【思想匯】

　　作者：尚俊傑、石 祝（分別係北京大學教育學院學習(xi) 科學實驗室執行主任、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(nei) 容滯後、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了《關(guan) 於(yu) 加強小學科學教師培養(yang) 的通知》，旨在從(cong) 源頭上加強本科及以上層次高素質專(zhuan) 業(ye) 化小學科學教師供給，提高科學教育水平，夯實創新人才培養(yang) 基礎。這項舉(ju) 措不僅(jin) 是紓解我國高素質、專(zhuan) 業(ye) 化、創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新人才隊伍建設的“先手棋”，可謂正當其時。

　　科學教育：賦能未來科技創新的關(guan) 鍵要素

　　“中小學老師非常重要，因為(wei) 這是一個(ge) 社會(hui) 發展的基礎。青年是社會(hui) 的未來，他們(men) 必須受到好的教育，以培養(yang) 他們(men) 的潛能和創造力。”這是著名科學家錢學森先生在歸國途中與(yu) 一位中學教師的談話，他富有遠見地指出：“我隻是蛋糕表麵的糖衣，蛋糕要想味道好，裏麵的用料必須好。基礎非常重要，培養(yang) 年輕人是一個(ge) 國家進步的基礎。”時至今日，在新一輪科技革命和產(chan) 業(ye) 變革加速演進、國際環境日趨複雜的時代背景下，麵對日益激烈的國際科技競爭(zheng) 和我國高質量發展的目標要求，培養(yang) 青少年科學素質已經成為(wei) 當代教育者最重要的任務之一。

　　科學教育直接麵向青少年科學素質培養(yang) ，對提升公眾(zhong) 科學素質，實現經濟社會(hui) 可持續發展具有基礎性、先導性、全局性作用。發展高質量科學教育不僅(jin) 有助於(yu) 探索培養(yang) 優(you) 秀科技創新人才的內(nei) 在規律，助力未來科技創新人才隊伍建設，同時也有利於(yu) 提升全民科學素質，推動人們(men) 形成科學的世界觀和方法論，對於(yu) 增強國家自主創新能力和文化軟實力、建設社會(hui) 主義(yi) 現代化強國，具有十分重要的意義(yi) 。從(cong) 這一點來說，高質量的科學教育將是我們(men) 送給下一代人最好的禮物，也是我們(men) “投資”和賦能未來發展的關(guan) 鍵要素。

　　科學教育相比於(yu) 其他學科有三個(ge) 主要特點：一是“金字塔式”層層遞進的學科知識結構。學生從(cong) 童年到成年，持續不斷地將自身的日常概念發展成為(wei) 科學概念，一層一層地建構他們(men) 對於(yu) 客觀世界和影響其生活的複雜係統的基本理解。對於(yu) 多數學生而言，科學學科的學習(xi) 需要在“學習(xi) 科學”的指導下，依照認知與(yu) 學習(xi) 規律，逐步掌握複雜的知識、概念和方法。這使得科技創新人才培養(yang) 成為(wei) 一件長周期、係統性的工作。二是與(yu) 教育技術和教學裝備深度融合。科學教育強調對知識內(nei) 容的可視化呈現和對學生學習(xi) 過程的支持。例如，使用教育遊戲或模擬仿真平台支持學生完成協作探究學習(xi) 。此外，項目式教學、跨學科教學等教學方法都強調培養(yang) 學生在真實情景下的複雜問題解決(jue) 能力，這種學習(xi) 情境的構建也往往依賴於(yu) 技術工具和教學裝備支持。三是科學教育重視對科學本質的理解。科學教育活動設計中不僅(jin) 注重科學知識，還滲透著對科學本質的理解。並且，科學教育的內(nei) 容和方法反映了人類社會(hui) 對客觀物質世界的理解，而這種理解會(hui) 隨科學技術的發展而不斷更新。

　　小學科學教師：發展科學教育的關(guan) 鍵角色

　　科學教育的特點對科學教師的專(zhuan) 業(ye) 素養(yang) 提出了更高要求。科學教師不僅(jin) 要係統掌握科學知識和學科教學知識，具備設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工具、實驗設備和教育裝備，豐(feng) 富科學課堂的內(nei) 容和形式。在此基礎上，科學教師還要做到終身學習(xi) ，不斷更新自身知識體(ti) 係，適應科學技術的快速發展。所以說，高質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(ge) 鏈條中，小學科學是最基礎也是最重要的環節。小學科學麵向的學生最多，覆蓋麵最廣，影響也最為(wei) 深遠。每個(ge) 孩子都是天生的科學家，當孩子們(men) 高高興(xing) 興(xing) 地走進小學，就踏上了科學啟蒙之旅。在這個(ge) 旅途中，一名優(you) 秀的小學科學教師能夠激發孩子們(men) 對科學的興(xing) 趣和好奇，引領他們(men) 感受自然環境和人造物世界之間廣泛而生動的聯係，對於(yu) 學生科學精神和觀念的影響尤為(wei) 巨大。小學科學教師在教學、評價(jia) 和育人方麵分別發揮著“向導”“伯樂(le) ”和“傳(chuan) 揚者”的作用：他們(men) 帶領學生探索紛繁複雜而又妙趣橫生的科學世界，告訴學生往哪看會(hui) 有精彩的風景；他們(men) 與(yu) 學生們(men) 朝夕相處，掌握學生發展的長期過程性信息，是最有可能發現學生科學家潛質的人；同時，他們(men) 的科學精神和對科學本質的理解也在潛移默化地影響著學生們(men) 對於(yu) 科學的情感、態度和價(jia) 值觀。毋庸置疑，小學科學教師就是推動科學教育高質量發展的關(guan) 鍵角色，其科學素質和專(zhuan) 業(ye) 水平將直接影響科學教育的整體(ti) 發展質量和未來我國科技創新人才隊伍建設高度。教育部教師工作相關(guan) 負責人曾提出，推進小學科學教師隊伍建設是時不我待的“小切口”，加強小學科學教師培養(yang) ，從(cong) “小切口”做“大文章”，就是撬動解決(jue) 一係列重要科技創新和教育發展問題的核心支點。

　　加強小學科學教師培養(yang) ：不僅(jin) 需增量，還需提質

　　加強小學科學教師培養(yang) 不僅(jin) 至關(guan) 重要，而且刻不容緩。當前我國小學科學教師隊伍建設同時有數量和質量兩(liang) 方麵問題。首先，受小學科學課時增長和學齡兒(er) 童人數增長兩(liang) 方麵因素疊加影響，未來五年我國小學科學教師麵臨(lin) 較大師資缺口。筆者使用“七普”數據和2021年出生人口數據，結合《中國教育統計年鑒》中“小學分課程專(zhuan) 任教師學曆情況”，根據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）。可以發現，由於(yu) 小學科學教師初始數量嚴(yan) 重不足，按照當前的供給模式在短期內(nei) 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(wan) 人；2023年後，師資缺口將會(hui) 隨學齡兒(er) 童人數的減少而逐年縮小，到2027年，師資缺口仍將有大約3.5萬(wan) 人。

　　其次，我國小學科學教師隊伍麵臨(lin) 結構性問題，高素質、專(zhuan) 業(ye) 化、創新型教師嚴(yan) 重匱乏，教師學科專(zhuan) 業(ye) 素質也亟待提升。在教師學曆層次上，根據2003年到2020年《中國教育統計年鑒》的“小學分課程專(zhuan) 任教師學曆情況”數據，可以得到曆年小學科學教師學曆水平變化情況（見圖表2）。

　　從(cong) 2009年到2020年，本科學曆的小學科學教師快速增長，從(cong) 23901人增長到129428人；研究生學曆教師人數從(cong) 182人增長為(wei) 4617人，但占比僅(jin) 達到2%；專(zhuan) 科學曆教師人數基本保持穩定；高中及以下學曆教師呈現快速減少趨勢。由此可見，我國小學科學教師隊伍學曆水平在過去十年間已經得到顯著提升，本科學曆教師成為(wei) 中堅力量，但研究生學曆教師占比較低，在高素質研究型教師隊伍建設上尚有較大提升空間。

　　在教師專(zhuan) 業(ye) 背景上，具有科學學科背景的小學科學教師嚴(yan) 重短缺。王晶瑩等人在調研中發現，具有理科專(zhuan) 業(ye) 背景的小學科學教師占比很低，平均僅(jin) 為(wei) 27.5%。田偉(wei) 等人發現：在1533名四年級科學教師中，僅(jin) 有16.6%的科學教師持有科學教育相關(guan) 的教師資格。在專(zhuan) 業(ye) 培訓上，有26.6%的教師沒有參加過專(zhuan) 業(ye) 培訓，且國培、省培等較高層次培訓機會(hui) 仍然偏少。在教師專(zhuan) 職化上，專(zhuan) 職小學科學教師匱乏問題仍較為(wei) 嚴(yan) 重，多數教師都是兼職，而在專(zhuan) 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、專(zhuan) 業(ye) 化、創新型教師的缺乏,已經成為(wei) 限製小學科學教育發展的關(guan) 鍵因素。

　　當前，我國小學科學教師隊伍建設已經走到了關(guan) 鍵節點。麵對現代知識社會(hui) 科學技術創新和人才培養(yang) 加速演進的宏觀趨勢，以及我國人口“低生育、老齡化、城鎮化、高流動”變化帶來的巨大挑戰，黨(dang) 和國家事業(ye) 發展對科學知識和優(you) 秀人才的需要，比以往任何時候都更為(wei) 迫切。科學教師是科技創新人才的“工業(ye) 母機”，建設高水平科學教師隊伍就是在為(wei) 科學技術創新蓄能，科學教育的長期性和係統性要求我們(men) 充分把握曆史機遇，下好這步麵向未來科技創新人才培養(yang) 的“先手棋”。

　　培養(yang) 高水平科學教師：從(cong) 供需兩(liang) 側(ce) 雙管齊下

　　當前小學科學教師隊伍建設的核心問題是新課程改革背景下教師總量短缺和結構性供給不足。我們(men) 要從(cong) 供給和需求兩(liang) 側(ce) 雙管齊下，共同尋找解決(jue) 方案。一方麵，要在供給側(ce) 進行結構性改革，擴大科學教師供給，優(you) 化小學科學教師人才隊伍結構。另一方麵，要在需求側(ce) 開展針對性優(you) 化，去除製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(guan) 師範類專(zhuan) 業(ye) 的招生規模，同時鼓勵綜合性大學和理工科大學培養(yang) 科學教師。一方麵，要鼓勵高水平師範院校新開設科學教育專(zhuan) 業(ye) 或科學教育輔修課程，加大科學教師供給量；另一方麵，要特別注重在綜合性大學和理工大學中培養(yang) 小學科學教師。筆者認為(wei) 比較好的培養(yang) 模式是麵向理工科高年級本科生開設兩(liang) 年製的科學教育專(zhuan) 業(ye) 碩士項目，以“3+2”或“4+2”的形式跨學科、跨院係、跨學校聯合培養(yang) ，拓寬高層次科學教育人才培養(yang) 渠道。自2012年開始的科普碩士試點工作已經培養(yang) 了一批優(you) 秀的科學教育人才與(yu) 科普人才，為(wei) 科學教育碩士培養(yang) 積累了寶貴經驗。

　　二是要優(you) 化在職科學教師培訓體(ti) 係，加強教科研共同體(ti) 建設，並在綜合性大學和理工科學院校建立培訓基地。具體(ti) 來說，以各地教研係統和教育管理部門為(wei) 紐帶，根據當地科學教育的實際發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(nei) 容、不同形式的教師培訓活動。此外，總結各地師範大學教師培訓基地的辦學經驗，依托高水平綜合性大學、理工科院校、博物館和科學中心，新建設一批科學教師培訓基地，並將其納入國培和省培專(zhuan) 項計劃，充分利用高校教育資源優(you) 勢和科學中心設備優(you) 勢，定期組織覆蓋全體(ti) 在職小學科學教師的線上、線下短期培訓。以科學教師培養(yang) 為(wei) 契機，構建“大學-地方政府-教研單位-中小學校”協同育人的科學教師培養(yang) 機製，並探索社會(hui) 力量參與(yu) 科學教師培養(yang) 的合理途徑。

　　三是要建立小學科學教學支持體(ti) 係，構建科學教育資源共享平台，鼓勵建設小學科學虛擬仿真教學平台。充分利用國家中小學智慧教育平台和教育專(zhuan) 網等數字資源，通過數字行動助力小學科學教師專(zhuan) 業(ye) 發展和數字素養(yang) 提升。探索科學教育內(nei) 容生產(chan) 的激勵機製，鼓勵創作高水平科學教育課程作品和數字資源。以教育信息化推動科學教育現代化，促進科學教育的數字化轉型。

　　四是要消除當前科學教師培養(yang) 和招聘中的沉屙宿疾，探索優(you) 秀科學教育人才隊伍建設的實踐路徑。當前科學教師選聘中有三個(ge) 主要痛點：一是部分地區中小學校受教師編製和戶口指標限製，招聘科學教師的數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，教育管理部門對於(yu) 崗位專(zhuan) 業(ye) 背景的不合理限製，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(jin) 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聘；三是當前各地小學科學教師的工資待遇與(yu) 其他企事業(ye) 單位相比競爭(zheng) 力有限，難以吸引具有研究生學曆和理工科專(zhuan) 業(ye) 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，一方麵應當適度增加招聘名額和戶口指標，釋放學校的真實需求，並設立研究型教師專(zhuan) 項招聘計劃，提供具有區分度的崗位要求和薪資待遇；另一方麵，可以請教育專(zhuan) 家重新審定小學科學教師崗位的專(zhuan) 業(ye) 背景需求，將理工科專(zhuan) 業(ye) 、科學教育、教育技術等一係列與(yu) 科學教育相關(guan) 的專(zhuan) 業(ye) 納入其中，避免因過度限製導致人才浪費。

　　“問渠那得清如許，為(wei) 有源頭活水來”。隻有請最優(you) 秀的科學教師來培養(yang) 我們(men) 的下一代，才能最大限度地激發他們(men) 對科學的好奇和熱愛，才能讓每個(ge) 具有科技創新潛質的孩子被充分發現、認真對待。隻有現在把加強小學科學教師培養(yang) 提到戰略高度上，有效解決(jue) 當前高水平科學教師短缺的問題，才能在科學技術創新競爭(zheng) 中占據先機，賦能未來。