幼兒園科學教育需要關注的新進展

　　一、引子

　　2009年1O月，在羅蒙湖邊召開了一次有重要意義的科學教育研討會。會議期間，頒發了“Purkwa”(發音近似法語“為什么”)獎，這個獎項由法國科學院和圣艾蒂安礦業學院設立，其目的是為了鼓勵孩子們提問和求知。這是全球兒童科學教育領域著名的國際獎項，授予全球在兒童科學教育領域做出過杰出貢獻的人士。參加這次研討會的人士不多，只有10位，但都是在國際范圍內關心科學教育改革的經驗豐富的科學家、工程師和長期從事科學教育的教育家。這些來自不同國家、不同學科背景的科學家們集中研討了如何讓科學素養能夠通過教育惠及人類的下一代。他們以科學家的視角對全球科學教育提出了一些新的重要看法：科學教育不應該傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實，而是應當審慎選擇一些重要的科學觀念，用恰當的、生動的教育方法，幫助孩子們建立一個完整的對世界的理解，初步形成科學態度，掌握科學方法，了解科學精神，建構一個人健康協調發展的基礎。其中，值得幼兒園科學教育關注的是科學教育的1O項原則和科學教育需要關注的14個科學中的大概念，這對確定有價值的幼兒科學教育目標和內容、選擇適宜有效的途徑和方式具有重要的啟示和指導意義。

　　二、科學教育的兩個重要新進展

　　隨著相關研究的不斷深入，科學教育的方法和內容也有了新的進展。主要表現在基于探究的教學法得到廣泛的認同，其成效也被證實；科學教育內容的廣度必須減少，在選擇和確定科學探究的內容時應朝著更少、更高、更清晰的方向發展。

　　近年來，在全球許多國家，兒童的科學學習廣泛倡導和采用基于探究的教學方法，也被稱為探究式科學教育。探究式科學教育強調兒童用與科學家相似的方法進行探究，搜集實證，用實證去檢驗他們對所研究對象的解釋，獲得對周圍世界的認識和對知識的理解，發展兒童對科學和科學探究的積極態度。新的研究指出，基于探究的科學教育會大大增加理解的深度，但需要花更多的時間，內容的廣度必須減少，必然需要選定一些大概念。

　　進展一：科學教育應聚焦14個科學中的大概念

　　目前，科學家們認為，科學教育很重要的是讓學生接觸到發展著的寬泛的科學知識，了解周圍世界，并能夠在未來科學和技術越來越重要的世界中成為一名能夠有依據地進行決策的公民。科學教育的目標不是去獲得一堆由事實和理論堆砌的知識，而應是實現一個趨向于核心概念的進展過程，這樣做有助于學生理解與他們生活相關的事實和現象。

　　科學中的14個大概念包括10個科學概念和4個關于科學本身的概念。10個科學概念包括：1．宇宙中所有的物質都是由很小的微粒構成的；2．物體可以對一定距離以外的其他物體產生作用；3．改變一個物體的運動狀態需要凈力作用于其上；4．當事物發生變化或被改變時，會發生能量的轉化，但是在宇宙中能量的總量總是不變的；5．地球的構造和它的大氣圈以及在其中發生的過程，影響著地球表面的狀況和氣候；6．宇宙中存在著數量極大的星系，太陽系只是其中一個星系——銀河系中很小的一部分；7．生物體是由細胞組成的；8．生物需要能量和營養物質，為此，它們經常需要依賴其他生物或與其他生物競爭；9．生物體的遺傳信息會一代代地傳遞下去；1O．生物的多樣性、存活和滅絕都是進化的結果。這10個大概念應成為組織幼兒園科學教育活動內容的引領，因此也是幼兒園教師必須掌握的通識性自然科學知識。關于科學本身的4個概念包括：1．科學認為每一種現象都具有一個或多個原因；2．科學上給出的解釋、理論和模型都是在特定的時期內與事實最為吻合的；3．科學發現的知識可以用于開發技術和產品，為人類服務；4．科學的應用經常會對倫理、社會、經濟和政治產生影響。這4個核心概念是重要的科學觀和世界觀，是幼兒園教師必須理解、掌握并將其作為自己對科學和世界的基本看法。

　　進展二：科學教育應遵循的1O項原則

　　新近提出的科學教育的10項原則有些是我們知曉和熟悉的，但有些是我們不了解或不夠重視的。深刻理解和領會并在實踐中應用這些原則，將使科學教育有正確的方向，提升科學教育的質量。盡管這10項原則主要是針對義務教育階段提出的，但在包括幼兒園階段在內的所有基礎教育階段都適用。

　　原則一，在義務教育的所有年級、學校都應該設置科學教育項目，以系統地發展和持續保持學習者對周圍世界的好奇心、對科學活動的熱愛以及對如何闡明自然現象的理解。兒童具有尋求周圍世界含義和理解的天然傾向，科學教育應增強兒童對周圍世界的好奇心、欣賞和探詢。親歷發現和將新經驗與過去的經驗相聯系，不僅給他們帶來激情和快樂，而且能夠讓他們通過主動的探究增加知識。

　　原則二，科學教育的主要目的應該是為了使每個人能夠參與有依據的決策和采取適當的行動，這對保證他們個人、社會以及環境的健康和協調發展是重要的。在科學教育中，發展學生對待科學的態度和運用實證來進行決策的態度，有助于幫助學習者成為一個有知識的公民，能夠抵制欺騙行為，并認識到證據是被選擇用來支持特定行動的論據。

　　原則三，科學教育具有多方面的目標，科學教育應致力于：幫助學習者理解一些科學上有關的大概念，包括科學概念以及關于科學本身和科學在社會中所起作用的概念；收集和運用實證的科學能力；科學態度。提高學生的科學能力和科學態度至關重要，這是我們比較熟悉的。而大概念是指可以適用于一定范圍內物體和現象的概念，相對地，只運用于特定觀察和實驗的概念稱為小概念。如蚯蚓能很好地適應在泥土里的生活，這是小概念；生物體需要經過很長時期的進化形成在特定條件下的功能，是與它相對應的大概念。主要的大概念就是前文中列出的14個關于物體、現象和材料及其在自然界中相互關系的大概念，以及有關科學探究、推理和科學方法的大概念及有關闡明科學、技術、社會和環境之間關系的大概念。

　　原則四，基于對科學概念的審慎分析以及基于當前對學習是如何發生的有關研究，應該給出為了達到科學教育各個方面目標的清晰進程，指出在不同階段需要掌握的概念。科學概念通常是復雜的，學生理解概念的進展取決于多種因素，而且有個體差異。但學前到小學再到中學，會表現出一些共同的趨向。包括：逐步提高闡明物體特性的能力，能考慮到不用直接觀察到的特征來闡明物體的特性；較高的認知能力，能認識到闡明某些現象時需要考慮多個因素；較好的定量觀察能力，能用數學來完善和加深理解；能更有效地運用物理、心理和數學模型。

　　原則五，應該從學生感興趣并與他們生活相關的課題開始，逐步進展到掌握大概念。科學活動要讓學習者接觸到真實的物體和真實的問題，感到有意義和有興趣。而且設計科學活動的關鍵是要能保證建立那些能夠發展成較大概念的小概念。學生感興趣的有意義的活動往往會包含數個有關概念的發展。

　　原則六，學習的經驗應該明晰地反映出既包含科學知識，也包含科學探究的理念，并且符合當前科學和教育方面的見解。把科學看作是對世界理解的創新，更能吸引和激勵兒童的學習。在尋求理解世界之時，來自物質世界的證據是對科學正確性的最終判斷。

　　原則七，所有科學課程活動都應該致力于深化學生對科學概念的理解，同時應該考慮其他可能的目標。例如，科學態度和能力的培養。能力的培養必須與某個具體的問題相聯系，必須有對“實際對象”的觀察，必須有關于“實際對象”的數據。如果“實際對象”與理解物質及生命世界無關，所發展的能力就只是一般泛指的能力，而不是特指的科學能力。同樣地，教師特別要注意確保兒童的活動不僅僅是停留在興奮狀態，而是要引導他們加深對周圍事件的理解。

　　原則八，為學生設置的學習項目以及教師的職前教育和專業發展，都應該與為達到原則三所需要的教與學的方法保持一致。學生的學習活動是經歷探究過程和獲得意義的過程，教師的教育課程也應該包括各種類型的科學探究，反思在探究活動中為了讓學生理解科學概念和關于科學的概念，教師提供的條件和扮演的角色。

　　原則九，評測在科學教育中具有關鍵的作用。無論是對學生學習過程的形成性評測，還是對學生學習進展的總結性評測，都必須考慮到所有的目標。教師要保證提供的學習活動對發展概念和能力的適當挑戰性。有助于學習的評測應該是在學習過程中進行的。

　　原則十，為了達到科學教育的目標，學校的科學項目應該促進教師之間的合作，并需要社會其他力量包括科學家的參與。教師之間的合作以及教師與當地社區之間的合作會使學生受益，教師之間分享彼此不同的經驗和專長，咨詢科學家，從當地獲得有關科學應用的知識，或者參與社區中有關科學的活動，所有的教師也將從中受益。

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