科学教育本科专业实践教学的个案研究*

王冬敏

(贵阳学院　化学与材料工程学院，贵州　贵阳　550005)

科学教育本科专业实践教学的个案研究*

王冬敏

(贵阳学院化学与材料工程学院，贵州贵阳550005)

摘要文章以贵阳学院科学教育本科专业为个案，其实践教学由基础实践、教育实践和创新学习3个模块组成，在教学中倡导“做中学”的理念，应用探究式、项目式等教学方式，立足实践教学基地探索校内和校外联合培养人才的教学模式，呈现创新性、综合性、选择性和多维度的特点。科学教育本科专业实践教学在加强“实践取向”理念的研究、多元化培养目标的内在统一、倡导教学方式的多元化和加强实践教学师资培养几方面有待加强。

关键词科学教育本科专业；实践教学；科学素养；技术素养；项目式教学

科学教育本科专业是在2001年我国第八次基础教育课程改革和国际科学教育发展的背景下，高师院校为了适应新时期基础教育课程改革综合性师资的需求而设置的本科专业。科学教育专业综合性、跨学科的特点以及基础教育课程实施现状都给专业建设与发展带来了诸多困难，尤其是作为实现培养目标重要部分的实践教学对于培养学生创新精神和实践能力的效果并不理想[1]83。贵阳学院科学教育本科专业较具代表性，以其实践教学为个案，对其现状、特点及存在的问题进行探讨，将有助于我们对科学教育专业实践教学整体性和系统性的把握，对科学教育专业建设具有重要的参考意义。

一、科学教育本科专业实践教学的探索

经过十余年的实践探索，贵阳学院科学教育专业定位于培养本科层次小学科学课程、高中通用技术课程、中小学综合实践活动课程的教师和科学传播与普及人才，学制四年。在共同修完规定课程后，学生可自选“小学科学”“高中通用技术”“综合实践活动”任一方向完成教育实习、毕业实习、毕业论文设计，最后获得相应方向的教师资格证，毕业授予教育学学士学位。基于这一复合型师资培养目标，贵阳学院科学教育本科专业以创新教育、科学教育、技术教育等理论为基础，以培养学生的科学技术素养，掌握科技教育、传播与普及的基本理论、方法和实践为发展方向，其实践教学具有一定的代表性。科学教育专业实践教学是指学生在教师指导下以实际操作为主，获得感性知识和基本技能、提高综合素养的一系列教学活动的组合，其实践教学是实践教学内容、教学目标、教学方式、教学评价、环境、保障体系等相互联系的几个部分构成的一个整体[2]，具体如下：

(一)实践教学内容及目标

贵阳学院科学教育本科专业课程由通识课程、学科专业课程(学科基础课+专业主干课+专业选修课)、教师教育课程、综合实践教学环节4个模块构成。整个专业课程体系融综合知识传授和综合能力培养于一体，并针对科学教育专业实践性较强的特点，课程设置在保证基础的前提下，加大各个模块中实践类课程所占的比例。该课程体系总学分172.5学分，其中理论教学环节108学分，实践教学环节64.5学分，实践教学占总学时37.4%。实践教学环节或独立于理论课程而设置，或与理论课程交叉开展，贯穿于专业培养的全过程，形成了基础实践、教育实践和创新学习3个实践教学内容模块，如图1所示。

图1　实践教学内容模块

1.基础实践

基础实践是培养学生基础素质和实践能力的教学活动，包括军事理论与实践、体育、外语与计算机技能训练等。

2.教育实践

(1)实验教学。实验教学以与课程内容相应的实验教学为主，从属于理论课程，与理论课程一并考核，包含学科基础课实验、学科专业课实验和综合性实验3个部分。学科基础课实验如大学物理实验、大学化学实验、生命科学实验、环境科学实验等，是培养学生将来从事科学、技术课程教学、科普实践等专业工作所需要的基础学科的基本技能和方法，注重科学实验内容的综合性，培养学生综合科学素养；学科专业课实验(含专业主干与专业选修两部分)如机械技术实验、电子电工技术实验、工程制图、科技传播学等课程，从大科学的理念出发培养学生将来从事高中技术课程、综合实践活动课程等专业工作所需要的科技理论和专业技能，培养学生技术素养；综合性实验如“技术设计与制作及实验”课程是在学科基础课实验和专业课实验之后进行的综合性、创新性的实验教学，此课程开展及评价均以科技作品设计项目为载体，要求学生掌握科技作品的构思、设计、制作及评价原则，对学生进行技术设计的综合训练，培养学生的大设计意识。这也是与国内外以设计和解决问题为核心的技术教育理念相一致的[3]。

(2)教学技能训练。教学技能训练包括一般教学技能、专业教学技能和综合教学技能3个层次。一般技能包括普通话、板书等言语和书写技能训练等；专业教学技能主要是指作为小学科学、高中通用技术、综合实践活动和科技传播4个专业方向所必备的专业技能训练，涵盖教学方法、教材研读、资源开发、教学设计等方面，注重理论学习和实践操作的有机结合。比如教学设计具体包括前期分析、教学目标阐述、教学方法与策略的选择与教学过程设计，旨在促进学生教学设计的规范化与科学性，并在实践中提升与完善教学设计能力，这是教学科学有效开展的基础，而且有助于学生反思性实践能力的提升[4]；综合教学技能训练是让学生模拟教师课堂实践，包括上课、说课、评课等内容，使学生体验教师角色，锻炼综合的教学能力。

(3)教育实习和毕业实习。在实验教学、教学技能训练基础上，让学生深入中小学及科普场馆所，进行独立的教育实习和毕业实习。教育实习主要以教学观摩活动、模拟性教育实践为主，注重培养学生的专业情意。毕业实习要求学生在专业教师、实习学校或基地教师共同指导下，独立开展教学管理和专业调研等工作。在这一系列的教学实践环节中，学生通过感知和体验，经历理论与实践的碰撞，融入教师的角色实践，促进教学能力的自我建构。

(4)课题研究。课题研究主要包括课程论文、项目研究、毕业论文的实践活动，培养学生从事综合科学与技术教学研究、科普研究的初步能力。课程论文是学生科研训练的起始阶段，以创新教育概论、科学教育学等课程为中心，在教师指导下练习学术论文写作基本规范。项目研究是让学生结合课程学习，根据自身兴趣选择项目，在教师指导下申报项目，进行合作研究。毕业论文是学生依据自身选择专业方向进行综合科研训练的最终成果。

3.创新学习

创新学习包括参加竞赛、学术活动、社会实践等，比如邀请优秀的中小学教师或富于经验的研究员到学校上示范课、开展学术讲座；组织学生参与科技创新、科技竞赛活动、校外科普实践、志愿者服务等社会实践活动，把课内与课外结合起来，开拓学生视野，培养学生的创新能力，在活动中形成并发展教育实践智慧。

(二)实践教学方式

贵阳学院科学教育本科专业注重对传统教学模式的变革与创新，倡导新课程“做中学”“学中做”的理念，凸显“探究”特色，在实践中学习，探寻学生在教师指导下主动的、富有个性的实践教学方式。以项目式教学为例，它是技术类课程科技教师基本技能训练、技术设计与制作及实验、自动控制技术及实验、机械技术及实验、电子电工技术及实验的教学中广泛运用的教学方式。如科技教师基本技能训练课程是科学教育专业学生进入大学后受到系统实验方法和科技创新技能训练的开端，是学生增强动手能力、提高科技素养的重要基础。课程依据循序渐进的原则，开展系列设计型实验项目，包括：万花筒的制作、木质仿真模型制作、制作电热笔、制作简易的机器人，等等。这类设计型实验项目鼓励学生自我开发式学习，在教师辅助下，学生结合项目学习具体目标，通过自行设计与制作，包括选择制作工具、设计方法、制作流程，让学生系统实践科技制作知识和技能，交流与评价等内容，为后续开设的课程中相关设计制作环节奠定良好的实验基础。基于项目的教学模式在科学教育专业以设计学习、操作学习为主要特征的实践课程中具有明显的优势并得到了较好的应用。

(三)实践教学环境

为了保证实践教学的顺利实施，科学教育专业努力协调、整合校内实验室资源，同时还建立了一批包含中小学、科普场馆、研究机构的长期、稳定的校外实践教学基地，如表1所示。借助校内外实践教学基地建设，科学教育专业不断探索校内和校外机构联合培养人才的实践教学模式。科学教育专业利用校内综合的实践资源，承担贵州省科技教师培训、科普工作者培训、青少年科技创新大赛等项目的研究实践，利用校外实践教学基地进行教学实训、专业调研、科技创新与科普志愿者服务工作，这些实践教学环境为科学教育专业的实践教学及改革提供了广阔的发展平台。

表1　贵阳学院科学教育专业实践教学场地

二、科学教育本科专业实践教学的特点

根据基础教育课程改革的需求，贵阳学院科学教育专业在实验、实训、实习、研究等教学环节的基础上，形成了课内与课外、校内与校外相结合的由基础实践、教育实践、创新学习3个模块组成的实践教学体系，呈现出如下几个特点：

(一)创新性

贵阳学院科学教育本科专业是培养基础教育课程改革紧缺的综合性专业人才，弥补了贵州省高校培养小学科学、高中通用技术、中小学综合实践活动课程师资及科学传播类专业人才的空白，尤其高中通用技术师资的培养在国内也属比较新的尝试，因此，其实践教学目标、内容设置、组织形式、评价方式都具有一定的创新性。

(二)综合性

从专业特征上看，不同于侧重培养综合性科学师资的其他院校的科学教育专业，贵阳学院的科学教育本科专业培养目标涵盖科学、技术、综合实践活动和科普多个领域，更加多元化的培养目标要求培养的师资必须具备复合的知识结构和综合的能力结构。因此，其实践教学特别强调突破学科领域间的界限，加强科学、技术和工程等各学科领域内部以及各领域之间的优化整合，开设了一系列综合性或跨学科性的实践课程，充分体现了科学教育专业综合性的特点。

(三)选择性

考虑到科学教育专业学生就业与发展的多元化，根据基础教育课程改革需要、学生实际情况和专业办学条件，专业开设了丰富的专业类、教育类选修课程供学生选择。这既为学生提供一个自由发展和选择的空间，有利于培养创新性复合型人才，增强学生的社会适应性，又有利于发挥专业自身的办学特色。

(四)多维度

结合科学教育专业特点，其实践教学广泛涉及科学、技术、艺术、教育、脑科学、文化等课程，形成了宽领域的课程结构。如创新教育概论基于脑科学原理，使学生了解创新人才培养的教育理论，通过“摔不破的鸡蛋”等系列创新教育实验提升学生的创新实践能力。科学与艺术及实验从审美理性和感性两个方面出发，结合科学实例、艺术作品及陶艺、摄像、叶脉贴画、蜡染等实践项目让学生了解科学和艺术，科学美和艺术美，等等。这种多领域的实践课程旨在实现学生科学素养、工程技术素养和人文素养多维的培养目标，为科学教育专业的学生将来从事多领域的教学奠定宽厚的基础。

三、关于科学教育专业实践教学的反思

21世纪初，我国高师院校的科学教育作为一门新兴的教育学科才踏上建设和发展的征程，科学教育本科专业建设没有现成的经验可循。贵阳学院科学教育专业实践教学在实施中也存在很多问题，比如实践教学理论研究不深入，各学科课程设置缺乏有机的融合，综合性实践师资的欠缺，等等。因此，结合国内外科学教育专业的改革，以下几方面有待我们进一步探索。

(一)加强“实践取向”理念的研究

教育学是一门极其复杂的人文科学，它深受民族文化和具体情境的制约。反思过去半个多世纪我国教育学及二十多年来学科教育学的发展历程，试图寻求像自然科学那样普适性的“教育规律”，这种“理论取向”的教育学及学科教育学学科建设方向已经失去了发展的活力，它们应成为科学教育学科建设的前车之鉴。我国科学教育学科建设要吸取教训，由单纯的“理论取向”转向重视“实践取向”，探索以改进科学教育实践为目的、充满生机和活力的发展之路[5]。因此立足当前课程改革实际，加强科学教育专业实践教学的“实践取向”理念的研究将是实践教学价值、目标实现的基础。

(二)多元化培养目标的内在统一

从2001年开始截止2009年12月底，教育部共批准了62所高校开设科学教育本科专业，2012年对仍在招生的40所高校的科学教育本科专业调查显示：培养中小学综合科学师资的占98.3%，中学物理、化学、生物等学科师资的占66.7%，科普人员40.2%，中小学科学教育研究人员38.5%，中小学技术师资18.8%，这一专业培养目标多元化的现状反映了现阶段我国科学教育专业承担着多领域综合师资培养的重任[1]83。目前，国家没有制定出科学教育本科专业规范，专业中各个领域教学内容缺乏相对统一的课程标准，基于不同培养目标的专业知识和技能的深度和广度不明确，这为专业的实践教学带来了极大的困难[6]。因此，探讨制定科学教育本科专业规范，尤其要注重科学教育专业各领域实践课程的内在联系，优化教学内容，实现专业多元化培养目标内在的统一，才能切实推动科学教育本科专业实践教学的健康发展。

(三)倡导教学方式的多元化

结合科学教育本科专业的培养目标和特点，对接基础教育中小学科学、高中通用技术、综合实践活动等课程标准，注重教学方式的多元化。比如，当前世界各国科学课程学习中都需要具有探究与体验的特点，因此科学教育专业也要为学生提供真实的探究活动课程，不仅涉及对科学探究的认识，更为重要的是以实践课程为载体，通过提出问题、猜想结果、制订计划、观察、实验、制作、搜集数据、进行解释、表达与交流等环节的感知与体验，培养探究设计能力[7]。普通高中技术课程以设计项目为载体的教学模式直接面向和指导教学实践，具有很强的实践性和原创性，有助于培养学生创新思维、独立解决问题的能力，在科学教育专业技术领域的实践教学中同样值得我们尝试利用与研究[8]。

(四)加强实践教学师资培养

科学教育专业是跨科学、技术、教育的综合性专业，其师资既要有科学、工程技术类知识结构，又要有先进的师范教育理念，综合性的师资培养一直是影响科学教育专业实践教学顺利实施的重要因素。除了加强自身专业师资队伍建设外，也要努力拓展校内外关系，建设不同类型、不同层次的实践教学基地，实现学校专业教育与行业发展的融合贯通，既可以提升专业的社会服务能力、影响力，也可以借助外部资源，一定程度上缓解专业师资的不足。

参考文献：

[1]林长春，陈文平.科学教育本科专业建设现状的调查研究[J].课程·教材·教法，2012(1)：83.

[2]赖志群，杨志坚.用“大教育实践教学观”构建高师教育实践教学体系[J].江西教育科研，2006(8)：52.

[3]罗玲玲，王峰.从形成技术创造力的向度解读技术素养[J].科学技术哲学研究，2009(5)：58-61.

[4]黄晓，孙丽伟，吴术强.职前科学教育教师专业素养亟待提升[J].教师教育研究，2013(9)：61.

[5]丁邦平.科学教育学科建设三题[J].中国教育学刊，2010(1)：67-68.

[6]林长春.科学教育本科专业建设亟待研究的若干问题[J].高等理科教育，2009，87(5)：13.

[7]李中国.科学课教师培养的问题与对策建议[J].教育研究，2010(3)：66.

[8]陈伟强.普通高中通用技术教学新模式：项目融合教学[J].课程·教材·教法，2013(9)：78.

(责任编辑李世萍)

A Case Study of the Practical Teaching on Science Education Undergraduate Major

WANGDong-min

(School of Chemistry and Material Engineering，Guiyang College，Guiyang，550005，China)

Abstract：The paper takes science education undergraduate major of Guiyang College as a case whose practical teaching has three modules：basic practice，educational practice and innovative learning.With the concept of learning by doing，advocating inquiry and project teaching ways，basing on practice teaching base，the paper explores the teaching model for cultivating talents jointly on campus and off campus.The system is innovative，synthetical，selective，and multi-dimensional.The practical teaching of science education undergraduate major should be strengthened from the following aspects：to strengthen the research on the idea of "Practical Orientation"，internal unification of diverse training goal，and to initiate the diversity of teaching ways，and to strengthen the cultivation of teachers for practical teaching.

Key words：science education undergraduate major；practical teaching；scientific literacy；technological literacy；project teaching

*收稿日期2015-05-28

作者简介王冬敏(1978-)女，内蒙古赤峰人，副教授，博士，主要从事科学教育研究.

中图分类号G642.44

文献标识码A

资助项目贵州省省级高等学校“专业综合改革试点”项目(项目编号：2013466号：附11号)；2014年贵州省高校人文社会科学研究项目(项目编号：14ZC271).