張俊
自1996年美國國家研究理事會(huì)(National Research Council,簡(jiǎn)稱NRC)頒布第一部科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)至今的十多年以來,科學(xué)教育研究一直是美國基礎(chǔ)教育研究的熱點(diǎn)。正所謂:“鶴鳴于九皋,聲聞?dòng)谝??!泵绹看晤C布關(guān)于科學(xué)教育的文件或者推行科學(xué)教育的改革,都會(huì)波及歐亞各國,并引起連鎖反應(yīng)。1996年,美國第一次頒布《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》,就確立了探究在世界科學(xué)教育中的核心地位,歐亞各國在本國《標(biāo)準(zhǔn)》修訂中也紛紛植入了這一理念。我國在2001年頒布的第一份《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(3-6年級(jí))》中,也明確地提出將科學(xué)探究作為科學(xué)教育核心的理念。美國推行的“做中學(xué)”科學(xué)教育理念及模式在法國、日本、新加坡、新西蘭以及我國臺(tái)灣地區(qū)得到了廣泛推廣。2011年7月,美國頒布了《K-12年級(jí)科學(xué)教育的框架:實(shí)踐、交叉概念和核心概念》(簡(jiǎn)稱《框架》),再一次引起了世界范圍內(nèi)的科學(xué)教育變革,我國在2011年頒布的《3-6歲兒童學(xué)習(xí)與發(fā)展指南》也是以該文件作為參考的,提出了在幼兒科學(xué)教育領(lǐng)域里應(yīng)該知道什么、做什么的問題。2013年春,美國又頒布了《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》(NGSS)。這個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)是在什么背景下出臺(tái)的?它和17年前的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)有什么不同?它對(duì)我們今后的科學(xué)教育又有什么樣的指引意義呢?
一、對(duì)美國《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的解讀
1.美國《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》出臺(tái)的背景。
背景一:科技迅猛發(fā)展促使人們考慮如何使科學(xué)教育的內(nèi)容能夠緊跟科技發(fā)展的步伐。
當(dāng)今世界,科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn),新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn),并對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著越來越重要的作用??茖W(xué)技術(shù)促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展,為人類在更大范圍、更深層次上認(rèn)識(shí)并合理利用自然提供了可能,同時(shí)推動(dòng)了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和繁榮,促進(jìn)了人們的生產(chǎn)方式、生活方式和思維方式的變革??茖W(xué)技術(shù)的快速發(fā)展在推動(dòng)人類社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展、生活方式轉(zhuǎn)變和思維方式變革的同時(shí),對(duì)每一位公民的科學(xué)素養(yǎng)提出了新的要求。
背景二:近年來的科學(xué)研究取得了重大的進(jìn)展。
科學(xué)學(xué)習(xí)研究領(lǐng)域有大量的研究文獻(xiàn)向人們揭示兒童是如何學(xué)習(xí)的,如美國2007年出版的一份研究報(bào)告中就提到:“兒童進(jìn)入學(xué)校的時(shí)候已經(jīng)有了對(duì)自然世界的認(rèn)識(shí),也就是說兒童不是一張白紙,等待教師去教他;我們對(duì)于兒童學(xué)習(xí)的年齡特點(diǎn)也有了新的認(rèn)識(shí),兒童早期的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)不僅會(huì)改變他的認(rèn)識(shí)、行為,甚至?xí)淖兯拇竽X結(jié)構(gòu)……”
2.美國《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的內(nèi)容。
基于以上背景,美國一批專家共同研制了《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》(NGSS)。在目前公布的NGSS的內(nèi)容中,強(qiáng)調(diào)了科學(xué)教育中的3個(gè)維度,即實(shí)踐(practices)、跨領(lǐng)域概念(crosscutting concepts)和學(xué)科核心概念(disciplinary core ideas,即內(nèi)容)。
(1)實(shí)踐
實(shí)踐描述了科學(xué)家在研究和建構(gòu)有關(guān)自然世界的模型及理論時(shí)的行為,以及工程師們?cè)谑褂迷O(shè)計(jì)搭建模型和系統(tǒng)時(shí)一系列關(guān)鍵的工程實(shí)踐。NRC在《框架》和《標(biāo)準(zhǔn)》中使用“實(shí)踐”代替“技能”,以強(qiáng)調(diào)參與科學(xué)研究不僅需要技能,而且需要有針對(duì)性的知識(shí)。使用“實(shí)踐”能更好地解釋和拓展“探究”在科學(xué)上的意義。
實(shí)踐更加拓展了工程領(lǐng)域中的科學(xué)教育,盡管工程設(shè)計(jì)很類似于科學(xué)探究,但兩者仍然存在較大的區(qū)別。例如:科學(xué)探究涉及的是通過研究可以回答的具體問題,而工程設(shè)計(jì)包含的是可以通過設(shè)計(jì)來解決的問題。在NGSS中強(qiáng)調(diào)工程方面的內(nèi)容將幫助學(xué)生了解在日常生活中科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)方面的聯(lián)系。
(2)跨領(lǐng)域概念
跨領(lǐng)域概念在所有科學(xué)領(lǐng)域中均可運(yùn)用。其本身就表明和體現(xiàn)了在不同科學(xué)領(lǐng)域中統(tǒng)一的思維方式?!犊蚣堋分袕?qiáng)調(diào)在科學(xué)教育中需要明晰這些概念,是因?yàn)樗鼈兡軒椭鷮W(xué)生將不同科學(xué)領(lǐng)域中相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)組織成連貫的、條理清晰的基于科學(xué)的對(duì)客觀世界的認(rèn)知。
(3)學(xué)科核心概念(學(xué)習(xí)內(nèi)容)
學(xué)科的核心概念具有聚焦K-12年級(jí)在科學(xué)方面最重要的課程、教學(xué)和評(píng)測(cè)內(nèi)容的功能。至少具有以下條件中的2條,最好是都滿足的概念可被認(rèn)為是核心概念。
能跨越多門學(xué)科或工程領(lǐng)域的具有明顯重要性的概念,或是一個(gè)具體學(xué)科知識(shí)組織中的關(guān)鍵概念。
能提供對(duì)于理解和研究更復(fù)雜概念和解決問題的關(guān)鍵工具。
能與學(xué)生的興趣和生活經(jīng)驗(yàn)相關(guān),或能連接需要科學(xué)和技術(shù)知識(shí)的社會(huì)或個(gè)人問題。
通過增加深度和復(fù)雜性,能在持續(xù)的多個(gè)年級(jí)中教和學(xué)。
學(xué)科概念涉及4個(gè)領(lǐng)域:物質(zhì)科學(xué),生命科學(xué),地球與空間科學(xué),工程、技術(shù)和科學(xué)運(yùn)用。
以上三個(gè)維度就像一根繩索中纏結(jié)在一起的三股,應(yīng)將其看作是一個(gè)有機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)。實(shí)踐是建構(gòu)和使用核心概念的過程,可以幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)對(duì)自然和現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)識(shí),三者之間呈現(xiàn)出相輔相成的關(guān)系。
當(dāng)我們看到這個(gè)文件的時(shí)候感覺很難同化它所給出的三個(gè)維度,這三個(gè)維度分別是:學(xué)科內(nèi)容、橫向概念和交叉概念或是跨學(xué)科的概念、科學(xué)與工程實(shí)踐。這三個(gè)維度和過去相比有一些什么樣的變化?我想其實(shí)這三個(gè)維度中每一個(gè)維度都有一個(gè)變化。
第一個(gè)維度是關(guān)于學(xué)科內(nèi)容的,最大的變化就是強(qiáng)調(diào)精選核心概念。在《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中根據(jù)生命科學(xué)、物理科學(xué)、地球與空間科學(xué)、工程與技術(shù)這4個(gè)領(lǐng)域列出了13個(gè)大概念。有些教師看了這些核心概念感覺難,就認(rèn)為學(xué)生也不能理解,其實(shí)每個(gè)概念在幼兒園和小學(xué)階段只是一個(gè)開端,最重要的是相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的獲得。
第二個(gè)變化是在第二個(gè)維度中,這也是近10年來非常強(qiáng)調(diào)的跨學(xué)科概念。我們?cè)诮踢@些學(xué)科概念的同時(shí),也要考慮怎樣滲透一些橫向的跨學(xué)科概念,而這些概念實(shí)際上給學(xué)生的是一種看待周圍世界的方式,而不是一個(gè)具體的知識(shí)。
第三個(gè)變化是強(qiáng)調(diào)科學(xué)與工程實(shí)踐,這是一個(gè)非常大的變化,同時(shí)也是一個(gè)比較容易引起困惑的變化。在這個(gè)領(lǐng)域中過去我們講的是科學(xué)探究技能,而在新的標(biāo)準(zhǔn)中提到的是科學(xué)與工程實(shí)踐。用實(shí)踐這個(gè)詞取代了探究,但不等于否認(rèn)了探究。因?yàn)閷?shí)踐應(yīng)該是以探究為基礎(chǔ),但更強(qiáng)調(diào)用它所得到的概念去解釋現(xiàn)象、解決問題。
二、《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)我國的啟示
前面是我對(duì)美國《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》三個(gè)維度的介紹和解讀,實(shí)際上每一個(gè)維度都蘊(yùn)含著和過去標(biāo)準(zhǔn)不一樣的地方。下面我想還是立足于我國科學(xué)教育的實(shí)踐,去反思我們科學(xué)教育是不是也應(yīng)該做出一些改變。本文重點(diǎn)討論學(xué)生要學(xué)什么和教師應(yīng)該怎么樣教。
首先,我想談的是學(xué)習(xí)內(nèi)容。
從剛才介紹的《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》來看,我想它對(duì)我們最大的沖擊就是學(xué)生究竟要學(xué)多少科學(xué)知識(shí)。我們要去反思究竟哪些知識(shí)對(duì)學(xué)生來說是必要的。大概念是一個(gè)科學(xué)領(lǐng)域中的核心思想,是人們認(rèn)識(shí)世界、改造世界的核心思想和觀念。它是領(lǐng)域內(nèi)每個(gè)事實(shí)、知識(shí)、主題的高度概括,而不是具體的知識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)核心概念是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,它不是簡(jiǎn)單地把核心概念講解告知,而是應(yīng)在教學(xué)活動(dòng)每一個(gè)環(huán)節(jié)上都進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計(jì),并能巧妙的滲入學(xué)生心中。在實(shí)踐當(dāng)中有一些做法我是不太贊同的,如總想找一些標(biāo)新立異的課題,為什么我們不去深入地探討如何教好大的科學(xué)概念,而非要找一些標(biāo)新立異的東西?
根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn),凡是一些稀奇古怪的課題,多多少少都不太合適。選擇內(nèi)容有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),第一是從學(xué)科的標(biāo)準(zhǔn)來說,第二是從生活的標(biāo)準(zhǔn)來說。如果不符合這兩條標(biāo)準(zhǔn),我覺得這個(gè)內(nèi)容就要再深思一下。我想問大家的一個(gè)問題是難道我們真的是為了讓學(xué)生知道這些東西才把它作為教育的內(nèi)容嗎?不是!而是這些東西背后所蘊(yùn)含的學(xué)科的核心概念,或者我們所講的大概念。比如說認(rèn)識(shí)常見的動(dòng)植物,你不要問我要認(rèn)識(shí)哪些,這對(duì)學(xué)生來說不重要,他身邊的動(dòng)植物都可以去認(rèn)識(shí)。如果他家里養(yǎng)了貓,他就可以去觀察貓,教室里的種植角種了蘿卜,他就可以去觀察蘿卜。
其次,來談一下教學(xué)方法。
在課堂實(shí)踐中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)這樣的情況,教師只給學(xué)生材料,讓他去探索,至于學(xué)生的探究是解決問題還是在瞎玩、瘋玩,教師也不管??赡芙處煂?duì)于探究的理解有一個(gè)誤區(qū),以為動(dòng)手了就是探究了,其實(shí)不是,探究的本質(zhì)是動(dòng)腦,是解決問題。且絕不是僅僅通過學(xué)生動(dòng)手做的經(jīng)驗(yàn)就可以獲得這個(gè)答案的,一定是需要語言的互動(dòng)介入??茖W(xué)探究是科學(xué)家探索和了解自然、獲得科學(xué)知識(shí)的主要方法。以證據(jù)為基礎(chǔ),運(yùn)用各種信息分析和邏輯推理得出結(jié)論,公開研究結(jié)果,接受質(zhì)疑,不斷更新和深入,是科學(xué)探究的主要特點(diǎn)。
小學(xué)科學(xué)學(xué)習(xí)的方式是多種多樣的,探究式學(xué)習(xí)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式之一。探究式學(xué)習(xí)是指在教師的指導(dǎo)、組織和支持下,讓學(xué)生主動(dòng)參與、動(dòng)手動(dòng)腦、積極體驗(yàn),經(jīng)歷科學(xué)探究的過程,以獲取科學(xué)知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)思想、學(xué)習(xí)科學(xué)方法的學(xué)習(xí)方式。小學(xué)科學(xué)課程倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí),并為學(xué)生提供充分的探究式學(xué)習(xí)機(jī)會(huì),強(qiáng)調(diào)做中學(xué),逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析問題和解決問題的能力,以及交流與合作的能力等,形成尊重事實(shí)、善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度,突出學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力,以及批判性思維和創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)。
不管你是在一個(gè)自然的情境中,還是在一個(gè)有設(shè)計(jì)的情境中,關(guān)鍵是你如何關(guān)注問題并引導(dǎo)學(xué)生去探究問題。說到底是我們有沒有用開放的心態(tài)去接納學(xué)生的想法,這更多的是基本觀念的問題。我覺得這個(gè)觀念的轉(zhuǎn)變是需要過程的,我相信隨著教育改革的不斷深入,新舊觀念的不斷沖擊,教師的反思、研討都能帶來更多新的認(rèn)識(shí)和行為上的轉(zhuǎn)變。
(作者系幼教專家、南京師范大學(xué)教授、國家小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)研制組成員)