中美科學(xué)課程目標(biāo)的比較與反思

1、中美科學(xué)課程目標(biāo)的比較與反思我國(guó)的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)及高中科學(xué)學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)勾畫了科學(xué)素養(yǎng)的大致輪廓，為了使總目標(biāo)能夠落實(shí)到科學(xué) 課程的教學(xué)組織、 教材編寫、 教師培訓(xùn)及課程資源配置之中， 標(biāo)準(zhǔn)將總目標(biāo)從科學(xué)探究、情感態(tài)度與價(jià)值觀和科學(xué)知識(shí)三 個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行分解，提出了分目標(biāo)，但這絕不意味著在教學(xué)過 程中各分目標(biāo)的達(dá)成是單獨(dú)進(jìn)行的。好的教學(xué)活動(dòng)，往往能 達(dá)到多個(gè)教學(xué)目標(biāo)，實(shí)踐中，各分目標(biāo)必須作為一個(gè)完整的 體系加以把握。當(dāng)今美國(guó)科學(xué)探究的目標(biāo)是將科學(xué)探究作為 目前 K-12 科學(xué)教育中最好的實(shí)踐方法， 基于探究的科學(xué)課程 目標(biāo)被概括為三要素、兩主線的整合論。本文通過分析中國(guó) 三維科學(xué)課程目標(biāo)、美國(guó)科學(xué)課

2、程目標(biāo)的三要素論，以及中 美科學(xué)教學(xué)案例，進(jìn)一步探討和反思兩國(guó)教師科學(xué)教學(xué)的模 式，以期對(duì)后續(xù)的科學(xué)課程理論研究和探究教學(xué)實(shí)踐分析提 供借鑒。中國(guó)三維課程目標(biāo)的理論模式學(xué)科”由以邏輯的知識(shí)形態(tài)來表現(xiàn)的知識(shí)體系和價(jià)值體系所構(gòu)成，注重學(xué)生的身心發(fā)展階段及其實(shí)際能力的培養(yǎng)。任何學(xué)科的構(gòu)成總是包含了知識(shí)、方法、價(jià)值這三個(gè)層面的 要素：學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念的體系，學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí) 和基本概念體系背后的思考方式與行為方式，思考方式與行為方式背后的情感、態(tài)度和價(jià)值觀。 1 因此，新課程倡導(dǎo)學(xué) 科教育的 “三維目標(biāo)” ，即知識(shí)與技能， 過程與方法， 情感、 態(tài)度與價(jià)值觀是一個(gè)整體，不可分割。三維目標(biāo)是對(duì)學(xué)生

3、發(fā) 展要求的三個(gè)維度，是一個(gè)教學(xué)目標(biāo)的三個(gè)方面，而不是三 個(gè)彼此分離的目標(biāo)，它們是統(tǒng)一的整體，相互聯(lián)系，互為基 礎(chǔ)。三維目標(biāo)的三個(gè)方面是學(xué)生發(fā)展必不可少的，如同一個(gè) 立方體的長(zhǎng)、寬、高缺一不可，而作為體積一定的立方體， 長(zhǎng)寬高之間是互相聯(lián)系的，長(zhǎng)度如果變大，寬和高也會(huì)隨之變化，如果在學(xué)科教學(xué)中片面強(qiáng)調(diào)其中之一，另外兩個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)都會(huì)受到影響（圖1）。二、美國(guó)科學(xué)課程目標(biāo)的三要素論 美國(guó)基于探究的科學(xué)課程目標(biāo)被概括為三要素、兩主線的整合論。三要素，即科學(xué)知識(shí)、做科學(xué)、科學(xué)本質(zhì)；兩主 線，即作為教與學(xué)的探究、作為課程內(nèi)容的探究。當(dāng)今美國(guó) 科學(xué)探究的目標(biāo)是將科學(xué)探究作為目前 K-12 科學(xué)教育中最

4、好的實(shí)踐方法，強(qiáng)調(diào)探究的三個(gè)要素：通過探究學(xué)習(xí)重要的科學(xué)概念、學(xué)習(xí)科學(xué)的過程、學(xué)習(xí)科學(xué)的本質(zhì)（圖2）。從杜威 1909 年提出科學(xué)方法和思維的重要性到現(xiàn)在已經(jīng)有一個(gè) 世紀(jì)之久，人們對(duì)于科學(xué)探究的追求在這一百年間從未停止 過，從機(jī)械、靜態(tài)的“啟蒙理性”到經(jīng)驗(yàn)本質(zhì)的“探索與實(shí) 驗(yàn)”，如今科學(xué)的“發(fā)現(xiàn)情境”和“辯護(hù)情境”的界限逐漸 模糊；科學(xué)日益具有解釋與辯護(hù)的性質(zhì)，它是一種動(dòng)態(tài)變化且情境關(guān)聯(lián)有證據(jù)的思想。 2 美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)將科學(xué)探究作為教與學(xué)的方式、課程內(nèi)容的雙重意義；標(biāo) 和“使用科學(xué)證據(jù)” 三個(gè)基本維度， 并以科學(xué)勝任力為核心準(zhǔn)之后的科學(xué)探究兼顧 “識(shí)別科學(xué)問題科學(xué)地解釋現(xiàn)象”縱觀我

5、國(guó)科學(xué)課程的三維目標(biāo)與美國(guó)的三要素論，二者的共同點(diǎn)為：均強(qiáng)調(diào)科學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)性，科學(xué)技能和科學(xué)方 法的核心性，以及科學(xué)過程的探究性和科學(xué)的情感維度。不 同點(diǎn)表現(xiàn)在：我國(guó)的科學(xué)課程將知識(shí)與技能作為一個(gè)維度綜 合考察，過程與方法涉及科學(xué)探究與科學(xué)方法等核心問題， 而情感、態(tài)度與價(jià)值觀的維度體現(xiàn)科學(xué)的人文性；而美國(guó)的 科學(xué)課程三要素將科學(xué)知識(shí)單獨(dú)作為一個(gè)要素，做科學(xué)這 要素包含了過程技能和認(rèn)知能力，包含科學(xué)探究的過程和技 能，以及思維能力的學(xué)習(xí)和探究，另外一個(gè)要素就是科學(xué)的 思維方式，重點(diǎn)是科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)；美國(guó)科學(xué)課程目標(biāo)將科 學(xué)知識(shí)作為教與學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)，而做科學(xué)和科學(xué)思維方式作為課 程內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)。中美科

6、學(xué)課程的教學(xué)案例與反思一）案例一：美國(guó)生物教師的教學(xué)片段教師Walker,男性，本科學(xué)歷，生物和物理學(xué)科，在芝加哥的 7-12 公立學(xué)校工作兩年。 本文選擇的課程是他講授的 化石與生物種族進(jìn)化理論，授課時(shí)間為 30 分鐘。1. 課程目標(biāo)文本1）學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)生能夠通過化石來形成生物種族進(jìn)化理論的兩個(gè)重要方面，即形態(tài)學(xué)上的證據(jù)可以用來推測(cè)種 群之間的可能關(guān)系，巖石的記錄（發(fā)現(xiàn)化石相對(duì)高度）可以 用于推斷相關(guān)生物在進(jìn)化時(shí)間的次序；2）科學(xué)探究：學(xué)生應(yīng)該能夠確定問題以及進(jìn)行科學(xué)探究的基本概念；3）科學(xué)本質(zhì)：當(dāng)證據(jù)呈現(xiàn)的時(shí)候，學(xué)生應(yīng)該能夠區(qū)分、觀察和推論。2. 教學(xué)過程文本03 分鐘：以 34 人為一組

7、， Walker 分發(fā)形態(tài)學(xué)證據(jù)的圖表，并在投影儀上打出相應(yīng)幻燈片。布置每個(gè)小組寫下三 個(gè)觀察問題，并讓全班同學(xué)自愿說出結(jié)果，并注意學(xué)生做出 的推測(cè)和觀察。38 分鐘： Walker 讓小組合作利用圖片歸納生物種類，并描述小組工作，再?gòu)?qiáng)調(diào)觀察和推論的區(qū)別。813分鐘：Walker通過以下問題來展開課程的下一步驟:你們發(fā)現(xiàn)的關(guān)系能描述你們小組的問題么？你們能找出線 索說明生物體是否生活在同一個(gè)地方和時(shí)間么？還有其他 方法可以將生物體相互聯(lián)系么？1322 分鐘： Walker 提問全班同學(xué)：不同種類的生物體有何聯(lián)系？如何在圖表中顯示？當(dāng)學(xué)生對(duì)圖表不確定時(shí)，啟 發(fā)學(xué)生考慮化石的年齡，當(dāng)提及放射性元素

8、追蹤時(shí)，繼續(xù)問是否有其他方法預(yù)測(cè)。學(xué)生無法提出其他可能方法，Walker詢問化石發(fā)現(xiàn)的地點(diǎn)能否提供暗示？最終巖石記錄被討論， 發(fā)給材料并投影。2227 分鐘： Walker 建議各小組加入這個(gè)新證據(jù)修正他們的圖表，詢問小組成員對(duì)他們的進(jìn)化譜圖的描述，以及對(duì) 此結(jié)果的確定性。2730 分鐘： Walker 總結(jié)并詢問如下問題：觀察和推論的區(qū)別？科學(xué)家通過哪些證據(jù)可以理解相關(guān)生物體的關(guān)系？ 關(guān)于化石的什么問題對(duì)科學(xué)家來說是最有用的？作業(yè)： Walker 讓學(xué)生將他們的作業(yè)通過海報(bào)的方式畫出來，描述他們對(duì)今天課程的理解，可以加入顏色來表示相同 進(jìn)化分支上的不同生物體隨著時(shí)間的敏銳變化。中國(guó)教師的教學(xué)

9、片段教師蔡，女性，本科學(xué)歷，物理老師，在南方某城市的縣市一級(jí)達(dá)標(biāo)中學(xué)工作兩年。本文選擇的課程是她講授的超 重和失重，授課時(shí)間為 40 分鐘。1. 課程目標(biāo)文本1）知識(shí)與技能：理解超重和失重現(xiàn)象及產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的原因和條件；2）過程與方法：能夠運(yùn)用牛頓第二定律和牛頓第三定律分析日常生活中的超重和失重現(xiàn)象；3）情感、態(tài)度與價(jià)值觀：播放“神舟七號(hào)口、”激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和熱情，使他們了解一些我國(guó)航天技術(shù)的成就。2. 教學(xué)過程文本03 分鐘：利用學(xué)生錯(cuò)誤的前概念，電梯內(nèi)測(cè)體重引入新課。418分鐘：超重和失重現(xiàn)象。蔡老師PPT展示人在升降機(jī)內(nèi)做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)將一彈簧秤掛在升降機(jī)內(nèi)，彈簧秤下掛質(zhì)量為

10、5kg 的物體。蔡老師先解釋彈簧秤的讀數(shù)指的是物 體對(duì)彈簧秤的拉力，并把彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)稱為視重。列出 前三道小題由教師分析，后三道小題由學(xué)生分析。1927 分鐘：完全失重的講解。蔡老師的問題：用彈簧秤或臺(tái)秤來測(cè)量物體的重力，當(dāng)物體向下加速或者向上減速 時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)小于重力，這時(shí)的物體處于失 重狀態(tài)。那么，如果物體以 g 的加速度，加速下降，彈簧測(cè) 力計(jì)或臺(tái)秤的示數(shù)為多少？利用牛頓第二定律解題。2840 分鐘：運(yùn)用牛頓第二定律和牛頓第三定律分析超重和失重現(xiàn)象。蔡老師讓學(xué)生解釋課前引入的電梯里測(cè)體重 的現(xiàn)象，并舉例，最后觀看神州七號(hào)的錄象。作業(yè)：布置書后題目及習(xí)題集，要求學(xué)生運(yùn)用本

11、節(jié)課知識(shí)解題。三）中美科學(xué)課程教學(xué)模式的反思Walker 的基本教學(xué)流程： 形態(tài)學(xué)證據(jù)圖表觀察活動(dòng)學(xué)生猜想學(xué)生進(jìn)行生物歸類學(xué)生解釋和描述學(xué)生修正答案反思和討論。 Walker 老師的課堂中始終圍繞形態(tài)學(xué)證據(jù)、學(xué)生探究活動(dòng)和小組活動(dòng)中的體驗(yàn)這三個(gè)方 面來進(jìn)行猜想、分類以及解釋和修正答案到最后的反思，課 程目標(biāo)始終圍繞著探究活動(dòng)來進(jìn)行，學(xué)生在探究活動(dòng)中生成 知識(shí)與技能、內(nèi)隱情感與態(tài)度、運(yùn)用科學(xué)方法。蔡老師的教 學(xué)流程：電梯內(nèi)測(cè)體重過程（確定學(xué)生答案）一一超重和失 重現(xiàn)象（教師解題為主、識(shí)記概念）一一完全失重問題（教 師解題為主）一一運(yùn)用牛頓定律分析現(xiàn)象（運(yùn)用解題技能的 遷移）。從整個(gè)教學(xué)過程可以看

12、出，蔡老師始終是以講授為 主導(dǎo)，關(guān)于過程與方法的目標(biāo)只是在一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)中涉及， 而該實(shí)驗(yàn)是教師演示，讓學(xué)生回答現(xiàn)象產(chǎn)生的原因；過程與 方法也僅處于該節(jié)課的一個(gè)應(yīng)用問題的位置，情感、態(tài)度與 價(jià)值觀同樣存在這個(gè)問題，教師僅是試圖通過神七的錄像蜻蜓點(diǎn)水地掠過這一目標(biāo)，并且采取的是簡(jiǎn)單說教的方式。根據(jù)以上兩個(gè)實(shí)例分析，中國(guó)科學(xué)教師多關(guān)注科學(xué)教學(xué)中知識(shí)和技能這一維度的目標(biāo)，而將過程與方法、情感態(tài)度 與價(jià)值觀兩個(gè)維度或內(nèi)隱和弱化， 或作為工具， 或并不涉及， 這仍然是知識(shí)中心論的思想，還屬于傳統(tǒng)演示和講授式的科 學(xué)教學(xué)。而美國(guó)教師則將科學(xué)探究作為目標(biāo)或內(nèi)容，將科學(xué) 知識(shí)或作為基礎(chǔ)，或作為工具來進(jìn)行探究教學(xué)，他們的科學(xué) 教學(xué)不僅以探究的方式來學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，更多的是將科學(xué)探究作為課程內(nèi)容和目標(biāo)來教學(xué)。進(jìn)一步類比分析中美教師探究教學(xué)的基本模式，中國(guó)教師多是探究要素作為基本步驟，從提出問題、猜想和假設(shè)到 指定計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、然后得出結(jié)論，最后交流和應(yīng)用，整個(gè) 過程是線性推進(jìn)的 （圖