我国中小学科学教育中存在的问题及其对策

教育的目的并非知识的堆积，而是有益于人的生成，有益于人类真善美的理想的追求。而长期以来，在我们的中小学教育中，科学教育事实上只是科学知识教育，原本属于科学教育一部分的科学精神、科学方法等统统抛置一边。即使在传授科学知识上，就传授什么样的知识和怎样传授知识，仍然有许多地方值得反思。由于我国中小学的科学教育内容以知识为主，不可避免地出现方法上是以传授、灌输为主，教与学的质量评价上，是以学生掌握和积累知识的多少为标准的现象。在这样的情况下，学生被要求牢记科学概念、术语、公式与定律，却不知道这些理论都是可置疑的，它们并非终极真理，有待进一步完善。沉重的记忆负担剥夺了学生独立思考的时间，他们很容易陷入满腹数理化知识却缺乏情感及价值判断、缺乏创造性的状况。事实上，离开了科学素养与科学方法的陶冶，学生只能说是受到了训练，而非教育。
科学教育与人文精神缺乏融合，在学生身上的最直接体现和后果，就是使他们的知识结构形成条块分割：当他们在了解大自然的奥秘时，想不到人和自然相互影响、相互依存的关系；当他们在背诵各地的地理环境和物产时，也联想不到环境保护的紧迫性和重要性，甚至同在科学课程当中，需要用一门学科的知识来解决另一门学科的问题时，他们就茫然无措。造成这种状况的原因固然是多方面的，但归根结蒂是由于科学教育与人文精神的脱离和科学教育之间的彼此孤立的缘故。
二、解决上述问题的几点思考
要解决认识上的误区及中小学科学教育实践中的种种偏差，需要对科学教育做出正确的价值选择、尊重学生的主动地位、谋求科学与人文精神的融合，同时要提高教师的科学教育能力和素质。
1．全面把握科学教育内涵
什么是科学教育？简单地说，科学教育就是旨在提高公众科学素养的教育。目前国际上对于科学素养比较一致的观点是，科学素养包括三个方面：对科学知识达到基本的了解程度；对科学研究的过程和一般方法有所了解，具备科学的思维习惯，在日常生活中能够判断某种说法在什么条件才有可能成立；全面正确地理解科学技术对社会的广泛影响，能够对个人生活及社会生活中出现的科技问题做出合理的反应。由此，科学教育除了科学知识的教育外，还应包括科学方法、科学态度和科学精神等方面的教育。亦即概念性知识（构成科学的主要概念、概念体系或观念）、科学的理智（科学研究的方法）、科学的伦理（科学态度或科学精神）、科学与人文（科学与哲学、文学、艺术、宗教等文化要素的关系）、科学与社会（科学与政治、经济、产业等社会诸侧面的关系)、科学与技术（科学与技术之间的关系与差异)。换句话说，旨在提高公众的科学素养的全面的科学教育应该是一种综合的教育。实际上，科学方法、科学精神和科学态度等各具有其独特的重要作用，理应成为科学教育不可或缺的内容。④
过分追求统一的标准答案，是扼杀学生主动性和创造精神的一个主要因素。好奇心是创造性的首要前提，在好奇心的驱使下，学生才可能进行各种尝试和探索行为，其结果往往能发现与别人不同的解决问题的途径和方法。而如果教师对他们的新异方法不加鼓励，使他们的方法得不到肯定和认同、他们的创新行为得不到积极的强化，那么他们的探索和创新热情自然就会逐渐削减，最终放弃自己的种种探索和尝试。我们希望学生能够具有创新精神和创造能力，可在某种程度上，恰恰是我们在无意中扼杀了学生的创造性。我们渴望科学教育的繁荣和发展，可在对统一标准答案的执着追求中，我们的科学教育已经不科学了。
4．教育者科学素养的不足
中小学教师科学素养不足也是造成中小学生科学素养偏低的又一重要的原因。
相对于日新月异的科学发展而言，课程结构常常是滞后的。这一特点对教师的科学素养、科普观念提出了更高的要求。可事实上，相当一部分中小学教师，仍然习惯于满足于向学生灌输老面孔的经典知识，没有意识和能力展示日新月异的高新技术，只看ห้องสมุดไป่ตู้能获取高分的知识条文，轻视蕴涵于知识条文中的科学思想和科学精神。这种状态有碍于科学知识在中小学生中广泛普及，在本质上也与当代社会对人才的要求相悖。
3．人文教育的缺失
一直以来，我们都在潜意识里认定科学教育与人文教育是互相独立的两个系统，加之我国中小学的科学课程在新课改以前一直都是以分科的形式存在的，所以在中小学长期的教育实践中，科学教育也就一直是与人文精神分离的。在中小学教师的观念中，科学就是科学，自然课的任务就是要使学生了解和认识自然，数学课的任务在于让学生能够计算并掌握一些定理和公式，至于品德和意志等的养成以及审美能力的培养，那是品德课和美术课的事情。科学教育中的条块分割，甚至使学生在各科科学课程之间也形成了鲜明的界线。在如此孤立的科学教育环境中，学生自然“体验不到科学所能带给人的最重要的乐趣之一──玄思、沉思自然的乐趣”。
“爱智之人，其欲得方法，远过于具体知识也。”⑤如果科学的结论是金子的话，那么科学的方法则是点石成金的手杖，而科学精神和科学态度是进行这一行为不可或缺的内在动力。科学教育就是要培养学生对事实和经验的高度尊重，让他们从小懂得以实事为准，做事有理有据。其实，尊重事实就是最起码的科学态度。同时，要引导学生进行科学探究，体验科学探究中的逻辑过程，明白探究的结果是可以重复验证的。知道提出质疑是科学探究的一部分，合理怀疑是科学精神和科学态度必不可少的一部分。我国新一轮课程改革将小学的自然课改为科学课，从小学三年级至初中三年级开设科学课程，其根本目的是克服分科教育中存在的知识割裂、内容封闭、学生负担过重的弊端，不仅关注各学科领域的知识和能力的培养，而且注重不同学科的共性及不同学科之间的交叉，并以培养中小学生的科学素质为目标。这一举措，正是基于对科学教育全面认识的基础上逐步探索的结果，是一种新尝试，一次大胆的变革。
2．鼓励学生动手动脑
强调探究式学习活动是科学课程的又一特色。科学教育强调的是懂、是做，而不是读、听、记、看等被动方式。新课程提出，“教师应鼓励儿童动手、动脑‘做’科学”，”用丰富多彩的亲历活动充实教学过程”，“不要把学生束缚在教室这个太小的空间里，教室外才是孩子们学科学、用科学大有作为的广阔天地”。学生的学习必须靠他们自己，要引导而不要强迫。如果没有愿望、兴趣和需求，就不可能成才。因此，要充分认识学生的兴趣、爱好，可以通过游戏玩的时候主动求知。著名科学家黄祖洽院士幼年时听母亲说起“无心插柳柳成荫”，就饶有兴致地插根柳条到土里，隔了些日子柳条真的活了，八十多岁的黄先生至今还记得当时的欣喜，“这件事也使我对生物以致对自然科学始终有着极大的兴趣”⑥。在科学教学过程中，可适当制造一定的情境，以此作为教学的资源，由学生自己提出解决问题的方法，并独立完成实验过程。
我国中小学科学教育中存在的问题及其对策
我国中小学科学教育中存在的问题及其对策我国二十世纪二三十年代思想界展开科玄之争，胡适在此期间写的《科学与人生观序》的长文中说中国当时还不曾享受科学的赐福，更谈不上科学带来的灾难。我们“睁开眼看看：这遍地的虬坛道院，这遍地的仙方鬼照相馆，这样不发达的交通，这样不发达的实业，──我们哪里配排斥科学？”“我们当这个时候，正苦科学的提倡不够，正苦于科学的教育不发达，正苦科学的势力还不能扫除那弥漫全国的乌烟瘴气。”①
一、我国中小学科学教育存在的主要问题
1．只重知识不及其余
现在我们所说的科学教育，不仅是指传统科学知识与方法，而且包括训练人的科学思维方式、树立科学态度，培养科学精神、提高科学研究水平和创新能力等。科学教育的实质是科学知识、科学方法与科学素养三方面教育的平衡。而在教育实际中，科学教育却往往滑落为单纯的科学知识训练。
科学教学中，要充分利用现有教材资源，挖掘教学素材，对学生进行人文教育，培养人文精神与人文素养，实现人文关怀。如物理学史是物理学家认识世界、改造自然、创造发明的奋斗史，其中蕴含着丰富的人文素材。利用教材中科学发明和发现的历史以及科学家的奋斗故事，让学生接受人文精神的熏陶。以史明志，以史明理，以史为鉴。美育陶冶人性。新教材中每一章都洋溢着美的气息。在书的装帧设计方面，精心设计的插图在教材中随处可见：其中既有古代的，又有现代的；既有人物，又有花草；有知识的教育，又有情感的熏陶；有的是漫画，有的是照片，有的是结构模型。教学中，要充分用好这些图文并茂的资料，给学生以美的享受，培养学生正确的审美观，激发学生创造美的热情。同时，在人文学科的教学过程中也要有意识地培养学生的科学态度和科学精神等。
中小学科学教育的魅力不在于使学生积累多少科学知识，主要在于通过科学精神、科学态度的养成释放学生的创造能力。为了解放学生的这一能力，教师必须尊重学生在科学教育中应有的地位，把学生看作是能动的和创造的主体，使他们有沉思遐想的自由和科学探究的空间。处于成长过程中的学生本身具有强烈的好奇心，在好奇心的驱使下他们会产生很多新奇的想法和做法。成人如果常常对他们奇怪的想法和做法给予负强化，就会消磨他们探究的兴趣。所以，在教学中，教师要鼓励学生大胆猜想，对同一问题的结果作多种假设，培养学生制定行动计划、收集第一手材料以及在观察、测量、实验、记录、统计与做统计图表的过程中的良好的科学习惯，鼓励学生“大胆的假设，小心的求证”，不要因怕犯错误而畏首畏尾等。
4．提高教师的科学教育能力和素质
从教学内部来看，教学效率的高低取决于师生互动的实际效果，要达到这个目的，教师必须具有相应的素质。从事科学教育的教师必须具有“求实、创新、协作、奉献”的科学精神，尊重事实、服从真理、敢于质疑、勇于探索、善于合作的科学态度，宽泛的科学知识与技能及一定的科学方法及能力。同时最重要的一点是要把科学思想和科学方法贯彻到实际教学活动中去。在中小学科学教育的师资队伍建设上，早在1995年国家教委和中国科协就开展了“园丁科技教育行动”，目的就是培养未来的中小学教师在教学中应具备的科技启蒙教育能力。但是，宏观的政策和措施只是提供了一个有利的环境，教师的提高关键还在于其本人。社会处于不断的发展之中，当今科学技术的发展更是突飞猛进，教师只有不断的学习，才能跟得上科学前进的脚步。
胡适的这番话至今仍未过时。国际普遍认为，公共科学素养由三部分组成，即对科学知识的基本了解程度，对科学方法的基本了解程度，对于科学技术对社会和个人所产生的影响的基本了解程度。而一个国家科学教育的水平高低，只要检测一下公共科学素养就略知一二。中国科协2001年10月23日公布的2001年中国公众具备的基本科学素养调查结果表明，2001年中国公众达到基本科学素养水平比例仅为%，即每千人中只有14人具有科学素养。不及美国10年前的六分之一。②中国从1990年起开始了对公众科学素养的调查，1992年、1994年、1996年进行的3次调查，其平均数据一直徘徊在左右。据了解，1985年美国公众达到基本科学素养水平的比例为5%，到1990年这个数字已经达到了将近7%。我国到2001年的最新数字仅为%。差距是显而易见的。③就提高公众公共素养而言，中小学科普教育扮演着重要的角色。而上述调查以无可辩驳的数据说明我国科学教育尤其是中小学科学教育的巨大差距。