美國密歇根州立大學科學教育碩士培養(yǎng)方案的特點與啟示＊

劉德華 耿淑玲

（湖南師范大學教育科學學院，湖南長沙 410081）

美國密歇根州立大學科學教育碩士培養(yǎng)方案的特點與啟示＊

劉德華 耿淑玲

（湖南師范大學教育科學學院，湖南長沙 410081）

美國密歇根州立大學為中學科學教師攻讀碩士學位設(shè)置了三個培養(yǎng)方案，即生物科學教師碩士培養(yǎng)方案、物理科學教師碩士培養(yǎng)方案與教學藝術(shù)碩士（普通科學方向）培養(yǎng)方案。這三個方案要求學生修30學分的課程，前兩個培養(yǎng)方案面向高中教師，要求撰寫研究論文，還開設(shè)了學科前沿研究課程，后者面向幼兒園至初中教師，不要求撰寫論文，其課程內(nèi)容具有基礎(chǔ)性。三個方案的共同點是課程主體內(nèi)容密切結(jié)合學校的學科教學，課程體系具有多學科領(lǐng)域的綜合性。

密歇根州立大學；碩士方案；教師教育；科學教師

根據(jù)2009年美國新聞與世界報告（U．S．News ＆ World Report）的排名，密歇根州立大學的小學教育專業(yè)和中學教育專業(yè)在全美排名均第一，教育學院綜合排名第十七名。［1］該大學的自然科學學院（College of Natural Science，CNS）設(shè)置的科學與數(shù)學教育部（Division of Science and Mathematics Education，DSME）有三個科學教育碩士培養(yǎng)方案，都招收在職教師。［2］三個方案的基本情況分別是：中學生物科學教師碩士培養(yǎng)方案（The Master of Science in Interdepartmental Biological Science for secondary teachers of the biological sciences）和中學物理科學教師碩士培養(yǎng)方 案 （The Master of Science in Interdepartmental Physical Science for secondary teachers of the physical sciences）針對高中在職教師而設(shè)置，在暑假上課（courses），平時的周末進行專題研究（workshops）。普通科學教師教學藝術(shù)碩士學位（The Master of Arts for Teachers in General Science for K－8 teachers of science）針對幼兒園至初中的科學教師而設(shè)置，少數(shù)課程由教育學院承擔，平時在晚上上課，每周一次，每次三小時，而自然科學學院開設(shè)的課程則在暑假上課。

為在職科學教師設(shè)置的三個培養(yǎng)方案其培養(yǎng)目標是：更新科學知識；促進課堂科學內(nèi)容的變革；鼓勵教師從事實驗和實地考察活動；鼓勵課堂中的問題解決和調(diào)查研究；提高口語和書面語言的交流技能；拓展教師的網(wǎng)絡(luò)知識；加強密歇根州立大學的科學與數(shù)學教師同中小學教師的互動。

一、生物科學教師碩士生培養(yǎng)方案的課程體系結(jié)構(gòu)與特點

生物科學教師碩士生培養(yǎng)方案（下文簡稱“生物碩士生培養(yǎng)方案”）總共有30學分的課程，參見表一。各課程的內(nèi)容如下：

1．生物科學前沿課程。這是一門專題討論課，參加三次研討算1學分。每周末5個小時的研討由密歇根州立大學相關(guān)研究領(lǐng)域的教授來主講。開始2個小時由主講人就他的研究領(lǐng)域提供一些基本的信息，后3小時用來討論該領(lǐng)域的最新研究成果以及新的思想。即使那些不想攻讀本碩士學位的中學教師也被鼓勵參與本課題的討論。此外，這門課程專題內(nèi)容的學習和獲得的學分可以與另一門課程（物理科學前沿研究課程）相互轉(zhuǎn)換。

2．生物化學和細胞生物學課程。這是一門關(guān)于基礎(chǔ)生物化學和細胞生物學的概論性課程，其內(nèi)容包括蛋白質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能、細胞生理學、新陳代謝能量的產(chǎn)生與儲存以及遺傳信息的傳遞。學生要運用細胞生物學和分子生物學的現(xiàn)代技術(shù)開展實驗活動，并研制出一個可供中學課堂教學用的實驗習題。此外還要利用圖書館或者網(wǎng)絡(luò)資源做一個研究，要求設(shè)計一個單元的教學內(nèi)容，這個單元內(nèi)容以基礎(chǔ)生物學的實際運用和歷史發(fā)展為主題。

3．教師實地生態(tài)考察課程。在這門課程中，學生就多樣生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)生的相互作用進行觀察、發(fā)現(xiàn)問題并對假設(shè)進行驗證。除了獲得解釋實地考察數(shù)據(jù)的分析技能之外，學生們還將學習如何設(shè)計實地考察實驗項目，并運用實地考察技能解決問題。

攻讀這一碩士學位的研究生還被鼓勵編寫一個單元或數(shù)個單元的課程資料，這些課程資料重視主動的、動手操作的教學方法。

表1 生物科學教師碩士培養(yǎng)方案

4．碩士論文研究。論文研究的目的是要把最新的科學內(nèi)容及時地納入到課堂教學之中。在攻讀學位的第一個暑假中，中學教師力圖使現(xiàn)有的實驗條件適應課堂教學情境，或者運用分子生物學、細胞生物學、生態(tài)學、環(huán)境科學中所學到的技術(shù)設(shè)計出新的實驗項目。論文研究通常是在修完生物化學和細胞生物學課程以及實地生態(tài)考察課程之后開始，利用暑假5周的時間完成。這一5周的研究工作與碩士論文直接相關(guān)，導師負責指導這個項目研究。如果有必要，密歇根州立大學的其他教師也將提供幫助。在第二個暑假中，論文選定一個新的教學單元，該單元是研究生已經(jīng)設(shè)計并在教學中教授過的內(nèi)容，因為教過新單元，這使得教師能夠收集關(guān)于學生學習情況的資料以確認該單元內(nèi)容的優(yōu)點與不足，并評價教學的效果。論文依據(jù)數(shù)據(jù)資料對于已經(jīng)實施的教學活動效果進行描述和分析。對學生的論文至少有三位教師評閱、評價并提供反饋意見。論文的最后一步就是向研究生群體進行口頭演講，也可能要求研究生向其他的中學教師、對此有興趣的大學教授（大多數(shù)情況下是評閱過論文的教授）和其他社會公眾作公開的演講。

論文研究需要有符合論文指南規(guī)定要求的書面論文，并作公開的口頭演講（apublic oral pres－entation）。一篇完整的論文需要達到以下標準：研究目標的清晰界定和理論綜述；詳細地描述已經(jīng)編制好的實驗作業(yè)，提高學生學習實驗作業(yè)的學習質(zhì)量，并對反映學習效果的數(shù)據(jù)資料加以分析和解釋。論文指南還包括如何獲得大學人文學科研究委員會（University Committee for Research Involving Human Subjects，縮寫為UCRIHS）通過的指導性說明，學習者開始做研究時就獲得這本論文指南，論文資料還必須符合研究生院頒發(fā)的指南規(guī)定。論文必須是原創(chuàng)性寫作（original writing），并注明資料的來源。那些不恰當引用其他人成果的論文不會被通過?？陬^演講是論文的最后一個環(huán)節(jié)，要反映如下研究情況：資料綜述與評價、計劃的執(zhí)行過程、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與研究結(jié)果的討論，論文答辯（thesis defense）是一個公開的學術(shù)會議，通常在暑假舉行，答辯一般面向指導過論文研究的教授、中小學教師同行以及其他有興趣的人員。

論文研究的主要幫助者總是碩士導師，導師一般來自生物系的教授或者自然科學學院的教授，他們感興趣的研究領(lǐng)域與研究生選定的主題有關(guān)。當研究生開始實施研究計劃時，教授們給研究生提出一些想法、資料和反饋性意見。論文最后是否獲得通過一般由指導教師和另外兩名參加了論文答辯的教授來決定。如果研究生與答辯委員會成員有分歧，則提交給數(shù)學與科學教育部主任或第三方教授來解決。

二、物理科學教師碩士生培養(yǎng)方案的課程體系結(jié)構(gòu)與特點

物理科學教師碩士生培養(yǎng)方案的核心課程包括周末研討班物理科學前沿課程以及暑假開設(shè)的5門課程：化學、物理、地球科學、綜合性科學與技術(shù)，參見表二，還有論文研究與寫作?？偣残枰?0學分。各門課程的具體內(nèi)容如下：

1．物理科學前沿課程。這是一門專題討論課，研究生參加三次研討算1學分。每周末5個小時的研討由密歇根州立大學的學科研究領(lǐng)域的教授來主講，開始2個小時由主講人就他的研究領(lǐng)域提供一些基本的信息，后3小時用來討論該領(lǐng)域的最新研究成果以及新的思想。還鼓勵那些不想獲取本碩士學位的中學老師參與本課題的討論。專題內(nèi)容與學分可以與另一門相近的課程（生物科學前沿研究課程）轉(zhuǎn)換。

2．化學課程。這門課程既有實驗內(nèi)容，也有講授內(nèi)容，它旨在提高化學實驗技能，拓展化學知識。與師生日常生活相關(guān)的化學案例被用于教學。它還包括微觀實驗作業(yè)、計算機模擬以及練習。討論的專題包括：化學反應與成鍵，熱力學與動力學以及相圖（phase diagrams）。

3．物理課程。這門課程同樣既有實驗內(nèi)容，也有講授內(nèi)容。該課程重點建構(gòu)了一個物理學的內(nèi)容框架，主題包括力學、電學、磁學以及量子力學，不過這些內(nèi)容都具有導論性，只有概要性的介紹。師生在實驗室環(huán)境中展開教學活動，物理現(xiàn)象與數(shù)據(jù)描述的理論討論與適當?shù)膭邮謱嶒灮顒咏Y(jié)合在一起，從日常生活中常見的簡單物品到計算機界面數(shù)據(jù)的收集，幾乎所有這一切都能用來教學。

4．地球科學課程。這一課程的重點在于把理論性的地質(zhì)學原理與人類的環(huán)境聯(lián)系起來，把講授、實驗和野外考察結(jié)合起來。討論的主題包括地質(zhì)材料、地質(zhì)年代、密歇根州的地質(zhì)、氣候與酸雨。到墓地、垃圾填埋場、危險廢物場所進行考察來說明相關(guān)的專題內(nèi)容。

5．技術(shù)課程。在該課程的學習活動中，中學科學教師從事最新的電子技術(shù)研究活動。課程內(nèi)容包括網(wǎng)頁制作和運用網(wǎng)頁資料，把網(wǎng)頁資料與多媒體技術(shù)綜合起來呈現(xiàn)有關(guān)內(nèi)容，把網(wǎng)頁資料作為補充內(nèi)容運用于課堂教學。此外，還運用課堂教學中的其他技術(shù)手段。

表2 物理科學教師碩士培養(yǎng)方案（30學分）

6．綜合性科學課程。中學教師修完上述課程之后，就開始學習綜合性科學，學習者研究物理科學與技術(shù)之間的相互關(guān)系。學習者需要選擇一個主題教學內(nèi)容加以改編，使之成為一個合適的課堂教學單元后展示出來。

7．碩士論文研究的內(nèi)容與第一個培養(yǎng)方案的相關(guān)要求相同。

三、教學藝術(shù)碩士（普通科學方向）培養(yǎng)方案的課程體系結(jié)構(gòu)與特點

教學藝術(shù)碩士（普通科學方向）的學習者是幼兒園至初中（K－8）階段的在職教師。獲取這一學位需要30學分。培養(yǎng)方案設(shè)置有6門科學課程，即物理科學Ⅰ和Ⅱ、地球科學Ⅰ和Ⅱ、生命科學Ⅰ和Ⅱ，還要求在教育學院選修6個學分的課程，此外，要設(shè)計一個校內(nèi)研究項目，旨在提高科學或數(shù)學的教學質(zhì)量，這一項目的設(shè)計要學習者自己選擇和提出一個教學主題，并在教學活動中實施，最后整理好相關(guān)的資料。

表3 教學藝術(shù)碩士（普通科學方向）培養(yǎng)方案（30學分）

1．物理科學Ⅰ的課程名稱是“能量與物質(zhì)”。學習者學習關(guān)于能量守恒和質(zhì)量守恒的內(nèi)容，物質(zhì)的基本特征、元素的性質(zhì)、物質(zhì)的狀態(tài)、質(zhì)量守恒、質(zhì)量與體積的關(guān)系、原子和分子等等，這些知識內(nèi)容的學習都通過相應的“動手材料”（handson materials）而展開。

2．物理科學Ⅱ的課程名稱是“普通物理”。該門課程內(nèi)容的要點有經(jīng)常觀察到的和學到的物理現(xiàn)象，如電、磁、力、運動、熱、聲音和光。學習者通過探究如下的主題來學習上述知識：電流與電路、磁鐵和磁場、慣性、重力、火箭技術(shù)、鐘擺、能量的形式、波的本質(zhì)與傳播以及玩具的玩法。

3．地球科學Ⅰ的課程名稱是“氣候與空間科學”。這門課程關(guān)于太陽及其行星系統(tǒng)的內(nèi)容很詳細，對各行星有基本的描述，還包括對月球的探險等。

4．地球科學Ⅱ的課程名稱是“礦物質(zhì)和化石”。通過一些探索性活動制成的表格提供如下的知識內(nèi)容：火成巖、風化巖、沉積巖的基本知識，礦物質(zhì)的構(gòu)成以及地質(zhì)變化而形成這些物質(zhì)的過程。對沉積巖的研究包括恐龍等化石里的信息內(nèi)容。野外考察是這一課程的重要內(nèi)容。

5．生命科學Ⅰ的課程名稱是“細胞與有機體”。什么是生命，什么不是生命？生命的最小單位是什么？植物怎樣保存和利用營養(yǎng)？怎樣給生物體分類？對這些問題或者相關(guān)其它問題的回答都是通過探索性研究，處置單細胞有機體、植物和它們的后代、光合作用、脊椎動物和無脊椎動物的特點而獲得答案等。

6．生命科學Ⅱ的課程名稱是“有機體或生態(tài)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系”。該課程探究如下問題：一個生態(tài)系統(tǒng)的各部分怎樣發(fā)生相互作用、具有什么樣的相互聯(lián)系？在生態(tài)系統(tǒng)中，能量是怎樣傳遞給生命物體的？通過生態(tài)系統(tǒng)，物質(zhì)是怎樣循環(huán)的？在環(huán)境中物質(zhì)是怎樣再次利用的？生物群落在某一階段是怎樣發(fā)生變化的？人類與環(huán)境怎樣發(fā)生相互作用？實地考察是這門課程的有機部分，有的實地考察在校園外進行。

7．在職教師校本課題研究課程。這是學習者獨立設(shè)計研究的項目，其目的是讓學習者將所獲得的數(shù)學或科學方面新知識用于所在學校的教學活動之中。研究項目的進行往往離不開碩士生導師的支持，這項課題研究不能替代正式的學位論文，但依然是學習活動的一個學術(shù)性評估。

8．科學教育實踐與探究課程以及理解性科學教學課程。學習者需要從兩門課程中選修一門，參見表三。科學教育實踐課程的重要內(nèi)容具體包括：學習者的多樣性、學習共同體、對概念的理解、學科內(nèi)容分析以及學習者的前知識結(jié)構(gòu)。理解性科學教學課程是針對對當前過分重視記憶的科學教學以及教學內(nèi)容過多所作出的反應，要做到為理解而教科學還需要教師掌握相關(guān)的理論性的知識、教學技術(shù)和實踐技能。

四、科學教育碩士培養(yǎng)方案的評析

密歇根州立大學的三個科學教育碩士生培養(yǎng)方案具有一些明顯的特點。主要表現(xiàn)在5個方面。

1．碩士生培養(yǎng)方案設(shè)置的課程與中小學科學課程密切相關(guān)。碩士生培養(yǎng)首要目標是“更新科學知識；促進課堂科學內(nèi)容的變革”。三個方案的課程體系中均沒有政治課、公共英語課，而且注意把教育理論、心理學理論滲透在相關(guān)的課程中。這使得整個課程體系具有很強的現(xiàn)實針對性，有利于提高教師的學習興趣，也強化了教育行政部門與學校對在職教師利用業(yè)余時間攻讀碩士學位的支持。

2．重視實驗、探索性研究與野外考察活動。碩士生培養(yǎng)目標之一是鼓勵教師從事實驗和實地考察活動。生物碩士生有生態(tài)實地考察課程，要設(shè)計實地考察實驗項目，要運用細胞生物學和分子生物學的現(xiàn)代技術(shù)開展實驗活動。物理碩士生的化學、物理、地球科學、技術(shù)四門課程都是既有知識內(nèi)容，也有實驗內(nèi)容；物理現(xiàn)象與數(shù)據(jù)描述的理論討論與適當?shù)膭邮謱嶒灮顒咏Y(jié)合在一起；要到墓地、垃圾填埋場、危險廢物場所進行考察來說明相關(guān)的專題內(nèi)容。科學教學藝術(shù)碩士則有動手操作的課程內(nèi)容?？茖W教學藝術(shù)碩士生的地球科學Ⅱ和生命科學Ⅱ都有野外考察任務(wù)。

3．重視討論和培養(yǎng)表達技能。碩士生培養(yǎng)目標之一是“提高口語和書面語言的交流技能”。生物碩士生的“生物科學前沿課程”每周末5個小時的學習有3小時用來討論該領(lǐng)域的最新研究成果以及新的思想。論文的最后一個環(huán)節(jié)是口頭演講和答辯。這些具體的要求、活動內(nèi)容都有助于提高學生的口語表達和交流能力。

4．科學課程的綜合性。物理碩士生的課程包括化學、物理、地球科學、生命科學和技術(shù)，而且學習這5門之后，還有一門綜合性科學課程。整個課程體系結(jié)構(gòu)內(nèi)蘊著強烈的綜合性，給學生提供了多學科視野的融合?？茖W教學藝術(shù)碩士的課程體系也包括了物理、地球科學和生命科學課程。我國的教育碩士（學科方向）如何突破科學上單一學科的視野，促進多學科的視閾融合，也許可以從這兩個課程方案中獲得一些啟示。

5．重視論文撰寫。生物和物理的碩士生要求撰寫研究論文，并對論文提出了一系列的明確的要求，如概念的清晰界定、資料的綜述與評價、引文的來源要注明。值得思考的是密歇根州立大學的科學教育碩士生所撰寫的論文，不是一般的泛泛而談，更不是抄抄拼拼，而是要求依據(jù)中小學的科學內(nèi)容編制出具有新意的教學單元，并在實施教學后，將反映教學效果的數(shù)據(jù)資料加以分析。論文的實踐意蘊非常明顯。

密歇根州立大學三個科學碩士培養(yǎng)方案的特點給我國教育碩士的課程體系結(jié)構(gòu)的調(diào)整帶來了多方面的啟示。第一，課程的設(shè)置應最大限度地聯(lián)系中小學科學教學實際，滿足中小學教師教學工作的需要，有利于改進科學教學并提高科學教學質(zhì)量，增強教育碩士的吸引力；第二，在內(nèi)容設(shè)置上和教學過程中，加大實驗、實地考察和探索性研究的內(nèi)容。我國的教育碩士往往是集中一個學年或者一個學期的時間上課，探究性的實驗活動和實地考察活動因為經(jīng)費與時間的限制而沒有充分展開，從而使科學教師的培養(yǎng)失去了科學教育最根本的特點。第三，進一步重視課堂討論與口頭表達能力的提高。無論是科學探究活動，還是教學活動，都需要教師有超強的口頭表達能力，也需要有較強的對話能力，對話包括聽懂對方的話語，理解對方話語的合理內(nèi)核，同時運用批判的思維能力辨析其內(nèi)在的局限性，最后超越對方的思想。第四，超越科學教育傳統(tǒng)的專業(yè)劃界標準，設(shè)置科學領(lǐng)域的多門學科，或者直接設(shè)置綜合性的科學課程，拓展科學教師的單一學科視野，達到多學科視閾的融合。第五，教育碩士論文的研究要結(jié)合中小科學教育內(nèi)容，最好有一段時間的教學改革實踐活動，或者有某一單元的教學改革，使碩士論文建立在科學教育改革的實踐基礎(chǔ)之上。

［1］美國新聞與世界報道，小學教育專業(yè)排名．［EB／OL］http：／／grad－schools．usnews．rankingsandreviews． com／best－graduate－schools／top－educationschools／teacher－education．美國新聞與世界報道，中學教育專業(yè)排名．［EB／OL］http：／／grad－schools．usnews．rankingsandreviews． com／best－graduate－schools／top－educationschools／secondary－teacher－education．美國新聞與世界報道，教育學院排名．［EB／OL］http：／／grad－schools．usnews．rankingsandreviews．com／best－graduate－schools／top－education－schools／rankings．

［2］本文所選取的案例分析資料均來自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－h(huán)ua 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

本文是全國教育科學“十一五”規(guī)劃教育部重點課題“基于教育問題解決的教師培訓模式研究”（課題編號：DFA090338）的階段性研究成果。

劉德華（1963－），男，教育學博士，湖南師范大教育科學學院教授，主要研究領(lǐng)域是科學教育。耿淑玲（1975－），女，湖南師范大學課程與教學論專業(yè)在職博士研究生，研究領(lǐng)域課程與教學理論。

（本文責任編輯：王 儉）