美国中小学科学教育改革动向，本文主要内容关键词为：中小学论文,教育改革论文,美国论文,动向论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
〔中图分类号〕G53/57.72 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1006-7469(2000)03-0016-04
一直以来，美国十分重视中小学的科学教育，认为“美国的未来越来越取决于能否向全体美国儿童提供有质量并具有本国特色的科学教育。”80年代以来，美国对中小学科学教育进行了一系列改革，旨在培养中小学生全面的科学素养。
1989年，美国科学促进协会(AAAS)发布《普及科学—美国2061计划》，为了使美国当今儿童一下世纪的公民为适应2061年慧星再次临近地球时科学技术和社会生活的发展变化，明确未来儿童和青少年从小学到高中毕业应当掌握的科学、数学和技术领域的基础知识，强调“科学、数学和技术将成为教育今日儿童面对明日世界的基础”。
1993年美国科学促进协会组织的教育研究项目《科学文化水平》报告，对2、5、8及13年级学生应达到的知识水平提出了广泛的建议，认为学生从5岁起就应接受系统的科学教育。报告还指出，现实中，科学课程面面俱到，实际运用远远不够，公立中小学的科学教育体制应该彻底改革。
1994年3月，美国国家科学教育标准和评定委员会理事会(NCSESA)提出了美国国家科学教育标准提要，包括计划标准、教学标准、内容标准、评定标准和体系标准等，希望能给所有中小学生提供机会，以便他们掌握针对性的标准和有效性地学习。随之，美国国家科学基金会在全国选定9个城市率先进行名为《城市系统计划》的中学科学教育改革。同年，美国《教育目标法》将“科学”纳入标准课程。1996年美国颁布全国科学教育标准，全力推行中小学科学教育改革。
据美联邦教育部《追求卓越》报告指出，1996年第一届国际数学与科学竞赛中（8年级学生参加，相当我国初二学生——笔者注），美国中学生科学成绩平均为534分，在参赛的41个国家或地区中排名第5（前四名为：新加坡607分、捷克574分、日本571分、韩国565分）。1997年第三届国际数学与科学竞赛中，美国小学生科学成绩平均分为565分，在参赛的26个国家或地区中排名第3（前2名为韩国597、日本574分）。
由此可见，美国中小学生的科学成绩似乎表现不俗，中小学科学教育取得了较大成功。但是，随着美国基础教育改革逐步深入，以提高中小学教育质量为根本目标，以统一教学大纲、统一考试为主要标志的提高全国教育水平运动展开，美国中小学科学教育遇到了全新的挑战。
一
据1999年全美科学教师协会("NSTA")报告指出，为了进一步提高科学教育水准，国家将进一步推行缩小班级规模，向学校班级投资，加强科学课程开发，极力进行方案策划，同时要求教师通力合作、全力以赴。但现实状况却并不容乐观。
中小学推行科学教育所面临的突出问题表现为三个方面：(1)课程内容繁杂冗余，亟需作出短期化、灵活化的课程变革。科学教师最感困难的是如何处理教材。如生物教材包括从“原子”到“个体”几乎所有的内容，在学校课堂教学180天有效的教学时间里完成相关教学任务实在难以想象。(2)教师教学目的出于“应试教育”，而非“素质教育”。大多数教师把教学时间花在为学生准备州的统一考试上，而不是去培养学生学习科学的态度和志趣。正如有的教师所说，“为准备州的统一考试实在太紧张了。如果学生考不好，我就要担心被解聘。所以我和学生一样担心考试。”(3)学生死记硬背，缺乏深入实践。学生在进行科学课程学习时，花费大量的时间学习词汇短语，记忆事实，极少象科学家一样调查真正的问题、实验制作和撰写报告，从事科学研究。有的专家指出，当学生中学毕业时，也许能够辨认出5种类型的落叶树或能够略述人体骨骼系统，但对于有关重要的科学概念诸如物种差异、适应性等却未必能阐释。
全美科学研究协调人、美国国家中心行政主管、密歇根州大学教授威廉·斯科米德(Willian Schmidt)在1998年5月全国科学委员会会议上，针对1997年第三次国际数学和科学研究(TIMSS)发表了自己的看法。他认为，美国中小学科学成绩滞后的根本原因在于：(1)粗略考虑科学教育课程方案；(2)过分强调考试标准。这样没能从更深层次上传授重要的科学概念，从而理解概念。
事实上，美国中小学只是在起始年级阶段科学成绩表现出色。TIMSS结果表明，美国小学4年级学生科学成绩在50个国家比较中排名较高，但是8年级学生成绩滑向一般成就水平，而12年级学生科学成绩则处于最低水平。斯科米德教授认为，TIMSS“最惊人的发现”是，在科学方面被认为是最优秀和最聪明的美国学生，其实是最落后和最边缘的。斯科米德教授同时指出了影响美国中小学科学成就的三大因素：(1)课程因素。中小学课程重复而循环，且许多教材仅是材料的堆积和拼凑。3、4年级学生本可以研究一些类似海洋学或天文学领域方面的专题，但他们被迫倾向于重复学习有关概念，无助于促进较高的学习水平。更糟的是，许多学生中学毕业时，教师认为其科学课程学习还存在“一个巨大的黑洞”。另外，其它国家的学生正在学习物理和化学时，许多美国学生已完成了2～3年的科学课程，而转向地球科学和生命科学课程学习。(2)教师因素。教师素质不高也是一个重要原因，教育学院毕业生缺乏宽厚的科学素养，在职教师工作实践中也缺乏相应的培训。中小学对于科学教师的专业成熟和发展无论从课程开发还是教学指导都没能给予足够的重视。(3)学生因素。许多学生未能很好理解和掌握几何物理，因而也就无从谈及进一步高水平科学研究。另外，能力分组和课程选修，低能力组的学生很少获得较好科学成绩。
二
美国1996年由全美研究理事会("NRC")颁发的全美科学教育标准，意在希望美国中小学实现各项相应标准，有助于学校科学教育取得重大进展。如关于12年级学生科学标准提出，学生应花较少时间记忆事实，而更多在于现象提问和质疑，收集和运用证据，从而解决问题。同时，标准还要求12年级学生通过小组合作学习，掌握和利用更多的第一手资料，并且能致力于研究个别科学尖端问题。然而，中小学在贯彻执行相关标准方面却相距甚远。
《美国学校委员会》杂志主编、哈蒙德市教育研究顾问苏珊·布拉克(SusanBlack)等人调查表明，很多学区根本无从落实有关国家科学教育标准。在中西部学区，学校科学教学时数远远少于其它学科。由于师资局限，科学课程的实施完全没有计划和安排，如小学5年级，有的教师花一整个上午教阅读和数学，下午教社会研究和特别课程——艺术、音乐和体育，没有具体时间实施科学教学。这种现象在小学普遍存在。根据联邦科学教育部(NISE)简报，研究者艾雷斯·韦斯(IrisWeiss)指出，一般而言，小学1～6年级每天应安排30分钟用于科学课程教学，高年级学生至少每天要有50分钟的时间用于科学课程学习。但现状是，学生通常花很少的时间用于科学课程学习，和其它学术性课程相比，学生花费在科学课程学习的总学时要少得多。
据调查，中小学科学课程开发也出现一些问题。一份由156名教师开发的1～12年级科学课程方案在实施中即令人不解。在每个年级段，教师们投入极大的热情一起参予活动，却不去帮助学生们学习和理解科学概念。例如，任教一年级的教师试图通过让孩子们手拿采色粉笔或采色积木的方式去掌握“比例”概念，但教师并没能给孩子们明确解释怎样去理解这一概念。而任教4年级的教师则试图通过折制纸花的方式让孩子们学习“植物的特征”。学生对于科学概念的理解依然模糊不清。在8年级的一节物理课上，教师在机器模型上贴标签（如滑轮、机轮、楔），希望学生“理解运动规律”。在另一所中学的地球科学课堂上，教师们通过记忆、草拟行星和与太阳有关星系特征图的方式希望学生理解“宇宙组成和地球结构的基本含义”。
很显然，只有教师具备良好的科学素养，才能撰写出成功的科学课程指导。同样，只有教师充分利用全国科学教育标准和其它资源，才能有助于提高学生科学成绩水平。
三
美国中小学科学教育遇到种种问题，无论是来自教师方面，还是学生方面，或是课程方面，实质上可归结为科学教育的理论和实践之间存在反差，这种反差事实上比预想中的要大得多，因而许多学校科学教育实践难以达成科学教育标准。尽管如此，有关学校积极探索科学教育理论和实践的有机结合点，从事中小学科学教育改革，从而获取最大效果。
1.大学和中小学合作开发
美国有关高校和中小学已开始联手，致力于中小学科学课程教学改革。其中较为出色的是马里兰州的教师预备合作方案(MCTP)。该方案根据教与学的结构理论，鼓励大学科学教师与中小学科学教师合作，修订中小学科学课程。从事MCTP的摩里·戈登(Maureen Gardner)研究员和MCTP的领导者、马里兰州立大学的吉姆·裴(James Fey)教授一致认为，大学教师参与中小学科学教育改革，通过合作学习、亲自实践、互动、调查等方法，主要达到两项目的：(1)他们帮助小学科学教师更好地学习和理解科学课程；(2)他们为中小学科学教师创建1～12年级科学方法模型。另外，马里兰州有关社区学院里，科学教授塞格凡尼(Cerkovnik)运用MCTP的有关原理，围绕学生问题构建新型课程。其中，采用小组工作，旅行见闻和微机实验等方式帮助学生获得天文学及其它物理课题方面的知识。
2.开展课堂教学改革
课堂教学是中小学实施科学教育的主要阵地。一些科学课程教师从改革课堂教学入手，提高教学效果。如一中学化学课堂上，教师将多维智力理论运用到原子化学单元教学中，教师要求学生学习有关单元后，按自己的思维方式，采用各种方法描绘出原子化学有关专题。课堂上一个11年级的男生运用运动知觉和空间知觉原理创作了一个精确的原子能行星模型。他所使用的物质材料是水塔、缓和剂、燃料杆和发生器等模具，从而他以97分的成绩通过了化学考试。无疑，课堂教学方法的改革，要求教师从学生实际出发，把儿童当作教育的主体，尊重学生的思维和行为方式，充分调动学生学习的积极性和主动性。只有这样，儿童科学志趣的火花才会点燃，从而升华到对科学的探究和发现之中。
3.户外科学考察
“在实践中学习”无疑是科学教育较具独创的方式。科学考察为学生带来了极大的乐趣，这也正体现了儿童的好奇心，这种方式深受学生欢迎，如教师带学生进行户外学习，如植物园、自然历史博物馆、动物园等。例如在纽约—中学，8年级教师带领学生从事“水的考查”活动，要求学生了解和研究城市水供给系统。他们参观了城市环保局的化学分析实验室和微生物实验室，学习类似的研究技术，着手建立各种控制或分化实验，学生们测试了市内155多种水样，用于各种化学实验，并且分析和记录了他们的发现，然后他们尝试处理污水变为洁净水的方法。由此扩展，他们深入到广阔的自然资源，探究湖泊、江河、溪流各种水样。通过科学考察，丰富了学生们的阅历，增长了学生们的科学见识，为形成一定的科学素养奠定了良好的基础。