科学素养 科学本质 科学探究

来源 :江苏教育研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:killme2005
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  研读《义务段化学课程标准(2011版)》(下文简称《修订稿》),较之《义务段化学课程标准(实验稿)》(下文简称《实验稿》),清晰可见本次义务段课程标准的修订取向:一方面充分肯定了十年课改的方向,汲取了十年课改的实践经验和理论研究成果;另一方面实事求是、与时俱进地回应了实践问题。《修订稿》的坚持与变化需要我们加强理论与实践的双向研究,领会修订立意,缩短文本与实践之间的距离,以使文本能尽快落实到教学实践中去。
  一、义务教育化学课程标准的立意解读
  《修订稿》结合十年来课堂教学中存在的主要问题,将《实验稿》中的7条建议整合为4条,突出了重点,增强了建议的针对性。其一,在课程性质的描述上作了修改,着眼整体提高学生科学素养,彰显学科性质,便于教师理解把握。其二,《修订稿》“目标要求”的水平划分、操作性、层次性等问题得到进一步明确,关注到知识的系统性和阶段间衔接,具体界定化学实验技能和实验内容的要求,确定了学生必做的化学实验,重写了“教学情景”素材、增加了11个教学案例;“活动与探究建议”中某些活动任务的设计考虑各地的实验资源,在操作性上得到加强,较好地回应了化学教学实践中的突出问题,提出的实施建议更有针对性。其三,增删了某些知识点,适当调整某些核心知识的学习水平层次等,落实减负精神。
  对于我们一线教学实践工作者而言,推进《修订稿》的实施,需要在关注具体变化内容、强化评价改革的同时,更多地发掘《修订稿》变化内容背后的立意。统观变化,《修订稿》在“立足科学素养、彰显学科性质、突出科学探究”三个方面的立意十分明显。
  二、义务教育化学课程标准的教学期待
  “立足科学素养、彰显学科性质、突出科学探究”这三个方面内涵的理解与把握,需要我们作深入的理论与实践研究,才有望把顶层设计思想转变为实践层面的改进。
  (一)立足科学素养:需要基于课标的教学
  研读《修订稿》,不论是从前言部分的课程性质到课程设计思路的修订,从主体部分的课程目标到课程内容的微调,还是实施建议部分大刀阔斧的重写与不惜笔墨的铺陈,都立足于对科学素养内涵的把握,追求科学素养目标的全面达成。立足科学素养的课堂教学,需要我们一线教师加深对科学素养内涵的理解。在英文中,科学素养(scientific literacy)通常和另一说法“公众理解科学”(public understanding of science)同义。它强调的是一种长期积淀下来的习惯、素养,是一种内在品质,其重点在于对科学的态度,观察和思考问题的科学性以及批判精神,应当是指非专业人员对科学的理解程度,强调方法、观念和态度(Maienschein et al., 1999),而不仅仅指一种短期的实用技能、解决实际问题的具体知识和办法这样的“科学专业素养”。
  《修订稿》强调的是立足科学素养,把它落实到义务段化学教学实践中去,笔者以为应强化以下三个教学观念:一是淡化学科界限,提倡学科内及学科间的综合化。二是增强化学教学与社会的联系,贴近学生的生活实际,即化学课程的生活化,在操作策略上提倡创设丰富多样的基于学科观念的教学情景等。三是加强科学与人文的融合,注重科学的人文化,具体通过改变学生的学习方式,如加强化学史、化学哲学与化学社会学对化学学科教学的指导作用,加强基于化学实验的、有助于理解科学本质的科学探究内容和学习方式。因为,立足科学素养意味着要让学生不仅知道知识的应用,而且了解知识“可能产生的影响”;不仅“知道科学技术在生活、生产中的应用”,还理解科学“在社会发展中的应用”,更加关注科学技术与社会的关系。在能力要求方面,更加强调“科学探究过程的一般方法”,分析“科学探究”的内涵,强调收集、整理、分析和运用信息的能力等。强调开展实验研究,在实验过程中提出发展交流、合作,使学科能力要求进一步具体化和结构化。在情意方面,更加强调质疑与创新、谦虚与合作精神等等。
  以上分析可见,以“立足科学素养”统摄修改内容的《修订稿》的实施,其实是新一轮初中化学课程改革征程的开始,它再一次要求我们在学习研究《修订稿》的同时,一定要推进基于课程标准的初中化学教学实践。要求我们以“用课标教”来取代“用教材教”和“为考而教”的教学习惯,初中化学教学与评价皆要遵从于标准,确保学生提高科学素养,促进在拓展质量内涵基础上的达标,促进学生自由全面发展。与西方国家的具体实践相比,基于标准的评价、问责方面的研究与实践还未全面展开,有待拓展和深化。要使《修订稿》由文本转为教学实践,教师在教学设计中应该始终基于标准,坚持以提高学生的科学素养为主旨设计教学方案,从制订学期总体的教学方案到每一课时的教学设计,教师必须一以贯之地思考如何落实科学素养的目标,特别要注意挖掘化学知识所蕴含的科学方法以及价值观目标要素,在实践中能结合具体的学习内容将三维目标融为一体。
  (二)彰显学科性质:提倡基于观念的教学
  《修订稿》“前言”部分明确提出“义务教育阶段的化学教育,要激发学生学习化学的好奇心,引导学生认识物质世界的变化规律,形成化学的基本观念”;“教材编写建议”部分明确要求“在编选概念原理知识内容时,应重视以化学基本观念为线索,将化学基本观念渗透在教材内容中,通过具体化学知识和概念的学习,促进学生化学学科思想和基本观念的形成”。《修订稿》对学科观念的浓墨渲染,情有可原——一门学科对学生发展的价值,除了学科领域的知识以外,从更深的层次看,确实更应该给予学生认识世界提供独特的视角、思维的方法和特有的逻辑。
  基础教育必须为学生的终身发展打下基础。随着课程改革的不断深入,人们对基础的认识也发生了很大的变化,那种注重学科知识的记忆和积累,认为知识越多越好的传统“双基”观念己不适应学生终身学习的需要。新时代的基础知识,不能再局限于化学学科知识,相比之下,化学基本观念的形成和发展显得尤为重要。宋心琦教授在《对中学化学的主要任务和教材改革的看法》中提出:“学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念,应当是中学化学教学的第一目标。”背诵和记忆某些具体的化学事实知识,当然是有价值的,但是更重要的价值在于他们的化学观念及作为某些观念的载体。[1]初中化学教学应紧密联系生活实际,参考《修订稿》提供的大量丰富的教学情景素材,根据不同的知识内容创设基于学科观念的情景,既能帮助学生有效地理解知识,又能增强学生看待问题的化学意识,由此建构化学观念。   基于基本观念的课程目标更关注化学学科知识类的基本观念、化学学习方法类的基本观念以及化学情意类的基本观念这三类基本观念均衡发展,课程内容要选择最具有基本观念形成价值的内容。根据H. Lynn Erickson教授在其著作中的阐述,“观念为本的教学”设计程序和方法主要有以下几步:(1)在确定课程单元后,审视课程单元内容,识别一个关键性概念或原理或方法等作为基本观念,为思维过程指明方向;(2)把基本观念转化成一些基本理解,这是期望学生在学习中逐渐形成的;(3)把基本理解以“基本问题”的形式表达,以问题驱动教学和学习,促进学生的基本理解;(4)根据基本问题设计教学活动、学习活动和评价活动,从而使学生参与基本问题讨论和过程学习,这些活动和过程应有助于学生达到基本理解,最终完成知识建构,形成基本观念。在整个过程中,教师都要反复思考这样的问题:通过这个课程单元,我最终希望学生知道什么、理解什么和能够做什么?
  教学实践要比课程标准文本的修订复杂百万倍,在彰显学科性质、加强学科观念教学的同时,在教学研究与实践中我们也要作进一步的思考。比如,初中理科各学科性质肯定各不相同,在突出和加强了学科各自性质的同时,又如何确保学科之间的融通化和综合化,如何共同作用于初中学生整体科学素养的提高?笔者以为,各自然学科的教学理论仍必须在科学教育哲学、科学教育社会学和科学教育心理学的共同指导下,起码应当在一个共同认可的科学本质的基础上去理解和把握各学科的性质,并推进各学科观念之间相互关系的研究与实践。
  科学本质究竟是什么?国际理科教育界早已对科学的本质及科学本质的教育进行了讨论,很多人认为,科学的本质是科学史、科学哲学、科学社会学及科学心理学的共同基础。应该由科学本质的构成成分来决定学校理科课程中基本的、中心的内容。下表是包含在八个国际理科教育标准中明确一致的科学本质内容。[2]
  表中内容指出:观察和推论之间存在着区别,从观察到推论的认识过程不是一个连续的认识序列;科学定律和科学理论是科学认识的两种形式,它们各自的产生范式是不同的。科学定律的产生范式是归纳式,科学理论的产生范式是建构式;特别强调:科学认识的结果不是纯粹客观的,以往普遍认为的科学过程方法是按“定义问题”、“收集信息”、“形成假设”、“相关的观察”、“测试假设”、“形成结论”、“报告结果”的程序进行,以及“实验”是获得科学知识的核心途径,“科学模型是对现实的呈现”、“科学和技术是合法的”、“科学是个人的追求”等等都是关于科学的“神话”。其实所谓的这个科学过程方法只是教育对科学过程的猜想,实际上科学结论极大地包含有人的想象性和创造性。并非仔细观察、收集证据就能获得正确的知识。因为在认识的成分中,不完全是客观的,其中含有人的主观性,所以科学认识是相对合理的,不是绝对正确的,有时甚至是错误的,所以科学知识具有暂定性本质。科学新知识的接受也不是直线渐近的。[3]化学作为一门以实验为基础的自然科学,在教学中应当力求祛除这些神话,以使学生领悟现代科学本质。
  (三)突出科学探究:加强基于实验的教学
  科学的历史是人类对生命现象不断探究的、充满错误和艰辛的历程。通过各学科探究活动使学生真正理解了科学的历史,才可增进对科学的理解,科学探究的经历方能内化为学科的科学素养。[4]因此,知识形成过程要突出科学探究,“‘认识什么’和‘怎么认识’,是科学过程的两个方面,忽略了科学的‘过程和方法’,一方面不可能达到对科学本质的认识,另一方面也滤掉了过程和方法对学生发展的教育价值。”知识获得的过程比知识的结果更重要,很多观念正是在获得知识的探究过程中形成的。学生将知识素材结构化为认知结构后,学生在反思和评价己形成的认知结构时,会产生一些基本问题,学生通过解决基本问题,便产生对化学知识乃至化学科学本身的一些基本认识。这是中学化学基本观念的孕育阶段,这些基本认识就是中学化学基本观念的胚胎。[5]
  《修订稿》变化之大首先体现在对必做化学实验的明确规定,更加强调以实验为基础的“科学探究”。研究与实践都让我们有理由相信,标准“规定性”的增加一定能提高《修订稿》对教学实践的影响力。《修订稿》课程性质中,增加了一条:“化学是一门以实验为基础的学科,在教学中创设以实验为主的科学探究活动,有助于激发学生对科学的兴趣,引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识,提高学生的科学探究能力。”“课程内容”部分提出化学实验是进行科学探究的重要方式,学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。同时,《修订稿》调整了“科学探究”的内容要求。增加了一些基础实验内容,强化实验安全和实验中的环境保护意识;从学科性质出发,突出基于实验的科学探究教学。另外,为落实减负精神,对科学探究内容进行了梳理;降低了核心知识对应标准条目的水平要求;修改或删减了“探究与活动建议”,删去了一些操作难度较大的实验,降低了一些实验活动的要求,以保证所有地区都能正常开出;也只有减少知识内容、降低知识要求,才可能解决教学实践中课时紧张的问题,使化学教学能够更加重视实验、重视基于实验的科学探究。
  确实,《实验稿》实施十年,中学化学教学最为突出的问题之一就是轻视了实验,教学中变做实验为讲实验或观看实验录像的现象比比皆是,学生的基本实验技能较之大纲时代不升反降。因此,《修订稿》特别强调实验教学。化学实验作为科学探究的重要形式,必须受到高度重视。要精心设计和实施基于实验的科学探究活动,教师必须认识到化学实验是进行科学探究的重要内容和方式,充分发挥以实验为主的科学探究活动的教学价值。化学实验集中体现科学精神和态度,具有非常丰富的教育价值和内容。在实验教学中,从实验目的、实验内容、实验步骤、实验现象的观察和分析、实验结果的解释,到实验结论的得出和评价,都可以使学生得到科学精神的陶冶,同时,在实验过程中培养了科学的态度,加深了对科学本身的理解。只有将科学精神和科学态度的培养落实到每节实验课,通过教师的率先垂范、严格要求,通过学生注意、领悟、模仿和体会,点点滴滴、潜移默化,才能形成他们受益终身的科学精神、科学态度和科学的行为习惯。化学教学,只有重视以实验为基础的探究教学,才可能培养学生观察、测定数据、分类、交流、推论、预测、分析和解释数据、控制变量和条件、操作性定义、建立假说和模型、实验方案设计、仪器和药品的选择、实验步骤的优化、实验证据的获得、误差分析等多方面科学探究过程技能。以实验为基础的科学探究既是真实的科学研究方式,也是提高学生科学专业素养的必要过程。   三、对初中化学教师的两点建议
  (一)加强学习消化
  课标的学习,为老师们更新观念、全面提升教学水准提供了契机,也为继续推进课改提供了动力。新课标篇幅不长,涉及面宽,凡课程性质、理念、总目标与学段目标、教学内容、方法、评价、考试、教材编写等等,都说到了,但多是一些很精练的原则性的表述,需要认真学习、体会和探讨。最好能结合自己的教学实践,对照课标的要求,看哪些符合标准,哪些还有差距,或者哪些一时很难做到,有没有办法逐步达到要求。课标学习不能只注重教学技巧、模式的模仿,应侧重在教学理念、目标上的思考、对照与研究,发掘变化背后的立意,研究如何落实于教学实践。即学习不能只关注显性的变化内容,更不能将学习的重点仅仅放在知识点的增删上,要把课标作为完整的文件来学,领会其修订精神和隐性追求。
  (二)扩大交流研讨
  《修订搞》是基于对10年改革存在问题反思的精致化研究成果,对改革中一些模糊的概念、模糊的提法、模糊的政策与措施作出了进一步明确规范。学习《修订稿》的过程,也是教师们对改革的目标重新进行再认识的过程。从课程标准制定者到走上讲台的化学教师,投入到化学课程改革的各级相关人员都有自己的独特认识、经验和体会,都有自己想要表达的思想和感悟,都有自己的一份收获,都有自己对化学科学的理解、对教育的感悟、对化学教育规律的信仰和坚持。这一切同时也决定着本次修订变化的内容和立意会受到教师原有知识、信仰、态度、抱负、职业理性和价值观的挑战,需要通过研讨和对话来逐步消解;教育变革的观念从理论形态到制度形态的转变,再从制度形态到社会心理心态的转变,需要在不断的研讨、实践、再研讨、再实践中逐步完成,必须凝结、沉淀在化学课堂中,才能真正得到落实;教育和课程的意义不仅固化在课程文本中,更体现在课堂教学中,而教学实践的复杂性决定了必须要扩大交流和研讨,以取长补短;教育系统的复杂性决定了参与基础教育化学课程改革的各方人员,有自身的优势也有自身的局限,需要通过交流和研讨来逐步克服。
  参考文献:
  [1]杜明成.关于中学化学基本观念的初步研究[D].山东师范大学,2006.
  [2]W. F. McComas. The Role And Character of The Nature of Science in Science Education[A]. The Nature of Science in Science Education, Rationales and Strategies[C]. Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1998. 6—7.
  [3]W. F. McComas (ed.). The Principal Elements of The Nature of Science: Dispelling The Myths[A]. The Nature of Science in Science Eduation, Rationales and Strategies[C]. Netherlands: Kluwer Academic Publishers , 1998. 53—70.
  [4]F. Abd—EL—Khalick.and N. G. Lederman, Improving Science Teachers’ Conceptions of the Nature of Science: A Critical Review of the Literature[J]. International Journal of Science Education, 2000. 22(7). 665—701.
  [5]倪娟.理科课程标准之适切性[M].南京:南京师范大学出版社,2010.3.
  (倪娟,江苏省教育科学研究院,博士,研究员,210013)
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