小学科学有效性教学研究:科学为大众培养科学素养

20世纪60年代，人力资本理论的提出和学校向社会所做的承诺，使人们满怀希望地把教育作为社会改革的有力杠杆，作为“向贫困宣战”的武器。在这种情况下，美国的教育重点发生了转移，生计教育、环境教育成为这一时期教育的热点。政府为摆脱困境，把注意力转向了这些新兴的教育理论。因为生计教育宣称是“跟由于缺少技术而造成失业和半失业现象做斗争的一种方式”，能够实现当年杜威的“使人皆能为社会服务”“促进社会之安宁与进步”的理想；而环境教育则旨在认识人类是以什么媒体同环境发生相互作用。这些新的教育思想以及政府与公众态度的转变影响了科学教育的目标，使科学教育目标从培养科学家、工程师向培养科学素养的方向转换。

（一）科学教育面向全体学生

20世纪80年代以后，随着新技术革命带来的产业结构变化，使各国对于具有一定科学技术文化的人才需求成为迫切问题，各国间由经济竞争开始转向科学竞争和人才竞争。回顾20世纪60年代以来的科学改革的成果，美国惊讶地发现90%的美国人都是科盲。“我们正在培养的新一代美国人是科学盲和技术盲”，而且“少数科学和技术英才同一般对待有科学成分的问题所知甚微或根本不知道的公民之间的裂痕越来越大”。1989年，美国科学促进会提出一份报告，名为《为所有美国人的科学：达到科学、数学合计数素养目标的2061方案报告书》，简称2061计划。这项计划成为美国基础教育阶段科学教育改革的重要指导文件，其核心思想是让所有的儿童都能具有科学素养，这里的科学素养涵盖了技术的内容。此后又发表了《面向全体美国人的科学》，这份文件中的第三章内容是“关于技术的性质”，阐述了技术与科学的关系、有关设计的一些问题和为改造世界而不断发展技术中存在的一些争论点；在第八章关于“被设计的世界”中，阐述了认识如何通过某些关键性的技术领域来塑造和控制世界的一些基本原则等。

世界上的许多国家都在20世纪80年代末、90年代初改革科学教育。例如，英国的国家课程把科学教育列为核心课程，开设技术课包括技术与设计和信息技术；澳大利亚在1991年制定了国家科学教育标准；加拿大的各个省纷纷制定了新的科学教育标准；美国不仅提出了2061计划，还制定了美国国家科学教育标准。新一轮科学教育改革的重要特点是既注重科学教育的普及，又强调科学教育质量的提高。

（二）更新科学教育目标

在20世纪80年代，以后的科学教育改革中，各国都重新制定了科学教育标准，科学教育的目标更加广泛，从科学知识、科学方法拓展为培养科学素养。虽然各国的科学教育标准的具体内容有所不同，但都是以培养学生的科学素养为目标。

（三）以探究为科学教育的核心

20世纪70年代科学课程的教学方法有三种：历史考察、科学鉴赏和动手做。“历史考察”方法中，教师帮助学生回顾科学家在过去年代里所得出的结论。由于教师面临着资料不足、时间少、教科书又只是些概要内容，因此，他们只能对“科学史”采取一种“指定问题—复习—考试”的教学模式。这种教学方法中学生处于被动地位，不需要实验设备。(www.xing528.com)

“科学鉴赏”方法用演示来加强对过去科学成果的展示。用这种方法可以提高学生的动机与兴趣，但是教师仍然把课本作为课堂的基本核心。这是一种“指定问题—举例证明—讨论考试”的模式，教师可以保证对学生的控制，使教学不过于枯燥。

“动手做”的方法很少采用。这种方法的使用步骤为：学生先选定一个题目，然后在实验室中动手操作或进行研究，最后在教师的指导下写出研究报告。它对于设备、教师、学生的时间及学生的责任心要求很高。

全美科学教师协会（NSTA）在20世纪70年代末进行了一次全国性的大规模调查，调查结果认为20世纪70年代美国的科学课程有八项特征：①科学实验的地位相对来说十分重要；②将“探究活动”作为核心；③注重学科“结构”；④讲科学的内容和过程堪称精确地、完整地代表着科学的观点，是课程的出发点；⑤对科学前沿的新发现密切关注；⑥强调科学是为了高一级的科学研究做准备；⑦强调学生学习科学家知晓的并且运用的主要概念和独特的过程；⑧教师对工作胜任与否，取决于教师所掌握的科学知识多少。

从这八项特征来看，当时的科学课程注重科学学科的需要，其内容的理论性、前沿性、连续性、结构性都加以考虑，从学生学习的角度出发，注重探究过程，这是受布鲁纳和加涅的教学理论影响的结果。当时这类课程的突出代表是“科学活动过程”，强调科学教育应通过探究过程进行，认为由基本的过程到整体的过程需运用一系列“探究技能”：观察、使用空间关系、分类，使用教学、测量、沟通、预测、推理、控制变项、解释资料、建立假设、操作性界定以及实验等。

（四）重视科学、技术与社会的结合

新的科学教育非常重视学生对科学本质、技术本质的理解，以及对科学、技术、社会之间关系的理解。当今社会中科学技术几乎渗透到生活的每一个角落，科学技术也带来了很多的社会问题，如环境、生态、伦理等。如何合理地运用科学而又避免它带给人类的反面作用，是具有科学素养的人必须做出抉择的问题。因此，各国的科学教育目标中都把培养科学素养作为重要方面。

科学教育的发展过程也反映出科学的发展带来的社会变化而引起的人员需求的变化。不同时代对人的要求是不同的，人们对学习机制的认识也不同，因而产生出不同的科学教育理论和方法。