“做中学”科学教育项目内容标准(草案)研讨会完成了预定的任务

24-26日,在教育部行政学院召开了“做中学”科学教育项目内容标准(草案)研讨会。会议开得比我们事先设想的要顺利得多,收获也比预想的好很多。会议圆满地完成了预定的任务,。
参加会议的有来自不同领域的12 位科学家;来自高校、教育研究所的十几位从事科学教育研究的专家;来自北京、上海、南京、汕头、大连五个试验区的教师和教研员代表;以及教育部、中国科协、中国科学院主管部门的官员。以这种形式召开的教育改革研讨会,据说还是第一次。这么多人关心儿童科学教育,让人感到了希望。
这次会议首先是对“做中学”科学教育实验项目内容标准进行了详细的讨论。这实际上是对五年多来“做中学”项目探索的阶段成果做了总结。会议代表在肯定项目的重要性和成绩的同时,对内容草案如何进一步修改,以及对“做中学”科学教育实验项目如何更好地开展,提出了许多建设性的建议,并明确把“做中学”科学教育实验定位为小学科学教育改革的实验田。
我对会议的成果感到高兴不止是因为“做中学”科学教育实验项目有了一个新的起点,而是看到了一个新的,由科学家、教育工作者、以及管理者共同进行教育改革的合作平台正在形成。我们的教育改革需要这样的平台。
五年多来,我们进行了不能不说是艰苦地探索,目的是希望以这样的示例,说明教育改革是需要科学研究和科学态度的。没有十年磨一剑的精神,不可能有好的结果。会议对至少十年才能见效的提法是赞同的。会议还特别强调了进行有效的教师培训的重要。
我们为会议提供的草案正在按与会者提出的意见做修改,修改后会公布。

附一:草案的引言和目录
目 录

引 言
第一章 领域和主要概念
第二章 物质和物理科学领域内容的概念分解
第三章 生命科学领域内容的概念分解
第四章 地球与环境领域内容的概念分解
第五章 设计与技术领域内容的分解
第六章 探究能力
第七章 社会情绪能力
结束语
主要参考文献

附件目录
1. 探究式科学教育教学指导
2. 关于“做中学”科学教育的评测
3. 示例模块框架说明
4. 示例模块与内容标准的对应表
5. 示例模块1及实践(水果篮)
6. 示例模块2及实践(斜面上的运动)
7. 和部分国外科学教育内容标准的对比
8. IAP评估文件(英文稿)

引 言

自2001年8月,中国教育部和中国科协正式启动了“做中学”科学教育实验项目。在五年多的时间里,各实验区的教研员和教师与我们一起进行了艰巨而认真的探索,这个内容标准的草案就是大家共同努力的成果。
科学课程的内容标准是科学课程的核心内容,它明确了学生应该学习什么,掌握什么和能够进行什么样的探究活动。因此,它不仅是开发教材的依据,而且关系到影响教学质量的各个方面,如: 教育决策者的重视程度;教育管理者对资源和时间的配置;教师的职前、职后培训和考核;学生的学习和评测;家长和社会的关心和支持等,对课堂教学质量和学生的科学素质产生直接的影响。
目前,“做中学”科学教育实验学校不断扩大,不少地方正准备、组织制定内容标准,编写自己的教材。因此,我们认为,将我们研究的内容标准草案提交于众,进行研讨,以集思广益,形成一些十分有益的共识,对当前的“做中学”科学教育推进是很必要的。
这次提交的内容标准草案的初稿是在去年年底完成的。今年4月,在中法专家会议上又进行了初步的讨论。以后,根据这个标准,形成了27个模块的框架。其中14个模块已经完成了教案、教师培训教材和学生记录册的撰写,五个案例已经进行了教师培训,并在北京、上海、南京的一些幼儿园和小学中使用,教师和家长反应较好。因此,我们认为提交内容标准草案进行研讨,已具备了条件。
在提交的内容标准草案的章节中,我们做了如下的安排:在第一章中给出总的要求,包括涉及物质和物理科学、生命科学、地球和环境科学以及设计和技术四个领域的主要概念和具体说明。接下来的第二章到第五章,分别给出上述四个领域所涉及主要概念的详细分解和举例。从我们撰写模块的经验来看,这种概念的分解是十分有用的。第六章是有关探究能力的内容,特别给出了有关的观察和试验内容,以及表达方式的分年级要求。第七章是有关社会情绪能力方面的内容,这是在已有的科学教育内容标准中较少涉及的重要内容,在有的标准中把它列在行为标准里,但也很不具体。我们通过学习科学研究中心对儿童发展的研究,在国际上首先提出在科学教育中进行儿童社会情绪能力的培养,这不仅是我国国情的急迫需要,也是国际研究的新领域,已经得到了国际上科学教育界和儿童情绪研究专家的重视,可以说是这个标准的独特之处。
在不少的标准中都有分年级或是分年级段的内容标准。但是,我们认为目前在我国给出这样的分级标准,时机尚不成熟。主要是因为国家制定的科学教育标准是从小学三年级开始的,导致目前进入“做中学”实验的班级和年龄不能统一。有的从幼儿园开始的,到小学就不一定能衔接;而在小学中,从一年级还是从三年级开始也不统一。因此,不给出明确的年级标准,大家就可以有更多的灵活度来进行摸索。作为弥补,我们在附录中不仅给出了设计的27个模块的框架说明,还给出了各个模块和内容标准的对应关系。这实际上体现了我们对分年级概念分配的意见。
附录中还列出了《探究式科学教育教学指导》一书,和有关讨论评测工作的一些论点等,以便专家们了解更多的背景情况。
制定一个科学教育的内容标准,绝非易事,加上我们水平有限,进行实践的时间也还不够,所以错误和不足处一定不少,恳请专家不吝指正。





附二:关于会议讨论的建议
有关内容标准讨论的问题

内容标准是否应包含所列出的内容?
领域的选择是否恰当和表述准确?
概念的分层分解是否妥当和准确?
这些概念是否是儿童进一步学习的基础?
学生能否掌握这些概念?
探究能力和表达能力的学习内容是否合适?
社会情绪能力的学习内容是否合适?

有关开展“做中学”科学教育实验的问题

1,科学家如何能更好地参与科学教育改革?
2,科学教育课应否成为小学的核心课程?
3,怎样提高教师培训的质量和效率?
4,如何发挥信息技术的作用?
5,教育部、中国科协、科学院如何加强合作?
6,是否参加IAP的国际评估?

我们在2004-2005期间探索和再认识的问题

什么是探究式科学教育?
为什么应该选择5-12岁连续进行?
探究式科学教育的教学指导理论是什么?
在探究式科学教育中教师和学生的作用?
探究式教育中是否需要概念体系?
探究式科学教育应该有什么样的教材,它们是怎样编写的?
怎样在教材编写和课堂上进行发展性评估?

我们尚未研究的问题
例如:
1,社会情绪能力的发展性评测
2,农村科学教育如何进行?什么是适合农村科学教育的教案?
3,少数民族地区的科学教育
4,残疾儿童的科学教育
5,总结性评测



发布于9月29日 11:52 | 评论数(58) 阅读数(11991) | 我的文章

24-16日将召开内容标准研讨会

本来想继续写“气质”,可是近来一直找不到时间。在忙两件事。一是参加了“科学与中国”的院士巡讲团,到昆明和南宁去了。 主要还是因为忙这第二件事,24-26日要在北京召开“做中学”科学教育实验项目内容标准的研讨会,我需要花很多时间和精力准备会议和修改内容标准的草案。 草案是我去年年底写成的,不断在改,这次也只是草案,让大家讨论。会议结束,我将会在网上公布这个内容标准,供大家使用,在使用中批评和修改

发布于9月22日 21:44 | 评论数(30) 阅读数(12795) | 我的文章

脑与教育学习札记(15) -在恐惧情绪神经回路中的杏仁体

Kagen 和Fox对儿童气质的研究中,儿童气质的不同,主要表现在杏仁体对陌生事件的恐惧反应上。位于大脑边缘系统中的杏仁体是大脑中产生恐惧和焦虑最重要的组织。杏仁体常被称为情绪的发动机和计算机。杏仁体在脑中的位置可以参见脑与教育学习札记(8)中的附图。

杏仁体是一个复杂的核群。目前的研究揭示:它至少可以分成13个核《1》,主要的核团有侧核(LA, Lateral nucleus)、基核、副基核、内核和中心核。侧核、基核和副基核接受来自感觉皮层的信息。其中侧核是和丘脑连接重要的界面;而中核和内核接收来自内部核团的信息,是杏仁核连接脑干、副交感神经系统的主要输出界面(图1,这张图是从网上下载的,现在找不到原图出处)。

           

                                                  

                                    

 

现在一般采用三种方法研究行为和脑之间关系:

1,         用动物作为模型来做试验:

2,         观察有脑解剖部位缺失病人的行为;

3,         运用一些新的技术对人脑进行检测。例如用功能核磁成像或正电子脑成象技术,对人脑进行扫描,获得表示当时脑活动区域的图像。也可以使用脑电测量仪、脑磁测量仪等等。

由于脑中对恐惧刺激处理的主要部位是杏仁体,它位于脑中颞叶部位边缘系统中,是人类在进化中保留下来的边缘系统中的主要部分之一,科学家认为,在对恐惧的经典条件反射行为方面,人类和老鼠等动物比较相似。在动物的恐惧条件反射行为和杏仁体的关系,以及脑中杏仁体的工作回路方面,科学家进行过长期深入的研究。这些研究,可以为我们提供在外界刺激下,杏仁体产生反应和处理恐惧信息神经回路工作的情况。

Joseph Ledoux在大鼠身上进行条件反射试验,确定了恐惧的处理回路《2》,我把它翻译和绘制在下面。

 

外部刺激到来时,分两条通路到达杏仁体。一条是直接的快速通道,从刺激源,经过丘脑,直接输入到杏仁体的侧核;另一条是从丘脑经过皮层,再输入杏仁体侧核。这两路信息不仅都输入到杏仁体的侧核,而且在动物实验中还发现,两个通道汇聚到位于侧核中的同一个神经元中。

这种并行的神经通道的存在有以下几个优点

1,                    存在着不经过皮层,而直接输入到杏仁体的通道,可以让杏仁体快速检测到外部环境中存在的威胁,以便作出快速反应。这是动物和人保护生命所需要的。

2,                    可以使杏仁体处于预置状态,以对随之而来的,经皮层处理的信息进行评估和整合。例如说,听到一个很响的吵声,它足够在细胞水平上引起对杏仁体的警告,但是应采取怎么样的动作来对应,还需要听觉皮层来的信息,包括对外来吵声的位置、强度、性质的分析,才能决定如何行动。

3,                    刺激信息先通到杏仁体,通过杏仁体到皮层的直接投射,可以影响认知系统。如将人的注意转到集中于外部威胁上。

经过侧核处理的信息,进一步通过在杏仁体内部的连接,传至基核和副基核,在那儿和输入到杏仁体的其他信息整合,传至杏仁体的输出界面----中心核。从基核和副基核也有投射通路到中心核,所以从侧核到中心核的通路也是多样的、并行的。从实验中测量到,外部条件刺激后不到15毫秒侧核神经元激活;而中心核要在3050毫秒时才激活。这样的时间延迟,说明在杏仁体的输入和输出之间存在重要的信息处理过程。

从中心核的输出投射到脑干等处,引起身体各部分的应激反应,包括动作、交感系统、副交感系统、激素分泌系统和神经递质分泌系统等。如引起我们僵呆、逃跑、血压升高、应激激素可的松浓度上升等。其中下丘脑- 垂体 - 肾上腺的通路,常称HPA轴,对儿童在慢性长期压力下的发育影响很大,以后我们可以专门讨论。同样的情况,不同的儿童杏仁体反应的激烈程度不一样,它引起不同系统,包括HPA轴的反应也不一样。

试验中发现,条件刺激会引起在侧核中类似于长时程增强(LTP)的神经元的效应,和类似于海马中NMDA受体的变化,在丘脑到杏仁体的输入通道上也有突触的变化,这意味着存在情绪的学习过程和情绪记忆。这些研究结果提示,不同的学习过程是大体相同的,只是发生的回路不同。

总之,杏仁体是恐惧回路中基本的部分。杏仁体是脑中产生恐惧情绪,以及具有神经可塑性的情绪学习和恐惧记忆的主要部位。它起两方面的作用:它首先决定直接呈现的刺激是否对生物体有威胁性,如果有较大的威胁,杏仁体必须指挥相应的行为反应,有关的自动反应和内分泌反应,以增加在危险中生存的几率。同时,杏仁体和脑中的感知系统、认知系统都有广泛的联系。杏仁体也可以通过投射到不同的激励系统,间接地影响知觉皮层对信息的处理,这就构成不同儿童的气质倾向主要的生物基础 

人和动物不同,人有意识,所以我们只根据动物试验的结果还不能完全说明问题,需要有来自直接对人的研究结果(待续) 

 

主要参考文献

1,         Mark G Baxter and Elisabeth A Murray, The Amygdala and Reward, Natural Review Neuroscience, July 2002

2,         Joseph Ledoux, Cognitive-Emotional Interactions: Listen to the Brain, Chapter 7 in Cognitive Neuroscience of Emotion, 2002 Oxford University Press 

 

 

 

发布于9月12日 16:45 | 评论数(20) 阅读数(15677) | 脑与教育

和大家商议

我写博客已经一年多了,一直得到许多网友的支持。我写博客开始是让学生把我“逼出来”的,写写倒也觉得很有意思。我表示过多次,我写博客的目的是为了推动“做中学”科学教育实验,和倡导基予脑科学的实证式教育科学研究。我自己认为,这两方面的工作是很重要的,而国内教育界、家长、甚至有些教育决策者对这些方面还不够了解和重视。我对这些方面又有兴趣,因而希望通过博客这个平台和大家交流。

教育涉及的问题很多,与其泛泛而论,不如做点力所能及的事。何况对我来说“夕阳无限好,只是近黄昏”。退出政府工作岗位以后,我就是想做点自己想做的事,作为一个教师和一个科学工作者做点对社会有用的事。我喜欢科学研究工作。上了整整24年的学校,文革十年,加上从政十年,二十年里没有从事真正意义上的科研,而现在也不过是过过瘾而已,人生苦短呀!

 

有些事是剪不断、理还乱的。最近陆续有一些关于“长江学者”的评论发表在我的博客评论栏里,不知是想问责我,还是要我表态?有的人很关心此事,愿意讨论,当然是可以的。但是我不想在我的博客里讨论此事,照理也应该允许。

既然一再提起,我想回答也不难,希望至此为止,请让我按我的意愿,继续写我的科学教育和脑与教育学习札记,写“做中学”。

 

我曾主管过“长江学者计划”。在“长江学者”的评选标准中,关于工作时间规定得很明确。因为是先设岗位,然后聘任,所以要求“长江特聘教授”一年要到岗工作九个月;“长江讲座教授”需要到岗工作三个月左右。应聘者是自己申请的,需要在保证履约书上亲笔签字,接受的学校也要签字保证材料的真实性。教育部在看到这两方面的应允后,才会正式批准申请人成为“长江学者”。我们当时还明确说过:如果真有人不履约,我们将会在网上公布他的材料。我想不会有人为了这点名利而不珍惜自己声誉。我记得,有的“长江学者”主动辞去了校领导的职务,以便集中力量从事科研工作。个别因情况变化,不能如约到岗的,我们也通知他应该主动退出。我自认为还是执行得很认真的,因为当时陈省身先生带过口信给我,嘱咐我要把好事做好,千万不要做成“骗子工程”。这样尖锐的警告,至今还令我难忘。陈先生是我十分尊敬的前辈,他不仅在数学上造诣很深,贡献很大,而且关心国家教育和科研事业、在培养和提携后辈,促进中国数学学科的发展和数学界的团结上,堪称楷模。我在教育部主管科研工作的十年里,得到过他许多指点和帮助,“长江学者计划”就是一例。

我还记得,第一次进行“长江学者”初评时,我们请了六十位院士参加。会议一开始,我先给院士们鞠躬。我说:在座的诸位与我们要评出来的年青学者相比,论贡献,要大;论水平,要高,论困难也可能不小(当时十万元的加薪不是小数目),可是这次请大家来是为国家选“突击队长”。就像一家人,不够富裕时,得先让年轻的先吃饱,让他们可以趁年富力强,有创新激情的时候,冲击国际前沿。

我想绝大多数的“长江学者”没有辜负国家、人民、捐赠人、前辈和工作人员的期望,做出了很好的成绩,其中的不少人是国家目前教学科研战线上的栋梁。更多的不是“长江学者”的高校教师,也在各自的岗位上认真的工作(我刚刚从河北中国农大的试验基地慰问教师回来,教师们的事迹不仅是让我感动,而是让我感到心灵的震撼)。极个别的“长江学者”没能履行应允的工作时间,是谁的责任说清楚,该退就退了,这应该不是复杂的事(如果有关规定没有修改的话)。相信学者和高校都会严守诚信,因为科学精神的核心就是实事求是,追求真理。

 

发布于9月12日 16:40 | 评论数(78) 阅读数(75911) | 我的文章

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