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科学史融入小学课程的分析

admin2个月前 (05-22)教学论文30

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[摘要]科学史是培养小学生科学素养的主要学习资源。小学阶段科学素养的培养不仅仅限于 “科学”课程。科学史融入小学课程要避免非科学的简化史,注重体验,让历史动起来,重视技术史的学习。教师要做好科学素养、教学能力和心理学测评方法等方面的准备。


  [关键词]科学史;小学课程;融人;体验[中图分类号]G65 [文献标识码]A [文章编号]1671—6493(2011)04—0080-05科学史融人中小学教育,提高未来公民的科学素养是一个传统而又不断变化的课题。目前大陆中学阶段的科学史融入教育以科学课程做得较深入,“科学”(7—9年级)课程标准具体提出融入的五种方式,也出现了一些具体的教学模式设计,但是还缺乏系统 、长期和各学科的实证研究。小学科学史的教育较多还停留在提高学生学习兴趣 ,辅助知识点的学习等层面上。笔者就此拟对科学史融入小学课程提出课程的选择、实施和教师的准备等方面建议 。


  一


科学史走进小学的意义二战以后 ,科学素养逐渐成为公民教育中科学教育的主要 目标 。科学素养 (scientiifcliteracy)是融科学知识、科学方法、科学态度、科学价值观等多种因素为一体的复合概念,是一个人整体素质 中重要的组成部 分。个人早期确立起 的对科学 的兴趣 、态度 ,对其成年时在科学素养方面所能达到的境界有决定性 的影响。在小学 ,科学教育的主要起步阶段 (国外较为正式 的科学教育 已经从 幼儿园大班开始),对科学与人文的融合、科学的人性化如果有很好的理解的开端 ,对孩子们一生的科学精神和科学态度形成将有奠基性的影响。


  学习科学史有两层意义 。一是科学 自身的,包括科学发展的过程性、积累性和可修正性。另一层意义是人文的,能够让孩子们理解近代科学发展史与社会需求紧密相关的,从中领悟一些构成人的修养的东西 Ⅲ。对于小学科学教育而言,后者具有更基本、更普遍的教育意义。了解科学技术发展过程 中的那些困难和挫折 ,对他们培养实证精神 ,不浮躁、克服困难有一定的榜样和激励作用。了解科学技术的主要发展史中那些改变了社会生活的历史事件,可以使小学生体会到科学与生活的结合如此紧密 ,科学技术的发展影响着社会 的方方面面,正确的科学决策对社会和环境的影响巨大等等 ,自然而然地重视学习科学技术,逐渐培养社会参与感和责任感。


  二 当前科学史融入小学课程的


现状当前我国的小学课程与科学史的关联度 ,主要体现在以下四个方面:一,科学史在小学各科课程的融入 渠道仍 以教材 和教辅 阅读材 料为 主。二,“科学”对科学史的关注度在小学各科课程中最大。三,小学各科的课程标准 、课程指导纲要中科学史方面的教学支持不够,没有介绍主要的科学史教学策略。以 “科学” (3—6年级)课程标准为例,对科学史的要求主要表现在情感态度价值观方面。在情感态度与价值观内容标准中, “对待科学”这点的具体内容标准有 :“认识到科学是不断第 4期 林海燕:科学史融人小学课程的研究 83可以多学习和分析 国外这方面的先进教育经验 ,把东西方技术史中适合小学生学习、体验的内容好好设计成课程 内容、学习和动手体验的资源,为公民科学素养中薄弱环节做好基础性的教育工作。


  四 教师是影响科学史 融入小学


课程效能的关键因素(一 )教师 自身科学素养是最根本 的影响因素效能,达到系统 目标的程度 。影响科学史融入小学课程效能的关键 因素还是课程的实施者教师。


  一


个世纪以来,现代科学已经在中国古老的大地上结出了辉煌的科技文明之果 ,但是中国科学和科学教育在 21世纪的进一 步发展还面临着 巨大挑 战。


  正如中国科学院院长路甬祥所指出的那样,“现代科学精神还没有在中国扎根”。公民乃至教师的科学素养仍然不容乐观。从一定的意义上来说,教师是否具备当代科学精神,是否理解科学本质,是关系到全体公民科学素养高低的根本性问题。小学所有教师 (不仅仅是科学教师 ) 自身的科 学素养对其教学和日常工作、生活决策有很大的影响。其科学素养的养成一是要靠职前教育,更主要的要靠自己终身主动的学习 ,汲取各种载体和渠道带来的科学营养。


  (二)教师驾驭科 学史题 材 的能力影 响融人效能美国 《科学素养的基准》一书中为何不强调用简化的科学史作为小学教育 的素材 ,主要原因是担心没有很好地处理历史素材,扭 曲和曲解科学史素材细节中的科学精神涵义。确实,教师如何驾驭HPS教育素材,对其自身理解科学素材、自身科学素养是一个很大的考验。即使教材和教学资源齐备 ,不 同的取舍倾 向、教学指导中的实践也可以区分出哪些教师真正树立起求真务实的科学精神 ,真正理解和领会科学探究的内涵和意义,哪些教师对科学精神、科学价值观的学习只停留在表面。哪些知识的学习可以超越知识本身的价值,同样的素材不 同的教学和学习方式效果也是不尽相 同的。例如:如展示月相的变化是一回事 ,让孩子们连续观察并记录 28天左右的月相是另一回事。后者给予儿童更多也更重要 的东西,如 :坚持性 、客观性 、认真、严谨 。


  不少专家针对科学教育的实际情况,提出几种主要的科学史模式:马修斯的适度模式、孟克和奥斯本的融合模式、互动式历史小故事模式、动手做模式等。1994年澳大利亚科学哲学教授迈克尔 ·马修斯 (MichaclR.Matthews)认为应 当把科 学史的教育 目标限制在让师范生或教师了解课堂上出现的有关认识论和科学本质的问题范围内。对课程中的认识论和科学本质知识,要提出:“知识什么意思?如何知道的?”之类 的问题,做初步 的哲学分析以使师范生或教师更好地理解科学史中所蕴含的独特经验和概念问题,同时,这种方法也在一般意义上促进 了批判性 思维和反省思维 J。在小学 的高年级实施这种方法有一定的效果。1997年,英国伦 敦 大 学 皇 家 学 院 的科 学 教 育 者 孟 克(M.Monk)和奥斯本 (J.Osborne)在总结历史经验与教训的基础上,结合当前关于科学课程改革的新观点 (如建构主义学习观),提出科学史教学模式。这一模式假设学习的课题是科学史上某一科学家曾经研究过的 自然现象,当前国内有一些科学教育工作者依此设计了的初中科学 “神奇的激素”、“光合作用发现过程”和 “自由落体运动”等教学模式 J。但 在小学 阶段 鲜见类似教 学模式 实例。


  高年级的主题式教学,可以采用这种孟克和奥斯本的融合模式进行科学史教学设计 ,选择的主题仍要挑选科学史上某一科学家曾经研究过的自然现象,学习的难度、科学概念的数 目要有所控制,但是方法是一致的。希望通过研究,对科学史走进小学课堂探索出一种切合实际的有效教学模式。


  (三 )教师必须掌握有效 的测评方法科学史的学习评价内容包括科学史的史实、科学本质的理解 、科学研究的主要途径、科学共同体的作用等。科学史的学习影响了学生精神、方法层面的养成 ,人的价值观、情感态度方面有表现反映在行为之 中,因此 ,单纯的卷面测试往往无法真正反映学生 的 “本我” 的变化 J。观察法 目前是 比较好 的测评方式 。例如结合录像 ,学生熟悉 的教师在观察小学生科学史学习前后对科学探究、科学合作以及学习小组的成长自我反馈中记录学生的变化,进行科学态度、科学本质理解和体会的测评,以期争取取得客观地评价 ,但在班级集体教学中着实不易,教师的工作量大,难免以偏概全。教师还需多学 习、掌握 心理 学的一些 方法,例如科 学兴趣、科学精神的投射分析。常规考查工作,如佚事记录、教学 日记、行为核查等 ,兼顾学生互评和 自评也是有效的测评方式u 。82 集美大学学报 第 12卷限制,把课堂学习延伸到课外。科学阅读可以帮助儿童构建大观点 (bigidea)——学科的重要思想 ,这一构建过程是连续 、渐进的,小学科学教育不能完成这一构建,但所指向的是这些大观点。科学阅读可以帮助儿童认识科学与社会生活的息息相关 ,帮助儿童学会从科学的视角分析问题,帮助儿童理解科学家的工作HJ。


  科学阅读可以一定程度弥补低幼儿童的科学教育缺失。由于上世纪末大陆的基础教育课程改革将小学 “科学”课程放在 3—6年级才开设 ,学前到小学低年级的科学教育实际上成为一个空白段,从儿童的学习能力和学 习需求看 ,这是很不合理的。



  科学阅读可以提供低幼儿童的一个 自由、宽松的科学学习渠道,绘本是一种非 常受欢迎 的阅读文本 ,并将愈来愈受到欢 迎。对低幼儿童科学绘本 的推广 ,亚洲地区以 日本做得最好 ,台湾和韩国也开始跟进 ,近年来在大陆城市知识阶层较受欢迎 ,以引进翻译为主,出版的类型中,科学和自然的绘本较少。希望教师和家长 以及出版行业能加大科学阅读的推广力度,培养孩子终身科学阅读习惯 。


  (三)课程内容要避免非科学的简化史历史为理解 “科学工作是怎样进行 的”提供通道。美国科学促进协会著的 《科学素养 的基准》并不主张学生们学习某种简化的科学史 ,它认为简化的科学史可能会将科学与历史都搅乱了,使深入学习变得更加 困难 J。但也认 为教师 和研 究人员仍可继续合作某种简化的科学故事对于学生的理解有帮助,并从中受益。确实,非科学的简化史、片面强调 “灵机一动 ”的发 明创造史 ,往往 给小 学生带来科学不严肃的错误印象。怎样展现历史?为了帮助学生更好地理解这一切 ,就要有合适的学习教材。在教学中有必要用翔实的传记、参考书和影片来研究历史上的实例,用各种信息展现方式来帮助科学史的学习。课程内容要注意区分科学史故事的传奇性和科学性的区分。如果把牛顿从苹果落地发现万有引力等类似的故事当成科学发现的典型过程,忽视故事后面的科学家长期观察、思考、探究所付出的劳动和知识积累,科学家对真理追求的孜孜不倦精神,甚至会给神秘主义和伪科学培育适宜的土壤 。


  (四)课程实施注重体验 ,让历史动起来仅仅是 “读” 了科学 ,历史描述 的如果是他们不熟悉的事物或者是他们不关心的事物,例如风车产生地点这一事实对孩子们来说没有很大意义。


  经历是关键的因素。对儿童学习的研究揭示了这样一个事实:当孩子们没有亲身经历在学校所学的事物时 ,课程想要传授 的知识往往对他们毫无意义。


  儿童迫切需要亲身体验的部分原因在于今天的孩子在成长的过程中越来越远离自然界。感性体验的缺乏意味着孩子们缺少对世界进行感知的资源,这与前几代人的情形截然不同。现在的孩子们也带着很多知识来到学校并带着大量的图像、事实和幻想。


  但孩子们深深缺乏的是对世界上客观约束以及期望与实现之间区别的内在理解 J。因此,选取合适的科学技术史题材,让小学生进行适合他们年龄和身心发育特征的体验性的科学技术史学习,让书面的历史生动起来 ,将是一种可行的学习方式。从课程内容的编排次序上看,以教育重演论为指导思想的循序渐进模式是一种较为成功的学习模式,尤其是小学阶段。一方面 ,这些历史素材符合孩子们的认知能力。另一方面,通过选用这些历史素材,与 当时历史条件下的社会需求 自然地结合起来。所有这些,都是为了使学习的发生,像奥苏贝尔所称的那样,更加 “有意义”。如英国某小学低年级以 “古罗马”为主题设计的系列 “综合课”案例 ,其小学的技术教育往往学习制造盎格鲁一撒克逊时代 (相当于我们的南北朝)碾玉米用的水轮机等-1Jl。


  (五)技术史学习不能忽视


我们的小学科学教育中总是有意无意地忽视 了技术教育,劳动与技术教育是小学综合实践活动四大学习领域之一,但是,我们习惯上仍是把 “劳动与技术”放在德育的领域中,为其服务,而忽略了技术教育对社会生活的重要性。一个从小很少玩玩具的人往往成不 了好的工程师 ,一个从小没有劳动习惯的人很难成为热爱创造的劳动者。技术史的学习在小学可以让小学生感受到技术对社会生活的重要性,可以成为小学生动手体验科学技术发展的好学习材料。在国外一些专门的科学史博物馆,复制实验成为一种很好的科学技术史学习渠道,在复制实验过程中,可以体验到当时科学技术的突破有多么艰辛。也可以了解当时的科学共同体研究的思路和范式,这种思维的宝贵财富由于很难在文献和固化的成果中直接展现,往往是无法传承和被忽略的。我国历史中不仅形成了独具特色的四大实用科学体系,在技术方面也很 长时间走在世界前 列,教师和社会博物馆业以及青少年技术教育工作者们发展的”和 “不迷信权威”。“活动建议”方面给予的技术支持很不够 ,简单 的活动主题建议 ,缺少活动实施的具体建议和范例分析: “猜测 10年以后会有哪些科学新发现和技术新发 明;搜集科学技术发展史上的故事,与同学分享”。相关的 “对待科学、技术与社会的关系”方面具体的内容标准是:“用科学改善生活、关注与科学有关的社会问题和科学的双重作用”,在具体教学实施中经常与关于科学史的学习割裂开来,或者简单地叠加。小学教师教学辅助资料和网络支持等教学资源中也鲜见介绍科学史教学策略,提供教学策略学习、探讨的参考和范式。查阅 2000年以来 的科学史融 入小学课程案例 ,来 自第一线的教学案例发表很少 ,个别课程案例出现在一些小学 自建网站中,孤立地探讨教材的执行 ,没能从科学史深层的教育意义中挖掘教学资源和进行教学设计。四,情感态度与价值观评价实施困难。科学史的学习评价重点应是在情感态度与价值观方面。如小学生 “科学学习的态度”具体可以评 价他们的学习兴趣是 否浓厚,学习动机是否强烈 ;能否尊重事实尊重证据 ,能否大胆想象勇于创新;是不是乐于合作与交流,乐于采纳别人的意见 ,乐于改进 自己的学习或研究 ;能不能关心科学技术 ,热心参与有关活动 ,发展对 自然和社会的关怀和责任感。有必要关注小学生的实证兴趣和习惯的养成程度 ,以及主动探究和科学实验的一些最基本的方法及手段 的规范程度。现在 ,这研究方法的养成和规范 ,在大陆的基础教育中仍是比较薄弱的,其结果反映在不少大学生学习、研究方法不规范,这与台湾地区及港澳教育较重视习惯的养成、方法的掌握有很大的不同。实证的精神没有倡导、正确的科学态度没有养成、基础的学习和研究范式没有规范 ,会对整个民族的社会活动和学术研究带来 隐忧和不足。


  三 科 学史 融入 小 学 课程 有效途径及关键点(一)小学设置的课程均适合科学史融人小学阶段科学素养的培养不仅仅 限于 “科学”课程的教与学,其他学科也是很好的培养科学素养的渠道、领域和载体。比如小学语文、历史、社会、综合实践活动等课程。在小学合适的课程中融入科学史 (包括技术史 ,以下同),追求的 目标是不生硬、师生乐意、愉快地学习。从而为科学史扎根基础教育实际提供一种有益的教学科学研究。教育家叶澜指出,教育科研一是要明确教育的特殊性,越是基础教育,越要把握教育本身的规律性,否则就会脱 离底线 ,二是改变思维方法。在她看来,现在改革的基本思维方法是做加减法,但实际上我们需要 “化”。比如 ,一说加强学生实践和创新能力的培养,就先想到开一些课程,课程可以开 ,但更重要 的是 “化 ”到里面去 ,让知识 和技能的传授成为培养学生智慧和动手能力的过程 】。


  开发小学课程教材和教学资源时 ,要以统一的观念和角度看待科学教育和人文教育,在不同课程的共同的教学资源方面较好地进行融人和融化,自然、妥 帖、恰切地安排科学史内容,可以为一线教师的实际教学起到基础性的匡正和引导 ,对学生的学习也起到有力的引导。除了融人不同课程外 ,还需细致考虑学生的年龄差异安排不同学段的科学史内容,总体上高年级的教学科学史涉及较多,低年级科学社会学涉及部分要比科学史多。教材和相关学习资源的细节方面也要注意科学与性别、角色分工的潜意识暗示等等问题 。


  (二)科学阅读仍是科学史融入小学教育的良好渠道科学 阅读 (sciencereading)是通过科学 阅读材料,包括科普读物、科学文章、科学童话、科学故事等,以增进科学学习。在学习内容丰富、学校课程时间有限的矛盾中,科学阅读仍是科学史融人小学 的良好渠道 ,科学史本身就是丰富的科学阅读素材。科学阅读很受小学生欢迎。关于科学素养,Wellington和 Osborne认 为其包含两种 观点:其一是学习者需具备有与科学相关的说、读、写之能力,也就是包含科学素养基本定义中的技能、情意与沟通 。台湾地 区 2002年 的第一次全台湾科学教育会议 中制定 的台湾第 一部 “科学教育 白皮 书”中也把提高科普读物的水准、提升公民阅读兴趣作为提升大众科学素养的基本策略。通过儿童科普读物以及科学新闻的阅读活动,增进学生对科学的主动学习、科学知识之理解与科学新闻的判断,进而提升科学认识观 以及学 习兴趣 -3J。科学素养另一个衍生 的观点指的是对于科学知识 的体认 ,包含科学素养中对科学主要概念的了解与应用。由于教材编写篇幅 的限制、课 时的约束、教学时间的控制等,教科书编写者和教师心有余而力不足,科学阅读的重要性便突显出来,科学阅读可以不受时空的集美大学学报 第 12卷目前 ,我国大陆仍缺乏多学科、长时间、较大范 围的科学史融人中小学课程的实证研究 ,因此鲜见本土化的小学科学史教学模式 ,课程研究需要实证 ,笔者在厦门市一所小学进行科学史融人小学五年级 “科学”上册 的小 型实证研究 ,希望通 过研究 ,对科学史走进小学课堂摸索出一种结合实际的有效教学模式。


  [


参考文献

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