（三）美国中学科学教育的理念与策略

1、科学教育的目标和手段

美国1995年版的《国家科学教育标准》，“已完全抛弃了”1993年版的建构主义的观点，而采取“科学的探究”作为科学教育手段，以形成学生的科学素养为目标。

许多美国学者认为科学探究或探究过程更能体现科学的本质，提出“科学即探究（science as inquiry）”。在该标准中，“科学探究”的定义一方面是指科学家在研究自然界，并以研究所得的证据为基础，对自然界的现象和过程提出种种解释时采用的多种不同途径；另一方面是指学生们为了获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动。

“学习是一种探究”的观点是由鄱斯纳等人基于杰亚夫（R. Drive）对学生的“误解概念”的识别研究提出的。

将建构主义学习理论较早成功地用于科学教育领域的创建人之一的杰亚夫在总结了前人的研究之后，发现学生科学学习的成绩是与其通常意义上的认知水平相关，但与其先前的经验的相关性更大。因此他提出需要更多地关注学生学习时的概念的内涵，因为学生的“误解概念”（从学生为主体角度而言，“误解概念”比“错误概念”的提法更准确）会控制对新概念的选择和学习。学生的误解概念常常是难以改变的，教育的目的是要改变误解概念。鄱斯纳等人继此之后，更深入地对学生概念学习机制进行了大量的实证研究，提出了“概念转变理论”，指出：1）学习是一项理性的活动，学习从根本上讲是学习者理解和接受他们认为智慧和理性的概念的过程，所以学习是一种探究；2）教师应该是“科学思维的模范”；3）在教学活动中，应强调实验室的作用。

根据鄱斯纳等人的“概念转变理论”，学习是一项理性的活动，学习从根本上讲是理解和接受他们认为智慧和理性的概念的过程。科学知识之间联系的途径，首先是亲自体验，经过探究学到了新知识或是改变了误解概念，所以说学习是一项探究。

因此，“科学的探究”强调教师应对学生的科学思维进行引导，强调观察和实验的重要性，而且观察的方法需要经过专门训练（从而克服观察者受从前的经验和概念所左右所导致的观察偏差，尽可能准确地反映客观世界）。因此，在学校科学教育实施“探究式教学法” （“活动学习法”）是很重要的，亦即在科学教育中学生在教师的指导下，采用类似于科学研究方式进行学习。其主要特征是：不把现成科学结论直接告诉学生，而是要求他们自己亲历科学知识的获得过程，通过形成问题——建立假设——制定研究方案——检验假设——作出结论的完整过程来寻找问题的答案。

美国鼓励学生们成为具有“批判性思维的人”，即：要求学生运用科学推导和批判思维，把科学知识和科学过程结合、联系起来，从而发展对科学的理解。美国衡量教育成功的标准是将没问题的学生教育得有问题，如果学生提出的问题连教师都回答不了，便是成功的教育。洛杉机尔湾学区的University High School 科学教师Tinh Tran说：“I want my students to get the points where they can create their own knowledge based on what they’ve learnt.” 他们推崇以问题为纽带的教育，既以激发学生产生问题始，以产生新的问题终；在这一过程中，培养学生的问题意识，培养学生的怀疑精神和创新精神。正如心理学家皮亚杰指出，教育的首要目标在于培养有创新能力的人，而不是重复前人所做的事情。

美国认为正是以下特征能表明具有创新能力：

1）善于观察，并能用类比、推理的方法表达

2）敢于对权威性的观点提出疑问

3）凡事喜欢寻根究底，弄清事物的来龙去脉

4）能耐心听取别人的意见，并从中发现问题或受到启发

5）能发现事物与现象之间的逻辑联系

6）对新事物充满好奇心

7）凡遇到问题总喜欢在解决方法上另辟蹊径

8）具有敏锐的观察能力和提出问题的能力

9）总是从失败中获得成功的启示

10）学习上常有自己关心的独特的研究课题

探究是学习科学的主要途径，但不是唯一的。《美国科学课程标准》认为：“学习科学靠单一的教学策略或学习活动都是无法办到的。”教学方法要强调科学性，要运用“基于研究的策略”（Research-based Methodology），既：教学要讲究方法，所用的方法必须是经过精心研究和论证过的行之有效的，运用方法时要用得到位，步骤清晰、明确。