強化探究教學：中小學科學教師專業(yè)發(fā)展的突破口

【摘 要】隨著科學教育在中小學教育體系中的地位日益凸顯，中小學科學教師是新時代做好科學教育“加法”的關(guān)鍵因素。文章基于國家義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測，將科學教師探究教學水平與學生科學成績進行相關(guān)對比，進一步指出教師探究教學在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)方面的關(guān)鍵作用，其不僅體現(xiàn)在滿足當前培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的迫切需求，而且體現(xiàn)在對于適應國家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略、提升教育質(zhì)量的深遠影響。并提出一系列可操作性的策略，包括加強教師科學思維的訓練與培養(yǎng)，提升教師的科學知識儲備，更新教師教學方法，以及培養(yǎng)教師的跨學科整合能力，以期能夠有效推動中小學科學教師能力的全面提升，進而為我國科學教育事業(yè)的發(fā)展注入新的活力。

【關(guān)鍵詞】探究教學 教師能力發(fā)展 教育改革

【中圖分類號】G40 " 【文獻標識碼】A "【文章編號】1002-3275（2024）12-13-04

隨著科技的飛速發(fā)展和全球競爭的加劇，科學教育在國家發(fā)展中的地位日益凸顯，成為培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提升全民科學素質(zhì)的重要手段。2023年，教育部等十八部門聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，不僅為科學教育指明了方向，而且標志著我國科學教育邁入了全新的歷史階段。然而，盡管近年來中小學生科學教育水平有所提升，但與加快建設(shè)教育強國、科技強國、人才強國的宏偉目標相比，科學教育仍面臨諸多挑戰(zhàn)。其中，師資力量薄弱、實踐教學實施程度較低等問題尤為突出，亟待解決。探究教學作為一種以學生為主體、教師為引導的教學模式，強調(diào)學生的主動參與和實踐探索，對于激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力具有不可替代的重要作用。在當前背景下，提升中小學科學教師的探究性教學能力，不僅關(guān)系到學生科學學科素養(yǎng)的培育，而且與國家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略、教育現(xiàn)代化發(fā)展的宏偉藍圖緊密相連。

一、中小學科學教育的困境

當前，科學技術(shù)日新月異，創(chuàng)新成為推動社會進步的核心動力。因此，培養(yǎng)中小學生的科學素養(yǎng)顯得尤為重要，這不僅關(guān)系到學生個人的全面發(fā)展，而且關(guān)乎國家未來的科技創(chuàng)新和競爭力。然而，當前部分中小學生科學素養(yǎng)較弱的問題不容忽視，需要深入剖析并尋求解決方案。一些學生往往被局限于記憶和模仿的框架內(nèi)，缺乏獨立思考和解決問題的能力，從而抑制了科學素養(yǎng)的發(fā)展，使得學生難以適應未來社會的需求。

中小學科學教師是新時代做好科學教育“加法”的關(guān)鍵因素。然而，現(xiàn)實情況中，部分教師在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的過程中顯得力不從心，主要是因為一些教師自身缺乏科學素養(yǎng)，對于科學的探索和創(chuàng)新精神不足；有些教師因知識儲備有限，難以應對日益復雜的科學教學內(nèi)容；部分教師教學方法陳舊，缺乏創(chuàng)新和互動性，無法激發(fā)學生的學習興趣和主動性，不利于學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。

為深入了解這一問題，本文基于2023年國家義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果，將科學教師的探究教學水平與學生的科學成績進行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)兩者之間存在著明顯的正相關(guān)關(guān)系。探究教學水平高的科學教師所教授學生的科學成績普遍較高，具體表現(xiàn)為，探究教學水平高的科學教師所教四年級學生的科學成績達到532分；而探究教學水平較低的教師所教學生的成績?yōu)?74分，兩者差值為10.90%。在八年級物理、生物學、地理等學科中，探究教學水平高的物理教師所教授的學生成績?yōu)?13分，高出探究教學水平低教師的學生55分，兩者差值為25.82%；探究教學水平高的生物學教師所教授的學生成績?yōu)?07分，高出探究教學水平低教師的學生29分，兩者差值為14.01%；探究教學水平高的地理教師所教授的學生成績?yōu)?09分，高出探究教學水平低教師的學生28分，兩者差值為13.40%。詳見表1。

上述數(shù)據(jù)直觀反映了科學教師探究教學水平與學生科學成績間的正相關(guān)性，揭示了教師探究教學水平在提升學生科學成績中的核心作用。具體而言，四年級與八年級學生成績差距顯著不同，分別為10.90%與25.82%，部分因素源于不同年齡段學生認知發(fā)展特點與教學內(nèi)容難度的差異。四年級是學生科學學習的起始階段，學生獲取知識的渠道更多為直觀感受與基礎(chǔ)理解，因此探究教學水平的提升更有利于促進興趣激發(fā)與基礎(chǔ)知識的掌握。而八年級學生要學習的學科知識更為復雜和抽象，此時探究教學不僅促進知識掌握，而且強調(diào)批判性思維、問題解決能力的培養(yǎng)，因此教師教學水平的差異對學生成績的影響尤為顯著。此外，物理、生物學、地理等學科之間成績提升幅度的差值顯示，物理最高，生物學與地理相近，客觀反映了不同學科對探究教學需求的特異性。物理作為一門實驗性較強的學科，其探究教學側(cè)重于動手操作與實驗設(shè)計，能有效提升學生的實踐能力和理論應用能力，因而成效最為顯著。而生物學與地理學科既強調(diào)探究，更多地側(cè)重于觀察、記錄與分析，對學生綜合能力的要求略有不同，因此探究教學與成績相關(guān)性略低于物理。

綜上，監(jiān)測數(shù)據(jù)不僅揭示了科學教師探究教學水平與學生科學成績之間的緊密聯(lián)系，而且細化了科學教師探究教學水平在不同年齡段、不同學科間的不同影響，強調(diào)教師探究教學在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)中的核心地位，也凸顯了因材施教、因科制宜的重要性。在此背景下，國家義務(wù)教育質(zhì)量科學學科監(jiān)測的深入推進，使科學素養(yǎng)的教育目標得到了進一步強化，科學理解能力、科學探究能力和科學思維能力等多個核心維度是衡量學生學業(yè)表現(xiàn)的重要指標，而這些能力的培養(yǎng)不僅有助于學生綜合應用科學知識和技能，而且是學生未來適應社會挑戰(zhàn)、實現(xiàn)個人價值的關(guān)鍵?！?020年修訂版的理科各科課程標準均將‘探究教學’視為學生思維發(fā)展及科學素養(yǎng)培養(yǎng)的基本途徑。”［1］因此，為了培養(yǎng)中小學生的科學素養(yǎng)，必須首先聚焦于發(fā)展科學教師的探究教學能力。

二、教師探究教學的時代價值與必要性

學科發(fā)展取向是教育領(lǐng)域中一個至關(guān)重要的概念，尤為強調(diào)探究教學在推動科學自身發(fā)展、凸顯學科獨特性質(zhì)中的核心地位，倡導以學科結(jié)構(gòu)與探究發(fā)現(xiàn)學習為核心的教學理念。［2］它不僅深刻揭示了科學教育的本質(zhì)，而且為科學教學實踐提供了清晰明確的指導方向。在這一理念的指導下，科學教師應將學生的發(fā)展置于中心地位，密切關(guān)注學生發(fā)展需求和社會需求。而要實現(xiàn)這一目標，教師必須具備較高的探究教學能力，通過探究教學引導學生主動參與、積極思考、勇于探索，從而培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新精神。

首先，提升教師探究教學能力是適應教育改革趨勢的必然要求。隨著教育改革的深入推進，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力已成為教育的核心目標。探究和實踐是科學學習的主要方式，整合啟發(fā)式、探究式、互動式、體驗式和項目式等各種教與學方式的基本要求，設(shè)計并實施能夠促進學生嘗試學習的思維型探究和實踐活動。探究性教學作為一種注重學生主動探究、發(fā)現(xiàn)和解決問題的教學方法，與改革理念高度契合，能夠有效推動科學教育教學方法的革新。

其次，提升教師探究教學能力是提高科學教育質(zhì)量的關(guān)鍵舉措。與注重知識灌輸和記憶的教學方式不同，探究教學強調(diào)以學生為主體、教師為主導，學生通過探究、實驗、觀察等方式，主動構(gòu)建知識體系，有助于培養(yǎng)學生的批判性思維和創(chuàng)新精神。在與學生互動的過程中，教師適時追問，及時點撥，激發(fā)學生在探究和實踐中的思維活動，更有效地調(diào)動學生的學習興趣和積極性，從而提高科學教育的整體質(zhì)量。

再次，提升教師探究教學能力也是推動教師個人專業(yè)發(fā)展的重要途徑。教師的專業(yè)發(fā)展是一個持續(xù)不斷的過程，需要不斷更新教育理念、提升教學技能。探究教學能力的提升不僅有助于教師更好地適應教育改革的需求，而且能夠促進教師個人專業(yè)知識的更新和拓展，提升教師的教學水平和研究能力。同時，通過參與探究教學研究和實踐，教師還可以不斷反思和總結(jié)教學經(jīng)驗，形成自己的教學風格和特色。

最后，提升教師探究教學能力對于培養(yǎng)學生的科學精神至關(guān)重要。科學精神是科學教育的靈魂，是推動人類文明進步的重要力量。探究教學滲透思維方法，強調(diào)學生的實踐探索和問題解決能力，避免程式化、表面化的說教，通過提出問題、作出假設(shè)、制訂計劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達交流和反思評價等要素，啟發(fā)學生既重視動手操作，又注重動腦思考［3］，實現(xiàn)學習結(jié)果的自我建構(gòu)，有助于培養(yǎng)學生的觀察能力、實驗能力和思維能力，從而在探究過程中形成科學的思維方式和態(tài)度。因此，提升中小學科學教師的探究教學能力是培養(yǎng)學生科學精神的重要路徑。

三、培養(yǎng)科學教師探究教學能力的路徑

基于提升中小學科學教師的探究教學能力對于適應教育改革需求、提高科學教育質(zhì)量、推動教師個人專業(yè)發(fā)展和培養(yǎng)學生的科學精神等方面都具有深遠的意義，而提升教師探究教學能力是一項涉及多方面因素的系統(tǒng)工程，它要求教師聚焦核心教學問題，明確關(guān)鍵發(fā)展任務(wù)，精準把握發(fā)展的著力點，并通過一系列綜合性的措施，形成一套行之有效的發(fā)展策略。本文從培養(yǎng)教師科學思維、科學知識、教學方法、跨學科能力等維度提出培養(yǎng)中小學科學教師探究教學能力的實踐策略。

（一）教師科學思維培養(yǎng)

培養(yǎng)教師的科學思維不僅是培養(yǎng)學生科學思維的前提和基礎(chǔ)，而且是推動教育教學改革、提升教育質(zhì)量的關(guān)鍵。教師的科學思維培養(yǎng)是一個多維度、多層次的過程，通過加強科學精神與專業(yè)態(tài)度、批判性思維、系統(tǒng)性思維、創(chuàng)造性思維和邏輯思維等方面的培養(yǎng)，可以全面提升教師的科學思維能力，為培養(yǎng)具有科學思維的學生奠定堅實的基礎(chǔ)。

1．科學精神與專業(yè)態(tài)度的培養(yǎng)

教師的科學精神包括對科學知識的熱愛、對科學探索的執(zhí)著和對科學方法的尊重，這種精神能夠激發(fā)教師持續(xù)學習、不斷創(chuàng)新的熱情。同時，教師的專業(yè)態(tài)度也是科學思維的重要組成部分，其要求教師具備嚴謹、認真、負責的工作態(tài)度，對教學工作充滿熱情，對學生充滿關(guān)愛?？梢酝ㄟ^組織定期的科學講座、研討會等活動，讓教師接觸最新的科學研究成果，了解科學發(fā)展的前沿動態(tài)。同時，鼓勵教師參與科研項目，親身感受科學研究的魅力，提升教師的科學素養(yǎng)和專業(yè)能力。

2．批判性思維的培養(yǎng)

批判性思維是科學思維的核心要素之一，其要求教師在面對問題時能夠獨立思考、客觀分析、理性判斷。批判性思維的培養(yǎng)有助于教師形成獨立的教學風格，避免盲目跟風和機械模仿。通過組織教師參與案例研討、教學反思等活動，使教師在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗、發(fā)現(xiàn)問題、提出解決方案。同時，多讀書、多思考，拓寬教師的知識視野和思維廣度。

3．系統(tǒng)性思維的培養(yǎng)

系統(tǒng)性思維要求教師從整體上把握科學知識，形成完整的知識結(jié)構(gòu)，以便更好地組織教學內(nèi)容、設(shè)計教學方案，從而提高教學效果。鼓勵教師參與課程設(shè)計、教材編寫等工作，從整體上把握課程結(jié)構(gòu)和知識體系，同時通過跨學科的知識整合和交流，掌握及了解不同學科之間的聯(lián)系和交叉點。

4．創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)

創(chuàng)造性思維鼓勵教師勇于嘗試新的教學方法和策略，打破傳統(tǒng)教學的束縛，有助于教師不斷創(chuàng)新、探索適應學生需求的教學方式。可通過組織教師進行教學觀摩、教學研討等活動，了解不同的教學方法和策略。此外，教師參與教學創(chuàng)新實驗、教學比賽等活動，有助于激發(fā)教師的創(chuàng)新熱情和創(chuàng)造力。

5．邏輯思維的培養(yǎng)

邏輯思維是教師在面對復雜問題時能夠清晰、有條理地進行思考和解決的基礎(chǔ)，可以幫助教師更好地分析問題、制訂解決方案。鼓勵教師參與課題研究、論文撰寫等工作，進行邏輯推理訓練、問題解決訓練，提高邏輯分析能力和問題解決能力。

（二）教師科學知識儲備

豐富的科學知識儲備是教師開展探究教學的重要保障，它不僅是教師開展探究教學的基石，而且是引領(lǐng)學生走向科學殿堂、培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和問題解決能力的關(guān)鍵。

首先，教師科學知識儲備的更新和深化是其專業(yè)發(fā)展的內(nèi)在要求?？茖W是一個不斷進步和更新的領(lǐng)域，新的研究成果、理論和技術(shù)層出不窮。因此，教師應時刻保持對新知識、新技術(shù)的敏感度和好奇心，通過閱讀學術(shù)文獻、參加學術(shù)會議、參與科研項目等方式，不斷更新和深化自己的知識體系。

其次，注重拓展知識的深度和廣度是提升探究教學質(zhì)量的關(guān)鍵。深度意味著教師要對某一領(lǐng)域的知識有深入的理解和掌握，能夠引導學生深入探究某一問題的本質(zhì)和規(guī)律。廣度則要求教師具備寬廣的知識面，能夠為學生提供全面的、多角度的思考視角和解決問題的方法。教師在教學過程中應平衡知識深度和廣度的關(guān)系，既要關(guān)注知識的縱向發(fā)展，又要關(guān)注知識的橫向聯(lián)系，使學生在探究中能夠全面、深入地理解和掌握科學知識。

最后，將理論知識與現(xiàn)實生活、實際問題相結(jié)合是提高學生應用能力和實踐能力的有效途徑。科學知識的價值在于其應用性和實踐性。教師在教學中應注重將理論知識與現(xiàn)實生活、實際問題相結(jié)合，引導學生運用所學知識解決實際問題，培養(yǎng)他們的應用能力和實踐能力。同時，教師還應鼓勵學生參與科學研究、社會實踐等活動，讓他們在實踐中體驗科學的魅力和價值，激發(fā)他們的學習熱情和探究欲望。

（三）教師教學方法更新

隨著教育改革的深入發(fā)展，傳統(tǒng)的教育模式已無法滿足科學教育對人才培養(yǎng)的多元化需求。因此，科學教師必須緊跟時代步伐，積極學習并更新自身的教學方法。這不僅僅有助于教師更好地適應教育改革的新要求，更是提升教師探究教學能力的重要手段。

首先，教師應積極掌握并應用新的教學方法。教師必須緊跟教育改革發(fā)展形勢，遵循學生成長及認知規(guī)律，依據(jù)教學目標要求，探索新型教學方式［4］，例如“基于STEAM教育的基本理念，項目式學習、跨學科學習等多樣化的科學教育方式”［5］，這些方法注重考查學生的實踐參與和問題解決能力，能夠激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望。教師在運用這些教學方法時，需要結(jié)合學科特點和學生的實際情況，設(shè)計具有挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性的學習任務(wù)，引導學生主動探究、合作學習，讓學生在實踐中學習、在探究中成長。

其次，教師還應關(guān)注教育技術(shù)的最新發(fā)展，例如人工智能、大數(shù)據(jù)等在教育領(lǐng)域的應用。這些技術(shù)為教學提供了更多的可能性，可以幫助教師更好地了解學生的學習情況，提供個性化的教學支持。教師可以利用這些技術(shù)開發(fā)智能化的教學工具，例如智能學習平臺、在線實驗室等，為學生創(chuàng)造更加豐富多樣的學習環(huán)境，提高教學效果和學生的學習體驗。通過不斷學習新的教育理論和教學方法，關(guān)注教育技術(shù)的最新發(fā)展，教師可以更好地適應教育改革的新要求。

（四）教師跨學科整合能力提升

跨學科知識的融合是探究教學的重要特征。隨著科學研究的深入，學科之間的交叉和融合日益增多，單一學科的知識已經(jīng)難以滿足復雜問題的解決需求。因此，教師應具備跨學科的知識背景和視野，了解不同學科的基本知識和研究方法，識別不同學科之間的內(nèi)在聯(lián)系和交叉點，并將這些知識融合起來，設(shè)計綜合性的教學方案和探究任務(wù)，引導學生從多個角度、多個層面去理解和解決問題，形成獨特的思維方式和解決問題的能力。

參與跨學科的教學研究活動。教師可以積極參與跨學科的教學研究項目，與其他學科的教師進行深入交流和合作。通過共同研究、探討和實踐，更深入地了解不同學科的知識體系和研究方法，提高跨學科整合能力。

加強學科間的交流與合作。教師可以通過參加學科間的研討會、座談會等活動，與不同學科的教師進行面對面的交流和討論。通過學術(shù)交流有助于教師了解其他學科的教學動態(tài)和研究成果，激發(fā)自己的教學靈感和創(chuàng)新思維。

自主學習與拓展。教師可以利用業(yè)余時間自主學習其他學科的知識，拓展自己的知識領(lǐng)域。通過閱讀相關(guān)書籍、觀看教學視頻、參加在線課程等方式，教師可以系統(tǒng)地學習其他學科的基本知識和研究方法，提高自己的跨學科整合能力。

學校對教師跨學科整合能力培養(yǎng)的支持。一是定期組織跨學科的教學研討會，邀請不同學科的教師共同參加，通過分享教學經(jīng)驗、探討教學方法和策略，教師可以相互學習、相互借鑒，提高自己的跨學科整合能力。二是提供跨學科的教學資源，如教學案例、教學課件、教學視頻等，幫助教師更好地了解其他學科的教學內(nèi)容和教學方法。三是設(shè)立跨學科的教學項目，通過參與項目的研究和實踐，教師可以更深入地了解不同學科的知識體系和研究方法，提高自己的跨學科整合能力。

科學教師是學生掌握科學知識、科學思想的啟蒙者，因此“科學教師培養(yǎng)需要進一步系統(tǒng)理解科學教師角色定位，凸顯科學教師在立德樹人根本任務(wù)中的責任擔當”［6］。提升教師的探究教學能力是推動教師能力發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)，通過加強教師科學思維培養(yǎng)、提升科學知識儲備、更新教學方法和培養(yǎng)跨學科整合能力等措施，可以有效提升教師的探究性教學能力，進而推動教師整體能力的發(fā)展。這不僅有助于滿足培養(yǎng)學生學科素養(yǎng)的要求，而且能為國家的長遠發(fā)展提供有力的人才支撐。

【參考文獻】

［1］高琳琳，解月光，張琢．智能技術(shù)支持的智慧型探究教學模式構(gòu)建研究［J］．電化教育研究，2021，42（11）：92．

［2］徐學福，何被周．科學探究教學的價值取向［J］．教師教育學報，2023，10（6）：39-46．

［3］劉建欣．探究核心素養(yǎng)導向下的小學科學教學策略［J］．教育實踐與研究（A），2024（3）：29-30．

［4］同［3］．

［5］張黎，趙磊磊．我國科學教育政策的歷史演進、變遷邏輯與未來展望［J］．教育學術(shù)月刊，2023（11）：91．

［6］張玉峰．培養(yǎng)新時代中小學科學教師的四個關(guān)鍵策略［J］．人民教育，2023（19）：17．