关，小学许多教材中又将人体科学单列出来。在标准和基准对美国科学教育的影响下，人们对科学本质的认识越来越清晰化，对科学探究能力在科学学习和研究中的重要作用越来越重视。这些新的科学教育文件倡导课程教材的多样化。20世纪90年代以来，又出现了多种类型的小学科学教材。 (一)以科学概念为核心 传统的以科学知识体系为主构建课程结构的教材属于以科学概念为核心的教材。SRA真实科学1216年级教材是以科学概念为核心的小学科学教材，内容分为四个板块：生命科学、地球与空间科学、物质科学和人体科学。教材提供大量的教学资源，力图从四个方面发动学生学习科学：1.视觉资料；2.有清晰的教学过程
10、的教材；3.以学生为中心的、扩展的学习资源；4.观察、记录、测量和实验等活动材料。 以科学概念为核心的教材，在科学概念上是前后紧密联系的，教材每册的单元较多，罗列的知识内容也较多，而在探究的深入上却有所欠缺。有文章认为这类教材容易导致“阅读科学”13。但教学主要是教师开展的活动，如果教师的观念比较新，组织教学的能力强，就可以用这样的教材进行探究式的教学。如SRA三年级鸟的视野一课，要学习三种地貌：高原、草原和山脉；解释拓朴图是以什么特别的方式表达地表结构的。一堂示范课是这样上的：先看录像片，介绍三种地貌的特点和成因。然后做画拓朴图的活动。活动之后继续看录像带中的随堂测验。课后可以阅读学习资源卡
11、片中介绍的相关的科学家、科学职业、数学、科学技术和社会、与科学的其他领域的联系、与社会课的交叉等，卡片背面有判断题和问答题。 (二)以科学概念和统一概念为核心 标准中“科学的统一概念和过程”以及基准中的“通用概念”都是许多领域共用的思想武器。两者都提倡在教学中渗透统一概念的理解。有的教材在编写时特别考虑了统一概念。科学发现工作(见表1)以科学概念为课程结构体系，并在整套教材中贯穿了基准中通用概念的思想。其每个单元都能使学生对系统、模型、恒定和变化、规模四个概念中的至少一个增进理解。由于通用概念在许多领域都具有重要的用途，教材的这种形式有利于学科的整合，使学生的思维更具开放性。表1“科学发现工作
12、”课程模块内容年级生命科学物质科学地球科学人体科学K生物的特征(系统、恒定和变化)用感官探究(系统)推和拉(系统、模型)观察天空(恒定和变化、规模)身体分几部分(系统、模型)1生物的种类(系统)磁铁(系统、规模)天气和季节(恒定和变化)地球上的陆地和水(系统、模型)保持健康(系统、恒定和变化)2生物的相互作用(恒定和变化、模型)光和色彩(系统)固体、液体和气体(恒定和变化)随时间变化的地球(模型、规模、恒定和变化)什么使我生病(系统、规模)3生命循环(模型)生物的角色(恒定和变化)能量的形式(系统)太阳、月球和地球(规模)地球上的水(系统)午餐吃什么(系统)4动物(系统)物质的特性(规模)磁和
13、电(模型)地球上的陆地资源(恒定和变化)天气和气候(恒定和变化)人体系统(系统)5植物(系统)种群和生态系统(系统)能量、做功和机械(系统)光和声(模型)太阳系和星空(规模)固态的地球(恒定和变化)运动和控制(系统)6细胞和微生物(模型)生命的延续(恒定和变化)特质的性质(规模)力和运动(规模)变化的地球(模型)海洋(系统)生长和健康(系统) (三)以探究过程为核心 由于标准倡导以探究为核心，美国相继出版多套以探究为核心的科学教材。这些教材的每个模块是一个相对完整的科学探究过程，需要较长的教学时间，因而这些教材结构一般比较简练，以达到“精心选择内容，并将内容放在探究导向的课程中”的目的。BSC
14、S科学教与概念和技能相关的活动(TRACS)14K5教材(表2 略)和为了孩子的科学与技术(STC)1516年级教材的单元结构都是以探究的顺序为核心16。 TRACS每个模块的探究顺序遵循5E教学模式，即引入(engage)、探索(explore)、解释(explain)、详细描述(elaborate)、评价(evaluate)。引入：为教师提供机会发现学生已有的经验和对要学知识的认识程度。探索：提供很多经验，让学生在活动中进行比较。解释：学习运用正规的语言、科学术语和内容信息来表达，与原有经验相联系，建构新的经验。详细描述：学生在新的条件下应用或扩展新的概念，将新的概念整合到已有的概念中去。
15、评价：评价学生达到的水平。是对学生新学知识的一个总结性评价，在学习过程中的每一步都应该有评价。 STC教材的教学的模式与上面相似，主要教学步骤为：焦点，澄清学生对教学主题已有的知识；探究，使学生对客观事物、生物和科学现象进行积极的调查研究；反馈，鼓励学生讨论他们的观察结果，调整他们的观点；应用，帮助学生在新的情况下讨论应用他们的新观点。STC教材各个单元的实验材料与单元内容紧密配套。如植物生长发育单元的实验材料中有快速生长植物油菜种子，传粉用的干蜜蜂标本等。快速生长植物的生长期只要40天，适合为时近两个月的单元教学。 三、改革的师范教育是培养新的小学科学教师和科学教师进修的重要保障 科学标准指出：“高等教育方面，教授需要在采用示范科学教学法和科学课程实践方面起带头作用，要想让未来教师今后在中小学怎么讲授科学，在大学里就应怎么教他们。”17因而
