文軍慶

筆者曾有幸走進美國中小學校課堂，對美國的基礎教育情況進行實地考察。考察歸來，細細品味，我們發(fā)現(xiàn)：從表面上看，美國的基礎教育是輕松愉悅的，充滿了人文精神關懷;但從深層次探究，美國的基礎教育更加關注學生綜合素質的發(fā)展，關注學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而這一點在美國的中學科學教育上體現(xiàn)得尤為突出。本文通過筆者在美國考察期間的點滴見聞與思考，旨在梳理、概括出美國中學科學教育的特色與優(yōu)勢，與讀者分享。

一、目標聚焦學生科學素養(yǎng)的發(fā)展

作為世界上科學教育開展得最為成功的國家之一，美國特別重視中小學生的科學教育，這一點從其將科學教育作為小學的核心課程便可見一斑。在美國的小學和初中階段，科學課是以綜合課的形式開展的，而在10～12年級的高中階段則是以分科的形式進行的。美國《國家科學教育標準》規(guī)定的學校科學教育目標是：使學生由于對自然界有所了解和認識而產(chǎn)生充實感和興奮感;在進行個人決策之時恰當?shù)剡\用科學的方法和原理;理智地參與那些新的與科學教育有關的各種公眾對話和辯論;在自己的本職工作中運用一個具有良好的科學素養(yǎng)的人所應有的知識、認識和各種技能，提高自己的經(jīng)濟生產(chǎn)效率?？梢?，美國的科學教育重在培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)以及利用科學方法創(chuàng)造性地解決實際問題的能力。這一目標并不是針對某一學段，而是貫穿于從幼兒園一直到大學的教育全過程。

美國中學的科學教育特別注重對學生學習方法及動手能力的訓練和培養(yǎng)。在教學活動中，特別強調將所學的知識和技能與真實任務情境聯(lián)結起來，讓學生通過解決情境性任務中的問題，掌握相關的知識和技能;通過多次評價、反饋，達到學以致用的目的。在實驗教學中，強調細致、全面地觀察現(xiàn)象，真實、科學地收集數(shù)據(jù)，縝密、獨到地分析結論，積極、平等地交流討論。因此，教師在進行教學設計時，對學生所從事的科學探究活動的步驟、方法、問題、總結等諸多方面都有恰當?shù)囊蟆?/p>

我們在Pin Oak中學參觀時看到，物理課上，學生在小組實驗結束后僅用10分鐘的時間便能寫出帶有個人感受的完整的實驗報告，這種能力絕不是從初中才開始培養(yǎng)的。在歷史課上，當教師提出美國憲法中有關“人生而具有生命的權力”的論斷時，學生立刻提出得克薩斯州死刑政策與憲法這一規(guī)定沖突的疑問。這種自覺地將所學知識與現(xiàn)實生活緊密聯(lián)系的分析能力也不是一時半會兒就能夠訓練出來的。

二、內(nèi)容綜合，具有明顯的跨學科、跨領域特點

美國初中的科學課基本上是理、化、生各學科的綜合課程，這體現(xiàn)了美國科學課程逐步向綜合性發(fā)展的趨勢。高中階段的科學課基本上是分科教學，學生可以分層選修。例如，生物學科分為生物基礎課程和生物高級課程，學生可以根據(jù)自己的知識水平和興趣需求進行選擇性學習。

初中的綜合課程注重學科之間知識、技能的融會貫通。我們所觀摩的物理課中涉及了大量的工程技術內(nèi)容，而化學課中涉及了大量物理和生物知識。教師所教授的內(nèi)容絕不是單一的，而是綜合性的。這一方面反映出美國基礎教育的現(xiàn)狀;另一方面也是美國教育培養(yǎng)成果的真實寫照—美國的中學教師就是綜合素養(yǎng)較高的復合型人才。

高中的綜合課程更多地體現(xiàn)了跨學科、跨領域的特點。我們走訪的一些優(yōu)秀高中開設了大量的綜合學科選修課供學生選修學習，如海洋生物科學、地球物理科學、生態(tài)環(huán)境科學、STEM集成、神經(jīng)網(wǎng)絡科學等。此外，美國高中還開設了大量科學教育AP課程，以滿足各種不同層次學生的需要。學區(qū)對學校進行評價時，也會將學校開設AP課程的門數(shù)及選修AP課程的學生人數(shù)作為學校是否優(yōu)秀及經(jīng)費撥付的一個重要指標。

美國中學的科學教育非常鼓勵學生在多個領域內(nèi)交叉學習，科學教育可以成為探索其他課程的跳板。例如，學生可以通過“寫”的方法記錄觀察或實驗結果，而“寫”是訓練語言技巧的有效方法;學生也可以通過圖畫來描述他的發(fā)現(xiàn)，這樣科學便與藝術建立了聯(lián)系;學生還可以運用圖表來呈現(xiàn)結論或通過運算來解釋數(shù)據(jù)，這些活動表明了科學與數(shù)學之間的密切聯(lián)系。這種跨界學習方式增添了科學探究活動的趣味性，同時也實現(xiàn)了學科之間知識與技能的融會貫通。

三、學習方式以問題探究為主

美國中學的科學課以科學探究為主要學習方式，將相關的科學知識滲透其中，使學生在“做”中“學”、“樂”中“知”、“組”中“感”、“探”中“悟”，注重學生動手實踐能力和解決實際問題能力的培養(yǎng)。

我們在Bellaire高中觀摩了一節(jié)化學課和一節(jié)物理課。在化學課上，當學生提出問題時，教師并不是直接給出答案，而是通過不斷的追問，讓學生在交流中碰撞出思維的火花，或者引導學生在教材中找到答案。課堂上，學生們?nèi)褙炞?，熱烈地交流討論，積極地參與學習活動;學生們的思維也很活躍，不時有人提出獨到的見解或新奇的想法。在這里，學生是課堂的主人，是學習的主人。課下，我們與授課教師進行了簡單交流，她認為在教學中引導學生自己找到答案是至關重要的，這直接關系到學生學習習慣的養(yǎng)成和學習方法的掌握?？鬃釉疲骸安粦嵅粏ⅲ汇话l(fā)?！笨磥恚绹慕處熞呀?jīng)很好地掌握并實踐了孔夫子的這一教育理念。

在學習動量守恒定律的物理課上，教師設計了實驗探究活動。教師簡單介紹實驗操作步驟和注意事項后，便將實驗報告單分發(fā)給學生，讓學生自己拿著實驗用具分組做實驗，實驗的具體設計、結論以及最后的定律都由學生自己做實驗得出。由于該間教室的條件并不適合進行有效的分組實驗，教師便將學生分成四組，兩組學生在教室內(nèi)，利用座位間的空地進行實驗;另外兩組學生則到樓道里去做實驗?？粗鴮W生們興高采烈地拿著實驗用具三三兩兩地走出教室，我們不禁為課堂的學習效率而擔心?？墒菍W生們的表現(xiàn)完全出乎我們的意料，在沒有教師組織和監(jiān)督的情況下，他們非常自然地進行了分組并完成了實驗。實驗過程中學生們各司其職，一組實驗結束后，每一個學生都在自己的實驗報告單上認真記錄。一個性格開朗的女生在實驗間隙還主動和我們交流，而下課時，她交上來的不僅僅是完成的實驗報告，還附有半頁紙的總結反思。這只是美國一所普通公立高中的課堂剪影。

通過與美國教師交流，我們了解到，美國的科學課堂上穿插了種類繁多、內(nèi)容豐富的實驗，其中大部分是要求學生自己動手操作的，目的是通過科學、嚴謹?shù)膶嶒炦^程引導學生將知識的學習與科學探究能力的培養(yǎng)有機融合;引導學生在學習過程中，像科學家那樣思考、觀察、實驗和推理。每一節(jié)科學課都有相關的實驗來輔助知識的反復呈現(xiàn)，這些實驗要么充分利用日常生活材料，拉近學習內(nèi)容與學生的距離;要么在實驗中增加趣味性，激發(fā)學生探究的樂趣;要么結合科學前沿動態(tài)，以滿足學生的不同需求。教師精心設計的實驗不僅能讓學生準確地理解科學概念，更能讓學生體會到科學對人類的影響，以及如何利用已掌握的知識和技能改善人類生活、保護人類環(huán)境、探求人類未來。

四、關注學習方法和學習習慣的培養(yǎng)

在參觀過程中，美國中學生科學的學習方法和良好的學習習慣令我們贊嘆不已。當教師講到一個實驗時，幾乎所有學生都能很嫻熟地畫出表格，做好實驗數(shù)據(jù)記錄的準備;實驗后，學生們又能流暢地寫下結論、觀點或者反思體會。從他們工整的筆記、完整的報告和規(guī)范的圖表中，我們不難看出美國中學生所具備的科學的學習方法和良好的學習習慣，而這種良好的素養(yǎng)和習慣正是科學探究所必備的基本條件。

美國學生在學習與探究的過程中，非常注重隨時記錄。厚厚的筆記本、認真完成的作業(yè)和學案、規(guī)范整齊的實驗記錄和實驗報告，都引起了我們極大的關注與興趣。在學校聽課過程中，我們發(fā)現(xiàn)從初中的低年級開始，教師在理科課堂中就有意引導學生自主學習，在學習過程中體會方法、養(yǎng)成習慣。例如，在實驗課上，教師似乎并不太強調實驗結果的準確性，而是關注學生的體驗過程及獲取信息、記錄信息和分析信息的能力。整個實驗過程學生們要全員參與，操作、計時、測量、記錄，沒有哪個學生游離在外，也沒有哪個學生坐享別人的勞動成果。而在數(shù)學課堂上，教師淡化計算及記憶等細節(jié)問題，重點關注學生對問題的思考方式，強調學生動手、動腦、探索和觀察。盡管學生的數(shù)學運算很多時候還需要依靠計算器，但他們的科學探究能力和科學素養(yǎng)是我們的學生所不能比擬的。

其他課堂也同樣關注學科核心問題與學習習慣的培養(yǎng)。比如，在一節(jié)歷史課上，教師邊講解邊帶領學生逐行書寫筆記，一方面，加深學生對關鍵問題的記憶;另一方面，仍然強調學習方法和習慣的培養(yǎng)。在這樣的教學引導下，學生也養(yǎng)成了積極主動參與學習的良好習慣。無論是初中還是高中，走進任何一間教室，我們都能看到學生人手一本甚至幾本厚厚的筆記本或作業(yè)本，上面密密麻麻地寫滿了學生自己的學習心得和感悟。

五、校內(nèi)外科學教育資源豐富，利用高效

美國的校內(nèi)外科學教育資源非常豐富，每門學科的學生教科書都是厚厚的一大本，堪稱圖文并茂的大百科全書。學校圖書館有大量藏書可供學生自由借閱?？茖W教室的布置也具有鮮明的學科特色：墻上貼滿了與本學科知識相關的掛圖、符號、科學家介紹等，地上擺放著各種教具、模型。走進教室，就如同進入了一個知識的海洋。同時，在環(huán)境布置上也非常注重細節(jié)，如在科學教室放置了滅火器、洗眼器等器材，墻上張貼著實驗注意事項、安全操作規(guī)則等，在強調體驗性的同時也非常注重規(guī)范性與安全性。

海量的網(wǎng)絡信息資源及各種信息平臺，更是學生學習科學知識、了解前沿動態(tài)的重要渠道。美國教師布置的大量實踐性作業(yè)也使得這些資源能夠得到有效利用。

美國的公共科學教育資源也極為豐富，科技館、博物館、科學探索館、科學歷史博物館等，種類齊全、數(shù)量繁多，并且免費開放，便于學生隨時參觀和學習。高校、科研單位和社區(qū)的社會責任感都很強，家長資源、社區(qū)資源隨處可用，這些都為家庭和學校進行科學教育提供了有利的支持，為提高學生的科學素養(yǎng)提供了良好的條件。充分發(fā)掘和利用各種校外資源進行科學教育，這是目前我國的學校教育所欠缺的。

同時，美國社會所倡導的科學精神、批判思維、自主意識、多元價值等理念也與學校教育注重能力發(fā)展及綜合素質培養(yǎng)的理念不謀而合，成為一種無形的社會文化資源，對學校教育而言是有益的補充。

美國的科學教育之所以如此有效，離不開一批富有創(chuàng)造力、責任心和工作熱情的科學教師?？茖W課教師大多不會照本宣科，而是根據(jù)課程標準的要求，結合實際情況，開發(fā)出具有針對性的教學內(nèi)容，從而高效地完成教學任務。從教師們設計的一篇篇“教案”“學案”中可以看出其中傾注的心血和汗水;親臨課堂，更能深刻感受到教師們嚴謹?shù)慕虒W態(tài)度、靈活多變的教學方式和孜孜不倦的工作

熱情。

從幼兒園孩子隨意而自由的涂鴉，到小學生提出如何解決糧食危機，到中學生研究探討意識控制的智能輪椅，再到大學生研究開發(fā)無線電力傳輸技術;從課堂教學到活動設計，再到作業(yè)布置，美國教育過程的每一步都聚焦于學生科學素養(yǎng)和能力的發(fā)展。美國學生綜合全面的素養(yǎng)和極強的動手操作能力與美國科學教育注重科學思維、科學態(tài)度和科學精神的培養(yǎng)，強調在問題解決中發(fā)展能力的教育理念有著密切的關系，而這些也正是我們需要學習和借鑒的地方。

（作者單位：北京市海淀區(qū)教育科學研究所）

（責任編輯：江麗莉）