西方小学科学课程发展的历史回顾与展望，本文主要内容关键词为：课程论文,小学论文,科学论文,历史回顾论文，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20世纪50年代末的第一次国际科学教育改革开始，小学科学教育受到西方发达国家的广泛关注，特别是到了80年代，小学科学课程更是被赋予了核心课程的地位，成为与中学科学课程相衔接的有机组成部分。2001年，为了与国际接轨，我国也将过去的小学“自然”课程改为“科学”课程，并公布了《科学（3-6年级）课程标准 （实验稿）》。但是，由于冷战时期的政治对抗和文化大革命的耽搁，我国错过了第一次国际科学课程改革，因此这一次的新课程改革与西方发达国家的课程发展并不是在同一起跑线上。回顾西方小学科学教育发展的历史轨迹，（注：本文以英美两国为例，对西方小学科学教育发展进行历史考察。因为这两个国家不仅有150多年的科学教育思想史，而且有相似的课程发展历程，并在不同时期推动了国际范围内的小学科学教育改革。）特别是20世纪70年代末以来的科学学习理论的研究进展，对于促进我国当前小学科学的教学实践以及把握未来小学科学课程的发展趋势具有非常积极的意义。
一、小学科学课程发展的五个阶段
早在18世纪，欧洲国家（如德国）开始出现一种新型学校——实科学校，传授有关自然科学和实用技术类的知识，但当时科学课程在中小学教育中的地位和作用并没有得到确立。到了19世纪下半叶，随着科学技术的发展及工商业的发展，步入工业社会的西方发达国家迫切需要大量具有初级技术的劳动力。从这一时期起，科学课程开始进入学校课程，并作为一门有组织的学科——普通事物的科学(science of common things)在西方初等学校开设。[1]本文根据不同时期科学课程在教育理念、课程形态和教学方式上的差异特点，将19世纪中叶至20世纪末的西方小学科学课程发展历程大致划分为五个阶段。
1.19世纪50年代—80年代：“实物教学”模式的小学科学课程
最早使科学教育系统化并提出学习原理的教学模式是“实物教学”(object teaching)，也称“实物课”(object lesson)，其思想源自瑞士教育家裴斯泰洛齐的自然主义教育思想。19世纪30年代，英国学者查尔斯(Charles)和梅奥(Mayo)在访问裴斯泰洛齐之后，结合科学学科的特点最早提出了实物教学的思想，致力于培养儿童的“观察能力”(faculty of observation)。[2]实物教学的内在假设认为，儿童的官能是随着年龄逐渐从简单到复杂、从具体到抽象有序发展的，儿童可以通过简单的观察逐步提高推理能力和解决问题的能力。实物教学模式的典型做法是教师选择实物（各种动物、植物、矿物）并向学生呈现，然后要求学生尽可能详细地描述实物的性质和特点，如形状、大小、颜色、质地和成分等，最后让学生记住所述的名词或术语。
尽管实物教学的初衷是追求儿童的心理发展，使科学教学与儿童的自然发展协调一致，但是由于受心智训练说和官能心理学的深刻影响，再加上师资水平的低下，实物教学最终沦为对实物的机械描述和记忆。到了19世纪末，实物教学很快被“自然学习”(nature study)模式所取代，它所主张的发展理念得到了进一步发展。同时，由于工业化进程的推进，科学的功利和实用价值也日益为人们所重视。到了20世纪初，“发展目标”和“知识目标”的相互竞争促成了“自然学习”和“小学科学”两种新型科学课程模式的诞生。
2.19世纪80年代—20世纪20年代：“自然学习”模式的小学科学课程
19世纪末，西方发达国家正从农业社会向工业社会过渡，数百万农民迁移到城市，导致农业生产迅速衰落。1895年，美国“农业促进委员会”和“纽约贫民改善协会”召开了一个联合会议，共同讨论农业生产衰落的原因。“自然学习”被视为一种激发儿童热爱自然的方式，其潜在目的是使儿童喜爱乡村生活。[3]正如美国教育史学家所说：“自然学习是治疗人与土地及其邻居相疏远的一个极好方法。”[4]自然学习模式除了在美国流行外，在英国也很受欢迎。1903年，英国成立了“学校自然学习联合会”(School Nature Study Union)，这个机构对推动自然学习在英国学校的开展起到了很重要的作用。在我国，自20世纪初引进自然学习课程开始，沿用这一名称近半个多世纪。
关于自然学习模式，争论最多的是它的性质。自然学习模式的主要倡导人美国学者贝利(Bailey)在谈到它的功能时写道，“自然学习是对小学各年级只教授纯粹科学的一种反抗……自然学习不是科学。它不是事实(facts)。它关注的是儿童对世界的看法(children' s outlook on the world)”。[5]英国学者希尔(Hill)和韦布(Webb)认为，“‘自然学习’的内涵与‘对自然的研究’(study of nature)及‘科学’(science)是不同的，虽然自然学习的材料也是太阳和地球、植物和动物，甚至天气，但是它们是被随意选择的，追求非正式是它的核心”。[6]因此，自然学习是一种方式或方法，而不是一个学科（学科意味着向学生传授有组织的知识），它关注的是儿童对自然环境的感受力，它避免刻意和系统的教学组织。自然学习的主题涉及植物学、动物学、地理学、地质学和天文学，但重点在博物学(natural history)。（注：博物学(natural history)：对有机体和自然物的研究和描述，尤其是它们的起源、演变和相互关系。）在自然学习课程的教学中，实物采集和园艺种植活动是常见的教学方式。
但由于受“自然学习”定义本身的限制，加上物质条件的缺乏，这使得自然学习在某种程度上偏离为一种“情感主义”(sentimentalism)教育，而这种课程对于儿童在审美或精神方面提出的要求却难以达到，因此这场运动从一开始就遭到批评。[7]但是，自然学习模式所提倡的关注儿童对自然的亲身体验，培养儿童关爱自然、理解自然的教育理念对今天的小学科学教育仍然有很大的启发性。另外，在教学过程中，自然学习采取一种跨学科模式，在科学学习活动中配合读、写、唱、画、游戏等形式，深受教师和学生的欢迎，这也是它成为一种大众化教育运动的重要原因。
3.20世纪20年代—50年代：小学科学教育的转型时期
到了20世纪20年代，由于科学、技术和工业的飞速发展及其对人类活动一切方面的冲击，“大杂烩式”的自然学习模式已经不能适应当时社会和经济发展的需要，重新审视小学科学教育的必要性日益突出。
美国芝加哥大学和哥伦比亚大学的一批学者率先推动以“小学科学”(elementary school science)课程取代“自然学习”课程，克雷格(Craig)就是其中的一个重要代表人物。事实上，早在19世纪末，与自然学习运动发起的同一时期，美国学者杰克曼 (Jackman)和哈里斯(Harris)就提出了以科学通则 (generalizations)（注：科学通则(generalizations)是对两个或以上的概念之间关系的归纳陈述，具有一定的预测价值。例如，“磁铁同性相斥，异性相吸”这一陈述，其中包含了“磁铁、极、相吸、相斥”四个概念，可以预测相邻两块磁体之间的反应。）而不是零散的科学事实作为教育目标的思想。[8]克雷格继承并发展了杰克曼的思想，在经过多年研究的基础上，于1927年提出了小学科学的课程模型，这一模型对今天的小学乃至中学的科学课程结构都产生了巨大的影响。[9]克雷格通过调查和分析儿童提出的数千个最感兴趣的科学问题，列出了一系列被认为是小学科学课程核心内容的科学通则、原理和概念，当中涉及的主题非常广泛，不但包括常见的生物学、地理学知识，而且还引入了一些简单的化学和物理学知识。克雷格还认为，科学课程应该成为公民普通教育(general education)的一部分，因此与科学有关的健康、安全、经济等知识内容也应该包括在科学课程中。尽管在克雷格的模式中也提到儿童经验活动、科学方法以及社会态度等内容，但科学知识是其中最重要的目标。
同样，这一时期的教育家杜威也认为，提供儿童有用的知识是培养民主社会公民的需要，课程内容应该根据儿童的兴趣和需要来确定。另外，杜威还清楚地意识到，为了适应未来社会的发展，公民还必须拥有良好的分析和判断能力，而科学教育对此能够起到重要的作用。因此，针对当时科学教育中只强调知识积累的现象，他提出科学不仅是需要学习的一堆知识，而且也是一种学习的过程或方法。杜威所说的“科学方法”就是他总结出的“反省思维”的方法。[10]
直到20世纪中叶，科学课程在小学教育中的地位仍然没有得到承认，课程的开设显得很随意，至多也只是作为一门选修课程。但是，在科学教育史上，这是一个非常重要的转型期，以科学知识和科学方法为目标的现代小学科学课程的雏形已经出现，早期的自然主义倾向开始减弱，教育目标开始从单纯的“个人”发展目标，转向“个人—社会”发展目标，特别是80年代以后，关注点落到了每个儿童的社会、经济以及幸福生活的需要上。
4.20世纪60年代—70年代：现代小学科学课程的确立时期
到了20世纪50年代，冷战时期的政治和军事对抗使得科学、技术及科学教育在巩固国防上所起的巨大作用日益为美国等发达国家所重视。虽然这次科学教育改革的对象主要是中学科学课程，但也间接地推动了小学科学课程的发展。因为社会和教育界承受着这样一个压力：科学课程必须在所有年级开设，否则儿童将不能适应未来以科学技术为主导的社会。[11]
从20世纪60年代开始，小学科学课程模式逐渐取代了自然学习模式，而“做个科学家”(Being a Scientist)则成为这次课程改革的口号。与以往的课程发展形式不同，这次的改革经费绝大部分是由政府和国家基金会提供。同时，这次改革还研究出版了大量的课程和教学资料。在美国，有较大影响力的小学科学实验课程有三种：[12]一是由美国联邦政府赞助的ESS课程(The Elementary Science Study,1961-1971)。它的特点是以一个大主题综合相关的知识内容（如“光和影子”等），强调让儿童亲身实践和探究日常生活中的事物。二是由美国科学促进会(AAAS)组织编写的SAPA课程(Science-A Process Approach,1962-1972)。它是一个高度结构化的科学课程，其目的是培养学生的科学探究技能，又称“过程技能”(process skills)。该课程将科学探究技能分为八种初级技能(primary skills)和五种综合技能(integrated skills)，分别为“观察、分类、测量、交流、推断、预测、应用时间／空间关系、应用数字”和“形成假设、控制变量、解释数据、下操作性定义、实验测试”。如果说20世纪初只是在理论上注重科学方法的作用，那么，这次课程改革则让科学方法在课堂实践中找到了扎根的位置。三是由美国国家科学基金会提供资金支持的SCIS课程 (The Science Curriculum:Improvement Study,1962- 1974)。与ESS和SAPA课程不同，SCIS课程强调儿童对科学概念的功能性理解，目的是形成良好的概念结构和科学理解。比较ESS、SAPA和SCIS这三种课程的教学目标可以发现，它们或侧重于“内容”——科学概念的掌握，或侧重于“过程”——探究技能的发展，这使科学课程是“内容”还是“过程”的争论成为后续30年直至今天小学科学课程发展中的一个重要问题。相似的情况也出现在英国（指英格兰、威尔士）的小学科学课程中，“过程中心”取向的有NJSP课程(Nuffield Junior Science Project,1967)和Science 5-13(1972)课程；“内容中心”取向的有OPSP课程(Oxford Primary Science Project,1969)。[13]
总的来说，这次科学课程改革确立了小学科学的必修课地位，并明确提出了以科学事业的核心——科学概念和科学方法，而不是琐碎的事实性知识或情感教育——作为小学科学课程的目标。这是小学科学教育发展史上的一个重要里程碑。与以往的自然学习模式相比，现代小学科学课程不但在内容方面新增了简单的物理学（光、声、电等）和化学知识（空气、水等），而且在教学上也突出了发现学习和实验教学的重要性。但受学科主义思想的影响，这次课程改革过于强调概念结构的形成和过程技能的掌握，忽略了儿童的经验和兴趣以及科学内容与社会生活的联系，致使大部分课程难以被接受。另外，将科学探究能力解析为一系列“过程技能”的集合，认为这些技能无需概念理解支持 (concept-free)并可以通过练习来独立发展，这使科学教学又走入了另一个误区。
5.20世纪80年代—90年代：基于“建构主义”的小学科学课程
如果说20世纪60年代是一个渴望新理念和急切变革的年代，那么70年代就是一个重新审视课程计划的反思阶段。面对第一次科学课程改革效果的不如意，各国教育界纷纷开始研究教师和学生在课堂教学中的真实情况及存在的困难。1979年在新西兰威卡托大学开展的LISP(The Learning In Science Project)计划和1982年英国利兹大学开展的CLIS(Children's Learning In Science Project)计划在这方面取得了突破性的进展。
研究表明，儿童在接受学校正规教学之前已经形成了不少关于自然或科学问题的认识，而不是像过去认为的“一片空白”。例如，儿童常常认为“人类生活在地球里面”“热量消失了”“电在流过灯泡时被用掉了”，等等。虽然儿童持有的观念与科学概念的含义并不一致，但这些想法对儿童而言是合情合理的，有的时候还很有用。与科学概念相区别，儿童的观念通常被称为“另有概念”(alternative conception)、“前概念”(prcconception)、“迷思概念” (misconception)等。研究还发现，儿童的想法对科学知识的理解具有很大的影响作用，在学习过程中，儿童总是基于已有的经验建构自己的理解，即使教师讲授了科学概念的内涵，原有的观念也可能仍然保持不变，甚至可能形成另外一种迷思概念。[14]关于“儿童的科学”(Children's Science)的一系列研究给科学教学带来了巨大的启示，如何转变儿童的观念成为科学课程与教学的一个重要问题。1986年，英国利兹大学CLIS计划的负责人德赖弗(Driver)根据皮亚杰的发生认识论、奥苏贝尔的有意义学习理论以及大量实践研究结果，率先提出了建构主义的科学教育思想，其教学方式共包括四个阶段：1)意向阶段(orientation)，设置情景激发儿童的学习兴趣；2)启发阶段(elicitation)，引出儿童的原有想法；3)重建阶段(restructure)，使用各种教学策略让儿童建构新的概念理解（如设计探究实验扩大儿童的经验范围）；4)审视概念变化阶段(review change in ideas)，让儿童比较原有概念与新的或修正后的概念的不同。”[15]建构主义学习理论为科学“内容”和“过程”的结合找到了心理学依据，儿童在探究过程中修正原有观念或构建新的概念理解。
除了在教学方式发生变化外，课程内容也更加贴近日常生活，诸如“环境学习”“科学—技术—社会(STS)”等内容也融入了小学科学课程。与20世纪60-70年代强调学科的结构和理论知识不同，这些内容主要围绕社会和生活的重要议题进行组织，并突出技术对人类社会的巨大影响。总的来说，到了90年代，重视儿童的已有经验，让儿童从探究中发展科学理解的“建构主义”方式成为了小学科学教学的主要模式，而促进“个人—社会”共同发展则成为了小学科学教育的总体目标。
二、小学科学课程的发展趋势
从19世纪中叶至今，西方小学科学课程的发展经历了实物教学——自然学习——学科学三个阶段，至今已经形成了一套完整的教育内容和体系。就当前的研究来看，今后一段时间内小学科学教育的发展将呈现以下若干趋势：
第一，重视小学科学课程的基础性作用，构建中小学连贯统一的科学课程。作为科学素养的基石，小学科学课程的基础性地位已经不容置疑，特别是关于“儿童的科学”的研究表明，小学科学课程对于发展儿童早期朴素的科学观念具有非常重要的作用。扭转以往小学与中学科学教育不相衔接的局面，切实提高小学科学教育的整体质量，将成为未来科学教育发展的一项重要内容，而英美国家对此已采取了一系列的举措。1988年，英国 （英格兰和威尔士）的《教育改革法案》将小学科学列为“核心科目”，其地位与语言、数学相当。在美国虽然没有统一的国家科学课程，但是1996年出台的《国家科学教育标准》已经明确列出了从幼儿园到高中各年级的科学课程目标、内容及评价标准，构建了K-12年级连贯统一的课程标准。与此相对照，我国的小学科学课程在整个小学教育系统中还没有得到应有的重视，仍然处于次要课程的地位，而且新出台的小学科学课程标准还存在断层现象，只涵盖了3-6年级的内容标准，这些问题都需要我国的科学教育工作者高度重视并予以解决。
第二，构建平衡的小学科学课程，促进儿童在知识内容和过程技能方面的协调发展。“过程”和“内容”的争论一直是科学教育中一个非常重要的问题，在小学阶段这个问题尤其突出。关于“儿童的科学”的研究表明，“另有概念”并不是凭空想象的产物，而是由于缺少科学思维方法的指引所造成的，例如不成熟的推理或证据选择等。现代科学哲学研究也表明，科学探究是一种在概念框架引导下的经验调查研究，探究中使用的各种方法与概念结构是密切联系、相互作用的。虽然我国这次课程改革针对过去偏重知识传授的倾向，将科学探究置于小学科学课程目标的首要位置，但对于如何摆正“过程”和“内容”的关系却没有很好地进行说明。因此，如何结合关于“儿童的科学”的研究成果，让儿童在发展过程技能的同时获得更深刻的科学理解，将成为未来我国小学科学教育的一个重要研究方向。
第三，重视小学科学与其它学科的关系，提供宽泛的小学科学教育。从课程发展史来看，小学科学与其它学科领域学习一直保持着密切的联系，例如自然学习阶段与语言、绘画的联系。现代小学科学课程确立后，西方国家仍然非常注重小学科学与其它学科的联系与整合。例如，英国国家课程强调与语言、数学以及信息交流技术的联系，美国国家科学教育标准强调与数学、语言、社会科相联系等。从我国目前颁布的各学科课程标准来看，小学科学与语文、数学、品德与社会等学科的教学内容安排存在很大的关联性，例如语文课中的“综合性学习”强调了对大自然的观察和表达。如何加强科学与其它学科之间的联系和配合，在整体学校经验的背景下开展科学教育，还需要在今后的课程改革实验中进一步研究。