美国化学教育近况，本文主要内容关键词为：美国论文,近况论文,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。
从1924年创刊至1998 年75 卷， 美国“化学教育杂志”（Journalof Chemical Education）出版到了75周年。作为庆祝其75 年历程的一部分，第75卷最后一期刊登了一组文章。作者既有长期关心、支持杂志的著名化学家、化学教育家，也有年轻的大学教师及其他相关机构的人员。文章从各个角度表达了他（她）们对美国化学教育的见解和关注的问题。结合有关综述，本文将对近年美国化学教育的某些方面做简要介绍。
1 美国化学教育面临的挑战
美国知名化学教育家Lagowski认为[1]， 对高校的最严酷的压力来自美国经济性质的变化和由此引起的大学学位与就业的密切联系。美国经济从以制造业为基础转变到以服务（信息）业为基础，没有大学学位在竞争激烈的工作市场将处于不利的地位。不管是学生，还是家长都对将来职业予以密切关注，这影响到在校学生的各方面，从选择主修专业，到学生咨询、工作咨询和学校对学生职业技能的训练（如交流技能和团队工作能力）。
某教育规划负责人指出[2]，当前美国高等教育不能应对3种挑战，即提供更高质量的教育；降低成本；和在形成公共政策上重新发挥重要作用。他呼吁高校要为本科教育确立更高目标，进入社会活动舞台，并在中小学教育改革中起主要作用。
美国的化学教育正在改革[3]， 课程内容的变化是更加注重多学科交叉和课程的综合性和应用性。教学方法的改变是从以教师为中心转到以学生为中心。各个层面上的化学教育和化学的教与学的研究都得到美国国家科学基金会（NSF）本科教育处的支持[4、5]。例如， 国会和许多州的立法机关认为，需要让中学教师在科学、数学、工程和技术的教育（SMETE）方面得到良好的训练，为回应这种关切，1993 年开始，NSF发起了“培养优秀教师的合作方案”（CETP）， 方案提出了几种合作，有教师和行政管理者之间的合作；理科学科之间的合作，努力开出多学科交叉的课程；和理科教师与教育学院（系）教师之间的合作。这一合作方案仍在进行。
有一种越来越普遍的认识，即现今美国特别需要高等教育集中培养下一代的中小学科学与数学教师；培养学生成为进入国家的高科技队伍的技术员，他们主要毕业于社区学院；和造就有科技能力的公民。
1.1 关于化学教育范式的转移
按照美国科学哲学家Kuhn的界定，范式是科学家共同拥有的见解的集合，包含在如何理解和解决问题上的一致。化学教育家Robinson认为[6]，许多年来化学教育的主导范式是，老师怎样教我们化学， 我们就照样子去教我们的学生。学生像是空瓶子，等着老师往里面装知识。而教即讲述。近年来，化学教育界对化学教育的见解已改变，从以教师为中心转到以学生为中心；关注的焦点从教师教化学转到学生学化学。新的范式也承认，并非所有的学生都用同样的方法学习，都要求同样程度的化学知识。比起死记硬背，主动学习更能提高理解能力。
上述意思在Herron的综述[7]中有较详细的阐述， 这就是关于学习的理论，从行为主义向建构主义的过渡。这种转变对化学教育研究产生了有深远意义的影响。但是，他也指出，在化学教育研究中，尚未有已被普遍接受的，像原子理论那样被充分证实和实践了的学习理论。因此，对学习理论的研究仍是化学教育研究的一个课题。印第安纳大学教育学院的Gabel指出[8]，20世纪的化学教育研究对化学的教学方式几乎没有产生影响，虽然化学教育研究者已经对导论性（introductory）的化学课程中的几乎每一个专题，都识别出学生普遍存在的概念误解，但是，可能大多数教师对此并不清楚，也没有采取相应措施予以纠正。NSF本科教育处主任Watson也指出[4]，90年代之前对教与学的研究的资助极少，而这方面的研究成果也没有在许多中学的教学中发挥作用，更不用提高校了。我们认为，这说明化学教育研究的成果还没有受到化学教师的普遍关注，化学教育研究者与一般化学教师之间的交流沟通有待加强。
1.2 关于探究式教学（inguiry－based instruction）
1996年美国国家研究委员会等机构公布了“国家科学教育标准”（National Science Education Standards），它关注的焦点是中学的科学教育[9]。“标准”要求进行探究式教学， 要求教师把科学的知识与关于学习的知识、教学法的知识和学生几个方面整合起来。与此相关，NSF在各个层次的科学、 数学与工程的所有领域的教育工作的宗旨是推动发现式的学习（discovery－based learning）。 它在化学教育方面的最大投资是资助创新的博士论文工作[5]。 可见美国的科技教育界对探索与发现的重视。
美国中学里正在推进探究式教育[10]，以使不仅优秀教师，而且全体教师都能采用。通过互联网的聊天室、电子邮件和万维网，高中学生可以与世界各地的学生合作在网上进行项目研究，并发表研究结果。探究式的化学教学已成为美国一些最好中学的准则。1998年在有关化学教育的全国性会议上，有高中和学院的教师用论文报告交流探究式教育的经验与心得体会。
然而，另一方面的情形是，在高校学习的学生（未来的教师）普遍没接受过探究式的教法，也很难理解前面提到的几个方面的整合（一个原因是教育学院开设的教学法课程和理科各系互不相关）[9]。 这就对高等教育的改革提出了要求。在如何改进高中化学的学习这个问题上，也有人不相信已达成了一致的看法，并认为实施探究式教学耗时多，难做好[3]。
1.3 关于评估工作
学生学习成效的评判是美国化学教育界的一个热门话题。1998年美国立法人员、国会议员要求整个美国教育体系有“更好”的评估。这种压力出现在对评估人员的评估技术要求更高的时候。随着教育心理学理论研究的发展，对学生获得信息与加工信息的多样性，现在已经有很多了解。这种多样性要求有复杂的评估技术，这些技术不太适合大规模使用。这是评估工作面临的新问题。
为实施国家科学教育标准提出的学习目标，对课程的重新整顿已经在教学内容和方法上产生重大变化。只有同时开发出有效的评估技术，才能判定新范式的有效性。1997年美国化学会公布了“国家科学教育标准中的化学”（Chemistry in the National Science EducationStandards），为授课的化学教师提供了一些初步的参照意见。 美国化学会化学教育分会考试院负责人指出[11]，对“标准”的成功或失败的判定心须基于某种国家级评判的结果。确保评判有效是整个化学教育界的重要责任。
1.4 关于职业技能训练
为适应社会经济对教育的要求，职业性学科在美国高等教育中的比重越来越大。
美国杜邦公司研发中心人员，在回顾化学工业50年的发展历程之后，对化学教育提出了看法[12]。他们指出，化学公司对化学工作者和技术员的素质要求是，具备如下能力：（1 ）创造性地处理复杂与不熟悉的问题；（2）口头与书面进行有效交流；（3）进行团队工作；（4 ）评判自己的知识，并在整个生涯中学习自己需要了解的知识。其中2 点要求是由于现今的化工研究与以往有很大不同，许多工作以团队进行，常涉及不同国家、不同专业知识领域的科学家和工程师。
美国国家科学研究会（NSB ）在“联邦政府在科学与工程研究生和博士后教育中的作用”的文件中[5]，也提出类似要求， 即扩展学习和研究的广度，提高交流技能，和有较多的团队工作的经验。由于博士生毕业后多数进入工业界，因此，增强与工作界的联系也是研究生教育中重要的一环。Tufts大学化学系的 Utz认为， 化学教育应包含职业训练[13]。Tufts大学积极在现有的实验室和教室环境中， 穿插团队工作、交流技能、管理方法和道德行为的训练，并且力图不额外加重学生的现有课业负担。
1.5 关于提高公众的化学素养
美国化学界历来重视向公众宣传和展示化学在现实生活中的重要作用。早在1989年开始，美国化学会就主持举办“全国化学周”活动。报纸发增刊，州长发表讲话，各化学分会举办各种有关化学的报告会、展览和做演示实验等等。此每年一次的活动延续至今，对普及化学极有成效。
化学界、化学教育界的人士认为，“与化学的未来相关的最重要的4个教育问题之一是，使公众有更多的化学素养。NSF的非正式科学教育方案在这方面做出了巨大的努力。”[5 ]“教育者有向化学素养不高的公众介绍化学‘文化’的责任，不仅必须找出时间有效地与公众接触，而且找出办法使他们参与与化学文化相关的活动，以填补大众文化与化学文化之间的空白。”[14]“政府决策要搞得扎实，不仅需要训练有素的科学家，而且需要信息灵通的政府领导人和有一定技术素养的选民。因此，旨在增进科学家、政府领导人、公民和教育工作者之间的交流的活动，对未来极为重要。”[13]
2 信息技术与化学教育
化学教育家Lagowski长期研究数字技术在教育过程中的应用，他在“化学教育：过去、 现在和未来”的综述中对此做了较详细的阐述[1]。CD—ROM 技术的出现已达到这样的层次：一个有兴趣的教师可以制作CD—ROM、本地区网络（LAN）、互联网连接、多媒体和合作软件设施。新技术不仅能提高教育效率，也有定性地改变学习的性质的潜力。
计算机和网络的运用能促进创造性思维，激励进取心，减少对学习的厌倦，提高师生关系的质量；许多情况下，也降低了教育成本。
许多研究指出，单靠技术不能解决问题，要使计算机更好发挥作用，首先要求有多方面的教师培训，开发新课程资料，而最重要的是改变教育模式。以理论和研究工作为基础的现代教育理念强调个性化动手操作式的学习，团队工作和引导信息的发现。现代技术对现代教育理念的实现有明显促进作用。只有在计算机的帮助下，才有可能低成本训练取得好的学习效果。
与医药工业和其他增长的工业部门相比，教育部门在研究和发展方面的投资少得多，这种状况引起了资本投资商的注意。近两年来，他们开始对计划制造教育软件，基于Web 的材料和信息技术在教育方面的其他应用的公司大量投资[2]。
开发上述新材料远比单纯的写书复杂，需要许多具有不同类型专门知识的个人间相互配合，要求持续的信息输入和修改。这是一个增量的过程。即使已经全面评审和修订过的材料，也必须不断更新，以便能与最新技术相适应。制作新型以技术为基础的教育材料需要集体的努力，在时间、经费和设备等方面的投资远远超过目前用于编写教科书的投资。高校有人才、经验和设备，最有条件涉足这一增长的市场。在这方面走在前面的大学要想取得成功，必须给予有关人员更多的奖励。
1999年美国化学会年会上，化学教育组讨论了有关通过WWW 进行远程化学教学的问题[15]。几位发言者的发言可概括成几点：一是开设远程课程的准备工作量很大，费时间多。实践过程工作强度大，使得学生开始时热情高，到结束时下降了。二是最好在Internet上提供丰富的组织得好的教学材料，各个学校可根据当地需要选用（提供了网址）。或者把网站课件（modules）放入传统课程，效果会更好。 三是进行网上讨论是使学生愿意上课的主要办法。有的学生不参加讨论，结果学到的东西少了，最后课也不上了。
3 我们的印象
以上介绍的仅为近年美国化学教育的部分情况。我们在关注这些情况的过程中，得到深刻印象的是：第一，美国化学教育界有一些积极从事化学教育活动并对化学教育研究有很高造诣的化学教育家，他们的工作推动了美国化学教育事业的发展。第二，美国化学会，NSF 和某些基金会积极介入化学教育并对化学教育乃至整个教育事业的发展施加影响。第三，美国化学界很重视对公众进行化学的宣传普及工作。除前已述及，美国化学会前董事会主席在谈到这一问题时强调说，未来必须依靠科学界的人士，他们愿负起责任，帮助别人认识化学的乐趣和令人振奋。