科技教育情报资料(2002年11月)

《2001—2005中国青少年科技活动指导纲要》实施项目总课题组

               上海市青少年科技教育中心                                 编印

（上海岳阳路45号    邮编200031）

应强调探究式学习的多样化设计模式

一说到探究式学习，我们常常就会想到发现式学习。一讲到探究式学习，人们想到的往往就是问题、假设、验证、结论、交流等步骤。尽管可以强调说不一定包括上述所有环节，但探究式学习就只能是发现式的吗，探究就只有这样一种问题解决的模式吗？实际上，探究式学习有多样化的设计模式。从自主获取的信息的现成程度分，可将探究式学习区分为两大类：接受式探究与发现式探究。

    在接受式的探究学习中，信息由学生主动从现有资料或现有资源（如从图书馆、互联网、科技场馆等）中直接搜集或向有关人士直接询问，所搜集到的信息是现成的，顶多只需略加整理即可。如，在地理讲完世界地理后，可以给学生布置这样一个探究作业：
    如果你打算利用假期去新马泰旅游，为了旅游前的准备（如准备届时穿的衣物、购买机票、准备资金）你需要获取哪些信息（这些国家的气候特点及近期天气预报、来往中国与这些国家的交通方式及路线、人民币与这些国家货币之间的汇率，等），如果打算给你的家人和朋友带回些特产或小礼品，你需要了解哪些有关信息（这些国家的经济文化特色等），你打算从哪些渠道了解这些信息（《地理》杂志、旅游手册、旅游公司、电视、报纸、互联网、广告等）。写一篇短文，汇报你获得的信息，别忘了注明这些信息的确切来源。

    由于这个作业是让学生从现有资源中主动搜集现成信息，因此是接受式的探究学习。

　　在发现式的探究学习中，没有现成信息可以直接搜集到，而必须由探究者经过观察、实验、调查、解读、研讨等活动过程，通过整理分析来获得或发现。如：

　　观察蜗牛。（观察）

　　设计一个一秒钟摆动一次的摆。（问题解决）

　　探究摆的频率与什么因素有关。（实验——变量定性分析）

　　探究圆的周长与什么变量有关，其数量关系如何。（变量定量分析）

　　研讨：具有什么特征的事物才是有生命的。（概念澄清）

　　课文《在山的那边》一诗中，“山”指什么？（文本解读）

　　鉴赏约翰·史特劳斯的圆舞曲《蓝色的多瑙河》（文本解读）

从以上范例中亦可以看出，发现式探究也有多样化的模式。如观察、实验、问题解决、变量分析、概念澄清、文本解读等。

    从一个探究活动持续的时间来看，有的探究可能用不了一节课的时间，有的则可能需要几周（如观察月相的变化，寻找出规律），有的甚至要持续大半学期甚至一年（观测记录一年中某地天气的变化）。

（摘自人民教育出版社课程研究室任长松的《探究式学习18条原则》）

介绍一种美国小学科学教材

美国Silver,Burdett & Ginn公司1991年出版的小学科学教科书虽然是美国最新一轮改革之前的作品，但仍然值得我们认真研究，有许多地方还是可以学习和借鉴的。

    一、教材如何编排，才能更适合教师教、学生学

    小学自然是一门综合性科目，每一方面都有自己的体系。因此，教材在编排上必须注意协调好各学科知识体系与学生年龄特点的关系，使之更适合学生的认识和发展规律，做到教师好教，学生好学。

    美国这套教材共六册，将知识内容分为四个单元：生命科学、理化科学、地球科学和人体科学，每册都由这四个单元构成，有些知识内容在各册同一单元出现多次，由浅入深，形成了几个循环。

    二、教材如何把握教学内容的广度，才能使学生既学得好，又学得活

美国这套教材，开辟了一个栏目，叫做《科学、技术与社会》。每一单元都有一两篇科技短文，这些短文用通俗的语言，介绍了与社会生活密切相关的科学技术新成就，以及人类普遍关注的社会问题。例如，《人类是怎样跟踪和研究动物的》、《胡萝卜对人体的益处》、《太阳能小汽车》、《盲人用计算机》、《热带雨林的重要性》、《有毒的垃圾应怎样处理》、《用电流促进骨骼痊愈》、《摩天大楼的高度问题》等等。这些内容既与各章教学内容有一定的联系，又能跳出必学内容的圈子，向学生介绍了先进的科学技术知识，引导学生把课堂的学习与社会实际结合起来。

三、如何有效地培养学生“学科学、用科学”的能力

    在教材中怎样体现这一教学目的，有计划、有步骤地安排好培养训练学生能力的内容呢?美国这套教材在这方面是下了一番功夫的。

(一)注重指导学生学习探索知识的过程

    教材中特别注意指导学生学习如何研究和解决科学问题。教材结合教学内容，安排了两类学生活动，插在课文中。

    第一类叫做“技能(skills)”，是专门培养训练学生各种能力的，每一次进行一项能力的训练，每一项都是从低年级到高年级反复训练，由浅入深。全套培养学生能力的项目很多，有观察、实验、制作、测量、分类、推理、假设、预测等。

    第二类叫做“活动(activity)”，指导学生学习探索科学知识的过程和方法。这一类又分为四种：“解决问题(problem solving)”，“探究(explore)”，“集体探究(explore together)”，“发现(discover)”。每一种活动都设计了一种完整的探索过程，从提出问题开始，直到最后得出结论为止。问题提出后，教材安排的各项活动的过程如下：

“解决问题”活动的过程：(1)思考问题，(2)做出计划，(3)具体实施，(4)汇报。

“探究”和“集体探究”活动的过程：(1)准备材料，(2)有步骤地探究，(3)记录结果，(4)得出结论并汇报。

“发现”活动的过程：(1)准备材料，(2)有步骤地观察或实验。

    通过这一系列的活动，使学生能清楚地了解探究过程是如何进行的，同时在探究过程中又综合训练了第一类中的各项能力。

(二) 注重指导学生学习探索科学知识的方法

这套教材中不仅将每类“科研”的完整过程设计好，而且把进行“科研”的方法交待得非常清楚。特别是“集体探究”活动，其方法很有真正的科研小组工作的味道：教材首先说明“集体探究活动是小组活动，小组中每个成员都有特定的工作做”。然后，说明每个小组成员的具体分工。

（摘自蔡矛《美国小学科学教材介绍》）

美国在培养创造性人才方面正做些什么？ 

    一、注重培养学生的创造性思维能力和实践能力

    1.注重面向全体学生，注重每个学生的全面发展。美国基础教育的一至三年级没有学业成绩记录，三年级以后的各种考试也从不公布分数，学生只知道自己的成绩。学校注重让有特殊天分的学生得到发展。为了进一步满足不同学生发展的需要，小学对传统的教学组织方式进行了改造，将学前班与一年级、二至三年级与四至五年级两个年龄段的学生分别进行混合编班，每个班都按学生的实际接受能力实行分组教学和分组辅导。学校有一个由校长、心理医生和校外专家组成的研究小组，专门研究各科教学内容与时间分配。美国中小学特别重视培养学生的自信心、责任感、自我管理能力，学校积极创造条件，让学生在独立解决问题的过程中学会选择、学会创造，获得全面、主动的发展。

    2.重视研究性学习，着力培养学生的科学探索精神。1998年美国国家教育经济中心为基础教育学校制定了一套新的基础课指导性标准，即英语语言艺术、数学、科学、应用学习的操作能力标准及相关的项目作业实例。如应用学习的操作能力评价就包括问题解决能力、交流工具和技巧、信息工具和技巧、学习和自我管理的工具和技巧、与他人共同工作的技巧五个方面，具有很强的可操作性和可检测性。

    二、着力培养具有创造力的教师

    1.在教师培训中注重参与性学习。在斯坦福大学教育研究中心，教学的一个显著特点是重视案例教学，每个学员要写一份案例研究，供大家讨论。美国在教师培训中特别鼓励学员参与研究性学习，培养他们的创造能力。

    2.教师培训的关键是提高学员的思考能力。教师必须教给学生科学的思维方法，培养学生的批判反思能力，这是提高学生创造能力的前提。而解决这个问题需要从教师培训做起。

    3.教师培训的重点是更新知识，交流学习体验。一名优秀的教师不仅要有较强的批判性思维能力，而且要通过交流学习不断更新和补充自己的知识。

三、教育研究机构重视创造性教学研究

美国的教育研究机构有两类，一类是教育研究中心，另一类是教育实验室。

    1 .丰富的教学案例研究为教师培训提供基础性材料。教学是一种艺术，它依赖于三种不同的知识：①原理规则的知识。②特殊案例的知识。③将规则运用于指定案例的策略知识。好的案例教学比间接经验对课堂决策的影响更大。因此，案例教学应成为培训教师的重要方式。案例研究取得实效的关键在于执教者掌握分析案例的正确方法。

2.教育评价方法的研究与运用

     美国在学生评价研究方面的新进展和理科教学评价的一些新理念，比如：他们主要从三个方面对学生理科学习成绩作出评价：①陈述性知识——学科的概念事实、原则等基本事实（是什么）。②程序性知识——控制、操作和应用概念（怎么做）。③策略性知识——进一步把内容和程序联系起来解决未知的问题。在评价中，他们使用了新的检测工具——概念图、操作测评和科学笔记。美国的教学评价正在走向多元化（如从多角度进行评价、关注学生在教学不同阶段的发展情况、关注学生在完成评价任务时表现出的多种能力等）。这种多元评价使教师更加关注过程评价，也使评价更能反映学生的实际操作能力和高层次思考能力。

    另外，对美国在培养学生创造能力和实践能力方面的相关因素分析：

    ▲在基础教育的模式方面——美国的大学入学率高，基础教育的课程较少，升学压力较小，中小学教育主要采用“合作—定向”模式，学校有条件安排更多的发展学生个性、创造力的活动。

    ▲在课程结构方面——美国在中学阶段实行选修制，设置学术性、中间性、职业性的选修课，初、高中选修课占总课时的比重分别为1/3和1/2。

    ▲在教学内容方面——美国比较重视让学生学习与现代经济、社会、科技发展相关的知识，特别注重选择有利于培养学生的实践能力和创新能力的教学内容。

    ▲在教学形式方面——美国教学形式灵活多样。

    ▲在培训教师的方式方面——美国注重对学员进行创造性思维训练和案例分析教学，为教师进行启发式教学和指导研究性学习奠定基础。

    吴建屏摘自《中小学管理》2001年第3期  国家教育发展研究中心赴美考察团  文

日本中小学的“综合学习时间”

    为了培养年青一代面对国际化、信息化社会所必备的素质和能力，日本在中小学新设置了“综合学习时间”，通过综合学习时间培养学生的综合运用知识及解决问题的能力即发展学生的“生存能力”。

    一、设置“综合学习时间”的目的、内容及必要性

    设置“综合学习时间”的目的是为了使学生能把各科所学到的知识、技能，在实践中综合运用，从而培养学生解决问题的能力。“综合学习时间”的课题来自以下三个方面：1.国际理解教育、信息教育、环境教育、福利与健康教育等综合性课题。2.儿童感兴趣和关心的课题。3.具有地区特色和学校特色的课题。学校根据具体情况可选择上述课题以外的内容。

    日本在中小学开设“综合学习时间”的必要性：1. 是发展学生的“生存能力”的需要。这里所指的“生存能力”主要包括三个方面：①能够独立发现问题、独立学习与独立思考，能够独立判断和独立解决问题。②能自律，并能与他人很好地协调和合作，能从他人角度思考问题，具有丰富的同情心。③具有旺盛的生命力所必备的健壮的身体。2.是创办特色学校的需要。综合学习时间是各学校根据地区特点和学校的人力、物力条件及学生的特点所开设的具有创意的教育活动。它的设置可以使各学校自定计划、自定内容、自定形式和方法，这不仅有利于充分发挥各学校的教育资源，而且有利于创办特色学校。3. 是将学校、家庭、社会三者紧密结合起来的需要，为了能使教育更好地适应社会的变化和发展，有必要把学校、家庭、社会密切联系起来，使三者成为教育整体，分担和发挥不同的教育作用，为学生创造能将学到的知识、技能充分运用的学习环境。

    二、“综合学习时间”的学习内容的特点及实施要求。

    “综合学习时间”有以下几个特点，表现在：1.没有既定的教学目标和教科书，各学校根据自身特点自已编写。2.从内容上来看，综合运用各科中学到的知识、技能内容超过书本知识，注重体验性、操作性活动。3.在时间上可根据活动的需要灵活安排。4.形式上不局限的班级为单位，也可根据学生的兴趣和内容的选择采取同兴趣异年龄分组的形式，跨学级，跨学年的组合都是可取的。5.对课的组织指导上，要求全校教师整体协调合作组织指导。

    “综合学习时间”要求在实施中注意处理以下几个问题：

    1.处理好各科目与“综合学习时间”的关系。首先要保证学生要很好地掌握各课目的基本知识、基本技能。其次，必须要保证“综合学习时间”的课时，避免把“综合学习时间”的课时挪做他用或做为辅导课。

    2.在课题的选定过程中，既要考虑客观条件，又要根据学生的特点。首先，要考虑这样的问题：一是学校和周围环境中有哪些教育资源；二是有能力有条件可以利用的教育资源有哪些。其次，要根据学生的情况考虑以下问题：一是学生喜欢什么课题；二是学生需要做什么课题；三是学生能做什么课题。

    3.充分利用学校条件的同时，开发家庭、社会的教育资源。首先要充分利用学校的教育资源。其次，利用的社区的教育资源。同时，要寻求家长对课的理解和支持，使家长成为“综合学习时间”的得力助手。

4.在设置“综合学习时间”的实践中还有一些具体问题需要继续探讨。这些问题包括：①“综合学习时间”的课题制定上，怎样才能保证能综合运用所学到的知识、技能，怎样满足不同学生的不同兴趣，需要和特点；②对“综合学习时间”的效果应如何评价；③“综合学习时间”在小学、初中、高中怎样体现连续性、发展性和独立性；④从行政上如何支持创办特色学校？⑤学校教师怎样协调才能做到教师整体指导“综合学习时间”？

        欧洲学校里的科学教育

欧洲的各个教育系统在学校的科学教育方面面临着一些共同关心的问题，而解决这些问题的方法必须体现特定的社会、政治和文化背景。这里只能介绍一下在这些教育系统中或多或少地存在的这些令人关心的问题。

现在学校给小学生上的科学课比以往任何时候都多，这一点似乎已没有什么疑问。科学在初等教育中的积极作用已得到广泛的认可；而且，许多教育系统已把科学从其它科目中分离出来，成为初等教育的一门单独的课程，而在过去，它有时是与其它科目合在一起的。虽然在欧洲的许多学校里，科学是孩子们的必修科目，但往往重生物轻物理。而且，规定的课程与实际课程之间仍然会有很大的差距。由于小学教师通常缺乏科学方面的专门训练；所以，他们能否胜任教科学课，尤其是教小学毕业班的科学课；这也是一个令人关注的问题。

近年来，中、小学的大多数科学课程都进行了改革，把重点放在了掌握科学概念，提高科学技能及其它技能和培养有关的态度，解决问题和进行实际调查等方面。环境问题也受到了重视，尽管有些教育系统（如斯堪的纳维亚地区的教育系统）比另外一些教育系统重视的程度更明显。其它科学——技术——社会（STS）方面的问题也很明确，但是，在人们普遍承认应该提高科学知识水平的情况下，针对有关问题开展学校科学教育的做法却往往是补充而不是彻底更换由物理、化学和生物这些传统的重要科目派生出来的课程，多数情况下只是为这些课程增加了一些地球科学和空间科学方面的内容在许多教育系统中，科学与被视为设计和制造的技术之间的关系也不明确。

在教学法方面，官方文件及其它有关文件一般都主要是要求或提倡“构造主义”，为教师规定的任务是帮助学生去“构造”自己对自然现象的科学的认识，而这往往要冲破其它一些很难改变的“日常”认识。但是，“构造主义”的教学法是一个复杂而有争议的问题；尽管几乎到处都在探讨这种教学法。但它对教科学的老师。尤其是在中学教科学的老师的日常工作并没有多大的作用。

国际上最近兴起的关于学校科学教育的比较研究不可避免地把注意力集中放在了对欧洲和全球各个教育系统的同级在校学生的学习成绩进行对比上。这项工作的成果之一是进一步强调了“成绩责任制”，并进一步强调了立法者及决策人等人员有义务提高学校工作水平。因此，“学校效率”成了许多国家的教育系统研究人员在政策和实践方面努力相互学习借鉴的一个问题。

最后必须指出的是，欧洲的教育系统不可能不受其所处的社会、政治和经济大环境情况变化的影响。我们可以这样认为，第三次国际数学与科学研究（TIMSS）和国际学生成绩评价计划（PISA）等举措有利于科学课程全球化，也有利于科学教育对泛欧公民权利与义务概念的发展做出贡献。另一方面，忽视国与国之间的分界线淡化以及国家内部新兴群体和地区的出现等欧洲国家大家庭在新千年开始之际所具有的这些特征，那将是不明智的。在这方面所可能产生的后果包括科学课程国既要考虑到更多的已确定的科学概念又要考虑更多的当地问题而扩大其多样性。从这个角度来看，任何对欧洲学校科学教育的研究都将有助于深人地了解科学课程改革的有关政策。