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1 引言
把科学素养作为科学教育的目标是20世纪80年代以来世界各国科学教育改革的一个基本方向。在我国新一轮的基础教育课程改革中,也把科学素养作为科学教育目标纳入理科各科的课程标准中。2003年教育部颁布的《普通高中物理课程标准(实验稿)》明确指出:“高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程,与九年义务教育物理或科学课程相衔接,旨在进一步提高学生的科学素养。”可是,该课程标准中对科学素养的理解不够全面。国外对科学素养的研究都一致认为,科学的本质是科学素养的一个重要内容。在欧美多个国家的课程文件中,都对科学的本质作了明确的阐述。遗憾的是,在我国的《高中物理课程标准》中并没有提及科学本质的内容,更没有明确将理解科学本质作为课程目标的内容,势必将影响最终教育目标的实现。立足于当代科学本质观的基础,笔者尝试着对《高中物理课程标准》中的课程目标进行反思与探讨。
2 对科学本质教育目标的忽视
在《高中物理课程标准》中的第一部分前言对课程性质表述的最后一点是“为学生的终身发展,形成科学世界观和科学价值观打下基础。”可见,高中物理教育的目标之一是培养学生正确的科学观,即要让学生正确而全面地理解科学的本质。可是,在《课程标准》中紧接着的第二部分课程目标中,无论是总目标还是具体目标,都没有将科学本质教育明确列入其中。科学本质教育不应该是一个隐性的目标,应该作显性的说明。比如,目前强调科学探究,而科学探究的本质包括许多方面,如科学探究的七要素之间的关系,猜想与假设的区别,假设需要多少实证才能证明,假设与理论的关系,什么是科学的解释,什么是受控实验,评估对探究的意义等等。如不作明确的说明,很多物理教育工作者对此存在着个人不同的理解,无形中将影响学生的科学观,很容易令最终的教学结果与已定的教育目标之间产生巨大的偏差。又如,在情感、态度与价值观的课程具体目标中强调“具有判断大众传媒有关信息是否科学的意识”,那就是要对“科学是什么”、“科学不是什么”、“科学能做什么”,“科学不能做什么”等问题进行回答。然而,如果学生对科学的本质没有一个清晰的认识,那么他们如何区分科学与伪科学?这一课程目标又如何实现呢?因此,为了让学生全面理解科学的结构与功能、科学的过程性、科学的历史性、科学的社会性,在课程目标中增加科学本质的内容是很有必要的。
3 对科学本质的理解存在偏差
《高中物理课程标准》的课程目标中虽未对科学本质的内容有明确的表述,但其中有部分表述涉及到科学本质的内容。可是,这些表述在部分程度上对科学本质的理解存在着偏差。
对科学探究,课程总目标中有如下表述:“学习科学探究方法,发展自主学习能力,养成良好的思维习惯,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。”其中隐含的意思为探究是一种科学研究的方法,是一种可以学习和掌握的方法。然而,无论在那个学科中都不存在着科学探究的方法。科学家们在作科学研究中,对如何确立研究对象,如何开展研究,重视文献资料还是实验发现,采用什么实验方法,如何应用基本理论,对结果如何进行科学解释等等是没有一个固定的模式的。离开了具体的科学研究,科学探究就难以表述。没有固定的、简单的、放之四海皆准的科学探究方法,更谈不上学习和运用科学探究方法。科学探究只是一种过程。尽管不同的科学家研究问题的方式、途径和手段不同,但一般都经历了这样一个过程:形成问题,建立假设,制定研究方案,检验假设,作结论,这个过程才称之为科学探究。注重让学生经历科学探究这个过程,目的是为了让学生在其中体会和理解科学探究强调的是逻辑、想象以及以证据为基础的思维来形成并修正科学解释、识别和分析各种模型、交流并捍卫自己得出的科学结论,即从科学认识论的角度让学生理解科学和科学探究的本质。
另外,对于科学与社会的关系,课程总目标中表述如下:“了解科学与技术、经济和社会的互动作用,认识人与自然、社会的关系,有可持续发展意识和全球观念。”总目标强调的是科学与社会的“互动”作用。遗憾的是,在具体目标中则将此解释为“了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献,……”。从互动理解变成了仅认识科学对社会单方面的作用。由此导致了在第三部分内容标准中,凡是提到科学、技术与社会的关系,都是这样的表述:“认识(或了解或说明)……(理论和技术)对生活、社会发展所起的作用”,“认识(或了解或说明)……(理论和技术)对生活、社会产生的正面和负面影响”等等,完全忽略了社会对科学的影响。科学与社会有关千丝万缕的关系,尤其在当今世界中,科学的社会性表现得更加突出。社会制度、政治因素、经济利益、科学伦理道德等,对科学的影响是难以忽视的。科学作为一项事业,有其社会属性。只让学生体会和理解科学对社会的影响,是对科学社会性的片面理解,不利于学生形成正确而全面的科学观。
4 对课程目标实施的影响
4.1 对教材编写的影响
由于《高中物理课程标准》在课程目标中没有明确提出科学本质的教育目标,更没有对科学本质的内容加以显性说明,所以,其隐含的认识和模糊的表述,将影响教材的编写。
首先,可能令教材中的语言文字透露出:科学知识完全是由观察决定的,科学知识是一套客观的陈述,科学知识是真理;科学家在对世界的观察和描述中努力排除人的主观因素;科学家严格按照科学的方法进行科学探究,通过科学探究得到的知识是由事物本身而不是由科学家做出的选择决定的;认为科学定律和科学理论都是对于客观自然复制性的发现等等。无论是科学世界观、科学探究还是科学事业方面,都缺乏对当代科学本质的理解。
其次,影响主题内容和认识过程、方式的设计。如果编写人员将知识是什么、知识有什么用摆在首位,对其形成方式、合理性等等不够重视,那么就会令学生认为这些科学理论是绝对真理、永恒不变的,从而使学生形成错误的科学世界观。如果认识过程、方式的设计对观察和推论、定律和理论等科学基本概念不加以区分,就容易让学生形成“知道的就是看见的”、“看见的就是知道的”,“科学认识是对自然世界的真实的反映”等认识。同时,对学生正确理解科学探究的意义、科学理论的形成方式等也会产生障碍。
4.2 对教师具体教学的影响
课程标准影响教材的编写,而课程标准加上教材则将影响教师最终的教学实施,最终影响高中物理教育目标的实现。
首先,影响教师的教学设计。教师的教学设计很多时候是基于教师对课程标准和教材的理解,实际上就是教师对科学本质的认识。教师对科学本质的认识往往决定了教师带进课堂的知识,尤其是如何带进。通过课程标准可以在某种程度上统一教师对科学本质的理解。但是,目前的课程标准却忽视了这一点。高中物理课堂中提倡科学探究的教学方式,我们常看到当前探究式的课堂教学设计,往往流于形式化、程序化、浅层化,隐藏其中更深层次的问题是教师对科学的本质,科学探究的本质和意义并没有完全理解。国外有研究者认为,学生之所以具有不充分的、错误的科学观,是因为教师没有设计出用来传达准确的科学观的教学过程和教学方法。
其次,影响教师的教学语言的使用。目前教育改革,提倡科学探究的教学方式,提倡教师在课堂上使用“观察”、“推论”、“猜想”、“假设”、“可能是”、“支持”、“提出”等语言。但是,课程标准中对科学本质的教育目标没有予以明确地说明,那么教师对这些用词也不加重视和区分。孰不知,教师运用的教学语言所内隐的信息对学生对科学本质的理解影响甚大。如果教师运用的教学
语言不太规范,学生就会倾向于认为科学知识是真实的、实在的、独立于个体经验而存在的。教师的教学语言常常是比教材的语言文字对学生还具有更大的影响力。例如,教师在讨论原子的结构时,没有强调它是一个模型,学生就会倾向于认为原子是同桌椅一样普通的实体存在,从而导致科学概念在学生的观念中被赋予了普通物体的实体地位。更有甚者,如果某些教师本身对这些诸如“观察”、“推论”等科学名词的内涵和区别不清楚,不理解什么时候可以说“支持”,什么情况下可以说“成立”。在物理课堂的实际教学中,教师就很有可能对这些话语不加区分的使用。比如,在实验教学中教师常用“我们知道什么?”试图用“知道”涵盖“观察”和“推论”,模糊这两者的区别和联系。这就会导致学生对于实验的不理解,让学生认为科学知识就是事实本身。要知道严格规范的科学表述才是学生形成正确科学观的必要条件。
5 小结
综上所述,科学本质的教育应该成为我国物理课程标准的核心内容。舍此,将会对我国的物理教育产生消极影响。而我国目前的《高中物理课程标准》对此并没有做出明确地阐述,我们建议在《高中物理课程标准》的课程总目标中,将让学生理解科学的本质作为目标之一,明确列入其中。此外,在课程具体目标部分增加科学本质的内涵,从科学世界观、科学探究、科学事业三个方面对当代科学本质观加以显性说明。从而,在课程标准中的实施建议部分,从教学、评价、教科书、课程资源的利用与开发等各方面相应地增加科学本质教育的相关建议,以促使课程总目标的实现。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社.2003.4
[2]AAS.Science for all Americans: A Project 2061 Report on Goals in Science[M]. New York: Oxfoed University Press.1990
[3]魏冰.科学素养教育的理念与实践[M].广州:广东教育出版社.2006.2
[4](德)汉斯·波塞尔著.李文潮译.科学:科学是什么[M].上海:上海三联书店.2002.5
[5]殷正坤,邱仁宗.科学哲学引论[M].武汉:华中理工大学出版社.1996.3
[6]袁维新.科学的本质与科学本质教育[J].课程·教材·教法.2004年第7期.第68~73页
[7]刘克文.试论科学的本质及其在科学教育中的价值[J].教育科学.2003年4月.第18~20页
[8]梁永平.对我国《科学课程标准》中科学本质教育目标的反思与建议[J].教育理论与实践.2006年第6卷.第31~33页
[9]梁永平.理科教师的科学本质观对科学教育的影响[J].山西师大学报(社会科学版).2006年1月.第33卷第1期.第31~33页
[10]P.A.Rubba and W.L.Harkness. Examination of Preservice and In-Service Secondary Science Teachers’ Beliefs about Science-Technology-Society Interaction.[J]. Science Education.1993.7
[11]James T.Robinson.Science Teaching and the Nature of Science[J]. Science
把科学素养作为科学教育的目标是20世纪80年代以来世界各国科学教育改革的一个基本方向。在我国新一轮的基础教育课程改革中,也把科学素养作为科学教育目标纳入理科各科的课程标准中。2003年教育部颁布的《普通高中物理课程标准(实验稿)》明确指出:“高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程,与九年义务教育物理或科学课程相衔接,旨在进一步提高学生的科学素养。”可是,该课程标准中对科学素养的理解不够全面。国外对科学素养的研究都一致认为,科学的本质是科学素养的一个重要内容。在欧美多个国家的课程文件中,都对科学的本质作了明确的阐述。遗憾的是,在我国的《高中物理课程标准》中并没有提及科学本质的内容,更没有明确将理解科学本质作为课程目标的内容,势必将影响最终教育目标的实现。立足于当代科学本质观的基础,笔者尝试着对《高中物理课程标准》中的课程目标进行反思与探讨。
2 对科学本质教育目标的忽视
在《高中物理课程标准》中的第一部分前言对课程性质表述的最后一点是“为学生的终身发展,形成科学世界观和科学价值观打下基础。”可见,高中物理教育的目标之一是培养学生正确的科学观,即要让学生正确而全面地理解科学的本质。可是,在《课程标准》中紧接着的第二部分课程目标中,无论是总目标还是具体目标,都没有将科学本质教育明确列入其中。科学本质教育不应该是一个隐性的目标,应该作显性的说明。比如,目前强调科学探究,而科学探究的本质包括许多方面,如科学探究的七要素之间的关系,猜想与假设的区别,假设需要多少实证才能证明,假设与理论的关系,什么是科学的解释,什么是受控实验,评估对探究的意义等等。如不作明确的说明,很多物理教育工作者对此存在着个人不同的理解,无形中将影响学生的科学观,很容易令最终的教学结果与已定的教育目标之间产生巨大的偏差。又如,在情感、态度与价值观的课程具体目标中强调“具有判断大众传媒有关信息是否科学的意识”,那就是要对“科学是什么”、“科学不是什么”、“科学能做什么”,“科学不能做什么”等问题进行回答。然而,如果学生对科学的本质没有一个清晰的认识,那么他们如何区分科学与伪科学?这一课程目标又如何实现呢?因此,为了让学生全面理解科学的结构与功能、科学的过程性、科学的历史性、科学的社会性,在课程目标中增加科学本质的内容是很有必要的。
3 对科学本质的理解存在偏差
《高中物理课程标准》的课程目标中虽未对科学本质的内容有明确的表述,但其中有部分表述涉及到科学本质的内容。可是,这些表述在部分程度上对科学本质的理解存在着偏差。
对科学探究,课程总目标中有如下表述:“学习科学探究方法,发展自主学习能力,养成良好的思维习惯,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。”其中隐含的意思为探究是一种科学研究的方法,是一种可以学习和掌握的方法。然而,无论在那个学科中都不存在着科学探究的方法。科学家们在作科学研究中,对如何确立研究对象,如何开展研究,重视文献资料还是实验发现,采用什么实验方法,如何应用基本理论,对结果如何进行科学解释等等是没有一个固定的模式的。离开了具体的科学研究,科学探究就难以表述。没有固定的、简单的、放之四海皆准的科学探究方法,更谈不上学习和运用科学探究方法。科学探究只是一种过程。尽管不同的科学家研究问题的方式、途径和手段不同,但一般都经历了这样一个过程:形成问题,建立假设,制定研究方案,检验假设,作结论,这个过程才称之为科学探究。注重让学生经历科学探究这个过程,目的是为了让学生在其中体会和理解科学探究强调的是逻辑、想象以及以证据为基础的思维来形成并修正科学解释、识别和分析各种模型、交流并捍卫自己得出的科学结论,即从科学认识论的角度让学生理解科学和科学探究的本质。
另外,对于科学与社会的关系,课程总目标中表述如下:“了解科学与技术、经济和社会的互动作用,认识人与自然、社会的关系,有可持续发展意识和全球观念。”总目标强调的是科学与社会的“互动”作用。遗憾的是,在具体目标中则将此解释为“了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献,……”。从互动理解变成了仅认识科学对社会单方面的作用。由此导致了在第三部分内容标准中,凡是提到科学、技术与社会的关系,都是这样的表述:“认识(或了解或说明)……(理论和技术)对生活、社会发展所起的作用”,“认识(或了解或说明)……(理论和技术)对生活、社会产生的正面和负面影响”等等,完全忽略了社会对科学的影响。科学与社会有关千丝万缕的关系,尤其在当今世界中,科学的社会性表现得更加突出。社会制度、政治因素、经济利益、科学伦理道德等,对科学的影响是难以忽视的。科学作为一项事业,有其社会属性。只让学生体会和理解科学对社会的影响,是对科学社会性的片面理解,不利于学生形成正确而全面的科学观。
4 对课程目标实施的影响
4.1 对教材编写的影响
由于《高中物理课程标准》在课程目标中没有明确提出科学本质的教育目标,更没有对科学本质的内容加以显性说明,所以,其隐含的认识和模糊的表述,将影响教材的编写。
首先,可能令教材中的语言文字透露出:科学知识完全是由观察决定的,科学知识是一套客观的陈述,科学知识是真理;科学家在对世界的观察和描述中努力排除人的主观因素;科学家严格按照科学的方法进行科学探究,通过科学探究得到的知识是由事物本身而不是由科学家做出的选择决定的;认为科学定律和科学理论都是对于客观自然复制性的发现等等。无论是科学世界观、科学探究还是科学事业方面,都缺乏对当代科学本质的理解。
其次,影响主题内容和认识过程、方式的设计。如果编写人员将知识是什么、知识有什么用摆在首位,对其形成方式、合理性等等不够重视,那么就会令学生认为这些科学理论是绝对真理、永恒不变的,从而使学生形成错误的科学世界观。如果认识过程、方式的设计对观察和推论、定律和理论等科学基本概念不加以区分,就容易让学生形成“知道的就是看见的”、“看见的就是知道的”,“科学认识是对自然世界的真实的反映”等认识。同时,对学生正确理解科学探究的意义、科学理论的形成方式等也会产生障碍。
4.2 对教师具体教学的影响
课程标准影响教材的编写,而课程标准加上教材则将影响教师最终的教学实施,最终影响高中物理教育目标的实现。
首先,影响教师的教学设计。教师的教学设计很多时候是基于教师对课程标准和教材的理解,实际上就是教师对科学本质的认识。教师对科学本质的认识往往决定了教师带进课堂的知识,尤其是如何带进。通过课程标准可以在某种程度上统一教师对科学本质的理解。但是,目前的课程标准却忽视了这一点。高中物理课堂中提倡科学探究的教学方式,我们常看到当前探究式的课堂教学设计,往往流于形式化、程序化、浅层化,隐藏其中更深层次的问题是教师对科学的本质,科学探究的本质和意义并没有完全理解。国外有研究者认为,学生之所以具有不充分的、错误的科学观,是因为教师没有设计出用来传达准确的科学观的教学过程和教学方法。
其次,影响教师的教学语言的使用。目前教育改革,提倡科学探究的教学方式,提倡教师在课堂上使用“观察”、“推论”、“猜想”、“假设”、“可能是”、“支持”、“提出”等语言。但是,课程标准中对科学本质的教育目标没有予以明确地说明,那么教师对这些用词也不加重视和区分。孰不知,教师运用的教学语言所内隐的信息对学生对科学本质的理解影响甚大。如果教师运用的教学
语言不太规范,学生就会倾向于认为科学知识是真实的、实在的、独立于个体经验而存在的。教师的教学语言常常是比教材的语言文字对学生还具有更大的影响力。例如,教师在讨论原子的结构时,没有强调它是一个模型,学生就会倾向于认为原子是同桌椅一样普通的实体存在,从而导致科学概念在学生的观念中被赋予了普通物体的实体地位。更有甚者,如果某些教师本身对这些诸如“观察”、“推论”等科学名词的内涵和区别不清楚,不理解什么时候可以说“支持”,什么情况下可以说“成立”。在物理课堂的实际教学中,教师就很有可能对这些话语不加区分的使用。比如,在实验教学中教师常用“我们知道什么?”试图用“知道”涵盖“观察”和“推论”,模糊这两者的区别和联系。这就会导致学生对于实验的不理解,让学生认为科学知识就是事实本身。要知道严格规范的科学表述才是学生形成正确科学观的必要条件。
5 小结
综上所述,科学本质的教育应该成为我国物理课程标准的核心内容。舍此,将会对我国的物理教育产生消极影响。而我国目前的《高中物理课程标准》对此并没有做出明确地阐述,我们建议在《高中物理课程标准》的课程总目标中,将让学生理解科学的本质作为目标之一,明确列入其中。此外,在课程具体目标部分增加科学本质的内涵,从科学世界观、科学探究、科学事业三个方面对当代科学本质观加以显性说明。从而,在课程标准中的实施建议部分,从教学、评价、教科书、课程资源的利用与开发等各方面相应地增加科学本质教育的相关建议,以促使课程总目标的实现。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社.2003.4
[2]AAS.Science for all Americans: A Project 2061 Report on Goals in Science[M]. New York: Oxfoed University Press.1990
[3]魏冰.科学素养教育的理念与实践[M].广州:广东教育出版社.2006.2
[4](德)汉斯·波塞尔著.李文潮译.科学:科学是什么[M].上海:上海三联书店.2002.5
[5]殷正坤,邱仁宗.科学哲学引论[M].武汉:华中理工大学出版社.1996.3
[6]袁维新.科学的本质与科学本质教育[J].课程·教材·教法.2004年第7期.第68~73页
[7]刘克文.试论科学的本质及其在科学教育中的价值[J].教育科学.2003年4月.第18~20页
[8]梁永平.对我国《科学课程标准》中科学本质教育目标的反思与建议[J].教育理论与实践.2006年第6卷.第31~33页
[9]梁永平.理科教师的科学本质观对科学教育的影响[J].山西师大学报(社会科学版).2006年1月.第33卷第1期.第31~33页
[10]P.A.Rubba and W.L.Harkness. Examination of Preservice and In-Service Secondary Science Teachers’ Beliefs about Science-Technology-Society Interaction.[J]. Science Education.1993.7
[11]James T.Robinson.Science Teaching and the Nature of Science[J]. Science