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1、持续改革科学教育的战略行动为何发生在美国历史的视角2013-07-22 教育能见度文沈祖芸2007年，一份来自卡耐基基金委员会的报告将美国社会的注意力再度引向了对科学教育的审视，该报告称：国家的创新能力、经济发展的动力、本国劳动力的全球竞争力均有赖于优质的科学教育。然而，大量对比研究显示，美国K-12阶段的科学教育和其他高表现国家之间存在不小差距。另一份发布于2011年的人力资源调查报告指出，超过一半的美国雇主发现自己很难找到同时具备高等数学、高等物理和高等化学知识的员工，而这些知识却是工作中必须掌握的。西门子的报告称，2012年公司原计划在美国招收3000多各员工，但在招聘中却发现仅有10的
2、应征者能够顺利通过科学、技术、工程、数学综合能力测试，这也就意味着90的应征者未能从学校教育中获取胜任这3000个职位的能力。举这两份报告的例子作为开头为了说明什么？一个始终充满危机感的民族、一个始终敏锐洞悉前沿市场和未来需求的国家，定会非常坚定地认清：一个科技基础教育落后的国家是决不可能获得世界强国地位的，更不要说世界“最强国”了。为了这个“最梦想”，美国始终将持续改进科学教育视为国家战略。苏联卫星升天和首次课程危机“二战”以后美国基础科学教育经历了两次大改革。第一次科学教育改革肇始于20世纪50年代末期，动因是1957年前苏联第一颗人造卫星上天后，美国认为“我们的学校失败了”。美国人民认为
3、只有强制提高学业标准和提供严格的课程，特别是科学和数学，才能恢复美国在世界秩序中的正当地位。于是，中学毕业和大学入学的标准都提高了，全国的数学家和科学家都把自己的精力转移到为中小学开发新课程上。其主要特征是科学课程现代化，包含两层含义：一是指更新中小学科学课程的内容，让新的科学理论知识进入中小学科学教材，如原子物理、激光、DNA等内容都是在这次科学课程改革中进入中学教材的。二是在科学课程的设计、开发和实施方面，强调科学课程的学科结构化、理论化和发现教学法。科学探究就是在布鲁纳提倡的“发现教学法”的基础上应运而生的。但是，第一次科学课程改革并没有获得预期的成功，甚至被认为是“失败”的。70年代的
4、一项评估研究发现，新的科学教材使用的范围并不广泛，科学教学的质量差强人意，甚至出现了大批新增的功能性文盲或科盲。于是，20世纪70年代中期教育改革出现了“钟摆”现象，兴起了“回归基础”运动。这个“钟摆”很大程度上是由一种认识引发的，即对新科学课程的简单实施会导致学生的激进主义这让国家非常震惊。但今天反观，这场课程危机的应对并不能说是完全失败的。一方面，经过这次科学教育改革，科学课程和教学吸收了此前进步教育时期“活动课程”的诸多积极因素，改造了传统的学科课程（加入了学科结构和科学探究的成分），因而在60年代以后出现了“活动课程”与学科课程熔于一炉的新型科学学科课程，消除了活动课程与学科课程的“两
5、张皮”局面。另一方面，新的科学课程固然难度大、理论性强，不仅使许多科学教师感到难教，也使大多数学生感到难学，从而失去科学学习的兴趣，但毕竟培养了一大批天才学生和科学英才，使美国科学技术人才短缺的局面有所缓解。面向全体美国人的科学蓝图到了1983年，美国高质量教育委员会提出了一份令人惊讶的报告国家处在危险之中：教育改革势在必行。有识之士提出，在下一个世纪的2061年，一颗著名的彗星哈雷彗星将再次临近地球。到那个时候，科学技术和社会生活将发生巨大的发展和变化，而科学、数学和技术将是变化的中心。那么“什么知识和技能最值得学习”才能满足下个世纪对一个普通公民的科学文化基本要求？普及科学教育和提高全体青
6、少年的科学素养成了当务之急。第二次科学教育改革的标志是1985年启动的、历经四年深入研究并在1989年公布的科学教育改革的总蓝图“2061计划”的第一个报告面向全体美国人的科学，它发出了“普及科学”（Science for All）的号召，旨在提高全体美国人、尤其是青少年学生的科学技术素养。这份标志着美国科学教育改革进入实质性阶段的重要报告及其五个分科报告发表后，美国科学促进会和国家研究理事会又分别于1993年和1996年先后出台了科学素养的基准和世界上第一个国家科学教育标准。首个标准呈现几大特点特点之一：提高科学教育质量是系统工程。这个标准是针对大学阶段前所有学生的。它包括教学标准、教师专业
7、进修标准、评价标准、内容标准、大纲标准和系统标准等6套标准。其中，教学标准回答这样的问题：科学教师如何制定大纲；如何引导学习，化难为易；如何进行学习效果的评价和指导学生自我评价；如何营造良好学习环境；如何尊重学生的见解、技能和经验，培养学生必要的技能、思维方法、行为方式和价值观念；如何参与学校教学大纲的设计和修订。教师专业进修标准涉及的内容和要求是：教师的学习活动怎么开展；教师不仅要掌握科学内容，还要掌握课程设置、学习方法、教学方法、学生情况等许多东西；专业进修有什么要求；中小学科学教师任职前预备教育计划和在职培训计划要注意什么。评价标准的内容包括：评价设计阶段要注意什么；既要注意评价学习成绩
8、，又要注意评价学习机会；对评价数据的技术质量有什么要求；评价的公正性意味着什么；怎样基于评价数据进行合理的推论等。特点之二：标准阐述与典型示范相结合，这是最有价值和创造性的尝试。标准中17个插入的框文展示了科学教育可以怎样着手的生动实例。例如，某校某班的小学生们发现星期五灌在浇花水壶里面的水，到星期一时却空了，感到疑惑不解。老师灵机一动，觉得这是因势利导的好机会。为了培养学生的探究习惯，她不是直截了当地给他们讲蒸发原理，而是让学生自己找原因。一位孩子说，可能是班级养的仓鼠给喝了。其实这是一个假说。老师就引导他们用实验检验这个假说，比如，将仓鼠放在沙盘中间，夜里它若跑出来喝水，就会在沙盘上留下脚
9、印。实验表明，不是它喝的。后来发现，壶盖打开，水才会减少。于是，老师又引导学生们每天用纸条测水位的高度，看看有什么变化。她接着启发同学们探究影响水位高低的原因。一位同学想到，家里的衣物烘干机，设定了一定温度后，衣服干得就快。老师就与同学们一起设计了一个新实验，考察水的减少量与温度有什么关系。他们还要研究，壶盖覆盖的面积与水位下降量是什么关系，用扇子不断扇水面会不会影响水位下降的速率。这样的加入典型案例的做法也显示了美国教育改革的趋向之一，就是将原先行政管理者在改善科学教育方面的主导作用，逐渐改变为让第一线的教师起主导作用；淡化教育系统上层人物的权威性，给实施层次者更大的决策权。特点之三：目标驱
10、动与建立课程联系。为什么要提高全民的科学素养？科学教育的目标是什么？美国国家科学教育标准开篇就明确规定了科学教育的四个目标，这也是美国教育界和科技界的共同认识。第一，为了帮助人们更好地了解和认识自然界，从而产生充实感和兴奋感；第二，为了在个人事务决策中恰当地运用科学方法和原理；第三，为了使人们能够理智地参与涉及科技问题的公共对话和辩论；第四，为了提高劳动者的生产效率。对这几条目标认识和排列次序是发人深省的。同时，在第一次科学教育改革中消除活动课程与学科课程边界的基础上进一步构筑各种课程之间的联系，改变“夹层蛋糕课程”。标准认为搞清跨学科联系是深入研究各种课程之间联系的最明显合理的途径。不论是检
11、验音乐的数学结构，或是通过碳的同位素来研究玛雅文化的年代，各种各样的学生都可以通过跨学科联系来搞清楚各种科学原理。同时在构筑课程联系的过程中将科学教育与现实世界和学生的思想世界相结合，一次增强学生的学习动力。另外，在如何建立课程联系方面也提出了一些适用的原则：1,最有效的课程联系，应当在学校制定并由需要直接参与教改的人与学校共同拟定；2,需要找出课程联系的重点；3,不应把寻找各种联系作为唯一目的；4,只有值得知道的事物才应寻找其联系。新的科学课程突破了“夹层蛋糕课程”模式，建立一种范围明确、顺序合理和协调一致的科学课程，让每个中学生每年都学习每一门科学。2061计划并不只是一个简单的课程改革计
12、划，而是一个全面的、长远的、综合性的科学、数学和技术教育改革计划，它考虑的是在美国从幼儿园到高中毕业的科学、数学和技术教育，是对整个教育系统的一种改革，目标是使一个美国公民在高中毕业时，能达到某种科学素养的标准，在下个世纪越来越科学技术化的社会环境中，通过直到高中的学习，使学生能够懂得世界是怎样运作的，来获得一种充满乐趣的、负责任的、有意义的生活。面向未来持续改进的下一代全美科学教育标准由全美研究理事会 (National Research Council,NRC)于 1996 年颁布, 它吹响了美国“标准化改革”的号角,为推动美国科学教育的发展、促进科学教育质量的提高提供了坚强有力的保障。然而，随着时代的发展,科学知识更新迅速、教育研究成果层出不穷,这份全美科学教育标准不足以涵盖新时代的学习特点和内容要求。于是才有了时隔15 年之后持续改进的下一代科学标准
