（课程与教学论专业论文）中学理科综合实验理论与实践课程教材建设.pdf

上海师范大学硕十学位论文中文摘要 论文题目：中学理科综合实验理论与实践课程教材建设 学科专业：课程与教学论 学位申请人：侯国萍 指导教师：胡兴昌 摘要 为了顺应基础教育阶段课程改革，承担师资培养任务的师范院校自2 0 0 1 年开始设立科 学教育专业。自2 0 0 1 年成立至今，短短十年的时间，全国已有8 0 余所高等院校开设了这个 专业。目前，已成立了2 0 余所院校为委员单位的全国科学教育专业建设协作工作委员会。 2 0 0 9 年，具有确立科学教育研究新起点意义的中国教育学会科学教育分会成立。这些都有 利地推动着科学教育的发展，在科学教育专业建设的一系列问题上取得了一定的成绩。但作 为一个新兴专业，由于缺乏对科学教育专业课程设置的统一规定，该专业综合课程开设情况 不尽人意。本研究结合上海师范大学开设理科综合实验理论与实践课程的经验，在该课 程现有自编讲义的基础上，展开教材建设研究，以达到完善科学教育专业课程设置，促进科 学教育专业人才培养的目的。 本文在研究方法上，首先，采用文献综述法对国内外有关本研究的科学教育专业综合实 验建发等文献及国家教育教学改革政策等相关文献进行整理加工，为本研究提供理论基础与 政策依据。然后，针对我校毕业生进行回访调查，了解我校科学教育专业中学理科综合实 验理论与实践课程开设的现状；再次，使用访谈法和自编问卷调查法，了解科学教育专业 人才培养的要求及综合实验教材的市场需求。基于调查结果分析得出，中学理科综合实验 理论与实践现行讲义内容存在偏旧、偏难、对仪器设备要求过高等问题；全国科学教育专 业综合实验课程开设的情况很不理想，主要原因是没有相关教材和师资力量匮乏。最后，研 究者根据调查结果，在上海师范大学科学教育专业现有讲义的基础上展开教材建设工作，删 除重复、陈旧与繁琐的内容，吸收中学课本中的经典实验，调整教材内容的编排结构，体现 科学教育专业特色，设计符合科学教育专业人才培养的综合实验教材。最后，对本次教材建 设一l ：作反思，如教材的内容设计与教材建设后的推广实践问题，并结合本次课题研究的经验 对教材使用提出可行性建议。 关键词：科学教育实验课程教材建设 1 中文摘要 上海师范大学硕士学位论文 2 a b s t r a c t i no r d e rt oc o m p l yw i t ht h ec u r r i c u l u mr e f o r m a t i o no ft h eb a s i ce d u c a t i o n s t a g e ，n o r m a lc o l l e g e sa n ds c h o o l sw h i c hu n d e r t a k et h em i s s i o no fc u l t i v a t i n g p r o f e s s i o n a l sq u a l i f i e dt or e q u i r e m e n ts t a r tt oe s t a b l i s hs c i e n t i f i ce d u c a t i o ns i n c e 2 0 01 f o rn e a r l yad e c a d e ，m o r et h a n8 0c o l l e g e sa n du n i v e r s i t i e sh a v ee s t a b l i s h e d s c i e n c ee d u c a t i o ns p e c i a l t y n a t i o n a lj o i n tc o n f e r e n c eo fs c i e n c ee d u c a t i o n s p e c i a l t yc o n s t r u c t i o nf o r m e db ym o r et h a n2 0r e h t e du n i v e r s i t i e s a l s o ，n a t i o n a l a s s o c i a t i o nf o rs c i e n c ee d u c a t i o n ，t h ec h i n e s es o c i e t yo fe d u c a t i o n ( n a s e ) w a s e s t a b l i s h e di n2 0 0 9f o rb e t t e rd e w ，b p m e n to ft h i se m e r g i n gp e d a g o g i c a ls p e c i a l t y s o m es u c c e s sh a v eb e e nb r o u g h lb u ti ng e n e r a l , s c i e n c ee d u c a t i o nm a j o ra sa n e w b o r n ，l a c k i n gu n i f i e dr e g u h t i o n so nt h ec u r r i c u l u mo fs c i e n t i f i ce d u c a t i o n ， t h ee s t a b l i s h m e n to fc o m p r e h e n s i v ec u r r i c u l u ma r em u c hl e s st h a ns a t i s f a c t o r y t h i sr e s e a r c hc o m b i n e sw i t ht e a c h i n ge x p e r i e n c e so f w h i c hs e t t i n gu p b ys h a n g h a i n o r m a lu n i v e r s i t y b a s e do nt h ec u r r e n th a n d o u tb yi n s t r u c t o ro ft h i s c u r r i c u l u m ，t h i sp a p e ro p e n si t sr e s e a r c ho nt h ee s t a b l i s h m e n to ft h et e a c h i n g m a t e r i a l s ，s oa st oc o m p l e t et h ec u r r i c u l u ms e to fs c i e n t i f i ce d u c a t i o n ，m e a n w h i l e ， p r o m o t et h e c u l t u r eo fp r o f e s s i o n a lp e r s o n n e lo ns c i e n t i f i ce d u c a t i o n f r o mt h ea i ma b o v e ，t h i sa r t i c l ef i r s tu s el i t e r a t u r ea n a l y s i s ，s u m m a r ya n ds o o nt o a n a l y z et h e r e l a t e ds c i e n c ee d u c a t i o ns p e c i a l i z e dc o m p r e h e n s i v e e x p e r i m e n tb u i l d i n gt h e o r y a n de d u c a t i o n a lr e f o r mp o l i c y , a i mt o p r o v i d e p r o f o u n dt h e o r e t i c a lb a s i st h e o r ya n dp o l i c yw a r r a n t y t h e n ，v i s i ts u r v e yt h e g r a d u a t e s o fo u rs c h o o lt ou n d e r s t a n dt h ec u r r e n ts i t u a t i o no f a tl a s t ，u s i n gi n t e r v i e wa n dq u e s t i o n n a i r es u r v e ym e t h o d , u n d e r s t a n d s c i e n c ee d u c a t i o nr e q u i r e m e n to fp r o f e s s i o n a lt r a i n i n ga n dc o m p r e h e n s i v e e x p e r i m e n tt e x t b o o km a r k e td e m a n d b a s e do nt h ei n v e s t i g a t i o nr e s u l t , w e a n a l y s i st h e r ei sp a r t i a lt o oo ut o od i f f i c u l t ，t h ee q u i p m e n to nt h et o oh i g h d e m a n dp r o b l e mw i t ht h ec u r r e n tv e r s i o no f s e c o n dn a t i o n a ls c i e n c e e d u c a t i o nc o m p r e h e n s i v ee x p e r i m e n t a lc o u r s e so ft h es i t u a t i o na r en o ti d e a lt h e m a i nr e a s o ni sn o ta s s o c i a t e dw i t ht e a c h i n gm a t e r i a l sa n dt h es h o r t a g eo f q u a l i f i e dt e a c h e r s f i n a l l y , b a s e do nt h es u r v e yr e s u l t s ，w es t a r tt h ec o n s t r u c t i o n o ft h et e a c h i n gm a t e r i a l so fs h a n g h a in o r m a lu n i v e r s i t yo nt h eb a s i so ft h e e x i s t i n gm a t e r i a l s ，d e l e t i n gd u p l i c a t eo l da n dc o m p l i c a t e dc o n t e n t s ，a b s o r p t i o no f c h s s i ce x p e r i m e n t si nm i d d l es c h o o lt e x t b o o k s ，a d j u s t m e n tt e a c h i n gc o n t e n t a r r a n g e m e n ts t r u c t u r e 。w ed e s i g n o ft e a c h i n gm a t e r i a l sw h i c hm e e tt h e r e q u i r e m e n t o fs c i e n c ee d u c a t i o na n dm a k et h en e we m b o d y i n gt h e c h a r a c t e r i s t i c so fs c i e n c ee d u c a t i o n f i n a l l y , r e f l e c t i o n o nt h ep r o b l e m so ft h ec o n s t r u c t i o no ft h et e a c h i n g m a t e r i a l si nt h ew o r k , s u c ha st h et e a c h i n gm a t e r i a lc o n t e n td e s i g na n dt e a c h i n g m a t e r i a lc o n s t r u c t i o nf o re x t e n s i o no fp r a c t i c ep r o b l e m ，a n dp u tf o r w a r dt h e f e a s i b l ep r o p o s a l , c o m b i n e dw i t ht h er e s e a r c he x p e r i e n c eo ft h eu s eo ft e a c h i n g m a t e r i a l s k e yw o r d s ：s c i e n c ee d u c a t i o n ；e x p e r i m e n t a lc o u r s e ；t e a c h i n gm a t e r i a l c o n s t r u c f i o n 4 上海师范人学硕士学位论文 第一章课题研究的背景 第一章课题研究的背景 1 1 科学教育专业概况 当今的科学技术飞速发展，学科与学科之间的界限日益模糊，学科之间相 互影响、交叉、渗透形成的边缘学科和综合性学科越来越多，知识体系和学科体 系的发展对传统的科学教育的模式产生了很大的影响。许多发达国家开始在基础 教育中尝试一种新的教学模式：综合课程。为了顺应这种趋势，2 0 0 1 年6 月教 育部颁发的基础教育课程改革纲要( 试行) 中明确规定了新一轮基础教育课 程结构中，在小学高年级和初中阶段开设科学综合课程，并已启动新课程的 实验工作，在2 0 0 5 年秋季在全国中小学开设科学课程。但是，我国历次公 布的普通高等学校专业目录中没有“科学教育 专业，以往的基础理科教育师资 是以物理、化学、生物、地理等分科形式培养的，缺乏对科学整体性的认识，只 能胜任单科教学工作。科学课程的师资问题成为制约科学课程实施的瓶颈。 为培养中小学科学教育师资，教育部2 0 0 1 年批准成立科学教育专业。从2 0 0 2 年重庆师范大学首次获批成立科学教育专业以来，全国开设科学教育专业的各类 高等师范院校及相关高校达8 0 余所。次年成立了由重庆师范大学等2 1 所院校为 委员单位的全国科学教育专业建设协作工作委员会，专门负责协调全国科学教育 专业学术组织和科学教育专业建设工作。会议针对科学教育专业教学计划、课程 设置及教材建设问题，科学教育专业实验室建设与实验教学的问题、科学教育专 业实习与实践问题、学生就业问题等问题进行了研讨，并取得了一定的成果。n 1 2 0 0 9 年1 1 月，中国教育学会科学教育分会成立大会在江苏南京召开。科学教 育分会是在我国迈入2 1 世纪进行新一轮基础教育课程与教学改革的背景下，为推 动我国科学教育改革及与国际科学教育改革的接轨，在小学科学教育专业委员会 的基础上，由原小学科学教育专业委员会、中学科学课程与教学研究部门和高校 科学教育研究人员组成。乜1 根据人员结构及研究领域，分会目前设立小学、中学 和大学三个工作委员会。各委员会的职责是紧密结合小学、中学、高师科学教育 的重大理论问题、实践问题和热点、难点问题，积极开展研究工作，推动我国科 学教育改革工作顺利进行。会议中，与会专家对我国前期科学教育工作进行总结， 结合现场观摩课指出当前科学课教学实施过程中暴露出的问题：1 教师的主 导作用与学生主体地位的冲突问题；2 正确对待和恰当处理观察实验中获取的数 7 第一章课题研究的背景上海师范大学硕士学位论文 据的问题；3 如何把握使用价格低廉、简单易得的教学材料与先进的教学设备的 问题；4 课程教学中的猜想、假设与预测的关系这些问题既是对我国科学教 育前期工作的总结，也是对我国未来科学教师的培养的深入要求。科学实验教材 建设者在进行教材建设的过程中，不仅要注意知识与技能的培养，还应当贯彻科 学理念，将大科学的理念作为教材建设的指导思想，立足于中学教学需求，从实 验技能、教学技能、科学理念、数据处理能力、实验设计能力多方面提高师 范生的实验教学水平，为他们以后走上教师岗位打下坚实的基础。 1 2 新课程背景下基础教育对科学教师的要求 1 2 1 由管理者向引导者、组织者、促进者身份的转变 新课程强调，教师是学生学习的合作者、引导者和参与者教学过程是师生交 往、共同发展的互动过程。交往意味着人人参与，意味着平等对话，教师将由居 高临下的权威地位转向平等对话中的一员。在新课程中，传统意义上的教师教和 学生学，将不断让位于师生互相学习，彼此形成一个真正的学习共同体，教学过 程不只是忠实地执行课程计划( 方案) 的过程，而是师生共同开发课程、丰富课 程的过程，课程变成一种动态的、发展的教学资源，教学过程真正成为师生富有 个性化的创造过程，师生共同获益的学习过程。 学会生存教育世界的今天和明天一书对未来教师角色作了这样的描述： 现在教师的职责已经越来越少地传递知识，而越来越多地激励思考；教师必须集 中更多的时间和精力从事那些有效果和有创造性的活动，与学生互相了解、影响、 激励、鼓舞。要适应这一转变，教师角色需要至少发生这样一些变化，由管理 者转化为引导者，由决策者转化为组织者，由传递者转化为促进者。课堂教学由 教师绝对领导让位于“教师主导、学生主体”，教学活动更强调学生的自主学习、 参与教学和建构主义学习。传统的教师教、学生学变为师生互相学习 通过研究我们发现，越来越多的中学教师强调科学教师在教学工作中的身份 转换。教师在课堂上所扮演地角色直接影响着教学效果。一个优秀的科学教师能 帮助学生制定适当的学习目标，并确认达到目标的最佳途径；帮助学生形成良好 的学习习惯，掌握学习策略；创设丰富的教学环境，激发学生的学习动机，培养 学生的学习兴趣；为学生提供各种便利，为学生的学习服务；建立一个接纳性的、 8 上海师范大学硕士学位论文第一章课题研究的背景 支持性的、宽容性的课堂气氛；作为学习参与者，与学生分享自己的感情和想法； 和学生一道寻找真理，并且能够承认自己的过失和错误。 1 z 2 由专一型教师到多面手教师的转换 科学课程呼唤综合型教师，这是一个显著的变化。多年来中学课程教学一直 是分科进行，教师的角色明确地禁锢在学科壁垒中，这种单一的知识结构远远不 能适应新课程的需要。现行科学教材包含综合课程和综合实践活动课程，这就要 求未来教师具有多元化的知识结构，除了专业知识，还应涉猎人文、社会科学、 自然科学等相关学科，并在工作中不断学习，及时增加自己的知识储备。 在未来的教育过程中，课程资源的开发利用是保证科学课程实施的基本条 件。目前可利用的课程资源主要有三部分：一校内的，如实验室、图书馆及各类 教学设施；二校外的，包括图书馆、博物馆、科技馆、工厂、农村、科研院校等 广泛的社会资源及丰富的自然资源；三是信息化课程资源，如校内信息技术的开 发利用，校内外的网络资源等。这就要求未来和科学教师能主动地有创造性地利 用一切可利用的资源，为教育服务，并成为学生利用课程资源的引导者，引导学 生走出教科书，走出课堂和学校，充分利用校外的各种资源，在社会大环境里学 习和探索。 通过访谈我们了解到，目前上海的1 0 年教龄以上的科学教师多为生物学科 背景，也有物理、化学学科背景。不同学科背景教师均表示对于非专业背景的知 识有一定的缺陷，这也是影响他们教学工作良好进行的一个重要因素，如对生物 实验现象的科学解释和专业术语的运用、对化学基本操作的规范性要求等都是教 师i i t 在教学过程中运到的较为直接的问题。这些问题虽然可以通过集体备课、传 帮授带等新教师培养方式得以改善，但是对于课堂中的生成性问题，教师仍觉得 自己在其他学科的知识有欠缺。他们指出，对于未来科学教师的培养专注于知识 是不能适应信息时代的要求的，更重要的是对获取知识的能力的培养和科学思维 的形成。 1 3 中学理科综合实验理论与实践课程的性质 2 0 0 1 年7 , n ，国家教育部制定了义务教育科学( 7 - 9 年级) 课程标准( 实验 稿) ，标准在国内外综合科学课程发展的基础上，明确提出“科学课程以提高每 9 第一章课题研究的背景 上海师范大学硕士学位论文 个学生的科学素养为总目标”，分目标主要包括四个方面：科学探究的过程、方 法与能力，科学知识与技能，科学态度、情感与价值观以及科学、技术与社会的 关系。【3 】这正是新时期对教师提出的新挑战。 为了更好地培养基础教育需要的师资力量，上海师范大学科学教育专业开设 中学理科综合实验理论与实践课程。该课程是上海师范大学科学教育专业本 科学生学习的专业基础课，也是专业核心课程之一，它在科学教育专业课程体系 中起着承上起上的作用，既引导学生结合一、二学年的专业基础课知识进行实践 操作，又为学生的后续课程学习、中学实习打下良好基础。 从课程目标来看，本课程通过淡化学科界限，强调学科间的关系，体现了师 范教育既不是学科教育，也不是职业教育，而是要培养具有综合素质的全面发展 的教师的教育。高师课程综合化，体现了教育要培养全面发展的人的教育理念， 符合学习者的心理发展特点和学习需要。从课程内容来看，本课程以中学科学课 程教材的实验知识为研究对象，强调学科之间的科学思想和科学方法的相互渗 透。通过实践，让学生使学生在科学知识、科学方法、科学态度、科学精神等方 面得到全面的教育。本课程强调与其他课程间的联系，强调师范教育与基础教育 的对应关系，以体现师范教育不但要适应基础教育的改革，更要推动和引导基础 教育的发展的特点。本教材综合了初中科学课程的经典实验，同时兼顾高中 教学需要，按难易程度分为基础性实验和拓展性实验，重实验基本操作和实验探 究的科学性；同时，研究者对本课程教材内容与我校科学教育专业其他实验内容 进行比较，去掉重复的实验，整合优化实验内容，考虑基础教育对高等教育人 才培养的需求和学生的差异性，注重与实际生活联系，体现综合学科的特色。从 课程开设模式来看，本课程尊重过渡时期的特点，利用学校现有教学资源，分物 理、化学、生物三部分开设实验课程，三部分互为补充，以基础实验为教学媒介， 以科学探究促进学习，提高实验教学效果。通过对基础实验技能的训练，夯实学 生的学科专业技能，并在学习的过程中学习不同授课教师的教学风格，体验教师 角色的特点，研习实验教学特质，探讨适合上海地区的中学科学实验教学模式。 因此，中学理科综合实验理论与实践课程在科学教育专业实验课程体系中有 着重要地位，该课程的开发和建设对科学教育专业课程体系的建设有重要作用。 上海师范人学硕士学位论文第一章课题研究的背景 1 4 中学综合实验理论与实践课程开设概况 1 4 。1 课程实施的现状 我校白2 0 0 4 年起在科学教育专业开设中学理科综合实验理论与实践课 程，在国内尚属首家。课程实施伊始，我校教师结合上海地区基础教育要求，参 考国内外科学教育的经验，设立课程目标并自编教材。2 0 0 9 年，我院教师结合 已有教学经验，对现有课程进行改革，从教学内容、教学方法、教学手段三方面 对中学理科综合实验理论与实践课程进行改革，旨在建设有学科特色和地域 特色的精品课程。同时，我校教师坚持对科学教育专业的毕业生进行课程满意度 调查，了解该课程的实施情况，为该课程的可持续性发展提供了保障。通过全院 教师的努力，该课程连续三年被评为科学教育专业最受欢迎的课程之一。但是， 地方课程建设是多方作用的集合体自然受到多种因素的影响。中学理科综合实 验理论与实践课程教材还存在一些不足。 1 4 2 课程实施中出现的问题 通过对学生回访，我们了解到科学教育专业的同学普遍认为开设该类课程对 他们的求职和工作有极大的帮助。通过理科综合实验课程的学习，他们的实验技 能、知识水平都得到了检验和进一步巩固。但是，由于科学教育专业是一个新兴 专业，各项课程设置还不规范，开设相关课程的学校较少，也没有相关经验可以 借鉴，我校中学理科综合实验理论与实践课程的开设过程也暴露出不少问题。 第一，现行教材( 讲义) 的课程内容设置与科学教育专业其他基础实验课程 ( 如基础动物学实验) 在实验项目设置上有重叠，课程目标不明确。中学理科 综合实验理论与实践课程的物理、化学、生物三部分实验内容之间存在逻辑上 不衔接，知识难度上不统一的问题。如物理实验较多地涉及到了高中甚至大学的 知识内容，对师范生以后的工作帮助较小。其次，课程设置应考虑与中学教育相 适应，高等教育站得太高，对于师范生以后走向工作岗位也会导致“上去了，下 不来 的尴尬情况。 第二，现行教材( 讲义) 中存在知识内容陈旧j 实验方法繁琐复杂的情况， 对师范生以后的教工作帮助度不大。部分实验对仪器要求较高，不切合中学教学 实际，不能帮助师范生解决实际教学问题。其次，市场流通的综合课程实验教材 1 1 第一章课题研究的背景上海师范大学硕士学位论文 较少，我校进行课程建设的过程也是在探索中前进，必然有脱离基础教育实际的 缺陷，这些都对中学理科综合实验理论与实践的教材有不利的影响，这显然 与科学教育师范生的培养目标是不切合的。 1 5 课题研究的目标和意义 1 s 1 教材建设的目标 自重庆师范大学在全国率先设立科学教育本科专业以来，众多研究者就科学 教育专业的发展问题进行着不断的探讨，关于科学教育专业的课程设置与教材建 设处于蓬勃的发展之中。但是由于我国尚未出台关于科学教育课程设置的规定， 各院校课程设置情况不一，综合实验课程的教材开发还处于空白阶段。此次教材 建设工作，在我校现有课程讲义的基础上加以整理，对基础实验进行优化整合， 删减重叠的实验内容，对不适合中学教学要求的实验进行改进，对陈旧的实验内 容进行更新，建立新的教材，帮助学生建立综合科学的知识结构、拓展实验教学 能力。 本次教材建设研究工作是对我校中学理科综合实验理论与实践课程开设 经验的反思和进一步探索。本次教材建设过程中，研究者注重对学生探究能力的 培养，通过对学习者探究能力的训练，帮助学生理解科学基础和科学本质，掌握 实验基础知识与基本实验技能，同时培养学习者的分析能力和科学的研究态度， 激发学习者的学习热情。通过教材建设，不仅可以完善我校现有自编教材( 讲义) ， 促进教学质量提高，还可以促进科学教育专业实验教师的专业发展，提升实验课 的整体教学水平，提高科学教育专业教学科研实力。 1 5 2 教材建设的意义 科学教育专业是我国在基础教育改革的推动下开设的新专业。由于科学教育 专业，开设时间短，本专业的实验教学尚处于探索阶段，因此编写适合本专业发 展的有利于培养学生各项实验能力的教材十分重要。限于学时，科学教育专业的 学生在每一分科专业上不可能得到与分科专业学生同等程度的训练，本教材以 培养学生实验探究能力、培养良好科学精神和准确规范的实验操作技能为标准， 对初中科学实验进行筛选，并结合师范生培养要求重新编排。实验编排顺序上注 重科学性，实验内容选择上注重时代性，实验方法上注重多元化和有效性。 上海师范人学硕士学位论文第一章课题研究的背景 目前，我国科学教育专业的综合实验课程多为各院校自编教材，教学内容不 统一，教材专业针对性参差不齐，体现不了科学教育专业的专业特色，满足不了 该专业人才培养的要求。本研究课题研究，在吸取我校综合实验课程教学经验的 基础上，建设具有科学教育专业特色的系统性的综合实验教材，促进高校理科综 合实验课程的教材建设，并为其他高校提供选择和参考，促使高校之间的教育资 源交流与共享。 1 6 课题研究方法 1 6 1 文献综述法 每项研究工作都是建立在对以往研究工作的充分了解和整体把握的基础 上，教材建设更强调吸纳多方之长，借鉴类似研究的成果，通过资料信息的整理 加工，撰写适合本课程使用的教材。笔者利用本校图书馆的丰富馆藏资源和快捷、 多元的电子文献检索系统，收集并查阅国内外关于科学教育专业实验教材建设研 究的文献，从中了解国内外在这方面研究的最新进展和趋势，为此次教材建设提 供必要的理论基础和政策依据。 r 1 6 2 调查研究法 为了充分了解上海师范大学科学教育专业中学理科综合实验理论与实践 课程的开设情况，笔者通过网络调查工具调查派，对本专业2 0 0 4 2 0 0 7 级毕业生进行调查，详细了解了本课程的教材使用情况。其次，在参考有关课程 建设和科学教育发展现状的文献的基础上，拟定调查问卷，对2 0 1 1 年1 1 月参加 科学教育年会的教授和研究生进行了有关本专业教材建设方面的调查，了解我国 科学教育专业的综合实验课程开设现状、遇到的问题及解决办法。最后，笔者利 用地势之便，对上海地区部分中学科学教师进行访谈调查，旨在了解基础教育对 师范院校人才培养的相关要求和新教师入职后可持续性发展的需求。 1 6 3 行动研究法 在我校现有讲义的基础上结合调查结果，收集实验文献，针对人教版、牛津 版和上教版初中科学教材涉及到的科学实验进行实验、反思和改进。通过对实验 资料的分类整理和对其他院校教材建设经验的借鉴，形成有专业特色的实验教材 第章课题研究的背景上海师范大学硕士学位论文 文稿。 由于科学教育专业旨在打破传统理科专业界限，构建综合理科课程的大科学 概念。教材建设的过程中，我们考虑传统分科课程的特色，根据知识的相关性和 学科发展的连续性，将物理、化学、生物等学科知识融合为一体，尝试建立符合 我国师范院校科学教育专业现状的综合理科实验教材。 1 4 上海师范大学硕士学位论文第二章理论基础与文献综述 第二章理论基础与文献综述 2 1 本课题相关概念界定 2 1 1 教材 教材是由三个基本要素，即信息、符号、媒介构成，用于向学生传授知识、 技能和思想的材料。教材的定义有广义和狭义之分。广义的教材是凡有利于学习 者增长知识或发展技能的材料，不一定是装订成册或正式出版的书本，包括课堂 上和课堂外教师和学生使用的所有教学材料，比如，课本、练习册、活动册、故 事书、补充练习、辅导资料、自学手册、录音带、录像带、计算机光盘、复印材 料、报刊杂志、广播电视节目、幻灯片、照片、卡片、教学实物等等。而狭义的 教材仅指根据教学内容编写的，学校教学过程中使用的教科书。限于人力、物力 等客观因素，本次教材建设工作所研究的教材采用狭义的教材定义，仅针对中 学理科综合实验理论与实践课程的教科书。 2 1 2 综合课程 长期以来，人们对“什么是科学课程，科学课程是一门什么样的课程”没有 统一的标准。各研究者从不同角度出发对其有不同的定义。 2 1 2 1 从内容来看 综合科学课程是一门综合性的学科，它将化学、物理、生物和地理科学融合 在一起，不再细分为各个学科，同时适当地扩展了科学、技术与社会领域的联系。 人们根据联合国科教文组织1 9 7 2 年提出的“凡是科学概念和原理的陈述显示出 科学思想在根本上的一致，而避免过早地或不适当强调各个学科领域区别的教学 方式，都可以认为是综合理科教学”的观点，认为它是综合理科课程。 2 1 2 2 从表现形态来看 综合课程与分科课程是两种不同的课程组织形式。一般认为，分门别类设置 的课程为“分科课程”，综合科学课程是指打破了传统分科课程的知识领域划分 标准，将物理、化学、生物、地理等多门学科知识按照知识的逻辑顺序构成的一 门学科。事实上，这两种课程的区分是相对的，综合课程经常采用分科的形式设 置，分科课程的内容也存在互相关联、难以分割的特点。 第二章理论基础与文献综述 上海师范大学硕士学位论文 2 1 2 3 从实施的功能和目的看 综合科学课程的设置弥补了分科课程的缺陷，加强了自然科学之间的联系， 让学生在更广阔的领域里学习和理解科学的含义，对科学产生完整的概念，并运 用科学知识解决现实问题的一门学科。 通过对现有教材( 讲义) 的分析，研究者把本课题研究的综合科学课程定位 为以学生的认识规律为基础，从世界是一个相互作用、相互联系的整体观点出发， 提取自然科学学科中的概念、原理、方法的一致性，结合社会现实需要和生活中 的实际问题，把分析和解决此类问题的自然科学知识进行整合，同时融入科学实 践、科学方法、科学态度和科学精神，自成一个有机的知识体系的- 1 7 课程。 具体来说，本文研究的综合科学课程是指将化学、物理、生物的相关实验知 识组成一门新的学科，是这= 1 7 课程的综合而不再是分科，“综合理科课程 就 是本研究中的“综合科学课程 。有的研究者喜欢使用“综合理科课程，而有的 学者喜欢采用“综合科学课程，其实它们都是科学教育发展到一定阶段所体现 出来的课程形式，是在现代课程改革运动的历程中出现的科学课程类型，是打破 或超越森严的、分1 7 另, j 类的各学科界限，整合地选择和组织科学课程内容，以培 养学生科学素养为教育目标的现代科学教育课程。但是一定要区别开科学教育所 经历的分科课程这一最初形态。我们强调的“综合并不是走向分科的对立，而 是希望将“综合”和“分科 还原到科学教育的层面，然后整合“综合”与“分 科 的特点，以“综合 这一面貌进行科学教育，这也是我们进行教材建设工作 努力的方向。 2 2 课程理论的基本问题及发展趋势 2 2 1 泰勒原理 拉尔夫泰勒( t y l e r ) 是现代课程理论的重要奠基者，是美国著名的教育专 家和课程专家。泰勒对教育评价理论、课程理论的卓越贡献，被誉为“现代课程 理论之父”、“当代教育评价之父 。1 9 4 9 年，泰勒出版了课程与教学的基本原 理，书中提出“课程的基本原理。泰勒认为如果要从事课程编制活动，就必须 回答四个问题：h 1 上海师范大学硕士学位论文第二章理论基础与文献综述 1 、学校应该达到哪些教育目标? 2 、提供哪些教育经验才能实现这些目标? 3 、怎样才能有效地组织这些教育经验? 4 、怎样才能确保这些目标正在得到实现? 即确定教育目标、选择学习经验、组织学习经验和评价，四个环节。泰勒 原理的提出最初目是为高年级研究生编写学校、大学和技术研究所的各种课程与 教学计划而提出的。泰勒原理是第一个提出了完整的学校课程评价的概念体系， 因此，从事课程编制活动，就必须得考虑这四个问题，并确立课程编制的四个步 骤：确定目标、先择经验、组织经验和评价结果。 对学生的研究、对当代社会生活的研究和学科专家的建议一直都认为是课程 开发的三个维度。嵋1 经验表明，实验课程教材建设的课程目标设立需要考虑三方 面的因素，缺一不可，否则课程建设则会有失偏颇。因此在此次教材建设过程中， 研究者关注学习者( 我校毕业生) 的需要，发展学生的个性特长；考虑社会发展 对高等教育的要求；聆听基础教育专家和一线教师对师范教育的期待，并针对我 校毕业生、一线教师、高校教师三类不同教材使用者展开调查，了解使用者的需 求，并根据调查结果制定本次教材建设的目标。 泰勒在课程与教学的基础原理中提出“要提供教育经验才能实现这些目 标”，相应的，课程内容的选择也应该围绕着学习者、当代社会生活和学科知识 发展三个维度进行。研究者在进行教材建设的过程中，将以学生的知识掌握必需、 够用为原则，以课程的职业功能性为思想导向，以课程的实用性有基本要求，建 设适合科学教育专业人才培养需要的综合实验教材。 进行教材建设的直接目地在于提供更适合当前教育需要的教材，因此教材的 组织是为了让学习者更好的适应职业情境，以学生的经验和兴趣为前提，职业需 求为导向，学科知识为基础。课程的组织既要在横向上涵盖各分科课程的知识， 体现各科课程的特长，又要在纵向上以适合学生认知和心理水平发展的维度进行 编排，打破分科课程的学科壁垒，构建合理的知识结构。 泰勒指出，评价不是目地，而是评估目标在多大程度上得以实现，即著名的 “手段目地”评价法。1 泰勒指出教育评价就是确立教育目标在实际实施过 程中完成的程度，而不是片面地重视结果。因此评价的过程也是对教材建设过程 的反思，是一个反馈过程，目地是促进建立有利于学习者成长和知识获得的教材， 1 7 第二章理论基础与文献综述上海师范大学硕士学位论文 立足于学生的角度，注重培养学生的职业能力和社会适应能力。 2 2 2 后现代主义课程观 通过我们的生活和我们赖以生存的地球的环境，我们可以清楚地认识到2 0 世纪7 0 年代以来，课程论者通过对泰勒原理的解构和批判，建立起对话、非线 性、多元的后现代范式。他们开始把课程作为一种多元“文本”来解读，由研究 “课程开发”为主转向以研究“如何理解课程 为主，旨在突破“泰勒原理”在 课程领域中的统治地位，突破“工具理性 或“技术理性对课程领域的控制， 形成缤纷多彩的课程话语。n 1 多尔指出，后现代来自于现代，来自于现代主义加 于我们、我们的思想、我们的想象、我们的存在方式之上的限定性框架。陋1 后现 代思想悄是对我们思维的描述，而是在开放与封闭之间确定动态关系并不断向学 习者发出超越处我的挑战的思想。后现代主义思想接受并承认生活的复杂性，课 程设计者应当利用这一复杂生，而不是否定差异、变化和困难。与现代主义相反， 后现代更强调区域性、情境性。其次，后现代主义倡导游戏。阳1 学者认为，将游 戏引入课程对解放想象力是必要，对创造学生的潜能也有重要作用。最后，后现 代主义尊重科学情境的不可言喻性。科学情境具有独特的精神，并给予情境以生 命力。根据杜威的观点，这种精神是无法界定的，但其存在于动态的活动中。 以多尔( w d o l l j r ) 为代表的后现代主义支持者们提出了后现代课程的四 个基本准则：丰富性、回归性、关联性、严密性，简称4 r 。 2 2 2 1 丰富性 丰富性是指课程的深度、意义的层次、多种可能性或多种解释。每一门课程 有其学科的历史背景、基本概念、独特情景和专业词汇，因此，每一门课程有其 特有的方式解释丰富性。科学旨在直观感觉、发展、探索、证明我们对于周围世 界的假设。n 们这就决定了这门课程超越了对客观存在的事实的收集，而更多地是 通过想像、操作、创造、验证来探索事实或信息。 2 2 2 2 回归性 回归性又称作循环性，来自拉丁文r e c u r r e r e ( 跑回来) ，与课程的词根一致。 布鲁纳曾说过，如果没有回归性，任何关于思想的理论都是无用的。回归性意味 着人类将思想回转到自身的能力。在教育学中，回归意味着向自我与他人展示“自 己已经学过的东西，然后回到它那里，重新思考它。 1 即，回归性的课程给学 上海师范大学硕士学位论文第二章理论基础与文献综述 生留出思考空间，让学生回忆自己的观点形成的过程，并总结知识获得的原因。 这种非线性的课程方法与教育家们长期以来广泛接受的线性方法有着明显的不 同。回归性的课程讲究对话，它的发展是开放性的，依赖于教师、学生、文本、 文化之间一直在进行着的相互作用。 2 2 2 3 关联性。 关联性有两层含义，一是指教育联系，即课程中的联系，它赋予课程以丰富 的模体或网络；另一层含义是文化联系，即课程之外的文化或宇宙观联系，这是 课程存在的大背景。 教育联系强调在课程建设时要考虑一系列关系和课程结构的联系，这些联系 通过回归性发展课程的深度。后现代课程观的支持者们指出，课程设置强调协调 统一与集中，协调统一要求加强课程的联系，集中则要求不要教过多的学科。 文化联系为课程提供了深厚的文化底蕴，但值得强调的是，文化联系不局限 于单一的地方文化，它有双重焦点，一是地方文化，二是全球文化。所以，确地 说，后现代课程生存的文化联系是源于我们的历史、我们自身，也扩展到广阔的 宇宙和生态网络之间的联系。这些联系形成了课程赖以生存的更大的基础。n 2 1 譬i ? 两种联系都是重要的，且相互补充。 2 2 2 4 严密性 后现代主义课程理论的支持者们指出，后现代课程不代表不严密。尽管， 1+ 在后现代模式中，严密性并不那么强调和预先设定的程序精确匹配，它强调更多 的是要对多种可能和没被说出来的假定进行仔细的探索，但是，后现代课程强调 有目地寻找不同的选择方案之间的关系与联系，并承认课程的局限情，充分重视 假设的条件的可能性，自觉地寻找各种假设之间的协调通道，促使对话成为有意 义的和转变性的对话。 从多尔的观点来看，评价后现代课程质量的高低，就看是否很好地体现了这 四条标准。就课程性质而言，课程是开放的系统，而不是封闭的系统。这就要求 把课程置于整体型、交互式的框架之中，要求我们承认学习者和学习材料之间的 交互作用。换言之，我们需要改变课程的基础，使它从简单、分离变成复杂、联 系，不但要和外界环境进行对话，还要在课程内容间建立联系，和学生建立新的 关系。这种变化是转换的而不是累积的，它们交织在一起，导致了质的变化而不 是量方面的增长。 1 9 第二章理论基础与文献综述上海师范大学硕士学位论文 2 3 教材建设的理论依据 2 3 1 学科教学知识对教材建设的指导意义 教学的互动性质决定了老师不仅仅需要对自己所教的学科有深入的理解与 掌握，而且还要将这种隐性的学科知识转化为学生可以理解的知识。【1 3 】例如，对 于有氧呼吸的教学，教师不仅要知道有氧呼吸的原理和反应过程，还在知道学生 在哪些方面理解起来有困难，要设想学生可能会遇到的问题。所有这些都需要教 师将科学知识与特定的教学法知识整合起来，将学科知识“心理学化”按照儿童 的思维特点来表达，即舒尔曼提出的学科教学知识。 长期以来教师教育课程中学科知识与教育学知识分离的问题引起了美国民 众的不满，并由此引发了学校教学改革运动。为此，舒尔曼于1 9 8 7 年提出由七 种知识构成的教师必须具备的“教学知识基础：1 学科内容知识；2 课程知 识；3 学科教学知识；4 一般教学法知识；5 关于学生及其特性的知识；6 教育情境知识；7 教育目标与价值的知识。在上述知识构成中，最受重视的是 学科教学知识( p c k ) 。n 4 1 这一概念的提出引起了从多教育研究者的兴趣，随着研 究的深入，学科教学知识的内涵不断进行了评价与修改，逐渐被大家接受。全美 教师资格鉴定委员会基