论美国理科教育中科学素养理念的发展
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布鲁纳教学论思想的特点与现代理科课程改革启示摘要:美国心理学家布鲁纳取得的一系列理论成果,逐渐被各国教育家所重视并运用到理科课程改革之中。
现代的理科应该具有怎样的模式?正是其教学论思想对现代理科课程改革的一些启示。
关键词:再现表象;螺旋课程;理科课程一、布鲁纳教学论思想的理论基础及特点1.布鲁纳的“再现表象”研究和螺旋型课程论“再现表象”是一个系统的规则,一种反映外部世界事物之间联系的内部认识系统。
在人的认识成长中,表现出三种模式:动作式、图像式、符号式,是一个学习者获得知识所经历的三个过程,相互作用形成矛盾冲突,构成人的认知成长枢纽。
布鲁纳提出的螺旋课程论,即任何学科的知识内容完全可以尽早地以学龄儿童能够接受的认知方式真实和有效地表现出来。
螺旋型课程要很好地促进儿童认知的发展,应该有连续性和发展性。
连续性即课程内容的编制要由低及高,一以贯之。
发展性就是分阶段的提高。
2.布鲁纳教学论思想的特点布鲁纳认为教学论是方向性、规范化的。
教学论必须遵循三个原则。
(1)最优的学习准备布鲁纳把影响人学习的准备因素归纳为激发、维持和方向性。
激发是探究活动得以进行的首要条件,诱发学生的好奇心、胜任心都是激发的好方法。
维持是关键,学习者在获得失败后可以继续学习活动而不是放弃。
方向性则是目标,使得学习活动可以达到理想的效果。
(2)最优的知识结构最理想的知识结构就是将之精简成一组少量而简单的命题,借助结构化知识可以最有力地推导出该知识体系的其余知识。
创造一个结构,并不是从符号形式这个最高的顶端出发,而是先经过视觉图像,然后才是语言赋予结构以意义,并运用语言工具操作。
(3)最优的强化外部强化会在一定程度上促进学习的前进,但却包含了一些不利因素。
相比内部强化乃是实现这些具有自我奖励功能的内部动机而带来的报酬,这种报酬表现为对学习最终出色成果的满足感或对于学习过程本身的喜悦。
二、现代理科课程的改革基于上述认识,现代的理科应该具有怎样的模式?怎样改革理科课程以适应社会今天和明天的需要?从教育目标上来看,现代社会不仅要具有科学技术基础知识的素养,还要有高度的思想性和纪律性。
美国国家科学教育标准第一章《国家科学教育标准》是为引导我国国民步入一个具有高度科学素养的社会而撰写的。
以典型的实践和研究为依据而制定出来的这部标准,不仅对所谓的具有科学素养的人作出具体的构想,也为可使这种构想变成现实的科学教育提出具体的衡量基准。
具有科学素养何以如此重要呢?首先,懂科学能给人以惬意感和兴奋感——这是每一个人都应分享到的好处。
其次,美国人在自己的生活中所遇到的需要运用科学知识和科学的思维方式作出明智抉择的那类问题越来越多。
我们将如何对待我们共同拥有的资源——诸如空气、水源和国有森林等——也取决于我们的人民做出的集体判断。
懂得科学、有科学的本领还可使学生们有足够的能力胜任将来的各种重要而富有成效的工作。
工商企业界所需要的新就业者是那种善于学习、善于推理、思维具有创造性、能决善断、会解决问题的人。
此外,人们对经济竞争力的关注也使科学和数学教育不能不占据极端重要的中心地位,因为只有搞好我们的科学和数学教育我们才不致落后于我们在全世界的竞争对手。
为什么要有国家科学教育标准“标准”一语具有多种含义。
科学教育标准是量度质量的准绳:量度的是学生们所掌握的知识和能力的质量;给学生提供学科学之机会的科学大纲的质量;科学教学的质量;支持着科学教师和科学大纲的教育系统的质量;评价的具体做法和政策的质量。
科学教育标准是检验进步大小的尺度,检验的是我们向着国家给一个造就优等人才的系统所定的科学学习与科学教学目标前进了多少,因此,科学教育标准也是一面旗帜,全国的改革者们可以团结在这面旗帜下向着共同的目标而前进。
美国教育质量的高低,关键掌握在地方,因为学生们要学些什么完全是由各地的教育委员会和教师委员会来决定的。
国家标准就是给各州、各地方的学校人士和社区提供的判断依据,帮助他们判断什么样的课程、什么样的教师进修活动或者什么样的评价项目才是合适的。
国家标准有助于各地制定出能使科学教育的改革工作步调统一、目标一致、首尾如一地进行下去的政策:使每一个人都能向着同一个方向前进,因此就可确保,人们为改革科学教育而采取的各种颇具风险的行动会得到整个系统中的政策和实际做法的支持。
第17卷第5期2020年10月Journal of Schooling Studies Vol.17* No. 5Oct. 2020中美STEM教育的目标策略以及发展模式的比较和启示何敏##包雷2#韩颖杰2#肖化1(1.华南师范大学物理与电信工程学院,广东广州510006;2.俄亥俄州立大学物理学院,美国俄亥俄州哥伦布43210)摘要:开展STEM教育已成为中国教育界的热点,STEM教育以其跨学科融合的特点,帮助学生在打好科 学、技术、工程和数学的学科基础的同时,培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。
研究发现,美国开展 STEM教育的核心目标是增加本土的理工科人才,而中国的理工科人才培养则具有自身的优势和特点,当前中国的STEM教育主要方向是培养优秀的创新人才。
因此中国的教育者需理性看待STEM教育的发展,在借鉴美 国STEM教育经验的同时,发挥自身优势找到适合中国需求的教育方法。
关键词:STEM教育;中美对比;教育目标;STEM教育发展模式中图分类号:G40 文献标识码:A d〇i:10.3969/j.issn.1005-2232.2020.05.004STEM是科学 &Science)、技术 &Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)四门 学科的缩写[1]。
这门课程以数学为基础,工程设计为主导,综合科学和技术的现实应用,提出问题,用探究的方式解决问题,旨在提升学生跨学科知识融合能力,培养高科技创新人才,优化国家核心竞争力。
STEM教育最早可追溯到20世纪*0年代。
二战结束之后,美国与苏联之间经历了 40余年的冷战 和军事竞赛。
依靠科技和经济实力,美国超越了前苏联,并引领世界科技发展,进人全新的知识经济 时代。
为了保持全球的领先地位,美国深感科技人才的重要性,于是在19*6年美国国家科学委员会 &National Sciencc Board,简称NSB)发表了题为《本科的科学、数学和工程教育》(UndergraduateSci-ence,Mathematics and Engineering Education),又称《尼尔报告》(Neat panel’s Report)[2],报告中首次 明确提出了 “科学、数学、工程和技术教育继承”的纲领性建议,这被视为是STEM教育战略的开 端。
试谈科学素养【论文摘要】:对科学素养涵义进行界定是一项十分重要的基础研究。
文章分析了科学素养和科学素质的区别,深入探讨了科学素养概念的形成和发展,并对它在不同时期的含义进行了评析。
引言正确理解科学素养是进行科学教育的前提和基础,然而当前中文文献(包括学术期刊和大众媒体上的文章和报道)中对科学素养的概念作深入全面探讨的论文很少,因此对科学素养进行概念辨析是十分必要的。
1. 是科学素养,还是科学素质《现代汉语词典》对素养的解释是”平日的修养,如艺术素养。
”可见,科学素养即属于”如艺术素养”之类;对素质的解释是:(1)指事物的本来性质;(2)素养;(3)心理学指人的神经系统和感觉器官上的先天的特点。
因此,素质包括先天和后天两个方面的因素,而素养则主要指后天培养的。
所以说,科学素养与科学素质在内涵上是有区别的,科学素养是科学素质的重要组成部分。
美国当代著名理科教育专家R. W Bybee认为,第一个使用scientific literacy一词的是美国学者Co nan t o literacy 有两层不同的意思:一是指有学识、有文化,跟学者有关;二是指能够阅读、书写,针对一般公众。
不管是学识、文化,还是阅读、书写,这些都为后天培养获得。
因此,根据科学素养与科学素质的区别,把” scientific literacy ”译成”科学素养”更为确切。
2. 科学素养概念的形成和发展美国三大组织的描述在科学素养概念的形成和发展过程中,美国科学促进会(the America n Association for the Advancement of Scienee,简称AAAS、国家科学院(the National Academy of Scienee, 简称NAS 以及国家科学基金(the National Scienee Foundation, 简称NSF这三个组织起着重要作用。
AAAS从1985年开始发起了一个旨在通过长期的科学教育提高全美民众的科学素养的计划,即著名的2061计划(Project 2061)。
“科学素养”一词的英文表达是 Science Literacy。
literacy 有两个不同的含义:一个是指有学识、有教养,是跟学者、专家有关的;另一个是指能够阅读、书写和计算,有文化,是跟普通公民有关的。
按照美国当代著名理科教育专家拜比(R.W.Bybee)的研究,第一次使用“科学素养”(Scientific Literacy)一词的是美国学者科南特(Conant)。
他在 1952 年出版的《科学中的普通教育》(General Education in Science)一书中认为,被人们称之为“专家”的那些人,其最大的特点是他们具有“科学素养”。
这是从科学家的角度论述科学素养。
多数人认为,首次使用“科学素养”一词来探讨理科教育问题的是美国斯坦福大学的学者赫德(P.D.Hurd)。
他于 1958 年发表了一篇题为《科学素养—对美国学校的意义》(Science Literacy:Its Meaning for American Schools)的论文,把科学素养解释为理解科学及其在社会中的应用,并讨论了科学与社会的联系。
赫德这里所使用的“科学素养”是现今意义上的科学素养的含义。
自此以后,人们开始关注科学素养的问题“培养科学素养”作为理科教育的口号也经常被提及。
1964 年,美国的国家理科教师协会(National Science Teachers Association,NSTA)的课程委员会(Curriculum Commission),发表了一份有影响的文件:《理论到实践》(Theory intoAction),主张“理科教学必须培养出具有科学素养的公民”。
这表明科学素养已从一种口号开始向理科教学的目的演进。
1971 年 7 月,NSTA 在其《70 年代的学校理科教育》(School Science Education for 70s)情况报告中明确指出:“理科教育的最主要目的是培养具有科学素养”的公民。
理科教育的重要性与发展(正文开始)理科教育的重要性与发展引言:理科教育作为教育领域的重要组成部分,对培养学生的科学素养、创新能力和解决问题的能力具有重要意义。
本文将探讨理科教育的重要性以及其在当今社会中的发展。
1. 理科教育的重要性理科教育在教育体系中扮演着重要角色,主要体现在以下几个方面。
1.1 培养科学素养理科教育能够让学生了解和掌握自然和科学领域的基本原理和知识。
通过学习科学原理和实践经验,学生能够培养科学素养,提高科学思维能力和创新能力。
科学素养是一个人全面发展和健康成长的基础,也是现代社会所需的基本素质之一。
1.2 培养创新能力理科教育注重培养学生的创新思维和实践能力。
通过自主探究、实验室操作等方式,学生能够培养解决问题和创新的能力。
创新能力是推动社会进步和经济发展的重要因素,对于个体的职业发展和社会的可持续发展都具有重要意义。
1.3 促进解决现实问题理科教育培养学生的实际操作能力和问题解决能力,使他们能够更好地理解和解决现实世界中的问题。
科学的研究方法和思维方式有助于学生分析和解决日常生活中的各种问题,提高生活质量,并为社会发展提供切实可行的解决方案。
2. 理科教育的发展随着社会的进步和科技的发展,理科教育也在不断地发展和变革。
2.1 实践教学的重视理科教育越来越注重实践教学,通过实验、观察、测量等方式,让学生能够亲身体验和探究自然现象,提高学习的实效性和趣味性。
实践教学能够锻炼学生的动手能力和实际操作技能,培养学生的实验设计和数据分析能力。
2.2 基础知识和综合素质的结合理科教育开始注重培养学生的综合素质,不仅注重学生对基础知识的学习,还注重培养学生的批判性思维、合作意识和创新精神。
这种综合素质的培养有利于学生全面发展,适应未来社会的需求。
2.3 科技手段的应用随着信息技术的发展,理科教育也开始借助科技手段改进教学方法。
多媒体教学、在线实验等技术手段的应用使得理科教育更加生动、直观,并提高了学生的参与度和学习效果。
stem教育的核心理念stem教育的核心理念如下:STEAM教育理念最早是美国政府提出的教育倡议,为加强美国K12关于科学、技术、工程、艺术以及数学的教育。
STEAM的原身是STEM理念。
即科学(Science)技术(Technology)工程(Engineering)数学(Mathematics)的首字母。
鼓励孩子在科学、技术、工程和数学领域的发展和提高,培养孩子的综合素养,从而提升其全球竞争力。
近期加入了Arts,也就是艺术,变得更加全面。
STEAM教育在美国的重要性不亚于中国的素质教育。
为什么要强调STEAM教育你可以说STEM正在进化。
变异,甚至可以这么说。
现在,它又冒出了两个头,教育工作者目前正在把STEM变成STEAM,甚至是STREAM。
这一切意味着什么?利弊何在?我对此现象进行了分析,请看下文内容。
什么是STEM?STEM是一门集科学、技术、工程和数学于一体的教育课程。
这是一个全面的教育手段;教育工作者的目标是将STEM 部分或全部内容纳入到每个学科项目去中,而不是只单独教授每一门课程。
常见的STEM学习项目包括桥梁建设和基础计算机编程,当然这只是“冰山一小角”虽然每所学校的STEM课程项目目标可能有所不同,但STEM的两个总体目标就是扩大STEM素养和参与度,尤其是对于年轻妇女和有色人种来说,以及通过增加从事相关领域工作的学生数量来加强STEM 工作队伍。
美国前总统奥巴马是STEM教育发展的特别倡导者,他说美国学生必须“在科学和数学方面从中游到顶尖”什么是STEAM?STEAM结合了STEM包含的所有元素,但增加了艺术混合其中。
常见的STEAM项目包括种植水晶花园和制作种子项链。
这些学习项目以科学为基础,但也包含了艺术表达的成分。
什么是STREAM?STREAM相对于STEM和STEAM,又增加了一层:即读和写。
STREAM 教育的倡导者们认为,读写能力是进行全面课程学习的重要组成部分,因为进行全面学习往往需要具有批判性思维和创造力。
施瓦布科学探究教学思想研究在现代教育背景下,科学探究教学思想越来越受到重视。
这种思想强调学生通过亲自观察、实验和探究来获取知识,发挥主观能动性,培养创新精神和实践能力。
施瓦布作为美国著名的教育家和心理学家,对科学探究教学思想的研究和应用做出了卓越贡献。
本文将详细阐述施瓦布科学探究教学思想的形成背景、核心内涵、应用情况、评价及结论,以期为相关研究提供参考。
施瓦布科学探究教学思想强调学生在教师的引导下,通过观察、实验、推理等手段自主探究,发现问题并寻求答案。
这一思想与传统教学思想有所不同,传统教学思想注重教师传授知识,而施瓦布科学探究教学思想则强调学生主动参与,积极探索。
这种思想有助于激发学生的学习兴趣和好奇心,培养其创新思维和问题解决能力。
施瓦布科学探究教学思想在课程设置方面的应用主要体现在综合课程和活动课程上。
综合课程通过将不同学科的知识融合在一起,帮助学生形成全面的知识体系;活动课程则注重学生的实践操作,让学生在活动中掌握知识和技能。
这两种课程类型都有助于培养学生的创新思维和实践能力。
在教学设计方面,施瓦布科学探究教学思想强调问题解决导向。
教师通过创设问题情境,引导学生运用所学知识解决问题。
施瓦布还强调跨学科合作,鼓励不同学科的教师共同参与教学设计,以便更好地整合资源,培养学生的综合素质。
在课堂实施阶段,施瓦布科学探究教学思想倡导对话与交流。
教师与学生之间、学生与学生之间应该保持密切的互动与沟通,以便及时发现问题并解决。
施瓦布还强调对学生的评价应以鼓励为主,注重挖掘学生的潜能,提高其自信心和创造力。
强调学生的主动参与和自主学习,有利于培养其创新思维和问题解决能力;通过综合课程和活动课程,有助于培养学生的综合素质;倡导对话与交流,有助于提高学生的合作与沟通能力。
然而,施瓦布科学探究教学思想也存在一些不足和局限性:对教师的要求较高,需要教师具备较高的组织能力和探究素养;部分学生可能存在参与度不高的情况,且科学探究过程耗时较长,可能影响教学进度;并非所有学科都适合采用科学探究教学思想,如某些文科领域可能难以实施。
科学教育与科学素养的关系一、科学教育目标前章提到,科学素养作为一个口号表达了科学教育的理想目标。
那么,科学素养与传统的科学教育目标又有什么关系呢?或者说,如何从科学教育目标的角度来认识科学素养呢?这是本节要讨论的问题。
我们知道,教育目标一般从两个角度予以表达,一个是教什么或学什么,另一个是为什么教或为什么学。
实际上,这两个角度分别相当于科学素养的内容和提倡科学素养的理由。
从第一个角度来看,科学教育目标通常包括 3 个方面的内容,即获取科学知识、发展科学技能和能力、理解科学观点和价值观。
这些目标在不同的社会背景和历史条件下会有不同的含义。
例如,“科学知识”可以是“科学事实”“科学概念”或是“科学原理”:在“技能和能力”方面,西方国家在 20世纪60 年代强调“科学过程”,80 年代则强调“问题解决”;“科学观念和科学价值观”,也有“科学精神”、“科学态度”、“科学史和科学本质”、“科学、技术和社会之间的相互关系”等不同的含义,在我国还包括“爱国主义教育”和“辩证唯物主义教育”等。
从的第二个角度来看,科学教育目标不外乎 3 个方面,即学生的发展(学生身心的成长)、社会发展(社会经济和政治效益)和学科发展(学术准备)。
综合教育目标的两种表达方式,Bybee 和 DeBoer (1994)建议从以下3 个方面来考察理科课程目标: O科学知识,@技能和能力,3科学价值。
这 3个方面也正是科学素养和科学教育目标的结合点。
为此,下面将从这3 个方面出发分析美国《国家科学教育标准》(简称“国家标准”)中的“内容标准”部分,以便进一步把握理科课程意义上的科学素养“国家标准”由美国国家研究院(NRC)负责牵头设计,参加人员包括科学家、教育家和科学教师等专业团体。
因此,它反映了各领域的专家对具有科学素养的人“应该知道什么,应该理解什么,应该能做什么”的观点和看法。
这些观点和看法具体体现在“内容标准”中。