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综合理科若干问题探析
综合理科若干问题探析 一、历史回顾 在西方，综合课程理念可以追溯到19世纪七八十年代。当时，儿童中心论者 Parker极力反对传统的学科课程，把它们称为非自然的学习。他认为，学生在日 常生活中的经验应该是学校教学的基础，课程应该贴近实际、培养学生的心智能 力。在同一时期，De Garmo认为学校应教授学科课程以满足学生对知识的需求， 但要加强各门学科的联系。在19世纪末，Herbart也提出课程应该以生活为基础， 他认为分科教学只能使学校课程支离破碎，要改变这种局面就要在学校课程中强 调综合知识的教学。这些早期的关于综合课程的观点曾引起了关于分科课程和综 合课程孰优孰劣的讨论。到了20世纪20年代，随着进步主义教育运动的兴起，传统分科课程因僵硬的教 学模式和死记硬背的教学方法受到责难。在此背景下，课程综合取得了长足的发 展。在这一时期，杜威的追随者，Kilpatrick、Thorndike等人提议任何有意义的 经验，包括智力的、体质的和美学的，都应该作为组织教学内容的中心。后来， 按照Kilpatrick的建议，“课题方法”(projeetmethod)用来把科学与社会问题联系起 来。在后来的几十年间，美、英等西方国家一直在提倡跨学科的综合教学，但从 实际情况来看，学科课程在中学课程，尤其是在中学高年级课程中，仍处于主导 地位。
在20世纪60年代后期，随着理科课程现代化运动的展开，其过分重视理论而忽 视实际应用的做法受到了批评。由此又引起了人们对以学科为基础的课程模式的 不满。在这一背景下，教育界再一次考虑了课程的综合问题。据统计，到1969年， 在美国，已经开发了30种综合课程，其中有些属于理科课程。其中，影响最广的 便是设计于1962年的“科学一过程方法”。这个课程把重点放在科学过程而不是课 程内容上，鼓励学生进行跨学科的探究。据统计，在1972年，美国有65种综合理 科课程，仅仅两年以后的1974年，这个数目上升到122。这个急剧上升的数目在一 定程度上表明综合理科在20世纪70年代前期的发展速度是很快的。可是，随着20 世纪70年代“回到基础”(backtobasics)运动的兴起，综合理科的发展速度又减慢了。
到了20世纪80年代，综合理科又迎来了一次发展的良机。经历了20世纪50年代、 20世纪60年代的理科现代化运动，20世纪70年代的“回到基础”运动，特别是面对 中小学生在数理方面的成绩甚至不如发展中国家的同龄学生的现实，西方理科教 育界开始对科学教育的目的进行理性的反思。这一时期，具有代表性的观点是美国的“项目综合”(projectsynthesis)研究组在1981年提出的关于科学教育4项目的 的建议。他们认为科学教育应该在以下4个方面满足学生的需求，即个人生活、社 会决策、职业需要和学术准备。这就是说，理科课程不但要为那些进一步学习科 学的学生做好学术准备，同时也要考虑多数学生将来作为普通市民对科学的需要。
在课程的选材和组织上，他们强调理科课程应该建立在科学与社会生活相关的主 题而不是学科内容上。由此，综合理科的课程理念得到了进一步张扬。总的说来， 这一时期的综合理科以科学一技术一社会(STs)课程为代表，强调加强科学、技术 和社会之间的联系，促进学生的综合发展。
在20世纪80年代后期和20世纪90年代，上述关于科学教育的理念在美国“2061 计划”和“国家科学教育标准”等课程改革方案中得到了落实。虽然说这些课程改革 方案还不是我们所说的学校课程，但它们的一个显著特点便是强调学科之间的联 系，注重课程的综合性。尽管目前还不能说综合理科在西方国家蓬勃发展，但与 过去的几十年相比，无论在理论研究还是课程开发方面都呈现了新的态势，值得 我们注意。
二、开设综合理科的理论依据 开设综合理科课程的理由可以从不同角度、不同层面来论述。总括起来， 大体有以下三个视角。
(一)哲学视角 自然界本是一个统一的整体，学科的划分是人为的。因此，要整体地认识自然， 必须理解各学科是怎样相互联系的。从这个意义上说，开设综合理科课程是有必 要的。另一方面，由于自然界是统一的，各门学科在本质上也具有一致性。一般 认为，各门科学都具有两种结构，即概念结构(实在内容)和方法结构(探究过程)。
尽管各门学科都有自己的概念体系，但在最基本的层次上，它们是相通的，都要 涉及物质、能量、平衡、运动等概念。各门学科的具体探究过程可能会有所差异， 但基本的方法对所有学科都是适用的。从这个意义上讲，开设综合理科是可能的。
另外，科学发展过程就本质来说是人的过程，包括人的情感和意志、人与人之间 的关系、人与社会的关系等，因此，科学教育不仅要包括自然科学还要涉及人文 和社会科学等。这也是开设综合理科的一个重要依据。
(二)心理学视角对综合理科的理论支持主要来源于学习心理学。加涅、布鲁纳等人的学习理论 都认为综合理科有助于学习迁移。因为在综合理科学习中，学习者更容易认识到 不同学科的概念、原理和策略的相似性，便于他们把习得的科学原理应用到不同 的情景中。例如，学生可以利用生物学原理来分析营养学问题、农业问题和环境 问题等。皮亚杰的理论也为综合课程提供了理论依据。由于多数小学阶段的学生 都处于具体操作的发展阶段，这一阶段的科学教学就要基于具体的物体或对象而 不是抽象的理论。对具体物体或对象的研究当然不能局限于某个单一的学科。另 外，心理学认为学生的学习顺序不同于学科的逻辑顺序，但是，对于不同学科， 学生的心理顺序应该是一样的。因此，把不同学科放在一起学习是可能的。现代 科学教学都强调培养学生解决问题的能力。学科教学给学生的印象往往是科学只 存在于书本上或实验室里，并无问题可言。但是，问题，尤其是实际问题恰恰是 综合理科所关注的。动机和兴趣是心理学的重要课题。如果科学课程内容与实际 的生活无关，学生也就很难形成或维持兴趣。但是，综合理科的选题往往是与学 生的生活实际密切相关的，因此，能够调动学生的学习积极性。
(三)社会学视角 科学技术已经深入到人类社会生活的各个方面。因此，科学已不仅是科学家的 事，普通市民也要了解科学、认识科学。在这种情况下，为每一个学生提供学习 科学的机会便成为当代科学教育的一个共同理念。综合理科作为课程的一种形式 在科学大众化方面比传统的学科课程更贴近学生的需要，更能吸引学生的兴趣。
科学是社会发展的重要力量，科学技术是重要的社会生产力，对经济发展起着不 可替代的作用。但也不可否认，科学技术的应用也具有两面性，在给社会创造巨 大财富、给人们的生活带来极大方便的同时，如果使用不当，也会给人类带来不 便，甚至灾难。这样，科学与社会的关系问题就不能也不应该逍遥于学校理科课 程之外。综合理科课程能够比学科课程更好地涉及这方面的内容。
三、综合理科的综合方式 这里主要从三个方面考察综合理科课程的综合方式：综合方法、综合范围 和综合层次。
(一)综合方法 应当承认，对知识统一性的认识在一定程度上决定了课程的综合方法。综 观各种综合理科课程，其方法大致有三类。第一类是以所谓的共同概念为课程的组织方式。这些概念一般是各门学科所共 同关注的。例如，美国的“概念导向的小学科学”(COPES)有4个主要概念，它们是：
宇宙的统一性、相互作用和变化、能量的降解、统计学观点。
第二类是用科学过程和科学方法作为课程内容的组织方式。典型的例子是前文 提到的“科学一过程方法”(SAPA)课程。在这个课程中，从幼儿园到小学三年级主 要强调7项“基本过程”：观察、测量、推理、预测、分类、收集数据、记录数据；
从小学4年级到6年级主要强调4项“综合过程”，即解释数据、控制变量、操作性定 义、提出假设。
第三类是以科学与社会问题作为理科课程的综合方法。这种方法在内容上 通常涉及健康、环境、卫生、能源等与人类社会生活息息相关的主题。其中以环 境主题最为常见。
但各门课程对同一问题的关注程度有所不同。以环境问题为例，不同的综 合理科课程可能会在以下三个层次涉及这一问题。
1．对环境问题的描述。目的是让学生理解有关知识，在情感上引起学生 的反应。
2．寻找环境问题的解决方案。要求学生把所学的知识运用到具体情景中， 对某个环境 问题提出具体的解决办法。这一层次在心智技能方面对学生有一定的要求， 强调较高程度的内化作用。
3．采取行动。要求学生采取实际行动来提高环境质量。这一个层次超出 了认知和情感范畴，让学生自己动手解决问题。
(二)课程内容的综合范围 综合理科的范围由小到大大致可分为以下几类：
1．在一种经典自然科学内的综合，例如，在生物学内植物学和动物学的 综合；
2．在两种关系密切的自然科学间综合，例如，在化学和物理之间综合为物质科学；
3．在各门自然科学间的综合；
4．在科学和技术之间的综合；
5．在自然科学和社会科学间的综合；
6．在自然科学和人文、艺术之间的综合。
(三)课程内容的综合层次 课程内容的综合层次是指各门学科在多大程度上得以综合。一般认为，由浅显 到深入有以下几种综合方式，即调和式(coordination)、结合式(combination)和混 合式(amalgama--tion)。调和式指在一个组织或机构(例如一所学校或一个教育行 政机关)的统一调配下，几种相对独立的理科科目同时开设，只是在内容和组织上 注意不同科目间的协调和统一。结合式指在大的主题上体现学科间共同关注的问 题，但在教材的章或单元的层次上仍是学科内容。混合式指学科间的问题或主题 在教材的章或单元的层次上呈现。一般认为，第三种才是真正意义上的综合。
以上讨论的综合理科的综合方式为分析和评价一定的综合理科提供了一个基本 框架。但要说明的是，对于具体的理科课程而言，要回答采用何种方法综合、综 合范围如何、综合到何种程度等问题还需全面考虑学生情况、师资情况和教学条 件等因素。
四、综合理科面临的挑战 多年来，尽管综合理科的理念得到了很多人的支持和赞誉，但一个不争的 事实是任何综合理科，尤其是中学阶段的综合理科在实施方面总是困难重重，备 受挑战。归纳起来，综合理科面临的挑战大体包括以下三个方面。
(一)教师的自信心 从受 (二)教师教育 这是一个同教师自信心相关的问题。如果师范生具有较强的知识基础，并且受到综合理科教学的训练，他们就会对实施综合理科充满信心。但是，遗憾的是， 受到理科教师培养模式的限制，多数师范生只在一门学科领域内接受学科准备。
对要成为小学理科教师的学生来讲，通常他们只会接受一些科学入门知识的学习。
这无论在深度还是在广度方面都是不够的。另外，对于综合理科所强调的一些内 容，如科学的本质、科学与社会的关系等，理科教师在大学阶段没有或很少接触， 他们也就无法满足综合理科课程在这些方面的要求。
在教学方法方面，中小学理科教师面临的共同问题是他们在大学阶段没有经历 过综合方式的教学。在大学里，几乎所有的课程都是按照学科课程的方式教授的。
师范生自己都没有经历过综合式教学，他们面对中小学的综合理科课程只能采取 传统的学科课程教学方法。这也在一定程度上影响了综合理科课程的实施效果。
(三)学校文化 学校文化指学校的传统、惯例、规章制度等。学校文化一旦建立起来，一 般很难改变。
研究表明，有很多因素影响学校文化，包括教师招募方式、教师身份的认定、 学科历史、评价方式、学科间的关系、学科地位、对学生的未来期望等。现时学 校文化的一个显著特征是以学科为导向，以维护学科的地位和利益为己任。推行 和实施综合理科的困难在很大程度上可以从这一文化特点中得到解释。
首先，学校的教学管理和对教师的考评通常是以学科组为单位进行的。在正常 情况下，学科组之间在利益分配和资源享用等方面是稳定和平衡的。可是，综合 理科的实施往往要打破这种稳定与平衡，建立一种新的次序。这当然要遭到各方 面的抵制。其次，如前文所说，中学理科教师通常是在大学的理科院系里接受教 育。在长期的学科学习中，他们形成了对自己学科的忠诚。通常，他们会以“我是 学物理的”或“我是学化学的”来表白自己的身份。综合理科教师的职位可能会使他 们丧失这一身份，因此，他们一般并不情愿去教授“科领地”的综合课程。最后， 传统的考试方法以考查学生掌握学科知识和技能为主要目的。
综合理科课程的实施并不意味着考试方式的变化。由于综合理科课程的教学效 果并不能在这种考试中全面展现出来，所以考试结果往往不能满足社会(例如家 长)的期望。在这种情况下，综合理科课程的推行和实施就变得更加艰难。
五、综合理科的教学效果综合理科的教学效果始终是人们关注的一个问题。众多的关于综合理科教学效 果的实证性研究大致可分为两类，一类是有意识地对综合课程与传统课程(学科课 程)进行比较，另一类是关于综合课程的案例研究，重点在于揭示综合理科对学生 学习影响的具体过程。虽然各项研究在对综合理科教学效果的评价方面并没有一 个统一的标准，但基本上都集中于考查学生掌握学科内容的情况、科学过程的使 用情况(科学探究)以及学生对科学(包括科学课)的兴趣和态度等，即基本上包括了 科学素养的各个方面。
早期的研究有两个结论。其一，学习综合理科的学生比学习分科的学生对科学 更感兴趣，更能关注科学的应用，即在科学的应用和科学态度方面优于传统课程。
其二，在科学概念的掌握方面，综合课程同分科课程没有什么分别。第一个结论 在最近的一些研究中得到了进一步的证实。例如，Clark等人的研究表明综合课程 有助于学生在情感方面的提高：学生学习的积极性增强了、竞争意识降低了、更 易于合作了等。Ross等人的研究集中于一项科学、数学和技术的综合课程对学生 学习的影响。他们的研究结果显示，综合课程有利于提高学生应用知识的能力、 有利于调动学生学习的积极性、有利于提高学生的合作精神。Hargreaves等人的 研究也表明，经过综合课程的学习，学生的问题解决能力、创造能力都有提高， 在合作学习和自主学习方面也有长进。但是，对于第二个结论似乎还有待于进一 步检验。例如，Wicklein等人在美国的4个州分别进行了一个案例研究。这个案例 是关于科学、数学和技术综合课程的教学情况。他们报道，这个课程最成功的一 面是能够调动学生的学习积极性。但是，最不让人满意的一面是一些学生不能很 好地掌握学习内容。在Ritchie等人的案例研究中也有类似的发现，即在综合课程 中一些学生不能很好地掌握科学概念。
笔者认为，综合理科的终极目的是培养学生的科学素养。因此，衡量它的教学 效果也应当从科学素养的角度出发。从上述关于综合理科教学效果的实证研究来 看，尽管在学科概念的掌握方面还不能肯定综合理科优于分科课程或与分科课程 具有同等效果，但在科学素养的其他方面其优势已比较明显。综合考虑，可否得 出这样一个结论，即综合理科比分科课程更有利于培养学生的科学素养。
