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《理解正在变化的课堂：科学教学的发展路径》可以作为初中科学教师阅读用书，也可用作普通高等学校科学等综合性学科的教 材和教学用书。《理解正在变化的课堂：科学教学的发展路径》也适合科学教研员和初中科学学科理论工作者阅读。
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| 內容簡介： |
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《理解正在变化的课堂：科学教学的发展路径》是一部系统阐述初中科学教学的教师教育用书。《理解正在变化的课堂：科学教学的发展路径》以教学案例为载体，力图遵循课程与教学论的一般发展规律，通过搜寻、比较、整理科学学科不断变化的轨迹，探寻初中科学这门综合课程发展的内在规律。《理解正在变化的课堂：科学教学的发展路径》把研究的核心视角定位于对课堂影响最大的6个要素（标准、教材、教师、学生、环境、资源）上，展示出一种更理性、更全面的课堂教学价值观，帮助读者了解当下科学课堂的发展变化，更好地适应课程改革对教师专业发展的需求。
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| 目錄：
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总序（童富勇）
序（陈志伟）
前言（来文）
第一章 概述 001
第一节 国外科学课程的实施 001
第二节 我国科学课程的发展 017
第二章 科学课程标准的变化 024
第一节 国外的科学课程标准 024
第二节 我国课程标准的研究 032
第三章 科学探究的变化 040
第一节 科学探究的发展变化 040
第二节 科学探究过程的变化 043
第四章 初中科学教材的变化 048
第一节 科学教材价值指向的变化 048
第二节 科学教材结构的变化 051
第三节 科学教材内容的变化 058
第五章 科学课堂的教师与学生的行为 064
第一节 课堂主导在改变 064
第二节 课堂主体在变化 071
第三节 课堂的构成在变化 075
第六章 科学课堂的教学设计 081
第一节 初中科学教学设计的基础 081
第二节 “以生为本”对教学设计的要求 088
第七章 科学课堂的教学案例分析 094
第一节 物质科学 094
第二节 生命科学 104
第三节 地球宇宙科学 112
第八章 科学教学环境建设的变化 118
第一节 科学实验包 118
第二节 科学实验实物环境建设 123
第三节 科学教学虚拟环境建设 134
第九章 科学教学评价的变化 141
第一节 评价的目的与主体 141
第二节 评价的标准与内容 142
第三节 评价的过程与方式 150
第四节 评价者和评价对象之间的关系 156
第十章 科学课程资源的开发与建设的变化 158
第一节 文字资源的建设与开发 158
第二节 实物资源的建设与开发 164
第三节 活动资源的开发与建设 169
第四节 科学信息资源的开发与建设 177
第十一章 科学教师的专业发展变化 183
第一节 科学教师的专业构成 183
第二节 科学教师的发展路径 190
参考文献 205
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概 述
第一节 国外科学课程的实施
科学课程是指物理、化学、生物等自然科学学科综合后的课程的统称，是相对于社会学科、人文学科而言的。20世纪50年代以后，由于科学技术的飞速发展，科学教育已在不断地打破传统的学科边界，与社会、经济、政治和文化的联系日益密切。有些文献中也将科学课程称为理科课程。
一、国际科学课程产生的背景及发展历程概况
（一）国际科学课程产生的背景
1. 各种改革运动的不断兴起
20世纪50～60年代，以美国为首的西方国家掀起了结构主义科学课程改革运动，把分科课程推向了极致，学科体系的课程内容专、深、难，严重脱离了学生的生活，导致大多数学生对科学课程失去了兴趣，厌学现象严重，科学课程的选修率大幅度下降（潘苏东，2005）。20世纪60年代美国社会各种运动不断兴起，民权运动、黑人反种族歧视运动、反贫困运动、学生运动、妇女运动等来势逼人，社会民主化趋势不可阻挡。人们希望用民主化思想改变学校教育，结构主义以培养精英教育为主，忽视了大多数学生的教育，与民主化教育思想相悖，不能满足科学技术发展的需要。在人们对分科课程越来越不满的情况下，一些科学教育家决定将普通科学课程改为综合科学课程。科学教育从精英教育向大众化教育转化。
2. 科学课程从“作为学科知识的科学”向“作为相关知识的科学”转化
许多科学教育家认为，20世纪50～60年代将重点放在科学学科知识上的课程是以牺牲了科学的个人、历史和应用的方面为代价的，而这些方面是构成科学完整性的重要方面。20世纪70年代，科学教育者开始呼吁将重点放在科学素养上的科学课程。由此，我们看到了科学教育目的的转变和扩展，这不是对科学知识的否定，而是反映科学、技术、社会和学生发展的需求并反思第一次科学课程改革浪潮的必然结果，这是综合科学课程发展的基础。与此相联系的是，涉及科学的相关性的主要课程改革运动，其中包括科学—技术—社会、环境运动和为所有人的科学。课程编制者的宗旨是既要让所有的学生都能接受，又要为将来深入学习科学的学生打下坚实的基础。值得注意的是，这些课程大部分都是综合科学课程（郭玉英和曲亮生，2001）。
3. 科学教育的综合化趋势
从20世纪60年代末期开始，与普通教育中的综合化趋势一样，综合化也成为科学教育的发展趋势。而且“一些科学家和教育家共同探求实现统一目标的方式和手段”，探索实施综合课程的必要性。在我国，2001年科学（7～9年级）课程标准和实验教材开始在实验区进行实施。科学课程以“提高每个学生的科学素养为总目标”。科学课程的分目标包括四个方面：科学探究，科学知识与技能，科学态度、情感与价值观，科学、技术与社会。这样，理科课程的设计和编排也相应发生了变化，由分化开始转向综合，理科课程的综合化有利于学生综合地认识自然界和培养学生综合地解决问题的能力。
4. 对科学整体性和相关性的认识有了提高
人类一直在探求统一性的原理。从古代的自然哲学家亚里士多德到现代的包括爱因斯坦在内的许多科学家都相信宇宙的统一性，并试图发展自然的统一规律。然而，随着科学的发展，专业的划分越来越细，不同学科关注和研究客观事物的不同层次面，并采用不同的研究方法，这就使科学的整体性被割裂。许多哲学家和有创造性的科学家已经意识到了过分专业化带来的危险，认识到了学科之间的相互联系和依赖。人们必须能认识到自身的局限性，并能通过在不同的学科和方法之间创造新的联系来克服这种局限性。当时，人们认识到了科学的整体性以及学科之间的相互依赖和渗透，不仅从学科本身，而且从学科之间联系的角度来看待一个研究领域。
5. 对学习心理有了新的认识
在知识剧增的时代，“为迁移而教”已成为许多教育工作者的共识。布卢姆认为，综合科学教学可能有助于迁移，因为学生有更多的机会在相近学科中使用他们在一门科学中学到的概念和原理，例如，将生物学原理用到农业或营养学之中。从学生学习的角度来看，学生学习的逻辑顺序不同于学科结构。研究表明，学生获取、同化和保持知识的过程和结构与学科结构无关，以前的教育迫使学生接受学科结构的做法是不符合学生认识规律的。这已被教学实践所证实。事实上，许多基本概念和科学方法及科学态度是不受学科限制的，这就为打破分科课程单一的学科结构，按照学生的认识规律构建综合科学课程奠定了基础。许多专家认为，综合科学课程有利于儿童的好奇心和科学态度的培养。儿童在探索周围世界的过程中，不应受到太多的学科范围的限制。一个狭窄的专业很容易使学生产生这样的印象，即科学态度只是对处理相对小的范围内的问题有效，而且主要是处理那些与科学研究有关的问题。而综合的方式将包括生活的各个方面，能强调课程与社会之间相互依赖性的增长。
（二）国际综合科学课程发展历程概述
自20世纪后半叶起，世界科学教育改革成了一场永无休止的运动，这种运动是和社会、经济、科技、教育的高速发展联系在一起的，并以课程改革的方式体现出来。它呈现为一定的周期性，总的发展规律是十几年为一个周期。
1. 第一次科学课程改革浪潮
现代学校科学课程的发展起源于20世纪50年代末期的美国和英国。其显著特征是以政府或基金会资助的方式，启动了许多大规模的课程改革项目，编制了具有划时代意义的新课程。因此，荷兰学者詹?顿?阿卡（J.D.Akker）称其为“发展课程项目的时代”。其中，最有代表性且对世界各国影响最大的是美国和英国的科学课程，例如，美国的物理（PSSC）、生物（BSCS）等，这些课程均有中译本，对我国的课程建设产生了一定的影响。美国在国家科学基金会的大力资助下（大约为20亿美元）发展了现代理科课程，如物理（PSSC）、化学（CHEMS）、地学（ESCP）、生物（BSCS）等。布鲁纳（J.S.Bruner）著名的《教育过程》一书奠定了这些现代理科课程的哲学基础，其主要思想有以下几点：第一，学习任何学科，主要是掌握该学科的基本结构，同时也要掌握研究这一学科的基本方法；第二，任何科目都能按照某种正确的方式，教给任何年龄段的任何儿童；第三，过去在教学中只注意发展学生的分析思维能力，今后应重视发展学生的直觉思维能力；第四，学习的最好动机是对所学材料本身产生兴趣，不宜过分重视奖励、竞争之类的外在刺激。对课程设计而言，课程应当为儿童提供正式的科学概念和学科的基本结构。
在这种思想指导下，大多数课程设计是由科学家指导进行的，其要点在于：第一，注重围绕基本概念原理组建课程，以形成结构化的知识体系；第二，注重探究过程的学习，培养科学研究的能力。这两点在教学中通过“发现法”来实现，忽略了科学在技术和实际生活中的应用。尽管这些课程已作为现代课程改革的里程碑被载入史册，实现了科学教学内容的现代化，但其忽略了科学在技术和实际生活中的应用，无论从科学的角度还是教育的角度来看都存在缺憾。课程的实施效果也是不尽如人意的，只适合少数尖子生学习，对大多数教师和学生并不适用。几乎在美国现代理科课程产生的同时，英国在纳菲尔德（Nuffield）基金会的资助下，也开发了一系列在世界上具有较大影响的科学课程，即纳菲尔德课程。对第一次课程改革所做的大量研究和反思表明，这次课程改革未能达到原定目标，从这个意义上来说是不成功的。但它推动了科学教育的发展，对科学课程的设计和实施产生了很大影响，对我国科学课程的影响也是不可忽视的。
2. 第二次科学课程改革浪潮
20世纪70年代开始的第二次科学课程改革浪潮，科学教育者开始呼吁将重点放在科学素养上的科学课程。例如，著名的科学教育家赫德认为，“科学教育的目的是造就有见识的公民，能够利用科学的智力资源创造一种良好的环境，这种环境将促进人类的发展”。还有一种观点表达了科学的新功能：“所有的人们都需要一些科学教育，以便他们可以思考与科学有关的事件，对这些事件发表自己的看法并采取行动，因为这些事件可能会影响他们的生活质量。”
在科学教育领域，“科学素养”一词描述了20世纪70～80年代广泛的、进步的教育目标。科学教育的目的不再是培养科学家，而是培养有科学素养的公民。科学素养涵盖了科学知识、科学过程，以及科学、技术、社会的关系等方面。由此，我们看到了科学教育目的的转变和扩展，与此相联系的是，涉及科学的相关性的主要课程改革运动，其中包括科学—技术—社会、环境运动和为所有人的科学。课程编制者设计课程材料的宗旨是，既要让所有的学生都能接受，又要为将来深入学习科学的学生打下坚实的基础。值得注意的是，这些课程大部分都是综合科学课程，例如，美国的个别化科学教学系统（Individualized Science Instructional System）、英国的纳菲尔德科学教育计划（Nuffield Science Teaching Project）、澳大利亚的科学教育计划（Australian Science Education Project）等。此时开始形成综合科学课程迅速发展的浪潮。
由此可见，综合科学课程的发展是第二次世界科学课程改革浪潮的集中表现。尽管将提高公民的科学素养作为科学教育的目标在科学教育工作者中已经达成了共识，但第二次课程改革在课程实施方面仍未达到预定的目标，在大多数情况下，发生在课堂中的实际教学过程几乎没有改变。
3. 第三次科学课程改革浪潮
20世纪80年代初开始的第三次科学课程改革浪潮是建立在建构主义理论基础上的，促动改革的是关于科学哲学的理论研究和认知科学的实践性研究成果。针对第二次课程改革存在的问题，此次要解决的问题不再是目的的转换，而是要缩短计划的课程与实施的课程之间的差距。改革的第一个动力来自认识论的转变。科学哲学家如莱科思特、波普尔、费耶本德认为，知识不是被发现的，而是在具有相似思维方式的人群中建构起来的，由此得出的结论是，知识是不完善的，而且不可能被完善。在20世纪90年代发达国家的许多课程标准中已体现了对这种科学知识本质的认识，将这种对科学史和科学哲学的新的理解应用到学校课程的设计之中，就产生了在课程中运用科学史简介的做法和课程设计模式，以及劭特兰德等提出的关于在学校科学课程中增加科学史的建议。
认知科学的发展是此次课程改革的第二个动力。研究表明，正规的科学教学与学生长期积累的直觉知识有可能长期和平共处，而不能有效地转变学生原有的知识，科学教育者和认知科学家开始研究学生的错误概念和概念转变过程。20世纪80年代的研究集中在儿童带到课堂中去的原有的对科学的认识方面，通过这些研究提出了许多关于学生参与和概念转变的理论以及相关的教学策略。这些理论的共同基础即建构主义的基本观点认为，学习者是自己知识的建构者，因而知识不能完整地由教科书或教师的头脑传递到学生的头脑中去。理论的核心是在个人和社会层次上进行意义的交流和协商。建立在上述观点基础上的课程发展的重点是在学生的常识和正规科学知识之间架桥。除了新的课程模式和课程材料的开发之外，这次科学课程改革还体现在国家制定的科学教育和科学课程文献之中，其中最有代表性的是英国国家课程中的科学和美国的科学教育标准，这些文件在课程计划层面上体现了科学的统一性和科学的本质。现代综合科学课程的特征开始在课程计划、课程材料和由此倡导的科学教学模式中呈现出来。
由以上分析还可以看出，第一次和第二次课程改革的动力主要来自科学教育的外部因素，国家和社会发展对科学教育的需要决定着课程的目标和结构，科学课程自身缺乏科学教育和相关学科的理论研究支持，在课程发展的各个环节上缺乏内在一致性。综合科学课程是第二次科学课程改革浪潮中的主要形式。自此，综合科学课程随着科学教育的发展而进一步发展。第三次课程改革是在课程内在矛盾的促动下，在吸收了科学教育和相关学科的理论研究成果的基础上开展起来的，综合科学课程已经呈现出现代特征，因而预计会有更强的生命力。与此相应，综合科学课程的发展也分为两个阶段，20世纪70～80年代中期为第一阶段，属于建立在知识相关性基础上的传统综合科学课程。这种相关性表现在三个方面：第一是传统的物理、化学、生物等学科知识之间的联系；第二是科学、技术和社会的联系；第三是儿童与科学之间的联系。20世纪80年代后期以来为第二阶段，是建立在科学教育领域对科学的本质
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