国外是怎样加强科学教育的

商继宗

怎样加强科学教育,从整个世界来看有如下特点。

建立和改革一些院校

日本1992年在石川县和奈良市成立了尖端科学技术研究生院,是以先进的情报科学、宇宙科学、生命科学、材料科学开发为重点的新型研究生院,作为加强科学教育的一项措施。日本 还进一步改革了研究生院制度。为了接纳社会就业人员中的硕士研究生,为了快出人才,缩短修业年限,实行了夜间授课制,为了提高教学质量,聘请了部分实践家当导师。

韩国从1986年创办了科学技术高中。其宗旨是对具有突出的科学和数学才能的学生施以适当的教育,最大限度地开发他们的智力和能力,培养他们今后能成为优秀科学技术人才。科技高中不同于普通高中,一是自然科学课比普通高中多,二是科技高中增设科技史、电子计算机之类课程,三是教学以实验为中心。

在英国,传统的高等学校间的分工是面向科学研究和面向实 际职业两种。目前为了把科学技术搞上去,面向实际的职业高校也担负着科研工作,这是改革之一。改革 之二,是办校际科学研究的超级联盟,并向全球化发展,在世界各地办科研机构的分支。改革之三,是在中学加强了科学课。

开设科学教育课程

从17世纪科学教育课程在西方确立后,逐渐在西欧和美国的学校课程中占重要地位。英国教育家斯宾塞说,科学教育课对学生来说作用是巨大的,天才和科学结了婚才能在科学上和培养人才上取得最好的结果。因此,许多国家增设了科学课,强化了科学课。

在美国,大学文科专业订了学习自然科学计划,开设了科学综合课,聘请自然和社会学家来讲课。美国全国科技委员会还为幼儿园到高中的学生制订了科学课程方案,规定科学课包括以下6方面内容:(1)使学生熟悉自然界,并认识自然界的多样性和统一性。(2)教育学生理解科学的关键概念和原理。(3)使学生懂得科学、数学和技术之间相互依赖的一些重要方式。(4)让学生明白科学是人类的事业,并懂得运用它们的力量和限度。(5)教会学生运用科学的思维方式。(6)使学生学会运用科学知识以及科学的思维方法来实现自己的目标和社会的目标。

英国中学开设了《科学技术与社会》课,其内容主要分三个方面:一是通过塑料工业、微电子工业的发展过程,研讨科学发现、技术发明,工业生产与社会生活的关系,目的是激发学生追求科学的热情。二是分析科学技术发展的几个要素,如市场的需求、科学知识的准备、资金的投入,告诉学生应去研讨什么和如何进行。三是介绍在科研问题中的各种观点,并通过科技发展过程说明任何科学成果都是社会的产物,并非少数人关在象牙塔中所能得到的。教育学生懂得社会、集体和实践在科学发展中的作用。

进行科学方法论的教育

科学教育的目的,不仅是让学生掌握科学知识,更重要的是让学生站在发现者的立场,通过学生亲自实践去发现事物的规律,使学生掌握并且会运用科学方法。什么是科学方法,日本人认为,就是让学生在与物质有关的事物和现象中发现问题,通过观察和实验,掌握收集信息、进行推理、设立假说、实行验证,通过科学的研究过程,让学生发现规律和解释自然现象的方法。他们认为常用的科学方法有:发现问题、预测、观察、实验、测定、记录、分类、图表化、推论、形成模型、设立假说和验证假说等12种。美国人认为,进行科学方法论教育的目的,不仅仅为了给学生一些科学的方法,还要培养学生对自然的正确态度,使学生形成科学的自然观,培养学生探讨自然的能力,特别是创造性的能力。

加强实验教学

英国科学教育家阿姆斯特朗说,实验总是以发现以探索作为追求目标的,实验在学校里是教授学生去发现的方法。日本人说,他们的理科教学所以重视实验,因为实验不仅为学生提供具体、形象和生动的感性材料,还能培养学生的实验技能,通过实验活动学生可以学到探索自然的方法,培养严谨的态度,进一步加深学生对自然现象的理解,认识人与自然的关系,树立科学的自然观。科学教育主要是让学生通过实验来自己获取,不是依靠教师的讲授。因此,英国的中学一开始学习化学时,学生就没有教科书。教师只介绍一些参考书,学生掌握课业主要靠课堂和教师发放的实验报告来完成,所学习的全部内容是在实验室进行的。学生从11岁开始学习化学,学习的内容和题目全部是实验性的,所以每周的两节课都是在实验室进行的。即使进入高中,仍然有70%的课程是在实验室里上。可见国外是非常注意学生实验能力的培养。

前苏联把学生实验的能力划分为四个层次。第一层次是掌握一些进行最简单操作的初步技能,如较简单的观察和测量的能力,这种能力从一年级开始培养。五年级应掌握一些测量技能,如测量气温、气压、物体大小等等。第二层次是在教师指导下,根据教科书要求装置实验,记录观察与测量结果,分析实验结果。这种能力从四年级开始,六年级已经形成。第三层次是掌握独立装置实验的能力,掌握按合理顺序独立完成所有操作的技能,在七八年级培养。第四层次是能独立了解实验目的,提出实验假设,安排实验过程,选择仪器 和材料,进行测量和观察,对测量结果进行数学整理,分析结果并作出结论,这种能力在九 年级培养。为了加强科学教育,一些国家让学生参加太空科学实验。美国中学生参加过零重 力对关节炎影响的实验、鸡蛋在太空中孵化的实验,日本高中生参加过太空人工造雪的实验,德国学生参加过小麦、大豆种子接受宇宙辐射的实验,澳大利亚学生参加过细胞在外层空间适应零重力环境的实验。这些实验正在向尖端化、高科技化方向发展。

参与科研工作

英国科学教育学家贝尔纳主张把科研作为科学教育的一种形式,让学生在具体的科研工作中学习和掌握科学。他说,科研的长处在于它不是向学生灌输,不是给学生一堆死知识,而是让学生知道结论的来龙去脉。日本人说,科研就是通过科学的研讨过程,使学生学会发现规律性和说明自然现象的方法。美国教育家曼科马克对通过科研进行科学教育,作过十多年的研究和实验,并提出发明工场的理论。这种理论的核心,一是通过科研、实验培养学生动手能力和创新精神,二是把发明工场作为科学教育的一种形式。

通过科研对学生进行科学教育的特点是科研与教学、与社会现状密切相结合。美国在上酸雨的化学课时,就让学生从池塘水、自来水、雨水中取样,再测量它们的酸度,然后把有关数据输入电脑,同其他地区获得的数据进行比较并做出判断,提出改革方案,评论国家有关政策。学生的科研与教学、与社会公害相结合,不仅使学生学会运用科学,培养学生科研能力,还使学生认识科学的社会意义,调动学生学科学的积极性,有助于学生科学观的树立。

21世纪是科学技术发达的世纪,为21世纪培养有科学头脑的人才,是世界各国的当务之急。有卓见的决策者,必须作出加强科学教育的决策,忽视甚至稍有迟疑都要付出高昂的代价。