師范專業小學科學課程教學改革與探索
——以大連大學教育學院為例

劉明，林盼盼

（大連大學 a.物理學院；b.教育學院，遼寧 大連 116622）

為促進全民科學素養的提高，教育部于2017年印發了《義務教育小學科學課程標準》，標準規定：小學科學課為基礎性、綜合性、實踐性課程；從小學一年級開始設課；以立德樹人為要求，培養小學生的科學素養［1］。以大連大學教育學院小學教育專業“小學科學基礎及綜合實踐”課程為例，在課程實施過程中進行教學改革，以促使師范生更好地掌握科學知識點和實踐技能，培養科學興趣和思維習慣；加強師范生小學科學課課堂教學訓練及組織小學生進行科技活動的能力，為師范生以后入職打下良好的基礎。

一、課程分析

我校改革前的“小學科學基礎及綜合實踐”課程為專業核心課，課程有48學時，其中理論課16學時，實驗實訓課32學時。傳統教學模式為理論課講授，實踐環節由教師演示部分過程，學生在實訓室現場觀摩，最后實行分組實訓的授課方式。主講教師在實驗臺上演示科學實驗，遠離教師實驗臺的學生往往看不清楚，導致學生在操作科學實驗的環節出現各種問題，授課教師也疲于奔波在各個分組實驗臺間，重復講解一些實驗中用到的知識點，重復修正學生出現的錯誤，因此不利于培養學生設計科學課程的能力，學生設計科學小實驗及獨立組織小學生開展科技活動的能力無法切實提高。經過調研發現，國內部分師范專業院校存在科學課師資薄弱的情況，且重理論教學、輕實踐教學的情況比較嚴重，因此迫切需要加強小學科學課的教師實踐能力培養。

二、改革內容

根據教育部2017年頒布的《義務教育小學科學課程標準》，理論課部分采用MOOC精選學科理論教學視頻，包含小學科學教育理論、教學方法、教學評價等教學理論，以及小學科學四大領域的基礎知識，等等。實踐部分按照物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、工程與技術等四大領域進行課程結構設計，各個領域分為不同的模塊單元，錄制實踐操作微課短視頻，建設課程視頻資源庫，完善師范專業科學實訓課各類實驗及實訓環節資源。線上選用長江雨課堂平臺，線下采用MOOC+SPOC混合式教學。

三、改革的目標

突出學生的主體地位，加強師范生的科學實驗環節，不斷提升師范生的科學素養。從以教為主向以學為主轉變，從以線下教學為主向線上線下混合式教學轉變，從以結果評價為主向以結果和過程評價結合為主轉變。

四、關鍵問題的解決

教學模式及課程設計是本教改的關鍵?？紤]到小學科學基礎及綜合實踐課程的SPOC教學模式不同于傳統的課堂教育，也不同于傳統的網絡教學，與MOOC教學存在一定的差異，關鍵是要實現教師角色的轉換，促進學生自主學習，自我汲取知識。我們建立了“小學科學基礎及綜合實踐”課程四大領域的教學模型，根據新課標確定科學課程的教學目標，從教學目標中提取該課程需要學生掌握的知識、獲得的技能和培養的素質。課程分解為若干知識點和小實驗，學生通過觀看知識點和小實驗的微課視頻掌握知識點及操作要領，提高了學習的靈活性與針對性，據此，優化設計課程拓撲結構，將分散的知識點有效鏈接起來，學生不僅可以關注到每個知識點的細節，還能通過結構拓撲圖對課程的知識體系結構有全面的把握。

五、具體實施方案

（一）確定小學科學課程每個單元的學習目標、重點和難點

小學科學課程的總目標是培養學生的科學素養，并為他們繼續學習、成為合格公民和終身發展奠定良好的基礎［2］。因此，改革后的課程教學也分為小學科學理論教學和實驗實訓兩大部分。其中理論部分按照科學教育發展史、科學教育理論、科學方法教育、科學教學方法、科學教學評價等五大部分設置。科學實驗實訓部分則分為物質科學實驗（物理小實驗部分和化學小實驗部分）、生命科學實驗（人體部分、動物部分、植物部分）、地球與宇宙科學實驗（地球部分、天文部分、環境部分）、工程與技術實驗（工具部分、手工制作部分、電子制作部分、創新設計部分）四大模塊。針對新課標的18個概念75個學習內容，設計不同慕課視頻知識點或項目目標點，錄制對應的微視頻。

（二）制定教學策略

針對學生在前期的基礎學習情況，制定不同梯度的教學策略。我校小學教育專業的生源主要來自兩個方向：中職師范生專升本和高考統招。學生對物理、化學、生物等基礎性實驗的掌握程度完全不同。由中職師范院校入學的學生缺少高中學習階段，實驗理論及實驗操作訓練幾乎為零，因此，對于這部分學生，應加強基礎性科學實驗理論及基礎性科學實驗的操作實訓，通過簡單的趣味性強的小實驗調動學生的學習積極性。高考統招入學的學生經過高中的學習，對于物理、化學、生物實驗有系統學習和訓練，他們可以跨過基礎性科學實驗理論及基礎性科學實驗操作實訓，直接進入專業性、進階性的科學實驗學習和實訓。在實踐環節提高學生的參與度，以實驗現象的引入為主，用科學實驗引導學生進入學習場景，激發學生的好奇心與求知欲，使學生渴望通過不斷學習解釋科學實驗現象和結果，探索科學真理，充分調動學生的學習積極性。如在物質科學領域，我們針對電和磁的知識點進行教學，設計了“簡易指南針的制作”“簡易電磁鐵的制作”“心形小電機的制作”“電池小火車的制作”“磁懸浮教具的設計與制作”“電磁炮的設計與制作”等不同實訓項目。既有最簡單的電路串并聯、光電轉換、電磁轉換等實驗題目，也有電能與機械能、電能與動能或勢能轉化的進階題目。學生通過不同梯度的實訓項目，在科學實驗的過程中，探究電與磁之間的轉換原理、能量守恒定律等，從而激發學生的創新研究。

（三）教學實施與評價

依托長江雨課堂網絡平臺進行線上教學，制作的課件、微課短視頻提前上傳至平臺，根據教學進度，預先發布預習通知，學生根據自己的時間安排線上預習，長江雨課堂預習的數據通過后臺導出，可以詳細分析觀看時間、時長、完成時間等數據。線下教學，教師啟動長江雨課堂開展課堂教學，可以隨機提問、分組討論、課堂作業答題，學生以文字、拍照、視頻等多種方式投稿。另外，安排線上互動答疑環節，學生在觀看微課短視頻、課件、知識點時，有任何疑問都可以通過微信群、QQ群、長江雨課堂討論區等進行交流；使用長江雨課堂平臺，由教師和學生共同組成評價團隊，部分內容采取學生互評+教師評價相結合的方式，對教學結果進行綜合評價［3］。根據評價結果對線上教學資源進行整合和優化，完善線上課程教學體系，促進對科學課程的學習?？傇u成績中平時成績占40%，實驗實訓成績占60%。對學生的課堂活動進行評價，如聽講的專注程度、參與課堂討論的積極程度、課堂發言的踴躍程度及正確率等，并融入隨機點名、遲到、請假、曠課等出勤記錄結果進行綜合評價，占平時成績的30%；學生對每章節知識點的預習、理解和掌握程度，雨課堂等課堂作業的評分，占平時成績的70%。所有數據來源于本課程的長江雨課堂數據庫。

六、實施效果分析及總結

本項目結合STEM教育，將科學、技術、工程、數學教育有機融合，實現以學生為主題的教學實踐改革，提升學生的自主學習能力，促進我?！靶W科學基礎及綜合實踐”課程的教學方法改革。以培養科學基礎扎實、勇于創新、善于通過科學課程綜合育人、終身學習、高素質、創新型的小學教師為目標。課程通過MOOC+SPOC課程建設，建立視頻資源庫，優化評價方式，讓課程教學更加符合科學課SPOC教學的規律，教師提前錄制科學實驗操作視頻，把這些視頻材料當作預習作業布置給學生，然后在實際教學中回答學生的問題，在課上與學生一起處理難點或其他任務。同時，學生根據自己的情況，自由設置和調控課程學習的進度和節奏。課程講座視頻的信息量豐富、密集，學生可以暫停、回顧任何一個操作要點，是一種非常高效的信息傳遞方式。課前，教師是課程資源的學習者和整合者，根據學生的需求整合各種線上和實體資源；課上，教師是指導者和促進者，組織學生分組研討，隨時為他們提供個性化的指導，針對性地解決遇到的難題；課后，教師是解惑者，拓展提升，引導學生發散思維，創新設計。SPOC創新了課堂教學模式，激發了“小學科學基礎及綜合實踐”課堂的活力，更加強調帶給學生完整、深入的實踐體驗，有利于提高實訓環節的完成率。教育部卓越教師計劃也把教師能力的培養與提高擺在很重要的位置。

七、不足及改進措施

課程評價體系按照知識目標、能力目標、素質目標三部分進行評價。平時成績和實驗成績比例為40∶60。其中，平時成績中的知識目標占50%，能力目標占30%，素質目標占20%。在平時成績中，線上預習評價方式采用的是雨課堂導出數據，由于未考慮平臺預習模塊正在建設的情況，出現了學生首次預習觀看的時長即為系統統計的預習總時長的問題，使部分統計數據發生了偏差。另外，在評價體系方面，并未針對每一個視頻或章節準備習題等內容，因此，線上教學評價中的知識能力目標的部分考核數據不夠充足。因此，首先要完善習題庫建設，針對每個視頻或章節，進行單元或知識點的測試；其次要嘗試建立虛擬仿真實驗，線上測試學生預習視頻后的實踐操作能力；最后通過多種評價方式，考核學生綜合素質能力的達成度。

在我校教務系統中，對2017級學生進行評教，有效參評人數為98人，平均評價分數為92.53；對2018級學生進行評教，有效參評人數為104人，平均評價分數93.17，評價分數有所提高。說明教學改革方案在不斷完善，學生也比較認同改革后的教學模式。2020年11月，我校小學教育專業接受了教育部專家組的審核評估。教育部評估專家組組長、天津師范大學楊寶忠教授等多名專家采用聽評課的形式，審核了本課程的多堂科學實驗教學環節，并現場和上課教師針對“水火箭”科學實驗項目進行了溝通交流。在實施環節中，對課程目標和實施方法對于畢業要求的符合度等進行了論證，給予了課程教改肯定的意見。本項目有利于我校師范專業小學科學課程的教學改革，并取得了一定成果，通過探索與實踐，提升了學生的科學素養，實現了較好的應用價值。