中小学科学教育开辟科教融合新路径——
打造中小学科学教师“梦之队”
本报记者 林焕新 高毅哲
与科学家、院士的“不期而遇”，让四川省成都市金牛区教育科学研究院科学教师刘姝很是振奋：“原来科学大家与我们同行！”近日，教育部、中科院联合举行会议，全面总结“全国科学教育暑期学校”工作成效与经验做法，同时启动“特色科学教师研修班”试点。此前，首届“全国科学教育暑期学校”顺利开展，共邀请钟南山等19名院士和100余名科研工作者参与，还有多个科研院所供学员实地考察参观。
一条打造中小学科学教师“梦之队”的全新路径，正在浮现。
科学教师队伍建设步伐明显加快
党的二十大报告指出，教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。
当今世界正在经历百年未有之大变局，科技竞争、人才争夺加剧。实现中华民族伟大复兴，实现人才自主培养和科技创新自立自强的需求尤为迫切。这是教育战线、科技战线的共识：基础教育阶段的科学教育肩负培养青少年科学兴趣、树立科学志向的重要使命，对人才成长具有奠基性作用。
中国教育统计年鉴显示，2012年全国小学科学教师共计176931人，2020年增至230201人，增幅达30.11％，科学教师队伍建设的成绩有目共睹。但面对科技强国建设的重任，一些短板仍不容忽视。
“由于师资紧缺，大多数学校的科学教师教学任务都比较繁重。”河南省某地教育局的工作人员表示，“文科出身的教师‘兼职’情况很普遍。”
数量缺口下，一些科学教师教学能力的不足同样令人忧心。
多年前的一个场景让浙江省特级教师喻伯军感到遗憾。一名科学教师在演示实验时出了纰漏，导致敲击后的带磁螺丝刀依然可以吸引回形针，此时教师将回形针抖落，“顺利”证明了敲击可以消磁。“为了求得正确的结果，教师不惜作假以达到目的，大大削弱了科学课程的教育价值。”如今已是浙江省教育厅教研室副主任的喻伯军说。
2021年下半年，教育部基础教育教学指导委员会科学教学专委会组织开展了一项面向全国的调研，共收集了13.1万名小学科学教师的调查数据。数据显示，小学科学教师的专业知识和实践能力不足，同时，小学科学教师教研共同体存在缺失、教师培训匮乏。
“这些问题深刻反映出我国小学科学教师队伍现状不容乐观。”教育部基础教育教学指导委员会科学教学专委会秘书长、北京师范大学科学教育研究院教授王晶莹说，“强教必先强师，我们要紧抓科学教育的‘牛鼻子’。”
今年以来，科学教师队伍的建设步伐明显加快。
3月16日，教育部、中国科学院举行会商会议，研讨深化科学教育有关工作，其中，“部院合作提升广大教师的科学教育能力”是重要内容。随后双方研究制定《中小学教师科学素养提升行动计划》，并成立专项工作领导小组予以保障。5月，教育部办公厅发布《关于加强小学科学教师培养的通知》，提出将采取一系列措施重点培养小学科学教师。7月20日，教育部、中国科学院、中国工程院和中国科协举行“教师暑期研修”暨“全国科学教育暑期学校”中小学教师培训启动仪式，组织院士、科普工作者、教育专家、一线优秀科学教师等共同提升教师的科学素养。10月29日，教育部和中科院启动“特色科学教师研修班”，中小学骨干科学教师走进科研院所，深度参与科学实践，提升科学素养和科学教育实践能力。
“科学教师的春天正在到来。”刘姝感慨，“国家对科学教育的高度重视让我体会到，科学教育工作者看似‘搬砖’的工作，其实是在修筑一座宫殿。”
“同盟军”入局，科学教师补上关键一课
“甚至有教师在课上说，铅笔是铅做的。”一名科学教师无奈地告诉记者。
不仅是知识上的不足。“长期以来，科学教育存在着科学知识传授为主的惯性，已经无法满足国家对科技创新人才培养的需要。”华东师范大学副校长雷启立说。
在“全国科学教育暑期学校”中，教育部基础教育教学指导委员会科学教学专委会对参训学员进行了问卷调研。结果显示，部分受调查教师的科学教学观仍待改进，自身对科学本质认识不足。
“教师对科学本质的理解程度，影响着学生的科学价值观形成，也影响着教师的教学水平。”喻伯军认为，那名抖落回形针的教师，恰恰“呈现出教师对科学本质认识的缺陷，对证据的不尊重和对所谓正确知识的盲目追求”。
“科学教师缺乏科学实践的经历，不了解科学的本质，实验教学特别是跨学科教学、探究式教学表现薄弱，很难培养出具有较高科学素养和创新意识的学生。”教育部基础教育教学指导委员会科学教学专委会主任、北京师范大学科学教育研究院院长郑永和表示，科学界与教育界要从国家长远发展大局出发，共同承担起培养青少年科技创新后备人才的社会责任。教育部、中科院共同推动的“全国科学教育暑期学校”活动“开了个好头”。
曾经集中在高校的“科教融合”队伍走向基础教育，这一变化带来了新局面：在北京主会场，教师们参观访问了中科院物理所和力学所的相关实验环境；在武汉分会场，教师走进华中师范大学生物学国家级虚拟仿真实验教学中心和生物博物馆……参训教师普遍反映培训“改变了思维”“开阔了视野”。
中国科学院计算机网络信息中心副主任许海燕透露，教育部教师工作司与中国科学院科学传播局将围绕制定教师科学素养标准、组织科学大家“师范院校校园行”巡讲活动、开展教师培训活动、建设数字资源、推荐专家入选国培专家库等方面开展合作。
“中科院作为国家战略科技力量主力军，承担应有的社会责任，与教育部共推科教协同育人，为加快建设世界科技强国和教育强国贡献力量。”中国科学院科学传播局有关负责人说。
从中央部署到实际行动，都释放了强烈信号——我国中小学科学教育科教协同的新路径已然开辟。
“近年来，全社会尤其是科技界对科学教育高度关注，科技资源向教育资源转化正在提速，科学家群体关注青少年人才培养、科技资源服务科学教育体系高质量发展的链式反应正在形成，对我国全链条创新人才培养体系必将起到水涨船高的重要推动作用。”郑永和说。
全过程打造科学教师人才链
当下，怎样才是“优秀”的科学教师？
刚刚印发的2022版《义务教育科学课程标准》，更加强调素养导向，强调项目式教学、跨学科综合实践能力等育人理念。
“这要求教师具备创新开展教学活动的能力。科学教育对教师的专业知识和科学素养要求很高，教师不仅要传授科学知识，还要培养学生的思维方式，要能灵活运用科学方法，掌握科学思想，传播科学精神，不仅要能开展理论和实验课堂教学，还要有活跃的创新意识和科技活动的组织能力。”教育部有关负责人说。
在科教融合的背景下，如何打造一支中小学科学教师“梦之队”？
在上海，经历30余年课程改革后，师资队伍、教材、实验室等方面已取得良好成果。雷启立指出，在此基础上，科学教师培养要对标新时代高素质专业化创新型教师的要求，注重前沿引领，更新教学理念，要建立“指导—研讨—改进”的个性化指导流程，让教师“做中学”“研中学”。
在“全国科学教育暑期学校”，上海分会场的参训教师每人都要提供一份教学设计。作为新手教师，上海市松江区第六中学的葛雯佳受益匪浅。在专家指导下，单一知识点的教学设计几经修改，变成了从大单元、大概念着手的设计，不断完善的成果让她感受到“教学是很有意思的事”。
北京市特级教师、北京教育科学研究院物理教研员张玉峰认为：“对于一线教师而言，科学教育理念的更新与科学课程教育教学实践能力的提升不能分离。”
2021年3月，北京科技教育创新研究院物理名师工作室正式成立。工作室集结了中科院院士、大学教授、中学名校长、教研员、种子教师，张玉峰担任工作室主持人。工作室以北京科学中心为研发基地，开发了“设计蹦极绳索”“设计智能家居”等课例，引导学生像科学家一样解决问题、设计创造。
“科学教师的培养需要教师进入科学研究现场，通过研究转变教学理念。”张玉峰建议，要鼓励科研院所建立专门的科学教育平台，让教师与科技工作者、高校教师集体开发课程，还要鼓励多学科教师共同协作参与科学教育。
师范教育是教师队伍建设的起始环节。2002年重庆师范学院正式招收科学教育专业学生；2006年国务院印发的《全民科学素质行动规划纲要》和2021年新版规划纲要都对设置“科学教育专业”提出要求。
“今年5月，教育部办公厅印发《关于加强小学科学教师培养的通知》，这是教育部少有的对具体学段一个学科教师培养工作发文。”教育部有关负责人表示，文件特别提出创新小学教师培养协同机制，是基于科学教育对教师跨学科、综合性、实践性专业素养的要求，鼓励调动理工科综合性大学、科研院所及其他科普教育基地、高新技术企业等社会资源参与科学教师培养的积极性，发挥不同主体的协同作用。
深圳市龙岗区教育科学研究院教研员吴向东同样关注到这一亮点。“师范院校通常缺少天文、编程等专业师资，协同培养机制弥补了师资不足。此外，让科学教育专业的学生得以与国家大型科学装置、优秀科研工作者接触，他们才会走出应试的思维模式，提升科学素养。”
从“好的开始”走向长效机制
伴随科教融合的新机遇，建立健全科学教师队伍提质的长效机制势在必行。其中，政策制度保障尤为关键。
郑永和表示：“小学科学教师职业素养表现最弱的3项指标分别为教学支持、教学信念、学校氛围，这些都和小学科学不受重视高度相关。必须从政策层面提升科学课程地位，要让地方教育主管部门、校长们高度重视这一学科在创新人才培养和高素质劳动大军塑造方面的基础性作用，要从国家安全的高度认识其中的深远意义。同时，督导部门应当将小学科学教师专职配备情况、实验教学开展情况等纳入对地方和学校的督导评价范畴。”
吴向东认为，应加快建立科学教育方面的法律法规。“首先，要确立科学教育重要地位。其次，规范学校依法办学，确保开齐科学课程并配备专职教师。在人事制度上，专门设置科学教师岗位，保障科学教育师范生就业出路。还需解决教师后顾之忧，进一步将教师从非教学任务中解放出来。”
张玉峰从考试评价制度改革角度建议：“转变以掌握知识多少为标准的考试评价方式，真正考查学生创新能力、思考能力、解决问题的能力，这也将倒逼教师提升相应的科学素养。”
在中西部、农村地区，中小学科学教师队伍建设的紧迫性和难度都更大，更需要多领域形成合力。
秋季学期一开学，甘肃省张掖市民乐县乐民小学科学教师马莉马上和学生分享参加“全国科学教育暑期学校”的所见所学。“希望每个县都至少有一所科技馆，科技领域、大学的专家能多参与学校科学教育和科普活动，那中西部的科学教育一定会有很大发展。”
马莉的心愿正在成为现实。截至2021年底，我国已建成408座全国实体科技馆、612套流动科技馆、1251辆科普大篷车、1112所农村中学科技馆和中国数字科技馆。近年来，中国科技馆还面向学前、中小学科学教师开展多场专项培训，开展科学教师与科技辅导员培训交流，提升教师利用科技馆科普资源开展学科教学的能力，馆校协同开发教学资源。
“我们已搭建起科技馆科学教育的硬件基础，未来更要在教师队伍建设方面下功夫。有关部门要积极引荐科学家、科技工作者、科普工作者持续参与科学教师培训，为教师提供先进的教育理念、科学的教学方法，帮助教师拓宽视野、强化实践、转变观念、提升素质。通过教育数字化、信息化，惠及更多教师科学教育能力提升。”中国科协党组成员、书记处书记兼中国科技馆馆长、中国科技馆发展基金会副理事长殷皓说。
郑永和表示：“农村特有的生态环境、农业科技、动植物等都是科学教育很好的题材，不同地区的科学教育应有不同的方案。国家和地方政府要重视对经济欠发达地区的科学教育支持，关注偏远地区有科学潜质的青少年的发现和培养，在软硬件资源尤其是优秀师资上予以倾斜。”
一石激起千层浪。全社会的关注、共谋，将决定科学教育的未来会荡起怎样的涟漪。
