美国科学教育幼小衔接的策略及启示

郑洁

由于科学教育在我国起步较晚，先天发育不足，科学作为一门高深学问具有比其他学科更强的神秘感，低龄儿童做科学的能力得不到普遍认可，加之应试风气的作用，科学教育无论是在幼儿园，还是在小学尤其是小学低年段都呈现出随意化的倾向，关于科学教育幼小衔接问题的理论研究和实践探索更是成了一个盲点。

与此同时，美国从1989年《面向全体美国人的科学》、1993年《科学素养的基准》（简称基准）到1995 年《国家科学教育标准》（简称标准）、2011 年《k- 12 年级科学教育的框架：实践、交叉概念、以及核心观念》（以下简称《框架》）和基于框架的2013年新一代科学教育标准（以下简称《新标准》）等一系列文本始终秉承一个宗旨：幼儿园与中小学科学教育的一体化。一贯、完备且成熟的科学教育体系保证了其全民科学素养的领先地位和高等教育领域的科研竞争力。研究美国科学教育的幼小衔接举措有助于我国科学教育启蒙价值的实现。

一、 美国科学教育的幼小衔接举措

1.教育决策管理的支持

幼小衔接是一个系统工程，不仅需要儿童、家长以及幼儿园、小学教育工作者的参与，政府部门更应负起统筹责任，通过决策支持鼓励科学课程开发者、幼儿园、小学管理者和教师、教育研究者齐心协力为各阶段的合作创造条件。“2061计划”应运而生后，美国国家研究理事会就邀请了科学家、工程师、教育研究者、一线教师等各界热心人士研制一系列科学教育的文本，探索如何系统、连贯地帮助各年龄段儿童养成该年龄水平应具有的科学素养。如1993年的《基准》描述了读完2年级、5年级、8年级和12年级的学生分别应了解和掌握的科学、数学和技术知识。1995年的《标准》继承了这一精神，以“学段”而非“年级”为依据，列举了从幼儿园到4年级的内容标准、5～8年级的内容标准、9～12年级的内容标准，体现了连续性和灵活性并存的特点。相比《标准》，2011年的《框架》在横向上进一步强调了“学科核心思想”、“跨学科概念”及其与“实践、工程技术”整合的重要性，在纵向上突出了“学习进阶”（learning process）的理念，明确指出科学学习是一个循序渐进、不断深入的长期过程。如具体体现于“科学实践”板块，k-2 年级强调观察和解释相关的直接经验，3-5年级引入简单的有助于解释可观察现象的模型，并逐步过渡到更抽象和更细致的6-8 年级以及9-12 年级模型和解释。[1]2013年基于框架制定的《新标准》又将“从幼儿园到12年级科学概念建构的连贯一致”[2]作为七大设计理念中的一条，并基于《框架》的学习进阶理念针对“学科核心思想”、“跨学科概念”、“科学工程与实践”三个领域构建了K-12年级的进阶矩阵或进阶关系图。美国科学教育文献中日渐明朗的以关键概念为核心的横向整合，和以学习进阶为基础的纵向整合思路及具体框架为课程开发与实施者提供了一个清晰的指南，让各阶段的课程开发者和实施者都明确各自的教育对象应学习哪些科学知识，进行什么层次的探究活动，达到怎样的发展水平，避免“学生从幼儿园起就学根茎叶花果实种子，到小学、初中又要再学一遍。所谓螺旋上升，不过是多了一些名词术语，并没有质的改变”[3]。

2.幼儿教师高水平科学素养的实现

教师关于科学知识、方法的储备，科学本质的认识等，都会影响科学教育能否在童年时期播下乐发问、重证据、敢质疑的种子，儿童能否学会基本的科学探究技能，早期科学学习期间形成的朴素概念也将会固执地作用于后期的学习经历。美国高校在培养各种层次的师资力量时坚持一个原则：学术性和师范性并重、文理知识和专业教育结合。要取得任何一种类型的教师资格证，学生都须花2～3年时间学习涵盖自然科学、人文科学、社会科学、艺术修养等各领域的课程，随后在教育学院用1～2年时间完成教育专业课程和教育实践。职前教育中通识教育和专业教育的并行不悖确保了各层次师资力量较高的人文素养和科学素养。此外，美国高等教育的大众化及其对早期儿童教育的关注，使得美国幼儿教师学历高于世界其他国家水平。1998年美国教育部提供的全美幼儿教师学历统计结果表明，没有学位教师比例2%，学士学位教师比例63%，硕士学位教师比例29%，博士学位6%。[4]根据我国2003公众科学素养调查显示，受教育程度越高的人群，具备基本科学素养的比例越大。同时，最近几年美国宾夕法尼亚州、弗吉尼亚州、华盛顿、威斯康星等多个州都推行了幼儿园和小学低年级教师资格证互通互用的做法[5]，进一步保证了不同学段教师对其他学段科学教育内容和儿童认知思维水平的了解。

3.不同学段科学课程编制的一贯制

从长远来看，幼儿科学教育承担着为个体终身科学素养发展奠基的任务，从近处看，则要为小学科学学习奠定基础。科学知识是人类对自然界的系统认识，教材作为主要载体，需要遵循顺序性和连续性的呈现原则，既要按科学发展的逻辑顺序对课程内容要素进行直线式叙述，又强调相关内容在不同阶段应螺旋上升式地重复出现，保证不同阶段同一内容的学习能伴随认知水平的拓宽和加深。

自1996年《标准》制定以来，美国发动了一些科学技术公司与教育系统合作开发课程，开发团队主要由科学家、教育家、心理学家以及教师等组成。FOSS（Fu11 Option Science System）、STC（Science and Technology for Children）、INSIGHTS（An Elementary Hands-On Inquiry Science Curriculum）是美国现行最普及的科学教材。从纵向设计来看，三套教材均体现了美国科学教育标准从幼儿园到中学一贯发展的主旨。FOSS 涵盖了从幼儿园到8 年级的科学课程，STC 教材为1 至6 年级学生设计了24 个主题单元，INSIGHTS为幼儿园至6 年级的学生提供了17 个主题单元。STC在课程设计上虽未涉及幼儿园科学教育内容，但是根据《标准》中的学习目标是以年段而不是以年级划分的理念，所有FOSS、STC 、INSIGHTS 的课程单元都可以根据学生能力上下浮动一个年级，即一年级的单元可以用于幼儿园，为二年级开发的课程也可以在一年级或三年级教授。[6]幼儿、小学科学课程开发主体的同一性较好地克服了由不同课程开发团队分工编写不同学段教材所造成的课程内容的断层、重复、错位问题。授课教师可以根据儿童实际水平在一致性较强的课程体系范围内选择教学内容，既能保证各个年段学习内容的进阶性，又具有一定的灵活性。

二、 美国科学教育幼小衔接的启示

中美教育体制和文化不同，科学教育面临的问题也各有区别。但美国科学教育在幼小学段的衔接性举措仍是一块可以借鉴的他山之石。

1.制定从幼儿园至中学一贯制的科学课程标准，保证基础教育阶段科学教育的连续性和整体性

“如果制定政策时没有考虑实施政策所需要的资源，而且如果没有必要的资源，学校、教师和学生就会处于要求得不到满足的局面”。[7]标准作为统领全局的纲要性文件，其系统性会影响到课程开发、实施的全过程。与美国《标准》、《框架》等文本体现的“K-12年级”全程式理念不同，我国科学课程标准实施分阶段设计。目前已有的科学课程标准包括《全日制义务教育科学（3～6年级）课程标准（实验稿）》和《全日制义务教育科学（7～9年级）课程标准（实验稿）》。标准覆盖了3～9年级科学学习过程，但由于标准分别由两个团队负责，研究团队间的合作和沟通力度将会影响不同阶段科学教育的衔接性和连贯性。就幼儿园科学教育而言，2012年印发的《3～6岁儿童学习与发展指南》将幼儿科学教育目标划分为“亲近自然，喜欢探究”、“具有初步的探究能力”、“在探究中认识周围事物和现象”三块，并对3～4岁、4～5岁、5～6岁不同年段的学习内容进行了描述，但由于1～2年级科学课程还未独立开设，相应标准也暂时未出台，幼儿园与小学低年段、小学低年段与高年段、小学与中学等不同阶段的科学教育功能定位及内容标准依然模糊。

为此，国家应尽快组织科学研究者、教育学心理学专家、一线教师团队等多方参与拟定幼儿园至中学衔接顺畅、连贯一致的科学课程标准。即便受术业专攻的影响由不同团队研制幼儿园、小学、中学不同学段课程标准，也应进一步加强团队之间的交流合作，共同商议幼儿园至12年级覆盖物理、化学、生物、地球、科学思维与探究等领域，且“具有学科意义、具有解释力、具有生长性、与人们的生活相关、能够从幼儿园贯穿到高中”[8]的学科核心概念和跨学科概念，并借鉴“学习进阶”思想，遵照课程设计的循序渐进原则，按照儿童思维发展过程合理安排核心思想和跨学科概念在幼儿园至12年级不同阶段的呈现形式，确保所有层面的系统对科学教育的价值追求有着共同理解的同时，也能明晰各自阶段科学教育所要达成的学习期望和目标水平，正确且自信地选择适宜各年段儿童的科学教育内容，并采用与特定对象思维发展水平相适应的教学方式和评价标准。

2.加强对学前班儿童的研究，不同层次的科学教育学者合作开发科学课程

目前国内专门研究幼儿科学教育的学者数量较少，关于幼儿自然科学教材、教法的研究也相对匮乏。小学科学教育研究者队伍虽更加壮大，对科学教育的研究也更为专精，但是却不谙幼儿教育本质。要促进幼小科学教育的衔接，幼儿科学教育学者就极有必要与其他层次科学教育学者，尤其是小学科学教育学者互动交流，携手合作。合作交流的项目除了有关科学学术研究的整合探讨外，更重要的是共商开发能够促进幼小科学教育有效衔接的课程和教材。访谈结果也表明，目前幼儿园、小学一二年级都没有固定的科学教材，幼儿园教师和小学低年级科学教师均对“各自所在阶段的科学教育内容到底有哪些”、“本阶段的儿童应该达到什么学习期望”等问题表示困惑，在活动设计时也经常随意参考“沾有一些边”的现成自然科学活动设计书籍就照单全收。

当务之急，师资培育机构与教育部门首先应全面清查并评估各种自然科学教材，推荐、选用优良教材。更重要地，不同层次的科学教育学者应该将幼儿园和小学作为一个整体，承上启下，携手对幼儿园不同年龄段儿童和小学低年级儿童已有的科学经验和科学思维水平进行研究，尤其是需要对学前班儿童进行诊断性评价，收集其在科学概念、科学探究能力、科学情意等方面的一手材料，并作为设计幼儿园科学课程和小学低年级科学课程的依据，共同开发适合幼儿和小学低年级儿童的科学教材，保证幼儿阶段习得的科学经验成为小学低年级科学学习的基础。

3.促进幼儿园和小学之间的校际交流研讨，建立沟通渠道

相比美国，我国无论是法规制度保障，还是幼小合作的促进力度都才刚起步。“我们（被访者为3～6年级科学教师）连小学低年级的《品德与生活》教什么科学内容都不知道，更别说幼儿园的科学教育了”，“科学课本来就是边缘课程，科学教育的幼小街接，这块更是没人做，也没人管，各顾各的”。管理的缺失、教师负担的繁重、整体思维的淡薄，使得两大主体互不往来，仅关注自身的领域，更少有深入对方课堂感受不同学段科学教育之间的差异性和渐进性。就如教师所言，“我们也知道要考虑儿童学习经验的先后性，可是有的时候实在是心有余而力不足，只能跟着感觉走了”。因此，要深化幼小科学教育工作的衔接性，教育管理部门应注意两个教育机构的统筹，从经费和制度上鼓励幼儿园和小学科学教师向彼此开放课堂，围绕大班和小学低年段儿童认知特点的共性和差异性，围绕幼小衔接科学教育的内容、方式开展校际间的交流研讨活动，鼓励双方共同编制课程，进行教学互换。

4.建立幼儿园科学教师专业化机制，职前职后教育融通，提升教师幼小科学教育衔接的意识和能力

有研究者以幼儿园科学活动常见主题——力和运动为载体探查幼儿教师的科学素养，发现高达 45.2%的教师认为吹电扇使人感到凉快是因为吹出的风降低了室内温度，仅有9.67%的教师能从案例中正确分析出自变量、因变量和无关变量。[9]这意味着科学教育过程中发生教师给幼儿错误信息或者避而不教的情况比例不低。

对此，高等院校应采用文理兼收的招生方式改变生源结构，并增加科学史、自然科学概论、科学教材教法等理科课程的比重，强化职前教师的科学素养；其次，目前幼儿教师工作头绪多，科学又较语言、艺术等更加抽象复杂，许多教师即便有时想就某一问题进行研究也因时间能力等原因被搁置。而且，大部分幼儿教师只负责本班教学，缺少平行班的实验环境，反思结果无法在短时间内再次尝试，进步周期较长，如要求全园教师短期内提高科学素养和科学教育能力不切实际。幼儿园可以阶段性地尝试建立幼儿园科学教育教师专业化的机制，即通过考核和评价，选派一些自身对科学感兴趣、科学素养较高的老师专门承担幼儿园科学教育活动的职责。教育管理部门也应该鼓励科技馆、博物馆、研究所利用自身优势，定期为幼儿园和小学低年段科学教师开展科学教育培训项目，包括幼小科学教育衔接性问题的专题培训，加速提高教师的科学素养和幼小科学教育衔接的意识和能力。

参考文献

[1] National Research Council. A Framework for K-12 Science Education：Practices，Crosscutting Concepts，and Core Ideas[M].Washington，D.C.THE NATIONAL ACADEMIES PRESS，2011.

[2] National Research Council. Conceptual shifts in the next generation science standards [EB/OL].http：//www.nextgenscience.org/next-generation-science

-standards/.AppendixA.2013-04-16.

[3] 郝京华.当代国际科学教育发展的趋势和启示[J].教育研究与实验，2000（12）.

[4] U.S.Department of Education.National Center for Education Statistics.Early Childhood Longitudinal

Study[EB/OL].http：//nces.ed.gov/ecls/kindergarten.

asp.2014-06-26.

[5] Fabian H. and Dunlop A.W.，Transitions in the Early Years： Debating Continuity and Progression for Young Children in Early Education[M].New York：Routledge Falmer，2002.

[6] 刘思研，等.美国科学教材FOSS、STC、INSIGHTS比较分析[J].基础教育，2011（6）.

[7] 国家研究理事会著.美国国家科学教育标准[M].敢守志，等，译.北京：科学技术出版社，1999.

[8] [美]约瑟夫·科瑞柴科.革命性的变化：美国确立新一代科学教育框架[J].基础教育课程，2012（4）.

[9] 钟晓.幼儿教师科学素养现状调查及培养策略研究——以幼师物理教学为例[D].山东师范大学，2013.

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