论科学教育研究与科学教育改革(1)

[摘要]科学教育学是国际上近半个世纪以来在历次科学教育改革中诞生与发展的、具有交叉性质的一门教育科学。科学教育改革与科学教育研究密不可分。科学教育改革需要科学教育研究的支撑；反过来，科学教育研究则需要科学教育改革的推动。我国，当前和今后的科学教育改革亟须科学教育研究的学术支撑，尽快形成科学教育学的学科建制，把科学教育学增列为教育学的二级学科；在大学建立更多的科学教育研究中心；成立全国性的科学教育学会，创办科学教育研究期刊。

[关键词]科学教育学；科学教育改革；科学教育研究

科学教育是与人文教育相对应的一个教育领域，旨在形成人的科学素质，提高人的科学探究与应用能力，培养人的科学态度与科学精神，树立正确的科学观和科学本质观。作为普通教育(General education)的一个重要组成部分，科学教育与人文教育一样都致力于“为一个负责任的人和公民的生活做准备的那部分教育”。在此意义上，科学教育与人文教育的目的是一致的。

科学教育有狭义与广义之分。狭义的科学教育仅指自然科学教育，即包括物理、化学、生物和地球科学等分科学科在内的，同时也涵盖综合科学教学的学校科学教育。广义的科学教育则包括数学教育、技术教育和社会科学教育(如美国“2061计划”的科学教育文献所表明的那样)。相应地，科学教育学也有狭义与广义之分。狭义的科学教育学，主要研究各级各类学校的自然科学教育、课程、教学、学习与评价等方面的理论与实践问题，而在广义上，科学教育学也涉及数学教育、技术教育、乃至社会科学教育及校外科技教育等方面的理论与实践问题。从世界范围来说，科学教育作为学校课程体制的一部分是从19世纪中叶以后开始进入中小学课程中；而科学教育学作为教育科学中的一个分支研究领域，则是从20世纪中叶以来的历次科学教育改革中兴起与发展起来的。

在我国，科学教育研究的兴起只是近年来的事，迄今尚未从学科建制层面上成为我国教育研究的一部分。科学教育学是一个广泛而复杂的教育理论和实践研究领域，它涉及从幼儿园、中小学至高等学校各个阶段的课程、教学与评价等方面的科学教育问题，同时也包括以提高公众对科学的理解为目标的校外科技普及与科学传播教育。本文的论述主要限于高中以下阶段的学校科学教育改革，着重探讨科学教育学与科学教育改革之间的关系。

一、作为一个研究领域的科学教育学

从20世纪初期开始，在英语国家，“教育”与“教育学”基本上都使用同一个词来表达，即Education。在欧洲国家，由于其教育学传统不同于英语国家，一般使用Didactics of Science来表达“科学教育学”。而在我国，科学教育学作为教育科学的一个分支在学科建制里尚未正式建立起来，尽管最近几年关于科学教育学的研究已开始增多。

国际上，科学教育学作为教育科学中一个独立的分支学科或研究领域是从20世纪60年代以后随着科学教育改革的需要而产生的。2004年，澳大利亚莫纳什大学著名的科学教育学家彼特.范仙(Fensham，P．J．)教授出版了《科学教育学：一门新兴学科的发展历程》一书，全面论述了世界范围内科学教育学作为一个独立的学术领域的诞生与发展历程。根据范仙教授的研究，一个学科或研究领域的建立，需要满足一定的标准。他提出了三类标准：结构性标准、研究内部标准和结果标准。其中，结构性标准作为最基本的标准共有6条：(1)获得学术承认，即大学里设立某一学科的教授职位，获得学术界的承认；(2)创办研究期刊，传播研究成果；(3)建立专业学会；(4)定期举行学术研究会议；(5)建立研究中心；(6)进行研究训练，培养研究人才。这6条标准是相互关联的，它们表明一个独立的学术研究领域或学科的形成及其形成的基本条件，缺一不可。

从这些标准看，除美国以外的所有其他国家的科学教育学都是在20世纪60年代以后才产生和发展起来的。如英国伦敦大学国王学院和里兹大学分别于60年代和70年代在其教育学院建立了科学与数学教育研究中心，并设立了“科学教育学”教席(Professor ship of Science Education)。到1985年英国已经有11所大学培养科学教育学博士生。德国于1966年在基尔大学(University of Kiel)建立了国家级的科学教育研究所，共有50余名科学教育研究人员。法国于1970年在国家教育研究所内建立科学教育研究部。澳大利亚1967年在新建立的莫纳什大学建立了第一个科学教育学教席，聘请彼特.范仙为澳大利亚第一位科学教育学教授。80年代澳大利亚的科廷理工大学建立了科学与数学教育中心，现已后来居上成为全世界最大的科学与数学教育博士生培养基地，目前共有400多名博士研究生。在亚洲国家中，日本、印度、韩国、泰国、马来西亚与新加坡等国家也从20世纪70年代起先后在大学建立了科学教育学博士点，培养科学教育博士生。

从专业组织和学术期刊来看，美国的全国科学教学研究协会创办于1928年，现已成为世界上最大的科学教育研究专业学会，每年4月份召开一次国际性的科学教育年会，2006年的年会上，与会者多达1000多人。其会刊《科学教学研究学刊》每年出10期。英国的科学教育学会创建于1963年(其前身是男科学教师协会与女科学教师协会，最早追溯到20世纪初)，定期于每年一月份召开一次年会，发行《科学教育》(Educationin Science)、《小学科学评论》(Primary Science Review)、《学校科学评论》(School Science Review)和《科学教师教育》(Science Teacher Education)等期刊。1995年成立的欧洲科学教育研究会每两年召开一次学术年会，并每隔一年举办一次专门针对欧洲国家科学教育博士研究生的暑期研究班。其他国家如澳大利亚科学教育学会出版《科学教育研究》(Researchin Science Education)期刊，每年也举行一次科学教育学术年会。另外，还有一些不隶属于学会的著名期刊，如美国的《科学教育》》(Science Education)，创刊于1916年；英国里兹大学的《科学教育研究》(Studiesin Science Education)创刊于1974年；《国际科学教育学刊》(International Journalof Science Education)，创刊于1979年，在国际科学教育学界影响都很大。

科学教育研究与科学教育改革是分不开的。科学教育改革需要科学教育研究的学术支撑；反过来，科学教育研究也需要科学教育改革的推动。科学教育研究又分理论研究与基于实证的经验性研究。前者从科学哲学、科学社会学、认知心理学等学科视野出发进行包括建构主义在内的当代各种教学理论探讨，后者则从科学课堂教学实践的视角开展定量研究、质性研究、行动研究、案例研究、叙事研究等。这些研究都为各国的科学教育改革政策制定和基础科学教育中科学课程、教学及评价的改革提供了强有力的理论与学术支持。如1989年美国出版的《2061计划：面向全体美国人的科学》这本权威的科学教育政策文献中，在附录B中列出了26条关于科学教育或与科学教育有关的最重要的参考文献(专著、研究报告或专题论文)，都是1980年至1988年期间出版的。可见，即使是一个国家科学教育改革的政策文件，也要以大量的高质量的学术研究为依据制定。又如1995年出版的美国《国家科学教育标准》，每一章的后面都列出了大量的参考文献(可惜中文译本都把它们删除了)。再如20世纪80年代以来，西方各国在科学教育研究中，基于建构主义理论框架的经验性研究论文和专著数不胜数。由此可见，倘若没有这些基础性的科学教育理论研究和经验性研究，美国《国家科学教育标准》就不可能达到这样的高水准。其他国家(如英国、德国、澳大利亚及新西兰等)新一轮的科学教育改革也无不得力于本国和国际的科学教育研究及其为科学教育改革所提供的充分的学术支持。

当前，我国正在进行新一轮科学教育改革。新的改革亟须科学教育研究的支持。无论是科学教育政策的制定，新的科学课程的开发，还是探究式科学教学的实施和课程与教学评价的运用，以及科学教师的专业成长，都迫切需要科学教育学提供学术支撑。但总体上，我国科学教育学科建设还很落后，甚至尚未引起教育管理部门、教育学界及社会的足够重视和支持。

二、科学教育改革：国际经验与本土建构

改革开放以来，我国基础科学教育经历了三次改革浪潮，差不多每隔10年就要进行一次科学教育改革。第一次改革浪潮从1978年开始至20世纪80年代中期，主要特点是拨乱反正，恢复正常教育教学秩序，编写新的科学教学大纲和教科书。这次科学教育改革吸收了世界各国60年代以来科学课程改革的经验，使中学的数学、物理、化学和生物等自然科学的课程内容实现了现代化。第二次科学教育改革从20世纪80年代中期至90年代，其特点在初等教育阶段开始重视幼儿园与小学的科学教育改革(当时叫自然学科改革)，在中等教育阶段则降低科学课程的难度，同时追求科学课程的本土化。第三次科学教育改革始于世纪之交，至今仍在进行之中。其特点是进一步与国际科学教育改革接轨，试图衔接小学与初中的科学教育，促使义务教育阶段科学教育课程与教学改革一体化，面向全体学生，以科学素养为目标，注重培养学生的科学探究能力，等等。

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