中学理科课程标准中科学素养主题的分析

陈博 魏冰

摘要：本研究旨在检视我国中学理科课程标准中科学素养主题的分布情况。基于“课程平衡”的理论视角，采用BouJaoude所构建的科学素养主题框架，对7个中学理科课程标准的课程目标、内容标准和活动建议进行了分析。发现该标准没有很好地处理“课程平衡”，虽能兼顾“科学知识”、“科学的探究性”和“科学、技术与社会的相互作用”等三个主题，但“科学作为一种认知方式”的内容较为缺乏。对“科学作为一种认知方式”的重要性及研究建议作了讨论。

关键词：科学素养；课程平衡；理科课程标准

中图分类号：G423.07 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2016）07A-0070-05

一、问题的提出

在我国新课程改革中，中学理科课程均将提高学生的科学素养确立为课程的主旨目标，并在这一主旨目标的统领下制定了课程目标和课程内容。在科学素养教育中，“课程平衡”（curriculum balance）是一个重要的概念，其蕴含的意义包含了两个层面。其一，在培养目标上课程既要满足将来从事科学技术研究的少数学生的要求，也要满足大多数将要成为普通公民的学生的要求；其二，在课程内容上课程应同时强调以下四个方面：（1）科学内容和科学概念；（2）科学实验和科学过程；（3）科学、技术与社会的相互关系；（4）科学史和科学本质。[1]在课程标准层面，“课程平衡”是指科学素养各主题内容在课程标准中所占的比例处于一个相对均衡的状况。[2]基于上述认识，笔者认为，检视中学理科课程标准中科学素养主题的分布是非常有必要的，这将有助于了解中学理科课程对“课程平衡”理念的落实情况，并为未来课程的修订与改革提供有价值的参考。

二、研究方法

（一）研究对象：本研究的研究对象为我国新课改后所颁布的7个中学理科课程标准。分别是：初中科学课程标准；初、高中生物课程标准；初、高中化学课程标准；初、高中物理课程标准。需要指出的是，初中科学、生物、化学、物理课程标准采用的是2011年修订后的版本。

（二）研究工具

依据“课程平衡”理念，黎巴嫩学者BouJaoude构建出一个科学素养主题框架。这个框架将科学素养分为了四个主题，分别是：（1）科学知识（the knowledge of science）；（2）科学的探究性（the investigative nature of science）；（3）科学作为一种认知方式（science as a way of knowing）；（4）科学、技术与社会的相互作用（interaction of science， technology， and society）。每个主题又包含了一定数量的次主题。BouJaoude使用这个框架成功地对黎巴嫩的理科课程标准进行了分析，此框架的有效性已在学术界得到普遍认可。在本研究中，笔者便采用这个框架对我国7个中学理科课程标准中科学素养主题的分布进行分析。表1为科学素养主题框架的具体内容。

（三）资料分析

课程标准中的课程目标、内容标准和活动建议三个层次是本研究具体分析的内容。在分析时，这三个层次是独立进行分析的。分析单位是这三个层次中的条目，即根据每个条目的内容，判别所归属的科学素养主题。当同一条目中出现的内容涉及多个主题时，则所涉及的主题各计数一次；若条目中的内容并不涉及科学素养的四个主题，则不以计数。例如，初中科学课程标准中有一条课程目标为“经历提出问题和假设，设计研究方案，获取证据，分析和处理数据，得出结论，评价与交流的过程。”显然，这条目标的意图是希望学生在探究学习的过程中能够经历各种科学方法与过程，因此这条目标应归属于“科学的探究性”主题。又如，高中化学课程标准中有一条内容标准为：“根据实验事实了解氧化还原反应的本质是电子的转移，举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。”这条内容标准包含了两方面的内容，一是科学知识的学习，二是科学知识在生产、生活中的应用。因此，这条标准应同时归属于“科学知识”和“科学、技术与社会的相互作用”两个主题。

依据上述归类方式，笔者首先统计各课程标准中科学素养的四个主题分别占总条目数的百分比；再以某个主题为准，计算7个课程标准在该主题所占比例的平均值；最后计算各课程标准中四个主题所占比例的标准差，以判别各课程标准处理“课程平衡”的优劣程度。标准差越小，表明平衡程度越高；标准差越大，表明平衡程度越低。需要说明的是，由于本研究的计数方式，将可能导致每个主题所占的百分比之和未必等于百分之一百。

在本研究中，为确保分析的信度，两位研究者首先独立对所有条目进行归类分析，两者之间分析的相互同意度达到了较高水平的93%；接着，两位研究者再针对存有意见分歧的条目进行讨论协商，直至达成意见一致，以强调分类的正确性。

三、研究结果

（一）课程目标层次的科学素养主题分布

本研究依据分析框架，首先分析科学素养主题在中学理科课程标准中课程目标层次的分布情况，分析结果如表2所示。

由表2可知，就课程目标层次而言，“科学知识”主题所占比例偏低，最高为22.22%（初中科学），最低仅为6.67%（高中物理），平均值为16.17%，排在四个主题的最后一位。“科学的探究性”主题所占的比例大都很高，最高为53.33%（高中物理），最低也有25.00%（初中生物、高中生物），平均值为35.50%，排在四个主题的第二位。不同科目的“科学作为一种认知方式”主题所占比例差异较大，最低仅为初中生物的8.33%，最高则达到了33.33%（高中生物、高中物理），平均值为19.42%，在四个主题中处于第三。与“科学的探究性”主题相似，“科学、技术与社会的相互作用”主题所占比例也比较高，百分比从16.67%（高中化学）到58.33%（高中生物），平均值为35.83%，在四个主题中居于首位。从四个主题所占比例的平均值来看，中学理科课程标准在课程目标层次对“课程平衡”的处理还是不错的，没有出现百分比过高或过低的主题，四个主题分布相对均衡。不过，不同科目之间在处理“课程平衡”方面还是存在着一定的差异，初中科学（22.22%、27.78%、16.67%、38.89%；S=8.22%）和初中化学（14.29%、35.71%、14.29%、28.57%；S=9.28%）表现得较好，而高中物理（6.67%、53.33%、33.33%、33.33%；S=16.58%）和高中生物（16.67%、25.00%、33.33%、58.33%；S=15.59%）的平衡程度则较低。

（二）内容标准层次的科学素养主题分布

本研究依据分析框架，对中学理科课程标准中内容标准层次的科学素养主题分布进行了分析，分析结果如表3所示。

由表3可知，在内容标准层次中，“科学知识”主题所占的比例非常高，最高为73.86%（高中物理），最低也有35.64%（初中化学），平均值为56.35%，排在四个主题的第一位。“科学的探究性”主题所占比例也比较高，百分比从16.13%（高中生物）至54.90%（初中物理），平均值为31.01%，在四个主题中处于第二。“科学作为一种认知方式”主题所占比例较低，最高仅为13.73%（初中物理），最低只有3.88%（初中生物），平均值为9.22%，排在四个主题的最后一位。“科学、技术与社会的相互作用”主题所占比例与“科学的探究性”主题相当，最高为高中物理的44.89%，最低为初中生物的17.83%，平均值为30.05%，在四个主题中处于第三位。从四个主题所占比例的平均值来看，中学理科课程标准在内容标准层次对“课程平衡”的处理并不好，“科学知识”主题所占比例过高，而“科学作为一种认知方式”所占百分比过低，四个主题的分布并不均衡。就个别科目而言，在“课程平衡”方面，初中化学（35.64%、37.62%、10.89%、23.76%；S=10.69%）处理得较好，而初中科学（65.66%、23.02%、6.42%、25.28；S=21.79%）、初中生物（61.24%、17.83%、3.88%、17.83%；S=21.58%）和高中物理（73.86%、40.91%、13.64%、44.89%；S=21.34%）表现得平衡程度较低。

（三）活动建议层次的科学素养主题分布

依据分析框架，笔者对中学理科课程标准中活动建议层次的科学素养主题分布进行了分析，分析结果如表4所示。

由表4可知，在活动建议层次中，“科学知识”主题所占比例较低，最高为27.78%（高中化学），最低仅有7.35%（高中生物），平均值为18.73%，排在四个主题的第三位。“科学的探究性”主题所占比例均很高，最高达到了62.12%（初中化学），最低为39.36%（高中物理），平均值为49.77%，在四个主题中居于首位。反观“科学作为一种认知方式”主题，在不同科目中所占比例都非常低，最高只是初中物理的7.14%，而在初中生物和初中化学中，所占百分比均为0，平均值为3.36%，排在四个主题的最后一位。“科学、技术与社会的相互作用”主题在不同科目中所占比例均比较高，百分比从22.86%（初中生物）到38.30%（高中物理），平均值为32.05%，在四个主题中处于第二。从四个主题所占比例的平均值来看，与内容标准层次相似，中学理科课程标准在活动建议层次对“课程平衡”的处理也不理想，“科学作为一种认知方式”主题所占百分比过低，四个主题分布不均衡。具体到个别科目，没有科目在活动建议层次较好地处理“课程平衡”。相比而言，初中化学（12.12%、62.12%、0、30.30%；S= 23.41%）和高中生物（7.35%、52.94%、2.94%、38.24%；S=20.93%）表现的平衡程度则是最低的。

（四）小结

综合课程目标、内容标准和活动建议三个层次的分析情况，中学理科课程标准对“课程平衡”的处理不是尽如人意。由于“科学作为一种认知方式”主题内容较为缺乏，内容标准（56.35%、31.01%、9.22%、30.05%；S=16.70%）和活动建议（18.73%、49.77%、3.36%、32.05%；S=17.08%）这两个层次的平衡程度都比较低。相比之下，只有课程目标（16.17%、35.50%、19.42%、35.83%；S= 9.01%）层次的分布比较平均，较好地处理了“课程平衡”。

四、讨论与建议

本研究基于“课程平衡”的理论视角，对我国7个中学理科课程标准中科学素养主题的分布进行了分析。研究发现，中学理科课程标准没有很好地处理“课程平衡”，通常能兼顾到“科学知识”、“科学的探究性”和“科学、技术与社会的相互作用”三个主题的内容，但“科学作为一种认知方式”主题内容较为缺乏。更具体地说，虽然课程目标层次对“科学作为一种认知方式”主题予以了重视，但在内容标准和活动建议层次却没有很好地落实，内容过于少了。

笼统地说，“科学作为一种认知方式”主题所涉及的内容属于科学史和科学本质。我们知道，科学史和科学本质是当代科学素养教育的一个重要组成部分。[3]美国学者McComas等人便认为，科学本质内容具有以下四个方面的作用：（1）促进科学内容的学习；（2）帮助理解科学；（3）加强科学决策能力；（4）有助于科学知识的传授。[4]英国学者Driver等人也曾从五个方面系统地论述过将科学史和科学本质纳入科学教育的必要性。[5]他们提出了以下观点。第一，实用主义观点，如果人们要弄清科学并且要把握日常生活中遇到的科学技术和过程，他们就要理解科学本质。第二，民主观点，如果人们要了解科学的社会问题，参与决策过程，他们就要理解科学本质。第三，文化观点，要理解科学作为当代文化的一个重要组成部分，就要理解科学本质。第四，道德观点，理解科学本质有助于了解科学团体的规则和规范。第五，科学学习观点，理解科学本质有助于科学内容的学习。由此可见，“科学作为一种认知方式”主题内容在我国中学理科课程标准中的缺失是非常遗憾的，这需要引起我国科学教育工作者的重视。

众所周知，课程标准是教材编写、教学、评估和考试命题的依据，及国家管理和评价课程的基础。鉴于它的重要性，笔者担心中学理科课程标准在“课程平衡”方面出现的问题会影响到科学素养教育目标在教学层面的落实。因此，在未来的理科课程修订与改革中，笔者建议课程标准制订者应努力使课程在课程目标、内容标准和活动建议这三个层次上均趋于“课程平衡”，保证学生科学素养各方面的均衡发展，实现科学素养理念所宣导的教育目标。“科学作为一种认知方式”主题内容应引起课程设计者的关注，思考如何在课程标准制订过程中合理地编入此主题内容，以促进学生对科学本质的认识和科学世界观的形成。

参考文献：

[1]Wellington， J. Teaching and learning secondary science： Contemporary issues and practical approaches [M]. London： Routledge， 2000.

[2]BouJaoude， S. Balance of scientific literacy themes in science curricula： The case of Lebanon [J]. International Journal of Science Education， 2002（2）： 139-156.

[3]陈博，魏冰.科学素养概念三种取向的界定[J].上海教育科研，2012（2）：48-52.

[4]McComas， W. F.， Almazroa， H.， & Clough， M. P. The nature of science in science education： An introduction [J]. Science & Education， 1998（6）： 511-532.

[5]Driver， R.， Leach， J.， Millar， R.， & Scott， P. Young peoples images of science [M]. Bristol： Open University Press， 1996.

责任编辑：徐瑞泰

Abstract： This study aims to examine the distribution of the themes of scientific literacy in secondary school science curricula standards. Based on the perspective of ‘curriculum balance， this paper employs scientific literacy framework， which was proposed by BouJaoude， to analyze curriculum objectives， content standards and activities， three levels in seven science curricula standards. It was found that science curricula standards could not deal with ‘curriculum balance well. They emphasize ‘the knowledge of science， ‘the investigative nature of science， and ‘interaction of science， technology and society， but neglect ‘science as a way of knowing. The importance of ‘science as a way of knowing and the research suggestion are discussed in the last section of this paper.

Keywords： scientific literacy； curriculum balance； science curricula standard