中国大陆、台湾、香港、澳门初中科学课程标准基于《布鲁姆分类法》的修订的比较分析
原文作者 Bing Wei，Yitong Ou
摘要：在中国，大陆、台湾、香港和澳门有着相似但不同的教育制度和课程标准，在科学成就的国际测试中都表现良好。本研究运用修订后的《布鲁姆分类学》，分析和探讨了这四个中国地区的异同。确定了初中科学课程的一些共同特点：概念知识在课程中所占比例最大，而元认知知识仍然处于极端边缘化的地位，认知过程的低层次在课程中所占的比例明显高于高层次。这项研究也发现了一些差异：中国大陆、台湾和澳门强调对事实和概念知识的记忆，而香港则强调理解。除了概念知识外，台湾重视程序性知识，而香港则更注重事实性知识。最后，对中国四个地区及以后的初中科学课程改革提出了一些建议，并为今后世界各国科学课程的比较研究提出了建议。
关键词：布鲁姆的分类学 认知过程 初中科学 科学课程
- 导言
由于不同的文化背景、社会价值观和历史背景，中国大陆、台湾、香港、澳门（以下简称中国四个地区）的科学课程开发、教师教育和科学教学的模式和传统也不尽相同。尽管存在这些差异，中国四个地区的学生在国际学生评估项目（PISA）和国际数学与科学研究（TIMSS）等国际评估中一直表现良好。例如，香港和台湾在TIMSS科学2015（IEA，2016）的第八级成绩中名列前六名，而来自中国大陆、台湾、香港和澳门的学生在比萨2012（Guria，2014）和比萨2015（Guria，2016）中取得了高水平的科学成绩。在这种背景下，最近进行了大量的研究，从教师的指导、学生的学习和官方的科学课程文件等多个角度来发现这一成就的内在原因。以教师教学为例，Lau和Lam（2017）从教学实践的角度分析了2015年PISA中表现最好的10个国家和地区，重点分析了探究式教学实践（包括互动调查和互动应用）与学生科学表现的关系。他们发现，适应性教学、教师指导的教学和互动应用与科学成绩呈正相关，而调查变量和感知反馈与科学成绩呈负相关。Cheng和Wan在2016年从学生学习的角度，通过回顾1987年至2014年的25项实证定量研究，探索了中国学生的科学学习策略、他们对学习科学的态度以及他们的科学认识论观点。他们的调查结果对中国学生不感兴趣、认识论幼稚、死记硬背的刻板印象提出了质疑。此外，科学教育工作者比较了亚洲国家和地区的科学课程文件。Hu在2015年从九个方面比较了香港、新加坡和中国大陆初中的官方科学课程文件，并建议中国大陆应遵循香港和新加坡的课程结构、概念建设、安全意识，提出了进一步完善初中科学课程资源的建议。Lee、Kim和Yoon在2015年在修订后的《布鲁姆分类法》的基础上分析了韩国和新加坡的小学科学课程标准，以描述这些国家的总体特征，并揭示其小学科学课程的复杂性。基于他们的发现，这些研究人员提供了对两个相似但不同的教育体系中科学课程的复杂性的见解，在这两个体系中，学生在国际科学评估中表现良好。
一般来说，官方课程文件往往规定了教育标准，规定了某一学科的目标、目标、内容和评价策略，反映了一个国家或地区的基本规范和要求，对学生的学习、教师的指导产生重要影响，以及教科书编写，特别是在公立学校占主导地位的中国地区（澳门是一个例外，见Wei，2016）。通常情况下，学生的表现与本国相关官方课程文件规定的课程内容和教学目标有关。例如，美国学生在国际科学和数学评估中相对较差的表现，往往被归因于对这些主题的广泛肤浅的认知，而牺牲了对概念的深刻理解（Schmidt等人，2001）。鉴于中国四个地区的学生在上述国际评估中表现良好，有必要从这些国家政府正式发布的预期科学课程中寻求解释。此外，由于这些国际评估主要集中在认知领域，因此有必要研究这些地区科学学习的智力需求。在这一动机的驱动下，本研究基于修正的布鲁姆分类法（Anderson等人，2001），着重分析和比较了这四个地区初中科学课程中知识的分布和认知过程。研究问题如下：
- 中国大陆、台湾、香港、澳门科学课程文献中知识类型分布有何异同？
- 中国大陆、台湾、香港和澳门的科学课程文献中认知过程的分布有何异同？
- 中国大陆、台湾、香港和澳门的科学课程文献中存在着哪些类型的知识类型和认知过程？
这个意义有三个方面。首先，它提供了大中华地区初中科学课程的概貌。其次，辨析了同一语言、同一儒家文化下不同教育体系中科学课程的多样性。第三，对中国及世界其他地区的科学课程改革，特别是科学学习目标的设置提出了建议。
- 中国四个地区初中科学课程的开发
为了应对世界各地的课程改革，包括标准课程改革、社会需求以及学校科学教学和学习中所发现的问题，过去二十年来，中国大陆、台湾、香港和澳门的科学课程改革已经付出了相当大的努力。尤其是初中阶段的科学课程，由于是义务教育后期所有学生的公共科学课程，受到了更多的关注。在中国大陆，教育部于2001年颁布了《基础教育课程改革纲要》（教育部，2001a），提出了一系列提高中小学教育质量的措施和策略。在该文件的指导下，全日制义务科学课程标准（7-9年级）（试行版）于2001年颁布（教育部，2001b），这是中国大陆初中科学课程改革的里程碑（Wei等人，2009）。经过10年的试验，一份新的官方科学课程文件《初中科学必修课程标准》于2011年发布（教育部，2011年）。台湾教育部于1997年启动大规模课程改革，并于1998年发布了包含七个研究领域的九年综合课程指南，其后教育部于2001年发表了一份题为《1-9年级科学与生命技术课程标准》的正式文件（Chang，2005；MOE，2001年）。后一份文件于2008年修订并颁布（教育部，2008年）。香港在1997年回归祖国后，为适应全球化的趋势，适应社会对学生全人发展的需求，探索新的教育政策和课程开发模式（CDC，2001）。课程发展局在全面检讨已设立的科学课程后，对科学教育的目标和内容提出新的构想，更强调享受科学学习、加强有效沟通、发展创造力和培养责任感。这一愿景是由一份新的课程文件提出的，题为《科学教育课程指南》（小学1-中学6）。十五年后，修订的文件标题为“科学教育重点学习领域课程指南（小学一至二年级6）”和“科学教育重点学习领域课程指南：科学（S1-3））由香港特区政府（CDC，2017A，B）颁发。澳门的科学课程发展相对较慢：1999年，中国恢复主权后，澳门历史上第一门官方科学课程《初中物理与自然科学课程（试行）》根据第11/91/M号法律，由教育及青年署课程改革工作小组发布（Wei等，2009）。根据《非高等教育系统法》（第9/2016号法律），教育和青年局于2014年正式发布了《地方教育系统正规教育课程框架》，并将《基本学业成绩要求》作为课程标准（Guo，2016）。2017年，澳门政府颁布了一份名为《初中自然科学基本学术造诣要求》的官方科学课程文件（EYB，2017年）。
三、方法
（一）科学课程文献选编与目标内容
本研究选取中国大陆、台湾、香港、澳门教育行政当局分别公布的五份初中科学课程文件。尽管这五个课程文件的标题和结构各不相同，但都包含课程目标、学习目标、课程内容、教学活动建议和教学评估。为了回答上述三个研究问题，我们只对认知领域的学习目标（如了解声音的产生和传播条件，认识自然界中各种物质的循环和转化）进行了比较和分析，排除情感（如节能环保意识）和心理运动领域（如学习制作简单的临时幻灯片）。对台湾和香港进行了具体考虑：台湾的《科学与生命技术课程标准1-9年级》文件共有八组能力指标，第二组指标《科学与生命技术知识》的详情载于该文件附录二（教育部，2008）。为了确保真实性和避免重复，使用附录二第二组的学习目标来代替主要文件中的学习目标。香港的科学课程由两个文件组成：科学教育重点学习领域课程指南（小学1年级—中学6）和科学教育重点学习领域课程指南（中学1—3）的补充，其中学习目标包括“必需的”和“扩展的”损坏目标（CDC，2017A，B）。
本研究只分析了所需的目标，因为扩展的目标不适用于所有学生。在这项研究中，每个区域的学习目标的数量是：291（中国大陆），282（台湾），308（香港），和150（澳门）。这五份科学课程文件的详细情况见表1。
（二）分析框架
教育目标分类法是对学习目标和标准进行分类的详细框架，它可以追溯到布鲁姆及其同事撰写的一本书《教育目标分类法手册一：认知领域》（Bloom等人，1956年）。在这本书中，教育目标包括六个类别：知识、理解、应用、分析、综合和评价，从简单到复杂，从具体到抽象，强调较低的层次是较高层次的先决条件（Anderson等人，2001；Ari，2011；Bloom等人，1956；Krathwohl，2002年）。世界各地的教育研究人员已经广泛讨论了这种分类法，并将其翻译成22种语言（Krathwohl，2002年）。然而，该分类法出版后，其弱点和实际局限性逐渐显露出来。例如，这种分类法假设认知过程是按简单到复杂行为的单一维度排序的。此外，原始分类法不能正确地应用于所有主题字段（Ari，2011）。为了解决这些局限性，并使分类法适应二十一世纪教育的发展，安德森等人在2001年修订了布鲁姆的原始分类法。这些修订涉及三个方面：术语、结构和重点（Forehand，2010年）。在术语方面，这次修订把名词改为动词。例如，最底层的知识变成记忆，理解和综合分别变成理解和创造。此外，修订修改了六个术语的定义。例如，记忆被定义为从长期记忆中提取相关知识（Anderson，2006；Anderson等人，2001，第66-67页）。从结构上看，修正后的模型由一维变为二维，便于应用和操作。因此，其中一个维度是知识维度，它由四种类型的知识组成：事实知识、概念知识、程序知识和元认知知识（见表2）。另一个维度是认知过程维度，它包括六个层次：记忆、理解、应用、分析、评估和创造（见表3）。根据Forehand（2010），修订后的分类法不仅可用于课程目标分类，还可用于课程规划、教学实施和评估。这些变化克服了原始分类法的局限性。首先，修订产生了一个二维表（Anderson等人，2001年，第28页），使教育者不仅能够认识到认知目标的深度，而且能够理解这些深度与不同类型知识边缘之间的关系。此外，这一框架可适用于更广泛的学科和不同层次的分析，这有助于教师更好地理解教育目标，从而使他们能够组织和实施课程（Anderson等人，2001年）。安德森等人在2001年进一步指出，任何认知目标或目的都可以归类为分类表中的一个或多个细胞（Anderson等人，2001年，第28页）。换句话说，一旦一个目标或目的同时涉及一个知识类型和一个认知过程，它就可以根据其动词或动词短语和名词或名词短语分类到分类表中。就其在中国四个地区的可操作性而言，基于此分类表对初中科学课程的认知目标进行了分析和比较。
表1 科学课程文献选编
|
标题 |
目标部分 |
地区 |
发布年份 |
|
全日制义务科学课程标准（7-9年级） |
内容标准中的认知学习目标 |
中国大陆 |
2011 |
|
1-9年级科学与生命技术课程标准 |
初中阶段认知学习目标中的八项能力指标及科学生活技术知识的详细情况见附录II。 |
台湾 |
2008 |
|
科学教育重点学习区课程指南（小学1-中学6） |
关键阶段3（中学1-3）的认知学习目标 |
香港 |
2017 |
|
科学教育重点学习区课程指南补充科学（中学1-3） |
各单元的认知和必要的学习目标 |
||
|
初中自然科学基础学术素养的要求 |
四个学习领域的认知学习目标 |
澳门 |
2017 |
（三）分析程序
内容分析是本研究采用的分析方法，其目的是在明确的编码规则的基础上，通过将大量的单词压缩成更少的内容类别来发现和描述所考虑的现象(Stemler，2001)。一般来说，内容分析包括六个步骤：统一、抽样、记录或编码、将数据简化为可管理的表示形式、溯因推断上下文现象以及叙述研究问题的答案(Krippendorff， 2004)。
在实践中，Krippendorff在2004年指出它们之间的关系不是线性的，而是包括迭代循环。参照这六个步骤及其相互关系，本研究主要分以下几个步骤进行。首先，选取中国四个地区的初中科学课程文献作为分析的目标文本（详见表1）。每个认知学习目标都被当作一个分析单元。其次，确定了两个编码标准。一个标准是：当一个学习目标包含一个知识维度和两个或两个以上动词时，对要求更高的认知过程进行编码。例如，了解水的三态特征，解释自然界中的水循环现象只涉及一个知识维度
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