小学科学课程改革的背景与趋势

小学科学课程改革的背景与趋势 南京师范大学教育科学院教授郝京华 Email haojinghua0113@sina.com

一、小学科学课程与教学改革趋势 ·科学课程的地位 ·科学课程的价值取向 ·科学课程的内容 ·科学课程教学的方式方法 ·科学课程的评价

1、科学课程的地位 科学课程的地位日益提高，高度重视科学课程在提高国民科学素养中的作用 *统考科目：数学、阅读、科学（TIMSS PISA） *科学课程文件： 2061计划美国国家科学教育标准 *科学家、企业家对科学教育的关注

2、科学课程价值取向 （科学课程十九世纪进入欧洲及美国学校）二十世纪科学课程价值取向的发展轨迹科学知识 → 科学方法 → 科学素养

以科学知识为主要价值取向的科学课程特征 • 单一的知识课程要素 • 教材以定论的方式呈现 • 教学以传递、接受的方式为主+验证性的实验

以科学方法为主要价值取向的科学课程特征 • 方法、知识双课程要素科学的最大特点是它的方法。科学是在人的头脑中发生的活动：它是使发现成为可能的正确智力活动加工过程的结果。科学的加工过程是科学探究未知事物的手段方法，是研究者用以考察自然界的步骤、程序。－赫德

影响较大的三个小学科学新课程 1、ESS 包含56个不连续的、开放的探究活动 2、SAPA 侧重科学加工过程的科学课程 3、SCIS 侧重科学概念的科学课程

匈牙利物理教材 正像一个警探调查一件罪案那样,为了揭露大自然的秘密,你也必须仔细观察周围的世界.探索大自然的第一步和最重要的一步是观察.

图二可以用来解释物质性质和物质行为的脑海中的图画叫做模型. 建立模型就是建造和使用这种心灵图画的方法.

图三： 大自然可以从几种不同的角度加以考察. 不同的特征可以用不同的模型恰当地、清楚地描述. 有可能,一个物理学家和一个化学家使用不同的模型来理解同一种实物的性质.他们之所以能够这样做,是因为他们是从不同的角度来考察这个世界

初级过程技能

综合过程技能

*教材出现引起学生思考的问题情景发现学习价值：（1）儿童们是以他们从自己“发现”事物而得到满足作为学习动机的，这种满足被认为是促进学习的一种重要态势；（2）由于儿童们更多地亲自使用资料和观念进行发现性探讨，就能比较深刻地理解教材结论并且不容易忘记；（3）“发现”的过程帮助儿童们发展研究的策略，或者说发展了程序技能，诸如简化资料，组织资料，概括总结材料，发现事物间的联系，形成判断等等；（4）学得的知识技能可以更好地运用到其它方面去。

以科学素养为价值取向的课程特征 • 科学素养的定义：科学素养重要是指必要科学知识、科学的思维方式、对科学的理解、科学的态度与价值观，以及运用科学知识和方法解决问题的意识和能力。

具有对参与个人决策、参与公民事务和文化事务、从事经济生产活动所必需的科学概念和过程的知识和理解。美国《国家科学教育标准》

三维甚至多维的课程要素 • 科学知识、科学方法、和科学有关的情感、态度、价值观

*根据不同目标选择不同的方法、策略 • 合作的态度、持久性、坚韧性、动脑筋、观点的灵活性…… 过去：学习科学将会自动地或多或少养成这些态度。达到这些目标的方法从来没有被清楚认识到现在：设计出专门培养态度的方法、策略

科学课程设计的方向 • 学术课程 • 认知的过程课程 • 社会中心课程 • 人文主义课程 • 技术课程

3、科学课程的内容 *科学课程内容的拓展《美国国家科学教育标准》 • 统一的概念和过程 • 作为科学探究的科学 • 物质科学 • 生命科学 • 地球和空间科学 • 科学与技术 • 个人和社会视角中的科学 • 科学的历史本质

*精选对终身发展有用的知识 • 思想：“知识不在量的多少，而在掌握的质” “少即多” “一英里宽，一英寸深 →一英寸宽，一英里深” • STC单元顺序

4、科学课程教学的方法、策略 1.强调以探究为核心，强调知识的建构 2.强调“动手做”（Hands on）听——会忘记看——能记住做——能理解 3.强调合作、强调分享交流 4.强调概念转变 5.强调科学概念理解 6、强调学习结果的多元

对前概念的关注 儿童带着丰富的先前知识、技能、信仰和概念进入正规教育，这些概念通常有别科学概念，而且非常不易消除。教师必须知道学生对某科学主题具有什么前概念，或以其为基础善加利用；或想办法予以挑战引导，使学生能真正改变概念。鱼就是鱼的故事

5、科学课程评价 • 建立与科学素养目标相匹配的评价指标体系 • 多样化的评价方式 • 重视过程性评价

煮饺子时，观察到如下现象：饺子刚放入时，沉在水底，煮一段时间后，饺子浮了起来。为什么饺子会浮起来，请提出你的猜想并设计实验进行验证。煮饺子时，观察到如下现象：饺子刚放入时，沉在水底，煮一段时间后，饺子浮了起来。为什么饺子会浮起来，请提出你的猜想并设计实验进行验证。

有三个同学在家里用实验探究纸片、塑料薄膜、棉布对电视机遥控信号的阻挡能力。他们的探究过程分别是： • 甲同学在自己家里，将纸片放在遥控器与电视机之间，手指按遥控器控制键，如果遥控器能对电视机起控制作用，则增加纸片的数量。如此重复实验，逐渐增加纸片的层数，直到遥控器不能控制电视机为止，记下纸片的层数。 • 乙同学在自己家中用塑料薄膜按照与甲同学同样的方法进行实验，记下塑料薄膜的层数。 • 丙同学在自己家中用棉布按照与甲同学同样的方法进行实验，记下棉布的层数。

他们的实验结果已经记录在下面的表格中： • 他们的结论是：棉布能比纸片和塑料薄膜更有效地阻挡电视机遥控器发出的控制信号。（1）三个同学的探究过程存在一些问题，请你指出其中存在哪些问题。（2）请从指出的问题中选出1个说明如何改进。

二、影响科学课程与教学改革的因素 1、社会变迁 2、学术进步 ﹡ 科学哲学 ﹡学习理论

社会变迁与科学课程教学的价值取向 （科学课程十九世纪进入欧洲及美国学校）二十世纪科学课程价值取向的发展轨迹科学知识 →科学方法 →科学素养

当科学发展到人们体认其重要价值，且发现不能忽略其存在时，科学教育也就正式成立了。科学比其它科目更具实用价值，科学可促进心智训练及发展。 --- 斯宾塞

科学素养的提出 二十一世纪困扰人们的问题和争论：健康和老龄化、生物技术、能源的利用、自然资源的保护、环境质量、人口增长…… 所有学生都必须具有科学素养，才能认识问题，作出解决方案，为地方、州、国家及全球问题作出作出有见识的决策中发挥积极的作用。

科学观的演变 从静态的科学观到动态的科学观静态的科学观：科学是系统的科学知识体系动态的科学观： 1、科学是科学过程及其产品 ——系统的科学知识 2、科学知识是暂时的，所有的科学知识都可能由于新证据的产生而发生变化。

学习理论与科学教育

导言学习理论概述 学习的定义：由经验造成的行为或以某种方式表现的能力的持久改变；学习理论：关于学习的理论（动物、人）。人类学习研究所关注的焦点是：个体如何获得和改变知识、技能、策略、信念及行为方式。

研究的主题： 1.学习是如何发生的？ 2.哪些因素影响学习？ 3.记忆的作用是什么？ 4.迁移是如何发生的？ 5.哪一种学习类型可以用某一种理论得以最佳说明？

学习理论与教学理论的关系 学习是一种内部过程，教学是一系列影响内部过程的外部事件，了解内部过程才能有更有效的外部影响设计。

(一) 行为主义学习理论 1、行为主义学习理论要义 S—R 学习理论学习是反应的强化

2、行为主义对课程教学的影响 以斯金纳的程序教学为例教师用小步骤的方式呈现教学内容学习者积极回答，而不是被动地听讲学习者作出回答后教师要马上给予反馈学习者按自己的速度学完教材

例一、强化概念的学习 马戏团的动物有时是用”奖励”来训练的.一只饥饿动物的行为可用_____来奖励反应 : “奖励”的技术名词是”强化”.用食物奖励一个动物就是用食物来_____它. 反应 : •用技术名词来说,一个渴的动物可以用水来____. 反应:

____动物作业正确,训练者就用给它食物的办法来强化它.____动物作业正确,训练者就用给它食物的办法来强化它. 反应 : 强化与行为发生的时间次序是 (1)____ (2)_____ 反应 :

3、对行为主义学习理论的评价 刺激和反应可以说明人类的某些学习，但它对人类学习的解释是不完整的，它忽略了行为训练与意在产生理解的教学之间的差异，忽略了行动原因在学习中的作用，忽略了主体内在固有的逻辑能力，这种逻辑能力能使人从不充分的反应中找出答案。浅层次学习引起的脆弱知识综合症

(二)信息加工学习理论 1、信息加工学习理论研究的方略把研究的重点放在引起行为的思维过程上，通过与计算机中信息加工过程的类比来解释人们的心理活动；致力于将学生的学习过程概念化,想要弄清楚信息是如何接收、组织、贮存和提取的。 2、信息加工学习理论的要义

外部环境的刺激冲击人的感官，进入感觉记录器；外部环境的刺激冲击人的感官，进入感觉记录器；能够得到辨别并引起注意的刺激进入工作记忆既没有被识别又没有引起注意的刺激则会很快衰退；信息一旦进入工作记忆，我们会用重复的方法保持信息，以决定是否需要对其进行深入加工；

得到进一步加工的信息通过不同的精细加工和反馈性练习编码后进入长时记忆；得到进一步加工的信息通过不同的精细加工和反馈性练习编码后进入长时记忆；没有经过进一步加工的信息则会很快被遗忘；长时记忆中的信息会在必要时被提取，以使人们做出认知反应。

小学科学课程改革的 背景与趋势