新时代科学教师培训的现实困境与突破路径

■黄龙强

当前，在全面落实立德树人教育目标的过程中，在推进基础教育“双减”政策的过程中，科学教育的特殊价值越发为国家和社会重视，近年来，国家相关部门陆续出台了相关政策，强调了新时代科学教育的重要意义。2021 年国务院印发《全民科学素质行动规划纲要的通知（2021—2035 年）》，提出科学素质是国民素质的重要组成部分，是社会文明进步的基础，因此要实施青少年科学素质提升行动，提升基础教育阶段科学教育水平。2022 年9月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于新时代进一步加强科学技术普及工作的意见》，强调学校要加强科学教育，不断提升师生科学素质，积极组织并支持师生开展丰富多彩的科普活动。习近平总书记在2023 年中共中央政治局第三次集中学习时强调，“要在教育‘双减’中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体”。这些政策文件的颁布以及习总书记的论述充分表明国家高度重视科学教育，科学教育已然成为科教兴国战略和人才强国战略的基础性工程，而作为基础的基础，科学教师队伍建设就摆在了突出位置。

一、新时代科学教育教师面临的挑战

（一）科学素养有待提升

高质量科学教育离不开高质量的科学教师队伍。全面提升科学教师的科学素养是科学教育发展的基础环节。当前科学技术迭代更新迅猛，仅仅了解某种技术本身并不能提高科学素养，提高科学素养最根本的是要培养科学精神。国务院印发的《全民科学素质行动规划纲要（2021-2035）》提出要“实施教师科学素质提升工程，将科学精神纳入教师培养过程”[1]。科学教育不仅教授科学理论知识，更重要的是提升学生科学素养，培养学生科学精神，训练科学思维，激发好奇心和探索创新意识，最终培养学生解决问题的能力以及正确的科学态度与价值观。这就要求我们的科学教师首先要具备科学精神、科学思维，全面提升自身的科学素养。

（二）育人方式亟待转变

落实创新科技人才培养的要求，首要任务是要准确理解创新科技人才的基本特征。科学技术日新月异，不断迭代，这就要求创新科技人才不仅需要具备专业理论知识、专门技能，更需要能够不断探究、不断质疑、独立思考的科学品质与精神。对中小学来讲，主要是培养学生的科学精神，其核心就是要培养学生探究与思考的习惯，就是要不断去思考为什么。科学课程如果还是以传统的讲授概念、纸笔测试、题海战术等学习方式为主，反而会扼杀创新的种子，湮灭科学精神。《义务教育课程方案（2022 年版）》提出要“变革育人方式，突出实践性做中学、用中学、创中学，强调知行合一，强调探究性学习方式”[2]。转变育人方式是新课改的关键环节，首先要转变教师的课程理念，要强化学科实践育人意识，教师在课程实施过程中，应该以学生主体性实践活动为导向，强化学生主动实践，让学生在思考与行动中学习提升。当前科学教师由于对于新课标的理解还不够到位，对新课程理念的认识还不够深入，以科学概念讲授、做题练习为主的传统教学方式难以促进学生科学思维的形成与发展，离新课改的要求还有较大差距。

（三）新课标实践尚需深化

新课标对科学教师提出了新的要求，但由于一线教师与课改专家在知识结构及专业深度方面存在差异，一线教师对新课标中某些概念的理解存在困难，从而导致教师在课程实施过程中存在阻力。科学教师的日常教学工作繁忙，他们可以支配的自我学习、外出学习时间很少，校本教研也缺乏专业性，缺乏系统的新课标培训，加之培训内容没有紧贴新课标要求，“教师们能意识到课标变了，但难以依靠个体的力量仔细辨清到底有哪些变化；难以找到学科核心素养、学业质量水平与具体的内容要求、学业要求之间的内在联系”[4]。这些因素最终导致教师难以充分理解并高效践行新课标的理念和要求。故而，科学教师培训要注意帮助科学教育理解新课标，提升践行新课标的能力。

（四）跨学科教学能力急需培养

多学科、多领域、多业态融合已成为当前科学技术发展常态。尤其是随着大数据、人工智能技术的迅速发展，科学技术的发展已呈现跨学科样态。因此过度分科的科学教育已经不能适应科学技术发展要求，科学教师过于单一的学术背景也难以适应新的形势。《义务教育课程方案（2022 年版）》指出，“要立足学生核心素养的发展，适应学生学习发展以及学生的思维培养，开发新的学习方式有助于学生对于科学课程的兴趣，培养学生科学素养，养成科学思维”[2]。科学教育需要教师具有跨学科思维与跨学科课程实施能力。但是，当前的科学教师跨学科素养不高的问题还比较突出。调查研究发现，很多“小学科学教师专业背景复杂，并以文科为主，且与科学学科专业关系不大”[3]。大多科学教师的学科背景比较单一，学科素养比较单一，缺乏跨学科思维，更缺乏工程与技术相关经验。因此，科学教师职后教育需重点观照教师跨学科教学能力培养。

二、当前科学教师培训的现实困境

（一）科学教师职后培训缺乏专业标准

2022 年5 月，教育部办公厅印发了《关于加强小学科学教师培养的通知》，要求优化小学科学教师人才培养方案，根据《义务教育科学课程标准（2022 年版）》要求，加强科学教育及教师人才培养研究。然而，当前科学教师专项培训较少，科学教师培训专业化标准还没有出台，使得科学教师培训缺少明确的指导规则与方向。已有的科学教师培训模式依然比较传统，培训内容缺乏针对性与实效性，对科学教师的核心素养与关键能力的提升显得力不从心。

（二）科学教师培训设计缺乏新课标意识

教师培训设计的逻辑起点是学生核心素养的培养以及教师专业发展的需要。新课标要求学生掌握科学概念，学会科学思维与科学方法，培养科学态度，那么科学教师就应具备相应的素养和能力，来帮助学生发展这些科学素养。这也是科学教师培训关注的焦点。换言之，科学教师培训应该以新课标的目标为设计依据，将新课标的相关要求作为科学教师培训的出发点。因此，科学教师培训课程应该突出提升教师的科学素养，培养教师的科学思维，引导科学教师形成正确的科学态度和价值取向。但当前很多教师培训者设计培训课程时缺乏新课程标准意识，没有根据新课标要求系统地设计科学教师的培训课程，培训内容的设计仅仅停留在对新课标的理论解读层面，难以真正提升科学教师实践能力。

（三）科学教师培训缺乏实践性

“义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性。”[2]因此，科学教师培训应该根据学科性质进行培训方案设计，凸显培养的适切性，引导科学教师提升科学教育的效果。实践性课程的教师培训应该注重培训的实践性，提升教师的学科实践能力。当前各类教师培训由于受到培训人数、时间、经费等因素的影响，科学教师培训主要以集中的理论学习为主，辅之分组研讨、汇报等常规形式。“在培训内容方面，科学教师培训侧重概念规律和学科专业知识，高阶能力培训不足。”[5]在培训方式上，则缺少适合科学教师教学实践的课堂观摩、跟岗实习等实践性的方式。不同的学习方式促进不同素养的形成，偏向理论化的培训内容与培训方式难以有效提升教师学科实践能力，参训教师难以将学习内容转化为教学行为，最终导致培训效果不佳。

（四）科学教师培训场域狭窄

科学技术产生、发展和运用的场所并不是在教室，而是在实验室、研究所、企业工厂，甚至是田间地头等多种场域。然而，由于受到传统的讲授式教师培训模式的影响，教师培训的场域往往局限在教室、会议室、办公室等封闭式场所。科学课程作为一门实践性课程，封闭单调的培训场域无法扩展教师的科学思维。因此，大规模封闭式集中培训虽具有较高的培训效率，但对于科学教师培训来说，狭窄的培训场域不利于科学教师科学素养的养成。这在一定程度上也影响了科学教师培训的实效。

三、提升科学教师培训质量的路径

（一）研制科学教师培训课程标准

科学教师培训关键在于培训课程设计，培训课程应该基于当前科学技术发展趋势、科学课程改革要求以及科学教师现有水平进行系统规划与设计。科学教师培训课程标准应基于《中小学教师培训课程指导标准（专业发展）》，结合科学课程特点以及科学教师的需求进一步设计更加具体的课程标准。科学教师培训标准应以科学教师核心素养为靶向，立足科学教师专业化，提取出科学教师的关键能力与必备品格，从而根据科学教师关键能力点进行系统性的培训课程设计。“注重科技教师科学前沿知识、科技应用和科学教育能力的更新，以科研机构考察、访学、在职学历提升等多种途径实现科学教师专业素养的提升。”[6]同时建议设立国家科学教育中心以及各地方科学教育中心来负责科学课程资源开发和科学教师培训工作，鼓励更多科学家参与科学教师培训课程开发与实施全过程。

（二）加强培训内容与新课标的关联

新课程标准要求培养学生的学科核心素养。学科核心素养是教师教学的落脚点，也是教师培训课程设计的逻辑起点，是开展教师培训工作的主要依据。培训设计者需要结合课程标准，深入分析科学教师的核心素养，将培训课程模块与科学教师核心素养关联起来，设计不同的培训内容与形式，以提升教师不同的科学课程核心素养。如要提升科学教师对新课标的理解力，就需要通过阅读、理论学习、专家解读等形式开展；如要培养科学教师的科学探究与实践能力，就需要通过设置项目式主题培训活动。总之，科学教师培训内容的设计要根据学科核心素养来进行。

（三）强化科学教师培训的实践属性

应加强课程综合，注重关联，加强培训课程内容与教师经验的联系，强化培训内容整合，统筹设计综合性培训课程和主题学习，加强综合培训课程建设，注重培训教师在真实教学情境中运用知识解决问题的能力；开展跨学科主题培训，运用综合性培训课程进行协同提升；将传统的以输入为主的培训向以输出为主的模式转变，强化参训教师的主体性。“国外科学教师培训通过使用支撑材料、设计活动、实验以及富有创造性的学习环境来培养教师的科学探究和实践能力，还开设了科学实验室课程，通过讨论、合作和交流等方式培养教师的科学信仰，促进其探究与实践能力的发展。”[7]科学教师培训应该和科学课程结构相一致，需要形成有序递进的培训课程结构，以提升科学教师对新课标的理解力为基础，以综合性科学素养提升为支撑，以跨学科项目式学习为抓手，进行三位一体的进阶式培训课程设计。通过组织科学教师通读、共读共研，邀请专家答疑解惑，到分专题分小组开展新旧课标的对比研究、汇报交流，达到初步理解新课标的培训目标，开展课程意识层面的培训；通过设计问题驱动、项目式学习的培训，开展实践探究层面的培训；跳出课堂场域，拓展培训课程的科学视域，包括进行人文主义科学精神的熏陶，设置一些提升科学教师教育信仰与态度的课程，开展价值观层面的培训。

（四）拓宽科学教师培训的实践场域

科学课程是一门综合性课程，学生学习科学知识不能仅仅局限在书本和课堂以及学科概念，科学教育应该拓展教育内容，将科学史、科学精神、科学方法等融入科学教育课程教学全过程；带孩子走进科技馆、博物馆、实验室，将对科学结论的死记硬背转变为对科学概念形成过程的学习，让学生走向大自然去发现、体验、感悟、思考。科学教师培训也应该走出培训的会议室，走到科研院所、实验机构、高校、科技馆、博物馆甚至是企业工厂，真实了解科学技术的产生、发展、运用全过程，从而全面提升科学素养与专业能力。