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综合与分科科学课程的标准和实施结果的比较研究

刘健智  
【摘要】: 1999年开始,我国进行了新一轮基础教育课程改革。和前面几次课程改革相比,这次改革的力度是空前的,课程理念和培养目标都发生了根本的变革。在这次改革中,科学课程的设置发生了变化。这种变化表现为,初中阶段综合与分科并存,高中阶段则只有分科。尽管综合与分科科学课程各有自身存在的依据、独立的价值,具有互补性,但科学课程从分科走向综合,是国际科学课程的改革趋势。可是,综合科学课程在我国的推行和实施却存在着很大的难度。现实情况是,本来为数不多的综合科学课程实验区遇到了很大的阻力,这些阻力来自校长、教师、家长和社会各界人士。他们普遍担心,综合科学课程的实施会影响学生对分科科学课程的学习,进而影响高中阶段的理科学习,不利于高考。上面的担心只是猜测?还是有根据?本论文通过实证研究将回答这个问题。 本论文将从课程标准和课程实施结果即教学效果两大层面对综合与分科科学课程进行比较研究。研究的思路有二:第一步,先比较综合与分科科学课程的课程标准的每一个部分是否存在着差异,再比较两类课程实施后的教学效果是否存在着明显差异;第二步,就课程标准的比较结论与教学效果的比较结论进行再比较,看课程标准预期的结果与课程实施后的实际结果是否一致。通过第二步的比较,了解课程实施过程中那些预期目标得到了实现,那些预期目标没有得到实现,并进一步探讨失败的原因。最后,根据实证结论得出的课程实施中出现的问题,通过研究分析提出综合与分科科学课程的实施建议。 本研究的实用价值有:①为综合与分科科学课程之间的争论作出客观的裁决;②为学校选择综合还是分科科学课程提供参考;③为课程标准的修订提供参考建议;④为综合与分科科学课程的实施提供参考建议。 通过对初中科学课程标准和物理、化学、生物、地理课程标准的文本比较和文献研究发现,不论是综合科学课程还是分科科学课程,实施结果应该从学科知识、综合科学知识、科学的本质的理解、科学素养这四个方面来衡量。本论文有5个主要研究内容。第一个内容是,运用文本分析法对两类课程标准进行比较,其中分科课程标准以物理课程标准为例,着重比较科学和物理课程标准对物理学科内容的要求,即物理学科知识点的数量、难度和系统性之间有无明显差异。第二个内容是,运用测验法对两类课程实施后的物理学科内容掌握程度的差异进行比较。第三个内容是,运用测验法对两类课程实施后的综合科学内容掌握程度的差异进行比较。由于测试材料即综合科学试卷包含有单独的物理、化学、生物、地理学科试题,因此利用综合科学试卷还可以比较两类学生对各学科内容的掌握程度的差异。由于两套试卷中还包含有科学探究试题,因此第二和第三个研究内容还比较了两类学生实验与探究方法掌握程度的差异。第四个内容是,运用问卷调查法,比较两类学生的科学本质观的差异。第五个内容是,运用问卷调查法,比较两类学生的科学素养的差异。 为了提高可比性,两类学生的背景应该尽量相同。本论文选同在长沙市的综合与分科科学课程实验区的学生为样本,利用分层随机抽样的方法各选400名被试。考虑到要研究4个实证研究结果的相关性,要求所有被试都要完成物理和科学试卷以及科学本质观和科学素养的调查问卷。有效回收率均超过了80%。所有测验和调查在2006年5月中旬完成。试卷是课改比较成功的重庆北碚区和深圳南山区2004年会考试卷。被试对试卷都不太熟悉。在文献研究基础上,笔者设计了科学本质观的调查问卷。参照国际通用的公民科学素养量表,在对中国科协2001年的问卷作了稍稍改动后形成了本研究的科学素养的调查问卷。 通过文献研究、文本分析、测验、问卷调查和访谈,本论文得出了下面一些研究结论: (1)综合与分科科学课程的性质、目标是相同的,课程理念也基本相同。两类课程都把课程总目标定位于提升全体学生的科学素养。两类课程的分目标都可以统一为知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标。 (2)科学和物理课程标准对科学探究的要求基本上是相同的。本文建议,《物理课程标准》在对科学探究的陈述中增加“学习要求”这一栏目。科学和物理课程标准的科学探究过程的要素分别是6个和7个。本文建议把要素统一为相同的7个:提出科学问题;猜想与假设;制定计划,设计实验;观察与实验,收集证据;分析与论证;评估;表达,交流与合作。《科学课程标准》关于科学探究的目标条数较少,具体内容较抽象,行为动词较单调,这些不利于教学和评价的具体操作。《物理课程标准》关于科学探究的行为动词水平层次较低,其目的重在探究过程而非结果。《物理课程标准》更明显要求在探究过程中要落实情感态度与价值观分目标,如强调评估意义的养成、表达意识、合作态度和合作精神。 (3)《科学课程标准》对物理学科内容的陈述绝大部分来自物质科学这一部分,同时对物理学科内容的物质、运动和相互作用、能量三大一级主题的陈述也绝大部分来自《科学课程标准》的相应的一级主题“常见的物质,物质的结构”、“物质的运动与相互作用”、“能与能源”。 (4)科学和物理课程标准对物理学科知识与技能的要求基本上是相同的。卡方检验结果显示,两个标准的物理学科知识点的数量、难度均无明显差异。如果把知识点前后连贯,没有出现知识点的跳跃被认为系统性强的话,《科学课程标准》中的物理学科知识点的系统性是较强的。 (5)尽管《科学课程标准》明确提出要求学生初步理解科学的本质,而分科科学课程标准对这一要求不是非常明显,但科学本质观教育是所有科学课程的共同宗旨。本论文提出了科学的本质的三个维度及其各维度的构成因素,并设计了科学本质观的调查问卷。三个维度是科学知识的本质、科学探索的本质和科学事业的本质。科学知识的本质由认识性、相对性、累积性、重复性、公开性和局限性等6个构成因素组成。科学探索的本质由实证性、归纳性、创造性、预见性、非固定性、非权威性和非绝对客观性等7个构成因素组成。科学事业的本质由科学与道德、科学与技术、科学与社会、科学家身份等4个构成因素组成。 (6)两类学生对各学科科学知识与技能的掌握程度的差异不太一致。综合实验区学生对物理学科知识的掌握程度极其显著性地低于分科实验区。两类学生对化学学科知识的掌握程度无明显差异。综合实验区学生对生物和地理学科知识的掌握程度分别极其显著和显著地高于分科实验区。所以,人们担心综合科学课程不利于分科科学知识的学习主要体现在物理学科上,而不是所有学科。 (7)综合实验区学生对各学科内容拼合在一起的综合科学内容的掌握程度与分科实验区无明显差异,但对学科综合内容的掌握程度极其显著性地高于分科实验区。这一发现基本上证实了“综合科学课程有利于学科领域知识的相互渗透和联系整合”。 (8)综合实验区学生对客观题的掌握程度极其显著地低于分科实验区,但对主观题的掌握程度却极其显著地高于分科实验区。这一发现说明,综合实验区学生分析、解决问题及其语言和文字的表达交流能力强于分科实验区。 (9)对两类学生关于《物理试卷》中的实验与探究题、《科学试卷》中涉及科学探究过程的有关能力的试题的成绩,以及科学素养调查中的对比法问题和概率问题的回答进行整体比较分析后发现:基于测试材料,综合与分科实验区学生对科学探究方法的掌握程度无显著性差异。 (10)两类学生对科学本质的整体理解程度均较高,且无显著性差异,但却存在着综合区学生的理解不如分科区学生的趋势。这种趋势主要表现在两个方面:一是,综合区学生对科学探索的本质和科学事业的本质的理解程度分别显著和极其显著地低于分科区学生;综合区学生对全部17个构成因素的理解程度,显著或极其显著地低于分科区学生的因素多于高于分科区的因素。另外还发现,后现代主义的科学观对我国初中学生的影响非常小,且两类学生的这种倾向性差异不明显。 (11)综合与分科实验区学生具备基本科学素养的比例很低,分别只有4.6%和8.1%,且两者无显著差异。其中,综合实验区学生了解基本科学知识的比例只有14.7%,极其显著地低于分科实验区的比例38.5%;综合与分科实验区学生了解基本科学方法的比例分别为65.3%和64.1%,两者比例无显著差异;综合与分科实验区学生基本了解科学与社会之间的关系的比例较低,分别为22.0%和20.7%,两者比例无显著差异。 (12)实施结果说明综合科学课程没有体现出提升学生的科学本质观的优势,其主要原因有一是科学史和科学本质不作为考核要求;二是我国现行的综合与分科科学课程对于提升学生的科学本质观没有区别。其中第一个原因是最主要原因。 (13)《科学课程标准》预设的物理学科知识与技能要求与《物理课程标准》无明显差异,但实施后的结果却显示综合实验区学生对物理学科知识与技能的掌握程度极其显著性地低于分科实验区。科学课程标准预设的物理学科知识与技能目标与教学效果之间为何有这么大的差距?通过对《科学》教师的问卷调查和对教研员的访谈后发现,其主要原因有二:一是综合科学课程自身的原因,即综合课程在学科知识编排的系统性及其内容组织的纵向逻辑性上自然比分科课程要差;二是,《科学》课教师非本专业背景的专业知识缺乏。 研究结果显示出课程实施后出现了下列问题:一是,《科学》课教师专业知识缺乏是导致综合实验区学生对物理学科知识的掌握程度极其显著性地低于分科实验区的一个原因;二是,学科综合能力应该是综合科学课程的独特之处,但这种优势没能很好地体现出来,综合实验区学生学科综合成绩同样很差;三是,两类学生对科学探究方法的掌握程度均最差,其成绩明显地低于各学科成绩、综合科学内容成绩和学科综合成绩;四是,综合科学课程明确提出要提升学生的科学本质,但教学效果没有体现出它比分科科学课程做得更好;五是,两类学生的科学素养均很低。 根据课程实施后出现的上述问题,通过对《科学》教师的问卷调查和对教研员的访谈结果的研究,笔者提出了科学课程实施的下面五点建议:①提升在职《科学》教师的专业知识。为了达到此目的,一是要对《科学》教师进行专业知识培训并务必落实到实处,二是教师要加强专业知识的自行研修;②多管齐下提高《科学》课教学效果;③高师院校有必要培养《科学》教师;④重视并加强科学探究教学;⑤注重STS教育和科学史教学。


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