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1、科学教育改革与课堂文化的重建科学教育改革与课堂文化的重建方红峰方红峰浙江省教育厅教研室浙江省教育厅教研室1、课程改革、课程改革 curriculumreform课程（课程（curriculum）就结果而言是学习者）就结果而言是学习者在学校环境中获得的全部经验在学校环境中获得的全部经验改革（改革（reform）不是革命，是革新除弊）不是革命，是革新除弊课程改革就是保留原来学生获得的合理的课程改革就是保留原来学生获得的合理的经验，改变不合理或增加没有的经验经验，改变不合理或增加没有的经验学生获得经验的分析学生获得经验的分析基础知识基础知识基本技能基本技能遵守纪律遵守纪律服从服从熟练熟练竞争竞争n
2、n揪根问底揪根问底n n创意创意n n自信自信n n好强好强n n尊重尊重n n合作合作n n课堂生态分析课堂生态分析教师是知识的教师是知识的 拥有者拥有者教科书是学习的根本教科书是学习的根本科学知识都是对的科学知识都是对的答案是唯一的答案是唯一的教学是将现有的结论传递给学生教学是将现有的结论传递给学生学校和班级是等级结构的学校和班级是等级结构的重要的观点：重要的观点：由于获得知识的过程和方由于获得知识的过程和方法不一样，对学生终身的影响也有可能法不一样，对学生终身的影响也有可能不同不同课堂的生态规范着学习者的行为，同时课堂的生态规范着学习者的行为，同时也将成人社会的文化，在无声息中传递也将成
3、人社会的文化，在无声息中传递给了学生。给了学生。考试则以一种主流意识的文化价值标准考试则以一种主流意识的文化价值标准为准绳，将考试内容和答案的标准规定为准绳，将考试内容和答案的标准规定好，以一种无声但却有权力的话语将考好，以一种无声但却有权力的话语将考生的意识和意志划到许可的范围，而考生的意识和意志划到许可的范围，而考生所理解的知识也在他的心头建构起了生所理解的知识也在他的心头建构起了一种控制他心灵和智慧的权力。一种控制他心灵和智慧的权力。没有健全的人性，就没有健全的社会和没有健全的人性，就没有健全的社会和经济。经济。在民众学校的发展史上，把人当在民众学校的发展史上，把人当“人人”的教学并不是
4、轻而易举就能实现的。教的教学并不是轻而易举就能实现的。教学往往成为压抑学往往成为压抑“人人”的生命活力的的生命活力的“人工窒息机人工窒息机”。 即便在即便在2121世纪前夜世纪前夜的今日，教学沦为的今日，教学沦为“人工窒息机人工窒息机”的状的状况依然没有改观，如今，在受到教学窒况依然没有改观，如今，在受到教学窒息的学生们中间，疲于奔命甚至断送性息的学生们中间，疲于奔命甚至断送性命者，屡见不鲜。命者，屡见不鲜。( (佐藤正夫：佐藤正夫：教学原教学原理理) )创新精神和实践能力的培养，如果只是停创新精神和实践能力的培养，如果只是停留在增加或减少所要学的知识、换本教科留在增加或减少所要学的知识、换本
5、教科书这个层面上，是根本不可能达到这个目书这个层面上，是根本不可能达到这个目的的。的的。全面地对课堂、学校的文化进行重建是必全面地对课堂、学校的文化进行重建是必然之路！然之路！今天的课堂，将决定着一个民族的明天！今天的课堂，将决定着一个民族的明天！2、科学教育的基本观念、科学教育的基本观念知识观知识观科学（科学（science）原意为：科学是对知识的）原意为：科学是对知识的拥有。拥有。什么是科学？科学是创造知识的过程。什么是科学？科学是创造知识的过程。科学的四个纬度是：科学是一个知识体系；科学的四个纬度是：科学是一个知识体系；科学是一系列的思维方式；科学是一套探科学是一系列的思维方式；科学是一
6、套探究的方法；科学要与技术和社会相互作用。究的方法；科学要与技术和社会相互作用。1科学是一个知识体系。科学是一个知识体系。包括事实、概念、规则、理论（模型）、包括事实、概念、规则、理论（模型）、定律等。定律等。事实事实概念概念规则规则定律定律理论（模型）理论（模型）A事实：是已知信息的一个单独的部分事实：是已知信息的一个单独的部分地球自转一周约需地球自转一周约需24h。绿色植物的叶含有叶绿素。绿色植物的叶含有叶绿素。水分子由氢、氧两种元素构成。水分子由氢、氧两种元素构成。自由落体的加速度为自由落体的加速度为9.8m/s2。事实是可以发现的，如土壤中有什么？土、事实是可以发现的，如土壤中有什么？
7、土、树叶、虫子、小石子等。树叶、虫子、小石子等。B概念：连接几个事实和发现的思想概念：连接几个事实和发现的思想绿色植物生长具有向光性。绿色植物生长具有向光性。月球引起潮汐。月球引起潮汐。影子的长度与光照的角度相关。影子的长度与光照的角度相关。强酸具有腐蚀性。强酸具有腐蚀性。概念可以被发现：脉搏与运动的关系。概念可以被发现：脉搏与运动的关系。C规则：对几个相关概念的广义结合或概括。规则：对几个相关概念的广义结合或概括。行星、彗星和其他小天体以椭圆轨道绕地球旋转。行星、彗星和其他小天体以椭圆轨道绕地球旋转。为保存物种，生物体必须进行繁殖。为保存物种，生物体必须进行繁殖。自然界的自然界的92种元素组
8、成了地球上的所有物质。种元素组成了地球上的所有物质。电可用来做功。电可用来做功。规则具有描述和说明的作用。规则：空气遇冷收缩，规则具有描述和说明的作用。规则：空气遇冷收缩，可用于解释和描述如自行车的轮胎早上变软了、气球可用于解释和描述如自行车的轮胎早上变软了、气球放到冰箱内的变化。放到冰箱内的变化。规则也是可以被发现的，如降落伞的面积与下落速度。规则也是可以被发现的，如降落伞的面积与下落速度。D理论：看起来正确但又不能被直接证明的理论：看起来正确但又不能被直接证明的规则。规则。原子论。原子论。进化论。进化论。板块构造理论。板块构造理论。相对论。相对论。理论是通过复杂的调查研究形成的，不能理论是
9、通过复杂的调查研究形成的，不能被学生被学生“发现发现”的。的。E定律：被认为是正确的规则。定律：被认为是正确的规则。万有引力定律。万有引力定律。物质不灭定律。物质不灭定律。能量守恒定律。能量守恒定律。物质和能量守恒定律。物质和能量守恒定律。基因的分离定律。基因的分离定律。定律一词暗含着永恒的一致性，但科学家不愿意接受绝对定律一词暗含着永恒的一致性，但科学家不愿意接受绝对的真理，因此许多教科书都不再用定律一词。的真理，因此许多教科书都不再用定律一词。学生是难以学生是难以“发现发现”定律的。定律的。科学知识的特点：爆炸式地增长和不断的科学知识的特点：爆炸式地增长和不断的更新。更新。关于科学是一个知
10、识体系存在关于科学是一个知识体系存在2种错误认识：种错误认识：将科学只看成是一个知识体系将科学只看成是一个知识体系；将现有的科学知识看成真理，是不变的。将现有的科学知识看成真理，是不变的。教师们应明确，尽管科学上的多数主要概念已经教师们应明确，尽管科学上的多数主要概念已经经过了大量的实验和观察的证实，这些概念在未经过了大量的实验和观察的证实，这些概念在未来似乎不可能发生重大变化，但所有的科学观念来似乎不可能发生重大变化，但所有的科学观念都不是最终的真理，原则上要接受变更和改进的。都不是最终的真理，原则上要接受变更和改进的。当科学家们遇到与已有的解释不一致的新的实验当科学家们遇到与已有的解释不一
11、致的新的实验证据时，他们的确要改变有关自然界的概念，而证据时，他们的确要改变有关自然界的概念，而事实上他们也已经是这样做的。不再将知识作为事实上他们也已经是这样做的。不再将知识作为绝对真理来呈现，这将有利于学生质疑能力和科绝对真理来呈现，这将有利于学生质疑能力和科学精神的培养。学精神的培养。 2科学是一系列的思维方式科学是一系列的思维方式科学是一种人类活动，这种活动的重要组科学是一种人类活动，这种活动的重要组成部分就是科学工作者的思维活动。成部分就是科学工作者的思维活动。a强烈的好奇心和求知欲，这是他们深入思强烈的好奇心和求知欲，这是他们深入思考和从事艰苦、看似单调乏味工作的动力。考和从事艰苦
12、、看似单调乏味工作的动力。b科学家所具有的态度、信念和价值观，激科学家所具有的态度、信念和价值观，激励着他们不断地提出问题和解决问题。励着他们不断地提出问题和解决问题。 c科学还需进行严格地推理，更重要的是需科学还需进行严格地推理，更重要的是需要进行创造性地工作，提出新观点或新的要进行创造性地工作，提出新观点或新的解释。解释。d科学发生论：来自观察；来自直觉和创意。科学发生论：来自观察；来自直觉和创意。科学来自问题科学来自问题科学教育应当引导独立自主性，使个体具科学教育应当引导独立自主性，使个体具有思考能力和行动能力。因此，教师在教有思考能力和行动能力。因此，教师在教学中要重视提供让学生进行深
13、入思考、严学中要重视提供让学生进行深入思考、严格的逻辑推理、创造性思考和批判性思考格的逻辑推理、创造性思考和批判性思考的足够的机会，而不要只停留在肤浅的问的足够的机会，而不要只停留在肤浅的问答之中。答之中。3科学是一套探究的方法科学是一套探究的方法A科学是人为创造、修正和再创造模型的循环往科学是人为创造、修正和再创造模型的循环往复的过程。复的过程。在科学研究过程中，科学家所做的第一步通常在科学研究过程中，科学家所做的第一步通常是对现象的观察。在观察的基础上建立假说或是对现象的观察。在观察的基础上建立假说或有意义的猜测，用以解释观察到的现象。通过有意义的猜测，用以解释观察到的现象。通过演绎推理形
14、成预见，用以检验假说，设计实验演绎推理形成预见，用以检验假说，设计实验检验预见。最后，将实验的结果与假说相比较，检验预见。最后，将实验的结果与假说相比较，看二者是否一致；如果一致，假说就变成一个看二者是否一致；如果一致，假说就变成一个工作模型，接受进一步的检验。工作模型，接受进一步的检验。B科学探究技能科学探究技能ScienceProcessSkill观察观察Observation分类分类Classifying测量测量Measuring预测预测Predicting推论推论Inferring建立假设建立假设ConstructingHypotheses建立模型建立模型MakingModels交流交
15、流Communication设计实验设计实验DesigningExperiment辨别变量辨别变量IdentifyingVariables变量变量Variables应变量应变量RespondingVariables操作性定义操作性定义OperationalDefinition控制变量控制变量ManipulatedVariables4科学要与技术和社会相互作用科学要与技术和社会相互作用科学和技术有着不同的追求，科学回答科学和技术有着不同的追求，科学回答“是什么是什么”的问题，技术回答的问题，技术回答“怎么办怎么办”的的问题。问题。科学和技术常常是不可分的，科学和技术科学和技术常常是不可分的，科学
16、和技术互相推动着对方的发展，并呈现融合的趋互相推动着对方的发展，并呈现融合的趋势。势。科学和技术对社会产生了深刻的影响。科学和技术对社会产生了深刻的影响。社会也对科学和技术产生影响。社会也对科学和技术产生影响。如信仰的如信仰的确影响了科学家的直觉确影响了科学家的直觉；团体从既得利益；团体从既得利益对科学的影响等等。对科学的影响等等。SARS病原体的确认和疫苗的开发。病原体的确认和疫苗的开发。科学教育家们认为，科学课程和科学教学科学教育家们认为，科学课程和科学教学中四个纬度要有适当的平衡，这对学生科中四个纬度要有适当的平衡，这对学生科学素养的形成有着重要的影响。学素养的形成有着重要的影响。我们应
17、当制定全面的教学目标，并重新看我们应当制定全面的教学目标，并重新看待课堂的效率。待课堂的效率。差距差距过于注重科学结论的获得，却忽视了学习过于注重科学结论的获得，却忽视了学习科学的真正价值科学的真正价值理解科学的本质。理解科学的本质。致命的问题是：我们树立了某种权威，却致命的问题是：我们树立了某种权威，却忘记了，科学恰恰是反对权威的。忘记了，科学恰恰是反对权威的。3、科学教育的基本观念、科学教育的基本观念学生观学生观新课程在智力和学习心理方面与传统都存新课程在智力和学习心理方面与传统都存在明显的分野在明显的分野11什么是智力什么是智力传统智力：语言和数理逻辑为核心，以整合方式传统智力：语言和数
18、理逻辑为核心，以整合方式存在的一种能力。存在的一种能力。多元智力：存在多种智力，并以相对独立的形式多元智力：存在多种智力，并以相对独立的形式存在。分存在。分8 8种：种：11言语言语语言智力；语言智力；22音乐音乐- -节节奏智力；奏智力；33逻辑逻辑数理智力；数理智力；44视觉视觉空间智空间智力；力；55身体身体动觉智力；动觉智力；66自知自知反省智力；反省智力；77交际交际交流智力；交流智力；88认识自然智力。认识自然智力。多元智力理论的启示多元智力理论的启示11积极乐观的学生观积极乐观的学生观不存在不存在“差生差生”，应该是有各具智力特点和表现形式，应该是有各具智力特点和表现形式的学生；
19、的学生；22注重学生的解决问题能力；注重学生的解决问题能力；33保证学生全面发展；保证学生全面发展；44促进学生特殊才能的充分展示；促进学生特殊才能的充分展示；55帮助学生将优势智力领域的特点迁移帮助学生将优势智力领域的特点迁移到弱势智力领域。到弱势智力领域。2学生学习学生学习建构的过程建构的过程案例案例1：电流做功：电流做功案例案例2：静止在桌面上物块的受力分析：静止在桌面上物块的受力分析案例案例3：电流做功与爬山：电流做功与爬山案例案例4：酒精和水，温度哪个更高？：酒精和水，温度哪个更高？学习是学生对概念建构的过程（学习是学生对概念建构的过程（“情境情境”、“协作协作”、“会话会话”和和“
20、意义建构意义建构”）学习的认知建构过程学习的认知建构过程前概念与科学概念之间的关系存在三种关系存在三种关系11顺向关系顺向关系同化学习同化学习22逆向关系逆向关系顺应学习顺应学习33迷失关系迷失关系改变和顺应改变和顺应植物生长与土壤的关系植物生长与土壤的关系VanHelmont实验实验1/4小学生、小学生、1/3初高中生、初高中生、1/6大学生认为土壤的质大学生认为土壤的质量要减轻量要减轻小学生：因为土壤提供植物养分，没有它，植物不能生存；小学生：因为土壤提供植物养分，没有它，植物不能生存；高中生：植物从土壤中吸收蛋白质和矿物，这些成分不可高中生：植物从土壤中吸收蛋白质和矿物，这些成分不可能被
21、补充回来；能被补充回来；大学生：植物的食物来自土壤，人们没有在肥料上花那么大学生：植物的食物来自土壤，人们没有在肥料上花那么多的钱。多的钱。基本的学习观点基本的学习观点学生是一个自主的个体，是知识的学生是一个自主的个体，是知识的“消费者消费者”学习具有主观性和个别性学习具有主观性和个别性学习具有社会性，一种社会互动过学习具有社会性，一种社会互动过程。共同的规则：科学思维、科学探究过程。共同的规则：科学思维、科学探究过程、证据的作用程、证据的作用教师应当帮助学生在使用同样规则的过程中，教师应当帮助学生在使用同样规则的过程中，建构科学的概念和意义，并尽可能与科学概建构科学的概念和意义，并尽可能与科
22、学概念一致。学习涉及的概念是不断精致化的念一致。学习涉及的概念是不断精致化的学习具有情意性。这些因素包括自我认识、学习具有情意性。这些因素包括自我认识、信念、个信念、个人期望等人期望等学习任务同学习者发展与需求的关联性、学习任务同学习者发展与需求的关联性、生活涉及的真实性，对学习者的挑战与新生活涉及的真实性，对学习者的挑战与新奇性奇性学习受到学习者的发展程度的影响学习受到学习者的发展程度的影响学习包括元认知学习包括元认知4.4.科学教育的基本观念科学教育的基本观念社会观社会观社会取向：人是社会性的人，教育是具有社会取向：人是社会性的人，教育是具有社会性的教育；根据社会对人的各种需求，社会性的教
23、育；根据社会对人的各种需求，并把它们转化为课程的目标；适应论、改并把它们转化为课程的目标；适应论、改造论和超越论造论和超越论适应论：学校课程应当以适应当代社会的适应论：学校课程应当以适应当代社会的需要为根本目的需要为根本目的改造论：教育的根本使命就是通过社会改改造论：教育的根本使命就是通过社会改造而达到造而达到“社会一致社会一致”超越论：教育及学校课程不应当是实现社会超越论：教育及学校课程不应当是实现社会目的的工具，而应当是社会中的一种主体目的的工具，而应当是社会中的一种主体新课程更多地持超越论的观点，认为被动地新课程更多地持超越论的观点，认为被动地适应社会生活，将课程内容作为社会经验的适应社
24、会生活，将课程内容作为社会经验的复制，虽然解决了继承的问题，然而复制，虽然解决了继承的问题，然而“个性个性的多样性，自主性和首创精神的多样性，自主性和首创精神”又从何谈起又从何谈起呢？呢？新课程：将学校教育视为火热的社会实践的新课程：将学校教育视为火热的社会实践的一部分，应当主动选择社会生活经验，参与一部分，应当主动选择社会生活经验，参与社会价值观的调适，并对社会生活经验不断社会价值观的调适，并对社会生活经验不断地进行批判和超越，通过培养具有地进行批判和超越，通过培养具有“新质新质”的人，构建新的社会生活经验的人，构建新的社会生活经验科学课堂应当是开放的，反映当今社会的，科学课堂应当是开放的，
25、反映当今社会的，学生应当是用批判地眼光看待成人的社会，学生应当是用批判地眼光看待成人的社会，应当是对前人的超越应当是对前人的超越学习的学习的“三位一体三位一体”论论1 1同客观世界同客观世界( (教材教材) )的对话认识性实的对话认识性实践践2 2同他人的对话社会性实践同他人的对话社会性实践3 3同自身的对话伦理性实践同自身的对话伦理性实践改革意味着观念与体制的同步变革改革意味着观念与体制的同步变革变革未必带来进步，但是，进步终变革未必带来进步，但是，进步终究需要变革究需要变革我坚信教师通过他的学生我坚信教师通过他的学生而永生。如果我的教学是有启发而永生。如果我的教学是有启发性的，好的和坚持优良价值观的，性的，好的和坚持优良价值观的，我就会长生不老。你说优秀的教我就会长生不老。你说优秀的教育怎会灭亡？优秀的教师将会长育怎会灭亡？优秀的教师将会长生不老。生不老。斯图尔特斯图尔特(J.Stuart)1937祝大家成功，谢谢！生活用品 http:/ 生活用品 sae133loi
