前言
目標一 科學調查
目標二 生命與生命過程
目標三 材料及其性質
目標四 物理過程
英國議會于1988年通過了《教育改革法》,其最重要的內容之一就是為英格蘭和威爾士的所有公立學校規(guī)定了統(tǒng)一的課程設置標準,即“全國學校課程”,從而結束了英國中、小學在課程設置上各自為政的混亂狀態(tài)。在“全國學校課程”中,科學課的地位大為提高,與英語和數學并列為三大核心課程,所有5~16歲的兒童都必須接受法定的科學教育?茖W課的教學內容也與傳統(tǒng)的內容有所不同,除將物理、化學、生物一體化外,還加入了地球科學、天文學、信息技術、微電子學,以及環(huán)境科學、衛(wèi)生教育和經濟學的某些內容。此外,科學課的大綱比以往的科學教程更加強調對重要科學概念的理解與應用,以及對學生科學調查能力的培養(yǎng)。
“全國學校課程”將 5~ 16歲的兒童分為四個教育階段: 5~7歲為第一階段,7~11歲為第二階段,11~14歲為第三階段,14~16歲為第四階段。第一、二階段為小學,第三、四階段為中學。
每門課程的大綱都設有若干個目標,這些目標表明了在每一教育階段的結束對不同能力及成熟程度的學生所期望達到的知識、技能與理解力。1989年公布的科學課大綱有17個目標,但1991年公布的新科學課大綱又對先前的17個目標作了調整與修改,最后定為4個目標。
每個目標又分為10級,每一級規(guī)定了詳細的內容!叭珖鴮W校課程”為每門課程的每一教育階段劃分了相應的級別范圍?茖W課中,第一階段為1~3級,第二階段為2~5級,第三階段為3~7級,第四階段為4~10級。在每一教育階段結束時,絕大多數學生應進入相應范圍,大部分應處于該范圍的中間狀態(tài)。
下面介紹大綱的具體內容。
學生應在智力與實踐方面發(fā)展探索、調查科學世界的能力,并應發(fā)展對科學現象、解釋這些現象的理論的性質以及進行科學調查的過程的理解。這需要通過一系列活動來實現,這些活動應逐步系統(tǒng)化、定量化,其過程既取決于也發(fā)展了學生不斷增長的科學知識與理解力。這些活動還應有助于提高學生計劃與實行調查的各種能力,這包括以下幾個方面:
。╨)提出問題,作出預言與假設的能力。
。2)觀察、測量及操作變量的能力。
。3)解釋結果并評價科學證據的能力。
第一級
能對熟悉的材料和事物進行觀察。
第二級
。1)能提出“什么樣?”、“為什么?”、“假如……會發(fā)生什么?”這一類的問題,給出各種想法和預言。
。2)能作一系列相關的觀察。
。3)能利用觀察結果說明結論,并將觀察結果與預想情況相比較。
第三級
。1)能對某些日常事物(可以進行測試的)提出問題、想法及預言。
。2)能進行密切觀察,并利用一些適當的工具作定量化的測量。
(3)能認識到若他們所作的不是公正測試,則結論就可能是毫無意義的。
。4)能區(qū)分什么是對觀察現象的一般描述,什么是對事物發(fā)生過程與發(fā)生原因的簡單解釋。
第四級
。1)能聯(lián)系已有的知識,對一些能進行調查的事物提出問題、想法及預言。
。2)能選擇并利用適當的儀器測量體積、溫度之類的物理量,實行公正測試。
(3)能將觀察到的一些典型情況和結果與原先的問題、想法及預言進行比較,作出初步結論。
第五級
。╨)能在運用科學理論、科學知識及理解的基礎上提出假設。
。2)能選擇每個變量的范圍,以保證測量能產生有意義的結果。
第六級
。1)能利用科學理論或已有的科學知識和理解來推斷一些連續(xù)變量之間的關系。
。2)對某個事物能考慮哪些因素與之有關,哪些是關鍵變量,對哪些變量要進行控制(或給于注意),并能作比較精細的定性或定量測量。
。3)能利用測量結果作出初步結論,解釋變量之間的關系,并采用某種方式來解釋這些結果。
第七級
。1)能利用科學理論或已有的科學知識及理解推測一組變量的相關性。
(2)能操縱或注意兩個或兩個以上獨立變量的相關效應。
。3)能利用觀察到的現象或實驗結果作出結論,這些結論應能表明這些獨立變量的相關性,并能解釋所獲證據的局限性。
第八級
。1)能利用科學理論或已有的科學知識及理解作出定量推測和調查的總計劃。
。2)會選擇和利用能達到預期精度的儀器設備。
(3)能根據調查工作的每一部分對總結論所作的貢獻對它們給出公正評價。
第九級
。1)能應用某種科學理論作定量推測并組織對有效、可*數據的收集。
。2)能系統(tǒng)地利用一定范圍內的調查技術來判斷所涉及因素間的相關性。
。3)能采用一些復雜的關系形式來分析和解釋所獲得的數據,但這些關系形式又必須是恰如其分的,能表現出對證據的不確定性及結論的試驗性的認識。
第十級
(1)能利用已有的科學知識和對一些定律、理論或模型的理解去發(fā)展某些假說,以尋求對一些已學過的事物行為的解釋。
。2)能收集足夠有效和可*的數據以便對某定律、理論或模型提出批評性評價。
(3)能利用并分析所獲數據,在能對所觀察現象進行解釋的范圍內,對該定律、理論或模型作出評價。
學生應發(fā)展下列知識與理解:
。1)生命過程與生物的組織。
(2)變異、遺傳機制與進化論。
。3)人口及人類對生態(tài)系的影響。
。4)能量流動與生態(tài)系中物質的循環(huán)。
。1)能知道人體和開花植物主要外部器官的名稱。
(2)知道生物品種繁多,其中包括人類。
。1)知道動、植物需要一定的條件賴以生存。
。2)能根據一些明顯的特征對常見的生物作粗略的歸類。
(3)知道不同種類的生物發(fā)現于不同的地方。
(4)知道某些廢棄的材料會自然腐爛,但要經歷不同的時間過程。
。1)知道人類與其他動物所共有的生命過程。
。2)知道人類活動有可能改變環(huán)境,從而影響動、植物的生存。
(3)知道綠色植物需要光來維持生命,保持強壯。
。1)知道人體與開花植物主要器官的名稱和位置。
。2)能利用一些關鍵的、明顯的特征對動、植物作大致分類。
。3)懂得動、植物在某個環(huán)境中能否生存取決于對不充分資源的成功競爭。
。4)理解食物鏈是表示生態(tài)系中喂食關系的一種方式。
。1)知道哺乳動物與開花植物主要器官和器官系統(tǒng)的名稱及大致功能。
。2)了解有關基因遺傳方式的信息。
。3)了解環(huán)境污染如何影響生物的存活。
(4)了解腐爛過程中的關鍵因素。
。1)能將動、植物細胞的結構與其功能相聯(lián)系。
。2)了解生命體在自然環(huán)境中被選擇生存的方式。
。3)知道生命體的變異有遺傳和環(huán)境雙重原因。
。4)理解在食與被食關系中生物數量的變化。
(5)知道在生物圈中某些物質的平衡可以依*它們的循環(huán)來維持。
。1)了解動物的運動、呼吸、生長、繁殖、排泄、吸收和感覺等生命過程。
。2)了解綠色植物的光合作用、呼吸與繁殖等生命過程。
。3)了解優(yōu)育如何改進產出率并產生經濟效益。
。4)知道生物數量的變化與環(huán)境的關系。
。5)理解數字金字塔與生物量金字塔。
。1)能夠描述動、植物與人類胚胎是如何維持內部環(huán)境的。
。2)知道遺傳信息是如何通過細胞分裂在細胞;司傳遞并代代相傳的。
。3)理解顯性與隱性等位基因的單純基因雜交原理。
。4)懂得人類活動對地球的巨大影響與人口量、經濟因素及工業(yè)需求等原因有關。
(5)了解微生物和其他生物在腐爛過程和養(yǎng)料循環(huán)中的作用。
(1)能解釋哺乳動物如何通過神經和激素的控制來協(xié)調身體的活動。
(2)懂得遺傳變異的不同原因。
(3)理解生物的變異、自然選擇和成功繁殖之間的關系,以及這些關系對進化論的意義。
。4)理解與生物圈中某重大變化有關的基本科學原理。
。5)了解生長所需要的物質以及能量在生態(tài)系中的轉換。
(1)了解自動調節(jié)功能與代謝過程如何有助于維持生物的體內環(huán)境。
(2)懂得DNA如何采用基本代碼的方式復制和控制蛋白質的合成。
。3)理解遺傳工程的基本原理、優(yōu)育與無性繁殖,以及由此產生的社會和倫理問題。
(4)懂得食品生產會涉及到生態(tài)系的管理,需要提高能量轉換率,并且這種管理必須具有保護責任。
。1)材料的屬性、分類與結構。
(2)材料性質的解釋。
。3)化學變化。
。4)地球和大氣層。
能描述常見材料的簡單性質。
。1)能按照明顯的特征將材料歸類。
。2)知道對日常材料的加熱與冷卻會使它們熔化或凝固,甚至產生永久性變化。
(l)能將一些常見材料的用途與它們的簡單性質相聯(lián)系。
。2)知道某些材料是天然生成的,而許多材料是由原始材料加工制成的。
。3)理解建筑物和巖石上發(fā)生的一些風化效應。
。1)能根據與材料用途有關的簡單性質將材料歸于固體、液體或氣體。
。2)知道不同來源的材料可以通過化學反應變?yōu)橛杏玫男虏牧稀?/FONT>
。3)知道燃料的燃燒能釋放能量,也產生廢氣。
。4)知道如何用對溫度、雨量、風速和風向的測量來描述天氣。
。5)知道風化、侵蝕和水土流失形成了沉積及各種類型的土壤。
(l)知道如何利用物理過程分離與提純混合物的成分。
。2)能利用指示劑確定水溶液的酸、堿性或中性。
。3)理解生銹和燃燒都屬于氧化反應。
。4)理解某些物理過程中的水循環(huán)。
。1)能利用簡單的化學和物理性質區(qū)分金屬元素與非金屬元素,混合物與化合物。
(2)能以簡單的粒子觀點理解固體、液體與氣體之間的物理區(qū)別。
。3)理解氧化過程(包括燃燒)實質上就是與氧生成氧化物的反應。
。4)在金屬活潑性順序表的基礎上認識金屬性質的變化,并作進一步的推斷。
。5)知道化學反應分為吸熱反應和放熱反應。
(6)知道電解過程中發(fā)生的明顯現象。
(7)懂得不同的氣流帶來不同的氣象,這與氣流所經過的陸地和海洋有關。
(8)懂得火成巖、水成巖和金屬礦石形成的科學過程,以及這些過程所經歷的大約時間。
。1)能將各類材料的性質與它們的日常用途相聯(lián)系。
。2)知道周期表中的每一族元素具有相似性質,這些性質決定于它們的電子結構。
(3)從粒子間距與運動的角度理解相變(包括伴隨的能量變化)、混合及擴散過程。
。4)掌握氣體體積、壓強、溫度之間的關系。
(5)從原子、離子和分子的角度理解元素、化合物、混合物之間的區(qū)別。
。6)懂得影響化學反應速度的因素。
。7)能將化學知識和對化學原理的理解與生產過程和日常現象相聯(lián)系。
(8)懂得某些天氣現象如何來自于能量轉變過程。
。3)從粒子間距與運動的角度理解相變(包括伴隨的能量變化)、混合及擴散過程。
。6)懂得影響化學反應速度的因素。 (7)能將化學知識和對化學原理的理解與生產過程和日,F象相聯(lián)系。
。8)懂得某些天氣現象如何來自于能量轉變過程。
(1)理解元素的性質如何決定于它們的電子結構及周期表中的位置。
。2)理解放射性衰變的實質,半衰期與放射性物質用途之間的關系。
。3)能定量解釋化學方程式。
。4)能利用來自一定渠道的科學信息,從社會、衛(wèi)生、安全及環(huán)境的角度來評價某個大工業(yè)生產。
。5)能運用適當的科學概念解釋產生各種天氣現象的大氣層變化。
。6)能以簡單的方式對地球內部層狀結構的證據給以描述和解釋。
。╨)能利用不同材料的性能數據估計它們的用途。
。2)能從化學鍵被形成和破壞過程中能量轉換的角度來理解化學反應。
(3)能將金屬、陶瓷、玻璃、塑料和纖維的性質與它們結構的簡單模型相聯(lián)系。
。4)能定量解釋電解過程。
。5)了解板塊結構理論,以及它對巖層演變原因的解釋。
。1)電與磁。
。2)能源與能量轉換。
。3)力及其效應。
。4)光與聲。 (5)地球在宇宙中的位置。
。1)知道許多家用設備是用電的,但不正確的使用是危險的。
(2)懂得推與拉可以使物體移動。
(3)知道聲音和光的簡單性質。
。4)能描述太陽在空中的運動情況。
。1)知道磁鐵能吸引某些材料,但不吸引其他材料,磁鐵還能相互排斥。
。2)懂得冷和熱是相對于它們本身體溫的概念。
。3)理解推和拉可以使物體開始、加快、減慢或停止運動。
。4)知道地球、太陽、月亮是相隔一定距離的球體。
(1)知道要使電器工作需要完整的電路。
。2)了解家庭中使用的一些燃料。
。3)理解力可以影響物體的位置、運動情況及形狀。
(4)知道光和聲可以被反射。
。5)知道月亮的外形和太陽的高度作規(guī)則的周期性變化。
。1)能構成含有一定數量元件并用開關進行控制的電路。
。2)懂得物體做功就會涉及能量轉換。
。3)知道幾個力可以作用在同一物體上,并作用于不同方向。
(4)知道光的傳播比聲音快。
。5)能從地球繞太陽運動的角度來解釋白天與夜晚、一天和一年的概念。
(1)知道怎么利用開關、繼電器、可變電阻、傳感器和邏輯電路來解決簡單問題。
。2)理解任何過程中都有能量轉換,并能認識某些設備中的轉換。
(3)理解可再生能源與非可再生能源的區(qū)別,及燃料經濟意識的重要性。
。4)知道作用在物體上的合力的大小與方向會影響物體的運動。
。5)懂得光的反射如何使物體能被看見。
。6)知道聲音由振動物體產生,以波的形式傳播。
。7)能描述太陽系中行星的運動情況。
。╨)理解電流、電壓和電阻間的定量關系。
。2)理解能量守恒定律。
。3)理解太陽是地球至為重要的能源。
。4)理解作用力、作用面積及壓強的關系。
。5)理解速度、距離與時間的關系。
。6)知道聲波的響度與振幅、音調與頻率之間的關系。
。7)知道太陽系是某星系的一部分,而該星系又是一個更大的系統(tǒng)(宇宙)的一部分。
(l)理解電流的磁效應及其在某些常用設備中的應用。
(2)懂得能量如何通過傳導、對流和輻射的方式被傳遞。
(3)運用效率的定義評價各種減少無用能耗的方法。
(4)理解力、距離、功、功率及時間之間的定量關系。
。5)理解力矩定律。
。6)能利用光的波動模式解釋光在平面上的折射。
。7)知道任何質量之間都存在引力,引力大小隨距離增大而減小。
。1)能解釋電路中的電荷流動和能量轉換。
(2)能運用內能變化與溫度變化之間的定量關系。
。3)理解力、質量與加速度的定量關系。
。4)理解速度、頻率與波長的定量關系。
。5)能解釋振動系統(tǒng)的共振現象及其利弊。
。6)能利用太陽系或其他星系的數據推測宇宙中其他星球的情況。
(l)掌握電量、電流強度、電壓、電阻及電功率的定量關系。
(2)能利用定量的間接資料評價各種能源的經濟、環(huán)境及社會效益。
。3)掌握質量、重量、勢能、動能和功的定量關系。
。4)能將電磁波譜中主要區(qū)域的物理性質與它們的效應及用途相聯(lián)系。
(5)能將引力理論應用于衛(wèi)星的運動。
(1)理解電磁感應原理。
。2)懂得許多過程中能量會在周圍環(huán)境中耗散,使提高能量轉換效率的可能性減小。
。3)理解動量概念及守恒定律。
(4)能從電磁輻射的實質去理解干涉、衍射與偏振現象。
。5)能將一些流行的關于宇宙起源和未來的學說與天文學上的證據相聯(lián)系。
伴隨這四個目標,"全國學校課程"還為科學課制定了學習計劃,給出了每一教育階段詳細的課程內容及進程安排。由于篇幅關系,本文不能作詳細介紹。但學習計劃自始至終強調了一個總原則:交流、應用、調查、運用科技知識與思想對一定條件下的情況作出判斷,以及對科學思想的性質與歷史的了解,是學習科學的基本要素。
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