中學(xué)理科課程標準中科學(xué)素養(yǎng)主題的分析

陳博 魏冰

摘要：本研究旨在檢視我國中學(xué)理科課程標準中科學(xué)素養(yǎng)主題的分布情況。基于“課程平衡”的理論視角，采用BouJaoude所構(gòu)建的科學(xué)素養(yǎng)主題框架，對7個中學(xué)理科課程標準的課程目標、內(nèi)容標準和活動建議進行了分析。發(fā)現(xiàn)該標準沒有很好地處理“課程平衡”，雖能兼顧“科學(xué)知識”、“科學(xué)的探究性”和“科學(xué)、技術(shù)與社會的相互作用”等三個主題，但“科學(xué)作為一種認知方式”的內(nèi)容較為缺乏。對“科學(xué)作為一種認知方式”的重要性及研究建議作了討論。

關(guān)鍵詞：科學(xué)素養(yǎng)；課程平衡；理科課程標準

中圖分類號：G423.07 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2016）07A-0070-05

一、問題的提出

在我國新課程改革中，中學(xué)理科課程均將提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)確立為課程的主旨目標，并在這一主旨目標的統(tǒng)領(lǐng)下制定了課程目標和課程內(nèi)容。在科學(xué)素養(yǎng)教育中，“課程平衡”（curriculum balance）是一個重要的概念，其蘊含的意義包含了兩個層面。其一，在培養(yǎng)目標上課程既要滿足將來從事科學(xué)技術(shù)研究的少數(shù)學(xué)生的要求，也要滿足大多數(shù)將要成為普通公民的學(xué)生的要求；其二，在課程內(nèi)容上課程應(yīng)同時強調(diào)以下四個方面：（1）科學(xué)內(nèi)容和科學(xué)概念；（2）科學(xué)實驗和科學(xué)過程；（3）科學(xué)、技術(shù)與社會的相互關(guān)系；（4）科學(xué)史和科學(xué)本質(zhì)。[1]在課程標準層面，“課程平衡”是指科學(xué)素養(yǎng)各主題內(nèi)容在課程標準中所占的比例處于一個相對均衡的狀況。[2]基于上述認識，筆者認為，檢視中學(xué)理科課程標準中科學(xué)素養(yǎng)主題的分布是非常有必要的，這將有助于了解中學(xué)理科課程對“課程平衡”理念的落實情況，并為未來課程的修訂與改革提供有價值的參考。

二、研究方法

（一）研究對象：本研究的研究對象為我國新課改后所頒布的7個中學(xué)理科課程標準。分別是：初中科學(xué)課程標準；初、高中生物課程標準；初、高中化學(xué)課程標準；初、高中物理課程標準。需要指出的是，初中科學(xué)、生物、化學(xué)、物理課程標準采用的是2011年修訂后的版本。

（二）研究工具

依據(jù)“課程平衡”理念，黎巴嫩學(xué)者BouJaoude構(gòu)建出一個科學(xué)素養(yǎng)主題框架。這個框架將科學(xué)素養(yǎng)分為了四個主題，分別是：（1）科學(xué)知識（the knowledge of science）；（2）科學(xué)的探究性（the investigative nature of science）；（3）科學(xué)作為一種認知方式（science as a way of knowing）；（4）科學(xué)、技術(shù)與社會的相互作用（interaction of science， technology， and society）。每個主題又包含了一定數(shù)量的次主題。BouJaoude使用這個框架成功地對黎巴嫩的理科課程標準進行了分析，此框架的有效性已在學(xué)術(shù)界得到普遍認可。在本研究中，筆者便采用這個框架對我國7個中學(xué)理科課程標準中科學(xué)素養(yǎng)主題的分布進行分析。表1為科學(xué)素養(yǎng)主題框架的具體內(nèi)容。

（三）資料分析

課程標準中的課程目標、內(nèi)容標準和活動建議三個層次是本研究具體分析的內(nèi)容。在分析時，這三個層次是獨立進行分析的。分析單位是這三個層次中的條目，即根據(jù)每個條目的內(nèi)容，判別所歸屬的科學(xué)素養(yǎng)主題。當(dāng)同一條目中出現(xiàn)的內(nèi)容涉及多個主題時，則所涉及的主題各計數(shù)一次；若條目中的內(nèi)容并不涉及科學(xué)素養(yǎng)的四個主題，則不以計數(shù)。例如，初中科學(xué)課程標準中有一條課程目標為“經(jīng)歷提出問題和假設(shè)，設(shè)計研究方案，獲取證據(jù)，分析和處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，評價與交流的過程。”顯然，這條目標的意圖是希望學(xué)生在探究學(xué)習(xí)的過程中能夠經(jīng)歷各種科學(xué)方法與過程，因此這條目標應(yīng)歸屬于“科學(xué)的探究性”主題。又如，高中化學(xué)課程標準中有一條內(nèi)容標準為：“根據(jù)實驗事實了解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移，舉例說明生產(chǎn)、生活中常見的氧化還原反應(yīng)。”這條內(nèi)容標準包含了兩方面的內(nèi)容，一是科學(xué)知識的學(xué)習(xí)，二是科學(xué)知識在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。因此，這條標準應(yīng)同時歸屬于“科學(xué)知識”和“科學(xué)、技術(shù)與社會的相互作用”兩個主題。

依據(jù)上述歸類方式，筆者首先統(tǒng)計各課程標準中科學(xué)素養(yǎng)的四個主題分別占總條目數(shù)的百分比；再以某個主題為準，計算7個課程標準在該主題所占比例的平均值；最后計算各課程標準中四個主題所占比例的標準差，以判別各課程標準處理“課程平衡”的優(yōu)劣程度。標準差越小，表明平衡程度越高；標準差越大，表明平衡程度越低。需要說明的是，由于本研究的計數(shù)方式，將可能導(dǎo)致每個主題所占的百分比之和未必等于百分之一百。

在本研究中，為確保分析的信度，兩位研究者首先獨立對所有條目進行歸類分析，兩者之間分析的相互同意度達到了較高水平的93%；接著，兩位研究者再針對存有意見分歧的條目進行討論協(xié)商，直至達成意見一致，以強調(diào)分類的正確性。

三、研究結(jié)果

（一）課程目標層次的科學(xué)素養(yǎng)主題分布

本研究依據(jù)分析框架，首先分析科學(xué)素養(yǎng)主題在中學(xué)理科課程標準中課程目標層次的分布情況，分析結(jié)果如表2所示。

由表2可知，就課程目標層次而言，“科學(xué)知識”主題所占比例偏低，最高為22.22%（初中科學(xué)），最低僅為6.67%（高中物理），平均值為16.17%，排在四個主題的最后一位。“科學(xué)的探究性”主題所占的比例大都很高，最高為53.33%（高中物理），最低也有25.00%（初中生物、高中生物），平均值為35.50%，排在四個主題的第二位。不同科目的“科學(xué)作為一種認知方式”主題所占比例差異較大，最低僅為初中生物的8.33%，最高則達到了33.33%（高中生物、高中物理），平均值為19.42%，在四個主題中處于第三。與“科學(xué)的探究性”主題相似，“科學(xué)、技術(shù)與社會的相互作用”主題所占比例也比較高，百分比從16.67%（高中化學(xué)）到58.33%（高中生物），平均值為35.83%，在四個主題中居于首位。從四個主題所占比例的平均值來看，中學(xué)理科課程標準在課程目標層次對“課程平衡”的處理還是不錯的，沒有出現(xiàn)百分比過高或過低的主題，四個主題分布相對均衡。不過，不同科目之間在處理“課程平衡”方面還是存在著一定的差異，初中科學(xué)（22.22%、27.78%、16.67%、38.89%；S=8.22%）和初中化學(xué)（14.29%、35.71%、14.29%、28.57%；S=9.28%）表現(xiàn)得較好，而高中物理（6.67%、53.33%、33.33%、33.33%；S=16.58%）和高中生物（16.67%、25.00%、33.33%、58.33%；S=15.59%）的平衡程度則較低。

（二）內(nèi)容標準層次的科學(xué)素養(yǎng)主題分布

本研究依據(jù)分析框架，對中學(xué)理科課程標準中內(nèi)容標準層次的科學(xué)素養(yǎng)主題分布進行了分析，分析結(jié)果如表3所示。

由表3可知，在內(nèi)容標準層次中，“科學(xué)知識”主題所占的比例非常高，最高為73.86%（高中物理），最低也有35.64%（初中化學(xué)），平均值為56.35%，排在四個主題的第一位。“科學(xué)的探究性”主題所占比例也比較高，百分比從16.13%（高中生物）至54.90%（初中物理），平均值為31.01%，在四個主題中處于第二。“科學(xué)作為一種認知方式”主題所占比例較低，最高僅為13.73%（初中物理），最低只有3.88%（初中生物），平均值為9.22%，排在四個主題的最后一位。“科學(xué)、技術(shù)與社會的相互作用”主題所占比例與“科學(xué)的探究性”主題相當(dāng)，最高為高中物理的44.89%，最低為初中生物的17.83%，平均值為30.05%，在四個主題中處于第三位。從四個主題所占比例的平均值來看，中學(xué)理科課程標準在內(nèi)容標準層次對“課程平衡”的處理并不好，“科學(xué)知識”主題所占比例過高，而“科學(xué)作為一種認知方式”所占百分比過低，四個主題的分布并不均衡。就個別科目而言，在“課程平衡”方面，初中化學(xué)（35.64%、37.62%、10.89%、23.76%；S=10.69%）處理得較好，而初中科學(xué)（65.66%、23.02%、6.42%、25.28；S=21.79%）、初中生物（61.24%、17.83%、3.88%、17.83%；S=21.58%）和高中物理（73.86%、40.91%、13.64%、44.89%；S=21.34%）表現(xiàn)得平衡程度較低。

（三）活動建議層次的科學(xué)素養(yǎng)主題分布

依據(jù)分析框架，筆者對中學(xué)理科課程標準中活動建議層次的科學(xué)素養(yǎng)主題分布進行了分析，分析結(jié)果如表4所示。

由表4可知，在活動建議層次中，“科學(xué)知識”主題所占比例較低，最高為27.78%（高中化學(xué)），最低僅有7.35%（高中生物），平均值為18.73%，排在四個主題的第三位。“科學(xué)的探究性”主題所占比例均很高，最高達到了62.12%（初中化學(xué)），最低為39.36%（高中物理），平均值為49.77%，在四個主題中居于首位。反觀“科學(xué)作為一種認知方式”主題，在不同科目中所占比例都非常低，最高只是初中物理的7.14%，而在初中生物和初中化學(xué)中，所占百分比均為0，平均值為3.36%，排在四個主題的最后一位。“科學(xué)、技術(shù)與社會的相互作用”主題在不同科目中所占比例均比較高，百分比從22.86%（初中生物）到38.30%（高中物理），平均值為32.05%，在四個主題中處于第二。從四個主題所占比例的平均值來看，與內(nèi)容標準層次相似，中學(xué)理科課程標準在活動建議層次對“課程平衡”的處理也不理想，“科學(xué)作為一種認知方式”主題所占百分比過低，四個主題分布不均衡。具體到個別科目，沒有科目在活動建議層次較好地處理“課程平衡”。相比而言，初中化學(xué)（12.12%、62.12%、0、30.30%；S= 23.41%）和高中生物（7.35%、52.94%、2.94%、38.24%；S=20.93%）表現(xiàn)的平衡程度則是最低的。

（四）小結(jié)

綜合課程目標、內(nèi)容標準和活動建議三個層次的分析情況，中學(xué)理科課程標準對“課程平衡”的處理不是盡如人意。由于“科學(xué)作為一種認知方式”主題內(nèi)容較為缺乏，內(nèi)容標準（56.35%、31.01%、9.22%、30.05%；S=16.70%）和活動建議（18.73%、49.77%、3.36%、32.05%；S=17.08%）這兩個層次的平衡程度都比較低。相比之下，只有課程目標（16.17%、35.50%、19.42%、35.83%；S= 9.01%）層次的分布比較平均，較好地處理了“課程平衡”。

四、討論與建議

本研究基于“課程平衡”的理論視角，對我國7個中學(xué)理科課程標準中科學(xué)素養(yǎng)主題的分布進行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，中學(xué)理科課程標準沒有很好地處理“課程平衡”，通常能兼顧到“科學(xué)知識”、“科學(xué)的探究性”和“科學(xué)、技術(shù)與社會的相互作用”三個主題的內(nèi)容，但“科學(xué)作為一種認知方式”主題內(nèi)容較為缺乏。更具體地說，雖然課程目標層次對“科學(xué)作為一種認知方式”主題予以了重視，但在內(nèi)容標準和活動建議層次卻沒有很好地落實，內(nèi)容過于少了。

籠統(tǒng)地說，“科學(xué)作為一種認知方式”主題所涉及的內(nèi)容屬于科學(xué)史和科學(xué)本質(zhì)。我們知道，科學(xué)史和科學(xué)本質(zhì)是當(dāng)代科學(xué)素養(yǎng)教育的一個重要組成部分。[3]美國學(xué)者McComas等人便認為，科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容具有以下四個方面的作用：（1）促進科學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)；（2）幫助理解科學(xué)；（3）加強科學(xué)決策能力；（4）有助于科學(xué)知識的傳授。[4]英國學(xué)者Driver等人也曾從五個方面系統(tǒng)地論述過將科學(xué)史和科學(xué)本質(zhì)納入科學(xué)教育的必要性。[5]他們提出了以下觀點。第一，實用主義觀點，如果人們要弄清科學(xué)并且要把握日常生活中遇到的科學(xué)技術(shù)和過程，他們就要理解科學(xué)本質(zhì)。第二，民主觀點，如果人們要了解科學(xué)的社會問題，參與決策過程，他們就要理解科學(xué)本質(zhì)。第三，文化觀點，要理解科學(xué)作為當(dāng)代文化的一個重要組成部分，就要理解科學(xué)本質(zhì)。第四，道德觀點，理解科學(xué)本質(zhì)有助于了解科學(xué)團體的規(guī)則和規(guī)范。第五，科學(xué)學(xué)習(xí)觀點，理解科學(xué)本質(zhì)有助于科學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。由此可見，“科學(xué)作為一種認知方式”主題內(nèi)容在我國中學(xué)理科課程標準中的缺失是非常遺憾的，這需要引起我國科學(xué)教育工作者的重視。

眾所周知，課程標準是教材編寫、教學(xué)、評估和考試命題的依據(jù)，及國家管理和評價課程的基礎(chǔ)。鑒于它的重要性，筆者擔(dān)心中學(xué)理科課程標準在“課程平衡”方面出現(xiàn)的問題會影響到科學(xué)素養(yǎng)教育目標在教學(xué)層面的落實。因此，在未來的理科課程修訂與改革中，筆者建議課程標準制訂者應(yīng)努力使課程在課程目標、內(nèi)容標準和活動建議這三個層次上均趨于“課程平衡”，保證學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)各方面的均衡發(fā)展，實現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)理念所宣導(dǎo)的教育目標。“科學(xué)作為一種認知方式”主題內(nèi)容應(yīng)引起課程設(shè)計者的關(guān)注，思考如何在課程標準制訂過程中合理地編入此主題內(nèi)容，以促進學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的認識和科學(xué)世界觀的形成。

參考文獻：

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[2]BouJaoude， S. Balance of scientific literacy themes in science curricula： The case of Lebanon [J]. International Journal of Science Education， 2002（2）： 139-156.

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[4]McComas， W. F.， Almazroa， H.， & Clough， M. P. The nature of science in science education： An introduction [J]. Science & Education， 1998（6）： 511-532.

[5]Driver， R.， Leach， J.， Millar， R.， & Scott， P. Young peoples images of science [M]. Bristol： Open University Press， 1996.

責(zé)任編輯：徐瑞泰

Abstract： This study aims to examine the distribution of the themes of scientific literacy in secondary school science curricula standards. Based on the perspective of ‘curriculum balance， this paper employs scientific literacy framework， which was proposed by BouJaoude， to analyze curriculum objectives， content standards and activities， three levels in seven science curricula standards. It was found that science curricula standards could not deal with ‘curriculum balance well. They emphasize ‘the knowledge of science， ‘the investigative nature of science， and ‘interaction of science， technology and society， but neglect ‘science as a way of knowing. The importance of ‘science as a way of knowing and the research suggestion are discussed in the last section of this paper.

Keywords： scientific literacy； curriculum balance； science curricula standard