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(yǎng)的提高，教育部于2017年印發(fā)了《義務教育小學科學課程標準》，標準規(guī)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(yǎng)小學生的科學素養(yǎng)［1］。以大連大學教育學院小學教育專業(yè)“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(yǎng)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(yè)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(tǒng)教學模式為理論課講授，實踐環(huán)節(jié)由教師演示部分過程，學生在實訓室現(xiàn)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(huán)節(jié)出現(xiàn)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(xiàn)的錯誤，因此不利于培養(yǎng)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(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)部分師范專業(yè)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(yǎng)。

二、改革內(nèi)容

根據(jù)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(lǐng)域的基礎知識，等等。實踐部分按照物質(zhì)科學、生命科學、地球與宇宙科學、工程與技術(shù)等四大領(lǐng)域進行課程結(jié)構(gòu)設計，各個領(lǐng)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(yè)科學實訓課各類實驗及實訓環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)，不斷提升師范生的科學素養(yǎng)。從以教為主向以學為主轉(zhuǎn)變，從以線下教學為主向線上線下混合式教學轉(zhuǎn)變，從以結(jié)果評價為主向以結(jié)果和過程評價結(jié)合為主轉(zhuǎn)變。

四、關(guān)鍵問題的解決

教學模式及課程設計是本教改的關(guān)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(tǒng)的課堂教育，也不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡教學，與MOOC教學存在一定的差異，關(guān)鍵是要實現(xiàn)教師角色的轉(zhuǎn)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(lǐng)域的教學模型，根據(jù)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(yǎng)的素質(zhì)。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(lǐng)，提高了學習的靈活性與針對性，據(jù)此，優(yōu)化設計課程拓撲結(jié)構(gòu)，將分散的知識點有效鏈接起來，學生不僅可以關(guān)注到每個知識點的細節(jié)，還能通過結(jié)構(gòu)拓撲圖對課程的知識體系結(jié)構(gòu)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(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，并為他們繼續(xù)學習、成為合格公民和終身發(fā)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(fā)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?？茖W實驗實訓部分則分為物質(zhì)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(huán)境部分）、工程與技術(shù)實驗（工具部分、手工制作部分、電子制作部分、創(chuàng)新設計部分）四大模塊。針對新課標的18個概念75個學習內(nèi)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(yè)的生源主要來自兩個方向：中職師范生專升本和高考統(tǒng)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(diào)動學生的學習積極性。高考統(tǒng)招入學的學生經(jīng)過高中的學習，對于物理、化學、生物實驗有系統(tǒng)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(yè)性、進階性的科學實驗學習和實訓。在實踐環(huán)節(jié)提高學生的參與度，以實驗現(xiàn)象的引入為主，用科學實驗引導學生進入學習場景，激發(fā)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(xiàn)象和結(jié)果，探索科學真理，充分調(diào)動學生的學習積極性。如在物質(zhì)科學領(lǐng)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(lián)、光電轉(zhuǎn)換、電磁轉(zhuǎn)換等實驗題目，也有電能與機械能、電能與動能或勢能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換原理、能量守恒定律等，從而激發(fā)學生的創(chuàng)新研究。

（三）教學實施與評價

依托長江雨課堂網(wǎng)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(jù)教學進度，預先發(fā)布預習通知，學生根據(jù)自己的時間安排線上預習，長江雨課堂預習的數(shù)據(jù)通過后臺導出，可以詳細分析觀看時間、時長、完成時間等數(shù)據(jù)。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(yè)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(huán)節(jié)，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(qū)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(nèi)容采取學生互評+教師評價相結(jié)合的方式，對教學結(jié)果進行綜合評價［3］。根據(jù)評價結(jié)果對線上教學資源進行整合和優(yōu)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(fā)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(jié)果進行綜合評價，占平時成績的30%；學生對每章節(jié)知識點的預習、理解和掌握程度，雨課堂等課堂作業(yè)的評分，占平時成績的70%。所有數(shù)據(jù)來源于本課程的長江雨課堂數(shù)據(jù)庫。

六、實施效果分析及總結(jié)

本項目結(jié)合STEM教育，將科學、技術(shù)、工程、數(shù)學教育有機融合，實現(xiàn)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(yǎng)科學基礎扎實、勇于創(chuàng)新、善于通過科學課程綜合育人、終身學習、高素質(zhì)、創(chuàng)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(yōu)化評價方式，讓課程教學更加符合科學課SPOC教學的規(guī)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(yè)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(jù)自己的情況，自由設置和調(diào)控課程學習的進度和節(jié)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(jù)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(fā)散思維，創(chuàng)新設計。SPOC創(chuàng)新了課堂教學模式，激發(fā)了“小學科學基礎及綜合實踐”課堂的活力，更加強調(diào)帶給學生完整、深入的實踐體驗，有利于提高實訓環(huán)節(jié)的完成率。教育部卓越教師計劃也把教師能力的培養(yǎng)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(zhì)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(zhì)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(shù)據(jù)，由于未考慮平臺預習模塊正在建設的情況，出現(xiàn)了學生首次預習觀看的時長即為系統(tǒng)統(tǒng)計的預習總時長的問題，使部分統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)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(jié)準備習題等內(nèi)容，因此，線上教學評價中的知識能力目標的部分考核數(shù)據(jù)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(jié)，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(zhì)能力的達成度。

在我校教務系統(tǒng)中，對2017級學生進行評教，有效參評人數(shù)為98人，平均評價分數(shù)為92.53；對2018級學生進行評教，有效參評人數(shù)為104人，平均評價分數(shù)93.17，評價分數(shù)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(yè)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(huán)節(jié)，并現(xiàn)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(huán)節(jié)中，對課程目標和實施方法對于畢業(yè)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(yè)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(yǎng)，實現(xiàn)了較好的應用價值。