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【转载】中学生物学教学研究趋势展望——由美国《科学教师教育标准》引发的思考  

2014-08-08 13:12:36|  分类: 教育理论与实例 |  标签: |举报 |字号 订阅

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来源:《教育理论与实践》2014.8  作者:吴举宏

 摘 要:美国《科学教师教育标准》是美国高等学校教育学院制定科学教师培养计划的指导性文件,该标准对于认识中学生物学教学研究趋势具有重要的启示作用。具体表现在:理解科学知识和科学实践,透视和认清科学本质,学会科学探究的各种方法,有效解决教学中的相关问题,合理设计和实施科学课程,建构和实施科学的评价策略,努力实现个人的专业成长。

    关键词:中学生物学;教师;美国《科学教师教育标准》;教学研究

    学生、教师和课程是学校教育的三大基本要素。相应地,中学生物学教学研究的发展趋势也体现在课程与教学、学生与教师的发展上,中学生物学教师日常研究的重点也应放在教材的分析与处理、教法的选择与设计、教学的实施与调控、教学的测量与评价、学生的认知与研究及教师的生活与发展等方面。美国一直高度关注科学教师教育,1998 年 11 月美国国家科学教师协会(简称 NSTA)和科学教师教育促进协会(简称 AETS)联合颁布了《科学教师教育标准》(以下简称“标准”),并于 2003 年对其进行了修订〔1〕。“标准”是美国高等学校教育学院制定科学教师培养计划的指导性文件,已经被美国国家教师教育认证委员会(简称 NCATE)所采纳,作为对美国教师培训机构的科学教师职前培训计划评价和认证的标准。同时,“标准”对于我国教育界认识中学生物学教学研究趋势也具有重要的启示作用。鉴于此,笔者遵循此“标准”的主要内容,尤其是借鉴其所阐述的方向与方法,立足于当前我国中学生物学教学研究现状,对我国今后生物学教学研究趋势进行分析,并提出了如下建议。

一、理解科学知识和科学实践

    中学生物学教师在学科内容方面的研究,不应仅停留在概念和原理的理解上,而且还应持续关注和研究下列问题。第一,如何整合和组织我国课程标准中规定的主干知识和核心概念,帮助学生有效地建构知识系统,使零散的概念和原理形成并内化为认知图式。具体来说,教师应研究教材的知识组织形式和心理结构,比较分析不同教材的特点,积极参与教材的研究和开发,并且把教材的解读和教学处理作为常态化的日常研究工作。鉴于生命科学的蓬勃发展,中学生物学教师还应关注最新生命科学的研究成果,并且选择性地将其渗透到课堂教学中。第二,怎样才能将课程标准规定的概念、原理、理论和规律成功地传递给学生?这是教学研究的核心任务,也是实现教师专业化的根本所在。第三,以一种前沿的、综合的视角,研究生物学科的作用和地位以及与不同学科的整合方法,使学生在学习中走出现代教育学科化的藩篱。20 世纪以来的科学发展经历了从“小科学”到“大科学” 的发展和转变,这种转变是科学规范与社会规范相互作用的结果。在“大科学”时代,科学活动的特征显著地表现为跨学科研究的范围不断扩大,加上分科教学带来的诸多弊端在新世纪基础教育课程改革中受到高度关注,现代社会对人才综合素质的要求已不再是各门学科课程教学的简单叠加。因此,中学生物学教学研究必须站在综合性的、跨学科的平台上,借助学科教学的整体观、统合观来审视和研究生物学教学,从而使学校的各学科教学成为一个生态整体,使学科教学与综合教育各显其能、协调互补〔2〕

二、透视和认清科学本质

    近年来,各国的科学教育对科学本质教育日益重视。美国的“2061 计划”将“培养具有科学素养的公民” 视为科学教育努力的方向,而且在科学素养中明确提出了“增进学生对科学本质的了解”的内容。我国的《义务教育科学课程标准》中也强调了学生对科学本质的领悟,认为科学本质的教育是提高学生科学素养的核心内容,也是科学教育中较难把握的问题。这是因为,科学本质不如科学知识与技能那样直观、实在,也不如科学过程与方法那样便于重复和体悟,而是大多属于观念性的东西,关于科学本质定义的描述更是多种多样。然而,科学史、科学哲学和科学社会学始终是科学本质不可或缺的内容,科学的价值、科学的责任、科学知识的发生和发展等是科学本质最显著的特点,再加上不同生长发育期的学生对科学本质的认知又存在明显不同,因此,科学本质教育需要在日常教学中对学生进行长期的、系统的、潜移默化式的熏陶。

    作为科学课程的重要组成部分,由于生物学具有独特的学科特点,在科学本质教育上理应有所作为,因此需要进行深入研究。首先,应将生物学科的基本思想与方法作为进行科学本质教育的基本内容,并且在“大科学”视野范围内渗透科学本质教育,即中学生物学教学研究应将科学本质教育作为今后的重要研究内容。其次,应将科学本质教育视为中学生物学科教学必不可少的组成部分,并围绕以下问题进行具体研究。第一,科学需要且依赖于经验证据,而生物学中同样的客观事实可以提出不同的问题,同一问题的解决方法又可以是不相同的,那么如何激发学生自己提出问题、自主解决问题呢?第二,在科学领域内,虽然知识的创造过程包含共同的思维方法和操作程序,但是每一项科学研究又都是唯一的、独一无二的,否则就没有真正意义上的创造,那么在中学生物学教学中教师怎样做到既能让学生领悟科学研究的一般思想和基本方法,又能培养学生的创造性思维?第三,科学不可能使任何问题都能得到证实,在中学生物学教学中如何让学生认同并掌握归纳、演绎等逻辑推理方法?第四,在中学生物学教学中如何理解规律与理论的关系?规律和理论都是重要的且相互关联的科学知识,区别在于规律在本质上是一种总结性结论,而理论是对规律的系统解释。第五,科学是突破和创造,甚至是一种破坏和颠覆,那么,在中学生物学教学中如何避免学生仅停留在描述科学事实和结论上?如何让学生踏上充满惊奇、令人兴奋的创新之路?第六,科学含有主观成分,尤其是最初的发现和分析过程是特别个性的、特别主观性的环节;科学更具理性成分,科学实证阶段以及在科学实证基础之上的逻辑推理,构成了科学过程。那么,在中学生物学教学中如何培养学生的洞察力和批判力?如何区别科学与伪科学,尤其是如何揭穿社会生活中披着科学外衣的伪科学?怎样使学生在错综复杂的现象面前明辨是非,直抵真实和真相?第七,科学深受历史、文化和社会的影响,关于基因工程和克隆技术的纷争,就是一个典型的例子。那么,在进行科学本质教育时如何让学生辩证地理解社会力量和历史文化对科学事业的影响?第八,在中学生物学教学中如何让学生领悟科学与技术的关系?第九,科学及其方法并不能解决所有的问题,如宗教在社会存在和发展中的作用是不可或缺的,那么在中学生物学教学中如何帮助学生客观地理解科学的意义和价值?第十,在中学生物学教学中如何检测和评价科学本质教育的成效,从而为不断改善科学本质教育提供可靠依据〔3〕

三、学会科学探究的各种方法

    最早提出在教学中使用探究方法的是杜威(John Dewey)。他认为,科学教育不仅仅是要让学生学习知识,更重要的是要学习科学研究的过程或方法。此后,探究作为一种教学方法的合理性越来越得到广泛认可。美国《国家科学教育标准》中阐述:“科学探究是指科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。科学探究还指学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。”“探究是一种多侧面的活动,需要做观察;需要提出问题;需要查阅书刊及其他信息源以便弄清楚什么情况已经是为人所知的东西;需要设计调研方案;需要根据实验证据来检验已经为人所知的东西;需要运用各种手段搜集、分析和解读数据;需要提出答案、解释和预测;需要把研究结果告之于人。探究需要明确假设,需要运用判断思维和逻辑思维,需要考虑可能的其他解释。学生在学习探知自然界的科学方法时将会参与科学探究活动中的某些方面的工作,但是学生也应该培养自己从事完整的探究活动的能力。”

四、有效解决教学中的相关问题

    首先,发现问题(提出问题)是科学探究、科学创造的第一步,也是生物学教学中重要的能力目标,因此有 “发现一个问题比解决一个问题更重要”的说法,问题教学法的科学应用及其发展也就成为了教师教学研究的重要课题。所谓问题教学法,是指以问题为载体组织教学活动,使学生在设问、释问的过程中萌生自主学习的动机和欲望,培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力,进而提升和改善学生的思维品质。

    其次,教学中设问的方式很多,但是什么样的问题是有效问题,怎样才能有效提问,这就值得研究了。因为情境与认知密切相关,所以创设问题情境受到关注和重视,情境教学法在课堂教学中的应用越来越广泛。所谓情境教学法,是指在教学过程中,教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景,以引起学生一定的态度体验,从而促进学生的学习过程,并使学生的心智机能得到发展的教学方法。

    再次,作为一名生物学教师,需要深刻理解情境教学法的理论基础,切实转变教学观念,科学、合理地使用情境教学法。情境教学法在教学过程中能引起学生积极的、健康的情感体验,直接提高学生对学习的积极性,使学习活动成为学生主动进行的、快乐的事情。其理论根据是,第一,脑科学认为大脑左右两半球既有分工又有合作,传统教学所调动的主要是逻辑的、无感情的大脑左半球的活动。而情境教学往往是让学生先感受而后用语言表达,或边感受、边促使内部语言的积极活动,从而实现大脑两半球更好地协同工作,大大挖掘了大脑的潜能,使学生在轻松、愉快的气氛中获得更好的学习效果。第二,认识的直观原理认为,世界是通过形象进入儿童意识的,优化的客观情境能使儿童置身于特定的情境中,不仅影响儿童的认知心理,而且促使儿童的情感活动,从而引起儿童本身的自主学习过程。第三,思维科学的相似原理表明,形象是情境的主体,情境中的形象应和学生的知识经验相一致,从而使学生大脑中的相似块增加,有助于学生灵感的产生,也能培养学生相似性思维的能力。

五、合理设计和实施科学课程

    中学生物学教师应主动参与课程建设,在国家课程、地方课程和校本课程三级课程建设中有所作为。具体来说,可以承担和参与的主要研究工作有,研究国家课程标准,完成其实践层面上的解读,制定其实施的具体策略;承担或参与地方课程、校本课程的规划与研发;重建课堂教学管理模式,研究和推广与之相适应的教学模式;研究和提出国家课程、地方课程和校本课程的评价方案;不断开发课程资源,研究有效利用课程资源的机制和方法等。其中,课程资源的开发和利用,以及地方课程和校本课程的建设是中学生物学教师研究工作的重点。课程改革不仅赋予教师课程执行者的角色,同时又赋予其课程管理者、课程研发者的角色,因此,研发课程资源、建设校本课程是中学生物学教师的权利与责任。

六、建构和使用科学的评价策略

    教学评价是目前课程改革中的重大问题,需要中学生物教师切实转变观念、大胆探索生物教学评价。关于中学生物教学评价,关键在于通过进一步调查研究,认同现在教学评价中所存在的主要问题。一是在评价内容与指标上,过于注重学科知识,特别是教材中的知识,而忽视了对解决实际问题能力、创新能力、实践能力、心理素质、科学精神和学习品质等综合素质评价;注重对共性的评价,忽视了对学生个体独特性及其发展潜能的评价。二是在评价主体上,仍以自上而下的评价为主。虽然有时也组织被评价者的自我评价,但总体来说学生乃至教师还是处于消极的、被动的评价地位,这种自上而下的单向的、单主体的评价难以做到公正和客观,难以发挥评价的激励和发展功能。三是在评价重心上,过分强调终结性评价,“一考定终身”仍占据着教育评价的至高无上的地位,忽视学生个体过程中的进步状况,因此不能很好地促进学生的发展。四是在评价方式与方法上,过分注重量化评价,而忽视质性评价,传统的纸笔测验统治着评价的天下,仍缺少体现最新评价思想的技术方法,评价过程显得过于封闭、静态,缺少灵活性〔4〕,从而使得实验技能、创新能力成为生物学教学评价的老大难问题。

    问题即课题,中学生物学教学评价研究的重点应主要集中在以下几个方面。如何合理使用质性评价和量化评价?如何实施过程性评价,以促进学生的可持续性发展?如何真正实现评价主体的多元化,让他评、自评和小组评价有机结合?如何评价学生的实验技能、创新实践能力,实现知识、能力与情感态度价值观的全面评价?如何使形成性评价、诊断性评价成为教师进行教学评价的主体,真正服务于教学的不断改良?如何实施课堂教学评价,实现课堂教学的有效调控?如何协商和执行评价标准?如何研发多种多样的评价工具并合理地使用?如何设计丰富多彩的评价活动,使评价真正成为学习过程的一部分?等等。

七、努力实现个人的专业成长

    中学生物学教师在进行研究时,还应将自身发展作为研究的内容和目标。研究课程改革背景下的教师专业结构,有助于坚定专业信念、提升专业能力、实现专业自觉、获得专业自主,为自己的专业发展明确方向与路径;学习和研究名特教师的职业生活和教学艺术,有助于提升自己的研究水平、凝练教学风格;关注校本教研组织建设,有助于增强自己的合作意识和人际协调能力,有助于营造良好的研究氛围,建设高效的研究团队;不断总结自己或他人的专业发展经历,既可以为自己今后的发展确立坐标,还可以为他人指路引航。

    关注和研究自身或他人的专业发展特点,可以不断增强教师自我成长的意识和能力,不断改善自己的专业知识结构;强化专业共同体中的合作意识和协作能力,教师可以不断反思自己的教学实践,不断改善教学状况,从而使自己能够适应学生、学校、社会和专业发展的需要。

 

参考文献:

〔1〕田守春,郭元婕.美国《科学教师培养标准》述评〔J〕.比较教育研究,2010,(2).

〔2〕黄 伟.试论学科教学研究的整合与发展〔J〕.教育研究,2010,(4).

〔3〕靳千文.在物理教学中应体现科学本质教育〔J〕.物理教学探讨,2006,(11).

〔4〕杨九俊,吴永军.建设新课程:从理解到行动〔M〕.南京:江苏教育出版社,2003.

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