中美课程标准中科学本质观教育的比较研究.docx

中美课程标准中科学本质观教育的比较研究中美课程标准中科学本质观教育的比较研究1课程标准中科学本质观教育研究的背景1.1科学本质的概念及内涵科学本质被定义为“科学的认识论，科学作为一种思考的方式，科学知识价值的信念及科学的发展”[1]。不同研究机构的学者专家对科学本质的看法不尽相同。根据美国2061计划，界定科学本质的内涵由“科学知识的本质”、“科学探究的本质”和“科学事业的本质”三个维度组成（见表1[2]），一些研究者将“科学、技术与社会的关系（STS）”归为“科学事业的本质”。目前，国际科学哲学界就科学的本质基本达成了共识，并且很多关于科学本质的研究都是基于这三个方面的科学本质框架。这三个方面都是科学教育所要传达的，对于提高学生的科学素养具有重要意义[3]。1.2科学本质观教育的意义和必要性科学教育的重要目标是提高学生的科学素养，而科学素养的一个重要组成部分是对科学本质的理解，因此，科学本质观教育在科学教育中具有重要的意义和价值。科学本质观教育是国际科学教育的前沿性课题，在各国科学教育中受到重视。例如美国对科学本质教育的研究尤其重视，出现了大量的相关文献和科学教育的相关文件。教育工作者如何改进学生对科学本质的理解，培养其科学精神，提高其科学素养是科学教育的一个重要目标。对科学本质的理解和认识，即：科学本质观，直接影响和制约了科学教育观和科学学习观[4]。袁维新认为科学本质的教育价值在于：有利于学生形成正确的科学观、体验科学的方法与过程、培养学生的批判精神和科学情感。1.3我国科学本质观教育的现状大量研究结果表明我国基础教育阶段的理科教育还存在一些问题，致使学生“只见树木不见森林”，缺乏对科学的整体认识和深入理解[5]。研究显示，当前的科学教育没有充分使用科学本质，没有取得满意的结果。我国科学本质观教育一个现状是将认识科学本质等同于科学态度、情感的发展，让学生在各种内容的学习与各种活动中自觉地感受、体验科学本质，形成科学本质观，缺少具体科学本质教学目标与相应的策略。教师有意识地在课堂教学中穿插一段科学史进行针对性的教学活动，至于科学史体现了什么样的科学本质观、学生形成了什么样的科学本质观，教师并不关心，恐怕有的教师自己都不知道[5]。学生虽然学了不少科学知识，掌握了不少科学技能或方法，但由于缺乏对科学本质的理解和认识，以及认识有偏差，学生头脑中还是没有“科学”，不能很好地回答有关科学是什么、科学能做什么等有关科学本质特征的问题，造成了学生现代科学素养关键部分的缺失[6]。从中国大陆科学课程的实施来看，新课程改革之后科学课堂确实发生了很大变化，但是面临着科学观念转变等问题。教师表面上了解科学本质，重视学生的探究活动，但在实际教学中不清楚如何做，理科教师还存在很多非科学和伪科学的教学行为[7]。2中美课程标准的科学本质观教育比较2.1美国科学课程标准中的科学本质观基于2011年发布的美国《科学教育框架》（AFrameworkforK-12ScienceEducation），美国于2013年4月9日正式发布了美国《新一代科学教育标准》（NextGenerationScienceStandards，以下简称NGSS），该标准向人们展示了美国对科学本质观教育的重视。NGSS对各阶段各年级的学习内容均详细列出科学本质的核心概念，以及学生对每一个核心概念应有的理解水平。NGSS中科学本质共有八个核心概念[5]，以高中生物为例，笔者列出了各个主题所涉及到的理解科学本质的核心概念以及每一个核心概念的具体要求（见表2[8]）。分析NGSS可以发现，在“结构与功能”这一主题的科学本质陈述中，体现出科学本质中的逻辑性、批判性和科学方法的多元化。表明美国在这一主题的教学和实践中注重培养学生的探究性思维和探究性活动的能力。“生物体和生态系统中的物质和能量”和“生态系统的相互依存关系”这两个主题的陈述内容均有“科学知识可以接受新证据的修正”，特别强调科学知识的累积性和暂时性本质。在“遗传与变异”这一主题的科学本质陈述中体现出科学、技术与社会的相互关系（STS）。“自然选择和进化”这一主题则是强调科学知识的暂时性、可重复性和可预测性本质。综上所述，美国NGSS高中生物部分科学本质观教育涵盖了科学本质的三个维度，即“科学知识的本质”、“科学探究的本质”和“科学事业的本质”。在“科学知识的本质”中提到了科学知识的累积性、暂时性、可重复性和可预测性，特别强调了科学知识的暂时性本质；在“科学探究的本质”中提到了科学探究的批判性、逻辑性和科学方法的多元化本质；在“科学事业的本质”中强调了科学、技术和社会的相互关系。在高中生物的五大主题中，有四个主题（结构与功能、生物体和生态系统中的物质和能量、生态系统的相互依存关系、自然选择和进化）在“科学与工程实践”维度上强调了与科