一、系统认识科学教师作用，落实立德树人根本任务

立足好教师“四有”和当前做好科学教育工作的要求，科学教师培训需要进一步系统认识科学教师的作用，突出科学教师完成培养学生根本任务的责任。有道德操守的人。

首先，科学教师的首要任务是传授作为人类文明成果的科学知识，培养学生成为有科学知识的人。 在让学生传承人类文明成果的过程中，必须落实立德树人的根本任务。 长期以来，科学教师的角色往往被“异化”甚至“矮化”，只教授科学概念、规律、原理等显性科学知识，并教会学生运用这些科学知识进行“解题”训练。 然而，死记硬背知识和以机械模仿为特征的“机械问答”并不是真正意义上的科学知识传播。 因此，不仅需要明确科学教师作为科学知识传播者的角色，还需要明确传播什么样的知识以及如何传播知识。 信息时代，个人学习时间有限与人类知识无限增长之间的矛盾更加突出。 科学教师不应该是碎片化、肤浅知识点的搬运工，而应该是为学生搭建和构建科学知识框架的人。 这些科学知识框架作为指导，将成为未来进一步学习的“聚合器”，为促进学生的全面发展奠定基础。

其次，科学教师要培养学生的科学态度和社会责任感，培养学生成为社会主义建设者和接班人。 科学教师在传授学生科学知识、掌握科学方法的基础上，引导学生认识科学—技术—社会—环境的关系，通过真实体验学习科学、运用科学，逐步形成基于自然的探索精神。丰富的经验。 内在动力，严谨、认真、求实、持之以恒的科学态度，领会科学家精神，培养家国情怀，在孩子们心中种下科学的种子，引导他们树立成为科学家的梦想。 同时，科学教师还应引导学生认识科学的二重性，形成辩证地看待人类社会发展的科学观，以及尊重道德规范、保护环境、促进可持续发展的责任感，落实“立德树人”任务。 这一切都不能通过简单空洞的讲道来实现。 学生需要像科学家一样经历科学探索的过程，体验科学家艰难的探索过程。 这就是科学教育在培养学生科学态度和社会责任感方面的独特优势。

第三，科学教师要注重培养学生的理性思维，把学生培养成具有理性思维的合格公民。 在教学生学习知识的基础上，还要让学生掌握科学思维方法，学会探索未知世界，发展理性思维。 在信息时代，大量信息唾手可得。 与此同时，人类学习知识的速度和能力远远无法与人工智能相比。 面对这样的情况，人类别无选择，只能用人工智能差异化发展，充分发挥人类优势，着力培育人工智能不可替代的科学思维，创造性地解决环境污染、人口减少，气候变暖。 问题。 科学教育的目的是培养学生在复杂多变的社会中运用科学知识和方法以及非认知的情感和情感体验做出合理科学决策的能力。 [2]在教育实践中，科学教师通过提高学生的理性思维能力来培养科学精神，使他们在面对复杂的社会问题时做出明智的决策，行使民主权利，成为新时代的合格人才。 公民。 这也是建设民主、文明、和谐社会的必要基础。 因此，新时代的科学教师应从培养学生科学思维特别是创新思维的角度来认识自己的角色，为学生应对现代和未来社会发展的不确定性挑战奠定基础，确保学生能够竞争人工智能时代的机器。 立于不败之地，实现“立人”目标。

2.优化整合科学教师培训内容，赋能科学教育的附加实践

随着信息时代的发展，科学知识呈指数级增长，学生不可能在有限的学习时间内学会所有的科学知识。 我们只需选择具有全局性、可迁移性、能够对学生未来学习起到重要指导作用的科学知识即可。 科学教师需要更好地讲授这些围绕大概念组织起来的科学知识，落实学科核心能力，提高科学教育质量。 他们首先需要优化整合自己的科学知识内容，提高自己的科学思维和科学实践（包括科学探究）能力。 科学教师培训内容的优化整合可重点关注以下几个方面。

首先，以大思想和学习进程为工具，帮助科学教师优化和整合自己的科学知识。 大概念是科学学习的核心，它可以将众多的科学知识连成一个整体，具有组织和统一其他概念的功能，可以用来解释和预测更大范围的自然现象。 [3] 学术界普遍认为，学习进程通常是指儿童在较大时间跨度内学习和研究某一课题时所遵循的连贯且逐渐深入的思维路径的描述。 因此，大概念有助于学生形成对科学知识的整体理解，而进阶学习则可以帮助学生将大概念中的大量知识按由浅入深的顺序组织起来。 为了让学生掌握大概念，并有序地组织大概念所支配的具体科学知识，科学教师首先需要具备这些知识。 目前，我国科学教师学科内容知识还有很大提升空间，需要优化整合科学知识和结构。 理科教师岗前接受的基本上是“深挖”的学科教育。 大多数教师对其他科学学科知识缺乏系统的认识和整体的了解，很难满足教师对整个自然科学领域或某一学科专业的理解。 对知识的需求； 而在职培训主要集中在教育教学理论、学科教学、教学方法与策略等方面，涉及学科内容知识较少。 [4]

其次，梳理科学思维方法并指导科学教师掌握，提高科学教师培育科学思维的能力。 科学发展的过程不仅是科学知识不断积累的过程，也是科学思维方法不断丰富和迭代的过程。 培养学生的科学思维能力已成为各学科课程标准中的共识，这就要求科学教师掌握科学思维方法，具有较高的科学思维能力。 然而，大多数科学教师所接受的传统科学教育强调碎片化科学知识点的学习及其在解决问题中的运用。 因此，随着新时代科学教育的目标逐渐转向注重培养学生的科学思维，科学教师首先必须培养具有较高的科学思维能力。 提高科学教师的这种能力，可以从以下两个方面入手：一是梳理科学知识的建立或应用解决问题所蕴含的思维方式，并进一步将这些科学思维方式结构化，形成一般性的思维方式。解决问题的方法。 二是将这些科学思维方法转移应用到解决现实问题中，增加科学教师的科学思维过程经验，使这些科学思维方法更容易被激活和提炼。

三是增加科学教师“做科学”的体验，提高科学教师的科学实践能力。 国内外科学教育研究普遍认为，科学教育应将科学与工程实践作为科学教育的核心内容，并逐步体现在各国课程标准中。 比如，我国新修订的义务教育和普通高中物理、化学、生物等各科学科目课程目标也一致强调科学探究的实践。 因此，科学实践育人已成为中小学各阶段和国内外课程标准的普遍关注。 然而，大多数科学教师在职前和在职培训中很少体验到真正的科学实践过程。 因此，面对提高科学教育的时代要求，有必要丰富科学教师“做科学”的经验，提高科学教师的科学实践能力，从而为科学教育做好准备。

此外，还要通过科学教育有效促进学生的深度学习。 因此，有必要提高科学教师自身的科学阅读和写作能力，围绕特定主题开发素养课程的能力，以及指导学生科学阅读和写作的能力。 科学的发展本身提供了新的科学教育内容，催生了新的教育方法。 尤其是人工智能和数字技术对教育产生革命性影响。 各种数字实验仪器和教具日新月异，也丰富了科学教师的生活。 培养内容。

3、更新迭代科学的教师培训方法，提高培训质量和效率

信息时代，知识传播的手段和渠道更加多样化，VR等技术层出不穷。 同时，科学教育对科学教师的知识、思维能力、探究与实践能力等提出了新的更高要求。因此，科学教师的培养方式也需要迭代升级，提高科学教师的质量和效率。科学教师培训。

一是采用沉浸式、体验式培训方式，引导科学教师深度参与科学实践和科学教育研究。 科学教师需要真实体验科学实践的过程。 这里的实践不仅指验证或探索物理规律的科学实验，还包括应用所学到的科学知识和方法进行科学解释、科学论证、创新设计等实践活动。只有这样，才能获得收获。丰富的经验。 科学的实践经验。 没有丰富科学实践经验的科学教师很难讲好科学课。 科学教师的教学理念更新往往是非常困难的。 可引导科学教师参与科学教育研究，深入研究和比较不同教学理念、不同教学方法的效果，有据可依地完善科学教学理念，从而实现更高水平的科学教育。 研究支持更高质量的科学教育实践。

其次，拓宽科学教师培养途径，提高科学教师综合素质。 教育部等18部门联合印发的《关于加强新时代中小学科学教育的意见》提出，“增加设立一批师范专业，培养中小学科学课程教师、加强实验教学能力”和“鼓励高等学历综合性大学参与师资培训，从源头加强高素质专业理科师资供给”。 科研机构参与科学教师教育既必要又可行，将对自身科学研究和科学教师教育产生积极的推动作用。 [5]加强科普相关部门的合作，协调动员高等院校、科研院所、科技馆、博物馆、文化馆、图书馆等单位向科普教师开放场馆、基地等科普教育资源，为科学教师培育科学实践活动提供物质基础。 还可以积极动员各类企业，特别是与高精尖技术密切相关的企业，与学校科学教师合作，依托企业科技资源开发科技创新课程。

同时，为了激发科学教师探索和参与科学教师培训活动的欲望，可以基于目标导向和问题导向来设计教师培训课程体系。 这种以目标或问题为导向、形成明确任务的科学教师培训方式，能够有效调动科学教师参与学习的主动性和积极性。 例如，针对义务教育物理、化学、生物等理科科目课程标准中提出的跨学科学习，开设培训课程，提高理科教师的跨学科教学能力； 针对科学教师发现科学知识中蕴含的思维方式的困难，提供科学思维挖掘能力培训课程。

4. 整合科学教师职前和在职培训，促进可持续专业发展

科学的知识内容和探索方法、科学教育对教师的专业要求、科学教师本身的专业需求都是逐步发展的。 这就决定了科学教师作为人类科技文明成果的传播者，需要终身学习、自我完善。 专业的可持续发展能力。

科学教师的培养需要将职前和在职阶段衔接起来，形成合力。 这里的“衔接”是基于科学教师专业发展，培训内容由浅入深、由简单到复杂的纵向衔接，以及培训方式逐步丰富化、多元化的发展过程。 “衔接”主要是指两个阶段的训练内容和方法的衔接和推进。 培训内容的衔接和推进，既是科学教师自身知识、教学方法等结构化和拓展的需要，也是科学教师接受的培训内容转化为科学教育内容和方法的需要。为学生进行科学教育实践。 需要。 培训方法的衔接和先进性，不仅保证了科学教师学习习惯和认知方式的适应性，也进一步拓宽了自身专业发展的途径和手段。

只有职前培训与在职培训有效衔接、保持一致，在职培训较职前培训在内容针对性、深度、广度等方面有待提高，才能保持专业科学发展。教师。 在一致性的基础上促进科学教师专业的可持续发展。 北京教育科学研究院2022年中学物理教师科学观调查发现，职前和中职普遍缺乏科学观培养。 然而，科学观是科学教育的重要内容，这就需要在科学教师的培训中加强科学教师科学观的培养。 可将科学史、科学哲学等内容纳入职前和职中科学教师培训课程，设计职前到职中相互衔接、递进的课程体系，促进科学发展。教师要形成良好的科学观。 在职前培训内容与在职培训内容衔接的基础上，还应注重内容的先进性。 例如，实验基本操作规范、板书、板书画、PPT的使用等基本教学技能是理科教师岗前培训的重要内容。 在职培训在注重这些基本教学技能的基础上，应进一步增加实验创新设计、数字传感器的使用、数据处理软件的使用等内容。

提高创新人才自主培养水平，实现科学教育支撑服务一体化促进教育、科技、人才高质量发展的目标，加强科学教育是根本出路。 科学教师是学生掌握科学知识、科学思想的启蒙者。 他们是落实立德树人根本任务的“建设者”。 他们是培养拔尖科技创新人才的主力军，是搞好科学教育的“提问者”。 。 加强科学教师培养，建设高水平科学教师队伍，既是提高科学教育水平的当前需要，也是利好当前、利在千秋的强国之本。

笔记：

[1]郑永和，杨选扬，王静英等。我国小学科学教师的现状、影响及建议——基于31个省份的大规模调查[J]. 华东师范大学学报(教育科学版), 2023, 41(04): 1-21.

[2] 裴新宁. 科学教育的再思考[J]. 科学教育与博物馆，2021，7(04)，272-277。

[3][英]温哈伦. 大观念的科学教育[M]. 韦宇译. 北京：科普出版社，2016。

[4] 杨毅，夏惠贤，王晶莹。 减负增效视角下我国理科教师专业发展困境审视[J]. 上海教育研究，2021（01）：60-65+32​​。

[5]张军，朱旭东。 重构科学教师教育体系[J]. 教育研究，2023，44(06)：27-35。

（北京教育科学研究院物理教学研究员 张玉峰）

《人民教育》2023年第19期

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