中小學科學教育理念

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1．課程的綜合性

在美國，中小學科學教育早就是綜合性的。至少從20世紀60年代課程改革以來，美國科學課程的整合就已開始，其改革的方式不是增加科學課程的數量，而是對科學課程進行有效的整合。這不僅出于減少課程數量的考慮，也反映了當今科學技術發展的趨勢，即“各門自然科學之間的界線變得越來越模糊，主要的概念變得更加統一”。這是當今科學技術的整合性對科學教育的必然要求。與美國不同，我國中學科學教育長期以來一直實行分科教學，而且從小學到中學的科學課程普遍偏難。以我國當前的中學理科為例，課程門類、教材內容多，學生負擔過重；知識體系以分科為特征，各自為政，割裂了本來完整統一的客觀世界；從價值觀上看，分科課程實際上只是為少數未來科學精英準備的，不能一味地為精英而犧牲大多數。因而，課程的綜合化問題越來越成為改革所關注的焦點。我國小學科學教學雖是綜合性的，但科學教師大多數都是主課(語文、數學)教師被淘汰的或兼任的，普遍缺乏綜合科學素質的訓練，而且小學科學教育至今尚未真正受到重視。

2．教師中心和學生中心

長期以來，我國中小學科學教學是以教師為中心的，就是以教師的講解和提問為主，復習與重復性練習是教師用來控制和鞏固課堂教學的主要手段；學生要反復練習以便能熟練解答與考試相似的問題。這種教學模式培養出來的學生擅長背誦公式和解答紙面上的問題，但缺乏獨立思考的能力。同時，教師的權威和考試的壓力使得學生缺乏懷疑精神和創新能力。近年來，我國教育界雖大力提倡以學生為中心的教育思想，鼓勵學生積極參與教學過程，提倡讓學生自己發現問題和解決問題，但這種理念在“應試教育”的環境里很難得到貫徹。而美國中小學科學課完全以學生為中心，表現在美國的教師更加重視學生的興趣、個性和創造性。他們的教學方式很隨意，教師在課堂上十分幽默，教學中穿插科學故事，運用大量的身體語言，等等。在師生關系方面，美國的教師與學生的關系很隨意，他們鼓勵學生成為與他們平等的人，允許學生懷疑、提問、標新立異、與眾不同。

比較而言，在中國，科學教學是件嚴肅的、按部就班的事。如有文章報道，“美國科學教育協會代表團，在上海一所著名的重點中學聽了一節特級教師的物理課，其教學內容精當、目標明確、節奏緊湊、學生活動充分，教師的提問都是精心設計的，學生的回答也都是清晰明了的。按傳統的評價，這堂課真是天衣無縫子?？墒敲绹韴F成員卻說，課堂上都是老師提問，學生回答，既然學生都已能回答了，為什么還要上課呢?上課應該是學生有問題，學生提問，教師回答，師生共同討論……”為什么會出現兩種完全不同的評價呢?這里反映了兩種根本不同的教育觀念。中國傳統的衡量教學的標準是，將有問題的學生教育得沒問題、“全都懂了”。所以中國的學生年齡越大，年級越高，問題越少。而美國衡量教學的標準是，將沒問題的學生教育得有問題，假如學生提的問題連教師都回答不了，那才是成功的。所以，美國的學生年級越高，越富有創意，越會突發奇想。

3．科學概念的推理方式

演繹推理是我國科學教學的主要方法。教師首先一步步地提出概念或理論，然后運用教材上的例題闡明這些概念或理論。在教基本理論和概念時，教師必須做到“正確”、“嚴謹”和“詳細”。美國科學教師傾向于在科學教學中采用歸納推理的方法。他們引導學生從觀察具體的實際事物開始，逐步逼近概念和理論。在教學過程中，利用日常生活中的實例，發展學生獨立思考的能力，并要求學生參加動手操作的活動，有些教師甚至引導學生做真正的科學實驗研究。一位訪美學者說：“教師給學生提供不同的設計題目，學生根據自己的興趣和知識背景選擇課題。然后，教師引導學生進行整個的項目研究——查閱文獻、進行調查、收集與分析資料、檢驗假設、撰寫并提交研究報告?！蓖ㄟ^這種教學，學生對科研過程了解透徹，從而逐步掌握科研的方法并形成科學的精神，而我國的學生沒有或很少有這樣的訓練。

4．主動學習與被動學習

在我國，學生的學習是被動的，因為他們從上學時起就圍繞著教師、教材和考試轉。聽課、做筆記、背誦、做練習是大多數學生的主要學習策略。他們都是按教師設計好的內容和方式去學習，自己沒有選擇的余地。他們學習的基本科學知識通過螺旋式的課程從低年級到高年級反反復復。因此，一般而言，我國學生在基本科學知識的掌握上比較扎實。這樣一來，我國的傳統教學造就了一大批高分低能的學生。目前，我國的中小學生乃至大學生思想活躍，敢想敢干，但想象力和創造力差，多數學生很少有問題意識。盡管教師越來越注重培養學生的創造性及問題意識，但大多仍局限在“教師提問，學生回答”這種語言交流活動中，教師沒有著意培養學生主動的問題意識。當學生要提問時，得先舉手，然后站起來問老師，這就制約了許多學生提問。一位學者這樣評論我國的科學教學：“在教學中，教師要為學生‘咀嚼’知識，像喂他們吃飯一樣地灌輸給他們，學生惟一要做的就是吞下知識。即使在做實驗時，教師和實驗室助手常常為學生準備好一切，而學生所要做的只是打開或關閉開關!結果，大多數學生都非常依賴老師?！倍绹鴮W生是主動學習的，老師在課堂上給予學生更多的自由，學生提問不需要得到教師的允許，也不需要站起來，他們往往問得很多。在實驗教學時，學生通常有機會自己準備設備和材料，并獨立進行實驗。教師還要求他們撰寫實驗報告并向全班同學匯報。顯然，美國的學生在學習上比我國的學生更加主動，更為獨立，更具有創造性。

5．理論與實踐孰輕孰重

我國曾有訪美學者說：“理論與實踐相結合是中美兩國學校里的重要問題?！比欢?，焦點是不同的。在我國的科學課堂上，過分強調理論的學習，演示與實驗活動卻常常被忽視。正如我國一位學者所說：“中國科學教師只要能夠用語言把問題解釋清楚，他們就不會去動手，而美國學校則更加強調實踐。”就對待實驗和動手操作的目的而言，中美兩國中小學的差異也是十分明顯的。一位訪美學者作了如下的比較：“在中國，動手操作實踐是為了證明課本上的理論和結果。學生只需用相同的方法和儀器，做相同的實驗，并期望得出相同的結果。然而，在美國，動手操作活動的目的是發現課本上以及課本外的理論和結果。因此，學生受到鼓勵進行不同的實驗，用不同的方法和材料，并得出不同的解決問題的方案和結論。”美國的科學教師注重動手操作，只要能夠通過動手操作闡明的理論，教師就不會用語言去解說。美國中小學科學教學的演示和實驗活動有3個特點：①所用的設備和材料并不奢侈、昂貴，大多是一些簡單而又便宜的；許多儀器是教師自己利用日常家庭用品制作的。②由于動手操作與日常生活情境相聯系，既生動活潑又切合實際。③大量使用計算機。

一位訪美學者這樣描述了他所觀摩的一堂高中化學課：“在學習新課時，教師并不像中國教師那樣先講授，而是把學生分成小組，帶領他們進行實驗活動。學生自己把觀察到的現象記錄下來，并作出分析。做完實驗后，學生再閱讀教科書，查閱有關的參考資料。他們各自得出自己的初步結論，然后與小組的其他同學分享彼此的實驗結果。最后，教師花一點時間總結實驗并提出理論。這樣，學生的獨立思考和解決問題的能力就得到了培養?！绷硪晃辉L美學者對生物實驗課作了如下的比較：“中國的生物實驗課總是在教師講課之后進行。首先，教師詳細地向學生解釋實驗的目的、要求、方法和設備。然后，學生像照著烹飪書做菜一樣做實驗。他們不知道實驗的所以然。而在美國的生物教學中，實驗經常是在教師講課之前進行的。在實驗手冊上，投有關于實驗的詳細解釋，而是一系列問題。教師促使學生理解這些問題，然后，學生自己獨立地做實驗。他們必須積極地思考、閱讀、設計、觀察、記錄，并得出結論。顯然，這種方法能夠有效地培養學生的實際能力。”比較中美兩國中小學的科學實驗課，訪美學者發現，“中國學生的動手操作活動是試驗性的，而美國學生的動手操作活動是探索性的?！边@值得我們深思。

6．評價方式

由于我國傳統教育觀念的影響及考試制度的束縛，教師和學校對學生的評價強調的是常模參照評價(全班按分數排隊，比較強弱勝負)。這種競爭性的評價是有局限性的。它把是否“成功”作為衡量學生優劣的惟一標準，脫離了大多數學生的實際。這種評價方式，只有少數學生能得到好名次，并取得分數意義上的“成功”，而大多數學生則注定是學習的失敗者。這不利于大多數學生身心的健康發展，結果是學生的家庭作業負擔過重，考試的壓力過大，致使許多學生精疲力竭，喪失了學習的興趣。所謂“高分低能”現象主要就是由這種被動、封閉的學習方式和評價方式造成的。而美國對學生科學課程的評價主要看重創新能力。我國有些高才生到美國去讀大學或研究生，學習很努力、認真，若老師講了六個要點，考試時他們決不會改變一個。在我國這樣的試卷自然得滿分，可在美國一般只能得C等，而有些學生只寫了一兩個要點就能得A等。我們的學生不理解，老師的回答是值得回味的，“你答的六個要點都是我講過的，我講過了你還說它干什么?我講過的六點，那是我思考的，是已經有的六種可能性或解決問題的六種方法。有的學生雖然只寫了一兩個要點，但那是他自己想出來的或通過其他資料獲得的，有創建性。我講課的目的，就在于啟發大家通過我講的六個要點形成你們自己的思考，得出你們自己的答案?！?/p>

由此可見，多年來，造成我國學生高分低能的根本原因就在于以上的科學教育理念。因此，我國中小學科學教育的觀念亟待更新。首先，要更新我國科學課程中的不足：科學課程過分注重學科的邏輯性，忽視了科學、技術和社會的聯系；我國科學課程帶有精英主義的性質，不利于科學的普及。其次，科學教學應以學生為中心，激發學生學習的主動性和創新精神；加強科研過程和方法的訓練，確立探究式的科學教學模式；突出動手操作，加強理論與實踐的結合，等等。這都是我國科學教育改革的重點和難點。