【思想匯】

　　作者：尚俊杰、石 祝（分別系北京大學教育學院學習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、課程內容滯后、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《關于加強小學科學教師培養的通知》，旨在從源頭上加強本科及以上層次高素質專業化小學科學教師供給，提高科學教育水平，夯實創新人才培養基礎。這項舉措不僅是紓解我國高素質、專業化、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鍵要素

　　“中小學老師非常重要，因為這是一個社會發展的基礎。青年是社會的未來，他們必須受到好的教育，以培養他們的潛能和創造力。”這是著名科學家錢學森先生在歸國途中與一位中學教師的談話，他富有遠見地指出：“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。基礎非常重要，培養年輕人是一個國家進步的基礎。”時至今日，在新一輪科技革命和產業變革加速演進、國際環境日趨復雜的時代背景下，面對日益激烈的國際科技競爭和我國高質量發展的目標要求，培養青少年科學素質已經成為當代教育者最重要的任務之一。

　　科學教育直接面向青少年科學素質培養，對提升公眾科學素質，實現經濟社會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有助于探索培養優秀科技創新人才的內在規律，助力未來科技創新人才隊伍建設，同時也有利于提升全民科學素質，推動人們形成科學的世界觀和方法論，對于增強國家自主創新能力和文化軟實力、建設社會主義現代化強國，具有十分重要的意義。從這一點來說，高質量的科學教育將是我們送給下一代人最好的禮物，也是我們“投資”和賦能未來發展的關鍵要素。

　　科學教育相比于其他學科有三個主要特點：一是“金字塔式”層層遞進的學科知識結構。學生從童年到成年，持續不斷地將自身的日常概念發展成為科學概念，一層一層地建構他們對于客觀世界和影響其生活的復雜系統的基本理解。對于多數學生而言，科學學科的學習需要在“學習科學”的指導下，依照認知與學習規律，逐步掌握復雜的知識、概念和方法。這使得科技創新人才培養成為一件長周期、系統性的工作。二是與教育技術和教學裝備深度融合。科學教育強調對知識內容的可視化呈現和對學生學習過程的支持。例如，使用教育游戲或模擬仿真平臺支持學生完成協作探究學習。此外，項目式教學、跨學科教學等教學方法都強調培養學生在真實情景下的復雜問題解決能力，這種學習情境的構建也往往依賴于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注重科學知識，還滲透著對科學本質的理解。并且，科學教育的內容和方法反映了人類社會對客觀物質世界的理解，而這種理解會隨科學技術的發展而不斷更新。

　　小學科學教師：發展科學教育的關鍵角色

　　科學教育的特點對科學教師的專業素養提出了更高要求。科學教師不僅要系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，豐富科學課堂的內容和形式。在此基礎上，科學教師還要做到終身學習，不斷更新自身知識體系，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。

　　在科學教育的整個鏈條中，小學科學是最基礎也是最重要的環節。小學科學面向的學生最多，覆蓋面最廣，影響也最為深遠。每個孩子都是天生的科學家，當孩子們高高興興地走進小學，就踏上了科學啟蒙之旅。在這個旅途中，一名優秀的小學科學教師能夠激發孩子們對科學的興趣和好奇，引領他們感受自然環境和人造物世界之間廣泛而生動的聯系，對于學生科學精神和觀念的影響尤為巨大。小學科學教師在教學、評價和育人方面分別發揮著“向導”“伯樂”和“傳揚者”的作用：他們帶領學生探索紛繁復雜而又妙趣橫生的科學世界，告訴學生往哪看會有精彩的風景；他們與學生們朝夕相處，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對于科學的情感、態度和價值觀。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鍵角色，其科學素質和專業水平將直接影響科學教育的整體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，從“小切口”做“大文章”，就是撬動解決一系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：不僅需增量，還需提質

　　加強小學科學教師培養不僅至關重要，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方面問題。首先，受小學科學課時增長和學齡兒童人數增長兩方面因素疊加影響，未來五年我國小學科學教師面臨較大師資缺口。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“小學分課程專任教師學歷情況”，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，由于小學科學教師初始數量嚴重不足，按照當前的供給模式在短期內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12.8萬人；2023年后，師資缺口將會隨學齡兒童人數的減少而逐年縮小，到2027年，師資缺口仍將有大約3.5萬人。

　　其次，我國小學科學教師隊伍面臨結構性問題，高素質、專業化、創新型教師嚴重匱乏，教師學科專業素質也亟待提升。在教師學歷層次上，根據2003年到2020年《中國教育統計年鑒》的“小學分課程專任教師學歷情況”數據，可以得到歷年小學科學教師學歷水平變化情況（見圖表2）。

　　從2009年到2020年，本科學歷的小學科學教師快速增長，從23901人增長到129428人；研究生學歷教師人數從182人增長為4617人，但占比僅達到2%；專科學歷教師人數基本保持穩定；高中及以下學歷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歷水平在過去十年間已經得到顯著提升，本科學歷教師成為中堅力量，但研究生學歷教師占比較低，在高素質研究型教師隊伍建設上尚有較大提升空間。

　　在教師專業背景上，具有科學學科背景的小學科學教師嚴重短缺。王晶瑩等人在調研中發現，具有理科專業背景的小學科學教師占比很低，平均僅為27.5%。田偉等人發現：在1533名四年級科學教師中，僅有16.6%的科學教師持有科學教育相關的教師資格。在專業培訓上，有26.6%的教師沒有參加過專業培訓，且國培、省培等較高層次培訓機會仍然偏少。在教師專職化上，專職小學科學教師匱乏問題仍較為嚴重，多數教師都是兼職，而在專職小學科學教師中，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、專業化、創新型教師的缺乏,已經成為限制小學科學教育發展的關鍵因素。

　　當前，我國小學科學教師隊伍建設已經走到了關鍵節點。面對現代知識社會科學技術創新和人才培養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，黨和國家事業發展對科學知識和優秀人才的需要，比以往任何時候都更為迫切。科學教師是科技創新人才的“工業母機”，建設高水平科學教師隊伍就是在為科學技術創新蓄能，科學教育的長期性和系統性要求我們充分把握歷史機遇，下好這步面向未來科技創新人才培養的“先手棋”。

　　培養高水平科學教師：從供需兩側雙管齊下

　　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。我們要從供給和需求兩側雙管齊下，共同尋找解決方案。一方面，要在供給側進行結構性改革，擴大科學教師供給，優化小學科學教師人才隊伍結構。另一方面，要在需求側開展針對性優化，去除制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師范類專業的招生規模，同時鼓勵綜合性大學和理工科大學培養科學教師。一方面，要鼓勵高水平師范院校新開設科學教育專業或科學教育輔修課程，加大科學教師供給量；另一方面，要特別注重在綜合性大學和理工大學中培養小學科學教師。筆者認為比較好的培養模式是面向理工科高年級本科生開設兩年制的科學教育專業碩士項目，以“3+2”或“4+2”的形式跨學科、跨院系、跨學校聯合培養，拓寬高層次科學教育人才培養渠道。自2012年開始的科普碩士試點工作已經培養了一批優秀的科學教育人才與科普人才，為科學教育碩士培養積累了寶貴經驗。

　　二是要優化在職科學教師培訓體系，加強教科研共同體建設，并在綜合性大學和理工科學院校建立培訓基地。具體來說，以各地教研系統和教育管理部門為紐帶，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、不同內容、不同形式的教師培訓活動。此外，總結各地師范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，并將其納入國培和省培專項計劃，充分利用高校教育資源優勢和科學中心設備優勢，定期組織覆蓋全體在職小學科學教師的線上、線下短期培訓。以科學教師培養為契機，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機制，并探索社會力量參與科學教師培養的合理途徑。

　　三是要建立小學科學教學支持體系，構建科學教育資源共享平臺，鼓勵建設小學科學虛擬仿真教學平臺。充分利用國家中小學智慧教育平臺和教育專網等數字資源，通過數字行動助力小學科學教師專業發展和數字素養提升。探索科學教育內容生產的激勵機制，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和招聘中的沉疴宿疾，探索優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主要痛點：一是部分地區中小學校受教師編制和戶口指標限制，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，教育管理部門對于崗位專業背景的不合理限制，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其他企事業單位相比競爭力有限，難以吸引具有研究生學歷和理工科專業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，一方面應當適度增加招聘名額和戶口指標，釋放學校的真實需求，并設立研究型教師專項招聘計劃，提供具有區分度的崗位要求和薪資待遇；另一方面，可以請教育專家重新審定小學科學教師崗位的專業背景需求，將理工科專業、科學教育、教育技術等一系列與科學教育相關的專業納入其中，避免因過度限制導致人才浪費。

　　“問渠那得清如許，為有源頭活水來”。只有請最優秀的科學教師來培養我們的下一代，才能最大限度地激發他們對科學的好奇和熱愛，才能讓每個具有科技創新潛質的孩子被充分發現、認真對待。只有現在把加強小學科學教師培養提到戰略高度上，有效解決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中占據先機，賦能未來。