【思想?yún)R】

　　作者：尚俊杰、石 祝（分別系北京大學教育學院學習科學實驗室執(zhí)行主任、博士研究生）

　　編者按

　　針對我國小學科學教育中存在的師資力量不足、課程內(nèi)容滯后、教學方式需要進一步改進等諸多問題，教育部在今年五月印發(fā)了《關(guān)于加強小學科學教師培養(yǎng)的通知》，旨在從源頭上加強本科及以上層次高素質(zhì)專業(yè)化小學科學教師供給，提高科學教育水平，夯實創(chuàng)新人才培養(yǎng)基礎(chǔ)。這項舉措不僅是紓解我國高素質(zhì)、專業(yè)化、創(chuàng)新型科學教師匱乏燃眉之急的“及時雨”，也是布局未來科技創(chuàng)新人才隊伍建設(shè)的“先手棋”，可謂正當其時。

　　科學教育：賦能未來科技創(chuàng)新的關(guān)鍵要素

　　“中小學老師非常重要，因為這是一個社會發(fā)展的基礎(chǔ)。青年是社會的未來，他們必須受到好的教育，以培養(yǎng)他們的潛能和創(chuàng)造力。”這是著名科學家錢學森先生在歸國途中與一位中學教師的談話，他富有遠見地指出：“我只是蛋糕表面的糖衣，蛋糕要想味道好，里面的用料必須好?；A(chǔ)非常重要，培養(yǎng)年輕人是一個國家進步的基礎(chǔ)。”時至今日，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進、國際環(huán)境日趨復雜的時代背景下，面對日益激烈的國際科技競爭和我國高質(zhì)量發(fā)展的目標要求，培養(yǎng)青少年科學素質(zhì)已經(jīng)成為當代教育者最重要的任務(wù)之一。

　　科學教育直接面向青少年科學素質(zhì)培養(yǎng)，對提升公眾科學素質(zhì)，實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有基礎(chǔ)性、先導性、全局性作用。發(fā)展高質(zhì)量科學教育不僅有助于探索培養(yǎng)優(yōu)秀科技創(chuàng)新人才的內(nèi)在規(guī)律，助力未來科技創(chuàng)新人才隊伍建設(shè)，同時也有利于提升全民科學素質(zhì)，推動人們形成科學的世界觀和方法論，對于增強國家自主創(chuàng)新能力和文化軟實力、建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強國，具有十分重要的意義。從這一點來說，高質(zhì)量的科學教育將是我們送給下一代人最好的禮物，也是我們“投資”和賦能未來發(fā)展的關(guān)鍵要素。

　　科學教育相比于其他學科有三個主要特點：一是“金字塔式”層層遞進的學科知識結(jié)構(gòu)。學生從童年到成年，持續(xù)不斷地將自身的日常概念發(fā)展成為科學概念，一層一層地建構(gòu)他們對于客觀世界和影響其生活的復雜系統(tǒng)的基本理解。對于多數(shù)學生而言，科學學科的學習需要在“學習科學”的指導下，依照認知與學習規(guī)律，逐步掌握復雜的知識、概念和方法。這使得科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)成為一件長周期、系統(tǒng)性的工作。二是與教育技術(shù)和教學裝備深度融合?？茖W教育強調(diào)對知識內(nèi)容的可視化呈現(xiàn)和對學生學習過程的支持。例如，使用教育游戲或模擬仿真平臺支持學生完成協(xié)作探究學習。此外，項目式教學、跨學科教學等教學方法都強調(diào)培養(yǎng)學生在真實情景下的復雜問題解決能力，這種學習情境的構(gòu)建也往往依賴于技術(shù)工具和教學裝備支持。三是科學教育重視對科學本質(zhì)的理解?？茖W教育活動設(shè)計中不僅注重科學知識，還滲透著對科學本質(zhì)的理解。并且，科學教育的內(nèi)容和方法反映了人類社會對客觀物質(zhì)世界的理解，而這種理解會隨科學技術(shù)的發(fā)展而不斷更新。

　　小學科學教師：發(fā)展科學教育的關(guān)鍵角色

　　科學教育的特點對科學教師的專業(yè)素養(yǎng)提出了更高要求?？茖W教師不僅要系統(tǒng)掌握科學知識和學科教學知識，具備設(shè)計和運用探究式教學、項目式教學、跨學科教學等新教學方法的教學實踐能力，還要能夠熟練使用各種技術(shù)工具、實驗設(shè)備和教育裝備，豐富科學課堂的內(nèi)容和形式。在此基礎(chǔ)上，科學教師還要做到終身學習，不斷更新自身知識體系，適應(yīng)科學技術(shù)的快速發(fā)展。所以說，高質(zhì)量的科學教育離不開高水平的科學教師隊伍。

　　在科學教育的整個鏈條中，小學科學是最基礎(chǔ)也是最重要的環(huán)節(jié)。小學科學面向的學生最多，覆蓋面最廣，影響也最為深遠。每個孩子都是天生的科學家，當孩子們高高興興地走進小學，就踏上了科學啟蒙之旅。在這個旅途中，一名優(yōu)秀的小學科學教師能夠激發(fā)孩子們對科學的興趣和好奇，引領(lǐng)他們感受自然環(huán)境和人造物世界之間廣泛而生動的聯(lián)系，對于學生科學精神和觀念的影響尤為巨大。小學科學教師在教學、評價和育人方面分別發(fā)揮著“向?qū)А薄安畼贰焙汀皞鲹P者”的作用：他們帶領(lǐng)學生探索紛繁復雜而又妙趣橫生的科學世界，告訴學生往哪看會有精彩的風景；他們與學生們朝夕相處，掌握學生發(fā)展的長期過程性信息，是最有可能發(fā)現(xiàn)學生科學家潛質(zhì)的人；同時，他們的科學精神和對科學本質(zhì)的理解也在潛移默化地影響著學生們對于科學的情感、態(tài)度和價值觀。毋庸置疑，小學科學教師就是推動科學教育高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵角色，其科學素質(zhì)和專業(yè)水平將直接影響科學教育的整體發(fā)展質(zhì)量和未來我國科技創(chuàng)新人才隊伍建設(shè)高度。教育部教師工作相關(guān)負責人曾提出，推進小學科學教師隊伍建設(shè)是時不我待的“小切口”，加強小學科學教師培養(yǎng)，從“小切口”做“大文章”，就是撬動解決一系列重要科技創(chuàng)新和教育發(fā)展問題的核心支點。

　　加強小學科學教師培養(yǎng)：不僅需增量，還需提質(zhì)

　　加強小學科學教師培養(yǎng)不僅至關(guān)重要，而且刻不容緩。當前我國小學科學教師隊伍建設(shè)同時有數(shù)量和質(zhì)量兩方面問題。首先，受小學科學課時增長和學齡兒童人數(shù)增長兩方面因素疊加影響，未來五年我國小學科學教師面臨較大師資缺口。筆者使用“七普”數(shù)據(jù)和2021年出生人口數(shù)據(jù)，結(jié)合《中國教育統(tǒng)計年鑒》中“小學分課程專任教師學歷情況”，根據(jù)黃健毅等人的計算方法，估算2017-2027年我國小學科學教師的供需變化（見圖表1）?？梢园l(fā)現(xiàn)，由于小學科學教師初始數(shù)量嚴重不足，按照當前的供給模式在短期內(nèi)難以填補巨大的師資缺口。2017年到2023年間，年均師資缺口高達12.8萬人；2023年后，師資缺口將會隨學齡兒童人數(shù)的減少而逐年縮小，到2027年，師資缺口仍將有大約3.5萬人。

　　其次，我國小學科學教師隊伍面臨結(jié)構(gòu)性問題，高素質(zhì)、專業(yè)化、創(chuàng)新型教師嚴重匱乏，教師學科專業(yè)素質(zhì)也亟待提升。在教師學歷層次上，根據(jù)2003年到2020年《中國教育統(tǒng)計年鑒》的“小學分課程專任教師學歷情況”數(shù)據(jù)，可以得到歷年小學科學教師學歷水平變化情況（見圖表2）。

　　從2009年到2020年，本科學歷的小學科學教師快速增長，從23901人增長到129428人；研究生學歷教師人數(shù)從182人增長為4617人，但占比僅達到2%；?？茖W歷教師人數(shù)基本保持穩(wěn)定；高中及以下學歷教師呈現(xiàn)快速減少趨勢。由此可見，我國小學科學教師隊伍學歷水平在過去十年間已經(jīng)得到顯著提升，本科學歷教師成為中堅力量，但研究生學歷教師占比較低，在高素質(zhì)研究型教師隊伍建設(shè)上尚有較大提升空間。

　　在教師專業(yè)背景上，具有科學學科背景的小學科學教師嚴重短缺。王晶瑩等人在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，具有理科專業(yè)背景的小學科學教師占比很低，平均僅為27.5%。田偉等人發(fā)現(xiàn)：在1533名四年級科學教師中，僅有16.6%的科學教師持有科學教育相關(guān)的教師資格。在專業(yè)培訓上，有26.6%的教師沒有參加過專業(yè)培訓，且國培、省培等較高層次培訓機會仍然偏少。在教師專職化上，專職小學科學教師匱乏問題仍較為嚴重，多數(shù)教師都是兼職，而在專職小學科學教師中，還有約1/4同時要教授其他課程。以上情況均表明，我國小學科學教師隊伍中高素質(zhì)、專業(yè)化、創(chuàng)新型教師的缺乏,已經(jīng)成為限制小學科學教育發(fā)展的關(guān)鍵因素。

　　當前，我國小學科學教師隊伍建設(shè)已經(jīng)走到了關(guān)鍵節(jié)點。面對現(xiàn)代知識社會科學技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)加速演進的宏觀趨勢，以及我國人口“低生育、老齡化、城鎮(zhèn)化、高流動”變化帶來的巨大挑戰(zhàn)，黨和國家事業(yè)發(fā)展對科學知識和優(yōu)秀人才的需要，比以往任何時候都更為迫切?？茖W教師是科技創(chuàng)新人才的“工業(yè)母機”，建設(shè)高水平科學教師隊伍就是在為科學技術(shù)創(chuàng)新蓄能，科學教育的長期性和系統(tǒng)性要求我們充分把握歷史機遇，下好這步面向未來科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的“先手棋”。

　　培養(yǎng)高水平科學教師：從供需兩側(cè)雙管齊下

　　當前小學科學教師隊伍建設(shè)的核心問題是新課程改革背景下教師總量短缺和結(jié)構(gòu)性供給不足。我們要從供給和需求兩側(cè)雙管齊下，共同尋找解決方案。一方面，要在供給側(cè)進行結(jié)構(gòu)性改革，擴大科學教師供給，優(yōu)化小學科學教師人才隊伍結(jié)構(gòu)。另一方面，要在需求側(cè)開展針對性優(yōu)化，去除制約學校對科學教師需求的各種束縛。對此，筆者提出以下四點建議：

　　一是要擴大科學教育及相關(guān)師范類專業(yè)的招生規(guī)模，同時鼓勵綜合性大學和理工科大學培養(yǎng)科學教師。一方面，要鼓勵高水平師范院校新開設(shè)科學教育專業(yè)或科學教育輔修課程，加大科學教師供給量；另一方面，要特別注重在綜合性大學和理工大學中培養(yǎng)小學科學教師。筆者認為比較好的培養(yǎng)模式是面向理工科高年級本科生開設(shè)兩年制的科學教育專業(yè)碩士項目，以“3+2”或“4+2”的形式跨學科、跨院系、跨學校聯(lián)合培養(yǎng)，拓寬高層次科學教育人才培養(yǎng)渠道。自2012年開始的科普碩士試點工作已經(jīng)培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的科學教育人才與科普人才，為科學教育碩士培養(yǎng)積累了寶貴經(jīng)驗。

　　二是要優(yōu)化在職科學教師培訓體系，加強教科研共同體建設(shè)，并在綜合性大學和理工科學院校建立培訓基地。具體來說，以各地教研系統(tǒng)和教育管理部門為紐帶，根據(jù)當?shù)乜茖W教育的實際發(fā)展情況和小學科學教師的真實需求，牽頭組織高校、教研單位和中小學校之間密切合作，開展不同層次、不同內(nèi)容、不同形式的教師培訓活動。此外，總結(jié)各地師范大學教師培訓基地的辦學經(jīng)驗，依托高水平綜合性大學、理工科院校、博物館和科學中心，新建設(shè)一批科學教師培訓基地，并將其納入國培和省培專項計劃，充分利用高校教育資源優(yōu)勢和科學中心設(shè)備優(yōu)勢，定期組織覆蓋全體在職小學科學教師的線上、線下短期培訓。以科學教師培養(yǎng)為契機，構(gòu)建“大學-地方政府-教研單位-中小學?！眳f(xié)同育人的科學教師培養(yǎng)機制，并探索社會力量參與科學教師培養(yǎng)的合理途徑。

　　三是要建立小學科學教學支持體系，構(gòu)建科學教育資源共享平臺，鼓勵建設(shè)小學科學虛擬仿真教學平臺。充分利用國家中小學智慧教育平臺和教育專網(wǎng)等數(shù)字資源，通過數(shù)字行動助力小學科學教師專業(yè)發(fā)展和數(shù)字素養(yǎng)提升。探索科學教育內(nèi)容生產(chǎn)的激勵機制，鼓勵創(chuàng)作高水平科學教育課程作品和數(shù)字資源。以教育信息化推動科學教育現(xiàn)代化，促進科學教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

　　四是要消除當前科學教師培養(yǎng)和招聘中的沉疴宿疾，探索優(yōu)秀科學教育人才隊伍建設(shè)的實踐路徑。當前科學教師選聘中有三個主要痛點：一是部分地區(qū)中小學校受教師編制和戶口指標限制，招聘科學教師的數(shù)量遠不能滿足其實際教學需要；二是當前在科學教師招聘中，教育管理部門對于崗位專業(yè)背景的不合理限制，影響了科學教師的有效供給。例如，部分小學科學教師崗位招聘時僅招理科背景，使得大量工科背景和科學教育背景的求職者無法報名應(yīng)聘；三是當前各地小學科學教師的工資待遇與其他企事業(yè)單位相比競爭力有限，難以吸引具有研究生學歷和理工科專業(yè)背景的高水平求職者，使得人才短缺無法得到及時補充。對此，一方面應(yīng)當適度增加招聘名額和戶口指標，釋放學校的真實需求，并設(shè)立研究型教師專項招聘計劃，提供具有區(qū)分度的崗位要求和薪資待遇；另一方面，可以請教育專家重新審定小學科學教師崗位的專業(yè)背景需求，將理工科專業(yè)、科學教育、教育技術(shù)等一系列與科學教育相關(guān)的專業(yè)納入其中，避免因過度限制導致人才浪費。

　　“問渠那得清如許，為有源頭活水來”。只有請最優(yōu)秀的科學教師來培養(yǎng)我們的下一代，才能最大限度地激發(fā)他們對科學的好奇和熱愛，才能讓每個具有科技創(chuàng)新潛質(zhì)的孩子被充分發(fā)現(xiàn)、認真對待。只有現(xiàn)在把加強小學科學教師培養(yǎng)提到戰(zhàn)略高度上，有效解決當前高水平科學教師短缺的問題，才能在科學技術(shù)創(chuàng)新競爭中占據(jù)先機，賦能未來。