國際視野下的基礎科學教育觀察

《科學教育的十項原則》，（英）溫·哈倫編著，韋鈺譯，載《科學教育的原則和大概念》，科學普及出版社2011年7月出版

一、在義務教育的所有年級，學校都應該設置科學教育項目，以系統地發展和持續保持學習者對周圍世界的好奇心、對科學活動的熱愛，以及如何闡明對自然現象的理解。

二、科學教育的主要目的應該是為了使每個人能夠參與有依據的決策和采取適當的行為，這對保證他們個人、社會以及環境的健康和協調發展是重要的。

三、科學教育具有多方面的目標，科學教育應該致力于：1.理解一些科學上有關的大概念，包括科學概念以及關于科學本身和科學在社會中所起作用的概念；2.收集和運用實證的科學能力；3.科學態度。

四、基于對概念的審慎分析，以及基于當前對學習是如何發生的之研究和理解，應該給出為了達到科學教育各個方面目標的清晰進程，指出在不同階段需要掌握的概念。

五、應該從學生感興趣并與他們生活相關的課題開始，逐步進展到掌握大概念。

六、學習的經驗應該明晰地反映出既包含科學知識，也包含科學探究的理念，并且符合當前科學和教育方面的見解。

七、所有科學課程活動都應該致力于深化學生對科學概念的理解，同時應該考慮其他可能的目的。例如，科學態度和能力的培養。

八、為學生設置的學習項目以及教師的職前教育和專業發展，都應該與為達到原則三中所設目標需要的教與學的方法保持一致。

九、評測在科學教育中具有關鍵的作用。無論是對學生學習過程的形成性評測，還是對學生學習進展的總結性評測，都必須考慮到所有的學習目標。

十、為了達到科學教育的目標，學校的科學項目應該促進教師之間的合作，并需要社會其他力量包括科學家的參與。

《美國科學教育框架設計理念的發展動態》，王威 劉恩山，載《外國教育研究》2012年第8期

《科學教育框架》首先對科學教育的對象進行定位，幫助教育研究者與實施者對學習者有更明確的認識。這一定位聚焦于兩個方面：（1）學習者學習科學的能力；（2）學習者對科學的已有理解?！犊茖W教育框架》設計理念對學習者的定位為：孩子天生就是研究者，他們的學習能力比長期以來所認為的要強得多。

《科學教育框架》對科學教育的內容進行定位，這一定位為科學教育的實施提供了明確的建議：（1）通過核心概念的組織進行科學教育內容的建構；（2）通過實踐進行核心概念的有效學習。

《科學教育框架》對科學教育過程進行定位，指出學生對科學的理解是隨時間推移而逐漸形成的過程?？茖W學習過程有兩個重要特征：（1）科學學習是一種將科學解釋概念化的過程；（2）這一過程可以通過學習進階的形式表現出來。

《科學教育框架》對科學教育方式進行了定位。知識與實踐相結合的設計理念描述了科學同時具備知識體系和實踐活動的雙重屬性，這源于科學不僅是反映當前對自然界理解的知識體系，還是用以形成、拓展和提煉這些知識的實踐活動。科學研究者的活動同樣是知識與實踐的共同體，即通過實踐形成知識，并利用知識指導實踐的過程?？茖W教育將知識與實踐結合，不僅可以促進學生對科學本質的理解，也可以成為學習科學的方式，這種方式讓學生的學習與科學家的研究更為相似。

《澳大利亞科學課程標準分析與啟示》，徐玉紅 高芳 周華松，載《當代教育論壇》2011年第4期

澳大利亞科學課程標準設計宗旨為：（1）教育學生做好終身應用科學并成為積極公民的準備，讓他們能夠在科技先進的社會中有效地發揮作用；（2）為學生進一步學習高中科學、大學科學工程課程和職業技術培訓打下基礎。

澳大利亞科學課程總目標從科學探究技能、人類科學史、科學理解三個相互聯系的維度進行了分述。人類科學史維度是一項比較新的研究，除包含情感態度價值觀外，還包含科學史觀、科學倫理觀等，充分體現了科學史、科學社會學和科學哲學教育思想。

《澳大利亞科學課程標準》把科學學習分為四個階段，考慮到10項一般能力，科學課程中涉及8個，包括文字認知、數字認知、信息與交流技術、思考能力、團隊合作、道德行為、創造力和自我管理，與三個跨課程方面（即原住民歷史和文化、亞洲文化及澳洲與亞洲的交流、可持續性），如何促進科學教學，并在教學中得到提高。

《對科學探究教學的界定》，張杰藝 郭玉英 范佳午，載《課程·教材·教法》2011年第7期

美國國家科學基金會“探究綜述項目”在開展研究時，為篩選每項具體研究是否屬于探究教學研究的范疇，以及描述各項研究中探究教學實施的不同，制定了探究教學的操作定義和簡單的分析框架。（見表1）

該框架由三個部分組成：1.判斷教學內容的類型：如果教學內容不在I所列內，則不是科學探究教學。2.判斷學生參與的方式：學生至少要以表中所列的一種方式參與到學習中，但只有參與是不夠的，在參與的過程中，必須還要體現探究的元素。研究者將學生對學習的責任、學生主動思考、學生的動機稱為探究的元素。3.判斷教學的組成部分以及在每個部分中探究元素的體現程度，分為“不重視、重視、很重視”三個層次。

《關于學習進展序列的研究》，韋鈺，載《中國科技教育·腦科學與科學教育》2012年第3期

以學生學習沉浮現象、建立物體密度概念為例：了解小學科學教育的教師都知道，孩子很喜歡水。不管是玩水，還是自己學游泳，孩子從小就會接觸到沉浮現象。但是教師也都知道，建立密度的概念是小學階段科學教育中的難點，也一直是科學教育研究的熱點課題。皮亞杰認為：建立為什么物體會沉浮的解釋，孩子需要經歷4個主要的階段。第一階段（4-5歲）孩子解釋沉浮的原因是道德上的，如“這塊石頭聰明”。第二階段（5-6歲）認為重的物體會沉，因為物體重，表示強大，用的是擬人力量的解釋，而非客觀的原因。第三階段（6-8歲）開始找客觀的原因。第四階段（9歲以后）開始把重量和容積聯系起來，才可能逐步建立密度的概念。這就是皮亞杰提出的兒童獲得密度概念的進展序列。

皮亞杰理論的問題在于把這種進展序列看成是兒童天生具有的過程，不受到文化和社會背景的影響。他的這個觀點被實踐和腦科學證明是錯誤的。兒童，乃至沒有接受過良好科學教育的成年人，都會對沉浮現象有許多錯誤的前概念。這些錯誤的前概念，不經過精心設計的科學教育，是很難改變的。而有了好的教育方法，兒童才能夠較早地建立正確的概念。

威爾遜等用漸進的變量來描繪學生對沉浮概念掌握的進展過程，一共分為9個等級。作為一個例子，它說明不同的科學概念可以分解成隨著時間進展而發展的詳細過程。在給出的學習進展序列中并沒有像皮亞杰那樣給出年齡的階段。因為，根據社會建構理論和腦科學的研究，已經證明學生的學習進展的進度各不相同，既與先天的條件有關，更會受到后天文化和社會條件的影響，語言和教育就是一個重要的學習背景。

《關于科學教育的若干思考》，張英光，載《中國科技教育》2012年第8期

前不久，《科學美國人》雜志刊出一篇題為《美國科學教育之痛》的重頭文章，詳細講述了美國科學教育的當下困境：長期以來，由于種種原因，“重文輕理”和“重商輕理”在美國十分盛行。在基礎教育中，理科教育成了薄弱環節。由于待遇不夠好且得不到足夠的發展機會，美國很多理科教師紛紛跳槽轉行，以至于今天的美國，為孩子實施科學教育的，大多是沒有接受過科學訓練的老師。因此，這些老師培養出的學生，在科學素養上顯然存在“天生缺陷”。

上至總統奧巴馬，下至各位政要均宣稱，美國在科學和數學教育上的頹勢將對國家未來競爭力產生嚴重威脅。

為此，奧巴馬提出要向美國教育部門輸入一批朝氣勃勃的優秀人才。他開出的處方是：在2020年前培養100000名高水平的數學與科學教師，并將此項工作列為國家重點任務之一，同時提高所有50個州的科學與數學課程標準。