理论教育 高中生物理建模能力培养对策及国内外课程标准比较

高中生物理建模能力培养对策及国内外课程标准比较

时间:2023-08-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过对国内外课标的分析,可以发现国内外科学教育对建模能力培养的理念不同。

高中生物理建模能力培养对策及国内外课程标准比较

1.对建模能力培养的理念不同

通过数据分析发现,美、加、澳等国科学课程标准对建模能力的培养要求在建模能力构成要素的三个类属上的分布比较均衡,而我国科学和物理课标则更强调建模能力中的“专项能力因素”类属的培养,比较忽视“非认知因素”类属的培养。美国科学教育标准对“专项能力因素”下要素指标培养的关注点与我国课标也有较大的不同,我国更重视学生“专业知识”的培养,而美国则更关注“模型思维”和“元建模知识”指标的培养,强调学生对建模意识及建模本质的认知,而非对碎片化的知识的积累,这正是美国新一轮科学教育改革转向核心概念和科学实践的理念所在。美、加、澳各国的课标普遍重视“基础能力因素”下“交流与合作”能力要素的培养,而我国课标则普遍重视学生“分析力”的培养。通过对国内外课标的分析,可以发现国内外科学教育对建模能力培养的理念不同。美、加等国比较重视模型和建模在共同体中的交流功能,所以目标的制定也倾向于对交流合作能力的培养,而这种能力是建立在对模型和建模本质认知以及具备一定的建模意识的基础上,所以,元建模知识和模型思维也被列为培养的重点。然而,我国长期受苏联教育理念的影响,将知识的传承作为课程教学的重点,并强调发展学生归纳、推理、综合、演绎等方面的分析能力,所以对模型和建模的目标定位在“专业知识”和“分析力”指标的培养上。课程标准是教师教学的主要指导依据,如果课程标准中没有明确而具体的建模能力培养要求,教师则不会对学生建模能力的培养投入过多的时间和精力,学生建模能力乃至科学素养的发展就会受到抑制。

2.培养目标的衔接程度不同

除了缺少相应的课程目标外,我国现行课标对建模能力的培养也缺乏连续性和一致性。对小学科学课标的文本分析可知,小学阶段主要培养学生的模型意识,对模型本质的认识达到“是原型在尺度上缩放的复制品”的水平,了解实物模型,会借助实物模型解释简单的科学现象。初中物理课标对模型的要求出现了断层,它本该在小学的基础上进一步培养学生模型和建模的意识,并深化学生对模型本质、功能、角色等的认知,然而初中物理课标对此涉及的很少。缺少了平缓过渡的高中物理课标,提出建立模型的要求就显得目标跨度太大,从小学初步树立模型意识一举跨到高中建模解决问题,从小学的实物模型一下子跳到高中状态模型、条件模型、相互作用模型等非实物的概念模型,学生对模型和建模本质的理解必将出现一个难以跨越的“势垒”。而美、加、澳等国科学课标对建模能力的培养都有明确的阶段性目标,环环相扣,形成了一个完整的能力发展轨迹。

3.具体要求的呈现位置不同(www.daowen.com)

国内外科学(或物理)课标表述建模能力培养目标的位置也不同,美、加、澳等国直接将建模能力培养的要求明确写入“课程目标”中,而我国课标对建模能力培养的目标要求比较隐晦,需要读者从“课程内容”“实施建议”“评价建议”等部分寻找隐性表述进行挖掘和解读。我国除初中科学课标和高中物理课标在“课程目标”中提到了“模型”一词外,其他课标都没有明确的表述。这似乎与模型和建模在科学研究和科学学习中的重要地位不相符。我国高中物理课标的“课程目标”部分提及模型一词,说明高中物理对模型和建模能力的培养有了一定的要求,然而这个目标要求并不明确和具体,我们无法从中解读出高中物理课程究竟如何培养学生的物理建模能力、从哪些方面培养、培养到什么程度。反观国外的做法则不同,例如美国《K-12框架》,不仅把“模型”和“模型的建立与应用”明确写入课程目标部分,而且还按照学生的学段(2年级,5年级,8年级,12年级)对课程目标进行详细的描述,课程目标以模型和建模能力的进阶发展形势展现出来,以方便教师在教学实践中按照这个具体的课程目标进行教学和实施课堂的形成性评价。

4.具体要求的表述方式不同

在课程目标的表述方式上,各国课标也存在很大的差异,表述方式是否恰当将直接影响到教师执行课程标准要求的质量。从课程目标表述的形式上来看,美国采用的是学习进阶的方式组织和呈现某一科学实践能力在不同学段所要达到的目标,即以能力发展的可能途径加关键节点的方式呈现目标要求。而我国课标对培养目标的表述就显得过于随意和松散,描述的目标过于笼统和宽泛,可操作性不强,且没有针对年级的具体表述,这不利于课标进入教学和评价环节。从课程目标语言表达上来看,我国采用的是动词加名词的形式,例如,了解光电效应;然而,对于动词“了解”的理解存在度上的差异,究竟具备怎样的水平才算是了解呢,恐怕很难把握,正所谓仁者见仁,智者见智。而美、加等国课程目标的表述形式一般采用描述性的陈述句来呈现,例如“建立和使用模型去测试一个设计,或设计的某些方面,对比不同设计方案的效果。”这样的陈述方式表达课程目标更易于教师理解课标提出的要求,也容易在实际教学中操作实施。国外科学课标除去用描述性的陈述句来表述具体目标要求外,还会为教师提供相应的案例以便参考,这也是为什么美、澳、加的科学课程标准更加具有可操作性的原因。

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