【思想?yún)R】

　　作者：尚俊杰、石 祝（分別系北京大學(xué)教育學(xué)院學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行主任、博士研究生）

　　編者按

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

　　科學(xué)教育：賦能未來(lái)科技創(chuàng)新的關(guān)鍵要素

　　“中小學(xué)老師非常重要，因?yàn)檫@是一個(gè)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。青年是社會(huì)的未來(lái)，他們必須受到好的教育，以培養(yǎng)他們的潛能和創(chuàng)造力?！边@是著名科學(xué)家錢(qián)學(xué)森先生在歸國(guó)途中與一位中學(xué)教師的談話，他富有遠(yuǎn)見(jiàn)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。基礎(chǔ)非常重要，培養(yǎng)年輕人是一個(gè)國(guó)家進(jìn)步的基礎(chǔ)?！睍r(shí)至今日，在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn)、國(guó)際環(huán)境日趨復(fù)雜的時(shí)代背景下，面對(duì)日益激烈的國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)和我國(guó)高質(zhì)量發(fā)展的目標(biāo)要求，培養(yǎng)青少年科學(xué)素質(zhì)已經(jīng)成為當(dāng)代教育者最重要的任務(wù)之一。

　　科學(xué)教育直接面向青少年科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)，對(duì)提升公眾科學(xué)素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性、全局性作用。發(fā)展高質(zhì)量科學(xué)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(lái)科技創(chuàng)新人才隊(duì)伍建設(shè)，同時(shí)也有利于提升全民科學(xué)素質(zhì)，推動(dòng)人們形成科學(xué)的世界觀和方法論，對(duì)于增強(qiáng)國(guó)家自主創(chuàng)新能力和文化軟實(shí)力、建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)，具有十分重要的意義。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，高質(zhì)量的科學(xué)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(lái)發(fā)展的關(guān)鍵要素。

　　科學(xué)教育相比于其他學(xué)科有三個(gè)主要特點(diǎn)：一是“金字塔式”層層遞進(jìn)的學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)。學(xué)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(xué)概念，一層一層地建構(gòu)他們對(duì)于客觀世界和影響其生活的復(fù)雜系統(tǒng)的基本理解。對(duì)于多數(shù)學(xué)生而言，科學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)需要在“學(xué)習(xí)科學(xué)”的指導(dǎo)下，依照認(rèn)知與學(xué)習(xí)規(guī)律，逐步掌握復(fù)雜的知識(shí)、概念和方法。這使得科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)成為一件長(zhǎng)周期、系統(tǒng)性的工作。二是與教育技術(shù)和教學(xué)裝備深度融合?？茖W(xué)教育強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)內(nèi)容的可視化呈現(xiàn)和對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的支持。例如，使用教育游戲或模擬仿真平臺(tái)支持學(xué)生完成協(xié)作探究學(xué)習(xí)。此外，項(xiàng)目式教學(xué)、跨學(xué)科教學(xué)等教學(xué)方法都強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生在真實(shí)情景下的復(fù)雜問(wèn)題解決能力，這種學(xué)習(xí)情境的構(gòu)建也往往依賴于技術(shù)工具和教學(xué)裝備支持。三是科學(xué)教育重視對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。科學(xué)教育活動(dòng)設(shè)計(jì)中不僅注重科學(xué)知識(shí)，還滲透著對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。并且，科學(xué)教育的內(nèi)容和方法反映了人類社會(huì)對(duì)客觀物質(zhì)世界的理解，而這種理解會(huì)隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷更新。

　　小學(xué)科學(xué)教師：發(fā)展科學(xué)教育的關(guān)鍵角色

　　科學(xué)教育的特點(diǎn)對(duì)科學(xué)教師的專業(yè)素養(yǎng)提出了更高要求?？茖W(xué)教師不僅要系統(tǒng)掌握科學(xué)知識(shí)和學(xué)科教學(xué)知識(shí)，具備設(shè)計(jì)和運(yùn)用探究式教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)、跨學(xué)科教學(xué)等新教學(xué)方法的教學(xué)實(shí)踐能力，還要能夠熟練使用各種技術(shù)工具、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和教育裝備，豐富科學(xué)課堂的內(nèi)容和形式。在此基礎(chǔ)上，科學(xué)教師還要做到終身學(xué)習(xí)，不斷更新自身知識(shí)體系，適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。所以說(shuō)，高質(zhì)量的科學(xué)教育離不開(kāi)高水平的科學(xué)教師隊(duì)伍。

　　在科學(xué)教育的整個(gè)鏈條中，小學(xué)科學(xué)是最基礎(chǔ)也是最重要的環(huán)節(jié)。小學(xué)科學(xué)面向的學(xué)生最多，覆蓋面最廣，影響也最為深遠(yuǎn)。每個(gè)孩子都是天生的科學(xué)家，當(dāng)孩子們高高興興地走進(jìn)小學(xué)，就踏上了科學(xué)啟蒙之旅。在這個(gè)旅途中，一名優(yōu)秀的小學(xué)科學(xué)教師能夠激發(fā)孩子們對(duì)科學(xué)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(dòng)的聯(lián)系，對(duì)于學(xué)生科學(xué)精神和觀念的影響尤為巨大。小學(xué)科學(xué)教師在教學(xué)、評(píng)價(jià)和育人方面分別發(fā)揮著“向?qū)А薄安畼?lè)”和“傳揚(yáng)者”的作用：他們帶領(lǐng)學(xué)生探索紛繁復(fù)雜而又妙趣橫生的科學(xué)世界，告訴學(xué)生往哪看會(huì)有精彩的風(fēng)景；他們與學(xué)生們朝夕相處，掌握學(xué)生發(fā)展的長(zhǎng)期過(guò)程性信息，是最有可能發(fā)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)家潛質(zhì)的人；同時(shí)，他們的科學(xué)精神和對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解也在潛移默化地影響著學(xué)生們對(duì)于科學(xué)的情感、態(tài)度和價(jià)值觀。毋庸置疑，小學(xué)科學(xué)教師就是推動(dòng)科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵角色，其科學(xué)素質(zhì)和專業(yè)水平將直接影響科學(xué)教育的整體發(fā)展質(zhì)量和未來(lái)我國(guó)科技創(chuàng)新人才隊(duì)伍建設(shè)高度。教育部教師工作相關(guān)負(fù)責(zé)人曾提出，推進(jìn)小學(xué)科學(xué)教師隊(duì)伍建設(shè)是時(shí)不我待的“小切口”，加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)，從“小切口”做“大文章”，就是撬動(dòng)解決一系列重要科技創(chuàng)新和教育發(fā)展問(wèn)題的核心支點(diǎn)。

　　加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)：不僅需增量，還需提質(zhì)

　　加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)不僅至關(guān)重要，而且刻不容緩。當(dāng)前我國(guó)小學(xué)科學(xué)教師隊(duì)伍建設(shè)同時(shí)有數(shù)量和質(zhì)量?jī)煞矫鎲?wèn)題。首先，受小學(xué)科學(xué)課時(shí)增長(zhǎng)和學(xué)齡兒童人數(shù)增長(zhǎng)兩方面因素疊加影響，未來(lái)五年我國(guó)小學(xué)科學(xué)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(guó)教育統(tǒng)計(jì)年鑒》中“小學(xué)分課程專任教師學(xué)歷情況”，根據(jù)黃健毅等人的計(jì)算方法，估算2017-2027年我國(guó)小學(xué)科學(xué)教師的供需變化（見(jiàn)圖表1）?？梢园l(fā)現(xiàn)，由于小學(xué)科學(xué)教師初始數(shù)量嚴(yán)重不足，按照當(dāng)前的供給模式在短期內(nèi)難以填補(bǔ)巨大的師資缺口。2017年到2023年間，年均師資缺口高達(dá)12.8萬(wàn)人；2023年后，師資缺口將會(huì)隨學(xué)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(wàn)人。

　　其次，我國(guó)小學(xué)科學(xué)教師隊(duì)伍面臨結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，高素質(zhì)、專業(yè)化、創(chuàng)新型教師嚴(yán)重匱乏，教師學(xué)科專業(yè)素質(zhì)也亟待提升。在教師學(xué)歷層次上，根據(jù)2003年到2020年《中國(guó)教育統(tǒng)計(jì)年鑒》的“小學(xué)分課程專任教師學(xué)歷情況”數(shù)據(jù)，可以得到歷年小學(xué)科學(xué)教師學(xué)歷水平變化情況（見(jiàn)圖表2）。

　　從2009年到2020年，本科學(xué)歷的小學(xué)科學(xué)教師快速增長(zhǎng)，從23901人增長(zhǎng)到129428人；研究生學(xué)歷教師人數(shù)從182人增長(zhǎng)為4617人，但占比僅達(dá)到2%；?？茖W(xué)歷教師人數(shù)基本保持穩(wěn)定；高中及以下學(xué)歷教師呈現(xiàn)快速減少趨勢(shì)。由此可見(jiàn)，我國(guó)小學(xué)科學(xué)教師隊(duì)伍學(xué)歷水平在過(guò)去十年間已經(jīng)得到顯著提升，本科學(xué)歷教師成為中堅(jiān)力量，但研究生學(xué)歷教師占比較低，在高素質(zhì)研究型教師隊(duì)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(xué)學(xué)科背景的小學(xué)科學(xué)教師嚴(yán)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(xué)科學(xué)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(jí)科學(xué)教師中，僅有16.6%的科學(xué)教師持有科學(xué)教育相關(guān)的教師資格。在專業(yè)培訓(xùn)上，有26.6%的教師沒(méi)有參加過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，且國(guó)培、省培等較高層次培訓(xùn)機(jī)會(huì)仍然偏少。在教師專職化上，專職小學(xué)科學(xué)教師匱乏問(wèn)題仍較為嚴(yán)重，多數(shù)教師都是兼職，而在專職小學(xué)科學(xué)教師中，還有約1/4同時(shí)要教授其他課程。以上情況均表明，我國(guó)小學(xué)科學(xué)教師隊(duì)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(xué)科學(xué)教育發(fā)展的關(guān)鍵因素。

　　當(dāng)前，我國(guó)小學(xué)科學(xué)教師隊(duì)伍建設(shè)已經(jīng)走到了關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。面對(duì)現(xiàn)代知識(shí)社會(huì)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)加速演進(jìn)的宏觀趨勢(shì)，以及我國(guó)人口“低生育、老齡化、城鎮(zhèn)化、高流動(dòng)”變化帶來(lái)的巨大挑戰(zhàn)，黨和國(guó)家事業(yè)發(fā)展對(duì)科學(xué)知識(shí)和優(yōu)秀人才的需要，比以往任何時(shí)候都更為迫切。科學(xué)教師是科技創(chuàng)新人才的“工業(yè)母機(jī)”，建設(shè)高水平科學(xué)教師隊(duì)伍就是在為科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新蓄能，科學(xué)教育的長(zhǎng)期性和系統(tǒng)性要求我們充分把握歷史機(jī)遇，下好這步面向未來(lái)科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的“先手棋”。

　　培養(yǎng)高水平科學(xué)教師：從供需兩側(cè)雙管齊下

　　當(dāng)前小學(xué)科學(xué)教師隊(duì)伍建設(shè)的核心問(wèn)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(jìn)行結(jié)構(gòu)性改革，擴(kuò)大科學(xué)教師供給，優(yōu)化小學(xué)科學(xué)教師人才隊(duì)伍結(jié)構(gòu)。另一方面，要在需求側(cè)開(kāi)展針對(duì)性優(yōu)化，去除制約學(xué)校對(duì)科學(xué)教師需求的各種束縛。對(duì)此，筆者提出以下四點(diǎn)建議：

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

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

　　三是要建立小學(xué)科學(xué)教學(xué)支持體系，構(gòu)建科學(xué)教育資源共享平臺(tái)，鼓勵(lì)建設(shè)小學(xué)科學(xué)虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)。充分利用國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)和教育專網(wǎng)等數(shù)字資源，通過(guò)數(shù)字行動(dòng)助力小學(xué)科學(xué)教師專業(yè)發(fā)展和數(shù)字素養(yǎng)提升。探索科學(xué)教育內(nèi)容生產(chǎn)的激勵(lì)機(jī)制，鼓勵(lì)創(chuàng)作高水平科學(xué)教育課程作品和數(shù)字資源。以教育信息化推動(dòng)科學(xué)教育現(xiàn)代化，促進(jìn)科學(xué)教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

　　四是要消除當(dāng)前科學(xué)教師培養(yǎng)和招聘中的沉疴宿疾，探索優(yōu)秀科學(xué)教育人才隊(duì)伍建設(shè)的實(shí)踐路徑。當(dāng)前科學(xué)教師選聘中有三個(gè)主要痛點(diǎn)：一是部分地區(qū)中小學(xué)校受教師編制和戶口指標(biāo)限制，招聘科學(xué)教師的數(shù)量遠(yuǎn)不能滿足其實(shí)際教學(xué)需要；二是當(dāng)前在科學(xué)教師招聘中，教育管理部門(mén)對(duì)于崗位專業(yè)背景的不合理限制，影響了科學(xué)教師的有效供給。例如，部分小學(xué)科學(xué)教師崗位招聘時(shí)僅招理科背景，使得大量工科背景和科學(xué)教育背景的求職者無(wú)法報(bào)名應(yīng)聘；三是當(dāng)前各地小學(xué)科學(xué)教師的工資待遇與其他企事業(yè)單位相比競(jìng)爭(zhēng)力有限，難以吸引具有研究生學(xué)歷和理工科專業(yè)背景的高水平求職者，使得人才短缺無(wú)法得到及時(shí)補(bǔ)充。對(duì)此，一方面應(yīng)當(dāng)適度增加招聘名額和戶口指標(biāo)，釋放學(xué)校的真實(shí)需求，并設(shè)立研究型教師專項(xiàng)招聘計(jì)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(qǐng)教育專家重新審定小學(xué)科學(xué)教師崗位的專業(yè)背景需求，將理工科專業(yè)、科學(xué)教育、教育技術(shù)等一系列與科學(xué)教育相關(guān)的專業(yè)納入其中，避免因過(guò)度限制導(dǎo)致人才浪費(fèi)。

　　“問(wèn)渠那得清如許，為有源頭活水來(lái)”。只有請(qǐng)最優(yōu)秀的科學(xué)教師來(lái)培養(yǎng)我們的下一代，才能最大限度地激發(fā)他們對(duì)科學(xué)的好奇和熱愛(ài)，才能讓每個(gè)具有科技創(chuàng)新潛質(zhì)的孩子被充分發(fā)現(xiàn)、認(rèn)真對(duì)待。只有現(xiàn)在把加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)提到戰(zhàn)略高度上，有效解決當(dāng)前高水平科學(xué)教師短缺的問(wèn)題，才能在科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)先機(jī)，賦能未來(lái)。