美国科学教育师资培训的研究及启示

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美国科学教育师资培训的研究及启示

作者:何善亮

原载:《比较教育研究》2006年第2期

摘 要 科学课程的教师培训极为重要，我国中小学科学教育师资严重不足的问题不容忽视。本文介绍和分析美国科学课程师资培训的做法与经验，反思和研究我国科学课程教师教育的实际状况，对如何实施科学课程教师的培训提出一些参考性建议。

关键词 美国；科学教育；探究性教学；教师培训

一、美国科学教育师资培训的做法与经验

教师是科学教育成功的关键因素之一。美国在科学教育教师的培训方面进行了许多有益的探索。

1.
明确科学教育教师的专业进修标准

为科学教师规定明确的专业进修标准是美国科学教育教师培训一个最为显著的特色。该标准不仅从总体上规定了教师的专业发展目标，同时也具体规定了教师专业进修的主要内容。

一般说来，科学教师的专业准备包括如下内容：通过探究来学习科学，体会科学研究和科学发现的亲历过程；统合科学、学习和教学的知识、技能和理念；制定在职进修的协调计划。科学教师的在职进修包括如下内容：积极地调查研究；关注重大科学事件；利用科学文献和技术；同行教师及相关学科教师之间的交流和合作。科学教师的职业发展包括如下内容：自觉地把科学与教育学结合起来；参加课堂学习与其他形式的学习活动；高效优质的教学实践；运用探究、思考、研究和建模的方法指导学生的科学活动；能够辅导其他学科的教师。

就探究而言，科学教师的专业进修标准可以归纳为四类。[1]标准A ：教师的专业发展要求教师通过探究的观点和方法学习基本的科学内容；标准B：教师的专业发展要求教师能将科学知识、学习、教育学和学生结合起来，同时也要求教师应用这些知识来进行教学；标准C：教师的专业发展要求教师能建构起对终身学习的理解和能力(成为终身的“ 探究者”）；标准D ：对教师的专业发展计划必须是连续的、统一的。

进修标准还指出，为科学教师提供的专业进修计划不能设计成为只传授技术技巧，而是要深化和丰富认识，强化和发展能力。专业进修活动必须持续很长一段时间，而且必须包括一系列策略来为教师提供不断完善其知识、深化其认识、强化其能力的机会。在专业进修的实践上要有相应的改变，具体要求如表1 所示：[2]

表1

专业进修重点的改变
不强调	强调
以讲课方式传播教学知识和技能	对教学与学习加以探究
通过讲课和阅读学习科学	通过调查研究和探究活动学习科学
科学与教学知识相脱离	科学与教学知识相结合
理论与实践相脱离	在学校环境下的理论与实践相结合
前后不相联系、讲完一次算一次的授课活动	前后相互贯通一气的长期计划
短训班和进修班	各种不同的专业进修活动
仅靠外部的专业知识	既靠外部的施教，又靠内部专业知识的生成
肩负提高教师专业水平之责的人只是施教者	肩负提高教师专业水平之责的人是教师的帮助者、出主意者和计划制定者
教师只是掌握了教学技能和技巧的人	教师是需要才智的、能思善断的教学实践者
教师只是教学知识的接受者	教师是教学知识的产出源
教师只是别人怎么说自己就怎么做的人	教师是可以在荆棘中踏出新路的人
教师只是置身于课堂中的一个人	教师是专业集体中的一员，大家共同分担责任
教师只是被改变的对象	教师是变化源，也是变化的促进者

2.
为科学教育教师进修提供丰富的专业资源

科学教育教师的专业进修标准仅仅为教师专业进修树立了一个应该到达的标杆，而要具体实现这一目标，还必须为科学教育教师提供一个内容丰富的专业进修资源。

随着国际科学教育改革就“ 如何通过科学教学使学生能够获得对科学本质的理解，从而不仅学到科学知识和基本技能，而且具有科学精神和创新能力”这一前沿性问题研究的不断深入，科学史、科学哲学和科学社会学等课程已经成为科学教育教师专业进修的必修课(在美国的一些学区，学完这些课程才能取得教师资格证书）。[3]

其次，从文化的视角来思考科学与科学教育活动，科学教育教师则必须接受充分的跨学科培训。惟有如此，科学教师才能够摆脱一定学科的狭窄知识限制，从而全面综合地理解科学和技术，理解现实世界；才能够合理地解释科学技术以及它们的社会意义，并进一步促使自己的学识、教学观念、教学方式等都能向外部世界开放。为了促进科学教师的这一转变，美国衣阿华大学的STS 课程项目把对教师培训的整个内容设计成为一个开放性的发展课程，培训的内容是多方面的，也是不断发展的。[4]

与对科学本质的理解和跨学科的培训不同，美国国家研究理事会在《美国国家科学教育标准》出台后，专门出版了《科学探究与国家科学教育标准：教与学的指南》这本讨论科学课程如何进行探究性学与教的著作，书中丰富的教学案例为科学课程教师学会如何进行探究性教学提供了具体的参照。[5][6]而从1997 年的“ 2061”工程职业发展项目出版物《科学素养资源：职业发展》CD -R O M 的工具中(包括科学专业书、大学课程、《科学素养衡量基准》和《国家科学教育基准》的比较、认知研究的文献等），我们也可以看出美国为科学教师进修提供了大量而且实用的教学资源。[7]

3.
为科学教育教师进修提供多样化的方式和途径

“ 虽然富有创造性的教育改革设想来自许多方面，但是，只有教师才能提供来自于教室本身的深刻的、有直接经验的洞察力。“”现在是教师对教育改革承担更多责任的时候了。”[8]然而，在教育实践中，怎样的专业培训才能帮助未来的和在职的科学教师发展探究性教学技能并运用于实际的课堂教学呢？怎样的专业进修才能帮助他们有能力承担更多的教育改革责任以发展学生理解和从事探究性学习[9]的能力呢？

首先，课程与教学的一体化研究为科学教育教师的专业进修既提供了观念上的指导，也提供了现实的可能性。根据新的知识观，课程不仅是一种知识载体，更是一种师生共同探索新知的发展过程。从科学课程自身的发展逻辑来看，注重科学知识客观性的传统科学课程与一味强调科学过程的科学课程都未能解决既使学生获得知识，又能发展学生能力的问题，也说明了把内容(知识）与过程(方法）二者相结合才是科学课程发展的辩证法。相应的，只有把课程与教学一体化来研究才是科学教育教师专业培训与进修的正道。为此，美国的科学教师培训除了注重科学课程理念的解读和科学课程标准的解读之外，还特别强调科学教师通过对“ 直观与抽象结合、感性与理性统一、现象与本质共存”的(教学）模式和模式化方法的掌握和应用，[10]
逐步深化对课程内容和教学过程的认识，并在组织现实的教学过程中完成自己作为课程编制者与课程实施者的双重角色。

在具体方式与途径上，建立工作室(坊）[11]是科学教师培训中一种行之有效的办法。它能够为在职教师创造一个良好的讨论氛围、合作氛围和与社会接触的氛围，使他们在这样一个环境中加强各学科之间的合作与交流(包括争论），加强与社会的联系，增进他们的批判性思维和决策能力。“ 2061 工程”在《科学素养衡量的基准》制定的同时，于1994 年立即开展了教师的培训工作，工作室就是该项目的一个重要组成部分。一系列科学教师短期培训班在各地的工作室中进行，它为各个学校骨干教师理解和实践科学素养的培训做出了巨大的贡献。

在学校层面上“，教研组专家活动”[12]则是一种与“ 建立工作室(坊）”相类似的在职教师校本专业进修方式。

就教师的具体教学实践而言，科学教师专业进修的根本途径还在于教师个人通过不断的探究性教学实践逐渐养成反思性教学的习惯。所以教师培训中就不应该采用高等院校通常采用的讲座方式，而必须采用体现改革精神的教学方式——在科学探究中学习探究，理解探究，形成探究技能，发展自己的“ 学科教学知识”，在不断进行的探究性教学实践中养成反思性教学的习惯。[13]

此外，美国的家庭科学项目[14]作为一项全国性的活动计划，一方面使家庭拥有有趣的科学经历——将科学学习与将来的学习和工作相互关联，并使家长参与他们儿童的科学教育；另一方面，该计划还包括科学教师的在职培训计划，用于向教育工作者和社区成员提供科学和职业性活动，组织管理信息和计划构思。作为一项全国性的活动计划，家庭科学项目采用实际操作的学习活动来提高K -（8 相当于中国幼儿园到初中二年级）学生的科学课学习，并且将教师的在职教育与家庭学习计划结合在一起，是一个极有价值的创意。

4.
鼓励科学教育教师进行持续的专业进修

美国《国家科学教育标准》中的“ 科学教师专业进修标准”明确指出，科学教师是有责任搞好自己的专业进修、有责任把教学工作很好地进行下去的专业工作者。实践中，为了使持续性的专业进修能够化为科学教师一种实实在在的行为，应当使他们主动将自己的思想与所学到的知识联系起来，并设法使他们亲身体验到自己提出问题并收集分析数据来探索这些问题的那种兴奋感，从而最终成为一个主动式的学习者。[15]

科学教师的持续性专业进修需要各种专业的帮助。教师们组成各种小组进行学习或组成一个教师网络进行交流，以便提供教学的各种典型示范和紧跟科学课教学的各种最新发展。[16]教育学院等相关大学和有关教育行政管理部门，也通过例如夏令营、学年活动、行动研究、在线获得科学教育家帮助等项目给予科学教师持续的、长期的支持，使他们能够借助“ 反馈——反省——修正”的途径实现自身专业的更好发展。[17]

二、对我国科学课程教师培训的反思与建议

介绍和分析美国科学课程师资培训的做法与经验，考察和反思我国科学课程教师教育的实际状况，为我们更好地开展科学课程的教师培训带来了诸多有益的启示。

1.彰显科学课程教师的主体性，注重“ 成长目标”的引领作用

“ 培养”的观念在我国已根深蒂固——学生的能力是“ 培养”出来的，教师的发展也是“ 培养”的结果，动辄“ 培养”已经成为中华传统教育的千年情结。[18]
然而，从美国探究性教学师资的专业进修—— 强调进修以彰显教师的主体性而非强调外界的“ 培养”——重点的改变中可以看到：教师不再是别人怎么说自己就怎么做的人，教师也不再是被改变的对象“，教师是变化源，也是变化的促进者”“；肩负提高教师专业水平之责的人是教师的帮助者、出主意者和计划制定者”“；教师是可以在荆棘中踏出新路的人”；教师的发展“ 既靠外部的施教，更靠内部专业知识的生成”。

当然，转变“ 教师培养”观念、注重教师自身的专业知识生成，必须要有与之相应的科学课程教师“ 成长目标”的引领来支持。要成为一个优秀的科学教师，科学教师应当： [19]
（1）具有科学的整体观念、发展观念和现代观念，认识科学的本质，能在统一的科学概念的基础上，理解生命科学、物质科学、地球科学三大领域内的基本科学事实、概念、原理和规律，并掌握相应的基本技能；（2）对科学与技术和社会之间的联系有深刻的认识，能用所学到的科学知识与技能解释重大自然现象，解决生活、生产中有关的问题和个人决策问题，反对迷信、抵制伪科学；(3）拓展相关理科(物质科学、生命科学、地球空间科学等）的知识面和技能，学习理科综合的思想方法；加强相关学科的渗透，加强科学文化的教育，加强科学发展历史的教育；（4）突出科学探究的学习过程，增强对科学探究的理解，掌握科学探究式教学的实质，具有一定的提出问题、观察实验、收集信息、形成猜想、技术设计、交流合作和科学思维的能力；（5）提高在科学课程中应用信息技术的能力；提高外语水平，不断更新自己的教育观念，改善教育方法，激发学生思考、怀疑、批判、创新。教师在教学实践中将会逐步领悟到，教师“ 成长目标”的引领和自身专业知识的内部生成对教师自身发展有着根本且长远的价值。

2.拓展培训视野，促进教师由“ 专才”向“ 通才”的跨越

科学课程着眼于让学生从整体上认识自然、利用自然与保护自然，从基本科学概念上理解科学内容，将统一的科学概念与原理贯穿于整个科学课程。科学课程试图超越学科界限，从对自然科学的整体认识出发，注重了不同领域科学知识的相互渗透与联结，并在天文学和一些交叉领域有所扩展。科学课程面向全体学生，立足学生发展，体现科学本质，突出科学探究，反映当代科学成果，体现了科学、技术与社会的联系，体现了科学精神与人文精神的结合。科学课程的这些特点要求教师实现从“ 专才”向“ 通才”的转变，从单一狭窄的学科知识结构向综合广博的知识结构转变。

然而，目前的情况并不能令人满意，要实现教师从“ 专才”向“ 通才”的转变，教师的培训任务还相当艰巨。究其根源，主要表现在以下两个方面：其一，几乎我们所有的科学教师都来自于物理、化学等分科专业领域，他们对各自专业的知识、技能掌握得相对较好，但对相邻学科了解甚少，对作为科学整体的认识不足，长期从事分科教学更使这些缺陷变得厉害，角色的改变也更为困难；其二，目前许多西方国家在科学教师培训中已经开始加强科学史、科学哲学和科学社会学的教学，而在这方面我国的科学教师培训几乎还未涉及，因此必须给予高度的重视。

3.关注科学探究，以实验技能训练为科学课程教师培训的突破口

美国在培养探究性的科学教师时，直接关注探究，他们把探究既当作教师学习的目标，也使其成为教师学习科学的方式，并通过教师自己的探究来学习科学知识、发展探究能力、学习如何进行探究性教学。

我国科学教育课程的教师培训除了必须有意识地为不同专业的教师开设非专业的研究课程以实现“ 从封闭的专业化向联系的专业化的转变”之外，还应当特别关注对科学课程教师各项实验操作技能的训练，让他们在探究实验中提高自身的动手实验能力，从而使他们能更好地适应科学课程教学发展的需要。[20]现有的科学课程教师的培训实践也表明，搞好各级教研活动，加强教师之间的交流，对发展教师的动手能力是十分有益的。

4.逐步养成科学课程教师高度自律、终身学习和不断进取的精神

从更为理想的目标看，教师的专业发展更应该是一种“ 造血机制”，而不应仅仅是一种“ 输血机制”，这就意味着作为教师的专业发展还需完成从“ 外控的教师专业发展”向“ 内控的教师专业发展”转变。[21]教师通过对自己的教育行为、教学方法等不断地进行反思和改进，从而使自己的教育教学观念不断更新，思维更加活跃且更具批判性，对自我专业发展的目标更加明确。这是教师专业发展的理想境界，也是教师专业发展的根本方面。

教学实践是复杂的，教师必须具有对不确定性和不可预测的教学情境做出解释和决策的能力。[22]这种情况下所需要的知识产生于处理不确定性和不可预测性的情境过程本身以及相应的“ 行动中的反思”。这种“ 个人的实践知识”或专家教师的实践智慧，往往隐含于教学实践过程中，更多地与个体的思想和行动过程保持着一种“ 共生”的关系——它镶嵌于真实的教育情境中，镶嵌于教师的教学行为中。对个人而言，它需要教师坚持不懈地学习、研究与反思，并伴随教师的职业生涯逐渐发展与成熟。

事实上，由于科学课程中引入了许多关于现代科学发展的新知识、新技术和新成果，作为科学教师，也只有更新教育观念，了解和研究新课程改革，努力学习新的知识，掌握新的技术(包括对计算机技术的掌握），才能使自己更加符合时代发展的要求，从而发展成为推动课程改革的骨干力量。与此相应，有关教育管理部门也应采取有效措施，激励任课教师主动调整与更新自身的知识结构，逐步培养教师的高度自律和自我提高精神。

参考文献：

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[21］麦克·扬.未来的课程[M].谢维和等译.上海：华东师范大学出版社，2003.174—185.

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