化学师范生实验教学知识的调查研究

余丽芬，史红霞

（山西师范大学教师教育学院，山西 太原 030000）

实验不仅是科学探究的重要方式，更是落实学科核心素养的重要途径，具有激发学生学习兴趣，启迪学生科学思维，训练学生科学方法的重要价值和功能。众所周知，实验教学的有效开展依赖于教师，而教师知识又是影响教学的关键因素[1]；同时，教师知识的形成始于师范生教育阶段，因此，在该阶段重视师范生有关实验方面的教师知识的培养就显得至关重要。

当前，关于实验教学方面的研究虽然较为丰富，但更多集中于实验教学策略、实验改进以及实验教学与学科核心素养等方面[2～4]，很少有学者从教师教育的视角出发来研究实验教学。陈博教授将有关实验方面的教师知识称之为“实验教学知识”并将其定义为教师关于实验教学活动相关问题的认知和理解，是属于教学法层面的知识[5]，并参考马格努森等人提出的理科教师学科教学知识（PCK）模型[6]，提出了实验教学知识的五要素模型[7]。截至目前，国内外有关实验教学知识的研究无论是在其构成、发展，还是在测评方面都相对缺乏。据此，本研究将基于PCK的视角，通过问卷调查的方式对师范生实验教学知识的现状展开研究，以期为师范生实验教学知识发展提出建议。

1 研究设计

1.1 研究对象

基于方便取样的原则，研究者选取SX 师范大学化材院大二师范生为研究对象，SX 师范大学是一所国内普通的省属师范大学，因此，最终的研究结果具有较好的代表性。

1.2 研究工具

研究工具为调查问卷，问卷内容的设计主要围绕实验教学知识五要素——实验教学取向、实验教学课程知识、实验教学学习者知识、实验教学策略知识、实验教学评价知识展开，每一要素设置2～3 个问题。同时，为了确保问卷具有良好的信效度，研究者在问卷的编制过程中还邀请了一位化学课程论专家和同一课题组的化学教育硕士进行审阅。在参考专家和课题组教育硕士的建议后，对问卷有关内容进行了反复修改，直至所有人对问卷内容的设置和表达都持同意态度后，研究者选择了本校学习过教学法课程的学科化学专业的硕士研究生进行试测。在试测结束后进行实测，前后共计发放问卷110份，有效回收102份，回收率达92.7%。将回收后的数据录入Excel统计，用百分比进行分析。

2 调查结果统计与分析

2.1 实验教学取向

实验教学取向是教师对学生通过实验教学后应达成的学习成效的认识，主要体现在实验教学目的观和实验教学过程观两大方面[8]。前者是对所教内容、方法、本质的理解，后者是对教学过程中，教师与学生角色的理解[9]。师范生实验教学取向的调查统计结果见表1。

由表1可知，师范生的实验教学目的观主要涵盖了理解科学概念和原理（50.1%）、掌握实验技能（30.3%）、发展科学思维和习惯（14.6%）三方面。其中，科学概念和原理侧重对“知识”的理解，实验技能倾向对“能力”的训练，而科学思维习惯偏向对“素养”的发展。可见，师范生的实验教学目的观更重视中学生对“知识”的掌握，而对“能力及素养”的关注略显不足。在实验教学过程观方面，有30.2%的师范生选择“教师讲授”，而60.3%的师范生选择“教师讲授与学生建构相结合”。可见，大部分师范生在实验教学的课堂上重视师生的共同参与，具有将中学生作为课堂主体的意识。

表1 师范生“实验教学取向”的调查结果

2.2 实验教学课程知识

实验教学课程知识是教师对课程标准和教材中有关实验内容的整体把握与理解，其要求教师必须熟悉课程标准和教材，要能够从宏观和微观的角度把握实验教学的方向，熟悉实验教学内容的安排顺序和逻辑。师范生实验教学课程知识的调查统计结果见表2。

表2 师范生“实验教学课程知识”的调查结果

由表2 可知，58.2%的师范生表示自己不清楚甚至不理解课程标准对有关实验内容的的定位和要求。同时，43.1%的师范生表示对中学化学教材中关于实验教学内容的安排顺序和逻辑较为含糊。由此可见，多数师范生的实验教学课程知识亟需提升。至于大部分师范生对有关实验内容在课程标准和教材中的要求及安排意图不清楚甚至不理解的一个重要的客观原因可能是，本研究所选择的研究对象目前尚未学习“化学课程标准解读和教材分析”这门专业课程。

2.3 实验教学学习者知识

实验教学学习者知识是教师对学生在实验学习中的学习背景及学习困难方面的了解和预测，即通常所说的学情。教师对学生学情的掌握程度将对学生的学习成效产生直接影响。师范生实验教学学习者知识的调查统计结果见表3。

表3 师范生“实验教学学习者知识”的调查结果

由表3可知，97%的师范生认为在进行某项实验教学活动前应率先考虑中学生的学习背景和学习困难，这表明师范生在课堂教学中普遍关注学生的意识，其中61.2%的师范生侧重对知识背景的关注，34.8%的师范生侧重对已有能力的关注，而14%的师范生则认为应紧扣新课标的要求关注中学生的核心素养。同时，62%的师范生表示自己无法对中学生的学习困难做出准确的判断和预测，这主要是由于师范生缺乏教学实践经验，且当前有限的学生知识主要来源于少量期刊文献的阅读和自身的学习经历，因此，对中学生的学习困难把握不清，理解层次较浅，这一点与冯鸿艺的研究结果相类似[10]。

2.4 实验教学策略知识

实验教学策略知识是教师对隐藏于实验内容中的知识、能力及素养如何在课堂中有效落实的策略性知识。实验教学策略类别多样，教师需根据实际情况采用合适的实验教学策略促进学生有效学习。关于师范生实验教学策略知识的调查统计结果见表4。

由表4可知，根据实验内容决定教学策略的师范生占比最多，其次是教学取向和中学生的已有知识经验，而根据中学生学习困难选择教学策略的师范生却很少，这与师范生对中学生学习困难把握不清有直接关系。同时，在具体教学策略的选择上63%的师范生倾向于“教师演示讲授”，仅有7%的师范生提到了三重表征和其他的教学策略。此外，42.2%的师范生表示自己对常见的实验教学策略的使用情境、特点及教学程序并不熟悉。由此可见，师范生的实验教学策略知识不够丰富，还需进一步提升。

表4 师范生“实验教学策略知识”的调查结果

2.5 实验教学评价知识

实验教学评价知识是教师对实验教学评价方式和评价维度的把握和理解。教师需结合具体学习目标，采用适当的评价方式对学生的学习结果作出合理评价，充分发挥评价所具有的“激励、导向、诊断”等功能。关于师范生实验教学评价知识的调查统计结果见表5。

由表5可知，师范生在实验教学评价方式的选择上表现出多元化，如有的师范生既选择了纸笔测验、观察记录，还选择了口头提问、操作考试，能将过程性评价与结果性评价有机融合。此外，师范生在评价内容上更倾向于关注“科学概念和原理的掌握（59.8%）”，而对“技能的习得（23.6%）、科学兴趣的激发（13.6%）”关注略少，可见师范生更侧重对知识的掌握，缺乏对能力及素养的关注，这与师范生的实验教学目的观有直接的关系。

表5 师范生“实验教学评价知识”的调查结果

3 结论与建议

基于以上调查结果，可以得出如下结论：①师范生的实验教学目的观倾向于“知识”的获得，而缺乏对“能力及素养”的重视，同时，多数师范生较认同“教师讲授与学生建构相结合”的教学过程观；②师范生的实验教学课程知识需要提升，具体表现在大部分师范生对相关实验内容在课程标准和教材中的定位及要求理解不到位；③关于实验教学学习者知识，大部分师范生表现出难以对中学生的学习困难做出判断和预测；④关于实验教学策略知识，多数师范生表示自己在实验教学策略的选择和具体应用上略显单一和生疏；⑤师范生的实验教学评价方式呈现多元化，但却在评价内容层面仍缺乏对中学生“能力及素养”的重视。

基于以上结论，对师范生实验教师知识的培养提出的建议是：通过专业学习促进师范生实验教学知识五要素单独发展；通过实践训练及反思交流促进师范生实验教学知识整合发展。具体建议如下：

3.1 重视专业学习

专业学习是发展师范生实验教学知识的第一环节，侧重对师范生实验教学知识五要素的单独发展，具体方法包括“教材的学习、课程标准的学习、高质量期刊文献的学习”[11]。其中教材和课程标准的学习重点作用于“实验教学课程知识和实验教学取向”的发展。师范生在任课教师的引导下深入理解课程标准和教材对有关实验内容的具体要求和安排意图，在丰富其实验教学课程知识的同时，树立正确的实验教学取向。此外，高质量期刊文献的学习主要作用于师范生的“实验教学学习者知识和实验教学策略知识”的提升。师范生结合具体的案例，细致总结文献中对有关中学生学习困难的记录，并借鉴和参考文献中所选择的教学策略，进而促使自身实验教学学习者知识和策略知识的不断完善。当然，除了以上专业学习之外，借助网络或者现场观摩优秀教师的课堂教学活动也是非常重要的学习方式，其更有利于师范生“实验教学策略知识和评价知识”的发展。

3.2 重视实践训练

尽管以上专业学习有助于师范生实验教学知识五要素的单独发展，但实验教学知识本身所具有的复杂性和缄默性，决定了师范生实验教学知识还需进一步的整合完善。因此，建议任课教师重视实践训练作为发展师范生实验教学知识的第二个重要环节，具体方式有“设计实验教学方案、实施实验教学方案”。设计实验教学方案是整合发展的第一阶段，师范生根据教材、课标及相关期刊文献，明确实验教学取向，系统整合实验教学课程知识，并结合中学生的学习困难选择科学合理的实验教学策略。实施实验教学方案则是将实验教学知识各个要素外显表达的过程，属于整合发展的第二阶段，师范生借助微格教学技能训练课程实施实验教学方案并录制讲课视频，录制视频的目的主要是便于自身后期反思。除此之外，还应重视教育实习、教育见习，积极参加学校或者学院举办的各种说课和讲课比赛，这对于师范生实验教学知识的整合发展也具有重要意义。

3.3 重视反思交流

师范生通过一定的实践训练后其实验教学知识虽然得到了一定程度的整合发展，但其整合程度依然不够，还需要反思交流这种基于深度思考的整合方式的参与。因此，建议将重视反思交流作为发展师范生实验教学知识的第三个环节，具体方法包括“评价他人实验讲课、转录自身微格实验讲课视频”。评价他人实验讲课是一种重要的相互交流的学习方式，更有利于师范生相互间思想火花的碰撞，可在一定程度上起到相互学习、相互启发、相互借鉴以及自我反思的作用。在转录自身实验微格讲课视频时，师范生需要按照或模仿指导教师的分析方式，认真反思自身所讲实验内容的课程知识的完整性、学习者知识的全面性、策略知识的针对性以及评价知识的合理性，以便找出自己日后实验教学的具体改进方向。经过以上两种形式的反思交流，师范生的实验教学知识将得以进一步的发展和完善。