科學教育學改革
前言：本站為你精心整理了科學教育學改革范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。
[摘要]科學教育學是國際上近半個世紀以來在歷次科學教育改革中誕生與發展的、具有交叉性質的一門教育科學。科學教育改革與科學教育研究密不可分。科學教育改革需要科學教育研究的支撐；反過來，科學教育研究則需要科學教育改革的推動。我國，當前和今后的科學教育改革亟須科學教育研究的學術支撐，盡快形成科學教育學的學科建制，把科學教育學增列為教育學的二級學科；在大學建立更多的科學教育研究中心；成立全國性的科學教育學會，創辦科學教育研究期刊。
[關鍵詞]科學教育學；科學教育改革；科學教育研究
科學教育是與人文教育相對應的一個教育領域，旨在形成人的科學素質，提高人的科學探究與應用能力，培養人的科學態度與科學精神，樹立正確的科學觀和科學本質觀。作為普通教育(Generaleducation)的一個重要組成部分，科學教育與人文教育一樣都致力于“為一個負責任的人和公民的生活做準備的那部分教育”。在此意義上，科學教育與人文教育的目的是一致的。
科學教育有狹義與廣義之分。狹義的科學教育僅指自然科學教育，即包括物理、化學、生物和地球科學等分科學科在內的，同時也涵蓋綜合科學教學的學校科學教育。廣義的科學教育則包括數學教育、技術教育和社會科學教育(如美國“2061計劃”的科學教育文獻所表明的那樣)。相應地，科學教育學也有狹義與廣義之分。狹義的科學教育學，主要研究各級各類學校的自然科學教育、課程、教學、學習與評價等方面的理論與實踐問題，而在廣義上，科學教育學也涉及數學教育、技術教育、乃至社會科學教育及校外科技教育等方面的理論與實踐問題。從世界范圍來說，科學教育作為學校課程體制的一部分是從19世紀中葉以后開始進入中小學課程中；而科學教育學作為教育科學中的一個分支研究領域，則是從20世紀中葉以來的歷次科學教育改革中興起與發展起來的。
在我國，科學教育研究的興起只是近年來的事，迄今尚未從學科建制層面上成為我國教育研究的一部分。科學教育學是一個廣泛而復雜的教育理論和實踐研究領域，它涉及從幼兒園、中小學至高等學校各個階段的課程、教學與評價等方面的科學教育問題，同時也包括以提高公眾對科學的理解為目標的校外科技普及與科學傳播教育。本文的論述主要限于高中以下階段的學校科學教育改革，著重探討科學教育學與科學教育改革之間的關系。
一、作為一個研究領域的科學教育學
從20世紀初期開始，在英語國家，“教育”與“教育學”基本上都使用同一個詞來表達，即Education。在歐洲國家，由于其教育學傳統不同于英語國家，一般使用DidacticsofScience來表達“科學教育學”。而在我國，科學教育學作為教育科學的一個分支在學科建制里尚未正式建立起來，盡管最近幾年關于科學教育學的研究已開始增多。
國際上，科學教育學作為教育科學中一個獨立的分支學科或研究領域是從20世紀60年代以后隨著科學教育改革的需要而產生的。2004年，澳大利亞莫納什大學著名的科學教育學家彼特.范仙(Fensham，P．J．)教授出版了《科學教育學：一門新興學科的發展歷程》一書，全面論述了世界范圍內科學教育學作為一個獨立的學術領域的誕生與發展歷程。根據范仙教授的研究，一個學科或研究領域的建立，需要滿足一定的標準。他提出了三類標準：結構性標準、研究內部標準和結果標準。其中，結構性標準作為最基本的標準共有6條：(1)獲得學術承認，即大學里設立某一學科的教授職位，獲得學術界的承認；(2)創辦研究期刊，傳播研究成果；(3)建立專業學會；(4)定期舉行學術研究會議；(5)建立研究中心；(6)進行研究訓練，培養研究人才。這6條標準是相互關聯的，它們表明一個獨立的學術研究領域或學科的形成及其形成的基本條件，缺一不可。
從這些標準看，除美國以外的所有其他國家的科學教育學都是在20世紀60年代以后才產生和發展起來的。如英國倫敦大學國王學院和里茲大學分別于60年代和70年代在其教育學院建立了科學與數學教育研究中心，并設立了“科學教育學”教席(ProfessorshipofScienceEducation)。到1985年英國已經有11所大學培養科學教育學博士生。德國于1966年在基爾大學(UniversityofKiel)建立了國家級的科學教育研究所，共有50余名科學教育研究人員。法國于1970年在國家教育研究所內建立科學教育研究部。澳大利亞1967年在新建立的莫納什大學建立了第一個科學教育學教席，聘請彼特.范仙為澳大利亞第一位科學教育學教授。80年代澳大利亞的科廷理工大學建立了科學與數學教育中心，現已后來居上成為全世界最大的科學與數學教育博士生培養基地，目前共有400多名博士研究生。在亞洲國家中，日本、印度、韓國、泰國、馬來西亞與新加坡等國家也從20世紀70年代起先后在大學建立了科學教育學博士點，培養科學教育博士生。
從專業組織和學術期刊來看，美國的全國科學教學研究協會創辦于1928年，現已成為世界上最大的科學教育研究專業學會，每年4月份召開一次國際性的科學教育年會，2006年的年會上，與會者多達1000多人。其會刊《科學教學研究學刊》每年出10期。英國的科學教育學會創建于1963年(其前身是男科學教師協會與女科學教師協會，最早追溯到20世紀初)，定期于每年一月份召開一次年會，發行《科學教育》(EducationinScience)、《小學科學評論》(PrimaryScienceReview)、《學校科學評論》(SchoolScienceReview)和《科學教師教育》(ScienceTeacherEducation)等期刊。1995年成立的歐洲科學教育研究會每兩年召開一次學術年會，并每隔一年舉辦一次專門針對歐洲國家科學教育博士研究生的暑期研究班。其他國家如澳大利亞科學教育學會出版《科學教育研究》(ResearchinScienceEducation)期刊，每年也舉行一次科學教育學術年會。另外，還有一些不隸屬于學會的著名期刊，如美國的《科學教育》》(ScienceEducation)，創刊于1916年；英國里茲大學的《科學教育研究》(StudiesinScienceEducation)創刊于1974年；《國際科學教育學刊》(InternationalJournalofScienceEducation)，創刊于1979年，在國際科學教育學界影響都很大。
科學教育研究與科學教育改革是分不開的。科學教育改革需要科學教育研究的學術支撐；反過來，科學教育研究也需要科學教育改革的推動。科學教育研究又分理論研究與基于實證的經驗性研究。前者從科學哲學、科學社會學、認知心理學等學科視野出發進行包括建構主義在內的當代各種教學理論探討，后者則從科學課堂教學實踐的視角開展定量研究、質性研究、行動研究、案例研究、敘事研究等。這些研究都為各國的科學教育改革政策制定和基礎科學教育中科學課程、教學及評價的改革提供了強有力的理論與學術支持。如1989年美國出版的《2061計劃：面向全體美國人的科學》這本權威的科學教育政策文獻中，在附錄B中列出了26條關于科學教育或與科學教育有關的最重要的參考文獻(專著、研究報告或專題論文)，都是1980年至1988年期間出版的。可見，即使是一個國家科學教育改革的政策文件，也要以大量的高質量的學術研究為依據制定。又如1995年出版的美國《國家科學教育標準》，每一章的后面都列出了大量的參考文獻(可惜中文譯本都把它們刪除了)。再如20世紀80年代以來，西方各國在科學教育研究中，基于建構主義理論框架的經驗性研究論文和專著數不勝數。由此可見，倘若沒有這些基礎性的科學教育理論研究和經驗性研究，美國《國家科學教育標準》就不可能達到這樣的高水準。其他國家(如英國、德國、澳大利亞及新西蘭等)新一輪的科學教育改革也無不得力于本國和國際的科學教育研究及其為科學教育改革所提供的充分的學術支持。
當前，我國正在進行新一輪科學教育改革。新的改革亟須科學教育研究的支持。無論是科學教育政策的制定，新的科學課程的開發，還是探究式科學教學的實施和課程與教學評價的運用，以及科學教師的專業成長，都迫切需要科學教育學提供學術支撐。但總體上，我國科學教育學科建設還很落后，甚至尚未引起教育管理部門、教育學界及社會的足夠重視和支持。
二、科學教育改革：國際經驗與本土建構
改革開放以來，我國基礎科學教育經歷了三次改革浪潮，差不多每隔10年就要進行一次科學教育改革。第一次改革浪潮從1978年開始至20世紀80年代中期，主要特點是撥亂反正，恢復正常教育教學秩序，編寫新的科學教學大綱和教科書。這次科學教育改革吸收了世界各國60年代以來科學課程改革的經驗，使中學的數學、物理、化學和生物等自然科學的課程內容實現了現代化。第二次科學教育改革從20世紀80年代中期至90年代，其特點在初等教育階段開始重視幼兒園與小學的科學教育改革(當時叫自然學科改革)，在中等教育階段則降低科學課程的難度，同時追求科學課程的本土化。第三次科學教育改革始于世紀之交，至今仍在進行之中。其特點是進一步與國際科學教育改革接軌，試圖銜接小學與初中的科學教育，促使義務教育階段科學教育課程與教學改革一體化，面向全體學生，以科學素養為目標，注重培養學生的科學探究能力，等等。
第一次科學教育改革基本上是從翻譯國外中小學科學教材開始的，作為我國自己編寫的新科學教材的素材，其理論基礎是美國著名心理學家和教育改革家布魯納的學科結構課程理論。第二次科學教育改革主要涉及兩個方面，一是重視了小學科學教育，如由人民教育出版社劉默耕先生主持，引進了哈佛大學小學科學教育專家蘭本達的“探究一研討”教學法，并系統地編寫了小學1～6年級的自然(科學)教材；二是在中學階段改進了統編教材，使原先引進的過于理論化、抽象化和高難度的科學教材內容逐漸變成適合我國國情和學生需要的科學教材，這實際上是由20世紀80年代國際化到90年代本土化的一次轉換。這次改革雖然不乏歷史意義和貢獻，但鮮有深化且缺少突破，只能說是修修補補而已。第三次科學教育改革的背景不同于前兩次。一方面，我國市場經濟和現代化事業進一步發展，改革開放隨著我國成功地加入WTO進一步向前推進，為新一輪科學教育改革提供了社會需求和動力；另一方面，90年代以來新一輪國際科學教育改革在發達國家方興未艾，為我國科學教育改革提供了良好的國際背景。1997年，中國科學技術協會與美國科學院簽訂了科學教育合作備忘錄，為兩國科學教育合作提供了有利的合作機制，其重要成果之一是合作建立了科學教育網站，翻譯出版了美國科學教育改革的重要文獻，如《國家科學教育標準》(1999)，等等。此后，國家教育部組織一批科學教育專家和教師編寫出全日制義務教育《科學(3～6年級)課程標準》(實驗稿)和《科學(7～9年級)科學課程標準》(實驗稿)，由此拉開了新一輪科學教育改革的序幕。此外，我國教育部和科學技術協會還從法國引進了“做中學”幼兒園和小學科學教育項目，在全國許多大中城市的幼兒園和小學里進行基于“動手做”的探究式科學教育的實驗。
從科學教育改革的主體來看，第三次改革不同于以往歷次科學教育改革。首先，這次科學教育改革開始有一些科學家參與進來，如中國科協的科技專家、中國科學院和中國工程科學院的一些院士、大學(特別是師范大學)理科院系的一些教授都參與了這次科學教育改革，只是這些主體的參與的深度和廣度還不夠。第二，自20世紀80年代起，我國學科教育研究逐漸興起，其中物理、化學、生物、地理等理科成長起來一批學科教育專家，成為第三次科學教育改革的重要參與者，為新一輪科學教育改革做出了貢獻，是我國第一批受過專業訓練的科學教育研究者。第三，廣大的中小學科學教師也成為中堅力量。特別在小學科學教育改革中，一大批優秀的科學教師在改革中脫穎而出，茁壯成長。
但我們也發現，這三次科學教育改革都存在一個共同的問題，即每次科學教育改革在理論準備上都明顯不足，原因在于缺乏有計劃、有組織、系統而深入的科學教育研究。迄今為止，我國教育行政管理部門、高等學校和教育理論界都尚未重視科學教育研究。雖然我國各級各類教育研究人員成千上萬，但專門進行科學教育研究的人員卻寥寥無幾，即使包括上文提到的理科各學科的科學教育專家也仍然為數不多。長期以來，我國的科學教育改革是在整個基礎教育改革的總格局下進行的，只考慮采用教育的一般理論作為課程與教學改革指導思想，沒有也不可能采用科學教育學的學科領域的理論。
一個學科或學術領域的形成和發展，雖則首先要看社會對它是否需要，但也必須意識到這種社會需要是否為人們所認識。從上文的分析中可以看出，由于缺乏科學教育理論研究，我國的科學教學與課程改革、中小學科學教師的培養和在職科學教師的專業發展都受到極大的制肘。比如，1978年以后，我國的基礎科學教育課程從內容上說是國際化和現代化了，但在課程設計、開發和實施方面，在科學教學和評價方面，都遠遠沒有實現現代化和國際化。證據之一是，我國幼兒園與中小學的科學課程與教學的方式和方法仍然是以傳統的講授法為主，探究式教學方式并沒有在課堂上得到實施。這種情況基本上至今為止依然如故。證據之二是，盡管我國近30年來，九年義務教育的普及率比較高，小學、初中和高中普遍開設科學課程，但據近些年的公民科學素養監測發現，我國公民的科學素養水平仍然不高。從普及科學教育、提升國民的科學素養的意義上說，我國以往的科學教育不能說是成功的。證據之三是，我國在科技研究上和工農業生產中科技創新水平遠遠低于發達國家，甚至在某些領域不及印度等亞洲發展中鄰國。證據之四是，我國近代以來進行學校科學教育雖有百余年的歷史，并且建立了系統的科學與技術體制，但公民的科學精神仍然比較缺乏。不但一般社會大眾，就是科技人員中也有不少缺乏科學精神的。近年來，科技界與科學哲學和科學史學界關于科學文化之爭、關于中醫存廢之爭，等等，其中的某些觀點從一個側面反映了“唯科學主義”在我國社會中仍然根深蒂固，而這實質上乃是缺乏科學精神和對科學本質理解片面的一種表征。
當前，我國科學教育研究的社會需要是顯而易見的。我國政府早已提出“科教興國”的戰略方針。現在又提出建設創新型國家的戰略目標。筆者認為，有效的基礎科學教育改革是實現這個方針和這一目標的基礎之基礎。基礎科學教育需要告別傳統的“死讀書、讀死書”的教學方式，需要真正以自主、合作、探究、建構的教學方式與方法教學生生動活潑地學科學、做科學、用科學和理解科學。只有這樣，我們才可以真正提高公民的科學素養，才可以在普及科學教育的基礎上為高等學校輸送真正愛科學、主動學科學、既敢于又善于進行科學創新的大學生和研究生。只有培養了大批具有創新精神和創新能力的科技人才，我國的科學與技術才能推動知識經濟的發展，才可能趕超世界科技先進水平。
有效的科學教育改革不僅是當前改革的需要，也是今后我國科學教育改革長遠的需要。國際國內的科學教育改革經驗業已證明，中小學科學教育改革是隨著科技發展和社會與人的發展需要與時俱進，所以，無論是從科學與技術發展的角度考慮，還是從科學教育改革的當下和長遠的需要出發，我國都必須盡快形成科學教育研究的學科建制，培養從事科學教育研究和管理的高級人才及科學教育教師。
從2001年開始，國家教育部先后分四批批準了共60所高校設立科學教育本科專業，開始為小學和初中培養能夠承擔綜合科學課教學的科學教師。這是這次科學教育改革催生的教師教育的新專業。但是，我們應當認識到，這些新建立的科學教育專業目前在課程設置和師資上還存在諸多問題，其中一個核心問題是，這些新設置的科學教育專業缺乏高水平的科學教師教育者。科學教師教育者是指既具有科學背景又具有科學教育理論與實踐知識的教師教育者。在國外，這樣的人才一般都具有科學教育博士學位，是既能進行科學教育研究又能進行科學教育人才培養的高級人才。這樣的人才哪里來?需要有條件的研究型大學培養科學教育博士研究生。實際上，不僅這60所設立科學教育本科專業的高校需要科學教師教育者，其他所有進行理科教師培養的高校都需要科學教師教育者。沒有這樣的專門人才，我國的基礎科學教育就難以達到國際一流的水平。
不僅高等院校培養理科教師需要科學教育專家，我們的科學教育改革也需要在各級各類教育研究機構和教研機構配備科學教育專家。比如，各省、市、縣的教科院所或教師進修學校需要科學教育研究人員，甚至中小學也需要一批具有科學教育博士或碩士學位的科學教師。這樣算起來，我國科學教育專業的博士研究生的需要量是非常大的，至少需要5000人以上。(作為一個參照，美國科學教學研究會的會員是1700人，其中大多數是美國人)。
要培養科學教育研究與科學教師教育的專家，就必須首先建立科學教育二級學科。目前，我國教育學一級學科下設有10個二級學科(教育學原理、課程與教學論、教育史、比較教育學、學前教育學、高等教育學、成人教育學、職業技術教育學、特殊教育學和教育技術學)，科學教育學與所有這些學科都有或多或少的關系，但沒有哪一個學科能替代它。如果我們承認科學教育學對科學教育改革和實踐的指導和促進作用，我們就需要考慮給予科學教育學獨立的學科地位，就需要培養該領域的高級專門人才，就需要盡快形成科學教育學的學科建制(把科學教育學增設為教育學的二級學科，在大學建立更多的科學教育研究中心，成立全國科學教育學會，創辦科學教育期刊)。目前，我國個別高校已經開始探索科學教育學博士生的培養，如西南大學2005年開始在教育學一級學科下自主設立了科學教育學二級學科(其專業代碼是040120，與教育技術學040110并列)。東南大學博士生培養方案中在生物醫學工程一級學科下設立“學習科學”二級學科，方向之一是“兒童學習與科學教育”。另有少數著名師范大學近年來在課程與教學論二級學科里招收物理教育、化學教育和生物教育等學科教育的博士生。我們建議，國務院學位辦應當把理科學科教育方向的博士生培養從課程與教學論專業中獨立出來，建立新的科學教育學的博士學位點。因為課程學與教學論是兩個相互聯系的專業，它們與學科教育學及科學教育學雖都有些許聯系，但畢竟不是一回事，不能混為一談。
綜上所述，科學教育學是國際上近半個世紀以來發展起來的一門具有交叉性質的教育科學。科學教育學是在歷次國際科學教育改革中誕生與發展起來的。科學教育改革的成功需要科學教育研究的支持，科學教育學的發展推動了科學教育改革的發展。我國當前和今后的科學教育改革亟需科學教育研究的學術支撐。我們應當盡快形成科學教育學的建制，把科學教育學增加為教育學的二級學科，在大學建立更多的科學教育研究中心，成立全國性的科學教育學會，創辦科學教育期刊，等等。這是我國科學教育改革的必由之路。
