中美基礎(chǔ)科學(xué)教育的差異

1、中美基礎(chǔ)科學(xué)教育的差異 08-06-07 08:35:00 作者：丁邦平編輯：studa0714摘要：通過(guò)赴美考察和比較研究發(fā)現(xiàn)，中美兩國(guó)學(xué)校在科學(xué)教育的觀念及其體制、科學(xué)課堂教學(xué)方式、科學(xué)課程與教學(xué)資源、科學(xué)教科書(shū)及其使用等方面都存在明顯差異。認(rèn)識(shí)和理解中美兩國(guó)科學(xué)教育上存在的這些差異，并通過(guò)科學(xué)教育改革力求達(dá)到和而不同，對(duì)普及和發(fā)展我國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)教育、提高科學(xué)教育質(zhì)量不無(wú)啟發(fā)與借鑒作用。關(guān)鍵詞：科學(xué)教育；中美基礎(chǔ)教育Abstract: By the visit to some American schools，the observation on science classrooms and

2、 a comparative study on the Chinese and American educational system, we find sone big differences in school science education between two the countries, that is the differences of ideas and system of science education, classroom teaching methods of science, science curriculum and teaching resources,

3、 science teaching materials and its usage. Knowing and understanding these differences will be helpful for the popularixation and development of basic science education and the improvement of science teaching quality.Key words: science education ; China and the US; basic education in China and the U

4、SA一、科學(xué)教育觀念及其體制上的差異近幾年，雖然科學(xué)教育的觀念在我國(guó)隨著新一輪基礎(chǔ)教育課程改革開(kāi)始流行起來(lái)，但由于長(zhǎng)期實(shí)行分科教學(xué)，人們的意識(shí)里缺少整體的科學(xué)教育的觀念。有些人認(rèn)為，只有現(xiàn)在小學(xué)和初中設(shè)立的綜合科學(xué)課才算是科學(xué)教育，這種認(rèn)識(shí)在我國(guó)幾乎是一個(gè)普遍的誤解。美國(guó)從19世紀(jì)開(kāi)始，科學(xué)就成為中小學(xué)課程的重要組成部分。20世紀(jì)初期以來(lái)，小學(xué)和初中（或中間學(xué)校）大都采用綜合科學(xué)課程，高中雖分生物、物理、化學(xué)和地球科學(xué)等學(xué)科，但也有一些主題是跨學(xué)科的，因此人們的意識(shí)里都具有科學(xué)教育的觀念。進(jìn)步教育運(yùn)動(dòng)時(shí)期，美國(guó)初中和高中一年級(jí)普遍開(kāi)設(shè)“普通科學(xué)”（general science）課，內(nèi)容涉及學(xué)

5、生日常生活中常見(jiàn)的科技現(xiàn)象及其原理。該門(mén)課程尤其重視科學(xué)方法的訓(xùn)練，目的是使中學(xué)生受到基本的科學(xué)教育。1為推進(jìn)普通科學(xué)的教學(xué)，美國(guó)早在1916年就創(chuàng)辦了世界上第一個(gè)科學(xué)教育學(xué)術(shù)期刊普通科學(xué)教育（現(xiàn)更名為科學(xué)教育）。20世紀(jì)50年代末期至60年代是美國(guó)科學(xué)教育課程現(xiàn)代化時(shí)期，當(dāng)時(shí)流行的學(xué)科結(jié)構(gòu)課程理論倡導(dǎo)分科教學(xué)，反對(duì)綜合科學(xué)教育，但分科的科學(xué)課程仍然保留了一些跨學(xué)科的性質(zhì)。例如，生物學(xué)統(tǒng)合了動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)和生理學(xué)；物質(zhì)科學(xué)在很大程度上整合了物理與化學(xué)；生命科學(xué)則在更高的程度上整合了生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)。20世紀(jì)70年代以后，美國(guó)科學(xué)教育改革的鐘擺再次偏向綜合科學(xué)課程，一些高中在9年級(jí)或10

6、年級(jí)開(kāi)設(shè)綜合科學(xué)（integrated science），至今亦然。綜合科學(xué)反映了當(dāng)代科技發(fā)展的跨學(xué)科性，體現(xiàn)了科學(xué)本質(zhì)的一個(gè)重要方面，因?yàn)闊o(wú)論是物質(zhì)科學(xué)（理、化等）還是生命科學(xué)，都要強(qiáng)調(diào)科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)探究及科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的聯(lián)系。美國(guó)1996年頒布的國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，從幼兒園到高中13年義務(wù)教育期間，科學(xué)教育的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)涉及生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)和地球科學(xué)等不同學(xué)科，是把科學(xué)教育當(dāng)做一個(gè)整體來(lái)對(duì)待。美國(guó)中小學(xué)每個(gè)學(xué)校建立一個(gè)科學(xué)組（science department）。盡管美國(guó)高中的科學(xué)教學(xué)一般也是分科的，但是物理、化學(xué)、生物、地球科學(xué)等學(xué)科的教師都在同一個(gè)科學(xué)組里，其教研活動(dòng)和教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展活動(dòng)也

7、都在一起進(jìn)行。2006年3月2022日，筆者有幸參加了美國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)（AAAS）“2061計(jì)劃”舉辦的“使用科學(xué)素養(yǎng)導(dǎo)航圖”的科學(xué)教育工作者專(zhuān)業(yè)發(fā)展工作坊（workshop）。在除我之外的45名學(xué)員中，有3名大學(xué)科學(xué)教育副教授，17名中小學(xué)科學(xué)教師，其余的人或者是科學(xué)課程開(kāi)發(fā)人員和教科書(shū)作者，或者是學(xué)區(qū)的科學(xué)教育協(xié)調(diào)人員，或者是科學(xué)測(cè)驗(yàn)（考試）的編制人員。這些來(lái)自各州、身份各異的科學(xué)教育工作者聚集一堂，進(jìn)行為期3天的研討科學(xué)素養(yǎng)導(dǎo)航圖（2001年出版）的專(zhuān)業(yè)發(fā)展活動(dòng)。這里，既沒(méi)有不同學(xué)科的分野，也不存在大學(xué)科學(xué)教育教授與中小學(xué)科學(xué)教師的分別，大家在研討中從彼此不同的視角和經(jīng)驗(yàn)中相互學(xué)習(xí)，取長(zhǎng)

8、補(bǔ)短。同樣，在大學(xué)教育學(xué)院里，從培養(yǎng)學(xué)前與小學(xué)教師（這個(gè)階段美國(guó)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的科學(xué)教育專(zhuān)業(yè)）到培養(yǎng)中學(xué)各階段的科學(xué)教師，全部由課程與教學(xué)系（或教師教育系）負(fù)責(zé)。如我所訪問(wèn)的威斯康星麥迪遜大學(xué)教育學(xué)院，其課程與教學(xué)系既培養(yǎng)學(xué)前和小學(xué)的教師，也培養(yǎng)中學(xué)科學(xué)教師。不僅如此，科學(xué)教師的在職教育和專(zhuān)業(yè)發(fā)展同樣由大學(xué)教育學(xué)院承擔(dān)。美國(guó)許多州的教育法規(guī)定，在職教師每5年必須在大學(xué)教育學(xué)院修滿6個(gè)學(xué)分的課程（即兩門(mén)3個(gè)學(xué)分的課程），以保證他們的知識(shí)更新和專(zhuān)業(yè)發(fā)展。美國(guó)科學(xué)教師教育的高起點(diǎn)和一體化為科學(xué)教育改革的成功提供了必要的師資保障。美國(guó)科學(xué)教育在教學(xué)體制和科學(xué)教師培養(yǎng)上這種制度安排，是與其科學(xué)教育觀念一致的。

9、從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，美國(guó)科學(xué)教育開(kāi)始從整體上考慮中小學(xué)科學(xué)課程與教學(xué)的統(tǒng)一性問(wèn)題。無(wú)論是小學(xué)和初中（或中間學(xué)校）的綜合課程還是高中的分科課程，雖然內(nèi)容有別，但都具有內(nèi)在的統(tǒng)一性和連貫性，即都注重科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)探究、科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)的思維方式、科學(xué)與技術(shù)及社會(huì)的關(guān)系。二、科學(xué)課堂教學(xué)方式上的差異在美國(guó)中小學(xué)科學(xué)課堂里聽(tīng)課，給我印象最為深刻的是美國(guó)科學(xué)課堂的教學(xué)方式。概括地說(shuō)，美國(guó)中小學(xué)科學(xué)教學(xué)的總體特征是強(qiáng)調(diào)師生之間及學(xué)生相互之間的合作探究，這與我國(guó)科學(xué)課堂注重科學(xué)知識(shí)的傳授形成了巨大差異。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)中小學(xué)科學(xué)教學(xué)基本上是傳統(tǒng)的授受式教學(xué)方式，教師注重備教材和面向全班講解，強(qiáng)調(diào)按部就班地學(xué)

10、習(xí)和通過(guò)做習(xí)題反復(fù)訓(xùn)練；學(xué)生則主要是聽(tīng)教師講解，注重個(gè)人領(lǐng)悟和記憶，缺乏學(xué)生之間的互動(dòng)、合作與交流。新課程改革雖然強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)方式的變革，倡導(dǎo)探究、合作與互動(dòng)的教學(xué)方式，但短期內(nèi)傳統(tǒng)的教學(xué)方式恐怕難以從根本上有所改變。美國(guó)無(wú)論在幼兒園、小學(xué)的科學(xué)課堂上，還是在中學(xué)科學(xué)課堂上，小組合作探究學(xué)習(xí)是普遍采用的教學(xué)方式。我所參觀和聽(tīng)課的學(xué)校中，只有一所教會(huì)學(xué)校的科學(xué)教學(xué)方式顯得比較傳統(tǒng)，即基本上仍是教師講授、學(xué)生靜聽(tīng)，其他學(xué)校普遍采用小組合作探究的學(xué)習(xí)方式。2006年2、3月間，筆者每星期到麥迪遜市林肯小學(xué)聽(tīng)半天科學(xué)課。這是一所規(guī)模比較大的35年級(jí)小學(xué)，有20個(gè)教學(xué)班。擔(dān)任所有科學(xué)課教學(xué)的專(zhuān)任教師是年輕的

11、、具有科學(xué)教育碩士學(xué)位的克萊爾瑟坤（Clare Sequin）女士。在她的科學(xué)課堂上，學(xué)生4人一組，圍著一個(gè)長(zhǎng)方形實(shí)驗(yàn)桌而坐。上課時(shí)大部分時(shí)間用在動(dòng)手做的探究、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)上。比如，2006年2月1日上午聽(tīng)的兩節(jié)科學(xué)課，第一節(jié)是4年級(jí)學(xué)生科學(xué)課，有20名學(xué)生。學(xué)習(xí)的課題是關(guān)于力學(xué)方面的內(nèi)容。每個(gè)小組的桌上都有一個(gè)小天平，一邊放著兩小片圓形磁鐵（一塊在塑料盒子里，另一塊放在盒子底下面），另一邊放一些圓形空心鐵墊圈。當(dāng)學(xué)生不斷往一邊盒子里加圓形空心鐵墊圈時(shí)，另一邊的兩塊小磁鐵分開(kāi)了。教師要求學(xué)生在課堂筆記本里記錄每次實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)果。最后教師把每組的結(jié)果寫(xiě)在白板上。下課前，教師發(fā)給每個(gè)學(xué)生一張作業(yè)單，上

12、面有一個(gè)表格，要求學(xué)生把實(shí)驗(yàn)結(jié)果用圖表的形式表現(xiàn)出來(lái)。但這節(jié)課的任務(wù)沒(méi)有完成，等待下節(jié)課繼續(xù)。第二節(jié)課是5年級(jí)科學(xué)課。學(xué)習(xí)的內(nèi)容是混合液、溶解、飽和等概念性知識(shí)。上課開(kāi)始，教師把這些概念及其定義寫(xiě)在白板上，并向?qū)W生解釋這些概念的含義。然后發(fā)給每個(gè)小組一個(gè)工具盒，里面有注射器、漏斗、瓶子、支架、食鹽等。接著要求學(xué)生先把實(shí)驗(yàn)的步驟寫(xiě)在筆記本里，她讓學(xué)生用注射器把水（一定量）裝進(jìn)瓶子里，然后要求學(xué)生把食鹽一小勺一小勺地通過(guò)漏斗放進(jìn)瓶子里，蓋上蓋子使勁搖晃，讓其溶解，直到飽和為止。最后要求學(xué)生計(jì)算出鹽水的重量。方法是把溶液倒進(jìn)一個(gè)杯子里，把同樣量的水倒進(jìn)另一個(gè)杯子里，放在天平上，天平因鹽水重不平衡而傾

13、斜。然后要求學(xué)生把塑料塊（每個(gè)1克重）放進(jìn)水杯子里，直到平衡。學(xué)生每個(gè)人都要記錄每次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，師生一起討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，結(jié)合一開(kāi)始教給學(xué)生的那些概念，深化對(duì)它們的理解。這兩節(jié)課給我總的感覺(jué)是學(xué)生合作學(xué)習(xí)、動(dòng)手操作的活動(dòng)比較多，時(shí)間比較充分。小組成員之間一邊活動(dòng)、一邊交流是很自然的學(xué)習(xí)形式，似乎也沒(méi)有特別的分工。小組合作探究以后，教師注重組織課堂討論，討論中教師重視引出學(xué)生自己的觀點(diǎn)，幫助他們修正和發(fā)展自己的觀點(diǎn)，體現(xiàn)了學(xué)習(xí)科學(xué)時(shí)合作建構(gòu)的特征。另外比較突出的一點(diǎn)是，每個(gè)學(xué)生都有一個(gè)課堂聽(tīng)課筆記本，上面記錄著實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。由此可見(jiàn)，這節(jié)課上觀察、提問(wèn)、交流、推理等科學(xué)過(guò)程技能使用得比較多，而學(xué)生通過(guò)合作探究，關(guān)于力的概念也在形成和發(fā)展中。2005年12月21日（星期三）上午，我和另外兩位中國(guó)訪問(wèn)學(xué)者到麥迪遜市著名的威斯特高中（West High School）聽(tīng)了兩節(jié)科學(xué)課。一節(jié)是開(kāi)設(shè)一個(gè)學(xué)期的跨年級(jí)的生物技術(shù)課（biotechnology），有20多名11年級(jí)和12年級(jí)的學(xué)生選修；另一節(jié)是9年級(jí)的必修課生物。在生物技術(shù)課堂上，授課教師貝翠巴納德（Betsy Barnard）女士首先進(jìn)行簡(jiǎn)要的陳述，提出任務(wù)與要求，并給每個(gè)學(xué)生三頁(yè)的實(shí)驗(yàn)操作指