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1、专题讲座信息技术与课程整合引发的科学教育变革张宝辉（南京大学教育研究院、教授）第一讲各位老师，各位同行，大家好，我给大家汇报的是专题 8信息技术与课程整合引发的科学教育变革，在这里我要说一下，信息技术，大家有不同的理解，那么我所知的这个信息技术，亚洲学者们通常叫 ICT，是信息和计算相关的一种技术和课程整合，在这里课程主要指初中的科学课程，物理、化学、生物，还有小学的科学，我们说信息技术和课程整合会带来课程层面上的一些变化，我们在这里是指科学课堂层面上的一些变化，今天我就要给大家介绍一下，我过去在海外 12 年，其中在新加坡 6 年所做的相关的研究。信息技术如果和科学课程、科学教育需要整合，大
2、概的过程是什么样子，有哪些机会，有什么样的挑战，怎么样在信息技术和课程整合的时候，能够提前预测到已有的一些挑战，充分地做一些准备，这里包括观念的改变，实践的改变，在变革以后，希望新的教学常规能够可持续、可扩展。我叫张宝辉，来自南京大学教育研究院，我是刚刚回到大陆来工作，6月 28 号全家才搬到南京，很高兴有这个机会和大家汇报一下我过去和同事们在新加坡、在美国做的工作，希望能够引起大家的共鸣，也得到大家的一些反馈，我们一起来想一想，如果在中国我们要把教育技术和这个科学教育进行整合，作为教学改革、教学变革的一部分，看看对我们有什么启发，我也愿意借这个机会，在汇报完我们所做的工作以后，得到大家的反馈
3、，知道大家所面临的挑战还有机会。下面是我报告的提纲，大概分为这样一些方面，第一介绍一下自己过去一些经历，这些经历就有助于大家去理解，我关心的是什么，我们过去做的东西，一些背景资料，然后问题的提出，我的教学科研围绕什么，为什么有这样的一个重点，我们怎么样去完成这些任务，这里我介绍一个叫做 iMVT 的科学教育创新模式，因为各位老师都是生物老师，所以我的例子主要以初中生物为例，还要讲一下 iMVT 科学课程的设计，教师的学习，课程的实施，学生学习的评价，这样一个模式的可持续性、可扩展性，如果我们在中国的科学教育中引入 iMVT 这样一种模式，会带来哪些的变化，我们要做些什么准备，然后我还要讲一讲，
4、有关的教学研究，事实上今天报告的都是教学研究的过程，但是我会侧重于让各位老师想一想如果您身临其境的话，应该有一个什么样的经历。我希望站在老师们的角度来汇报我们的研究工作，这些工作都不是我个人能够完成的，我需要团队，甚至还有国际的合作者。大家如果要进一步了解有关的工作，我们有一些参考文献。1自我介绍我是在 22 年前，开始做一个化学老师，进入到科学教育这个领域，后来我在中学教学以后，又考到北京师范大学做化学教育方面的研究生，然后留校工作。1999 年出国，到了美国的密歇根大学，在那里获得了教育技术和科学教育方向的博士学位，这里面就是我的一些博士论文，答辩委员会的教授们，他们有一些来过中国。我在密
5、歇根大学 2003 年毕业以后，在匹兹堡大学和卡内基梅隆大学从事一个合作的项目，大学化学里怎么应用教育技术来支持学生学习，在那做过博士后，我在美国读书过程中，还有毕业后工作的过程中，都有很多的学术交流的机会，那么大家可以看到一些我在国外的照片，比方说这是在法国，“动手做项目”在我们国家很有影响。这是动手做项目在巴黎的总部。在学术交流这一过程中，我有很多的海外经历，到目前为止去过 13 个国家进行学术交流，在新加坡也有一些好的机会，比方说，通过国家与国家的合作项目，美国自然科学基金会，就把美国的博士生送到新加坡进行交流，在那做研究，这位就是我带过的一位交换博士，还有另一位是从美国的被科罗拉多大学
6、到新加坡去做合作研究，也是我辅导的。这一位就是国立教育学院（是我过去 6 年工作的地方）的前任院长。我在新加坡南洋理工国立教育学院工作了 6 年，大家看到，新加坡是一个不大的地方。有人把他叫做地球上的小红点，新加坡人也蛮自豪的，因为他们虽然小，但是工作做的很好。这是我所在的南洋理工大学，是俯看的一个景象，南洋理工大学的国立教育学院和这部分校区，仅隔一路，过了马路就是国立教育学院，这是国立教育学院的地图。这是我的办公室的情形。我给大家介绍我自己工作的网址，今天的汇报只是一个开始，如果大家需要进一步了解我们所做的工作，大家可以到这些网页再去继续看一下。我想给大家讲一下，过去在新加坡 6 年里，作为
7、项目的第一负责人和主要的合作负责人所经历的研究项目，那么和今天相关就是将教育技术应用于初中的生物教育，这是我项目的一部分，大致的时间顺序是这样的：2005 年的时候，我 6 月 29 号到新加坡，第一个项目是计算机模型建构与可视化软件支持的小学科学探究活动及学习，当时的项目经费还不太多，只有 5 万新加坡元，如果你乘以 5.2，相当于人民币 25 万元，今天我给大家介绍的内容，主要是一个叫 MVT 的项目，还有一个是 MVT2，它的第二期项目，我讲的主要内容是出自这两个项目，第一个项目 MVT，叫做计算机模型建构，与可视化软件支持的探究活动及科学学习。科学学习包括化学，物理和生物三个学科的学习
8、，因为那个项目，做得还相对比较受欢迎，所以学校希望继续和我们合作，我们也有机会获得了继续的经费，做二期，叫做 MVT2，这个项目在将要结束之前，又获得了一个新的项目，这个经费就更大了，是大学 75 万新加坡元，是我们的一个教育创新模式，叫做 iMVT，我在后面再给大家是什么意思，把这样的一个创新模式，能够在一个基于网络的环境下做出来，那么就可以有更多的学校，老师和学生来使用。我作为项目合作负责人，还做过另外几个项目，其中最主要的一个是小学生用智能手机 7 天 24 小时，全天候每个人一台手机，这台手机就成为学生自己的计算机，那么学生从小学三年级，用到四年级，我们也取得了很可喜的结果，现在这个项
9、目在我们的实验学校，在年级已经推广开了，好，给大家提到这些项目，一个是告诉大家，我所做的项目的背景，另外大家也注意到，这个经费相对来说，还是比较大的，为什么？我再给大家呈现我们后面所做的工作，大家也会体会到，教学改革，需要经费，需要时间，需要各方面的合作，支持，我自己作为第一负责人，所获得的项目经费，大概加起来要相当于 600 多万元，我作为合作负责人，经费也有 500 多万元，我到美国留学，所谓的到西方去。我去好有一比，好比去西天取经，我希望取到真经，把学到的东西用于我们国内，但是我时刻在警醒自己，在美国，在新加坡，在其他国家，所做的教育改革，有自己的一种历史文化价值观念，有人文的和社会的环
10、境，但是到中国可能不一样，所以又不能邯郸学步，这个非常艰难，所以我觉得如果回到国内，希望同行，希望能够给我们项目经费的人，能够像爱护小苗一样，爱护我们的研究，因为确实非常辛苦，然后也不见得马上就被人们认可。2问题的提出我讲第二个问题是，为什么在新加坡做我给大家提过的这些项目，在新加坡，小朋友是从 6 岁开始上小学一年级，小学一共有 6 年，那么在他 6 年毕业的时候，学生要考一个小学的离校考试，叫做 PSLE。如果大家在网上查这个词，大家可以查到关于新加坡小学，学生离开的时候，这个考试的一些具体内容，学生考试以后，大家可以看到，这个呈黄色的箭头，学生就被分流到不同的轨道上，继续上学，从七年级到
11、十年级，有所谓的快班，普通班，还有的可能会偏重技术这样的一些轨道，还有直通车，大家看到，小学毕业直接6 年念下来，就准备上大学，所以大家也看到，新加坡虽然国家很小，但是给学生提供的发展的机会还是很多的，学生在十年级毕业的时候，要参加一个考试，这个考试过去一直是和剑桥大学来合作，来命题，在新加坡考。学生根据这个考试又可以分为不同的轨道继续向前走，比方说可以直接就上初级学院，那么多数的学生未来就要上大学，还有的去职业技术导向的学校，学生也是打算毕业以后就工作了，那么我们所做研究就是从小学三四五年级以上，还有就是初中一年级到四年级，当然一般来说，不动他们的毕业班，这个和我们中国的情形一样，毕业班最忙
12、。学校的运作，是有一定的国家政策的引导，国家有对学生有一定的期待，所以我们看看新加坡的教育政策是什么样，在 1997 年，当时的总理还是吴作栋，他提出的一个叫做思考型学校，学习型国家，这样的一个概念。主要的目的就是要全民都要养成像读书这个要培养终生学生的习惯，让全民族都动起来，重视教育，学会学习。在那个之后，李显龙当总理期间，教育部又提出了一个新的倡议，如果我们直译的话，就是教少学多，那这个当然是一个结果了，如果从行动上看，可以是少教多学，所以在这里我觉得两个意思都行的通，第三个项目最近几年提出，叫做 IN2015，新加坡的智慧国 2015 计划，这是一份报告，报告里讲到 SingapopeA
13、nIntellgentNationAGlobalCity，那是相当于信息产业部的这样一个机构，报告中说要通过对教育技术的广泛使用，比方说无线互联网络的铺设等等，让新加坡建成一个智慧国，建成一个国际化的大都市，现在整个的项目已经过半了，在硬件的铺设方面已经完成的很好，剩下的就是软件建设，到底硬件有了这个路以后，怎么样上面有车，车怎么载货。技术应用于学校的学习，在最早的一些技术出现的时候，举一个比较近的例子，电视出现，大家都对之抱以很大的希望，可能会有学习的革命，那么计算机和互联网出现以后，大家寄予更高的期望，实际上，国际上对教育技术的使用是什么状况，国际上许多的政府和学者对教育技术方面的高投入和
14、低效感到不满，因为花大量的钱，看到的机器，看到了互联网，但是学生的学习，教师的教学，如果 10 年前和现在没有根本性的变化，那钱不是白花了吗？其实这个问题是蛮复杂的，那么我来到新加坡，他把我们这些国外的学者雇到新加坡，成立一个叫做学习科学研究所这样的机构，目的就是要通过实质上研究，看一看，技术和学科和学生的学习怎么样整合，然后提供一些案例，让老师们去学习，老师们去模仿，最终能够让老师接受技术整合的教学常规，所以要有一个过程。所以后边我还要举两个例子，怎么不满意，新加坡的情况在 2006 年的时候，是什么样子，另外，由于对于技术使用的期盼和不满意，所以就促成了新加坡政府要投入，要进行教育科研，所
15、以，我在 2005 年到了新加坡，在那里一共做了 6 年，大家看看，这个研究是一个研究生的论文。在 2006 年，我们先成立了一个研究中心叫做 CRPP，在后面我也讲CRPP 是一个什么样的中心，这个研究生他通过课堂的这个数据发现，在新加坡学校里，学生学习的这种实践，教与学的实践，和把学生培养成 21 世纪具有科学知识技能的，具有科学素养的公民这样一个需求相差很多。为什么这样说，有证明表明，课堂里的教学仍然是以教师为中心，教师仍然是只靠书本，以教学的内容为中心，就是对学生的学习困难，对学生的学考虑得还不够多，计算机的使用，也只不过是为了提供方便，让做事情更容易一些，比方说我可以有一些工作的表格
16、，电子表格打进去，那么分发起来比较方便，真正做到了利用计算机这些工具，学生能自己来动手学习，搜索信息，能够自己来设立一些学习的产品等等还没有做到。所以学生的问题解决能力，学生对与他经验直接相关的一些科学现象的理解，还是很不到位，另外这个问题也不单单在新加坡出现，因为新加坡在教育技术的投入上，在学校的建设上，应该说在全球可以说最好的国家之一。即使到了一个邻里学校，到了所谓的最差的学校，你同样会看到教室是整洁干净的，互联网也有，计算机也有，投影仪等等都具备。很多科学教育，教育技术的项目，是负责审查项目的，过去几个世纪来使用这个教育技术，有很多学习创新的项目，也有一些成果，但是还没有什么项目有了大范围，大面积的对学生的提高，有了很大的影响，并且做到了可持续，可扩展。所以他们感觉到这是一个很大的问题。所以基于这样一个大的背景，那么我自己的研究，当然和其他同事，和我们新加坡的政府的要求是一致的，主要围绕这两个问题，如何设计和实施教育技术整合的科学课程，并且做到可持续和可扩展，如何变革学校的科学教学，以形成 iMVT 教学模式，做新的教学常规，iMV
