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我国青少年科学教育的历史与展望

韦钰

2008年5月

 

一、科学教育已成为基础教育阶段的核心课程《1

自西方文艺复兴运动以后,科学得以迅速发展,因此,科学文化一直是西方文化的核心。三百多年以前,科学教育起源于西方,脱胎于被教会控制的经院教育,并伴随着科学技术的进步不断发展。因此,西方发达国家历来就有重视科学教育的传统,并把它看成是增强国家竞争力的主要措施。

20世纪下半叶以后,科学技术发展越来越快,对社会经济发展的作用也越来越重要,科学和社会的关系发生了质的变化,西方发达国家更加强调科学教育的重要性,把以培养精英为目的的科学教育,转变为基础教育中面向每个学生的基本要求。学校的科学教育不再是为了培养某些精英或科学家,而是面对全体学生,因为在知识社会里,全体社会成员都需要具备一定的科学素质。

提高国民的科学素质有多种渠道,但是科学教育是最有效的主渠道。就像要提高国民的文化素质,主要靠义务教育普及,如果到了成人阶段再进行扫盲教育,效果和效率就不一样了。因此,在许多国家科学和语文、数学一样被确立为基础教育阶段的核心课程。经合组织(OECD)举办的国际学生评测项目(PISA是对15岁的青少年开展的素质评测,过去只评测语文和数学两项,自这个世纪以来,已经增加了对科学素质的评测。2006PISA把对科学素质的评测列为重点。科学教育收到了空前的重视。

二、科学教育受到国家和社会各方面重视的原因

为什么科学教育越来越受到各个方面的重视呢?科学教育是社会发展现实的需要,不同的人从不同的角度强调了科学教育的重要性。

各国政治家强调科学教育的重要,著眼于国家的竞争力和生存。

我国不仅确立了科教兴国和人才强国的战略,中央领导对此多次有明确的指示。胡锦涛总书记在2006年两院院士会议上指出,建设创新型国家,关键在人才,尤其在创新型科技人才。并且强调:在工作中,要突出抓好以下几个重要环节。一是要完善培养体系,从教育这个源头抓起,根据我国经济社会发展特别是科学技术事业发展的要求,继续深化教育改革,加强素质教育,努力建设有利于创新型科技人才生成的教育培养体系。

温家宝总理在2007年国家科学技术奖励大会上的讲话中指出:培养杰出人才必须重视教育。青少年是国家的希望,他们最富有想象力和创造力,科学事业的未来要靠他们。培养人才要从娃娃抓起,重视对中小学生科学素质的培养,让他们既会动脑,又会动手。培养他们的创新思维,保护他们的创造精神,使他们从小树立热爱科学、献身科学的远大志向。

许多国家也做了类似的抉择。例如2006年美国总统布什提出《美国竞争力计划》,其中提出的三个主要措施中就包含了科学教育。

经济界和工业界人士考虑到产业的变化,人力资源的变化,也十分重视科学教育。被称为经济沙皇的格林斯潘在上世纪80年代就到美国国会作证,强调科学教育的重要性。这一世纪,盖茨等一批企业家也一再捐款,并频频发表演说,疾呼美国科学和数学教育存在危机,需要改革和加强。上述两方面的人士比较偏重强调科学教育的实用功能,希望通过科学教育能够培养高素质的人力资源,特别是培养具有创新能力的人才。

科学家,特别是国际上一批有远见的科学家,则更加注重科学文化的培育,包括建立一种共同的价值观念和科学思维方法。例如今年三月出版的美国《Science》杂志的主编,原美国科学院院长Alberts先生发文中认为:目前人类社会面对各种挑战,最重要的事就是科学教育。希望科学家的思维方式能够变成社会上更多人的思维方式(the way of thinking)。因为在知识经济社会里,科学和社会的关系发生了很大的变化,只有全民具有良好的科学素质,才能保证科学技术真正为人类造福,才能维护世界和平和发展,避免整个人类社会发展陷入危机。

教育家则还考虑到教育改革的要求,从儿童有效的学习和发展方面来考虑。由于知识的快速增长和变化,原有的教学方法必须改革。从知识和能力,从社会情绪能力、创新能力、实践能力、综合能力培养等方面来考虑,强调需要进行探究式科学教育。

三、我国科学教育的历史《2

西方的科学教育已经有300多年的历史,而中国的科学教育始于上世纪初,中国诵读经书的传统学校向现代学校转变之时。随着西方传教士在中国设立教会学校,洋务派设立专门的语言或者技术学堂,清政府于1901年宣布改革,并于1904年(旧历1903年)颁布《奏定学堂章程》又称“癸卯学制”,这是中国教育史上第一个正式颁布且在全国普遍实行的学制,也是普通中小学科学教育进入制度化的标志。我国无论在是清末,还是在民国时期,小学课程设置中科学教育在低年级都占有一定比重,其受重视程度不亚于算术,这是和中国国民强国之追求紧密相连的(见表1,引自文献《2》)。

11929年至1936年三次课程改革中科学类课程的设置

时间

标志性事件

名称

学制

课时量(课时比例/周课时)

1929

《中小学课程暂行标准》

自然

低年级(1-2

7.89%

自然

中年级(3-4

9.09%

自然

高年级(5-6

9.80%

1932

《小学正式课程标准》

又称“小学课程标准总纲”

常识

低年级(1-2

90分钟/

(自然课时)

中年级(3-4

120分钟/

(自然课时)

自然

高年级(5-6

150分钟/

(自然课时)

1936

《修正小学课程标准》

常识

低年级(1-2

150分钟/

中年级(3-4

180分钟/

自然

高年级(5-6

150分钟/

建国以后,小学阶段的科学教育经历了一段曲折的发展历程,直至文革之后,随着我国改革开放的历程,《九年义务教育全日制小学自然教学大纲(试用)》得以颁布,重新又确立了科学类课程在小学课程教育中的地位(见表2,引自文献《2》) 。

21956年至1992年小学科学类课程设置

时间

标志性事件

名称

学制

课程地位

1956

《小学自然教学大纲(草案)》

自然

低年级(1-2

大纲中规定从一年级开始进行系统的自然教学。一至四年级结合语文科学习“生物界自然”,规定了在语文课中自然课课时

中年级(3-4

自然

高年级(5-6

单独设科

1963

《全日制小学自然教学大纲(草案)》

自然

高年级(5-6

单独设科

1978

《全日制十年制学校小学自然常识教学大纲(试行草案)》

自然常识

4-5年级

 

1988

《九年制义务教育全日制小学自然教学大纲(初审稿)》

自然

1-6年级

 

1992

《九年义务教育全日制小学自然教学大纲(试用)》

自然

1-6年级

 

 

十一届三中全会确定了“四化”的目标,,必须加强小学自然课的教学,决定在小学开展自然课的改革。在老一辈科学教育专家如刘默根先生等的带领下,我国有了自己的小学《自然》课大纲和教材。当时邀请了哈佛大学教育专家兰本达女士来华教课和培训教师。从现在出版的资料看,兰本达的教育方法是探究式科学教育,她的教育思想要比近年来新一轮课程改革中的思想更为科学和先进

四、我国科学教育的现状

1999年6月《中共中央国务院关于深化教育改革,全面推进素质教育的决定》颁布.随后教育部下达立项指南,要求申报有关课题,截至日期为2000年3月16日。2000年3月下旬,以11校2所为核心,整合全国力量,300多位专家组成“国家队”。4月29日,"国家队"首次大集中。据参与小学科学教育标准制定的专家回忆,他们只有半年时间就完成了全日制义务教育《科学(36年级)课程标准》的制定 ,随后小学科学教育8套教材通过审定,在全国学校中使用。20016月《发布国务院关于基础教育改革与发展的决定》,并召开全国基础教育会议。200168日会后公布了《基础教育课程改革纲要(试行)》。2001年9月在全国38个国家级实验区开始进行实验。2002年秋季进入全面试验阶段。2003年全国35%左右的起始年级开始使用新教材。2004年全国65%-70%的班级进入。2005年秋季全部学生进入新课程。在投入很少,时间急促和准备不足的情况下,用运动式的跃进方法进行科学教育改革,虽然在冲击原有一些不适应发展的教育理念,推行以学生为中心的教育方式上起到了明显的作用,但探究式科学教育无法真正落实,科学教育并未得到加强,同时标准需要作较大的修改。

2001年,教育部和科学技术协会共同发起和推动了“做中学”科学教育实验项目,即在幼儿园和小学中进行的基于动手做的探究式学习和教育(Hands On Inquiry Based Learning and Teaching ),旨在促进我国幼儿园、小学科学教育发展,推动素质教育的实现。“做中学”科学教育实验项目也是中国和法国科学院合作项目,并代表国家参与国际科学家和教育界合作的IAP-IBSE网络,是国家新课程改革的试验田。

“做中学”科学教育实验项目实施到现在经过了四个阶段:1、准备期: 1994 2000,了解国际动态后,经批准,决定在中国开始试点;2、第一阶段: 2001 2003,中国教育部和中国科协共同在中国发起“做中学”科学教育试验,确定了“做中学”科学教育改革的九项原则,在四个城市:北京、上海、南京、汕头各选择一个区内的部分学校启动试点,在东南大学建立网站www.handsbrain.com和学习科学研究中心,建立国际交流与合作的渠道,翻译国外资料,75名教师到法国培训,500名教师在中国接受法国教师培训,出版了第一批中国的案例。3、第二阶段: 2004 200610月,在研究工作的基础上,出版教师培训教材《探究式科学教育教学指导》,开始了第二轮的教师培训。形成内容标准初稿,编写案例,进行试点教学,组织国内外专家对内容标准进行研讨,由于申请到了GE基金会和李嘉诚基金会的资助,试验区逐步扩大到七个城市,约700所学校。4、第三阶段:200610月至今,进一步扩大试验区,目前有620余所幼儿园、1100余所小学、总计近20万儿童参加“做中学”科学教育实验项目 。

“做中学”科学教育是一项改革力度很大,对我国科学教育水平提高很重要的实验项目,因为它第一次实现了

1.  教育界和科学界合作进行;

2.  建立了高层次和持续的国际合作;

3.  有处于前沿的科学研究支持;

4.  以科学的态度,系统地推进;

5.  认真进行有针对性的参与式教师培训;

6.  广泛应用了信息技术。

20074月在教育部基础教育司的领导下,启动科学教育课程标准的修订工作。基础教育阶段国家科学教育标准的修订分成小学阶段和初中阶段两个组进行,小学阶段的课程标准修改组成员包括科学家、原自然课和新课改国家课标制定组部分成员、教育专家、“做中学”一线教研人员。修订工作正在进行之中,修订工作组决定从下月开始,建立专门的网页,把课表修订的内容和相关的研究论文放在网上,以利于民主和科学的修订课标。

20062 月国务院发布《全民科学素质行动计划纲要(2006-2010-2020)》,纲要中强调了未成年人科学素质的培养,未成年人科学素质工程被列为四大重点工程的第一项工程,成立了跨部委的领导小组,作为体现国家意志的行动计划来实施。这是在我国建设有特色社会主义事业发展的新阶段,党中央国务院做出的具有战略意义和具有深刻历史意义的重大决策。

总的来说,当前我国教育界对科学教育的重要性认识还不到位,甚至有越来越忽视的倾向。存在对教育科学研究和教师培训投入严重不足;缺乏评测方面的研究和实践等等亟需解决的问题。

五、对加强我国科学教育的建议

科学小学阶段国家标准修订的专家一致认为:作为中国的国家标准必须要让我们的儿童能够应对21世纪知识社会发展和全球化的挑战,能够具有国际的竞争力,这是我们标准制定者的历史责任。今天我们尽力让我们的每一个孩子成功,明天他们才能让我们的国家成功。但是,另一方面我们也深深感到,要实现这样的要求,还有很多艰苦的工作要做。这种估计,决不是只对某些个别地区和农村小学而言的。我们从这几年“做中学”的实践中认识到,在科学教育发展的不平衡,不可能在短期内解决。在中国,解决此类问题可以说十分困难,也可以比较快,关键在于领导的决策。领导重视了,问题就好办多了。

200841,一些院士在认真讨论的基础上,形成了《关于大力推进和正确引导基础教育阶段科学教育改革的建议》,希望有关方面能就以下几个问题进行考虑和决策:

1. 充分认识科学教育的重要性,把科学和语文、数学同样,列为基础教育阶段的主要课程。

2.  加强和改进职前和在职教师的培养,大力提高教师科学素质和教学水平,加强科学教师队伍的建设。

3科学教育必须从娃娃抓起,恢复从一年级起设置科学课,把学前教育和小学科学教育连贯起来考虑。

    4.在国家自然科学基金会中设立专项基金,支持教育的科学研究。

    5.动员社会各方面的力量,特别是科技界的力量,推动我国科学教育的持续快速发展。充分利用《全民科学素质行动计划纲要》的组织和系统的力量,推动科学教育的发展与改革。

总的来说,我国的科学教育基础薄弱、起步较晚,其中又由于种种原因,造成不必要的曲折,发展科学教育迫切需要各个方面的共同努力。

 

主要参考资料

1.      韦钰,科学教育和创新型人才的培养,《小学科学》2008-1,人民教育出版社

2.      李瑾、钱星、杨元魁,我国小学科学教育课程设置的历史(即将发表)

3.      工程院院士建议《关于大力推进和正确引导基础教育阶段科学教育改革的建议》,200841