二戰(zhàn)后美國三次中小學科學課程改革的回顧與反思

科學教育是指以物理、化學、生物學、地理學等自然學科為主體，以科學、環(huán)境科學、科學知識和自然科學為基礎的完整的科學、技術教育和培訓體系。西方科學是現代科學的楷模,它不僅帶來了科學認識的宏大成就,更以其貫穿的方法、精神和思維方式影響著人類。科學課程(sciencecurriculum)是指為實現“科學”這門學科的教育目標而規(guī)定的教育內容、目的、范圍和進程的總和。它包括科學課程標準、課程的性質與目標、科學教材和科學教學與評價等多個方面內容。影響科學課程內容的選擇和設計的因素很多,除了要考慮與課程目標的相關性以外,還要考慮內容的科學性、系統(tǒng)性和有效性,以及這些內容是否符合學生的認知特點和社會的實際需要等諸多方面。科學課程內容的組織形式多種多樣。課程編寫者可以以探究能力發(fā)展為主線來選擇內容,或按照兒童生活經驗發(fā)展為線索,或按照概念體系為主線,或按照統(tǒng)一的概念與過程為線索,也還可以按照多條線索來組織教材。美國學者艾倫·奧恩斯坦(AlanC.Ornstein)認為,課程作為一個研究領域,誕生于1918~1949年,可見,科學課程雖然出現很早,但對其的研究卻在美國起步較晚。根據目前國內外大多數學者的觀點,在中小學階段,科學課程可分為普通科學課程、分科科學課程和綜合科學課程三種。普通科學課程是非專科性的,其目標指向是讓學生對他們日常生活世界有一個科學的了解,為他們日后更深一步學習專門的科學課程奠定基礎。分科科學課程主要有物理、化學、生命科學、地球科學、天文學等。綜合科學課程則強調科學內容的整體性,將不同領域的科學知識按照共同概念或探究過程進行綜合,在課程設計上注重心理學、教育學、社會學的基礎,因此,它有助于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。一、三次改革浪潮(一)科學課程的改革20世紀50年代以后,由于冷戰(zhàn)的鐵幕已開始在社會主義國家和資本主義國家間拉開,因此,在促進美國科學教育改革的因素中,政治因素要大于經濟因素。1957年蘇聯(lián)人造衛(wèi)星上天,這一驚世之舉打破了美蘇之間的平衡,使美國在競爭中處于被動地位,以此為契機,美國人開始反思并改革教育,美國社會各界對之前的實用主義教育展開了強烈的批評。然而,可以說這次改革的深層次原因卻是美國的悲觀主義文化和深刻的危機意識。這次改革反映在課程方面,其主要特征是科學課程現代化。所謂科學課程現代化有兩層含義:1)更新中小學科學課程的內容,使其反映20世紀上半葉以后科學技術日新月異的變化,讓新的科學理論知識進入中小學科學教材,如原子物理、激光、脫氧核糖核酸(DNA)等內容都是在這次科學課程改革中進入中學教材的;2)在科學課程的設計、開發(fā)和實施方面,以布魯納提出的學科結構課程理論為指導,強調科學課程的學科結構化、理論化和發(fā)現教學法。科學探究(或探究性科學教學)就是在布魯納提倡的“發(fā)現教學法”的基礎上應運而生的。在此背景下,1958年9月2日,美國總統(tǒng)親自批準頒布了《國防教育法》,把教育改革與加強國家安全聯(lián)系起來。該法案共10章,主要內容是:1)加強普通學校的自然科學、數學和現代外語的教學(所謂“新三藝”);2)加強職業(yè)技術教育;3)強調“天才教育”;4)增撥大量教育經費。《國防教育法》是作為改革美國教育、加快人才培養(yǎng)的緊急措施推出的,法案冠以“國防”二字足以說明美國當局對這次改革十分重視,認識到教育在國際競爭中的重要性,教育與國家的安危和國家的前途命運息息相關。該法的頒布推動了科學課程的發(fā)展。繼《國防教育法》頒布之后,20世紀60年代,美國在中小學課程方面又進行了改革。1959年9月,美國科學院邀請35位科學家、教育家、心理學家匯集一堂,討論美國中小學課程改革的問題。會后,大會主席、心理學家布魯納起草了《教育過程》的總結報告。在課程改革方面,該報告強調,逐級下放科學技術課程,縮短高級知識與初級知識的距離;用結構主義教育思想作指導,編制結構課程,并使之與教學過程結構和兒童的智力發(fā)展結構相適應,成為兒童可掌握的內容;鼓勵學生用探索的發(fā)現式方法學習。這次會議為美國60年代中小學課程改革指出了方向,會后,一大批科學家和教師開始根據會議思想編制教材。《國防教育法》使美國中小學科學教育受到更多的關注,獲得了國家的大量投入,此外,對“新三藝”的重視,更是為后來國家核心課程思想奠定了基礎。60年代的課程改革正是《國防教育法》在課程領域的具體實踐,然而,這次改革普遍認為是不成功的,因為課程難度偏大,學生不感興趣,教師對新教材缺乏經驗,難以達到預期效果,從而使美國教育在20世紀70年代走上了“返回基礎”的老路。實際上,這一次基礎科學課程改革可以說只達到了一個目標,即為對付前蘇聯(lián)的挑戰(zhàn)培養(yǎng)了一大批科學技術人才,提高了美國科學技術水平。但是,普及科學教育和提高廣大青少年科學技術素養(yǎng)的目標卻沒有實現。而這個目標,正是20世紀80年代中期以來美國跨世紀的第二次科學教育改革——“2061計劃”所要繼續(xù)完成的既定戰(zhàn)略目標。(二)美國科學教育發(fā)展的背景由于第一次改革浪潮并不成功,到20世紀70年代中期,美國的一項評估研究發(fā)現,新的科學教材使用的范圍并不廣泛,科學教學的質量不但沒有像預期的那樣提高,反而降低了,甚至出現了大批新增的功能性文盲或科盲。全美理科教師協(xié)會在70年代末進行的一項全國性的大規(guī)模理科課程調查的基礎上,提出改進理科課程的質量,使學生成為具有科學素養(yǎng)的人。1981年8月26日,面對教育質量不斷下降,國際競爭日益加劇的嚴峻局面,聯(lián)邦教育部領導成立了“國家教育優(yōu)異委員會”(TheNationalCommissiononExcellenceinEducation),并于1983年4月發(fā)表了一份全面檢討美國教育問題的報告,題為《國家處于危機之中:教育改革勢在必行》,報告揭示了當時美國教育存在的一些嚴重問題:測驗成績差、科學數學較低的選修率、學校沒有充足的資源、教師也缺乏足夠的素養(yǎng)等。報告在結論中宣稱美國當前教育系統(tǒng)已不符合國家需要,一時舉國皆驚。與此同時,20世紀80年代初出現的以信息技術為核心的新技術革命方興未艾,并逐步深入,美國社會由此正經歷從工業(yè)化社會向信息化社會轉變,生產處于從勞動、資本密集型向知識密集型轉變的過程之中。現實需要有更高技能與綜合素質更全面的新型勞動力,這都為即將展開的科學教育改革提供了廣泛的背景。如果說美國20世紀80年代以前的教育改革具有明顯的應時性的話,那么進入80年代后則更多地呈現出綜合性與前瞻性的特點。它以四個著名的教育改革文獻——《國家處于危機之中:教育改革勢在必行》、《2061計劃:面向全體美國人的科學》、《美國2000年教育戰(zhàn)略》、《2000年目標:美國教育法》為標志,向世界呈現了一幅面向21世界的教育藍圖,其中,尤以《2061計劃》最為重要。1985年,美國民間科學團體美國科學促進聯(lián)合會(AmericanAssociationfortheAdvancementofScience,簡稱AAAS)發(fā)起了有關科學、數學與技術教育改革的長期規(guī)劃。在全國科學技術委員會的資助下,它聘請了400位國內外著名的科學家、教授、教師以及科學、教育機構的負責人,用了近四年的時間,于1989年完成并公布了一份文件,題為《2061計劃:面向全體美國人的科學》。這是一份關于科學、數學與技術知識目標的綜合研究報告,在長達200頁的總體報告和其他5份專題報告中,明確提出“普及科學基礎知識包括科學、數學和技術,已經成為教育的中心目標”,并詳細闡述了全面改革美國初、中等教育體系的設想、步驟、目標和科學依據。經過長期、反復的討論與分析,專家們將每個學生從幼兒園到高中畢業(yè)應獲得的基本科學知識濃縮為十二大類:科學、數學、技術的本質屬性、總論,下面分為物理、生態(tài)環(huán)境、人體機能、人類社會、技術世界、數理世界、科學史觀、一般主題與思維習慣九個大類。而報告之所以命名為“2061計劃”,是因為1985年是哈雷慧星光臨地球的日子,該計劃的啟動者期望在哈雷慧星下一次出現在地球上空———即2061年時,美國的科學與技術教育將達到一個嶄新的水平,這也可以說是美國有史以來“最雄心勃勃”的一項教育改革計劃。《2061計劃》和其后發(fā)表的幾份研究報告,構成了第二次美國中小學科學教育改革浪潮的重要內容。在這次改革中,進一步明確了科學教育的總目標是培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。教育目的作為決定教育發(fā)展方向的深層因素,是教育工作的出發(fā)點和最終目標,也是確定教育內容的根本依據。這一科學教育目標的轉變,對美國中小學科學教育課程產生了顯著而直接的影響。(三)《2000年目標:美國證券法》和《國家科學教育標準》到20世紀90年代為止,美國中小學科學教育改革,在把設想轉化為具體實踐的過程中出現了很多問題。這一方面是因為科學教育改革的力度與涉及面都較大,幾乎從教育觀念、課程、教材、教法、師資培訓乃至整個普通教育體系上都需要作出相應的變化與調整,一時難以到位;另一方面,教育改革的重點在課程與教材上,雖然美國集中了大量的人力物力確定了教學內容,編制了教材,但這充其量只是解決了教什么的問題,對于如何教還是眾說紛紜。再加上美國一直是個地方分權制國家,聯(lián)邦政府對教育建設較少直接控制,主要由州及地方政府自主決定,全國學校也就缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃與標準,造成教育質量難以控制,教育水平難以提高等諸多問題。從20世紀80年代后期至90年代初,要求國家加強對教育的控制,制定統(tǒng)一的國家教育標準的呼聲日益高漲。正是在這一背景下,1993年4月克林頓政府以法案的形式提交《2000年目標:美國教育法》(Goal2000:AnEducateAmericaAct),由國會兩院審議通過,并于1994年總統(tǒng)簽署后正式生效。該法案正式提出應在中小學教育領域,面向全體學生,編訂供各州各地區(qū)自愿采用的課程標準。這些標準詳細闡明了在每個學習領域,什么是所有學生所必須知道,以及有可能做的,并建立相應的評估體系。整個工作由國家教育標準與促進委員會主持操作。1995年12月,美國頒布了《國家科學教育標準》(NationalScienceEducationSandards,簡稱NSES),它明確規(guī)定了從幼兒園到高中各個年級科學教育的教學目標、教學內容和評價標準。這一標準是美國教育史上第一份全國性的科學教育標準,它是基于地方分權背景下的標準本位的科學課程改革,具有深遠歷史意義。它體現了美國科學教育界公認的“科學素養(yǎng)”的基本內涵,指出了“學生在科學學習中必須實現的和能夠實現的目標”。該標準明確了科學教育的指導思想,確立了科學教育體系和內容,對實施科學教育和評價科學教育質量提出了指導原則,覆蓋了從幼兒園到十二年級(小學、初中和高中合計12年)的科學教育內容和策略。《國家科學教育標準》共有八章內容。前兩章是“導言”和“原則與定義”,后六章分別規(guī)定了科學教育的6個“標準”:科學教學標準、科學教師專業(yè)進修標準、科學教育評價標準、科學內容標準、科學教育大綱標準和科學教育系統(tǒng)標準。《國家科學教育標準》對教師的自身水平、學生的學習、教學設計及組織、教學評價以及管理機構、社會支持系統(tǒng)都提出了要求,體現了對全國科學教育實施與管理的全面指導,因而成為科學教育各界參照的依據。美國新出版的中小學科學教學理論及教材中都把該標準作為主要編寫依據。《國家科學教育標準》是美國教育史上第一個關于科學教育的全國性標準。它不僅極大地推動了美國青少年科學素養(yǎng)建設的發(fā)展,而且使科學素養(yǎng)由一個抽象化的概念逐漸向操作性概念轉化。二、特征和趨勢(一)美國學校科技教育目標的確立二戰(zhàn)后,美國的科技發(fā)展十分迅猛,一度成為第三次科技革命的策源地。然而科技是一把雙刃劍,它在推動人類進步的同時,也給人類帶來了諸如環(huán)境污染、人口等問題;同時,科技的發(fā)展使各個學科間的聯(lián)系日益緊密,從而要求人們具有更加廣博的知識背景。這些都成為美國科技教育目標轉變的推動力。而在國際政治方面,出于美蘇爭霸的戰(zhàn)略考慮,美國十分重視中小學科技教育,力爭在科技上取得主動,從1958年的《國防教育法》到1995年的《國家科學教育標準》便是其最直接的體現。到了20世紀80年代,美國人再次發(fā)現,他們在科學技術上的領先地位受到日本、德國等“二戰(zhàn)”后重新崛起的經濟大國的嚴峻挑戰(zhàn)。在這種背景下,美國逐漸確立了其中小學科學教育的總目標——科學素養(yǎng)(ScientificLiteracy)的培養(yǎng)。對于科學素養(yǎng)的概念,多年來學者們尚未形成一致的意見,在學界影響最大的是科學素養(yǎng)國際發(fā)展中心主任米勒(Mille)在1983年提出的三維模式:1)關于科學概念的理解;2)關于科學過程和科學本質的認識;3)關于科學、技術和社會的相互關系的認識。現在較為一致的看法是認為科學素養(yǎng)就是由科學知識、科學技術和方法、科技與社會關系三個維度構成。科技對一國發(fā)展的重要性已是不言而喻的,國民的科學素養(yǎng)水平是衡量一國科技水平的重要指標,因此,美國中小學科學教育的目標開始確定為培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。教育目標決定教育內容,以科學素養(yǎng)的培養(yǎng)為目標對中小學科學課程產生了重要影響,使中小學科學課程開始重視學生科學世界觀與價值觀的培養(yǎng),科學課程呈現科學主義與人文主義相融合的趨勢。(二)美國中小學科學探究教育的特點在美國中小學科學教育中,除了科學素養(yǎng)之外,另一個出現最多的詞便是“探究式學習”(InquiryLearning)。如果說科學素養(yǎng)是目的,那么,探究式學習就是實現這種目的的手段,二者同是美國科學課程的重要方面。探究式學習就是指在老師的幫助下學生選擇有關的科學探究問題,通過對問題的探索研究,獲得蘊含在問題中的事物的本質及關于現象間規(guī)律性聯(lián)系的知識。杜威的“做中學”和布魯納的“發(fā)現學習”理論都是探究式學習的重要理論基礎。美國中小學科學課程的改革就凸顯了對這一學習策略的重視。1995年的《國家科學教育標準》中,“科學探究”的定義一方面是指科學家在研究自然界,并以研究所得的證據為基礎,對自然界的現象和過程提出種種解釋時采用的多種不同途徑;另一方面是指學生們?yōu)榱双@取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家研究自然界所用的方法而進行的各種活動。《國家科學教育標準》分階段(幼兒園至4年級、5至8年級、9至12年級)詳細列出了各年齡階段要求學生達到的不同層次的科學探究水平。如初中學生除了應該學會系統(tǒng)的觀察外,還應該能夠進行精確測定(定量描述),并會確定和控制變量;學生還應該學會運用計算機查詢、檢索、收集、存儲、組織、總結、顯示并解釋,并在此基礎上預測和構建模型等。美國中小學科學探究活動的特點包括:項目題材的生活化、日常化、準社會化;項目類型的多樣化,包括指向本課教學目標的項目,課后的拓展性的小項目,階段性或興趣小組的發(fā)展性的“大中型”項目,在科學館、博物館等交互式的科學活動基地中隨機性的個性化興趣活動項目等;活動形式方面,小組合作多,實驗動手活動多;成果形式方面,文字形式之外,實物形式多,設計作品多。顯然,美國中小學科學教育中的這種探究式學習,能夠培養(yǎng)學生獨立思考能力、懷疑精神和創(chuàng)新意識。因而,探究式學習是美國中小學科學課程實現培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)目的的最有效途徑。(三)培養(yǎng)生物公民的需要美國科學課程教育對象也經歷一個由培養(yǎng)少數科技精英到培養(yǎng)大眾的科學素養(yǎng)這一發(fā)展過程。科學課程對象范圍的擴大,一方面是美國教育水平普及與提高的必然結果,另一方面也是科技教育在國家發(fā)展中扮演越來越重要角色的體現。在1958年頒布的《國防教育法》中,美國明確強調“天才教育”,鼓勵有才能的學生完成中等教育,攻讀考入高等教育機構所必需的課程并升入該類機構,以便接受更深的教育,從他們中間培養(yǎng)出拔尖人才,為此,美國政府增撥了大量經費。當時的科技教育只是為了培養(yǎng)少數科學家。隨著經濟與科技的深入發(fā)展,以及教育水平的提高,普通國民的科學素養(yǎng)在衡量國家的科技水平中具有了重要的意義,于是美國科技教育的關注對象逐漸擴大。2002年美國總統(tǒng)布什簽署的《不讓一個孩子掉隊》(NoChildLeftBehind)的教育法案,其直接目的是為了讓每一個孩子享受到良好的教育,根本原因是為了培養(yǎng)全體國民的科學素養(yǎng)。這正是美國科學教育由精英群體向大眾普及化轉變的重要體現。《國家科學教育標準》編撰標準的首要原則是“科學是面向所有學生的”。“所有的學生,不問其年齡、性別、文化背景或族裔背景,不論他們有何殘疾、有何志向,也不管他們對科學懷有什么興趣、受到了什么激勵,都應該有機會接受科學教育,以使他們具有高度民主的科學素養(yǎng)。”(四)世紀80年代美國教育改革的主要回顧科技在國家發(fā)展與安全中扮演著重要角色,這使得危機來臨時,教育,尤其是科學教育就自然成為人們歸咎的對象。美國科學教育改革源自美國人深刻的危機意識,由此而產生了改革科學教育的堅強決心。美國人的教育危機意識在第一次基礎科學教育改革時就充分表現出來。1957年蘇聯(lián)的衛(wèi)星上天使美國人惶恐不安,深感他們在科學技術上的落后構成了對其國防安全的威脅,因而在1958年頒布了旨在促進基礎科學教育課程現代化的《國防教育法》。到了20世紀80年代,美國人再次發(fā)現,他們在科學技術上的領先地位受到日本、德國等“二戰(zhàn)”后重新崛起的經濟大國的嚴峻挑戰(zhàn),加上在國際性學生科學學業(yè)成就評價中美國學生成績落后,使他們的危機意識進一步增強。1983年,美國國家教育優(yōu)異委員會發(fā)表的《國家處于危機之中》干脆宣稱:美國的教育未能滿足國家的需要,致使美國的經濟遭到太平洋西岸和西歐一些國家的嚴峻挑戰(zhàn),并建議恢復基礎教育,提高國民素養(yǎng)。從而揭開了20世紀末期美國教育改革的序幕。據統(tǒng)計,到20世紀80年代末期要求進行改革的類似報告多達300余份。盡管這些報告提出的改革建議不盡相同,但卻一致認為,科學和技術對國民經濟至關重要,科學教育改革尤為迫切。為了在21世紀的國際經濟和軍事競爭中立于不敗之地,美國于1985年發(fā)起了跨世紀的、全面改革基礎科學教育的《2061計劃》。三、明確科學課程的課程目標,重視科學探究能力的培養(yǎng)美國作為世界上教育最發(fā)達的國家之一,自20世紀以來,中小學科學教育的改革就綿延不絕。美國中小學科學課程改革的目的是培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。為了強化全體公民的科學意識和正確的科學教育觀,美國提出把“科學素養(yǎng)”作為科學教育目標的核心概念。美國已形成一個強大的科學教育支持體系,以各科學領域的專家作為科學教育的智囊;以一系列的社會資源作為公民和學生的科學素養(yǎng)和科學技能的養(yǎng)成與培訓的基地、介質、內容載體和演示與實驗的高利用率和高效用的大眾化場所;以學校作為科學教育的重要陣地和未來科技人才的培養(yǎng)皿,通過整合性地設定學校科學教育課程和課程標準、在人文學科中滲透科學內容、設定科學課程評價標準、不斷培訓科學教育師資來保證科學教育的方向和質量;強調培養(yǎng)學生的原創(chuàng)力和探究能力。反觀我國中小學目前的科學教育,仍然是以科學知識、科學方法的教授為主,填鴨式的教育使應試教育大行其道。在進