科学课程中培养学生“研究性教育实践素质”的思考与探索

　　江苏省南通师范学校 吴剑峰 陈 建

　　摘  要：研究性教育实践素质是现代教师职业素质的核心，它包含了职业认知素质、职业人文素质以及在研究性教育实践情境中必然表现出的个体多样性、主体性、创造性等在内的整体和谐的综合素质。本文就科学课程中如何培养师范生的研究性教育实践素质进行了认真的理性思考和积极的实践探索。

　　关键词：科学课程；研究性；教育实践；综合素质

　　教师的职业活动在本质上是实践性的，而现代教师的职业实践则是研究性的。现代教育呼唤具有创新精神的研究型教师。师范生尤其是师范大专生不但要具有宽厚的基础知识、扎实的学科知识、出色的教育教学工作能力，还必须具有创造性的研究能力。科学及科学教育课程（物理、化学、生物、地理及科技概论、小学科学教法与研究、科学实验与教具制作等）中，除了要渗透对未来教师行为和技能的训练以体现师范性外，还必须注意培养学生参与科学教育研究的意识和能力。

　　一、对科学课程中培养学生研究性教育实践素质的认识十六世纪牛顿经典力学体系建立，打破了神学至高无上的地位，要求按照理性判断的普遍法则思考世界。科学作为人类理性活动的结晶，具有独一无二的价值。它严密的数学逻辑推绎，可证实或可证伪的经验观察，使它不但能成功解释地球物体及天体运动经验现象，还能正确地预言未来的事实。更甚者，科学通过技术释放出巨大能量，极大地改变整个世界的面貌，科学几乎受到人们无条件的崇拜。所以，当斯宾塞说什么知识最有价值，一致的答案是科学时，他可能没有想到，这实际上为近现代学校和教师价值奠定了赖以存在的基础：教育就是传播科学（或文化）知识，教师拥有知识优势，科学教师的职责就是塑造或培养理性而有科学知识的公民。上世纪至今的历次教育改革使人们对教育本质和价值有了新的理解，正如多尔所言：没有人拥有真理而每个人都有权力要求被理解，传统的传道、授业、解惑价值系统受到前所未有的挑战。教育的价值不在于传授系统的学科知识，而在于给科学一种全新的特性，将其从封闭系统中科学方法论占主导的首要地位，移向开放系统中与其他多种方法论更为平等的位置，在于促使学生经验的不断再组、重构和转变。认识的深化使得教师研究成了必然，教育教学研究能力也成为二十一世纪教师必须具备的重要能力之一，英国课程专家L.斯腾豪斯（Stenhouse ）提出的教师即研究者（Teachers as reseachers）的思想已经成为指导教师教育的重要理念。

　　师范教育必须为学生将来走出课堂、步入社会、参加工作打下良好的基础。师范教育中将教育实践与教育研究能力的培养有机结合，是凸显具有实践性的教师教育研究能力的时代要求。一方面，尽管教学一线教师的研究有别于专职教育科研工作者的研究，但科学的方法在研究中的运用是一致的。在教师研究中，观察、测量与实验等科学方法与教师的内省、自我反思等有着同样重要的地位和作用。科学课程中鼓励学生有尝试意识、有怀疑和实验精神，善于收集和分析信息，这些基本素养是教师教育研究能力中不可或缺的。其次，科学课程的根本目的是培养学生的科学素养，而研究素质和创新精神是其中的重要组成部分。科学课程的课程内容、课程形式、研究主题、思维形式、教学方法与模式上的特点客观上要求教师不能墨守成规、照本宣科，只有综合思考、探索创新、比较研究、优选方案，才能实现教育目标，也才能比较好的带领学生完成对综合主题的研究与解决。而对提高师范生制作、观察、观测、调查等能力和读、写、绘、分析图表等教育实践能力则可以说贯穿于科学课程的教学活动全过程。其三，我国新的课程方案刚进入全面实施阶段，本质先定，一切既成的思维方式不适用于不断更新的教育活动。实施新课程中，教师要设法调动学生主动参与、乐于探究、勤于动手的积极性，而且在学生的参与、探究、动手的过程中，可变因素较多，这些都需要教师自己具有较强的研究能力，创造性地解决问题，才能促进学生良好发展的目的。其四，小学科学课程是一门全新课程，没有多少现成的模式和经验可供借鉴，未来教师如果没有一定的探索与研究、发现与构建，没有一定的研究素质与创新精神，要完成这样的使命是不可想象的。

　　研究性教育实践素质是现代教师职业素质的核心，它不只是一种能力，而是包含了合规律性的职业认知素质（包括知识和能力），合目的性的职业人文素质，以及在研究性教育实践情境中必然表现出的个体多样性、主体性、创造性等等在内的整体和谐的综合素质。培养师范生研究性教育实践素质并非局限于某学科领域，应是全方位的，还牵涉到目前师范课程资源的开发、统整、优化与利用。我们认为就科学课程而言，主要侧重于理性思维、创新能力、探究活动的设计能力、初步的实验设计能力、活动中的角色交往能力、现代教育技术应用能力等。（1）教育研究要动用理性思维来描述教育中的事实，对整理后的教育经验进行加工分析，探索经验中的内在联系。科学课程是培养理性思维的重要载体，它重客观真实，重视数据和证据，受逻辑法则的限制，是实现事实与价值有机统一的重要渠道。（2）教师工作是一种创造性工作。对未来教师虽不能按科学家那样来要求，但他们必须懂得创造、懂得创造过程，而且必须在教学实践中勇于开拓进取、有所发现，才能有的放矢地开展工作。科学课程在帮助学生掌握创新的思维方式和创新的基本方法上，有其他学科不可替代的独特功能，它可为学生提供广阔、自由的想象与创造空间，因此科学课堂教学也就理所当然地是培养学生创新能力的重要阵地，就着力使科学教学成为具有探索性、开放性、创造性的学生乐于从事的学习活动。（3）小学教学活动中探究是一种重要方式，在活动的组织形式、活动氛围的创设、活动情感的激活及活动资源的开发等方面均需要教师的不断创新，才能实现课程目标，而探究正是师范科学学习的中心环节，在学生经历科学探究的过程中他们不但体验到探究的乐趣，更重要的是形成科学的思维方式和探究的能力。（4）科学实验的设计与教学实验的设计存在着相似性，观察、测量与实验等科学方法在教育研究中已被广泛运用，学生在科学课程中掌握实验设计方法、具备初步的实验设计能力，对将来开展教学实验是非常有益的。（5）科学教育中，学生常常要平等参与、协同合作、交互影响，这有助于他们在活动中角色交往能力的养成和磨炼。（6）现代教育技术在当今科学课堂得到广泛应用，使教学形式发生了革命性变化。师范教师的言传身教对未来教师的现代教育技术的应用能力的提高有深刻影响，只有具备现代教育技术的应用能力才能使他们做到教育设计的科学化、探究活动的多样化、探究氛围的情境化，更好地驾驭教学活动与教学研究。

　　二、科学课程中培养学生研究性教育实践素质的举措科学课程以提高学生的科学素养为主要目标。通过科学和科学教育类课程的学习，师范生必须具备基本的科学概念和科学探究能力，并理解科学、技术与社会的相互关系，领悟科学的本质，以及形成科学的态度和价值观，同时初步具备新时期小学科学教师所必备的专业素质。但长期以来，师范科学课程存在着过于注重知识传授的倾向，存在着过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现象，学生的学习兴趣被忽视、学习主动性被压抑，教学方式、内容、训练手段与小学相应课程相脱节，师范学校师生缺少对小学科学课程的研究。本着要提升师范生的研究性教育实践素质的理念，我们作了以下探索：

　　1.课堂主渠道突出探究式学习

　　科学的发展包括科学发现一并产生的科学精神、科学思想与科学方法已成为人类认识自然、改变人的认识能力、创造现代精神的一个重要途径。课堂是培养学生研究性教育实践素质主渠道。同一教学内容，在不同的课堂上，一群独特的人围绕着它活动，由于教育者与受教育者的主体性及它们的相互主体性，便构成了独一无二的教育情景。在科学课堂中突出探究性、活动化的过程学习，能全面培养学生综合运用所学知识的能力，收集和处理信息的能力，分析和解决问题的能力，语言文字表达的能力以及团结协作的能力，从而有利于培养学生的独立思考的习惯，激发学生的创新意识、探究的意识和能力。我们参照一些新编物理、化学、生物、地理新教材中设计的丰富多彩的、类型各异的探究栏目与活动以及科学发展史上一些经典探究所经历的典型过程和运用的主要方法，挖掘现行科学教材中所蕴藏的丰富的探究式学习素材，大胆尝试，积极实践，取得初步成效。如物理《单摆》一课，一般教学中设计成演绎推理的方法：先证明摆球的运动在一定条件下是简谐振动，然后给出单摆周期公式，最后利用单摆的周期公式测量当地的重力加速度。这样处理学生比较容易接受相关知识点，但对于激发学生的创新精神和全面培养学生的综合运用所学知识的能力等，没有直接的促进作用。我们采取的办法是设计对问题的分析、处理上采用归纳推理方法，即变接受式教学模式为探究式学习方式。先建立物理模型，验证单摆振动的等时性，讨论影响单摆振动周期的因素，其中重点放在探究单摆振动周期与摆长之间的定量关系上；再从理论上推导单摆的振动规律及周期公式；最后从应用角度讨论如何利用单摆测定当地的重力加速度。这种处理突出了物理科学最重要的研究方法：现象观察→提出问题→提出假设→建立模型→实验分析→理论推导→形成规律→应用实践。力求使学生通过课程的学习，对自然科学的这种最重要的研究方法有深一层次的体验，在培养学生基础性学力的同时，潜移默化、有效地培养学生的发展性学力和创造性学力。又如生物《培养和观察草履虫》一课，将教学过程划分为如下几个阶段：

　　（1）激发引导阶段　借助科教片、挂图、模型、实验等以及学生对原生动物是最低等、最原始的单细胞动物这一疑问来激发学习兴趣，唤起求知欲。在课前由学生自己设计实验方案，制定探究步骤，教师指定专人负责管理实验过程，要求学生每天观察现象并记录有关现象。

　　（2）自主探索阶段　通过实验要求学生完成三项任务：看到什么、想到什么、查到什么，即完成实验操作、观察现象的任务；积极思考、分析原因的任务；阅读教材、查寻资料的任务。对实验中出现的问题，要求学生独立思考，并适当查阅有关资料，做好文字记录，以备下一阶段的学习。

　　（3）讨论释疑阶段　以课堂集中讨论的方式，各小组间进行交流。此环节体现了生生、师生之间的交流合作，让学生参与其中，畅谈其所想、所思、所查寻到的内容。这不仅激发了他们的学习兴趣，而且训练了学生思维和语言表达能力，教会他们获取知识的方法，因而，教师不要为了节省时间，而将这个环节留在课外，相反，应该为讨论营造气氛，创造时间。

　　（4）归纳提高阶段　在自主探索、讨论交流过程中，学生思维活跃了，但所获取的知识点较为零乱，不利于记忆，教师可引导学生将各个知识点归纳起来，进行知识结构化，从而形成系统化的知识体系。

　　这样设计教学流程，学生不但能较好地掌握培养和观察草履虫的方法以及原生动物的形态和结构等方面的知识，更重要的是学生的学习方式、教学活动形式与机制发生变化，学生思维更积极。

　　再如，小学科学教法与研究、科学实验与教具制作等实践性较强的课程，不仅仅局限于技能的训练，而是力图采用专题报告、问题讨论、设计方案、考察调研、课题研究、分组合作学习等方式，直接引导师范生剖析小学科学教材。这些一方面，有利于师范生学会用理论去思考问题，从而在更深层次上掌握理论，更好地指导今后的教育教学实践；另一方面，有利于他们改进思维方式，增强思维的创造性、批判性、广阔性，提高认识问题的水平，增加分析问题的角度，增强解决问题的能力。学生在了解新的教育理念的同时，必然会意识到他不可能有现成的、直接可以拿来享用的东西，而必须以研究的态度，审慎地对教育教学情境、自身的教育教学行为，以及这种行为背后所依据的东西，进行考察和反思，才能达到创造性地解决问题。

　　突出探究式学习，教师将必然要对自身的教学行为进行思考，对课堂学生思维以及教学后果与替代方案等进行反思，而这对未来教师的潜移默化的影响是不容忽视的。

　　2.实验教学强化研究性实践能力

　　传统的实验方式主要是给学生提供直观材料，学生在教师的指导下，采用固定的实验步骤及方法，实验教学的目的是增加感性认识或对书本上的理论知识进行验证以及学习仪器设备的使用和操作，以加深理解和巩固理论知识。这种实验教学对培养学生实验技能虽起了某些作用，但对学生的实验教学能力、实验研究与设计能力和创新能力的培养，存在如下不足：

　　（1）忽视了学生研究素养的培养

　　科学课程中传统的实验教学在内容安排上基本是验证性的实验，而设计性、研究性的实验却很少，实验仅仅是工具和手段，进行实验往往只是为学生学习科学提供感性材料、为解决学生疑难铺设台阶，而没有考虑实验教学是对学生进行科学认识过程和科学方法教育的一个重要手段和途径、实验教学在培养学生的研究性实践素养（创造意识、探索能力、技能方法、教学实验设计能力）方面的特殊作用。

　　（2）压抑了学生的学习主动性

　　科学课程中传统的实验教学主要是以教师为中心，实验要求整齐划一，极少给学生自主权，没有给学生留出足够的发展空间，学生缺乏主动性、探究精神，缺乏灵活性和独创性。这种实验方式使学生始终处于被动的地位，不能使学生充分发挥其获取知识的积极性、主动性，更不能培养学生探索和创造的能力。

　　（3）忽视了实验教学能力的培养

　　过去，不仅物理、化学、生物课甚至科学教育类课程实验与教具制作、小学自然教学法基本上是一种灌输式教学方法，重视的是学生实验（包括标本、教具制作等）的技能训练，却忽视了实验教学能力的培养。这样，学生实验兴趣不浓，毕业后不能很快适应小学相关课程的实验教学，不能有效组织实验探究活动，不会实验设计。

　　针对上述存在问题，我们做了以下尝试：

　　（1）变验证性实验为探索性实验

　　验证性实验是在学生学握实验所涉及的知识之后进行的，因而学生大多对此类实验缺乏兴趣，难以激发他们的创造潜能。而探索性实验是教师引导学生对教学内容中的有关内容或扩展内容主动进行探究，自主进行实验设计，完成实验全部过程。探索性实验的目的不仅仅是让学生学习实验的方法和过程，更重要的是通过实验，培养学生探索和发现的能力。如生物学中植物的光合作用、观察和解剖鲫鱼、鉴定骨的成分等，化学中NO制法及NO不稳定性都可设计成探索性实验，又如物理中某实验中利用凸透镜得到平行光，可在再现实验设计过程的基础上，让学生去探索得到平行光还有哪些实验方法，这样学生能更好地领悟实验思想。

　　（2）加强设计性实验

　　通过选择一些知识面较广的综合性的实验，教师只列出实验题目和要求，然后指导学生查阅资料后拟定实验方案。学生通过方案设计，自借、自制、安装仪器，做实验和讲解评议实验等一系列过程，锻炼了各种能力。设计性实验能改变学生只有老师提供器材才能做实验，否则就不能做实验的观念，也是最具独创性的。以观察细菌、霉菌的形态实验为例，教学中，让学生在实验过程中选用不同的实验材料，使用不同的实验方法，通过对比实验来研究哪种方法能达到最佳的实验效果。学生从实验过程出发设计实验，积极性与主动性得到充分体现，学生的研究直接参与到教师教学的研究，这对学生本人而言是一种激励，反过来可以成为他进一步学习的动力，同时，能养成学生批判地吸收教科书知识的习惯，培养积极探索解决问题的精神。

　　（3）尝试开展研究性实验

　　在科学课程中，我们通过选择一些具有研究性、开放性的实验课题（如研究铁的锈蚀和防锈措施、城市旅游景点的生态规划、校园绿化的设计、居民阳台的绿化、家庭居室的绿色效应等），以及生产、生活实际中的一些问题（如河水污染的实验分析、经常饮用纯净水对人体健康的影响、大棚菜与田间菜的区别、芦荟与美容、城市宠物利与弊等），让学生试着用自然科学方法论为依据进行设计。整个过程蕴含着智力的锻炼和能力的培养，体现了自然科学研究方法的一般规律，学生将更多地学习科学探索的方法，如观察提出问题、假说（猜测）验证的方法、多因子控制变量的方法、等效变换和间接测量的方法等。这不仅对于师范生自身创新素质和实践能力的培养具有现实意义，而且对于他们今后在小学教学中的创新教育具有启迪。

　　3.活动课程关注实践的创新性

　　活动课程是整个科学课程体系的有机组成部分，包含兴趣组、研究性学习、专家讲坛、校园文化活动、各种竞赛活动、研修班等，它拓展了学生的视野和想象的空间，为学生动手能力和创新精神的培养提供了一个平台。科学类活动课更注重实践、探究、体验的过程，学生动手能力、交往能力、创造能力的培养是其核心。活动课程中以个人、小组、集体的形式开展论文、制作、科学实践、小学科学教育研究、环境保护、科学技术信息传播以及发明创造活动，运用科学方法解决生活中实际问题，学生广泛和深层次地参与到教学中来。诚然，操作是活动的构成要素，操作能力的培养在活动课程中占据重要地位，但活动课程中实践的创新性必需受到广泛关注。如无线电测向，我们不仅满足于学生会进行测向机的操纵，而要求学生从测向原理、测向机的装配与改制、测向方法的迁移等多方面开拓；主题探究活动则往往超越书本知识学习的局限，要求学生从生活、社会现实中提出问题，围绕人与自然、人与他人或社会、人与自我、人与文化等方面，自主提出活动主题，并深入自然情景、社会背景或社会活动领域，开展探究、社会参与性的体验、实验等学习活动，形成对自然、对社会、对自我的整体认识，发展良好的情感、态度和价值观。如人与水主题探究活动，可分解为水与生命、家乡的水资源状况、家乡的水污染、四大家鱼在不同PH值水中的生存情况、污水的研究处理、饮用水与人体健康等系列活动进行探究；在理解生物与环境的关系中，有关人口、粮食、能源、环境污染问题，生态农业，温室效应、沙尘暴、臭氧层空洞、酸雨、水体富营养化、赤潮，生物多样性及其保护等与技术、社会密切相关的生物科学问题，都是活动课程中较好的素材内容。其中问题的选择、资料的收集、假设的形成与验证等，均有助于思考和解决问题能力、创新能力的养成。小学科学教育研修班这一具有校本特色的活动课程，则在了解科学教育基本原理的基础上，关注科学教育新动向，并引导学生就小学科学教育某方面选取探究课题或问题作初步研究，使学生的研究能力和创新能力渐进增长。

　　4.教育实践注重实践的研究性

　　教育实践伴随着师范生学习的整个过程，涉及到小学教育、教学活动的各个方面，它对学生了解小学生、印证理论知识、巩固专业思想、学习与掌握教育规律，培养教育教学和初步的教育研究的实际能力具有重要意义。我们要求师范生在涉及小学科学（自然）课程的实践活动中，一方面在教师的指导下，选择科学教育实践中的某一问题（如玩具在科学课的运用、实验上的合作……）作理性思考，并寻求解决实际问题的具体方案；另一方面倡导自我研究能力的培养，要求学生通过仔细研究自己的教学实践活动，对比其他教师、同学的教学活动，来对自己的教学活动的好坏、可信度的高低作出评判，鼓励学生把实践中积累的感想与做法用较为规范的方式表述出来、总结出来。只要师范生能在教育实践中保持一份敏感和探索的习惯，就能做到既了解和掌握教育的一般规律，又掌握和了解本学科教学的特殊规律和技能，从而为他们将来成为学科教学和研究的行家里手打下铺垫。

　　未来教师的研究性教育实践素质需要我们不断去开发、激活，相信随着认识、实践向纵深拓展，培养未来教师的研究性教育实践素质的探索将对现代教师教育框架中未来教师成长为善于思考的专业人员产生巨大影响。