“互聯網+創客教育”背景下職前教師科學素養培養實踐研究

袁野?張亞蓉

摘 要：“互聯網+創客教育”為職前教師科學素養的培養提供了新的路徑。基于地方院校大學生科學素養現狀，從調整課程內容、采用靈活的教學方式、線上線下理論與實踐相結合、多元的教學評價方式等方面，對“互聯網+創客教育”視角下職前教師科學素養培養的教學模式進行了

初探。

關鍵詞：“互聯網+創客教育”;職前教師;科學素養

基金項目：四川省高等學校人文社會科學重點研究基地——四川中小學教師專業發展研究中心立項課題：“互聯網+創客教育”背景下小學科學教師專業發展研究（項目編號：PDTR2017-9）階段性成果;四川文理學院校級教育教學研究與改革項目：基于“互聯網+創客教育”模式的大學生科學素養教育探索（項目編號：2017JY38）階段性成果。

1 研究背景

科學素養是指公民所具備的科學知識、科學方法、科學觀念等。公民科學素養水平的高低對國家綜合國力的提升具有重要作用。公民科學素養的培養離不開教育，教師作為教育的實施者，其綜合素質水平的高低在很大程度上會影響教育質量。根據《中國學生發展核心素養（意見稿）》[1]，基礎教育要注重培養學生六大素養，其中就包括科學精神和創新能力。雖然國家對科學教育越來越重視，但在大部分地區一方面小學科學課程受重視程度與政策脫節，課程實施偏向理論化，以教師傳統講授式為主，科學實驗器材和場地建設不足[2]，另一方面科學教師師資隊伍專業發展不均衡，專業素養水平參差不齊，阻礙了科學教育質量的提高。“互聯網+”時代為青年學生提供最新科普信息、展示最新科研成果的信息平臺，青年學生可以隨時隨地在線學習，或參與到科普信息的認知、理解、討論過程中，其是提升青年學生科學素養的新媒介。有研究證明學生在合適年齡段接觸互聯網媒體有助于其科學素養水平的提高，同時學生的互聯網使用偏好也會影響其科學素養的表現[3]。創客教育是教育和創客文化的結合，其作為一種新的教育形態，與科學教育課堂的有效結合有助于培養學生的創新能力、創新精神、團隊協作能力等[4]。“互聯網+創客教育”的相互配合，發揮互聯網平臺為創新能力、創新思維的發展、共享創客成果提供了便利，大大提高了教學效率。以此為基礎，融合專業課程與綜合實踐課程的教學內容，形成特色教學改革模式，可以引領學生深度學習與實踐，對培養職前科學教師科學素養具有重要的現實意義。

2 職前教師科學素養水平現狀

我校大學生科學素養現狀結果表明，文理科、藝術等不同專業背景的學生表現出不同水平的科學素養，文科學生的科學素養往往低于理科學生，男女生由于個人偏好不同，男生一般來說表現出較好的科學素養，同時其與被試的家庭社會經濟地位也有一定的關系[5]。以我院小學教育專業為例，高考招生為文理兼收，文科生往往多于理科生，師范專業女生多于男生，同一專業學生由于高中文理分科，對自然科學類如化學、物理、生物等課程的學習深度和廣度存在差異，從初中接觸到的有限的理科知識到高中文理分科造成文科學生出現理科知識斷層，使得這部分學生嚴重缺乏從事科學教育所需的系統的、扎實的理科知識基礎，這對其今后從事小學科學教育帶來會很大的困難。另一方面，小學教育專業學生對從事科學研究的方法和過程了解程度不高，掌握基本的科學研究方法、實驗操作技能，如標本的制作，溶液的配制，顯微鏡，托盤天平等常見儀器的正確使用等，并能熟練應用的學生僅占少數，對于科學探究的一般過程，如探究影響電磁鐵磁力大小的因素等問題，大多停留在理論階段，而小學科學課堂上需要教師具備的引導學生提出猜想——設計實驗方案——驗證假設等實驗教學能力還表現得比較欠缺，很不利于小學科學課堂發揮教師組織者，引導者，協助者的作用，更別提培養學生的創新能力和科學精神了。此外，自然科學類課程往往擁有一些抽象的符號和概念，需要學生具有一定的抽象和邏輯思維能力，部分同學在理科知識學習過程中出現認知負荷，其自我效能感降低，甚至出現習得性無助心理，從而表現出對科學課程的學習興趣不濃，對理科知識學習的主動性不強，科學意識和觀念不強的個體，其在面對外界信息或生活問題時，往往會缺乏運用科學思維進行合理分析、辨別、理性判斷，并做出決策的應對能力。鑒于教師的科學素養和專業發展對學生綜合素質的培養有重要影響，高校應加強對職前教師理科素養的培養，以滿足未來科學教師崗位的需求。

3 “互聯網+創客教育”背景下職前教師科學素養培養模式建構

“互聯網+”是基于互聯網思維，利用大數據和信息技術等將社會各資源統籌起來[6]，創客教育倡導培養學生的創新精神，通過將多元化的元素融入到創客活動中，引導學習者“玩中學”、“做中學”、“干中學”，促進學生的深度學習。“互聯網+創客教育”的深度融合，能最大化發揮互聯網信息平臺功能，與創客理念結合起來，為培養大學生科學素養提供了新的路徑和策略。本文結合“互聯網+”的特點和創客教育的功能優勢，將二者融入到自然科學類課程教學實踐中，從課程內容、教學方法、學習方式、實踐形式、評價方式等方面構建了培養大學生科學素養創新教育模式（如圖1）。

4 職前教師科學素養培養教學實踐

4.1 調整課程內容，增加課堂信息容量

我校小學教育專業人才培養方案中共設置了《自然科學基礎》、《小學科學實驗設計與指導》和《科學實驗》三門課程。《自然科學基礎》作為專業基礎課，涵蓋了物質科學、生命科學，地球與宇宙科學等內容，由于教學內容比較多，課堂教學任務比較重，考慮到文科同學理科基礎較差，理論化的教學方式往往使得課程氣氛沉悶，學生學習興趣不濃，課堂教學效果差強人意，增加了學生的學習負擔和認知負荷，也大大挫傷了學生學習科學的積極性和信心。鑒于對前幾屆小學教育專業學生《自然科學基礎》課堂的觀察及學生學習效果的分析，從2017級開始，我們對課程內容進行了調整，任課教師在遵循整個課程的脈絡體系的情況下，簡化課程內容，少講一些理論性知識，借助互聯網平臺搜集一些常見的生活案例，以形象具體化的案例為載體，其中夾雜著多種理論解釋和方法技能，教師通俗易懂、深入淺出的分析講解，學生不再只是死記硬背書上文字，通過借助案例模型可以消化其中所包含的原理和概念，有助于夯實學生的學科知識。另外，任課教師通過搜索互聯網信息資源，搜集一些案例、圖片或視頻資料，如《化學的秘密》、《大國工匠》、《超級工程》等系列科普短片，將最新科技信息和研究成果帶入課堂，這有助于開拓學生的科技視野，了解科技咨詢，科學觀念的養成。

4.2 教學方法靈活多樣，師生共話科學教育

為了強化學生的科學知識，培養學生熟練掌握科學方法和技能，任課教師針對不同課程、不同課型采用了靈活多變的教學方式。如《自然科學課程》，我們從2017級小學教育嘗試在課堂上設置10分鐘科學知識播報環節，將全班同學分組，每組同學就當前課程的進度，根據自己的興趣，搜集有關科普知識或科技信息、成果進行課堂分享，補充課堂內容，這使得在有限的45分鐘時間內，學生可以接受多渠道的科學知識信息。對于《小學科學實驗設計與指導》該門課程是針對小學科學課程開設的教學論課程，根據“對分課堂”理念[7]，任課教師將科學課程教學論與科學實驗教學聯系起來，介紹課程論的理論知識同時，插入科學實驗設計環節，課堂上分配一定的時間給學生來做課堂訓練，交流討論實驗設計，幫助學生熟悉常見的科學實驗方法。《科學實驗》該課程是實驗操作訓練課，采用分組操作方式，實驗教師首先給出研究課題，讓各小組進行小組討論，根據科學原理，設計科學實驗環節，并分工合作完成實驗操作過程，并倡導學生采用小組合作的方式完成創意科學教具制作，如根據平衡原理設計飲水鳥教具模型、電動機原理模型，這一教學模式旨在培養學生的創新能力、創新精神和合作能力，能有效提高學生的科學素養。

4.3 線上線下學習，理論與實踐相結合

“互聯網+”為師生開展線上線下學習、翻轉課堂和創客成果的分享提供了平臺和技術支持，學生可以通過公眾號、網絡學習平臺、手機App等，如MOOC，國家精品課程資源網等，學生可以隨時隨地在線學習，能夠多渠道加強科學知識的學習，觀看和分享創客成果。目前，我們教學團隊也正在建設校級精品課程《小學科學實驗設計》，基于多年的教學成果積累，將課程資料、教學視頻、實驗課教學視頻、學生實驗成果展示、案例、習題資料等上傳網站，展示學生科學創意作品，資源共享供大家參考學習。線下課程《小學科學實驗設計與指導》每學期安排了學生試講課時，要求學生課程與教學理論與科學知識、科學實驗方法等結合起來，一方面科學知識的運用，科學方法的設計和使用，主題設計是基于對現實問題的科學思考，這充分體現了職前科學教師的科學素養水平，可以促進學生科學教育能力的提高，另一方面實踐環節能夠更好地使學生了解自己的科學教學能力、教學短板，促進其加強相關能力或知識的補充和訓練，使得職前科學教師專業發展良性循環。另外，高校創客教育還與創新創業能力有關[8]，任課教師帶領學生基于科學領域相關內容申報創新創業項目，培養學生的創新意識和創新精神。

4.4 建立多元的教學評價方式

“創客教育”理念要求對學生創客能力和創客成果采用多元化的教學評價方式[9]，課程的考核方式采用考試、考核或考查的方式，視具體課程而定。例如，《科學實驗》課程的考核由平時實驗報告和期末科學活動設計共同組成，平時不僅要對學生的實驗操作能力、實驗設計能力進行考查評價，期末活動設計由小組成員共同完成，并創作一件科學玩教具，是對學生科學知識基礎、科學方法技能和科學觀念的綜合考評，將對學生過程性評價和終結性評價相結合的方式來科學評估學生的科學素養水平。同時，將學生的優秀創意作品，及優秀教學設計以案例的形式上傳課程資源資料庫，供后續學習使用。今后，我們將繼續完善課程評價方式，建立教學成果展示公眾號或學習群，通過在線投票的方式積累票數按比例轉化為相應分數，將優秀的作品推送給更多的受眾，資源共享。

5 研究不足與展望

以上教學實踐還處于初級探索階段，教學模式對學生科學素養的提升不是一蹴而就的，還需要經過多輪的打磨以完善教學模式，課程體系還不夠完善，除了專業課程之外，學校可組織跨院系、多學科設計打造綜合課程，并培養STEM師資團隊，這對全校學生了解創客教育，參與創客活動，發展自己的創新能力和創新意識將發揮重要作用。另外，學校可以借助互聯網平臺和虛擬仿真技術建立創客云空間，學生通過云操作體驗創客活動，對學生科學素養的發展有很大幫助。

參考文獻

[1]教育部.中國學生發展核心素養（征求意見稿）[J].安徽基礎教育，2016.

[2]袁野，張亞蓉.四川小學科學教育現狀調查及對策研究[J].科教導刊，2014（21）：191-193.

[3]張婷.互聯網使用對我國15歲中學生科學素養表現的影響研究[D].武漢：華中科技大學，2019.

[4]黃斯妍.基于創客理念的小學科學教學設計與實踐[D].重慶：重慶大學，2018.

[5]袁野.基于SPSS對地方院校大學生科學素養的調查分析[J].學理論，2019（4）：84-85.

[6]單嫻.“互聯網+創客教育”視角下高校教師專業發展策略研究[J].中國成人教育，2018（19）：152-154.

[7]胡洪羽，孫玉希等.基于“對分課堂”的高師院校化學教學論教學改革[J].化學教育（中英文），2019，40（16）：60-64.

[8][9]彭聰，王晶瑩等.創客教育視角下職前物理教師教育課程設計研究[J].創新人才教育，2016（4）：75-78.

作者簡介

袁野（1986-），女，滿族，遼寧本溪人，講師，碩士研究生，從事科學教育研究。