“科学思维”及其层次刍议——基于国际科学教育与教育心理学的视角

科学思维是物理学科核心素养中的关键维度之一,也是科学素养的重要组成成分。如何全面深入理解新版课程标准中提炼出的科学思维是物理教育教学的核心问题。本文在已有早期研究的基础上,结合国际科学教育及教育心理学的相关研究进展,对照新版物理学科课程标准中的界定,结合教学实例,明确并讨论了科学思维的基本方法、推理形式、物理学科特色、批判性与创造性的高阶思维等,指出了物理学科中科学思维的层次性,并结合科学思维在科学探究中的体现提出了相应教学建议。     

科学教育的本质内涵、核心问题与路径方法

科学教育是实现科技创新人才自主培养的主阵地，对科学教育的内涵追问与方法探索是推动新时代科学教育加法落地的重要根基。科学教育研究科学如何成为人的主动学习行为，体现在科学知识内容、过程方法、教学规律和社会互动之中。本文通过对科学教育的内涵、问题和方法的探寻以深度回应新时代科学教育关键议题。科学教育的本质内涵在演化中逐渐丰富，发展至今已形成关涉认知、行为、情感和社会等多重愿景的交互表征。时代性的政策演进与多元化的学科主题诠释了科学教育的发展阶段，素养导向的人才观念和连续贯通的培养理念成为当代科学教育的育人趋势。科学教育的核心问题体现在学生的学和教师的教及其互动的过程中，我国科学教育教与学呈现出一些突出问题，即学生高学业成就的背后表现为低水平思维与情感技能，教师专于学科教学而弱于跨学科和探究式教学，学生擅长双基掌握而缺乏高阶思维培养。因此，我国科学教育研究应当广泛开展基于新兴技术和生理证据的实证与跨学科交叉研究，有效推进概念转变、元认知、科学论证、推理和建模等高阶思维教学实践，深入挖掘科学教育中的教与学规律，以达成科学教育的育人目标。     

暖认知：让学习成为温暖的旅程

江苏省无锡师范学校附属小学长期深耕乐学教育,引入暖认知理论,使乐学课堂建设从经验走向科学,他们以情感浸润型教材、潜能唤醒型教师、效能自觉型学生、认知驱动型环境等要素构建了暖认知教学体系;以先前概念、点燃自我、知识建构、高阶思维、意义建构、自我调控、结构转向、冲突再现,重构了学习过程。各学科老师提炼的暖认知学科教学模型,遵循教学规律,符合暖认知精神,体现学科特质,具有推及一般的重要价值。     

我国科学方法教育思想的迷思与开解

科学方法教育作为体现我国本土特色的科学教育研究领域,一直以来面临着"科学方法无用"的迷惑。通过对历史上"技巧性方法"的回溯与当前"原始方法"内涵的探索,构建新的科学方法分类坐标,在新坐标下解释科学方法 "无用"的原因。未来的科学方法教育应重估技巧性方法的教育价值,重视原始方法教育内容的研究,并坚持教学思维与课程思维的互动。     

强化学校主阵地作用 切实提高科学教育质量

作为育人主阵地，学校是做好科学教育加法的关键环节。需要构建整体性、多样性、选择性的学校科学课程，在探究实践中培养科学高阶思维和问题解决能力，提升科学教师教学能力和学科素养，多元协同保障学校科学教育高质量实施。     

学科核心素养视域下化学模型的再认识

“模型认知”是重要的化学学科核心素养,也是化学学习的思维方式,更是培养学生科学思维能力的工具。课程标准对模型认知的高度关注与模型使用率偏低的不平衡影响“模型认知”素养的落实。剖析模型认知与科学教育的关系,厘清对模型本体的认知,探究化学模型的概念、类型、功能、建构方法等,有助于强化学生对模型的认知和发挥模型在教学中的作用。     

小学科学高阶思维活动的设计、实施与评价

《小学科学高阶思维活动的设计、实施与评价》是上海市教育科学研究项目“小学自然探究式教学中高阶思维活动设计与实践研究”的成果,以布鲁姆、安德森认知领域教育目标分类理论为基础,阐述了在小学科学教学中开展高阶思维活动的价值与教学设计和实施建议、高阶思维活动及其资源的设计路径与操作要点、发展高阶思维策略的时机把握与实施步骤、高阶思维活动评价的设计实施与结果处理等,并辅以大量实用案例及其解析。     

科学推理学习研究转向及其教育意蕴

受科学知识论和学习观演变的影响,科学推理学习研究情境从日常事务转向科学问题,研究焦点从个体内部转向整个学习境脉,科学推理的基本内涵从领域一般性转向领域特殊性,并形成了新的科学推理观。新科学推理观对改进课程、教学和评价具有重要教育价值,它强调自然科学主要使用六种类型的推理,每种类型的推理依赖于一套领域特殊的本体性知识、程序性知识和认识性知识,科学推理在不同分支学科之间存在共性。     

美国《CSTA K—12计算机科学课程标准(2017年修订版)》的解读与启示

普及信息技术教育,是我国国家战略和教育发展改革的重要组成部分,扎根于课堂教学是有效落实的根本。《CSTA K-12计算机科学课程标准(2017年修订版)》基于全纳教育的教育理念、计算机科学的学科本质、面向未来的教育需求和实践可操作的教学标准进行研制和表达,其学科概念结构化体系、普及计算机科学教育、将计算思维作为思维方式和教学目标融于多学科教学中、系统进阶的结构化表述与呈现方式等方面的设计,对我国信息技术学科课程建设、课程标准内容的设计、面向每个学生的课堂教学的推进,提供了有益的参考和借鉴。     

课堂教学情境下学科高阶思维的结构与发展规律——以语文学科为例

高阶思维发展“沉浸”在不同学科课堂教学情境中,呈现出具有学科思维特点和学科活动特征的内在结构与发展规律。文章以语文学科为例,基于思维结构、高阶思维结构等基本理论,结合对学科思维的深入剖析,建立了认知要素与情感要素协同作用、思维过程与思维品质动态发展的学科高阶思维结构模型;进而以模型为理论框架对学科课堂教学视频进行质性分析,挖掘课堂情境中高阶思维活动发生与发展的表现与特征,构建了以复杂问题解决过程为主线、体现思维活动阶段性特征、高阶思维内在要素协同发挥作用、高阶思维外在品质不同程度提升的学科高阶思维发展规律模型。以期为探析学科高阶思维结构与发展规律提供一种思路与方法,为高阶思维发展取向的学科课堂教学设计与实施提供理论依据。     

科学家思维与实践方式培养框架的构建与思考

发展科学核心素养是中小学生科学学习的鹄的,也是国民科学素质的基本内涵。科学核心素养不仅涉及科学知识的掌握,更包括科学思维、科学态度和科学精神的培养,集中体现为能以科学的方式解决真实的问题,而且它们彼此不是独立的,而是融合于真实的科学活动之中,这为科学课程与教学提供了理论与实践依据。科学家的科学活动对于中小学科学学习具有很强的指引作用,其内在一致性是保证学习活动真实性、有效性的关键所在。本文通过系统阐述科学家思维与实践方式的内涵与特质,论证相关要素与维度,使其结构化,赋予科学学习以“真实”属性,提升学生解释科学现象、探索科学规律、解决科学问题的能力,这是中小学科学教育应有的价值取向与归宿。     

核心素养视域下高阶思维的培养现状与建议——以高中信息技术学科为例

高阶思维能力集中体现了知识时代对人才素质提出的新要求,是适应知识时代发展的关键能力.通过对高阶思维的教育现状开展调查,经数据分析找出了高阶思维培养存在的问题:教师的理论认知缺乏、高阶思维的教育能力低下、高阶思维的教育实践缺失.然后经研究得出高中信息技术学科高阶思维的具体内涵、高阶思维的培养意义、信息技术学科高阶思维的教学支架及培养策略,由此可为高阶思维的培养落地奠定基础.     

指向高阶认知能力发展的小学科学教学设计与实施

科学教育要满足学生终身发展和适应社会发展的需要。在科学教学中培养小学生的高阶认知能力,有助于提高我国未来公民科学素质水平和科技创新型人才培养质量。文章将布卢姆教育目标分类学思想应用到小学科学教学的设计与实施中,厘清了小学科学高阶认知能力的概念和认知能力各个层级的内涵、表现形式,结合具体课例,探讨了指向高阶认知能力进行小学科学教学设计与实施的要点。     

美国《科学教育框架》的特点及启示

《科学教育框架》提出了新阶段美国科学教育的发展愿景,反映出美国人才培养方案的新动向,在对科学的理解上,实现从"探究"到"实践"的跨越,在科学教育方面,体现从"科学与技术"到"科学、技术与工程"的整合,在学科教育内容方面,体现从科学"概念"到学科核心思想的提升。推进我国中小学科学教育,应提高中小学科学课程地位、重视中小学科学教育在人才培养系统中的启蒙性和基础性作用;注重中小学科学课程的统整性、综合性与实践性,适应社会发展需求;充分重视科学教育研究及其成果运用。     

发挥科学教育的价值导向功能

无论是人文社会科学还是自然科学属性的学科教育,都具有传递知识与育人的双重功能,都要为实现立德树人根本任务贡献力量。但现实状况下,中小学自然科学学科教学存在重知识、轻育人,或者说不知如何发挥育人功能等现象。这需要教师从根本上厘清对自然科学育人价值的认识,树立起正确的科学教育价值观。在科学教育中要做到求善与求真统一、科学与人文交融,通过深挖课程中的育人元素及价值内涵,强化开展实践教学和科技探索活动,对课堂内容进行整合、拓展和延伸,找到适合本学科特点的教学方式和科学教育的育人路径。     

比较教育学科本体论的前提性建构

学科本体是学科存在和发展的最终根据.比较视野作为比较教育的学科本体,其本质是辩证的思维方式,并具有内在性、相对性、跨越性和开放性的特质.比较视野决定了比较教育的对象、方法论和学科特性.     

大学生爱国主义教育中的理性教育及其强化

基于大学教育的属性和功能以及大学生爱国主义教育的实践需要,大学生爱国主义教育要注重培养青年大学生的理性认知和思维方式;要在大学生爱国主义教育实践中纠正认识偏误,创新教育方法,引导青年大学生掌握爱国主义学说的理论内涵、科学体系以及相应的实践原则和方法论,并将这种理性教育的理念和原则有效地融入到日常的养成教育之中。     

“做思共生”科学教学的本质解析

"做思共生"科学教学是学生动手动脑学科学的一种教学实践形态,其以现代知识论为导向,以思维发展理论、具身认知理论和经验学习理论为基础,体现的价值为身体在场的发现与转向,教学过程的完整与重塑,学科特质的嬗变与彰显。     

数字信息时代高阶思维能力：要素、关系、测评及培养

在学生核心素养培育的总目标下,培养具有高阶思维的学习者是发展方向。高阶思维能力测评对数字信息时代人才的培养具有重要意义。梳理高阶认知成分、高阶思维表现形式、真实情境下的高阶思维概念框架,结合新分类学的三个思维系统、邓巴的科学家创新性认知、茨格勒理论的动态性系统性思想,构建高阶思维能力要素及相互影响关系框架。以选拔试题为例呈现数字信息时代高中阶段学科高阶思维能力测评工具应有的特征及测评功能。运用构建的高阶思维能力要素及相互影响关系框架论述数字信息时代背景下高阶思维能力的教学培养。     

科学本质如何运用到科学教学中

理解科学本质是科学教育的目标之一,全面提高学生科学素养,体现科学本质是科学课程标准所强调的。本文从梳理科学本质的哲学渊源与内涵发展出发,论述了各国科学课程标准中蕴含的科学本质,探讨了科学课堂教学中体现科学本质的若干教学方式。