美国密歇根州立大学科学教育硕士培养方案的特点与启示＊

刘德华 耿淑玲

（湖南师范大学教育科学学院，湖南长沙 410081）

美国密歇根州立大学科学教育硕士培养方案的特点与启示＊

刘德华 耿淑玲

（湖南师范大学教育科学学院，湖南长沙 410081）

美国密歇根州立大学为中学科学教师攻读硕士学位设置了三个培养方案，即生物科学教师硕士培养方案、物理科学教师硕士培养方案与教学艺术硕士（普通科学方向）培养方案。这三个方案要求学生修30学分的课程，前两个培养方案面向高中教师，要求撰写研究论文，还开设了学科前沿研究课程，后者面向幼儿园至初中教师，不要求撰写论文，其课程内容具有基础性。三个方案的共同点是课程主体内容密切结合学校的学科教学，课程体系具有多学科领域的综合性。

密歇根州立大学；硕士方案；教师教育；科学教师

根据2009年美国新闻与世界报告（U．S．News ＆ World Report）的排名，密歇根州立大学的小学教育专业和中学教育专业在全美排名均第一，教育学院综合排名第十七名。［1］该大学的自然科学学院（College of Natural Science，CNS）设置的科学与数学教育部（Division of Science and Mathematics Education，DSME）有三个科学教育硕士培养方案，都招收在职教师。［2］三个方案的基本情况分别是：中学生物科学教师硕士培养方案（The Master of Science in Interdepartmental Biological Science for secondary teachers of the biological sciences）和中学物理科学教师硕士培养方 案 （The Master of Science in Interdepartmental Physical Science for secondary teachers of the physical sciences）针对高中在职教师而设置，在暑假上课（courses），平时的周末进行专题研究（workshops）。普通科学教师教学艺术硕士学位（The Master of Arts for Teachers in General Science for K－8 teachers of science）针对幼儿园至初中的科学教师而设置，少数课程由教育学院承担，平时在晚上上课，每周一次，每次三小时，而自然科学学院开设的课程则在暑假上课。

为在职科学教师设置的三个培养方案其培养目标是：更新科学知识；促进课堂科学内容的变革；鼓励教师从事实验和实地考察活动；鼓励课堂中的问题解决和调查研究；提高口语和书面语言的交流技能；拓展教师的网络知识；加强密歇根州立大学的科学与数学教师同中小学教师的互动。

一、生物科学教师硕士生培养方案的课程体系结构与特点

生物科学教师硕士生培养方案（下文简称“生物硕士生培养方案”）总共有30学分的课程，参见表一。各课程的内容如下：

1．生物科学前沿课程。这是一门专题讨论课，参加三次研讨算1学分。每周末5个小时的研讨由密歇根州立大学相关研究领域的教授来主讲。开始2个小时由主讲人就他的研究领域提供一些基本的信息，后3小时用来讨论该领域的最新研究成果以及新的思想。即使那些不想攻读本硕士学位的中学教师也被鼓励参与本课题的讨论。此外，这门课程专题内容的学习和获得的学分可以与另一门课程（物理科学前沿研究课程）相互转换。

2．生物化学和细胞生物学课程。这是一门关于基础生物化学和细胞生物学的概论性课程，其内容包括蛋白质、结构和功能、细胞生理学、新陈代谢能量的产生与储存以及遗传信息的传递。学生要运用细胞生物学和分子生物学的现代技术开展实验活动，并研制出一个可供中学课堂教学用的实验习题。此外还要利用图书馆或者网络资源做一个研究，要求设计一个单元的教学内容，这个单元内容以基础生物学的实际运用和历史发展为主题。

3．教师实地生态考察课程。在这门课程中，学生就多样生态系统中发生的相互作用进行观察、发现问题并对假设进行验证。除了获得解释实地考察数据的分析技能之外，学生们还将学习如何设计实地考察实验项目，并运用实地考察技能解决问题。

攻读这一硕士学位的研究生还被鼓励编写一个单元或数个单元的课程资料，这些课程资料重视主动的、动手操作的教学方法。

表1 生物科学教师硕士培养方案

4．硕士论文研究。论文研究的目的是要把最新的科学内容及时地纳入到课堂教学之中。在攻读学位的第一个暑假中，中学教师力图使现有的实验条件适应课堂教学情境，或者运用分子生物学、细胞生物学、生态学、环境科学中所学到的技术设计出新的实验项目。论文研究通常是在修完生物化学和细胞生物学课程以及实地生态考察课程之后开始，利用暑假5周的时间完成。这一5周的研究工作与硕士论文直接相关，导师负责指导这个项目研究。如果有必要，密歇根州立大学的其他教师也将提供帮助。在第二个暑假中，论文选定一个新的教学单元，该单元是研究生已经设计并在教学中教授过的内容，因为教过新单元，这使得教师能够收集关于学生学习情况的资料以确认该单元内容的优点与不足，并评价教学的效果。论文依据数据资料对于已经实施的教学活动效果进行描述和分析。对学生的论文至少有三位教师评阅、评价并提供反馈意见。论文的最后一步就是向研究生群体进行口头演讲，也可能要求研究生向其他的中学教师、对此有兴趣的大学教授（大多数情况下是评阅过论文的教授）和其他社会公众作公开的演讲。

论文研究需要有符合论文指南规定要求的书面论文，并作公开的口头演讲（apublic oral pres－entation）。一篇完整的论文需要达到以下标准：研究目标的清晰界定和理论综述；详细地描述已经编制好的实验作业，提高学生学习实验作业的学习质量，并对反映学习效果的数据资料加以分析和解释。论文指南还包括如何获得大学人文学科研究委员会（University Committee for Research Involving Human Subjects，缩写为UCRIHS）通过的指导性说明，学习者开始做研究时就获得这本论文指南，论文资料还必须符合研究生院颁发的指南规定。论文必须是原创性写作（original writing），并注明资料的来源。那些不恰当引用其他人成果的论文不会被通过。口头演讲是论文的最后一个环节，要反映如下研究情况：资料综述与评价、计划的执行过程、数据的统计与研究结果的讨论，论文答辩（thesis defense）是一个公开的学术会议，通常在暑假举行，答辩一般面向指导过论文研究的教授、中小学教师同行以及其他有兴趣的人员。

论文研究的主要帮助者总是硕士导师，导师一般来自生物系的教授或者自然科学学院的教授，他们感兴趣的研究领域与研究生选定的主题有关。当研究生开始实施研究计划时，教授们给研究生提出一些想法、资料和反馈性意见。论文最后是否获得通过一般由指导教师和另外两名参加了论文答辩的教授来决定。如果研究生与答辩委员会成员有分歧，则提交给数学与科学教育部主任或第三方教授来解决。

二、物理科学教师硕士生培养方案的课程体系结构与特点

物理科学教师硕士生培养方案的核心课程包括周末研讨班物理科学前沿课程以及暑假开设的5门课程：化学、物理、地球科学、综合性科学与技术，参见表二，还有论文研究与写作。总共需要30学分。各门课程的具体内容如下：

1．物理科学前沿课程。这是一门专题讨论课，研究生参加三次研讨算1学分。每周末5个小时的研讨由密歇根州立大学的学科研究领域的教授来主讲，开始2个小时由主讲人就他的研究领域提供一些基本的信息，后3小时用来讨论该领域的最新研究成果以及新的思想。还鼓励那些不想获取本硕士学位的中学老师参与本课题的讨论。专题内容与学分可以与另一门相近的课程（生物科学前沿研究课程）转换。

2．化学课程。这门课程既有实验内容，也有讲授内容，它旨在提高化学实验技能，拓展化学知识。与师生日常生活相关的化学案例被用于教学。它还包括微观实验作业、计算机模拟以及练习。讨论的专题包括：化学反应与成键，热力学与动力学以及相图（phase diagrams）。

3．物理课程。这门课程同样既有实验内容，也有讲授内容。该课程重点建构了一个物理学的内容框架，主题包括力学、电学、磁学以及量子力学，不过这些内容都具有导论性，只有概要性的介绍。师生在实验室环境中展开教学活动，物理现象与数据描述的理论讨论与适当的动手实验活动结合在一起，从日常生活中常见的简单物品到计算机界面数据的收集，几乎所有这一切都能用来教学。

4．地球科学课程。这一课程的重点在于把理论性的地质学原理与人类的环境联系起来，把讲授、实验和野外考察结合起来。讨论的主题包括地质材料、地质年代、密歇根州的地质、气候与酸雨。到墓地、垃圾填埋场、危险废物场所进行考察来说明相关的专题内容。

5．技术课程。在该课程的学习活动中，中学科学教师从事最新的电子技术研究活动。课程内容包括网页制作和运用网页资料，把网页资料与多媒体技术综合起来呈现有关内容，把网页资料作为补充内容运用于课堂教学。此外，还运用课堂教学中的其他技术手段。

表2 物理科学教师硕士培养方案（30学分）

6．综合性科学课程。中学教师修完上述课程之后，就开始学习综合性科学，学习者研究物理科学与技术之间的相互关系。学习者需要选择一个主题教学内容加以改编，使之成为一个合适的课堂教学单元后展示出来。

7．硕士论文研究的内容与第一个培养方案的相关要求相同。

三、教学艺术硕士（普通科学方向）培养方案的课程体系结构与特点

教学艺术硕士（普通科学方向）的学习者是幼儿园至初中（K－8）阶段的在职教师。获取这一学位需要30学分。培养方案设置有6门科学课程，即物理科学Ⅰ和Ⅱ、地球科学Ⅰ和Ⅱ、生命科学Ⅰ和Ⅱ，还要求在教育学院选修6个学分的课程，此外，要设计一个校内研究项目，旨在提高科学或数学的教学质量，这一项目的设计要学习者自己选择和提出一个教学主题，并在教学活动中实施，最后整理好相关的资料。

表3 教学艺术硕士（普通科学方向）培养方案（30学分）

1．物理科学Ⅰ的课程名称是“能量与物质”。学习者学习关于能量守恒和质量守恒的内容，物质的基本特征、元素的性质、物质的状态、质量守恒、质量与体积的关系、原子和分子等等，这些知识内容的学习都通过相应的“动手材料”（handson materials）而展开。

2．物理科学Ⅱ的课程名称是“普通物理”。该门课程内容的要点有经常观察到的和学到的物理现象，如电、磁、力、运动、热、声音和光。学习者通过探究如下的主题来学习上述知识：电流与电路、磁铁和磁场、惯性、重力、火箭技术、钟摆、能量的形式、波的本质与传播以及玩具的玩法。

3．地球科学Ⅰ的课程名称是“气候与空间科学”。这门课程关于太阳及其行星系统的内容很详细，对各行星有基本的描述，还包括对月球的探险等。

4．地球科学Ⅱ的课程名称是“矿物质和化石”。通过一些探索性活动制成的表格提供如下的知识内容：火成岩、风化岩、沉积岩的基本知识，矿物质的构成以及地质变化而形成这些物质的过程。对沉积岩的研究包括恐龙等化石里的信息内容。野外考察是这一课程的重要内容。

5．生命科学Ⅰ的课程名称是“细胞与有机体”。什么是生命，什么不是生命？生命的最小单位是什么？植物怎样保存和利用营养？怎样给生物体分类？对这些问题或者相关其它问题的回答都是通过探索性研究，处置单细胞有机体、植物和它们的后代、光合作用、脊椎动物和无脊椎动物的特点而获得答案等。

6．生命科学Ⅱ的课程名称是“有机体或生态系统之间的相互关系”。该课程探究如下问题：一个生态系统的各部分怎样发生相互作用、具有什么样的相互联系？在生态系统中，能量是怎样传递给生命物体的？通过生态系统，物质是怎样循环的？在环境中物质是怎样再次利用的？生物群落在某一阶段是怎样发生变化的？人类与环境怎样发生相互作用？实地考察是这门课程的有机部分，有的实地考察在校园外进行。

7．在职教师校本课题研究课程。这是学习者独立设计研究的项目，其目的是让学习者将所获得的数学或科学方面新知识用于所在学校的教学活动之中。研究项目的进行往往离不开硕士生导师的支持，这项课题研究不能替代正式的学位论文，但依然是学习活动的一个学术性评估。

8．科学教育实践与探究课程以及理解性科学教学课程。学习者需要从两门课程中选修一门，参见表三。科学教育实践课程的重要内容具体包括：学习者的多样性、学习共同体、对概念的理解、学科内容分析以及学习者的前知识结构。理解性科学教学课程是针对对当前过分重视记忆的科学教学以及教学内容过多所作出的反应，要做到为理解而教科学还需要教师掌握相关的理论性的知识、教学技术和实践技能。

四、科学教育硕士培养方案的评析

密歇根州立大学的三个科学教育硕士生培养方案具有一些明显的特点。主要表现在5个方面。

1．硕士生培养方案设置的课程与中小学科学课程密切相关。硕士生培养首要目标是“更新科学知识；促进课堂科学内容的变革”。三个方案的课程体系中均没有政治课、公共英语课，而且注意把教育理论、心理学理论渗透在相关的课程中。这使得整个课程体系具有很强的现实针对性，有利于提高教师的学习兴趣，也强化了教育行政部门与学校对在职教师利用业余时间攻读硕士学位的支持。

2．重视实验、探索性研究与野外考察活动。硕士生培养目标之一是鼓励教师从事实验和实地考察活动。生物硕士生有生态实地考察课程，要设计实地考察实验项目，要运用细胞生物学和分子生物学的现代技术开展实验活动。物理硕士生的化学、物理、地球科学、技术四门课程都是既有知识内容，也有实验内容；物理现象与数据描述的理论讨论与适当的动手实验活动结合在一起；要到墓地、垃圾填埋场、危险废物场所进行考察来说明相关的专题内容。科学教学艺术硕士则有动手操作的课程内容。科学教学艺术硕士生的地球科学Ⅱ和生命科学Ⅱ都有野外考察任务。

3．重视讨论和培养表达技能。硕士生培养目标之一是“提高口语和书面语言的交流技能”。生物硕士生的“生物科学前沿课程”每周末5个小时的学习有3小时用来讨论该领域的最新研究成果以及新的思想。论文的最后一个环节是口头演讲和答辩。这些具体的要求、活动内容都有助于提高学生的口语表达和交流能力。

4．科学课程的综合性。物理硕士生的课程包括化学、物理、地球科学、生命科学和技术，而且学习这5门之后，还有一门综合性科学课程。整个课程体系结构内蕴着强烈的综合性，给学生提供了多学科视野的融合。科学教学艺术硕士的课程体系也包括了物理、地球科学和生命科学课程。我国的教育硕士（学科方向）如何突破科学上单一学科的视野，促进多学科的视阈融合，也许可以从这两个课程方案中获得一些启示。

5．重视论文撰写。生物和物理的硕士生要求撰写研究论文，并对论文提出了一系列的明确的要求，如概念的清晰界定、资料的综述与评价、引文的来源要注明。值得思考的是密歇根州立大学的科学教育硕士生所撰写的论文，不是一般的泛泛而谈，更不是抄抄拼拼，而是要求依据中小学的科学内容编制出具有新意的教学单元，并在实施教学后，将反映教学效果的数据资料加以分析。论文的实践意蕴非常明显。

密歇根州立大学三个科学硕士培养方案的特点给我国教育硕士的课程体系结构的调整带来了多方面的启示。第一，课程的设置应最大限度地联系中小学科学教学实际，满足中小学教师教学工作的需要，有利于改进科学教学并提高科学教学质量，增强教育硕士的吸引力；第二，在内容设置上和教学过程中，加大实验、实地考察和探索性研究的内容。我国的教育硕士往往是集中一个学年或者一个学期的时间上课，探究性的实验活动和实地考察活动因为经费与时间的限制而没有充分展开，从而使科学教师的培养失去了科学教育最根本的特点。第三，进一步重视课堂讨论与口头表达能力的提高。无论是科学探究活动，还是教学活动，都需要教师有超强的口头表达能力，也需要有较强的对话能力，对话包括听懂对方的话语，理解对方话语的合理内核，同时运用批判的思维能力辨析其内在的局限性，最后超越对方的思想。第四，超越科学教育传统的专业划界标准，设置科学领域的多门学科，或者直接设置综合性的科学课程，拓展科学教师的单一学科视野，达到多学科视阈的融合。第五，教育硕士论文的研究要结合中小科学教育内容，最好有一段时间的教学改革实践活动，或者有某一单元的教学改革，使硕士论文建立在科学教育改革的实践基础之上。

［1］美国新闻与世界报道，小学教育专业排名．［EB／OL］http：／／grad－schools．usnews．rankingsandreviews． com／best－graduate－schools／top－educationschools／teacher－education．美国新闻与世界报道，中学教育专业排名．［EB／OL］http：／／grad－schools．usnews．rankingsandreviews． com／best－graduate－schools／top－educationschools／secondary－teacher－education．美国新闻与世界报道，教育学院排名．［EB／OL］http：／／grad－schools．usnews．rankingsandreviews．com／best－graduate－schools／top－education－schools／rankings．

［2］本文所选取的案例分析资料均来自Michigan State University，Division of Science and Mathematics education．Graduate Handbook．［EB／OL］http：／／www．dsme．msu．edu／gradprg．htm．

A Review of Master Cultivation Programs in Education of Science at Michigan State University

LIU De－hua GENG Shu－ling
（School of Educational Science，Hunan Normal University，Changsha410081，Hunan）

There are three cultivation programs for middle school teachers of science to obtain their master degrees at Michigan State University，including master in interdepartmental biological science for secondary teachers of biological science，master in interdepartmental physical science for secondary teachers of physical science and master of arts in general science for teachers of science．The total credit of each program is a little more than30．The requirements for the former two programs include master’s thesis research and frontiers in sciences，while the third emphasizes general knowledge in science．The commons of the three programs lie in their curriculum synthesis of multiple subjects and a close combination with their university teaching．

Michigan State University；program of master；teacher education；science teacher

G649．712

A

1672－5905（2012）02－0092－05

2011－06－25

本文是全国教育科学“十一五”规划教育部重点课题“基于教育问题解决的教师培训模式研究”（课题编号：DFA090338）的阶段性研究成果。

刘德华（1963－），男，教育学博士，湖南师范大教育科学学院教授，主要研究领域是科学教育。耿淑玲（1975－），女，湖南师范大学课程与教学论专业在职博士研究生，研究领域课程与教学理论。

（本文责任编辑：王 俭）