1、中美課程標準中科學本質觀教育的比擬研究中美課程標準中科學本質觀教育的比擬研究1課程標準中科學本質觀教育研究的背景1.1科學本質的概念及內涵科學本質被定義為科學的認識論，科學作為一種考慮的方式，科學知識價值的信念及科學的開展1。不同研究機構的學者專家對科學本質的看法不盡一樣。根據美國2061方案，界定科學本質的內涵由科學知識的本質、科學探究的本質和科學事業的本質三個維度組成見表12，一些研究者將科學、技術與社會的關系STS歸為科學事業的本質。目前，國際科學哲學界就科學的本質根本達成了共識，并且很多關于科學本質的研究都是基于這三個方面的科學本質框架。這三個方面都是科學教育所要傳達的，對于進步學生的

2、科學素養具有重要意義3。1.2科學本質觀教育的意義和必要性科學教育的重要目的是進步學生的科學素養，而科學素養的一個重要組成局部是對科學本質的理解，因此，科學本質觀教育在科學教育中具有重要的意義和價值。科學本質觀教育是國際科學教育的前沿性課題，在各國科學教育中受到重視。例如美國對科學本質教育的研究尤其重視，出現了大量的相關文獻和科學教育的相關文件。教育工作者如何改良學生對科學本質的理解，培養其科學精神，進步其科學素養是科學教育的一個重要目的。對科學本質的理解和認識，即：科學本質觀，直接影響和制約了科學教育觀和科學學習觀4。袁維新認為科學本質的教育價值在于：有利于學生形成正確的科學觀、體驗科學的方

3、法與過程、培養學生的批判精神和科學情感。1.3我國科學本質觀教育的現狀大量研究結果說明我國根底教育階段的理科教育還存在一些問題，致使學生只見樹木不見森林，缺乏對科學的整體認識和深化理解5。研究顯示，當前的科學教育沒有充分使用科學本質，沒有獲得滿意的結果。我國科學本質觀教育一個現狀是將認識科學本質等同于科學態度、情感的開展，讓學生在各種內容的學習與各種活動中自覺地感受、體本文由論文聯盟搜集整理驗科學本質，形成科學本質觀，缺少詳細科學本質教學目的與相應的策略。老師有意識地在課堂教學中穿插一段科學史進展針對性的教學活動，至于科學史表達了什么樣的科學本質觀、學生形成了什么樣的科學本質觀，老師并不關心，

4、恐怕有的老師自己都不知道5。學生雖然學了不少科學知識，掌握了不少科學技能或方法，但由于缺乏對科學本質的理解和認識，以及認識有偏向，學生頭腦中還是沒有科學，不能很好地答復有關科學是什么、科學能做什么等有關科學本質特征的問題，造成了學生現代科學素養關鍵局部的缺失6。從中國大陸科學課程的施行來看，新課程改革之后科學課堂確實發生了很大變化，但是面臨著科學觀念轉變等問題。老師外表上理解科學本質，重視學生的探究活動，但在實際教學中不清楚如何做，理科老師還存在很多非科學和偽科學的教學行為7。2中美課程標準的科學本質觀教育比擬2.1美國科學課程標準中的科學本質觀基于2022年發布的美國?科學教育框架?AFra

5、erkfrK-12SieneEduatin，美國于2022年4月9日正式發布了美國?新一代科學教育標準?NextGeneratinSieneStandards，以下簡稱NGSS，該標準向人們展示了美國對科學本質觀教育的重視。NGSS對各階段各年級的學習內容均詳細列出科學本質的核心概念，以及學生對每一個核心概念應有的理解程度。NGSS中科學本質共有八個核心概念5，以高中生物為例，筆者列出了各個主題所涉及到的理解科學本質的核心概念以及每一個核心概念的詳細要求見表28。分析NGSS可以發現，在構造與功能這一主題的科學本質陳述中，表達出科學本質中的邏輯性、批判性和科學方法的多元化。說明美國在這一主題的

6、教學和理論中注重培養學生的探究性思維和探究性活動的才能。生物體和生態系統中的物質和能量和生態系統的互相依存關系這兩個主題的陳述內容均有科學知識可以承受新證據的修正，特別強調科學知識的累積性和暫時性本質。在遺傳與變異這一主題的科學本質陳述中表達出科學、技術與社會的互相關系STS。自然選擇和進化這一主題那么是強調科學知識的暫時性、可重復性和可預測性本質。綜上所述，美國NGSS高中生物局部科學本質觀教育涵蓋了科學本質的三個維度，即科學知識的本質、科學探究的本質和科學事業的本質。在科學知識的本質中提到了科學知識的累積性、暫時性、可重復性和可預測性，特別強調了科學知識的暫時性本質；在科學探究的本質中提到

7、了科學探究的批判性、邏輯性和科學方法的多元化本質；在科學事業的本質中強調了科學、技術和社會的互相關系。在高中生物的五大主題中，有四個主題構造與功能、生物體和生態系統中的物質和能量、生態系統的互相依存關系、自然選擇和進化在科學與工程理論維度上強調了與科學本質的聯絡，注重在理論中應交融科學本質的理解；有兩個主題遺傳與變異、自然選擇和進化在跨學科概念這一維度上強調與科學本質的聯絡，注重在跨領域的學習中理解科學本質。2.2中國國家課程標準中的科學本質觀在2022年公布的?普通高中生物課程標準實驗?以下簡稱?標準?中都有理解科學本質的要求表達。?標準?將進步學生的生物科學素養作為課程根本理念之一，也作為

8、施行課程標準核心任務9。1課程目的。在?標準?的第二局部課程目的中，有關科學本質觀教育的表述為，學生通過高中生物課程的學習，將在以下各方面得到開展：獲得生物科學和技術的根底知識認識科學的本質，理解科學、技術、社會的互相關系，以及人與自然的互相關系，逐步形成科學的世界觀和價值觀。在課程的詳細目的中的情感態度與價值觀這一維度中的相關表述為，認識生物科學和技術的性質，能正確理解科學、技術、社會之間的關系。可見，課程目的較重視學生對科學、技術與社會的互相關系的理解。2內容標準。在第三局部內容標準中也包含有科學本質的表述。高中生物課程的內容包括必修和選修兩個局部，共六個模塊，表3整理了內容標準各模塊中表

9、達科學本質觀教育的表述。內容標準指出了學習科學本質的意義和科學本質教育的途徑或建議。強調對科學、技術與社會互相關系的認識。3施行建議。在?標準?的第四局部施行建議的第一局部教學建議中，其中幾個方面的要求，包括對探究性學習、生物科學史學習的要求均表達了對科學本質的關注。教學建議包括：1深化對課程理念的認識；2全面落實課程目的；3組織好探究性學習；4加強實驗和其他理論活動的教學；5落實科學、技術、社會互相關系的教育；6注意學科間的聯絡；7注重生物科學史的學習10。科學探究作為發現科學事實、提醒科學規律的過程和方法，在科學教育中有重要的意義10。?標準?倡導探究性學習，其中明確提出：教學不僅要使學生

10、獲取一定的知識，還要使學生習得獲取知識的方法，進步解決問題的才能。在教學中，老師應該讓學生親歷考慮和探究的過程，領悟科學探究的方法，為老師組織探究活動提出了詳細要求和建議，如要有民主的師生關系和求真務實的氣氛，探究性學習是重要的學習方式，但不應成為唯一的方式等，表達了科學方法的多元化的內涵，幫助學生從科學探究的本質的角度認識科學的開展和科學的根本特征，體驗和認識科學本質。?標準?教學建議注重加強實驗和其他理論活動的教學，其中也有表達科學本質的要求：通過實驗和其他理論活動，不僅可以幫助學生更好地理解和掌握相關的知識，有利于他們在觀察、實驗操作、科學思維、識圖和繪圖、語言表達等方面才能的開展，也能

11、促進學生尊重事實、堅持真理的科學態度的形成。這些教學建議雖然沒有直接提到科學的本質，但為老師在理論方面的教學提供了建議和考前須知，促進學生理解科學的本質。?標準?倡導要充分認識到科學、技術、社會的互相關系教育的重要性，教學建議提出老師應該重視浸透科學、技術、社會互相關系的教育，在教學中通過詳細事例幫助學生認識生物科學與社會開展的嚴密聯絡、老師應引導學生通過圖書、報刊、音像和網絡等理解更多的信息，開展調查、研究、討論等活動，理解生物科學技術對社會開展的作用，同時也理解科學技術可能帶來的負面影響。這些建議幫助學生認識到科學、技術對社會產生的影響和作用，幫助學生認識和理解科學、技術和社會的互相關系科

12、學可以造福于人類，也可以給人類造成不可挽回的災難。但對于社會對科學、技術產生的影響和作用以及科學與技術之間的互相關系并未作明確要求。與NGSS不同，我國的高中科學課程標準實行分科教學，?標準?在這局部教學建議中明確提出：加強學科間的橫向聯絡，有利于學生理解科學的本質、科學的思想方法和統一的科學概念和過程，建立科學的自然觀，逐步形成正確的世界觀。課程標準只是強調注重學科間的聯絡有助于學生理解科學的本質，至于理解哪些科學本質、理解到什么程度，課程標準中并沒有說明。科學史的學習可以促進學生對科學本質的理解。?標準?在相關主題的詳細內容標準中對需要講授的科學史內容均有明確的要求，同時在教學建議中強調，

13、其中的概述植物生長素的發現和作用、總結人類對遺傳物質的探究過程等包含科學史的內容應認真完成。教學建議還強調：科學是一個開展的過程。學習生物科學史能使學生沿著科學家探究生物世界的道路，理解科學的本質和科學研究的方法，學習科學家獻身科學的精神。這局部表述表達了科學知識本質的暫時性內涵，即科學知識是不斷開展變化的。雖然在詳細內容標準和活動建議中沒有直接提到科學的本質，但學生在學習科學史的過程中，通過考察重大的科學發現、科學理論的開展過程、科學家的探究活動等，幫助學生從科學的歷史和本質的角度認識科學的開展和科學的根本特征，體驗和理解科學本質。綜上所述，我國?標準?表達出對科學本質觀教育的提倡和重視。科

14、學本質分成了知識、情感態度與價值觀、才能三個維度，科學本質的內涵之一STS的內容那么主要表達在情感態度與價值觀中。內容標準并未對學生需要學習的科學本質做出明確要求，而是強調認識科學本質，即科學本質觀教育的重要性。教學建議表達了當代科學教育界對科學本質的認識，注重了科學方法的學習，理論才能的進步4。我國?標準?中科學本質觀教育也涵蓋了科學本質的三個維度。在科學知識的本質中提到了科學知識的創造性和暫時性本質；在科學探究的本質中強調了科學方法的多元化；在科學事業的本質中著重強調了科學、技術和社會的互相關系。可見，強調認識科學本質的重要性是我國?標準?的一個顯著特征，但對于認識哪些科學本質和理解到什么

15、程度?標準?中并未給出詳細說明。2.3中美課程標準中科學本質觀教育比擬和分析1綜合與分科的差異。美國NGSS可以說是綜合了生命的科學生物、物質的科學物理、化學、地球與空間科學地理等學科，而我國高中課程標準的各學科是分開的。研究說明，綜合的標準更可以從整體上表達科學的本質，更利于表達各學科知識之間的聯絡與穿插，即便于表達科學知識的統一性11。2顯性與隱性的差異。美國NGSS通過各主題下的聯絡到科學本質這一局部的表述，對各階段各年級的學習內容均詳細列出科學本質的核心概念，以及學生對每一個核心概念應有的理解程度，由此可見其對科學本質觀教育的重視，并注重從多個角度闡述科學的本質。我國?標準?將進步學生

16、的生物科學素養作為課程的根本理念之一，在課程目的、內容標準和施行建議的局部均有表達科學本質觀教育的表述，顯示出我國對科學本質教育的提倡和重視。但我國?標準?并沒有明確科學本質觀教育的內容和要求，也未對科學本質作深化的闡述，對當代西方的研究成果目前根本還處于譯介的階段12，仍需要更多教育者和學者進展研究和討論。即美國NGSS關于科學本質教育增進學生對科學本質的認識和理解是顯化的，而我國?標準?在這個議題上是隱性的。3表述風格和描繪精度的差異。在表述風格方面，美國NGSS中有關科學本質的陳述是比擬豐富且明確的，而我國?標準?有關科學本質陳述顯得有些骨感且含而不露11。在描繪精度方面，有學者就對課程

17、標準的描繪應該是嚴格細致還是要有適當的自主空間這一問題進展過討論和研究。與我國?標準?相比，美國NGSS關于科學本質教育的描繪相比照擬嚴格細致，在相關主題下詳細列出科學本質的核心概念，以及學生對每一個核心概念應有的認識程度。學生對科學本質的理解程度隨著年齡階段的變化而變化，表達出科學教育的階段性和連接性。有學者認為，嚴格細致的內容標準是保證標準權威的前提。而我國?標準?關于科學本質教育的描繪相比照擬寬松概括。在筆者看來，嚴格細致的標準描繪不能作為影響老師創造力的借口，而寬松概括的標準描繪并不代表靈敏，并不代表老師可以隨意更改教學內容與要求。寬松概括的標準描繪容易導致老師解讀的不恰當或是隨意解讀

18、，為了防止不正確地解讀，各門學科又出臺了?課程標準解讀?，這也是我國獨有的無奈之舉。但美國沒有課程標準解讀，原因之一是這些課程標準簡單明了，老師一讀就懂。不過，美國有報告顯示，過度細致繁瑣的標準描繪，也會導致老師無所適從13。4廣度和深度的比擬。美國NGSS和我國的?標準?在高中生物局部的科學本質觀教育方面都關注到科學本質的三個維度，但兩國側重點不同。美國NGSS科學本質觀教育側重表達科學知識本質的累積性、暫時性、可重復性和可預測性；我國?標準?科學本質觀教育側重表達科學知識的創造性和暫時性。美國NGSS科學本質觀教育側重表達科學探究本質的批判性、邏輯性和科學方法的多元化；我國?標準?科學本質

19、觀教育側重表達科學探究的科學方法的多元化。美國NGSS和我國?標準?科學本質觀教育均側重表達科學事業本質的科學、技術和社會的互相關系。美國NGSS對科學本質觀教育的表述涵蓋的科學本質內涵更廣泛、豐富，有詳細的要求和說明，我國?標準?有關科學本質觀教育的表述涵蓋的科學本質內涵較單一，側重點突出，且沒有科學本質內涵的解釋。3啟示本論文參照分析、比擬所得出的結論，對我國高中生物課程標準提出以下建議。1加強學科之間的整合，促進學科間的聯絡。隨著人們對科學，特別是自然科學的認識不斷開展，人們逐漸意識到，各門自然科學之間的界限變得越來越模糊，主要的概念變得更加統一14。因此，在我國高中課程標準實行分科的現

20、狀根底上，在課程標準中浸透注重學科間的聯絡、跨學科概念的整合是有必要的，幫助學生認識和理解科學本質以及科學的思想和方法。有研究顯示，科學課程之間的穿插或浸透的內容不突出，影響學生對科學本質的理解，不利于學生進展創造性學習15。2適當顯性化科學本質教育。有研究說明，單靠學生自己學習很難獲得正確的科學本質1。老師必須采用外顯的方法幫助學生反思他們的活動。最近，科學教育改革文件和科學教育者主張通過顯性的方法學習科學本質。可見，科學本質觀的顯性教育在科學教育中有重要的意義，我國高中生物課程標準有關科學本質的教育大局部是隱含在知識、情感態度與價值觀、才能的三維目的中。有學者認為，三維教學目的所達成的過程，也是促進