第五讲 科学课程与教材

第五章科学课程与教材

一、科学课程的特点

（一）科学知识与其他知识的差别

1.积累性

现代科学知识是近代以来无数科学家智慧的结晶。小学生一节课中所学的内容，可能就需要科学家几十几百年的努力探索和积累。套用“天上一日，人间百年”的话，可理解成课上一节，探索百年也为为过。

2.逻辑性

科学知识的逻辑性和系统性是很强的，经常使用分析和推理才能学好，而且前面的知识没学好会严重影响后续知识的学习，这给科学教学和学习带来困难。当然如果学好了，或有一种一通百通之感，在认知结构中存留的时间也是很长的。

3.经验性

许多科学概念的建立都需要学生亲身体验，做中学。但是，课时又有限，选择哪些科学知识让学生亲自体验，哪些可以不亲自体验，不亲自体验的知识又如何确保能让学生掌握？这都是小学《科学》教材编写困难之处。

4.稳定性

相对于人文学科，自然科学的“核心知识”的稳定性是很高的，它们稳定地出现在不同时代，不同版本的教材中。其中物理学的稳定性最大，社会学最小。这可以理解为，你现在学的牛顿力学三大定律，

你父亲也学过，你爷爷也学过。而你现在学习的“科学发展观”，“三个代表”理论，你父亲可能没学过，你爷爷肯定没学过。

5.相对性

科学知识的稳定性是相对的，所以《科学》教材内容的稳定性也是相对的。一是科学知识不计其数，能够选入教材的只是九牛之一毛；二是有些过时的必被淘汰（如计算机淘汰算盘，电动机淘汰蒸汽机），谬误的必被修正，被修饰。所以科学知识具有相对性特点，真理是不断发展的完善的。

无疑地，科学知识的这些特点，将影响科学课程的编制和教学设计。

（二）科学教育的循序渐进

循序渐进原则是指教学内容、教学方法和运动负荷等的顺序安排，由易到难，由简到繁，逐步深化提高，使学生系统地掌握基础知识、技术、技能和科学的锻炼方法。因为人们对客观事物的认识，有一个由简到繁，由低级到高级，由直观到抽象的循“序”过程，人们对任何事物都不可能一步就达到对其本质的认识。同时，皮亚杰的儿童思维发展阶段论也告诉我们，教材内容应注意与学生的发展阶段相匹配（维果茨基也有相似观点----最近发展区）。循序渐进原则是所有学科的一条共同规律，小学科学教育也应如此。

布鲁纳提出小学科学“螺旋式课程结构”的概念，即可以在不同教育阶段（小学初中等）重复出现某部分课程内容，但在深度度和广

度上不断提高。例如，对于“水”来说，小学低年级讲三态，高年级讲溶解，初中讲浓度，高中讲电解和电化学等。

二、科学课程编制模型

1.学科中心模型

最早出现且影响长久的课程编制模型。课程设计围绕学科自身进行，学科知识的汇总就是教材的内容，很少考虑儿童的兴趣、经验基础和社会需求。

2.目标模型

泰勒是著名的美国课程理论家，他的《课程与教学的基本原理》被认为是课程论的经典，其中提出的关于课程编制的四个问题在世界范围内产生广泛持久的影响。

课程编制的目标模式是以目标为课程设计的基础和核心，围绕课程目标的确定及其实现、评价而进行课程设计的模式。

目标模式是20世纪初开始的课程开发科学化运动的产物。因此，目标模式被看做课程开发、课程设计的传统、经典模式，其主要代表是被尊为“现代课程理论之父”的拉尔夫·泰勒(R.Tyler)所创立的“泰勒模式”。泰勒指出，任何课程设计都必须回答以下4个问题:为什么教(或学)? 教(或学)什么? 怎么教(或学)? 如何评价教(或学)的效果? 这4个问题构成了著名的“目标”、“内容”、“组织”和“评价”，称课程开发与设计的永恒范畴，也被认为是课程设计的步骤。

泰勒强调指出，课程开发是一种循环往复不断发展的历程，随着社会政治、经济和新的教育研究成果的不断涌现，课程将永远处于一种变化的状态中。

通俗理解

目标模型就是根据三大需求来确定课程目标，再根据目标来筛选教材内容，有了内容后再组织教学，教学的效果如何（即有没有实现预定的课程目标？）需要进行评价----教学评价是为了让儿童的发展更接近预定的目标。所以这个模型中，目标就是牛鼻子，这样的课程设计模型称为“目标”模型。弄清楚课程论中的泰勒原理，就清楚了教学的“顶层设计”，相当于知道了领导的“底牌”，这时再去理解什么目标、内容、过程和评价，这些都是洒洒碎啦。这样，当老师就当得自信满满，总觉得背后有无数大师（泰勒之流）在为你撑腰---有泰勒为你撑腰你怕什么。

三大要素（学科特点，社会需求，学生需求）变了，课程目标就得变。而课程目标改了，教材内容就要变。例如，现在的时代和鲁迅生活的时代变化很大（社会需求不同），学生的文言文能力下降，理解鲁迅哪些晦涩文章确有困难（学生需求不同），所以补删除了一些。

又如，以前小学《科学》教材内容比较深难，现在为什么难度下降了，还加上了不少技术、科学史和科学伦理的内容？因为社会需求变了，课程目标就得变，以前开《科学》课是为了培养科学家，现在是为了培养国民的科学素养。而课程目标变了，教材内容自然就得

重新筛选和编排。所以每一次科学教育的课程名称（如“自然”改为“科学”）和内容的改变（如不同版本和修订本），其背后都涉及到课程目标的改变。

三、科学教学目标与教材内容

（一）教学目标

教学目标是课程目标的细化，具体化。

小学《科学》课程目标（总目标）：培养学生科学素养。

小学《科学》教学目标：1.使学生掌握初步的科学知识和统一的

科学概念（知识和概念）；2.使学生掌握以观察为主要内容的基本的

科学研究方法和技能（过程和技能）；3.培养学生追求真理、热爱大

自然的情感，养成尊重事实、寻根问底、能勇于创新的品质（情感、

态度和价值观）。

每节课的教学目标都可以用以上三方面内容（三个分目标）去套。

课程（教学）目标中行为动词的定义

在教学评价中，学生究竟多大程度接近预定的教学目标，往往是以学生行为的变化来判断的。

1．涉及知识的具体目标，其行为动词主要用知道、认识、理解。

知道：指学生能说出、写出或识别所学的内容。

认识：指学生在经历认知过程的基础上，对所学内容有一定程度的反应。

理解：指学生懂得所学内容的道理，往往表现为可以举例、类比、解释、概括或应用

2．涉及科学探究能力的具体目标，其行为动词主要用会、能够。

会：指学生知道规则、方法或程序，能正确操作，大多用于技能目标。

能够：指学生掌握规则、方法或程序，胜任操作，大多用于科学探究能力的目标。

3.涉及情感态度与价值观的具体目标，其行为动词主要用体验、意识。

体验：指学生在参与科学学习与探究活动中获得情绪感受，并融入自身的经验之中。它强调学生亲历过程，伴有情绪反应，并对原有经验发生影响。

意识：指学生知道某一概念及其价值，并把它纳入判别标准，用于指挥或规范自己的行为。

（二）教材内容

（1）统一概念

结构（性质）与功能；变化与守衡；相互联系与相互作用；系统、结构与秩序。

（2）统一技能

观察；分类；测量；推断；预测；实验；调查；解释数据、建立模型；交流；猜想与假设。

具体教材内容分为三大模块，如下：

课程标准

是规定某一学科的课程性质、课程目标、内容目标、实施建议的教学指导性文件。就是对学生在经过一段时间的学习后应该知道什么和能做什么的界定和表述，实际上反映了国家对学生学习结果的期望。

2017年，教育部印发最新版的《义务教育小学科学课程标准》。

四、科学史、科学哲学和科学社会学在科学课中的地位

这些内容的增加，是20世纪80年代以来科学教育改革的重要标志之一，是支撑教学目标中情感态度价值观领域分目标必不可少的内容，是沟通科学和人文两种文化的一个途径。

怎样在教学中体现HPS的教育价值？

1.了解HPS的教育目标：

科学史主要让学生了解科学研究的艰巨性，积累性，学习科学家勤奋、严谨、追求真理的高尚品质；

科学哲学主要让学生知道科学尊重事实，科学真理是科学家不断探究过程的产物；

科学社会学主要让学生知道科学与个人、社会的关系，如个人健康，环境问题，人口与资源问题等。

2.主要是结合科学知识和科学方法的学习来进行。

3.不要夸大科学史故事的传奇性。

阿基米德的浴缸，牛顿的苹果，瓦特的茶壶…科学史上流传着太多人们耳熟能详的故事，它们带着强烈的传奇色彩，象征主义太浓，不可避免地掩盖历史本来的真面目。如果把这些故事当做科学发现的全过程，那么故事后面科学家的长期观察，思考，探究付出的艰辛劳动和知识积累，科学家孜孜不倦追求真理的精神就会被忽视，甚至给神秘主义和伪科学培育适宜的土壤。