" 内容提要：当今，中关两国的科学教育在目标上都既重视面向全体，又重视实践能力和创新能力的培养，但在课程实施的理念方面差异很大，主要体现在课程的综合性、教师中心和学生中心、科学概念的推理方式、主动学习和被动学习、理论与实践孰轻孰重、评价方式等方面。这也是我国中小学科学课程改革的重点和难点。
关键词：中美科学教育；科学教育目标；科学教育理念
随着全球科学教育的改革，我国的科学教育目标与原来的《自然》课程相比，也发生了很大的变化。如我国新小学科学教育的总目标是：通过科学课程的学习，知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识，并能应用于日常生活，逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯；了解科学研究的过程和方法，尝试应用于科学研究活动，逐步学会科学地看问题、想问题；保持和发展对周围世界的好奇心与求知欲，形成大胆想象、尊重证据、敢于创新的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感；亲近自然、欣赏自然、珍爱生命，积极参与资源和环境的保护，关心科技新发展。不论我国的小学科学教育目标，还是中学科学教育目标，都注重面向全体学生，提高学生的素质，强调让学生经历科学、体验科学、理解科学，也就是让学生像科学家那样进行科学研究活动……从新科学目标上看，我国与美国差距不大，但在课程实施过程中差异很大，主要体现在以下科学教育的理念上：
1．课程的综合性
在美国，中小学科学教育早就是综合性的。至少从 20世纪60年代课程改革以来，美国科学课程的整合就已开始，其改革的方式不是增加科学课程的数量，而是对科学课程进行有效的整合。这不仅出于减少课程数量的考虑，也反映了当今科学技术发展的趋势，即“各门自然科学之间的界线变得越来越模糊，主要的概念变得更加统一”。这是当今科学技术的整合性对科学教育的必然要求。与美国不同，我国中学科学教育长期以来一直实行分科教学，而且从小学到中学的科学课程普遍偏难。以我国当前的中学理科为例，课程门类、教材内容多，学生负担过重；知识体系以分科为特征，各自为政，割裂了本来完整统一的客观世界；从价值观上看，分科课程实际上只是为少数未来科学精英准备的，不能一味地为精英而牺牲大多数。因而，课程的综合化问题越来越成为改革所关注的焦点。我国小学科学教学虽是综合性的，但科学教师大多数都是主课(语文、数学)教师被淘汰的或兼任的，普遍缺乏综合科学素质的训练，而且小学科学教育至今尚未真正受到重视。
2．教师中心和学生中心
长期以来，我国中小学科学教学是以教师为中心的，就是以教师的讲解和提问为主，复习与重复性练习是教师用来控制和巩固课堂教学的主要手段；学生要反复练习以便能熟练解答与考试相似的问题。这种教学模式培养出来的学生擅长背诵公式和解答纸面上的问题，但缺乏独立思考的能力。同时，教师的权威和考试的压力使得学生缺乏怀疑精神和创新能力。近年来，我国教育界虽大力提倡以学生为中心的教育思想，鼓励学生积极参与教学过程，提倡让学生自己发现问题和解决问题，但这种理念在“应试教育”的环境里很难得到贯彻。而美国中小学科学课完全以学生为中心，表现在美国的教师更加重视学生的兴趣、个性和创造性。他们的教学方式很随意，教师在课堂上十分幽默，教学中穿插科学故事，运用大量的身体语言，等等。在师生关系方面，美国的教师与学生的关系很随意，他们鼓励学生成为与他们平等的人，允许学生怀疑、提问、标新立异、与众不同。
比较而言，在中国，科学教学是件严肃的、按部就班的事。如有文章报道，“美国科学教育协会代表团，在上海一所著名的重点中学听了一节特级教师的物理课，其教学内容精当、目标明确、节奏紧凑、学生活动充分，教师的提问都是精心设计的，学生的回答也都是清晰明了的。按传统的评价，这堂课真是天衣无缝子。可是美国代表团成员却说，课堂上都是老师提问，学生回答，既然学生都已能回答了，为什么还要上课呢?上课应该是学生有问题，学生提问，教师回答，师生共同讨论……”为什么会出现两种完全不同的评价呢?这里反映了两种根本不同的教育观念。中国传统的衡量教学的标准是，将有问题的学生教育得没问题、“全都懂了”。所以中国的学生年龄越大，年级越高，问题越少。而美国衡量教学的标准是，将没问题的学生教育得有问题，假如学生提的问题连教师都回答不了，那才是成功的。所以，美国的学生年级越高，越富有创意，越会突发奇想。
3．科学概念的推理方式
演绎推理是我国科学教学的主要方法。教师首先一步步地提出概念或理论，然后运用教材上的例题阐明这些概念或理论。在教基本理论和概念时，教师必须做到“正确”、“严谨”和“详细”。美国科学教师倾向于在科学教学中采用归纳推理的方法。他们引导学生从观察具体的实际事物开始，逐步逼近概念和理论。在教学过程中，利用日常生活中的实例，发展学生独立思考的能力，并要求学生参加动手操作的活动，有些教师甚至引导学生做真正的科学实验研究。一位访美学者说：“教师给学生提供不同的设计题目，学生根据自己的兴趣和知识背景选择课题。然后，教师引导学生进行整个的项目研究——查阅文献、进行调查、收集与分析资料、检验假设、撰写并提交研究报告。”通过这种教学，学生对科研过程了解透彻，从而逐步掌握科研的方法并形成科学的精神，而我国的学生没有或很少有这样的训练。
4．主动学习与被动学习
在我国，学生的学习是被动的，因为他们从上学时起就围绕着教师、教材和考试转。听课、做笔记、背诵、做练习是大多数学生的主要学习策略。他们都是按教师设计好的内容和方式去学习，自己没有选择的余地。他们学习的基本科学知识通过螺旋式的课程从低年级到高年级反反复复。因此，一般而言，我国学生在基本科学知识的掌握上比较扎实。这样一来，我国的传统教学造就了一大批高分低能的学生。目前，我国的中小学生乃至大学生思想活跃，敢想敢干，但想象力和创造力差，多数学生很少有问题意识。尽管教师越来越注重培养学生的创造性及问题意识，但大多仍局限在“教师提问，学生回答”这种语言交流活动中，教师没有着意培养学生主动的问题意识。当学生要提问时，得先举手，然后站起来问老师，这就制约了许多学生提问。一位学者这样评论我国的科学教学：“在教学中，教师要为学生‘咀嚼’知识，像喂他们吃饭一样地灌输给他们，学生惟一要做的就是吞下知识。即使在做实验时，教师和实验室助手常常为学生准备好一切，而学生所要做的只是打开或关闭开关!结果，大多数学生都非常依赖老师。”而美国学生是主动学习的，老师在课堂上给予学生更多的自由，学生提问不需要得到教师的允许，也不需要站起来，他们往往问得很多。在实验教学时，学生通常有机会自己准备设备和材料，并独立进行实验。教师还要求他们撰写实验报告并向全班同学汇报。显然，美国的学生在学习上比我国的学生更加主动，更为独立，更具有创造性。
5．理论与实践孰轻孰重
我国曾有访美学者说：“理论与实践相结合是中美两国学校里的重要问题。”然而，焦点是不同的。在我国的科学课堂上，过分强调理论的学习，演示与实验活动却常常被忽视。正如我国一位学者所说：“中国科学教师只要能够用语言把问题解释清楚，他们就不会去动手，而美国学校则更加强调实践。”就对待实验和动手操作的目的而言，中美两国中小学的差异也是十分明显的。一位访美学者作了如下的比较：“在中国，动手操作实践是为了证明课本上的理论和结果。学生只需用相同的方法和仪器，做相同的实验，并期望得出相同的结果。然而，在美国，动手操作活动的目的是发现课本上以及课本外的理论和结果。因此，学生受到鼓励进行不同的实验，用不同的方法和材料，并得出不同的解决问题的方案和结论。”美国的科学教师注重动手操作，只要能够通过动手操作阐明的理论，教师就不会用语言去解说。美国中小学科学教学的演示和实验活动有3个特点：①所用的设备和材料并不奢侈、昂贵，大多是一些简单而又便宜的；许多仪器是教师自己利用日常家庭用品制作的。②由于动手操作与日常生活情境相联系，既生动活泼又切合实际。③大量使用计算机。
一位访美学者这样描述了他所观摩的一堂高中化学课：“在学习新课时，教师并不像中国教师那样先讲授，而是把学生分成小组，带领他们进行实验活动。学生自己把观察到的现象记录下来，并作出分析。做完实验后，学生再阅读教科书，查阅有关的参考资料。他们各自得出自己的初步结论，然后与小组的其他同学分享彼此的实验结果。最后，教师花一点时间总结实验并提出理论。这样，学生的独立思考和解决问题的能力就得到了培养。”另一位访美学者对生物实验课作了如下的比较：“中国的生物实验课总是在教师讲课之后进行。首先，教师详细地向学生解释实验的目的、要求、方法和设备。然后，学生像照着烹饪书做菜一样做实验。他们不知道实验的所以然。而在美国的生物教学中，实验经常是在教师讲课之前进行的。在实验手册上，投有关于实验的详细解释，而是一系列问题。教师促使学生理解这些问题，然后，学生自己独立地做实验。他们必须积极地思考、阅读、设计、观察、记录，并得出结论。显然，这种方法能够有效地培养学生的实际能力。”比较中美两国中小学的科学实验课，访美学者发现，“中国学生的动手操作活动是试验性的，而美国学生的动手操作活动是探索性的。”这值得我们深思。
6．评价方式
由于我国传统教育观念的影响及考试制度的束缚，教师和学校对学生的评价强调的是常模参照评价(全班按分数排队，比较强弱胜负)。这种竞争性的评价是有局限性的。它把是否“成功”作为衡量学生优劣的惟一标准，脱离了大多数学生的实际。这种评价方式，只有少数学生能得到好名次，并取得分数意义上的“成功”，而大多数学生则注定是学习的失败者。这不利于大多数学生身心的健康发展，结果是学生的家庭作业负担过重，考试的压力过大，致使许多学生精疲力竭，丧失了学习的兴趣。所谓“高分低能”现象主要就是由这种被动、封闭的学习方式和评价方式造成的。而美国对学生科学课程的评价主要看重创新能力。我国有些高才生到美国去读大学或研究生，学习很努力、认真，若老师讲了六个要点，考试时他们决不会改变一个。在我国这样的试卷自然得满分，可在美国一般只能得C等，而有些学生只写了一两个要点就能得A等。我们的学生不理解，老师的回答是值得回味的，“你答的六个要点都是我讲过的，我讲过了你还说它干什么?我讲过的六点，那是我思考的，是已经有的六种可能性或解决问题的六种方法。有的学生虽然只写了一两个要点，但那是他自己想出来的或通过其他资料获得的，有创建性。我讲课的目的，就在于启发大家通过我讲的六个要点形成你们自己的思考，得出你们自己的答案。”
由此可见，多年来，造成我国学生高分低能的根本原因就在于以上的科学教育理念。因此，我国中小学科学教育的观念亟待更新。首先，要更新我国科学课程中的不足：科学课程过分注重学科的逻辑性，忽视了科学、技术和社会的联系；我国科学课程带有精英主义的性质，不利于科学的普及。其次，科学教学应以学生为中心，激发学生学习的主动性和创新精神；加强科研过程和方法的训练，确立探究式的科学教学模式；突出动手操作，加强理论与实践的结合，等等。这都是我国科学教育改革的重点和难点。
