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2022年1月14整理发布:20年前以课程标准为基础的课程改革启动

发布时间:2022-01-14 10:53:44来源:中国教育报

导读2022年1月14整理发布:20年前,以课程标准为基础的课程改革启动,此后进一步明确科学素养成为理科课程目标,明确课程开发只提出统一标准,...

2022年1月14整理发布:20年前,以课程标准为基础的课程改革启动,此后进一步明确科学素养成为理科课程目标,明确课程开发只提出统一标准,教师享有内容和程序方面的自主权。“探究”“过程”等几十年前发展起来的经典概念被确定为实施理科课程的途径和手段。科学探究是一种学习方式,也是理科学习内容,被认为是培养学生科学素养的关键措施和重要内容。推进理科课程标准在课堂落地、落实,需要探索综合化、生活化和人文化的路径。

综/合/化

基于社会情境的知识生成过程

我国理科课程综合化的改革实践,从20年前的迅速强化,到15年前的几近夭折,再到近年来的再度兴起,可谓步履维艰。理科课程综合化的优势在于学生的方法技能、观念、思维方式、解决问题能力的提高或转变。真正促进学生高阶思维发展的理科教育,应是师生面对真实情境开展互动交往、共同探索和问题解决的过程。从作为探究过程的科学之标准到科学的历史与本质之标准,是一个循序渐进的过程,在这一过程中,越来越强调科学对于个人和社会的作用。

理科是以实验为基础的学科。理科各学科相关的实验教学资源开发是理科教学综合化的路径之一。围绕理科实验进行教学内容、方式、活动、教具等方面的创新,不仅能发展学生的学科核心概念,也能帮助学生体验跨学科概念及科学与工程实践过程,实现学科内、学科间的不同综合样态。为此,江苏省教育科学“十四五”规划重大课题“基础教育高质量发展战略研究”的研究团队研制了系列创新实验:或观照课堂教学,解释重要原理,促进深度思维,提高认知能力;或以STS(科学、技术与社会教育)、STEM(科学、技术、工程和数学教育)、STEAM(科学、技术、工程、艺术和数学教育)的跨学科融合促进工程思维,促进科学技术与社会的融合,提高创新能力,让学生在科学探究的过程中,体验工程设计的思路和方法,理解科学在社会中的运用,逐渐形成综合运用科学、技术、工程和数学知识解决复杂实际问题的能力。

科学技术在促进社会发展的同时也可能引发社会风险,这一问题已经从科学层面进入理科教育领域。2014年起,我们的研究团队以全国教育科学规划重点课题“理科教育中的科学风险认知与决策能力研究”为载体,推动基于社会性科学议题的理科课程变革。针对由当代科学技术研究开发所引起的一系列与社会伦理道德和经济发展紧密相关的社会性问题,研究团队设计相关教学活动,促进理科教学的综合化,提出“科学、技术与社会问题决策过程”,并以“钢铁冶炼中的科学风险”等为例提出了“认知—评估—决策”整体推进的教学策略。我们提供了强化学生规避科学风险意识的教学策略(如场景展示法、风险体验法、模拟再现法等)和削弱学生对科学风险过度反应的教学策略(如解说示理法、示范鼓励法、集体参与法、动手亲近法等),开发了“PX(对二甲苯):你来决定”“煤矿设计的讨论”“能源中的风险”“天然气的利用——甲烷”“钢铁冶炼中的科学风险”“二氧化碳的科学风险”等14个案例。基于社会性议题的理科教育改革方面的成果已在《普通高中化学课程标准(2017年版)》中应用并呈现6次,PX事件等社会性议题的教学案例被采纳,为修订理科课程标准提供了理论依据与案例资源,对课程标准实施形成了先导性与前瞻性的示范。

浙江省海盐县秦山中学学生在创新实验室里做实验。学校供图

生/活/化

走向基于日常生活的科学世界

学科综合化的走向实际上意味着要促进学科知识与学生生活经验发生更多联结,让知识源于生活,又能应用于生活。理科课程的生活化并非简单地回归生活,而是要强化理科教学与日常生活世界的联系,走向基于日常生活的科学世界。

相对于其他学科而言,理科课程教学的主要特征是对科学本质观的理解和转变。学生学习之前已有各种前概念,可能存在因不恰当教学、媒体误导等造成的错误概念,这些生活概念与科学概念有矛盾、有冲突,转变这些错误概念并建构科学概念正是理科学习的主要难点所在。因此,由科学走向社会的过程并非简单地回归生活世界,应用于社会、强化与社会联系的目的仍在于加强对科学观念的理解和转变。为此,理科教育教学工作者应就如下几点达成共识:1.科学知识源于生活,但并非都来自生活;2.生活观念有一些是正确的,而有一些则是错误的;3.理科教学要联系生活实际,但生活观念并非一定能促进科学观念的形成;4.理科教育的根本特征在于转变生活中的前概念,形成科学概念,即由生活世界走向科学世界。

在教学资源建设方面,优质生活教学资源是推动理科教学生活化的外在力量。我们应将理科学科核心概念的学习与当前的科学技术及其在生活中的应用建立关联,更深刻地理解学科知识的价值,深度体验从生活走向科学、从科学走向社会的观点,实现对科学概念的有意义建构。

2021年9月8日,从北京市密云区新城子中学轮岗至密云区第三中学的教师于兰兰给学生进行课后答疑。资料图片(单艺伟 摄)

人/文/化

呼唤科学理性基础之上的人文精神

科学与人文,是人类文明发展的两翼。无论是理科课程的综合化还是生活化,实践上都关乎科学理性与人文精神之间的关系。20年来,我们始终提议把科学史和科学哲学课程作为国家培养理科教师课程的一部分,倡导在理科教育中进行科学史、科学本质或科学方法的教学。科学哲学对于中学生来讲主要涉及科学观问题,能使科学密切联系个人、伦理、文化和政治因素,从而达到科学的人文化,同时使课堂教学更富有挑战性和思考性,从而提升学生的批判性思维技能,有助于学生更全面、更准确地理解学科内容。把HPS(科学史、科学哲学和科学社会学教育)纳入理科课程,有助于克服理科教育中的一些常见问题,如学生缺乏学习科学的动机、公众对科学的冷漠态度,以及对科学在历史文化和社会中的地位理解不足,等等。尤其重要的是,理科课程中的科学史和科学哲学的内容,可以使学生更好地把握科学本质,使学生懂得科学究竟是什么、科学知识是怎样产生的、科学在社会发展和进步中的作用、科学和科学方法的优点与局限性,等等。只有对当代科学有了全面辩证的认识,才能区分科学与非科学和伪科学,才能驱散唯科学主义的迷雾,正确认识科学技术对社会发展的推动作用。小至个人、大到国家,只有在生活中和社会发展决策中,才能建立科学发展观。可见,理科课程的人文内涵在不断扩展延伸。科学史、科学哲学与科学社会学涉及了科学与社会的相互作用,学生通过对科学与人、科学与社会的相互作用的理解和研判,提高理科学业质量。

理科教育应该让学生理解科学概念随时间而变化、发展的方式,理解这些概念及其应用是如何受到社会、伦理、精神和文化背景的影响的,倡导基于科学理性的人文化。现代理性涵盖三个方面:认知理性、价值理性和审美理性。集科学与人文于一体的现代理性,需要克服传统理性主义和非理性主义的固有缺陷,提倡科学理性与人文的高度统一性。事实上,2020年10月,党的十九届五中全会明确提出,坚持把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。因此,教育应当提高政治站位,要为民族复兴培养可堪大用之才,改进支持科技拔尖创新人才培养的理科教育体系,并且把它作为与国家前途命运高度相关的一项系统工程来抓紧落实。

理科教育应当肩负科学的人文使命,但此处的人文当是科学精神基础之上的人文精神,在理科教育中强调对科学本质及科学探究的理解、重视理科教学中的科学史与科学哲学等。理科课程的人文化并不等于文科化,而是指在理科课程教学中要尽可能地融入科学史、科学哲学与科学社会学。体现理科学科发展过程的科学史教学、基于社会性议题、从科学哲学视角反思科学等是理科教学人文化的重要路径,由此才能带领学生深入理解科学本质,培养学生的科学精神。我们应深度理解理科学科方法、学科思想发展、科学与社会间关系等,以此推进HPS教学。为此,我们的研究团队建立了5种HPS教学设计模型:历史—探究模型、科学历史互动故事模型、科学发展模型、科学论证模型和科学史教学的解释模型。基于HPS的教学设计模型,研究团队开发了大量教学案例。通过基于科学史模型的教学案例设计与实践,让学生在“书本知识与发现、发展知识的人和历史沟通”中唤起学习内在需要,提升主动探究的意愿与能力,收获科学精神与人文精神的双重滋养。

中西文化合璧的过程必将带来具有特色的全新的理科教育。它既继承以观察和实验为基础、以形式逻辑思维为框架、以追求理论的简单性为美学标准的近代科学认识传统,又必然会具有重视经验直觉认识的内省体验认识、采用多元逻辑思想形式、多层面把握世界的动态性和有机统一性的传统科学认识特点。我们正朝着综合化、生活化、人文化前进,朝着一种新的自然主义前进。这既是我国20年来基础教育理科课程改革的成果和发展方向,也是全球基础教育理科课程改革的成果和主张。

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