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小学科学课程与教学（2009年版）,刘德华 主编,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,第1章 科学的本质第一节 科学的定义与特征,一、科学：通常所说的科学是自然科学的简称。 辞海对科学有如下的表述：“关于自然、社会和思维的知识体系。它是为适应人们的生产斗争和阶级需要而产生和发展的，是实践经验的结晶。 显然，辞海所讲的科学具有广义性，不仅包括了自然科学，也包括了社会学科和人文学科。对于什么是科学这一问题，基于不同的思考亚里斯多德、罗素 、贝尔纳 、巴伯 、杜威 、任鸿隽、胡明复 等给出了不同的回答。 对于什么是科学这一问题的回答有不同的观点。有的强调科学与宗教的区别，有的强调科学与主观意见的差异，有的强调科学与技术的不同；有的强调科学的知识体系，有的注重科学探究过程与方法，有的更重视科学的精神与气质。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,贝尔纳说得很对，科学的本质是不能用定义一劳永逸地固定下来，科学在人类社会发展的历史中发生了急剧的变化，以至于人们无法给它下一个合适的定义，他认为：“过于刻板的定义有使科学精神被阉割的危险。”但是我们还是有必要对科学的概念加以适当的限定和说明。首先，科学是客观存在在人脑中的反映，这一客观存在不仅指自然界的物质世界，也包括社会界的精神存在；其次，科学是以范畴、定理、定律、规律等形式反映客观存在的本质与规律，是一种系统化了的知识体系，它不同于意见、猜测和传说；最后，科学不仅仅指认识的结果，也应该包括认识的思维过程与思维方法。从探究的过程看，科学是一种探索未知的创造性活动，这一创造活动以批判为基础。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,本书中所指的科学是自然科学，它以物质世界为研究对象，研究物质世界的现象，力图把握物质的属性、本质和运行规律，以便于人们在社会实践活动中合理地利用和改造物质世界，并建立人与自然之间的和谐关系。一般而言，科学可以分为无机的科学和有机的科学，前者包括宏观和微观力学、物理学、化学、地质学和天文学，后者包括生物科学以及研究人的生理学和部分心理学的内容。人是自然界的一部分，人在物质层面的某些属性与特征可以成为科学研究的对象。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,二、科学的本质特征 (1)科学应该是系统化的，它是对物质世界的一般性、共同性、规律性的描述。人们可以从不同的角度，以不同的方式，用不同的观念来描述世界上的事物，但科学有它自己特定的角度、观念和方法。(2)科学力图对事物做出统一的、数量化的、因果性的解释，甚至对未来的事情做出预测，这是科学家的愿望，但很多时候是做不到的。由于多种因素之间的相互作用，科学家研究的这些系统并不遵循简单的规律。然而科学家们还是在努力探索。(3)科学是极为严谨的，它建立在实验的基础上。实验是许多种文化都有的，但是科学的实验有自己严格的定义，科学实验是可以重复的。 (4)从社会学的角度看，过去的许多知识系统，几千年来基本上都保持不变或者变化很少。然而，科学要不断充实自己,的知识，人们不断地用过去的知识创造新的知识。科学知识 是一种不断修正、补充和自我扩张的系统。(5)从某种意义上说，科学探索是一种带有游戏性的活动，有时会得到意想不到的结果。人们进行科学探索的时候，很多重要科学成果的获得，开始并不是出于直接预定的计划和功利目的，而是出于对大自然持久的好奇心。(6)科学与技术之间呈现一种极其复杂的互动关系。从人类创造知识的历史过程看，人类最先创造的是技术。在相当长的时期内，科学在很多国家依附在哲学的传统上。技术则长久地依附在工匠的传统上。这两种传统相互之间的影响非常小。直到17世纪近代科学诞生之后，这种情况才发生了质的变化。(7)科学家们对待实验结果很认真，在追求预想结果的时候，格外关注这些实验带来的副产品和副结果。如果实验的结果偏离原来的假设和预期的结果，也可能预示着新的发现，科学家会感到高兴。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,(8)科学是不可替代的，然而科学并不能解决一切问题。因为有很多人类关心的问题，在目前以至相当长的时期内，科学家还不能做出满意的答复，但是他们会努力继续探索这些问题的原因，并寻求解决问题的方案。(9)科学不仅仅是一种知识系统，而且是一种思维方法。科学从不迷信权威。科学家不断地质疑，发现新的东西。无论是探究自然的奥秘，或解决人类所面临的实际问题，科学的途径、方法和手段都在不断地被创造。即使是应用已有的知识解决问题，也是以创造性的方式实现的。科学在不断地创造中增长自己新的知识。科学接纳一切新的思想，但是它们最终都必须遵循科学本身的规则严格的实验验证和严密的逻辑推理。(10)科学是人类共同的文化。人类的文化千差万别，但科学是共同的文化，因为科学能够促进任何一个地区的人类社会迅速发展。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,第二节 科学的多维视角一、作为知识系统的科学 科学理论作为科学研究的成果不仅仅是知识，而且是一种系统的知识 。20世纪上半叶的逻辑经验主义认为，科学是一种可以确证的知识体系。与逻辑经验主义不同，英国哲学家波普尔（Karl Popper，19021994）提出：科学是一种可以证伪的知识系统。用经验事实证明科学理论是错的，这是证伪。他认为可证伪性是科学知识的本质特征。二、作为探究活动的科学 在科学研究活动中，新的科学理论经历了一个探究的过程。最基本的发现科学理论的途径有三种类型：“归纳猜想”的认识程序、“假说演绎”的认识程序和“认知调节”模式。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,(一)“归纳猜想”的探究过程 古希腊的亚里斯多德认为，科学研究总是从对某些现象的观察开始，人们通过观察获得大量的关于自然现象的经验事实。然后对这些经验事实进行归纳推理，概括出科学原理，即定律或理论。哲学家培根（Francis Bacon ，15611626）认为对自然现象的观察应主动进行科学实验，以获得更多有关现象的事实经验，为随后归纳出科学理论奠定更坚实的基础。在这个研究程序中，观察在前，理论在后；归纳在前，结论在后。由于在科学发现过程中的归纳都不是完全归纳法，得出的结论就带有猜想的性质，所以这一探究程序被称为“归纳猜想”的探究程序。 “归纳猜想”的探究程序有两个核心思想，一是非常强调经验事实在整个科学研究中的作用；二是非常强调归纳的发现方法。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,（二）“假说演绎”的探究过程 “假说演绎”的核心思想有二个：其一，新理论是科学家依托一定的文化知识背景，通过创造性思维大胆设想并加上演绎方法而建构的；其二，大胆猜想之后要用经验事实去检验，猜想若被证实，则形成了相关的科学理论。例如爱因斯旦创立的“狭义相对论”就属于这种探究过程。（三）认知调节的探究程序 科学理论发现的实践活动实际上是科学家作为认识主体与作为认识对象的客体之间的相互作用活动。这一活动包括三个层面：第一，科学家对客体的观察实验；第二，关于自然观、方法论和已有科学理论的思维；第三，对被观察到的经验事实的解释。,科学探究过程的模式一般涉及如下环节：科学问题的提出、科学事实和资料的收集、猜想和假设的建立、验证与评价、表达与交流。杜威认为思维的过程包括“感觉问题所在，观察各个方面的情况，提出假定的结论并进行推理，积极地进行实验的检验”。三、作为思维方法的科学科学探究中进行猜想和提出假设，主要是一个创造性的思维过程，科学思维包括直觉、想象和抽象等具体方法。（一）直觉的思维方法 直觉是指人们对某一问题的一种突如其来的领悟或理解。直觉的思维方法主要有这样几个阶段：（1）最初的一种持续不断的研究，直到几乎不可能再进行下去；（2）一段时间的休息后，再继续恢复研究；,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,（3）一个突然的、意想不到的思想的突然出现。尽管人们对直觉思维发生的机制不了解，但是它的发生也是有条件的。这些条件包括：（1）对问题和资料进行了长时间的思考。连续一段时间的思考依然没有找到解决问题的思路或提出假设。在思考的过程中进入了“山重水复疑无路”的境地；（2）大脑中消除了分散注意力的其他事情或其他问题，保持乐观开朗的心态；（3）在紧张思考一段时间之后，从事一些不费脑力的轻松活动，如沐浴、乡间漫步、欣赏音乐等；（4）与他人对话，寻找激活思维的刺激点。与学术同行或其他人讨论；发表相关的演说；阅读他人的科学论文，包括与自己观点不同的论文；尝试写出相关的一些研究内容；（5）养成随身携带纸笔的习惯，记下冒出来的每一个想法，不管这个思想当时似乎多么微不足道。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,（二）想象的思维方法 想象是一种形象思维方式，能够把不在场的事物再现出来。 想象可以通过意象、隐喻等途径来实现。 丰富的知识和经验是产生意象的重要条件。学习和理解一定的科学知识有利于形成有新意的见解。 （三）抽象的思维方法 事物都有它的现象和本质，科学家透过现象深入事物内部，认识事物的本质，形成概念、定律和公式，这就是抽象的思维方法。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,第三节科学主义与伪科学、反科学 一、科学与科学主义 科学的发展引发了科学主义（scientism）思潮，科学主义思想源自启蒙运动。 20世纪初，在中国对西方自然科学的崇拜就曾泛化成为一种科学主义思潮。 概括地讲，科学主义有以下不同的表现形态：第一种形态，认为科学知识是人类知识的典范，它不仅是必然正确的，而且可以推广用以解决人类所面临的所有问题。 第二种形态，认为科学的方法应该被应用于包括哲学、人文学科和社会学科在内的一切研究领域之内，只有这样的方法才能富有成效地被用来追求知识。 第三种形态，认为一切研究领域都应遵循科学精神。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,二、科学与伪科学 伪科学（pseudoscience）借用科学的名义有意识地把违反科学的内容说成是科学，把没有科学根据的非科学理论或方法宣称为科学的言论，如星占学、李森科的“无产阶级遗传学”等。 伪科学常与科学研究中的作伪或者故意违背科学研究的惯用程序等活动相伴随。 伪科学是一种复杂的社会现象，涉及认识、心理和政治三个层面，其影响已经远远超出科学界内部讨论的范围。 区分科学与伪科学需要有一定的科学素养。一般可以从以下几个方面加以识别： （1）看它所声称的功能。 （2）看它与现有整个科学的联系。 （3）看它的可重复性和可检验性。 （4）要看它与神灵世界的关系。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,（5）看它对待经济效益的态度。（6）看它对待批评的态度。三、科学与反科学 反科学按字面理解就是反对或反思科学。与伪科学不同的是，反科学思潮是从反思科学技术产生的一些不利影响和后果出发而否定科学的价值和地位，批判科学的局限性。 反科学的目的是否定科学的价值，它不同于对科学的反省。对科学的反省是必要的，这是保证科学不至偏离人类文明进步轨道的一个重要因素。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,第四节 科学、技术与社会 一、科学与技术我国近代学者很注意科学与技术之间的区别。科学是知识系统，科学探究是追求真理的过程，是认识世界的过程；技术是行为系统，技术发明是运用科学理论的过程，是改造世界的手段。二、科学、技术与社会 科学技术一方面为人类的幸福提供了空前无限的能力和广阔美好的前景；另一方面又为破坏人类的生存基础，造成自我毁灭提供了条件，给人类的未来笼罩上阴影。人类对自然取得支配力量的同时也让自身处于危险之中。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,关键词科学 本质特征 科学主义 伪科学反科学技术人文文化,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,思考题1.科学是什么，它有哪些基本的特征？2.科学有哪些不同维度的内容？3.伪科学与反科学有什么不同？4.科学与技术是什么样的关系？5.科学文化与人文文化的关系怎样？,小学科学课程与教学（2009年版）,刘德华 主编,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,第2章 科学教育的历史第一节 西方科学教育的发展,一、西方科学教育的产生：（一）古希腊罗马的科学教育 在古希腊，毕达哥拉斯认为，生活和教育的全部目的是通过对数的研究实现灵魂的净化。 亚里士多德（Aristotle，公元前384前322）对科学做出了巨大的贡献，被誉为“古代最伟大的思想家”。亚里士多德是古希腊教育经验和教育思想的集大成者，为学校设立了“百科全书”式的课程。幼儿期以身体发展为主；少年期以音乐教育为核心；高年级要学习文法、修辞、诗歌、文学、哲学、伦理学、政治学以及算术、几何、天文、音乐等学科。在教学中，亚里士多德利用地图和标本，重视对事物的观察。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,古罗马时期的昆体良 (Marcus Fabiius Quiutilianus，公元3595) 著有雄辩术原理一书，他为文法学校规定了一系列课程：文法、作文与论文写作、音乐、数学、体育与声调训练，这些课程以文法为基础，以培养演说家为目的。 （二）中世纪到18世纪末的科学教育从罗马衰落到文艺复兴的一千年间被称为中世纪。在这期间，由教会主办管理的学校，其教学内容以“七艺”（文法、修辞学、逻辑学、算术、几何学、天文学、音乐）为主，渗透着神学精神。欧洲文艺复兴时期（14-16世纪），夸美纽斯(Johann Amos Comennius，15921670) 著有大教学论一书，他认为人人需要也能够掌握广博的知识。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,法国著名的思想家和教育家德尼狄德罗 （Denis Diderot,17131784）认为科学教育需要把对自然的观察、实验以及基于感性与理性基础上的思考结合起来。 在18世纪，欧洲国家开始出现一种新型学校实科学校，传授有关自然科学和实用技术类的知识。 二、西方科学教育的发展在19世纪中叶之前，科学尽管有了很大的发展，但是科学教育并没有得到相应的发展。科学进入学校课程中而成为教育的重要组成部分，是19世纪末的事情。随着科学技术及工商业的发展，步入工业社会的西方国家迫切需要大量具有初级技术的劳动力，科学课程开始进入中小学。古典教育的削弱和科学教育的兴起经历了一场相当长时间的拉锯战。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,（一）近代科学教育的兴起英国哲学家、教育家斯宾塞是第一个论述科学教育重要性的人，他在什么知识最有价值一文中，系统提出了他的科学教育思想，推动了英国教育改革，并对其他国家的科学教育产生了积极影响。英国另一位科学教育的先驱赫胥黎（Thomas Henry Huxley，18251895）认为，科学教育的最大特点就是使心智直接与事实联系，学习科学知识首先需要学会观察，从对自然界的直接观察而获知的一些个别事实中得出结论。为此，他强调科学观察活动、学生亲自探究、发现并提出问题的重要性。,19世纪上半叶欧美工业化国家在一些大学和少数中学开始重视科学教育。德国在科学和科学教育上都是当时最先进的国家， 法国从1852年起，在市立中学和国立中学开展科学教育。英国在19世纪尚未建立全国统一的中等教育制度，文法中学和公学在把现代科学纳入课程方面步履蹒跚，但1882年以后兴起的高等小学却热心科学教育。 在90年代，美国教育家赖斯（J.M. Rice）积极倡导科学教育，哈佛大学校长艾略特（Charles WEliot,1834-1926）极为关心中小学的科学教育，主张采用实验室进行科学教学以发展学生的观察力和归纳的思想方法。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,（二）实物教学模式和自然学习模式最早的教学模式是“实物教学”(object teaching)模式，其思想源自瑞士教育家裴斯泰洛齐(Jonhann Heinrich PestaLozzi,17461827)的自然主义教育思想。英国学者在访问裴斯泰洛齐之后，结合科学学科的特点最早提出了实物教学的思想，致力于培养儿童的观察能力。 到了19世纪末，实物教学很快被“自然学习”(nature study)模式所取代。自然学习模式的主题涉及植物学、动物学、地理学、地质学和天文学。在自然学习课程的教学中，实物采集和园艺种植活动是常见的教学方式。自然学习模式关注儿童对自然的亲身体验，培养儿童关爱自然、理解自然的态度。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,三、西方20世纪的科学教育（一）20世纪上半叶的科学教育 19世纪末20世纪初，在欧洲发生了以新教育运动为特色的教育改革，美国出现了进步教育运动。科学课程及教学改革随着社会与时代的变革而出现了新的变化。其代表人物是杜威 。1932年，进步教育协会列出多项内容作为科学态度的主要指标,包括：合作、运用反省思维解决问题的性向、宽容、创造、自我指导、美的欣赏、具有灵活的观点、坚持等。总之，在这个时期，美国受进步教育思潮的影响，学校的科学课程过分强调学生的兴趣和实用性。（二）20世纪下半叶的科学教育 第二次世界大战后科学教育改革以美国为代表在20世纪50年代末至60年代进入所谓的“黄金时期”。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,50年代后期，进步教育受到批评。布鲁纳（Jerome Seymorr，Bruner1915）的教育过程（The Process of Education）标志着科学教育新模式的出现，他重视科学课程的结构，提倡发现法，认为直觉思维和分析思维一样重要。从60年代开始，小学科学课程的探究模式逐渐取代了以往的自然学习模式。在美国，有较大影响力的小学科学实验课程有三种：一是由美国联邦政府赞助的ESS课程(The Elementary Science Study)。它的特点是以一个大主题综合相关的知识内容，强调让儿童亲身实践和探究日常生活中的事物。二是由美国科学促进会组织编写的SAPA课程(Science-A Process Approach)，这是一个高度结构化的科学课程，其目的是培养学生的科学“过程技能”。该课程将科学探究技能分为八种初级技能(观察、分类、测量、交流、推断、预测、,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,应用时间空间关系、应用数字)和五种综合技能(形成假设、控制变量、解释数据、下操作性定义、实验测试)。三是由美国国家科学基金会提供资金支持的SCIS课程(The Science Curriculum Improvement Study)。这三种课程的教学目标或侧重于“内容”科学概念的掌握，或侧重于“过程”探究技能的发展。这使科学课程重“内容”还是重“过程”的争论成为后续30年直至今天小学科学课程发展中的一个重要问题。意义：这次科学课程改革确立了小学科学的必修课地位，并明确提出了以科学概念和科学方法，而不是琐碎的事实性知识或情感教育作为小学科学课程的目标。这是小学科学教育发展史上的一个重要里程碑。与以往的自然学习模式相比，现代小学科学探究课程在内容方面和教学都突出了发现学习和实验教学的重要性。,但这次课程改革过于强调概念结构的形成和过程技能的掌握，忽略了儿童的经验和兴趣以及科学内容与社会生活的联系，致使大部分课程难以被师生接受。20世纪70年代是一个反思科学教育阶段。 1986年，英国利兹大学的德赖弗(Driver)博士根据皮亚杰的发生认识论、奥苏贝尔的有意义学习理论以及大量实践研究结果，率先提出了建构主义的科学教学模式，其教学过程共包括四个阶段：（1）意向阶段(orientation)，设置情景激发儿童的学习兴趣；（2）启发阶段(elicitation)，引出儿童的“前概念”；（3）重建阶段(restructure)，使用各种教学策略让儿童建构新的概念理解；（4）审视概念变化阶段(review change in ideas)，让儿童比较原有概念与新的或修正后的概念的不同。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,建构主义学习理论为科学“内容”和“过程”的结合找到了心理学依据，儿童在探究过程中修正原有观念或构建新的概念理解。这个时期的课程内容也更加贴近日常生活，主要围绕社会和生活的重要议题进行组织，并突出技术对人类社会的巨大影响，诸如“环境学习”、“科学-技术-社会”等内容也融入了小学科学课程。“建构主义” 模式成为了小学科学教学的主流。总之，从19世纪中叶至20世纪末，西方小学科学教育的发展经历了实物教学、自然学习、探究发现和建构主义几个阶段。作为科学素养的基石，小学科学教育的基础性地位已经得到认可。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,第二节我国科学教育的发展我国近代意义上的科学教育是在19世纪中叶随着“西学东渐”而逐渐兴起来的。在此之前的漫长封建社会里，占据主流地位的儒家文化十分重视对人伦问题的思考，相对轻视对自然现象的探究。一、我国古代的科学教育 总体来说我国古代的科学教育虽然在战国时期各家学说当中有所体现但是发展缓慢。近代意义上的自然科学没有产生在我国，但是劳动人民对自然现象有较多的观察，对自然现象与农业生产之间关系积累了丰富的经验，相关的科学内容以识字课和常识课的形式代代相传。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,二、我国近代科学教育的兴起从中国近代科学教育的发展历程来看,1904年癸卯学制的颁布和实施是一个分界线，是中国教育近代化的标志。20世纪初在“废科举，兴学校”运动的推动下，科学教育逐步受到重视，在历经了种种艰难曲折之后，科学在小学课程中的地位最终得以确立。从1904年到1949年，科学在整个小学课程计划中所占的比例、课程设置的具体形式以及课程内容和教法的选择等方面经历了多次变动，参见书P28页表2-1。 新中国成立初期的小学自然课程，受前苏联教育思想的影响比较大。50年代末至70年代，受极左思潮的影响，小学自然课程的教学目标定位于“教给儿童初步的自然常识，指导儿童初步认识自然界和人对自然的利用改造为儿童进一步学习和将来参加劳动准备必要的基础”。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,70年代末颁布的小学自然教学大纲重新将课程内容定位于儿童感兴趣、易理解的身边自然现象和事物上来，教学方法上也开始强调鼓励儿童自己探究知识，力求使学生在知识、能力和情感诸方面得到平衡发展。80年代初，人民教育出版社生物自然编辑室根据70年代末的那套大纲编写了新的小学自然教材。 90年代初进行的“九年义务教育课程与教材改革”基于对历史经验教训的总结，把激发学生爱科学、学科学、用科学的志趣，培养学生勤于思考、敢于提问、不惧权威、勇于创新的科学精神作为小学科学教育的总目标。 1999年颁布的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和2000年国务院关于基础教育改革与发展的决定推动了2001年开始实施的基础教育课程改革。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,第三节 科学教育价值取向的历史演变价值是客体具有满足主体需要的属性，主体可以是个人也可以是社会，主体的需要可能是物质层面的，也可能是精神层面的。科学教育的价值既体现在满足个人发展需要，也满足社会发展的需要；既满足物质层面的需要，也满足精神层面的需要。因此可以说，科学教育的价值是多方面的。在历史进程中，科学教育多方面的价值并非都受到同等程度的重视，这体现人们对科学教育的不同价值取向。一、西方科学教育价值取向的历史演变19世纪的英国以斯宾塞为代表的教育家强调科学教育满足个人生活的实用需要。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,20世纪初的美国以杜威为代表的教育家重视科学教育在改造和完善人性方面的作用。20世纪末美国的科学教育改革方案在科学教育的价值取向上呈现出多元化的特点。历史地看，西方国家的科学教育价值取向重视从个体的人出发，从生活的幸福出发，重视提高人的个性品质和思维品质。世纪之交的科学教育改革则从个体生活转向到社会现实问题的解决。二、我国科学教育价值取向的历史演变（一）建国前科学教育的价值取向建国之前对科学教育价值的认识经历了三个基本的阶段。第一阶段是洋务运动时期，顽固派几乎全盘否认科学的价值，把科学技术视为奇技淫巧，“自来奇技淫巧，衰世所为。”,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,第二阶段是维新运动时期，维新知识分子对科学价值的理解超越了洋务派纯粹的物质价值取向，意识到科学具有转换思想观念的精神价值。 第三阶段是“五四”运动前后，科学的价值呈现出多元化取向的特点。 近代以来我国科学教育的发展史表明，最初认可的是科学教育的物质价值，以后逐渐认同了科学教育的精神价值；首先认可科学教育的社会救亡价值，继而逐步认可科学教育的个体生活价值。（二）建国后科学教育的价值取向建国初期科学教育的价值取向随政治与经济的变革而发生了改变，科学教育的生产力价值受到重视，同时科学的政治文化价值也被认可。70年代末提出“科技兴国”和“科教兴国”战略。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,让科学教育满足社会和学生双方的需要，是21世纪初我国科学教育价值取向的重要特点，反映出科学教育价值取向力图平衡社会与个人之间的关系。三、科学教育的人文价值人文一词在汉语里有三个含义，一是指与“天文”相对的以人类自身为观察和思考对象的文化。二是泛指人世人伦之事。三是指为人之道或道德规范。现代人文一词有时指人文学科、人文教育，有时指人文精神。西方话语体系中的人文一词也具有多层含义，一指人道或仁慈的性质与状态，二指人性，人类的属性，三指人文研究，四指人类。人文学科（humanities）指文学、历史和哲学等领域的学科研究。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,人文主义（humanism）指与人的需要有关的信仰体系，也指对古希腊罗马观念复兴的研究。humanism在现代汉语语境中被翻译为人道主义（政治学领域）、人本主义（心理学领域）和人文主义（文学和教育学领域）。在广义的意义上，人文主义指远自古希腊以来体现、认可和捍卫人类生命和尊严的思想观念。孟建伟明确提出科学具有人文价值的观点，他认为，科学至少具有四个层面的人文价值，即思想价值、智力价值、精神价值和审美价值。历史地看，科学活动中的精神资源长期被遮蔽，科学对人的精神世界的影响没有得到重视。 我国传统文化中以宗法人伦为核心的人文精神观念具有片面性，所以传统文化的现代性转换，需要科学教育发挥对人精神世界的影响。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,关键词小学科学教育 价值 价值取向 自然学习模式 实物教学模式 有意义学习 基础教育课程改革价值取向演变 价值取向多元化 进步主义教育运动癸卯学制 人文人文价值人文主义中国传统文化建构主义,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,思考题1.斯宾塞为什么认为科学课程最有价值？2.西方近代以来的科学教育有哪四种模式3.我国近代科学教育的发展为什么十分艰难？4.科学教育价值的演变在中西方有什么差异？5.科学教育的人文价值意味着什么？,小学科学课程与教学（2009年版）,刘德华 主编,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,第3章 科学教育中的问题与改革第一节 科学教育与生活世界,一、哲学视域里的生活世界 ：胡塞尔的现象学认为，人们面对着三个层次的世界，最上层的是科学世界，中间是生活世界，处于基础地位的是纯粹意识的先验世界。 生活世界是科学世界的根基，它具有先于科学世界的先在性。相对于科学世界而言，生活世界是“前科学”的世界，它是科学理论和科学观念产生的前提。 个体的生活世界具有差异性，也有共享性和相通性。 科学的抽象化远离了人的生活世界。这就是胡塞尔所说的欧洲科学的危机，其实质是人的生存危机。他认为，时代的主要问题是人们对科学的过分执着和对生活世界的忽略和轻视，为此他发出了“回归生活世界”的呼唤。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,现代科学的发展造成了科学门类的繁多与专业的日益细化，个体日益成为某一专业领域中的专业工作者，从事着越来越强的专业性工作，这种状况造成了人自身同自己的日常生活的分裂；也造成了人与人之间可共享的生活经验越来越少，人与人之间的心理距离日益疏远，人与人之间在思想和情感上越来越互不了解。结果是个体生活世界之间的相互隔离和个人的孤独感的日益加深。面对科学的危机，科学教育应回归到人的生活世界中来。二、科学教育与生活世界的疏远科学教育如同科学一样，源自人类的生活需要，科学因为能够为人的完美生活做准备而被认为最有价值，从而走进教育领域的中心。生活世界不仅是科学研究活动的意义基础，也是科学教育活动的意义基础。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,科学教育应该引导学生超越生活世界，走出日常生活“无真理的现实”。然而，科学教育在超越学生的生活世界及日常生活的常识时，也很容易陷入危机之中，这便是对生活世界的疏远与遗忘。科学以知识形态进入教育领域时，它与学生生活世界的关联性常遭到忽视。 三、回归生活世界的科学教育改革科学教育改革不能忽视与科学教育相连的生活世界。回归人的生活世界应该是科学教育改革的理念之一。重视和回归学生生活世界是科技发达国家科学课程改革的基本特点。科学已经广泛渗透到儿童的日常生活之中，科学教育应该联系学生的生活经验，为学生学习科学提供意义基础。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,我国当下的科学课程改革也开始重视学生生活世界中的问题。科学教育不应排斥学生偶然遇到的非科学活动。,第二节 科学教育与科学研究世界科学教育应该给学生提供一个关于科学研究世界的真实图景，让学生了解科学研究活动，走近科学家，理解科学与社会的动态关系。一、科学家视野中的科学研究世界（一）科学研究需要长时间的积累科学研究需要时间的积累，包括历史的积累和个人的积累。（二）科学研究需要交流和论证新的理论刚开始出现时往往并不完善，在交流中会走向完善。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,（三）科学研究的成果具有多方面的影响科学成果对社会观念有多方面的影响，会引起多方的论争。 （四）科学家是人而不是神科学家不是完美的人，更不是真理的代言人，人性的优点与弱点都会反映在科学家身上。 二、科学教育与科学研究世界的隔绝 科学教育忽视对科学研究世界的介绍、分析和评价，是一个普遍的现象。科学教育如果只重视让学生记忆真理，而忽视了真理发现的过程，那么，科学教育就会以书本知识为惟一内容，科学知识就成了教条，科学方法就难以获得，科学精神就难以养成。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,三、走进科学研究世界的科学教育科学教育应该引领学生走进科学研究世界，认识科学世界的真实情况，科学教师成为科学界在课堂上的代表。在科学教育中，科学教师应该做到： （一）重视培养学生的问题意识科学研究起始于人类活动中的真实问题。 （二）重视培养学生科学探究的程序与方法科学课程的实施“并非教授一套固定的知识就够了，而是要训练发展一套科学思想的构架 。（三）重视培养学生的科学精神科学共同体的这些规范可概括为四条原则,即普遍性原则、公有性原则、无私性原则和合理的怀疑性原则。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,（四）重视评价科学家的真实生活多数科学家固然有不少高尚的品性，但他们毕竟是人，既有人性的光辉与伟大，也有人性的缺点与失误。（五）重视提升教师自身的科学素养科学教师首先必须是一个研究者，那些准备从事中小学科学教学工作的大学生更应该学会做研究工作。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,第三节 科学教育与科学历史世界科学发展的历史是人类文明史的主线，它蕴涵着巨大的教育价值，是有待开发的教育资源。科学发展史是科学教育的基石。但是在科学教育活动中有时却忽视了这个基石。为此提出面向科学历史世界的科学教育改革理念。一、历史发展进程中的科学世界科学史研究成果显示，科学发展的历史是一部思想史，是人类精神发展的一个重要维度 。科学史揭示了人类漫长而无止境的为思想自由，为思想免于暴力、专横、错误和迷信而斗争的历史。科学史上意义重大的发现这些历史事件，既反映了科学发展的历史过程，又有显著的文化特色。,二、科学教育对科学历史世界的遗忘科学教育对科学史的遗忘与科学的进步性有关。 由于科学毁灭自己的过去，所以许多人都不理解科学史的价值。科学发展史的教育价值也因此而受到忽视。 传统的教学论以为，科学知识可以用现成的方式直接传递给学生。 三、面向科学历史世界的科学教育（一）科学史教育的价值（1）有益于理解科学的过程与本质。 （2）有益于认识科学的人性内涵。 （3）有益于培养学生的批判精神。 （4）有益于深刻理解和记住一些科学的基本概念。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,（二）科学史教育的探索基于科学史教育多方面的价值，科学史内容已开始进入科学教育领域。重视科学史的教学，已成为国际上科学教育改革的一个发展趋势。（1）美国的哈佛物理教程 （2）美国国家科学教育标准 （3）我国科学史教育的目标局限在一定的范围（4）我国小学的科学课程需要把科学探究的本质与科学发展的历史结合起来。,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,关键词生活世界 科学家的视野 科学研究世界 疏远 回归 改革 问题意识科学史程序和方法科学精神 科学家的真实生活教师的科学素养科学史教育的价值科学的过程与本质批判精神科学的人性内涵隔绝遗忘,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,思考题1.科学教育疏远学生的生活有哪些表现？2.科学教育怎样回归学生的生活世界？3.科学教育为什么会远离科学研究世界？4.怎样让学生认识和欣赏科学活动中的真实图景？5.科学教育改革为什么要重视科学史内容？,小学科学课程与教学（2009年版）,刘德华 主编,小学科学课程与教学（2009年版） 21世纪小学教师教育系列教材,第4章 科学教育的理论基础第一节 心理学基础,一、儿童思维发展的阶段：瑞士心理学家皮亚杰对儿童的思维发展特点进行了系统的研究，他将儿童的思维发展分为四个阶段：感觉运动阶段（2岁之前）、前运算阶段（3-7岁）、具体运算阶段（8-11岁）和形式运算阶段（11岁以后）。（一）感觉运动阶段处于这一阶段的儿童对外部世界的认知主要是通过感官得到感性知识，。（二）前运算阶段从三岁开始，儿童的行为通常发生在对行为的思考之后。这一阶段的儿童不能理解“守恒”的概念。所谓守恒是指物体经过物理变化之后在某一方面的特性并没有改变。,小学科学课程与教学（20