初中物理教育叙事范例6篇

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初中物理教育叙事

初中物理教育叙事范文1

为了有效推进物理新课程的实施,作为物理教师而言,应着力注重进化自身的专业理念,这同时也反映了物理课程改革的紧迫性和必要性。教师专业理念的更新发展是一个持续不断和深化的过程。那么如何增进物理教师新课标理念的形成呢?

策略一:爱岗敬业,在工作中激励自己

物理教学的发展和进一步的改造急需一支爱岗教业的事业型研究型的物理教师队伍。教师队伍的素质高低,不仅决定着物理新课程改革的成功,也影响着学生未来的发展和命运。学校不仅是学生发展的场所,也是教师发展的场所,没有教师的发展,学生的发展就无法落实。教师要关注自身的发展途径和过程,不断促进自我对教学行为的反思,使自我持续不断的革新和永无止境的探索。在现实中,因为繁重的升学压力,老师的心情常常是压抑的;教师只有热爱自己的工作,找到让自己快乐的窗口,并努力营造快乐的环境,从而让学生从学习中获得快乐。

策略二:不断学习,在学习中提升自己

有一天我上课前,有学生问“嫦娥一号”为什么要经过三次变轨,而不直接飞向月亮?当时我巧妙地回避了学生的这个问题。由此我感觉到经过一段安稳而平静的教书生活后,我们不但欠缺许多新知识,而且对新知识还有一种习惯性的拒绝。因此,在这个知识爆炸的时代,我们应该学习、学习、再学习,这也是教师成长的一种途径。当前,教师最大的问题是缺乏学习,甚至是不学习。作为教育工作者的教师,如果不了解新世纪国际教育发展的新理念、新动向,如果不了解教育政策、教育形势和教育改革的趋势,就无法适应新课程的教学。

从客观上讲,教师的教学工作和非教学活动负担沉重,特别是在“中考、高考两根指挥棒”的禁锢下,教师们提心吊胆地守着自己的学科教学,生怕把不好关,考不出好成绩。于是,“没有时间”成了不学习的“堂而皇之”的理由,这种恶性循环导致老师们本来就不丰厚的底蕴就更加薄弱。我们发现,教师不重视学习的原因不是“没时间”,而是没有欲求、没有渴望、没有习惯。因此,要在教师中兴学习之风,要千方百计地把教师们从非教学活动中解放出来,促其通过学习,把精力用在潜心钻研教学上。要使教师们懂得,学习是自身修养和自我完善的一把金钥匙,是教师走上终身学习之路、走进学习化社会的惟一途径。因此,作为物理教师可以做以下几点尝试:

1、了解一些常见的物理教学杂志:如:物理教师、中学物理教学参考、物理教学探讨、中学物理、物理周刊、物理教学、物理通报、中学理科月刊、一些报纸:物理天地、数理化天地等。

2、多读一些理论书籍:如:物理教学论、物理教学心理学、物理学习心理学、物理课程论物理教育学、教与学认知心理学等。

3、了解一些知名有用的物理网站:如:丁玉祥物理网(免费)苏科物理、物易天空、物理教研、人教网中学物理。

策略三:不断实践,在实践中研究自己

一个实践者,可能会由于长期身处狭小的某一实际境遇之中,却未必能够对自己身边每日发生的与自己职业环境相关的事件具有明确的意识。教师正是身处这种能够产生真知灼见却又颇为狭小的境遇之中。20世纪70年代,斯腾豪斯提出“教师即研究者”的观点,促进了行动研究的兴起。行动研究是系统的反思性探究活动;它由教师直接针对自己教学中的问题开展调查与研究;行动研究的目的是不断改进自己的教学,使之达到最佳效果,同时提高教师对教学过程的理解和认识。

物理教师的工作特点就是与教学实践紧密结合,教师要重视信息收集与整理,努力把教学中存在的问题转化为研究课题。如何利用日常的教学工作选择研究的问题和搜集重要的信息,如何勤于观察,善于发现,不断积累教育研究的第一手资料,都是十分重要的。

实际上,学生的作业、学生上课时对问题的回答、学生的言谈举止、学生的考试情况、学生阅读课外物理读物的情况等等,都是课题研究所需的重要信息。教师要善于从那些“习以为常”的现象中分析出规律性的东西。

同时,教师还要善于积累工作中思维的火花,不断强化成果意识和成才意识。做一个思考的老师,而思维的火花往往会在你入睡后的那一瞬间,或者是在你醒来的那一时刻,有时甚至是在凌晨乃至你的睡梦中闪亮,在你的床头放一本记事本和一支铅笔,迅速地记录你思维的火花,这有助于你自身的提高,最终提升你自己。

有堂课我讲《惯性》,学生表情很是迷茫,下来后我也感觉也很是失败,我知道学生对运动状态的改变不理解,问题出在那里呢?后来发现,是我在讲牛顿第一定律的时候,物体受力跟运动状态的关系讲解不清造成的。因此,经常及时的将教学中的感悟,以及学生对一些问题的新想法记录下来,定期的整理,这是很有必要的。

策略四:提高专业能力,用专业能力提高自己专业化水平

物理专业能力包括:板书和版画模型应用、信息媒体的综合应用能力、重视教师的表达能力、解题能力、组织教学能力和教学机智、观察与实验能力、教材分析能力。如何促进教师专业提高,可以鼓励教师参加市区教研活动、学术会议,进行高一级学历进修,外出交流等。

另外,教师专业提高首先要立足一个“新”,因为教师是一个面向未来的职业;其次要着眼一个“宽”,教师要注意不断拓宽知识面,满足教学的需要;再次适当注意一个“专”,应适当加强专业的深度,做到居高临下;最后,落实一个“用”,即加强理论与知识的应用,增强所学知识的实用性。

策略五:不断反思,在反思中提高自己

为了适应新课标,教师的角色至少要发生这样的变化:由传授者转化为研究者,由管理者转化为引导者,由实践者转化为研究者。职业角色的转换要求教师成为反思型的研究者,教师只有把自己定位于一个反思型的研究者,才能成为教学改革的主动参与者和很好的适应者。这就要求教师不仅要具有成功的经验行为,还要具有理性的思考,具有全面审视已有的教育理论和教学实践的能力,只有不断反思自己的教育行为,才能完善自己的教育实践。

教师反思的内容可分为三个层面:第一层面上,反思的重点是课堂教学情景中的技术和技能的有效性。第二层面上,教师应该批判性的反思分析教育实践过程中的一切行为的合理性,分析解决教育过程中存在的问题。第三个层面上,教师要将课堂与更广阔的社会联系起来。

策略六:撰写教育叙事和教学案例,不断总结和提高

教育叙事就是对教师的日常行为背后所内隐的思想,教师的生活故事当中所蕴涵的理念进行研究。对于教育科研来说,这些从教师自身实践衍发的案例、思考和经验具有专业理论研究无可比拟的针对性、真实性和情境性。这些鲜活的案例胜过任何枯燥的理论和说教,是促进教师成长、丰富自我的宝贵资源。因此,在教学实践过程中,善于累积,把观察和经历的教育故事、教育问题用教育叙事或教育案例的形式记录下来,有助于教师的专业的反思能力的提高。

教师在撰写案例时,可以遵循下列阶段。

(1)首先选择一个或几个典型性的案例,对其内容进行分析。

(2)对这个或几个案例,进行写作形式上的分析。

(3)运用头脑风暴法,要求每位教师说出自己教育教学经历中曾遇到过的疑难或两难问题。在这其中,尤其对那些两难问题要予以特别关注。问题意识或者说问题的提出,是案例形成的第一步,它给案例提供了一个基点和着眼点。

(4)把所有问题进行归类,汇总成不同范畴。教师提出的问题,难免相互之间有交叉、重合,问题与问题之间也缺少一定的逻辑顺序,因而,把相似的问题归并在一起,把性质相近的问题汇总成一个类别,使问题本身变得清晰就尤为必要了。

(5)教师分头撰写案例初稿,篇幅限定在2000字左右。教师在头脑风暴中提到的各个不相同的论题,经过归并后有了一定的逻辑结构。接下来可以让每个教师或几个教师围绕自己曾经提出的论题撰写案例初稿。初稿的篇幅不必太长,可限定在2000字左右。在写作时,一要考虑界定的问题是否清晰,二要考虑表达方式是否得当。

(6)举行案例会议,就所写案例的内容和形式进行讨论。举行案例会议讨论可以有这样两种形式,一种是3~4位教师围绕一位教师写的案例进行讨论,另一种是3~4位教师同时展示自己的案例,围绕这3~4个案例进行讨论。这样一个阶段有些类似于案例教学过程中的小组讨论。教师对教学所做的这样的评论,也就为日后的教学提供了一个有用的档案。

对于一位追求成功、善于反思的物理教师来说,每堂课都是一次全新的体验,要设置不同的情境,要面对不同学生的反应;因此,教学中的每次师生互动、教学冲突都会激发新的思考和创造。

参考文献:

[1]廖伯琴主编.《基础教育新课程师资培训指导──初中物理》.东北师范大学出版社2003年

初中物理教育叙事范文2

关键词:初中物理 教材 有效利用

物理学在人类历史发展长河中占有重要地位,物理知识无处不在。新人教版物理教材是一套改革比较成功的范例。我总结了一些使用初中物理教材的方法,与大家一起分享。

一、注重分析教材知识体系和结构的改变

旧版物理教材在编排上体现了声、光、热、电、力的基本顺序,而电学是八年级下学期的教学内容,由于学生知识体系和智力因素的制约,出现了“电学老大难”的问题。新版物理教材在编排上改变了以往的顺序,电学和力学两部分知识互换了位置,学生在循序渐进地接受物理知识的同时,也改善了“电学老大难”的问题。

教材的名称是《探索物理》,从生活入手,先让学生了解一些看得见、摸得着的有关运动方面的知识,结合小学数学知识中的速度问题给学生介绍物理的学习方法,让学生知道“物理是什么”“为什么要学习物理”。在此基础上,让学生进一步探索声学、热学(物态变化)和光学知识。通过对这三部分知识的系统学习,让学生感受到探索自然科学的乐趣,进而激发他们深入了解物理的热情,形成“物理是有趣且有用”的观念。从实用性问题入手,顺利进入“物质”内容的学习,在学习力学知识的过程中,进一步认识宇宙本质,探索宇宙奥秘。八年级下学期学习的力学知识,能使学生具备了一定的物理思想和实验能力,为九年级电学知识的学习打下坚实基础。

除了教材知识板块的变化外,每一部分知识间的关联性也有所加强。例如电学部分,教材体现了两条主线,即电荷―电流―电路和电流―电压―电阻。把两条主线结合在一起,就形成了关于欧姆定律、电功率的知识块。所以,要想使学生能够独立地分析电路并利用欧姆定律和电功率知识解决电学问题,在电学知识学习初期,这两条主线就必须学得扎实,理解得透彻。新教材在课节安排上也符合这种理念,给教学带来了极大便利。

二、灵活运用教材导入语

在新教材中,每一节知识点前面都编排了一小段导入语。例如,在“声音的产生和传播”一节中,导入语为:鸟鸣青翠如玉,琴声宛转悠扬……声音对我们来说再熟悉不过了,但你知道声音是怎么产生的,又是如何被我们听到的呢?在“力”一节中,导入语为:押加是我国少数民族体育项目之一,又称大象拔河。比赛中,两个人通过腿、腰、肩和颈的力量拖动布带互拉,以决胜负。在“磁场”一节中,导入语为:罗盘的发明对我国早期航海领域的影响及司南的简介。这些导入语有以下几个特点:第一,举出的事例非常生活化,便于学生想象和理解;第二,情景设计比较有趣,便于引起学生注意;第三,提出的问题有神秘感,利于激发学生求知欲;第四,与本课知识点联系紧密,与课标要求贴近;第五,充分体现了“物理是有用的”这一观点,让学生更加热爱物理,热爱自然科学。

教师往往在导入环节都以其各自的经验或实际情况举出相应例子。这样做有很强的地域性和可操作性,但教材中的导入部分依然不能忽视,教师在教学中要合理地运用。例如,在“两种电荷”一节中,导入语是几个摩擦起电现象。教师在讲解这一节内容时,往往通过几个摩擦起电现象的演示实验来引出带电现象这一概念。这样做虽然节省了时间,但却忽略了引入的意义,那就是兴趣。这一节内容既多又杂,如果学生没有足够的兴趣,很难把一整节课坚持下来。所以,如果把这部分引入变成学生动手操作的三个小实验,既能激发学习兴趣,又能让学生在推理中亲身体验电荷的存在,整节课就更加顺畅了。

教材中每节导入语的设计已经很完善了,但在语言设计上还比较含蓄,重在叙事,这也是导致课堂教学平淡的原因之一。例如,在讲解“动能和势能”一节内容时,直接从水推动水车,弹弓射出弹丸这两句话中引出本节内容。学生会觉得比较突兀,能量定义也比较书面化,无法激起学生的学习兴趣。如果以举例子的形式呈现,教学效果则会有所不同:钱以多种方式存在,你把它存入银行,它就成了存款,有被花掉的可能,可以将这种现象称为“你的能量”。不论你是从自动提款机上提取现金,还是把钱存入银行,都没有改变你的所有资金数目,只是存在的形式不同而已。这种方式既解释了能量的意义,又拓展了学生的想象空间,激发了学生的兴趣。适当例子的引入、风趣的语言和对导入的适当改进,可以让课堂教学不再沉闷、枯燥。

三、“动手动脑学物理”,重在学以致用

新教材中用“动手动脑学物理”代替了“课后练习”这部分内容,这是物理教材对课后习题的本质改进。避开了以练习知识点为主的模式,从生活出发,从社会出发,在体现知识点的同时,更注重学以致用,让学生明白了“学习物理是有用的”,物理知识紧密联系着社会生活实际。

在教学中,因为“动手动脑学物理”中的练习题无法满足教学的练习量,所以教师很容易忽视课后这些题目,而把精力直接放在辅助练习册上。其实,这样做看起来好像是提高了教学效率,但实质上却陷入了应试教育的误区。没有贯彻学以致用的物理学习理念,是没有意义的教学,也不是长远的教学。当学生对枯燥的知识产生抵触心理时,其教学结果就是失败的。对课后“动手动脑学物理”中应用性题目的理解和活用才是正途。例如,在“磁生电”一节内容中,课后有一道关于动圈式话筒工作原理的题目。因为本节内容的学习给学生灌输了一种思维定式,一谈到电磁感应就想到发电机,而其他的应用就被忽视了。学生通过这道题能够更多地了解电磁感应应用的其他成果,进而知道物理知识对生活的重要性,明白生活中常见的复杂电器是如何工作的,既丰富了学生的知识、增加了学习兴趣,又让他们感受到了前人在探索和利用自然科学道路上所付出的艰辛,有利于培养学生勤于观察和善于思考的好习惯。

四、“科学世界”与“STS”不仅是扩展知识,更是培养物理“求学精神”的手段

在新教材第一部分“致同学们”中是这样介绍“科学世界”和“STS”的:两者都属于扩展性内容,前者是介绍物理知识在更广泛领域的应用,扩大了学生视野;后者是介绍和探讨科学、技术与社会之间相互关联问题。那么扩展内容只有表面这些吗?答案是否定的。

教材“科学之旅”中的“如何学习物理”这部分内容告诉学生:物理知识是从实际中来,又要应用到实际中去的。从实际生活中了解科技成果的应用,进而探索其原理,更加合理地使用科技成果。“科学世界”与“STS”中介绍了比较先进的科技成果应用、重要的物理学发展历程等内容。其目的是让学生在学习知识的同时,能够感受到老一辈物理学家严谨的工作态度、坚持不懈的信念和获得成功的喜悦。现在中学生缺少这种做学问的“求学精神”,只是为了考试而学习,不主动思考、不主动研究,就更谈不上主动实践了。作为实验学科的物理,在这样的环境中已渐渐失去了它的光彩。所以,扩展内容不只是扩展知识,更是形成做学问这一习惯的重要手段。例如,在“平面镜成像”一节内容中,“科学世界”介绍了凸面镜和凹面镜这两种生活中不被人注意的光学仪器。汽车后视镜和太阳灶烧水的例子,能让学生了解这两种镜子在生活中的应用,能够激发学生学习的兴趣。我在物理兴趣小组的课后作业中设计了一个小课题――用镜子让生活更好,其内容涉及安全防范问题、节约能源问题等。这样,既发展了学生的创造思维和应用能力,又让物理真实地应用于实际生活,学生在发明创造中体验着科学的乐趣。扩展性内容活动可以放在课后进行,虽然操作起来有些繁杂,但却是学好物理的有力助推器。

物理教材与物理课程标准在教学中应该是相辅相成的。课程标准起指导作用,告诉我们“讲什么”“讲多少”“怎么讲”。而教材除了承载知识外,更让学生知道了“学什么”“有什么用”,它是学习的一种重要工具,如能使之用活,就能体现教学的艺术性了。

古人云:不积跬步,无以至千里。教师只有深入把握教材的内涵,才能成就学生的物理梦想。

参考文献:

[1]邢.论科学技术发展与中学物理课程改革[J]中学物理教考,1998(4).

初中物理教育叙事范文3

[关键词]科学教育学;科学教育改革;科学教育研究

科学教育是与人文教育相对应的一个教育领域,旨在形成人的科学素质,提高人的科学探究与应用能力,培养人的科学态度与科学精神,树立正确的科学观和科学本质观。作为普通教育(General education)的一个重要组成部分,科学教育与人文教育一样都致力于“为一个负责任的人和公民的生活做准备的那部分教育”。在此意义上,科学教育与人文教育的目的是一致的。

科学教育有狭义与广义之分。狭义的科学教育仅指自然科学教育,即包括物理、化学、生物和地球科学等分科学科在内的,同时也涵盖综合科学教学的学校科学教育。广义的科学教育则包括数学教育、技术教育和社会科学教育(如美国“2061计划”的科学教育文献所表明的那样)。相应地,科学教育学也有狭义与广义之分。狭义的科学教育学,主要研究各级各类学校的自然科学教育、课程、教学、学习与评价等方面的理论与实践问题,而在广义上,科学教育学也涉及数学教育、技术教育、乃至社会科学教育及校外科技教育等方面的理论与实践问题。从世界范围来说,科学教育作为学校课程体制的一部分是从19世纪中叶以后开始进入中小学课程中;而科学教育学作为教育科学中的一个分支研究领域,则是从20世纪中叶以来的历次科学教育改革中兴起与发展起来的。

在我国,科学教育研究的兴起只是近年来的事,迄今尚未从学科建制层面上成为我国教育研究的一部分。科学教育学是一个广泛而复杂的教育理论和实践研究领域,它涉及从幼儿园、中小学至高等学校各个阶段的课程、教学与评价等方面的科学教育问题,同时也包括以提高公众对科学的理解为目标的校外科技普及与科学传播教育。本文的论述主要限于高中以下阶段的学校科学教育改革,着重探讨科学教育学与科学教育改革之间的关系。

一、作为一个研究领域的科学教育学

从20世纪初期开始,在英语国家,“教育”与“教育学”基本上都使用同一个词来表达,即Education。在欧洲国家,由于其教育学传统不同于英语国家,一般使用Didactics of Science来表达“科学教育学”。而在我国,科学教育学作为教育科学的一个分支在学科建制里尚未正式建立起来,尽管最近几年关于科学教育学的研究已开始增多。

国际上,科学教育学作为教育科学中一个独立的分支学科或研究领域是从20世纪60年代以后随着科学教育改革的需要而产生的。2004年,澳大利亚莫纳什大学著名的科学教育学家彼特.范仙(Fensham,P.J.)教授出版了《科学教育学:一门新兴学科的发展历程》一书,全面论述了世界范围内科学教育学作为一个独立的学术领域的诞生与发展历程。根据范仙教授的研究,一个学科或研究领域的建立,需要满足一定的标准。他提出了三类标准:结构性标准、研究内部标准和结果标准。其中,结构性标准作为最基本的标准共有6条:(1)获得学术承认,即大学里设立某一学科的教授职位,获得学术界的承认;(2)创办研究期刊,传播研究成果;(3)建立专业学会;(4)定期举行学术研究会议;(5)建立研究中心;(6)进行研究训练,培养研究人才。这6条标准是相互关联的,它们表明一个独立的学术研究领域或学科的形成及其形成的基本条件,缺一不可。

从这些标准看,除美国以外的所有其他国家的科学教育学都是在20世纪60年代以后才产生和发展起来的。如英国伦敦大学国王学院和里兹大学分别于60年代和70年代在其教育学院建立了科学与数学教育研究中心,并设立了“科学教育学”教席(Professor ship of Science Education)。到1985年英国已经有11所大学培养科学教育学博士生。德国于1966年在基尔大学(University of Kiel)建立了国家级的科学教育研究所,共有50余名科学教育研究人员。法国于1970年在国家教育研究所内建立科学教育研究部。澳大利亚1967年在新建立的莫纳什大学建立了第一个科学教育学教席,聘请彼特.范仙为澳大利亚第一位科学教育学教授。80年代澳大利亚的科廷理工大学建立了科学与数学教育中心,现已后来居上成为全世界最大的科学与数学教育博士生培养基地,目前共有400多名博士研究生。在亚洲国家中,日本、印度、韩国、泰国、马来西亚与新加坡等国家也从20世纪70年代起先后在大学建立了科学教育学博士点,培养科学教育博士生。

从专业组织和学术期刊来看,美国的全国科学教学研究协会创办于1928年,现已成为世界上最大的科学教育研究专业学会,每年4月份召开一次国际性的科学教育年会,2006年的年会上,与会者多达1000多人。其会刊《科学教学研究学刊》每年出10期。英国的科学教育学会创建于1963年(其前身是男科学教师协会与女科学教师协会,最早追溯到20世纪初),定期于每年一月份召开一次年会,发行《科学教育》(Educationin Science)、《小学科学评论》(Primary Science Review)、《学校科学评论》(School Science Review)和《科学教师教育》(Science Teacher Education)等期刊。1995年成立的欧洲科学教育研究会每两年召开一次学术年会,并每隔一年举办一次专门针对欧洲国家科学教育博士研究生的暑期研究班。其他国家如澳大利亚科学教育学会出版《科学教育研究》(Researchin Science Education)期刊,每年也举行一次科学教育学术年会。另外,还有一些不隶属于学会的著名期刊,如美国的《科学教育》》(Science Education),创刊于1916年;英国里兹大学的《科学教育研究》(Studiesin Science Education)创刊于1974年;《国际科学教育学刊》(International Journalof Science Education),创刊于1979年,在国际科学教育学界影响都很大。

科学教育研究与科学教育改革是分不开的。科学教育改革需要科学教育研究的学术支撑;反过来,科学教育研究也需要科学教育改革的推动。科学教育研究又分理论研究与基于实证的经验性研究。前者从科学哲学、科学社会学、认知心理学等学科视野出发进行包括建构主义在内的当代各种教学理论探讨,后者则从科学课堂教学实践的视角开展定量研究、质性研究、行动研究、案例研究、叙事研究等。这些研究都为各国的科学教育改革政策制定和基础科学教育中科学课程、教学及评价的改革提供了强有力的理论与学术支持。如1989年美国出版的《2061计划:面向全体美国人的科学》这本权威的科学教育政策文献中,在附录B中列出了26条关于科学教育或与科学教育有关的最重要的参考文献(专著、研究报告或专题论文),都是1980年至1988年期间出版的。可见,即使是一个国家科学教育改革的政策文件,也要以大量的高质量的学术研究为依据制定。又如1995年出版的美国《国家科学教育标准》,每一章的后面都列出了大量的参考文献(可惜中文译本都把它们删除了)。再如20世纪80年代以来,西方各国在科学教育研究中,基于建构主义理论框架的经验性研究论文和专著数不胜数。由此可见,倘若没有这些基础性的科学教育理论研究和经验性研究,美国《国家科学教育标准》就不可能达到这样的高水准。其他国家(如英国、德国、澳大利亚及新西兰等)新一轮的科学教育改革也无不得力于本国和国际的科学教育研究及其为科学教育改革所提供的充分的学术支持。

当前,我国正在进行新一轮科学教育改革。新的改革亟须科学教育研究的支持。无论是科学教育政策的制定,新的科学课程的开发,还是探究式科学教学的实施和课程与教学评价的运用,以及科学教师的专业成长,都迫切需要科学教育学提供学术支撑。但总体上,我国科学教育学科建设还很落后,甚至尚未引起教育管理部门、教育学界及社会的足够重视和支持。

二、科学教育改革:国际经验与本土建构

改革开放以来,我国基础科学教育经历了三次改革浪潮,差不多每隔10年就要进行一次科学教育改革。第一次改革浪潮从1978年开始至20世纪80年代中期,主要特点是拨乱反正,恢复正常教育教学秩序,编写新的科学教学大纲和教科书。这次科学教育改革吸收了世界各国60年代以来科学课程改革的经验,使中学的数学、物理、化学和生物等自然科学的课程内容实现了现代化。第二次科学教育改革从20世纪80年代中期至90年代,其特点在初等教育阶段开始重视幼儿园与小学的科学教育改革(当时叫自然学科改革),在中等教育阶段则降低科学课程的难度,同时追求科学课程的本土化。第三次科学教育改革始于世纪之交,至今仍在进行之中。其特点是进一步与国际科学教育改革接轨,试图衔接小学与初中的科学教育,促使义务教育阶段科学教育课程与教学改革一体化,面向全体学生,以科学素养为目标,注重培养学生的科学探究能力,等等。

第一次科学教育改革基本上是从翻译国外中小学科学教材开始的,作为我国自己编写的新科学教材的素材,其理论基础是美国著名心理学家和教育改革家布鲁纳的学科结构课程理论。第二次科学教育改革主要涉及两个方面,一是重视了小学科学教育,如由人民教育出版社刘默耕先生主持,引进了哈佛大学小学科学教育专家兰本达的“探究一研讨”教学法,并系统地编写了小学1~6年级的自然(科学)教材;二是在中学阶段改进了统编教材,使原先引进的过于理论化、抽象化和高难度的科学教材内容逐渐变成适合我国国情和学生需要的科学教材,这实际上是由20世纪80年代国际化到90年代本土化的一次转换。这次改革虽然不乏历史意义和贡献,但鲜有深化且缺少突破,只能说是修修补补而已。第三次科学教育改革的背景不同于前两次。一方面,我国市场经济和现代化事业进一步发展,改革开放随着我国成功地加入WTO进一步向前推进,为新一轮科学教育改革提供了社会需求和动力;另一方面,90年代以来新一轮国际科学教育改革在发达国家方兴未艾,为我国科学教育改革提供了良好的国际背景。1997年,中国科学技术协会与美国科学院签订了科学教育合作备忘录,为两国科学教育合作提供了有利的合作机制,其重要成果之一是合作建立了科学教育网站,翻译出版了美国科学教育改革的重要文献,如《国家科学教育标准》(1999),等等。此后,国家教育部组织一批科学教育专家和教师编写出全日制义务教育《科学(3~6年级)课程标准》(实验稿)和《科学(7~9年级)科学课程标准》(实验稿),由此拉开了新一轮科学教育改革的序幕。此外,我国教育部和科学技术协会还从法国引进了“做中学”幼儿园和小学科学教育项目,在全国许多大中城市的幼儿园和小学里进行基于“动手做”的探究式科学教育的实验。

从科学教育改革的主体来看,第三次改革不同于以往历次科学教育改革。首先,这次科学教育改革开始有一些科学家参与进来,如中国科协的科技专家、中国科学院和中国工程科学院的一些院士、大学(特别是师范大学)理科院系的一些教授都参与了这次科学教育改革,只是这些主体的参与的深度和广度还不够。第二,自20世纪80年代起,我国学科教育研究逐渐兴起,其中物理、化学、生物、地理等理科成长起来一批学科教育专家,成为第三次科学教育改革的重要参与者,为新一轮科学教育改革做出了贡献,是我国第一批受过专业训练的科学教育研究者。第三,广大的中小学科学教师也成为中坚力量。特别在小学科学教育改革中,一大批优秀的科学教师在改革中脱颖而出,茁壮成长。

但我们也发现,这三次科学教育改革都存在一个共同的问题,即每次科学教育改革在理论准备上都明显不足,原因在于缺乏有计划、有组织、系统而深入的科学教育研究。迄今为止,我国教育行政管理部门、高等学校和教育理论界都尚未重视科学教育研究。虽然我国各级各类教育研究人员成千上万,但专门进行科学教育研究的人员却寥寥无几,即使包括上文提到的理科各学科的科学教育专家也仍然为数不多。长期以来,我国的科学教育改革是在整个基础教育改革的总格局下进行的,只考虑采用教育的一般理论作为课程与教学改革指导思想,没有也不可能采用科学教育学的学科领域的理论。

一个学科或学术领域的形成和发展,虽则首先要看社会对它是否需要,但也必须意识到这种社会需要是否为人们所认识。从上文的分析中可以看出,由于缺乏科学教育理论研究,我国的科学教学与课程改革、中小学科学教师的培养和在职科学教师的专业发展都受到极大的制肘。比如,1978年以后,我国的基础科学教育课程从内容上说是国际化和现代化了,但在课程设计、开发和实施方面,在科学教学和评价方面,都远远没有实现现代化和国际化。证据之一是,我国幼儿园与中小学的科学课程与教学的方式和方法仍然是以传统的讲授法为主,探究式教学方式并没有在课堂上得到实施。这种情况基本上至今为止依然如故。证据之二是,尽管我国近30年来,九年义务教育的普及率比较高,小学、初中和高中普遍开设科学课程,但据近些年的公民科学素养监测发现,我国公民的科学素养水平仍然不高。从普及科学教育、提升国民的科学素养的意义上说,我国以往的科学教育不能说是成功的。证据之三是,我国在科技研究上和工农业生产中科技创新水平远远低于发达国家,甚至在某些领域不及印度等亚洲发展中邻国。证据之四是,我国近代以来进行学校科学教育虽有百余年的历史,并且建立了系统的科学与技术体制,但公民的科学精神仍然比较缺乏。不但一般社会大众,就是科技人员中也有不少缺乏科学精神的。近年来,科技界与科学哲学和科学史学界关于科学文化之争、关于中医存废之争,等等,其中的某些观点从一个侧面反映了“唯科学主义”在我国社会中仍然根深蒂固,而这实质上乃是缺乏科学精神和对科学本质理解片面的一种表征。

当前,我国科学教育研究的社会需要是显而易见的。我国政府早已提出“科教兴国”的战略方针。现在又提出建设创新型国家的战略目标。笔者认为,有效的基础科学教育改革是实现这个方针和这一目标的基础之基础。基础科学教育需要告别传统的“死读书、读死书”的教学方式,需要真正以自主、合作、探究、建构的教学方式与方法教学生生动活泼地学科学、做科学、用科学和理解科学。只有这样,我们才可以真正提高公民的科学素养,才可以在普及科学教育的基础上为高等学校输送真正爱科学、主动学科学、既敢于又善于进行科学创新的大学生和研究生。只有培养了大批具有创新精神和创新能力的科技人才,我国的科学与技术才能推动知识经济的发展,才可能赶超世界科技先进水平。

有效的科学教育改革不仅是当前改革的需要,也是今后我国科学教育改革长远的需要。国际国内的科学教育改革经验业已证明,中小学科学教育改革是随着科技发展和社会与人的发展需要与时俱进,所以,无论是从科学与技术发展的角度考虑,还是从科学教育改革的当下和长远的需要出发,我国都必须尽快形成科学教育研究的学科建制,培养从事科学教育研究和管理的高级人才及科学教育教师。

从2001年开始,国家教育部先后分四批批准了共60所高校设立科学教育本科专业,开始为小学和初中培养能够承担综合科学课教学的科学教师。这是这次科学教育改革催生的教师教育的新专业。但是,我们应当认识到,这些新建立的科学教育专业目前在课程设置和师资上还存在诸多问题,其中一个核心问题是,这些新设置的科学教育专业缺乏高水平的科学教师教育者。科学教师教育者是指既具有科学背景又具有科学教育理论与实践知识的教师教育者。在国外,这样的人才一般都具有科学教育博士学位,是既能进行科学教育研究又能进行科学教育人才培养的高级人才。这样的人才哪里来?需要有条件的研究型大学培养科学教育博士研究生。实际上,不仅这60所设立科学教育本科专业的高校需要科学教师教育者,其他所有进行理科教师培养的高校都需要科学教师教育者。没有这样的专门人才,我国的基础科学教育就难以达到国际一流的水平。

不仅高等院校培养理科教师需要科学教育专家,我们的科学教育改革也需要在各级各类教育研究机构和教研机构配备科学教育专家。比如,各省、市、县的教科院所或教师进修学校需要科学教育研究人员,甚至中小学也需要一批具有科学教育博士或硕士学位的科学教师。这样算起来,我国科学教育专业的博士研究生的需要量是非常大的,至少需要5000人以上。(作为一个参照,美国科学教学研究会的会员是1700人,其中大多数是美国人)。