以下文章来源于百研工坊 ，作者东南大学科学教育

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【关键字】科学教育；教育变革；学前教育；教育变革

1. 引言

科学教育正处于改革之中，给儿童教育工作者提供了一个机会去积极主动地将科学教学纳入学前教育，以推动科学教育改革的，同时保持儿童教育的优势。

对未来的学前科学教育的愿景规划可以通过回答几个问题来实现：为什么儿童科学很重要？在早期学习科学有什么重要（例如，内容、技能、实践、思维习惯等）？作为教育工作者，我们如何向儿童传授这些元素？本文通过强调当前对科学和儿童教育最佳实践的研究，提出了这些问题的答案。这里提出的论点是，为了最好地支持儿童，PreK科学教育必须采用儿童教育（即身体、社会情感和认知发展）的整体方法，同时采取最近改革中提出的更丰富的科学学科实践。这两门学科的融合优势在于承认儿童是有能力的科学学习者，重视学习的社会文化方面，将学生以前的经验结合起来，并注重基于地点的体验与自然现象。

2. 今天的学前科学教育

2.1 教学与关怀

教学和关怀是交织在一起的，这对年轻的学习者至关重要。如果我们的目标是培养一个有能力、有参与感的公民，身体和情感是不容忽视的。换句话说，儿童教育的方法重视认知发展以及身体和社会情感领域的发展。在满足这个年龄的儿童的多重需求，PreK科学教育与全儿童方法一致，即支持科学知识发展（即认知发展），同时支持其与学习科学的动机、科学家身份等相关的非认知发展。

2.2 科学教育与儿童发展观

与欧洲经委会的全儿童发展观相反，科学教育历来强调与科学内容有关的个体认知发展。这种观点说明了解科学和成为科学家是植根于理性思维上的，忽视了科学学习的非认知方面。然而，近年来，科学教育已从认识转向个人维度、社会互动和科学学习背景价值和影响。K-12科学教育框架概述了基于改革的科学，其中包括参与科学实践、学科核心思想和交叉概念。整合这三个维度的基本哲学思维是将学习者从对“了解科学”转变为对“弄清楚科学”。虽然许多人称赞K-12《框架》超越了科学的认知观，但依旧存在不足。这些批评者认为，科学教育应该更加包容与文化和权力相关的非认知学习方面，例如实践社区、动机，同时承认学习的社会文化观点。而PreK 教育具有典型的整体学习视角和解决科学学习的这些非认知方面的特点，很好地弥补了K-12《框架》的不足。

2.3 PreK早期学习标准

近年来，儿童教育和科学教育这两种教育方法已经走到了一起，因为大多数州现在都有PreK早期学习标准，其中就包括科学，而“早期学习成果框架”有一部分包括侧重于“科学推理”的目标。然而，这些标准与K-12科学教育框架和下一代科学标准中概述的方法不一致。PreK 标准主要强调孤立的过程技能和内容，而不是三维的方法。尽管缺乏协调，但科学教育文件描述的关于科学教学的方法是符合儿童发展的。

此外，虽然科学被纳入标准，但实际上，学龄前儿童在科学上花费的时间通常比任何其他学科都少。这种时间的缺乏可能是由于教师对科学内容和教育学的知识有限，教师自我效能低下或由于强调早期的语言和识字教学。年幼的孩子错过了有意义的科学教育，就剥夺了儿童了解世界的权利。这种缺乏科学学习的机会导致从儿童园开始形成科学知识差距。

3. 未来愿景

如前所述，PreK 科学有机会让儿童接受更好的学前教育和科学教育，为科学更频繁、更有意义地融入学前课堂铺平道路。本节从儿童和科学教育领域的文献中，探讨了儿童科学的目标（即为什么、什么和如何），以及如何改进早期科学教学，以推进这些目标。

3.1 为什么学前科学？

年幼的孩子有权了解他们的世界

许多学者在早期就主张科学学习和教学，因为儿童是天生的科学家，他们天生的好奇心应该被利用来进行科学教育早年学习科学和工程实践可以培养孩子们探索周围世界的好奇心和享受，并为K-12环境中科学学习的进展和一生的发展奠定基础（国家科学教师协会，2014年）。除了孩子们的天生的好奇心外，人们越来越普遍地认为年幼的孩子有能力学习科学。儿童能够参与科学和支持他们的科学学习将对未来有积极的好处，儿童也有权正式体验和理解他们周围的世界现在。科学学习现在不仅支持他们在科学领域的发展，而且支持其他发展领域的发展。我们需要强调科学学习，不仅针对特定的发展领域，而且因为他们有权了解自己的世界带来的快乐和满足感，以及科学为生活中的运作所掌握的有用信息，这种学习不仅对儿童年轻时的科学意义，而且对他们未来的科学学习也具有重要意义。

3.2 学前科学应该包括什么？

内容知识、科学实践和非认知发展的教学

承认科学学习是儿童的基本权利，对我们教给儿童的东西有影响。在这个关于儿童应该学习与科学有关的更广泛的思想中，有三类值得进一步讨论：内容知识、利用这些知识的技能或实践的发展以及非认知发展。

3.2.1 内容知识

学前科学内容应该关注哪些内容？NGSS和其他改革文件其中有一个层面是学科核心思想（DCIs），概述了儿童应该知道的内容。DCI 分为物理科学、生命科学、地球和空间科学以及工程、技术和科学应用。大多数州现在有PreK州学习标准，其中包括与科学内容知识相关的标准，Greenfield 及其同事审查了美国各州的早期学习标准，发现主要涉及三个科学内容领域：生命科学（42%）、地球/空间科学（24%）和物理/能源科学（31%）。这就是说，科学和儿童教育都认识到内容知识与科学学习的重要性。

虽然有适合儿童期的内容知识，但重点不应放在特定的知识的标准上，而应放在与儿童社会文化和环境世界相关的内容知识上，以便儿童可以直接体验和调查这些知识。此外，该内容应有助于鼓励知识的深度，而不是广度，以便为儿童提供科学实践的基础，同时培养对未来科学学习的更大兴趣。因此，我们不应试图为学龄前儿童创建一份知识清单，而应确定一系列适当的内容。为此，我们应联系儿童的感官，建立广泛的认知和非认知基础，与未来的科学学习联系起来。换而言之，儿童科学学习的内容并不是确定内容领域的具体知识，而是广泛的陈述性内容。

3.2.2 科学实践

科学实践整合了“做”科学所需的知识和技能。在 PreK 科学中强调实践而不是过程技能，因为实践与知识有关，并不是所有过程技能都是处于同等重要的地位的。首先，我们探索与知识相关的实践。例如，以预测的过程技能为例。预测可能植根于先前的知识或经验，不仅仅只有猜测。例如，儿童可以猜到物体在放入水中时会下沉。相比之下，从证据中进行论证的科学实践要求儿童做出预测，但需要根据先前的知识和经验。在这种情况下，孩子可能会解释，“我想它会下沉，因为它很重”。这就是说，科学实践允许儿童利用先前的知识与自然现象接触，以进一步产生新的世界感官，而不是发展孤立的技能。知识的运用也帮助孩子们参与科学和科学思维的话语和语言。此外，并非所有专业科学家（例如地质学家）都使用依赖性和独立变量进行传统的“实验”，而是设计其他方法来回答问题或检验假设。

总之，实践的使用要求学生“真正参与科学创造和评价科学知识的社区工作”。这种观念将知识的使用定位于让儿童在有意义的环境中的做法，有助于孩子们理解科学，而不仅仅是重复事实。

3.2.3 非认知发展

内容与科学实践的融合已成为K-12科学教育的主流，并开始反映在早期科学教育中。为了实施适合发展的整体方法，非认知方面也必须包括在内，以便年轻的学习者能够有效和愉快地了解世界。这种非认知发展包括社会情感发展，如同伴互动和个人认同，以及儿童作为学习者的发展，如思维习惯、元认知和动机。

“学习方法”包括诸如“好奇心、坚持心、规划和参与集体学习”等结构，这些构造对PreK科学非常重要。例如，埃沙赫和弗里德（2005年）就论证了性格和感情在科学学习中的重要性。其他学者认为个人身份的发展，自我调节，动机，和好奇心都是成功的科学学习的必要组成部分。换句话说，孩子们需要把自己看成科学家，同时也需要有动力和好奇心去建立或改变他们目前对科学思想的思考。

3.3 如何让儿童参与科学学习？

儿童当地环境中现象的经验

既然我们已经讨论了未来学前科学教育的原因和内容，剩下的问题就集中在我们如何以更有意义的方式有效地支持儿童的科学学习。简言之，我们应该为年幼的孩子提供频繁的、以游戏为基础的体验，让他们体验到他们日常生活中的一部分。这种方法符合NSTA（2014年）关于儿童科学教育的立场声明，该声明主张以调查为基础的开放式经验，整合内容和实践。NSTA的声明还宣布，教师应该“每天为儿童提供大量机会，通过有意设计一个丰富、积极和安全的探索和发现环境来支持儿童科学调查和学习”。

科学必须走在儿童教育的前沿，而不是课程的“附属”。如前所述，在学龄前课堂上，很少花时间在科学上。然而，孩子们对周围世界的感悟发生在他们一天中的每一刻。教师可以通过帮助孩子们将这些知识与他们自己的思想以及规范的科学知识联系起来来支持感官的制作。尽管这样做需要经常进行有意义的科学学习，但这种日常科学机会的规划可以通过正式活动或非正式活动进行，如提供材料或偶然活动（例如，在游戏区日志下发现昆虫）。

儿童科学知识是通过与同龄人和教师的互动来构建的。因此，教育工作者必须提供一个激励环境，培养儿童作为科学家的身份，并支持儿童机构作为学习社区的贡献成员。此外，提供一个积极、安全的环境，承认所有发展领域，包括社会情感领域，是科学学习所必需的。

总之，通过实施频繁的、以游戏为基础的体验，以及儿童日常生活中，结合儿童和科学教育的优势以支持儿童的科学学习。

4. 实施愿景

科学教育改革正在K-12环境中进行，这为学前科学教育创造了一个机会。今后，我们必须在儿童科学教育的原因、内容和方式上作出有意和适当的选择。儿童不仅能够学习科学，而且有权通过科学学习来了解自己的世界。今后，儿童科学教育应体现学习的社会文化价值，整合学生以往的经验，支持有意义的基于语境的学习。

当然，实施PreK科学存在许多障碍，包括和强调识字发展与科学教育的关系。对一些人来说，提出新的科学方法可能更具挑战性，因为这是实践上的一个重大转变。因此，教师教育必须提供具体的教学方法，以反映学前科学的愿景。

我们如何开展学前科学教育，对于儿童的发展而言非常重要，儿童有权与他人一起了解周围的世界。因此，我们有责任为他们提供参与这项权利的机会。这意味着今后相关学者、教师要对科学教育的原因、内容和方式做出有意的选择。

（来源：“百研工坊”微信公众号，编译：冯琴 东南大学脑与学习科学系，研究生导师：姜飞月 柏毅，作者：Rachel A. Larimore）

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原标题：《学前科学教育：未来的愿景》