美国中学化学课程改革与借鉴，本文主要内容关键词为：美国论文,课程改革论文,中学化学论文，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。
自19世纪以来，化学课程在大学教育中不断普及，化学课程越来越引起人们的重视，为满足学生升学及将来在大学学习化学的需求，美国于1825年正式设立了中学阶段的化学课程。[1]自此以后，在美国的中学阶段，化学课程开始作为一门独立学科存在，但当时课程内容仅涵盖某些“描述性”化学现象，涉及的化学概念较少且介绍简略，没有充分考虑化学知识点的逻辑性及学生的认知心理，更重要的是没有编写实验操作部分。可以说，此时的化学水平还处于“纯理论”阶段，化学知识仅停留于纸上。此后，随着19世纪末到20世纪初的进步主义教育运动、20世纪50年代末的科学教育现代化运动、20世纪60年代中期到70年代中期的教育人本化运动、STS（科学、技术与社会）教育改革运动的兴起及“2061计划”和《美国国家科学教育标准》的发布，美国中学化学课程经过了一系列的改革和实践。深入了解这些变革及其成因，可以帮助我们明晰美国化学课程的发展脉络，为我国的化学课程改革提供借鉴。 一、进步主义教育运动中的化学课程改革 19世纪末，“南北战争”和“南部重建”使美国快速进入了资本主义高速发展阶段。为适应工业化发展的迫切需要，当时美国社会中的人文主义者掀起了一场教育革新运动，其主旨在于对抗形式主义、狭隘的旧教育，基本改革形式为多元的教育改革与实验并存。[2]进步主义代表杜威认为“教育即生活”。他指出：“教育是一个在生活中自我实现的连续过程，因而教育不仅仅是生活的准备，而且就是生活本身”，[3]引发了美国中学化学课程的首次改革。本次变革强调化学课程不仅要满足学生升学的需要，更要使其与学生的生活经验相联系，满足学生顺利地进入社会，并能运用化学知识处理实际生活中的化学问题的需要。当时使用的由勃拉克·康南特编著的《最新实用化学》教材就反映了这一“务实”的教育理念。在课程内容上，强调化学与学生生活实际的联系，强调科学是一种探究活动，化学实验是其主要的探究手段。例如，哈佛大学曾在1880年开设了学院预修的理科课程，划定了学生在中学所要做的实验内容。[4]此次改革的最大成果之一是将化学知识与学生的实际生活联系起来，使学生深刻理解化学与生活的关系以及化学知识在实际生活中的应用。 二、科学教育现代化运动中的化学课程改革 1957年，苏联首颗人造卫星的发射促使美国实施《国防教育法》，要求政府增加教育经费，大量造就科学家和工程师，确保国家安全。自此，美国中等教育迎来了真正意义上的化学课程改革。 在美国国家科学基金会赞助和新的化学教育思想指导下，一些著名大学教授和优秀中学教师根据他们不同的教育观点，分别形成了以化学键和分子结构为重点的化学键方法教学研究会（CBA）和以偏重于以实验为基础的化学教学的化学教材研究会（Chem Study）。CBA认为，化学键是化学学科教学的逻辑中心，师生应用理性的逻辑思维方法来理解化学键，强调化学知识在结构上的连贯性。基于此纯理性的结构主义学科倾向，CBA编写了教材《化学体系》，其主要内容有以下几个方面：化学变化的本质；化学体系的电本质；帮助解释体系的模型；化学体系里的键；有序、无序和变化。[5]Chem Study则认为化学学习应以实验为基础，强调实验在学生获得化学知识中的重要性。基于此，Chem Study编制了教材《化学——一门实验科学》，内容包括：科学活动导论、基本化学概念、化学反应的宏观研究、物质的微观研究及描述化学。此外，该课程还设计了39个化学实验供学生选做。 《化学体系》课程的教学目的主要体现在以下三个方面。第一，使学生掌握科学知识观在科学认识中的重大意义，拓展并激发学生的思维及想象力；第二，培养学生通过实践探索掌握科学思想和科学途径，并了解其对建立化学理论所起的巨大作用；第三，帮助其建立论证化学知识的思路，从而有效解释和说明错误产生的原因。由此可见，《化学体系》偏重于理论学习，将教学的重点着眼于化学键和分子结构，主要目标是培养学生的逻辑思维能力，使学生能运用化学理论理性地解释他们观察到的化学现象。这种以学生为主体、旨在培养学生的创造性思维能力与逻辑思维能力的教学理念得到科学家的高度评价。但由于其过分强调化学键理论而忽视元素化合物知识，很少将化学知识与生产生活、社会实际相结合，大部分学生难以接受。因此，CBA教材并未在美国广泛普及，其推行后不久美国各州即停止使用。 Chem Study课程则将教学目的集中在以下四个方面。第一，缩小科学与师生之间的距离；第二，为输送高中生进入大学进行基础训练；第三，激励教师进行课程内容与教学方法改革；第四，在情感态度上培养学生对化学知识意义的理解。化学课程不仅要培养化学专才，而且要让那些将来不再继续进行化学研究的学生认识到化学在过去、现在和未来生活中所起的巨大作用，并能够运用所学化学知识解决生活中的化学问题。可见，Chem Study更偏重于学生的实践探究，将学生置身于化学情境中，在亲历化学变化中产生认知冲突，并通过创造性的思维认知化学知识的意义。在此课程的学习中，学生将花费一半的时间做实验，并将实验与讨论、思考适当配置，采用发现学习法，培养学生发现问题、提出问题及解决问题的意识和能力。由于Chem Study教材对化学实验的重视，强调对科学调查的本质及科学知识产生过程的认知，受到化学家和大部分中学教师的认可，然而仍有部分教师对此提出批评，认为该课程对学生的科学探究能力要求偏高，较适用于优等学生的学习。 尽管《化学体系》和《化学——一门实验科学》两套教材在教育目标和内容选择上有所侧重，但本质上其均受到布鲁纳的结构主义教育思想的影响。布鲁纳强调任何学科都有其基本的知识结构，反映了该学科的内在规律性，使学生掌握学科的基本结构是教育过程的核心。因此，本次化学课程改革的特点之一就是强调化学内容的知识结构化，主要表现为学问化、专门化、结构化，理论性过于突出，超出一般学生的理解水平。因此，课程虽广受好评但普及难度较大。 三、教育人本化运动下的化学课程改革 20世纪60年代中到70年代初，美国社会动荡不安，经济危机爆发，失业与再就业问题成为威胁美国社会稳定的主要问题。为解决该问题，美国的教育成为了改革的急先锋，着重于培养学生的个性及解决现实问题的能力。该改革思想反映在课程中即要求充分尊重学生的个性，增加选修课的比例，为学生提供多样化的课程，加强课程的实用性、职业性与现实生活问题的联系。[6]由于旧的课程仅将教育重心放在学生的认知发展与智力发展上，阻碍了实现学生的完整人格。基于此，以单科学科知识为中心的课程已无法满足学生与社会的需要，急需多学科知识融合的课程体系。为弥补CBA与Chem Study课程的不足，美国化学教育家提出了“化学跨学科研究法”（IAC）课程模式。课程开发者认为，当今社会问题远非单科学科知识所能解决，应将科学知识整体化。基于此，ICA课程内容涵盖了引论、有机化学、物理化学、环境化学、无机化学、生物化学、核化学等，其目的是使学生理解化学并非仅仅是一门学科课程，而是与物理、生物、核科学、环境科学、地学等学科紧密联系的，使学习者认识到化学是解决社会问题的一项人类活动。其教学重点也由注重知识的认知转向着重于培养学生的学习兴趣与潜能的发掘。同时，分别设置必修和选修单元，学生可根据自身兴趣和欲求进行选择，实行个别化教学，重视化学实验的作用。[7] 然而，人本化课程的实施并没有有效地提高学生的综合科学素养，培养学生的社会化、生活化能力；相反，拖累了学校的教学质量，助长了反理性主义风潮，造成学习纪律松弛与学业水平低下，仅着眼于个人需求而忽视了社会需求。 四、科学素养视野下的化学课程改革 20世纪80年代后期，科学技术的快速发展要求现代教育不仅要培养大量的专门性人才，而且也要使全体公民对科学技术有一定的理解与掌握，社会生产人员应适应科技发展对其提出的新要求，普通公民应具有基本的科学素养。依据国际公众科学素养促进中心主任J.D.Miller的观点与要求，科学素养应包含三方面的内容：[8]认识和理解一定科学术语和概念的能力；了解科学研究的通常过程和常采用的方法，具有运用科学思维进行日常事物或观点进行判断的习惯；树立正确且积极的科学技术价值观，对个人、社区乃至社会生活中的科技问题作出正确反馈。基于此，美国基础教育开展了一系列的以培养和提高未来公民科学素养为目标的科学教育改革运动。 （一）STS教育运动中的化学课程改革 20世纪60年代末70年代初，美国科技教育危机爆发，同时科学技术的重大发展带来了一系列的重大社会问题。为解决这些问题，科学—技术—社会（STS）教育改革运动应运而生，科学、技术和社会三者之间的相互关系成为研究的主要议题。[9]化学作为自然科学的重要组成之一，其理论知识已然成为公众科学素养中不可或缺的部分，公众需要掌握一定的化学知识并能够通过有效运用这些知识对日常生活中乃至全球与化学有关的问题作出判断和决策。自此，STS理念成为美国中学化学课程改革的重要趋势。 基于此，美国化学委员会于1988年针对高中学生出版了STS课程《社会中的化学》（Chem Com），其具有两个明显的特点（如下页表1中“水的供给”主题内容设置），一是突破了传统课程中以化学知识的逻辑性为脉络而将社会问题作为线索来组织课程内容。为加强课程内容与生活实际的联系，设置了八个与社会生活有关的化学学习主题，让学生通过参与调查、讨论、探究等实际活动来学习与之相关的化学知识。这八个主题分别为：①水的供给；②维护我们的化学资源；③石油：用于建设还是燃烧；④了解食物；⑤在世界上的核化学；⑥大气化学与气候；⑦化学与健康；⑧化学工业：希望与挑战。Chem Com教材中的问题与内容均来自社会生活，因而较易引起学生兴趣；每个单元后都针对性地附有各种资料卡片，知识覆盖面广，不仅囊括了所有传统教科书中的重要化学概念，而且涉及生物化学、高分子化学、材料化学等当代化学发展新领域。二是决策活动的引入，包括“化学中的困惑、自己决定和综合探索”三类。Chem Com中的知识学习原则不同于以往强调线性逻辑知识的学习，而是当问题、情景等需要化学知识时才引入，真正体现了提高公众科学素养的目标。例如，Chem Com的第1章（见下页表1）就是从两个中学生在流经他们居住的小镇的河流中发现死鱼群开始提出问题的。[10]在研究致鱼死亡的原因时，学生就自然地学习了相关的化学仪器和化学知识，如，混合物与纯净物的概念、水的组成与性质、溶液、离子、溶解度、溶解氧、重金属离子、无机物、有机物等一系列概念。 Chem Com课程被认为是当代公众科学素养教育的典范之作，由于其贯彻了科学素养的培养这一教学理念，受到国际科学教育界的极力推崇。但由于Chem Com教材内容较少涉及化学工业应用和生活实际，偏离了技术和日常应用而使其广泛应用受到限制。以1963年版Chem Com教材为例，只有25幅图片与学生的实际生活和工业应用有关。[11]此外，仍有人认为Chem Com对化学学科知识的要求偏低，仅适用于中低水平的学生学习，一些大学甚至拒绝承认Chem Com的课程成绩。 （二）“2061计划”中的化学课程改革 自1985年以来，由于美国中学生在国际教育成就评估中表现欠佳，加之大部分美国人表现出对科技知识的缺乏，美国科学教育急需改革。2061计划随之出现，目的是使美国儿童适应彗星再次靠近地球时（2061年）科学技术的快速发展带来的社会生活变化。该计划由3个明确而连贯的阶段组成：[12]第一阶段，确立普及科学的基础知识与基本内容，尝试为教育改革建立概念基础，规定学生在校学习时（K-12阶段）所需掌握的知识、技巧与解决问题的方法。《普及科学——美国2061计划》即为此阶段的结晶，其中的一个重要观点是将科学探究作为科学课程的重要组成部分。第二阶段，将2061计划中提出的意见与方案总结归纳为几种不同课程形式，[13]让各教育学区和各个教育州自行选择，并制定一套配套的教育改革蓝图，作为课程的补充。第三阶段，花费10年或更长时间，把第一阶段和第二阶段的研究成果付诸实践。虽然美国并未设立统一的课程标准，但各州在制定其课程标准时，均将2061计划中的系列研究成果作为课程改革的重要参考。 “2061计划”为美国全体公众科学素养的提升提供了方向和要求。基于此，在1993年，美国科学促进会制定了《科学素养基准》，规定了从幼儿园到12年级阶段学生在科技领域中应达到的科学素养水平，共包括十二个领域，其中涵盖的化学知识见下页表2。
