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宁简勿繁:清理冗余科目

  科学课程“瘦身”计划显示,减少主题能加深学生的理解
  作者:丽萨•芙拉特(Lisa Fratt)

  目前学区的科学教育现状是:小学的科学课程年复一年地教授恐龙、植物等主题。若要拓展其他的主题,教师通常需要自己准备实验材料和展品。而到4、5年级,科学学习就变成了对术语的记忆和课文的梳理。重科学术语而轻科学实质的学习方法一直延续到高中。

  这种教育方式很难培养出科学素养。《国家报告:科学2000》显示,1996年至2000年4年级和8年级学生的平均成绩未能得到提高,12年级学生得分显著下降。该报告还显示,男学生表现优于女学生,白人优于黑人和拉丁裔学生。

  信息过多却又缺乏精髓是许多专家对科学课程的描述。第三次国际数学和科学研究报告将美国的数学和科学课程的特点总结为只有广度而没有深度。专家建议,不要从小到大都强迫学生去消化随科学进步不断涌现的科学内容和词汇,而是应该进行科学课程的瘦身,为缓解国家在科学教育上的困境出一己之力。

  这就是宁简勿繁。科学课程的减负已经开始,个别教师减少了超负荷教科书中的主题。但是得有一个更好的、有序的办法。

  尽管没有简单的公式可套用来提高对科学的理解和科学教育的成果,美国科促会“2061计划”的一份报告——《科学素养的设计》仍建议,学校应该投入更多的时间来进行深入研究,目标是减少教学主题的数量,删减多余的细节或子主题,不要强调技术术语并减少重复学习。

  科学“瘦身”的要点

  尽管实施科学瘦身计划看起来任务艰巨,仍有不少地区和州正在迎接挑战。马萨诸塞州哈德逊公立小学数学和科学主任阿瑟•卡民斯(Arthur Camins)说,第一步,是要看看学生们如何学习科学。这里推荐美国科促会出版的《国家科学教育标准》和《科学素养的基准》,其中包含了到2、5、8和12年级结束时,学生在科学、数学和技术方面应该能够掌握和实际操作的所有知识。

  哈德逊小学修改了科学课程后,教师们和行政管理人员查看了国家和马萨诸塞州的标准,并与老师在课堂上实际教授的内容进行了比较。卡民斯说:“我们发现内容并不一致。一些主题被重复教授两次,而有些内容则被遗漏”。主题重复而深度不够是冗余课程的一个标志。学区负责人们应该重新审视低年级的授课主题并进行相应的纵向挖掘。

  克里斯蒂娜.希尔顿是印第安纳州教育部门的课程计划协调员。她建议学区“首先吃透国家标准,看看目前的课程安排中哪些地方是与标准相符的,然后补缺减负。”对一些教师来说,这可能意味着会失去他们最感兴趣的主题。

  然而,还是有折中的办法。印第安纳州一位7年级教师设计了一套力学和运动的课程方案,其中包含火箭和过山车的内容,在学生中很受欢迎。遗憾的是,它不符合该州新的8年级课程标准,而这个标准正是一个宁简勿繁的典型。希尔顿建议教师把精力集中在一个主题上,而不是花费好几个月把每个主题过一遍。当然,在已经开始重视科学课程减负的州,参照州标准来设计课程,其效果是最好的。

  通过对6个学区的教师管理队伍的调查和反馈,科学素养基准给出了一个真正意义上的标准:如果一个主题被认为并非是培养科学素养的必学内容,或者其重要性与学生理解概念所花费的时间不成比例,它就会被删掉。
 
  结果如何呢?几十个传统的课程主题,包括酸碱、简单机械、恒星演化及生物学的一些分支,都没有被列入必教主题的名单。《科学素养的设计》的光盘中有一个目录样本,教师们可以模拟缩减课程的过程。

  学区在审查课程细节并决定进行删减时,可以参考《科学素养的设计》中提出的步骤。它是一个渐进的过程,并且教师都参与了决策,易于管理。下面列出了简要的步骤:
  1. 列出当前的课程或教材中的主题。
  2. 同《科学素养的基准》中的学习目标进行比较。
  3. 列出可能要删除的主题,即与学习目标无关的主题。
  4. 要求科学教师一次删除一个主题,把多出的时间投入到一个核心主题中。
  5. 对结果进行评估。

  一轮结束后,重复这5个步骤,删减其它主题。

  报告同时指出,在删减过程中可能会有一些重要主题被删掉,如气体定律,简单机械和光学。对于一些决定保留的主题,可以考虑删除其子专题。例如,在气候一单元中你可以删除海洋和陆地风或信风等内容。

  卡民斯建议学区查阅国家科学基金会资助的基于“宁简勿烦”理念的项目。如工具包项目,包括“儿童科学与技术教育”、“科学面面观(FOSS)”以及“洞察力”。按照选择系统,五年级的课程可以缩减到四块:食品和营养,杠杆和滑轮,太阳能和模型设计。

  西华盛顿大学科学、数学和技术教育主任,2061计划前项目主任乔治•内尔森承认大多数州在确立标准的时候都将国家标准纳入了其中,但是往往达不到这个标准,特别是涉及到从历史视角来理解科学,包含科学、数学和技术的综合性问题,以及科学思维习惯等几方面内容时。仅有个别学区能够涵盖这些主题,因此这些需要增加的主题使得削减现有冗余主题更为重要。

  一份均衡的“瘦身”改革方案

  组织12年级教师的座谈交流对课程削减和其他科学改革往往是有帮助的。威斯康星州阿什兰学区按照州标准来调整其12年级科学课程时,把所有学年的科学教师都聚集在一起进行讨论。亚什兰高中的物理教师安妮•斯内德说,“当时我们就说‘不能每个年级都教恐龙’。”

  删减科学课程并按国家和州的标准对课程进行调整,是改革的一部分。改革的另一关键是选择合适的教材。毕竟有可能出现科学课程被删去一半,而所剩内容毫无价值的情况。内尔森说,“科学教育者和认知科学家研究发现,教得多不见得孩子就能学得多。 ”

一个高质量的科学课程在内容上也很精炼。但是它可以督促学生参与到科学中来,并给出充足时间让学生交流他们的想法和见解。

  举个关于新老科学思维对抗的例子:在一个典型的高中生物课堂上,学生可能错误地认为植物是从土壤中获取营养的。于是老师布置了一个色谱分析实验,并让学生记住光合作用的定义。一个更有效的方法是先让学生谈谈他们对光合作用的理解,在做完相关实验后,再把他们的想法和实验中观察到的现象进行比较。这样学生们就能用他们自己的语言来解释光合作用,演示他们对概念的理解,而不仅仅是描述这个科学术语。

  这个新过程很花时间,但是更有利于学生对知识的掌握。事实上,弱化科技术语是科学瘦身计划成功的关键。

  学区在删减科学课程的同时也应当确定每个学年最适合讲授的主题。例如小学老师可以用较多的时间来讲授太阳系,但是研究表明这个年龄段的孩子还不太能够理解太阳系的知识。因此对太阳系的学习就变成了单纯的记忆行星的名字。而如果这个单元是在中学教授的话,学生就能理解太阳系是如何运行的了。

  德逊小学在调整科学课程时考虑了不同年级的水平,卡民斯认为“如果你选择的主题正符合该阶段学生的认知发展水平的话,教学会更有效率”。

  内尔森警告说,科学课程改革不能被当作一门特殊的课程。例如,在罗克福德(伊利诺伊州)公立学校,每门课程都配有相应的教材,但学校仍然鼓励老师们使用其它资源。该学区给教师提供了诸多学习的附加材料,涵盖了目的、活动和评估内容。然而问题不在于“完成”或“覆盖”所有教科书或附加材料的内容,而是应该都会老师,如何使用这些工具来帮助学生学习。

  即使老师有合适的课程和材料,一些地区仍然难以完成削减科学课程的任务。实用的、有延续性的职业培训对加强老师对科学概念的理解和改进教学方法是至关重要的。

  坚持科学“瘦身”

  内尔林认为,光是考虑哪些课程要保留,哪些课程要删掉可能就得花两到三年的时间。“无论何时你删除了课程中的任何内容,你都会面临被指过于简化教程”。他说,科学课程改革过程中应包括充分的教师专业培训内容,它还有可能涉及与外部组织和社区的合作,这为行政管理人员、教师和社区创造了交流经验、分享研究成果的机会。

  同时我们不能忽略国家标准和基准的本意:什么是学生最应该了解的核心科学知识。尽管一些高中学生有能力去消化理解更复杂的科学主题,但内尔森认为这些主题应该在高等科学课程中教授。

  像减肥一样,精简课程的过程也可能会很痛苦。内尔森提醒说,因为减少了课程,教师可能必须得放弃一些他们喜欢的主题和活动。但结果会证明,所有努力都是值得的。自哈德逊小学启用其新的科学课程计划以来,卡民斯听到几乎每一个老师都在说孩子们是如何在享受科学。他说:“想要做任何有意义、有价值的事情,都需要时间。”

  作者:丽萨•芙拉特(Lisa Fratt),lfratt@cheqnet.net,自由作家,现居威斯康辛州阿什兰市。

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