小学科学教师素养科学教育论文

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一变化与挑战:小学科学教育变革

(一)教育目标:从“精英”到“大众”

出于政治和科技竞争的原因，“做个科学家”成为20世纪60年代科学教育的目标，尤其是在美国。为了达成这一科学教育的目标，美国科技界与教育界共同研制了一批反映当时科学发展最新水平、呈现学科知识基本结构的小学科学教材;与教材内容改革同步，引进“发现教学法”和“过程”观念，试图以此两者为核心，为社会发展培养科技精英奠定基础。然而，只适合20%的学生的精英教材，对80%的学生来说是一种资源浪费。现代科学技术在人类生存和生活中扮演着越来越重要的角色;人们更加明晰地认识到，科学课程应体现对所有学生的价值;对一个国家来说，普通民众高水平的科学文化素养，决定着一个国家的国际竞争力和现代化程度。因此，科学教育的目标逐渐由培养“精英”转移到提高“大众”的科学文化素养上。科学教育目标的转换，对小学科学教师的教育教学方式和能力构成了挑战。在“精英”模式下，教师需要传授体系完整、逻辑严谨的科学知识，教学所需的是充裕的知识储备，教师知识和教学是“一桶水和一碗水”的关系;而在“大众”模式下，教师不但要让学生在探索的过程中获得知识，同时要关注学生在学习过程中的体验、理解以及科学精神、科学价值观的形成。如果教师缺乏科学素养，缺乏探究的实践和能力，仅靠书面化的知识系统，显然难以胜任教学要求。

(二)教学方法:从“过程”到“探究”

20世纪60年代的科学课程改革，强调科学的“过程”性。与“知识”取向所秉承的静态知识观不同，基于“过程”取向的科学课程反对科学教学中静态、僵化的知识灌输，希望中小学生通过经历科学研究的过程、掌握科学研究的方法，在此基础上形成科学知识结构。然而，这一时期的科学观仍然以“静态知识”为主流，“探究”的最终目的仍然是为了掌握体系化的“知识”，体验“过程”与“探究”只是学习人类已经取得的科学成果的手段而不是目的，科学课程依然难以跳出唯“知识”的窠臼。伴随着对科学性质的重新认识和建构主义理论的兴起，“探究”将“过程”取而代之。建构主义珍视儿童对自然世界的天生的探索欲望，希望通过儿童与他人共同的学习和研究建构知识，让儿童形成对科学本质的更现实的观念。同时，建构主义强调科学、技术发展史对儿童科学知识建构的价值，把科学史、科学哲学作为中小学科学教学的重要资源，“认为研究科学知识的创造和协商问题，可以帮助学生知道科学中人性的一面”。建构主义理论和实践为中小学科学教育贯注了极大的活力与创造力，但也因过度强调儿童在知识建构过程中的主观能动性、否认客观世界的可知性，导致科学教育的形式繁荣和实际教学质量的下降。于是自20世纪90年代始，“科学的探究”成为提高小学科学教育质量的新举措。“科学的探究”与“探究”的本质区别，在于前者强调探究不仅仅是儿童自我建构的过程，这个建构的过程应该有一个基本的规范，这个基本的规范即是科学家从事科学研究的基本规范。小学科学教师如何成为儿童科学探究过程中的“科学界的代表”，如何在学生的自由活动和教师的引导、讲授与活动、动手与动脑之间形成平衡，让儿童通过探究学习知识、提高能力、培养情感、提高科学素养，是当今世界教师教育中的一个值得探究的问题。

二应对与建构:关于小学科学教师素养的思考

没有高素质的小学科学教师队伍，就谈不上小学科学教育改革目标的实现，这已被反复证明。在当代科学教育改革背景下，小学科学教师的专业素养，应该实现由“静态”到“动态”的转换，这也是小学科学教师教育面临的一个重要问题。动态的教师素养观，主要体现在以下几个方面。第一，学科知识。小学科学教师对科学学科内在的概念、原理、原则、方法等系统知识以及知识之间关系的掌握情况，决定了小学科学教师的素养层次。在学科知识方面，小学科学教师需要关注小学科学课程所涵盖的相关学科的结论性知识，更要关注对科学学科性质的理解，以及科学知识和技术与个人发展、社会生活之间的关系。为了实现对科学性质的理解，教师需要通过学习体验知识的生产过程，经历科学探究实践;通过“科学探究的学习过程，增强对科学探究的理解，掌握科学探究式教学的实质，形成一定的提出问题、观察实验、收集信息、形成猜想、技术设计、交流合作和科学思维的能力”。唯有如此，在小学科学教学中，才有可能将系统的学科知识内容贯穿于具体的科学探究任务之中。第二，引导儿童进行科学探究的能力。“探究”作为小学科学教学的核心，强调学生在学习过程中的主动性，强调他们经历过程、体验过程、在思考与探索过程中主动建构知识的思想方法;除此之外，探究式科学教学还旨在使学生利用原有的知识和生活经验，像科学家那样进行思考和探究，在智慧的积极参与中，理解现象、探究本质、交流观点、建构知识。毫无疑问，把科学探究简化成课程上的科学教学，起关键作用的是教师。正如美国著名科学教育专家阿瑟•A•卡琳所说:“虽然探究教学是模仿科学家进行研究所经历的一般过程，但由于儿童受到发展水平的限制，不可能完全像职业科学家那样进行探究，中小学的科学探究活动应该是比较简单的形式，学生在探究中能够理解自己在做什么，使科学探究适合儿童发展水平的关键是教师，教师制订教学计划、准备材料、设置情境、进行引导、提出问题、提供信息、讲解、解释———教师要为儿童在真实世界里动手做科学探究进行各项准备。这些是教师引导儿童进行科学探究所负的责任。”

在引导学生进行科学探究的过程中，教师需要具备的不仅仅是丰富的知识和对一般科学探究方法的理解与掌握，更重要的是能够将科学探究的内容、方法和过程与特定年龄段和不同能力层次孩子的现实以及特定的教学情境联系起来。引导小学生进行科学探究是小学科学教师应该加以强化的能力。对于小学科学教师来说，要想形成这种基本的探究教学能力，一方面，需要教师在职前与职后专业学习过程中形成探究习惯，把知识的系统学习融入科学研究的过程;另一方面，小学科学教师还要充分了解小学生的心理与生理发展规律、小学生的生活经验以及他们将前科学概念转化成科学概念的机制和特点。一旦具有扎实的学科基本功，同时对学科课程中不同分支学科间关系、学科知识与社会生活之间的关系、学科内容与学生发展之间关系形成了深度理解和把握，并在教学过程中不断反思，生成和积累教学经验和教学智慧，高水平的小学科学教学素养的形成也就指日可待了。第三，教育、心理学知识。丰富的教育学、心理学知识，是形成教师专业知识的基础。新的小学科学教育课程标准倡导一种课程共建的文化，需要教师改变传统的教师中心观念，形成一定的科学文化积淀，包括新的科学世界观、科学探索观、科学教育观，同时关注有关儿童发展的最新研究进展，关心自己所处地域文化的独特性，并把自己的观察、思考和学习融入专业实践之中。小学科学教师在教育学、心理学方面所需要的，并非仅仅是纯粹的系统知识。教育学、心理学学科知识，具有较强的抽象性，很难直接运用到日常的课堂教学与学校生活中。因此，如何把系统的教育学、心理学理论知识与小学科学教学的特点和性质结合起来，与小学生的学习和生活经验结合起来，并转化成教师对学生、学科教学的态度和能力，对于小学科学教师来说，是一个不小的挑战。教师职前和职后教育的核心任务，即是培养小学科学教师基于教育理论建构自己对小学科学及其性质的理解，形成恰当地处理知识的确定性与教学现实的情境性之矛盾的能力。第四，对科学哲学与科学史的学习与把握。把科学哲学和科学史纳入小学科学教师培养的必修课程体系之中，是当今国际小学科学教师培养的基本趋势。20世纪80年代之后，“如何通过科学教学使学生能够获得对科学本质的理解，从而不仅学到科学知识和基本技能，而且具有科学精神和创新能力”，一直是国际科学教育界的核心话题。科学史、科学哲学和科学社会学等课程，是有助于教师形成对科学性质理解的基础学科。正如论者所言，科学史和科学哲学，“给我们提供了科学发展的历史、科学研究范式转换的轨迹，以及科学发展过程中的经验和失误，有助于我们理解科学的本质、科学与技术发展之间的关系、科学与技术在人类发展过程中的功过得失，以及科学技术对于社会发展而言所存在的局限性和破坏性”。对科学哲学、科学史的了解和理解，有助于提升小学科学教师对科学性质的洞察力。

20世纪后半期科学性质以及科学教育性质演变的历史，为我们提供了一幅理解科学史、科学哲学对科学性质和小学科学教学产生巨大作用的清晰画面。科学史和科学哲学也是小学科学教学的基本内容。随着小学科学教育改革的不断深化，小学科学教育的目的与功能也逐渐明朗化并被各国政府和教育主管部门所认可和提倡:小学科学教育的目的，在于提高儿童的科学素养。要达到这一目的，必须拓展小学科学教育的内容，加大小学科学教育的整合力度，总体来说，小学科学教育改变了传统的知识取向，涵盖知识、技能、过程、方法、思维、情感、态度和价值观，科学史和科学哲学渗透在科学教学的各个方面。美国的科学课程体系把科学教育的内容分为八类，其中包括“科学的历史与本质”。在我国的小学科学教育中，“加强科学文化的教育，加强科学发展历史的教育”，也成为课程改革的追求目标。第五，学科教学知识(PCK)。它是教师在知识学习与经验积累的基础上，对学科知识、教育学和心理学系统理论知识，以及教学法知识等的整合和提升。对于个人来说，它涉及个体对学科系统知识的理解和把握，也包含着对学习者可能出现的偏见和误解、相应的教学策略及其对教学的具体环境的理解。学科教学知识“具有情境性和实践性的特征。从教学实践的角度考察，学科教学知识主要体现于教师在实际教学中如何根据学生的特点和自己对这一学科内容的理解来设计教学情境、表征某一个具体的教学内容”。教师的专业知识是教师职业体现专业特征的基础性保障，是他们进行专业性活动的条件和依托。对于小学科学教师来说，关键在于处理专业知识与教学情境之间关系的能力。在小学科学教师培养过程中，不但要打好理论学习的基本功，更要使之理解和体验教学实践的不确定性，处理好两者之间的关系。提升小学科学教师在情境性教学事件中依据理论进行问题诊断和恰当处置的能力，有利于促进小学科学教师的学科教学法知识的增长和教学能力的同步提升，是小学科学教师培养机构的重要任务。使“静”态知识进入“动”态，把“死”的知识变“活”，推动教师实现从“知识型”向“能力型”、“创造型”的转变，是目前小学科学教师教育应该重点解决的问题。教师自身的实践以及基于实践的反思和批判能力建构，高质量的教师职前和职后教育，社会和教师教育机构持续的帮助与支持，都是解决这一问题的关键因素。

作者：戴丽敏 单位：杭州师范大学初等教育学院