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中美课程标准关于小学科学实践的比较研究

日期:2018-11-26 23:14|来源:未知
摘 要:本文通过比较美国 《新一代科学教育标准》 (2013) 与中国最新版 《义务教育小 学科学课程标准》 (2017) 中的科学实践专题, 从提出问题能力、 收集证据能力、 处理信息能力和表达交流能力四个维度进行了比较研究, 进而针对我国小学科学 教育现状提出了一些具体的建议: 在合适的时机将科学教育延展至学前教育阶段; 重视学生数据思维与使用数据能力的培养; 关注学生从科学文本或使用可靠媒介 获取可靠信息的能力培养。

关 键 词: 课程标准; 小学科学; 实践

美国 Next Generation Science Standards ( 《新一 代科学教育标准》, 以下简称 《新标准》) 于 2013 年 4 月 9 日正式颁布, 与 1996 年美国 National Science Education Standards [1] ( 《国家科学教育标 准》, 以下简称 96 《标准》) 相比最为显著的变化 是 “实践” (Practices) 代替了 “探究” (Inquiry)。 这是因为 “实践” 能更贴切地论述 “探究” 在科 学中的应有之义, 即认知、 社会和行为等科学实 践活动。 [2] 国内学者对 《新标准》 的研究主要集中 在分析其前瞻性及由科学与工程、 跨学科、 学科 核心概念构成的三维目标体系。 其中郭玉英、 姚 建欣、 彭征的美国 《新一代科学教育标准》 述评 中指出 《新一代科学教育标准》 整合了当代基础 教育科学课程改革的核心理念, 其三大主要变化: 按照主题编织, 以故事为线索的串联, 环绕 “大 概念” 来编排相关内容。 以表现期望为核心, 其 采用了 “表现期望加基础、 连接盒子” 的方式呈 现文本内容。 参照了学习进阶的最新研究成果, 构建了进阶矩阵及其关系图。 [3] 2017 年 2 月, 我国教育部颁布了 《义务教育 小学科学课程标准》 ( 以下简称 《 小学科学课 标》)。 探究活动是我国小学科学课程实施的主要 形式。 [4] 我国学者对 《义务教育小学科学课程标 准》 表现出的 “延展” 和 “整合” 两大发展特点 进行了相关的研究。 《小学科学课标》 的最大特点 是 “延展”。 首先, 开设课程的时间延展到了小学 一年级; 其次, “技术与工程” 在课程内容中得到 了延展; 最后, 在学习进阶理念指引下, 分段安 排了延展的课程目标及内容。 [5] 对 《新标准》 与 《小学科学课标》 中的科学实践专题进行比较研 究, 以期对中国小学科学教育有所助益。

一、 中美课程标准中科学实践的具体内容

美国 《新标准》 将科学实践专题分为以下八 个子题: 提出和确定问题、 开发和运用模型、 策 划和实践调查、 剖析和解释数据、 使用数学和计 算思维、 创造说明和实验计划、 参加基于证据的 论证、 获取、 评估和交流信息。 中国 《小学科学 课标》 把科学探究分成八个要素: 提出问题、 作 出假设、 制订计划、 搜集证据、 处理信息、 得出 结论、 表达交流、 反思评价。 在此选取美国 《新 标准》 中科学实践专题的 “提出和确定问题” “策 划和实践调查” “剖析和解释数据” 和 “获取、 评估和交流信息” 分别对应中国 《小学科学课标》 中科学探究的 “提出问题” “搜集证据” “处理信 息” 和 “表达交流” 四个子题进行比较研究。

三、 中美课程标准关于搜集证据能力的

比较研究 证据是解决问题的必不可少的环节, 搜集证 据的能力在科学实践中起着尤为关键的作用。 搜 集证据的过程其实也是科学实践的过程, 是培养 学生如何使用适当的工具来寻找相关联的证据。 中美课程标准中 “搜集证据” 的主要内容及要求中美两国课标都强调通过多种方 式来获取证据, 比如通过观察、 先前经验或适当 工具等。 在科学探究中, 应该具有基于证据解决 问题的研究思路, 对于学生思维的培养有较为明 确的期待。 美国 《新标准》 中重视在获取证据的调查中 学生合作意识的培养, 还侧重通过评估测量现象 的不同方法来确定最优解决方案, 体现了对不同 方法的对比优化思维。 不仅关注搜集证据的过程, 还特别强调评估搜集数据的适当方法或工具, 以及 测试对比不同模型以确定最优化的模型, 也就是通过 媒介的观察和测量对实验方案的反馈优化过程。 中国 《小学科学课标》 则强调在教师的引导 下, 工具的选择从简单到恰当的变化, 进而到通 过观察、 实验、 查阅文献等多种方法获得事物的 信息, 由易到难的工具选择的变化体现了 “学习 进阶” 的要求, 这符合儿童认知能力发展快、 变 化大的客观规律。 [6] 但是, “简单” “恰当” 等词语 只是文字性的描述, 可能缺乏起到对教师深入的 指导作用。

四、 中美课程标准关于处理信息能力的

比较研究 我们生活在信息时代, 处理信息是学生今后 在现代信息社会中发展的基本能力。 在科学实践 中处理信息能力也是重要的一环, 它搭建起了现 象到本质的桥梁, 有助于我们发现事物的本质及 事物间的关系。 中美课程标准中 “处理信息” 的 主要内容及要求见表 3。 由表 3 可知, 中美两国课标都强调对信息的描 述, 即能通过使用语言、 图表和图形等多种方式 记录在科学实践中搜集到的信息, 并对其进行整 理从而陈述证据。 使用科学的 “语言” 表述信息 是进行交流必不可少的条件, 两国对于这一能力 的期待基本一致。 美国 《新标准》 中不仅期待记录信息, 还关 注使用逻辑推理、 计算来深入剖析数据, 也就是 从数据中挖掘现象背后的含义, 其含义进而又可 对实验方案进行优化, 这样就形成了不断优化的 闭环模式。 此外, 其还重视比较能力的培养, 如 期待比较基于先前经验的预测与发生的可观察事 件, 期待对比不同群体搜集的数据以讨论其差异, 分享同伴的不同思维模式。 总之, 美国 《新标准》 重视分享与讨论及从数据中获取信息的能力。 我国 《小学科学课标》 则强调在教师的带领 下, 使用语言、 科学的统计图表等方法记录、 整 理信息, 有助于培养学生处理信息的能力。 

五、 中美课程标准关于表达交流能力的 比较研究 科学实践的过程与结论只有通过交流, 才能 促进学生的共同进步。 表达交流能力的含义是表 达与交流两种能力, 其目的是培养学生运用恰当 的方式顺畅地表达与交流科学实践成果。 在表达 交流中不断促进学习者创新能力的提升和质疑精 神的塑造。

六、 启示与建议 基于对中美两国小学科学课程标准的比较研 究, 发现科学实践内容存在差异性。 美国 《新标 准》 重视学习进阶, 强调 “科学与工程” 实践及 连贯一致性的原则。 而我国 《小学科学课标》 变 化最大的特点为 “延展”, 具体来说是课程开设时 间、 课程内容领域、 课程目标和内容设计的延展。 通过上述的比较研究, 对我国 《小学科学课标》 中的科学实践专题提出以下几点建议。 (一) 未来在适当的条件下, 可考虑将科学教 育进一步延伸到幼儿园阶段 美国 《 新 标 准》 中 的 科 学 实 践 中 幼 儿 园 (Kindergarten) 到小学, 其实现了有效的衔接。 我 国 《小学科学课标》 课程的开设时间已由 3—6 年 级延展到 1—6 年级, 此延展是值得我们肯定的, 但考虑到儿童的认知和身心发展规律, 或许在更 早的时候进行科学教育, 可能更有利于幼儿的科 学启蒙, 有利于培养幼儿从小热爱科学, 为其终 身发展塑造良好的科学素质。
(二) 进一步加强运用逻辑推理、 数学或计算 来分析和解释数据的能力 数据科学的不断发展对生产、 生活产生了日 益广泛而深刻的影响, 我们也应关注科学实践中 数据思维的培养。 数据作为科学实践中常见的、 有效的记录手段, 对现象或事物进行定性、 定量 分析时, 可使记录更加清晰。 培养学生的实验数 据意识, 能有效促进学生对科学概念的理解, 形 成实事求是、 追求真理的思维方式和生活态度。 [7] 建议我国 《小学科学课标》 更加凸显对使用逻辑 推理、 数学或计算来分析和解释数据的能力培养 的要求, 循序渐进地将数据思维的培养贯穿于科 学教育的过程中。 例如: 增加一些合适的 “数据” 理论与实践课程。
(三) 更加重视学生从科学文本或使用可靠媒 介获取信息的能力培养 获取信息的能力, 流程一般为获取、 甄别、 呈现及不同类型信息间的无差别转化等。 在信息 爆炸时代, 掌握甄别信息的能力是尤为必要, 我 们一般通过权威科学文本或可靠媒体来获得较为 可靠的信息。 建议更加重视学生从权威科学文本 或使用可靠媒介获取相关信息的能力培养, 例如 介绍一些权威易懂的科学文本和一些其他可靠的 媒介, 引导学生逐步掌握从科学文本或可靠媒介 获取信息的能力。 综上所述, 我们可借鉴美国 《新标准》 中学 段的连贯一致性原则; 进一步强调学生会使用逻 辑推理、 数学或计算来分析和解释数据; 更加重 视学生从科学文本或使用可靠媒介获取信息能力 的培养

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