新時代科學教師培訓的現實困境與突破路徑

■黃龍強

當前，在全面落實立德樹人教育目標的過程中，在推進基礎教育“雙減”政策的過程中，科學教育的特殊價值越發為國家和社會重視，近年來，國家相關部門陸續出臺了相關政策，強調了新時代科學教育的重要意義。2021 年國務院印發《全民科學素質行動規劃綱要的通知（2021—2035 年）》，提出科學素質是國民素質的重要組成部分，是社會文明進步的基礎，因此要實施青少年科學素質提升行動，提升基礎教育階段科學教育水平。2022 年9月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于新時代進一步加強科學技術普及工作的意見》，強調學校要加強科學教育，不斷提升師生科學素質，積極組織并支持師生開展豐富多彩的科普活動。習近平總書記在2023 年中共中央政治局第三次集中學習時強調，“要在教育‘雙減’中做好科學教育加法，激發青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體”。這些政策文件的頒布以及習總書記的論述充分表明國家高度重視科學教育，科學教育已然成為科教興國戰略和人才強國戰略的基礎性工程，而作為基礎的基礎，科學教師隊伍建設就擺在了突出位置。

一、新時代科學教育教師面臨的挑戰

（一）科學素養有待提升

高質量科學教育離不開高質量的科學教師隊伍。全面提升科學教師的科學素養是科學教育發展的基礎環節。當前科學技術迭代更新迅猛，僅僅了解某種技術本身并不能提高科學素養，提高科學素養最根本的是要培養科學精神。國務院印發的《全民科學素質行動規劃綱要（2021-2035）》提出要“實施教師科學素質提升工程，將科學精神納入教師培養過程”[1]。科學教育不僅教授科學理論知識，更重要的是提升學生科學素養，培養學生科學精神，訓練科學思維，激發好奇心和探索創新意識，最終培養學生解決問題的能力以及正確的科學態度與價值觀。這就要求我們的科學教師首先要具備科學精神、科學思維，全面提升自身的科學素養。

（二）育人方式亟待轉變

落實創新科技人才培養的要求，首要任務是要準確理解創新科技人才的基本特征。科學技術日新月異，不斷迭代，這就要求創新科技人才不僅需要具備專業理論知識、專門技能，更需要能夠不斷探究、不斷質疑、獨立思考的科學品質與精神。對中小學來講，主要是培養學生的科學精神，其核心就是要培養學生探究與思考的習慣，就是要不斷去思考為什么。科學課程如果還是以傳統的講授概念、紙筆測試、題海戰術等學習方式為主，反而會扼殺創新的種子，湮滅科學精神。《義務教育課程方案（2022 年版）》提出要“變革育人方式，突出實踐性做中學、用中學、創中學，強調知行合一，強調探究性學習方式”[2]。轉變育人方式是新課改的關鍵環節，首先要轉變教師的課程理念，要強化學科實踐育人意識，教師在課程實施過程中，應該以學生主體性實踐活動為導向，強化學生主動實踐，讓學生在思考與行動中學習提升。當前科學教師由于對于新課標的理解還不夠到位，對新課程理念的認識還不夠深入，以科學概念講授、做題練習為主的傳統教學方式難以促進學生科學思維的形成與發展，離新課改的要求還有較大差距。

（三）新課標實踐尚需深化

新課標對科學教師提出了新的要求，但由于一線教師與課改專家在知識結構及專業深度方面存在差異，一線教師對新課標中某些概念的理解存在困難，從而導致教師在課程實施過程中存在阻力。科學教師的日常教學工作繁忙，他們可以支配的自我學習、外出學習時間很少，校本教研也缺乏專業性，缺乏系統的新課標培訓，加之培訓內容沒有緊貼新課標要求，“教師們能意識到課標變了，但難以依靠個體的力量仔細辨清到底有哪些變化；難以找到學科核心素養、學業質量水平與具體的內容要求、學業要求之間的內在聯系”[4]。這些因素最終導致教師難以充分理解并高效踐行新課標的理念和要求。故而，科學教師培訓要注意幫助科學教育理解新課標，提升踐行新課標的能力。

（四）跨學科教學能力急需培養

多學科、多領域、多業態融合已成為當前科學技術發展常態。尤其是隨著大數據、人工智能技術的迅速發展，科學技術的發展已呈現跨學科樣態。因此過度分科的科學教育已經不能適應科學技術發展要求，科學教師過于單一的學術背景也難以適應新的形勢。《義務教育課程方案（2022 年版）》指出，“要立足學生核心素養的發展，適應學生學習發展以及學生的思維培養，開發新的學習方式有助于學生對于科學課程的興趣，培養學生科學素養，養成科學思維”[2]。科學教育需要教師具有跨學科思維與跨學科課程實施能力。但是，當前的科學教師跨學科素養不高的問題還比較突出。調查研究發現，很多“小學科學教師專業背景復雜，并以文科為主，且與科學學科專業關系不大”[3]。大多科學教師的學科背景比較單一，學科素養比較單一，缺乏跨學科思維，更缺乏工程與技術相關經驗。因此，科學教師職后教育需重點觀照教師跨學科教學能力培養。

二、當前科學教師培訓的現實困境

（一）科學教師職后培訓缺乏專業標準

2022 年5 月，教育部辦公廳印發了《關于加強小學科學教師培養的通知》，要求優化小學科學教師人才培養方案，根據《義務教育科學課程標準（2022 年版）》要求，加強科學教育及教師人才培養研究。然而，當前科學教師專項培訓較少，科學教師培訓專業化標準還沒有出臺，使得科學教師培訓缺少明確的指導規則與方向。已有的科學教師培訓模式依然比較傳統，培訓內容缺乏針對性與實效性，對科學教師的核心素養與關鍵能力的提升顯得力不從心。

（二）科學教師培訓設計缺乏新課標意識

教師培訓設計的邏輯起點是學生核心素養的培養以及教師專業發展的需要。新課標要求學生掌握科學概念，學會科學思維與科學方法，培養科學態度，那么科學教師就應具備相應的素養和能力，來幫助學生發展這些科學素養。這也是科學教師培訓關注的焦點。換言之，科學教師培訓應該以新課標的目標為設計依據，將新課標的相關要求作為科學教師培訓的出發點。因此，科學教師培訓課程應該突出提升教師的科學素養，培養教師的科學思維，引導科學教師形成正確的科學態度和價值取向。但當前很多教師培訓者設計培訓課程時缺乏新課程標準意識，沒有根據新課標要求系統地設計科學教師的培訓課程，培訓內容的設計僅僅停留在對新課標的理論解讀層面，難以真正提升科學教師實踐能力。

（三）科學教師培訓缺乏實踐性

“義務教育科學課程是一門體現科學本質的綜合性基礎課程，具有實踐性。”[2]因此，科學教師培訓應該根據學科性質進行培訓方案設計，凸顯培養的適切性，引導科學教師提升科學教育的效果。實踐性課程的教師培訓應該注重培訓的實踐性，提升教師的學科實踐能力。當前各類教師培訓由于受到培訓人數、時間、經費等因素的影響，科學教師培訓主要以集中的理論學習為主，輔之分組研討、匯報等常規形式。“在培訓內容方面，科學教師培訓側重概念規律和學科專業知識，高階能力培訓不足。”[5]在培訓方式上，則缺少適合科學教師教學實踐的課堂觀摩、跟崗實習等實踐性的方式。不同的學習方式促進不同素養的形成，偏向理論化的培訓內容與培訓方式難以有效提升教師學科實踐能力，參訓教師難以將學習內容轉化為教學行為，最終導致培訓效果不佳。

（四）科學教師培訓場域狹窄

科學技術產生、發展和運用的場所并不是在教室，而是在實驗室、研究所、企業工廠，甚至是田間地頭等多種場域。然而，由于受到傳統的講授式教師培訓模式的影響，教師培訓的場域往往局限在教室、會議室、辦公室等封閉式場所。科學課程作為一門實踐性課程，封閉單調的培訓場域無法擴展教師的科學思維。因此，大規模封閉式集中培訓雖具有較高的培訓效率，但對于科學教師培訓來說，狹窄的培訓場域不利于科學教師科學素養的養成。這在一定程度上也影響了科學教師培訓的實效。

三、提升科學教師培訓質量的路徑

（一）研制科學教師培訓課程標準

科學教師培訓關鍵在于培訓課程設計，培訓課程應該基于當前科學技術發展趨勢、科學課程改革要求以及科學教師現有水平進行系統規劃與設計。科學教師培訓課程標準應基于《中小學教師培訓課程指導標準（專業發展）》，結合科學課程特點以及科學教師的需求進一步設計更加具體的課程標準。科學教師培訓標準應以科學教師核心素養為靶向，立足科學教師專業化，提取出科學教師的關鍵能力與必備品格，從而根據科學教師關鍵能力點進行系統性的培訓課程設計。“注重科技教師科學前沿知識、科技應用和科學教育能力的更新，以科研機構考察、訪學、在職學歷提升等多種途徑實現科學教師專業素養的提升。”[6]同時建議設立國家科學教育中心以及各地方科學教育中心來負責科學課程資源開發和科學教師培訓工作，鼓勵更多科學家參與科學教師培訓課程開發與實施全過程。

（二）加強培訓內容與新課標的關聯

新課程標準要求培養學生的學科核心素養。學科核心素養是教師教學的落腳點，也是教師培訓課程設計的邏輯起點，是開展教師培訓工作的主要依據。培訓設計者需要結合課程標準，深入分析科學教師的核心素養，將培訓課程模塊與科學教師核心素養關聯起來，設計不同的培訓內容與形式，以提升教師不同的科學課程核心素養。如要提升科學教師對新課標的理解力，就需要通過閱讀、理論學習、專家解讀等形式開展；如要培養科學教師的科學探究與實踐能力，就需要通過設置項目式主題培訓活動。總之，科學教師培訓內容的設計要根據學科核心素養來進行。

（三）強化科學教師培訓的實踐屬性

應加強課程綜合，注重關聯，加強培訓課程內容與教師經驗的聯系，強化培訓內容整合，統籌設計綜合性培訓課程和主題學習，加強綜合培訓課程建設，注重培訓教師在真實教學情境中運用知識解決問題的能力；開展跨學科主題培訓，運用綜合性培訓課程進行協同提升；將傳統的以輸入為主的培訓向以輸出為主的模式轉變，強化參訓教師的主體性。“國外科學教師培訓通過使用支撐材料、設計活動、實驗以及富有創造性的學習環境來培養教師的科學探究和實踐能力，還開設了科學實驗室課程，通過討論、合作和交流等方式培養教師的科學信仰，促進其探究與實踐能力的發展。”[7]科學教師培訓應該和科學課程結構相一致，需要形成有序遞進的培訓課程結構，以提升科學教師對新課標的理解力為基礎，以綜合性科學素養提升為支撐，以跨學科項目式學習為抓手，進行三位一體的進階式培訓課程設計。通過組織科學教師通讀、共讀共研，邀請專家答疑解惑，到分專題分小組開展新舊課標的對比研究、匯報交流，達到初步理解新課標的培訓目標，開展課程意識層面的培訓；通過設計問題驅動、項目式學習的培訓，開展實踐探究層面的培訓；跳出課堂場域，拓展培訓課程的科學視域，包括進行人文主義科學精神的熏陶，設置一些提升科學教師教育信仰與態度的課程，開展價值觀層面的培訓。

（四）拓寬科學教師培訓的實踐場域

科學課程是一門綜合性課程，學生學習科學知識不能僅僅局限在書本和課堂以及學科概念，科學教育應該拓展教育內容，將科學史、科學精神、科學方法等融入科學教育課程教學全過程；帶孩子走進科技館、博物館、實驗室，將對科學結論的死記硬背轉變為對科學概念形成過程的學習，讓學生走向大自然去發現、體驗、感悟、思考。科學教師培訓也應該走出培訓的會議室，走到科研院所、實驗機構、高校、科技館、博物館甚至是企業工廠，真實了解科學技術的產生、發展、運用全過程，從而全面提升科學素養與專業能力。