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管培俊|将科学精神深度纳入教师培养过程

发布日期:2022-09-29    作者:     来源: 中国高教研究     点击:

摘 要:科学教育是教育的题中应有之义。青少年是培养科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神的重要时期。培养青少年科学素养,首先要提高教师的科学素养,将科学精神深度纳入教师培养过程。这是落实立德树人根本任务的要求,对从根本上提高教师队伍的整体素质、改善和提高科学教育的质量水平、有效地整合加强科学教育师资力量、促进创新人才培养均具有重要意义。实施教师科学素质提升工程,要充分发挥师范教育工作母机的作用,加快推进一流水平综合性大学举办师范教育,加强科学教育师资队伍建设、全面提升科学教育教师的专业水平,实施面向全体教师的科学素养提升计划,鼓励一流科学家和一线科研团队参与科学教育的研究和实践,以科教融合方式创新科学教育教师的培养,提高教师利用校外科技资源实施科学教育的能力,加强农村学校和农村社区科学普及师资力量,强化“将科学精神纳入教师培养过程”的指挥棒。

关键词:科学精神;科学教育;教师培养


      在国家《全民科学素质行动规划纲要(2021—2035年)》中有一个重要命题:将科学精神纳入教师培养过程。最近,教育部对于强师计划和小学科学教育教师队伍的建设做出了具体部署。关于科学教育的讨论,不时地聚焦到教师素质问题。教育与科研系统内外许多专家高度关注,许多真知灼见给人以新的启示,更使我们增强了紧迫感与使命感。在我们的生活和工作中,有些事情急不得,有些事情可以等,有些事情等不得。青少年的成长和教师的培养就属于后者。

  科学教育是教育的题中应有之义。青少年是培养科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神的重要时期。培养青少年科学素养、提升全民科学素质,教师首先要提高科学素养,在全社会引领风气之先。因此,国务院《全民科学素质行动规划纲要(2021—2035年)》提出,实施教师科学素质提升工程。将科学精神纳入教师培养过程,将科学教育和创新人才培养作为重要内容。从习近平总书记“加快建设世界重要人才中心和创新高地”,以及“把科学普及放在与科技创新同等重要的位置”的战略高度看,“将科学精神纳入教师培养过程”极其重要、极其紧迫。需要我们进一步深入思考、进一步破题。


  一、准确把握“将科学精神纳入教师培养过程”的内涵


  具备科学素质是指崇尚科学精神,树立科学思想,掌握基本科学方法,了解科技知识,并具有分析判断和解决实际问题的能力。科学素质是学生核心素养的重要内容,对于青少年儿童科学思维的启蒙教育和树立科学的世界观和方法论,具有十分重要的意义。

  如何理解科学精神?当我们强调科学精神的时候,是不是忽视了人文精神?这个讨论争论由来已久。文化有两个方面:科学与人文。英国物理学家、小说家斯诺(SNOW C.P.)1959年有一个著名的剑桥大学演讲《两种文化与科学革命》。他指出科学与人文的分裂对立是当今时代的灾难。即所谓“斯诺命题”。其实,科学与人文是一对辩证统一的范畴。他们有相对的一面,也有相互联系渗透,相互借鉴,共同发展的一面。科学精神与人文精神的不同与“对立”是就其分属于自然与社会不同领域而言;两者的融通与“统一”就体现在科学精神上。2021年4月习近平总书记考察清华大学美术学院颇有深意。他说,美术、艺术、科学、技术相辅相成、相互促进、相得益彰。中科院院士杨叔子先生也认为:科学精神也是一种人文精神,是人们求真的人文精神。在这个意义上,我们所说的科学精神,既是一个人科学素养的体现,也是人文精神的体现。

  所以,科学精神与人文精神、科学素养与人文素养,不是绝对对立的,不能割裂开来。科学与人文的融合具有重要的科学价值、人文价值、教育价值和深远意义。今天我们讲科学精神,需要系统思维、辩证思维,需要从德智体美劳全面发展和立德树人的高度,从科学教育与人文教育的辩证统一、通识教育与专业教育有机结合的角度理解和把握。正如严纯华院士所说,强化人文精神培养与科技创新能力提升的融合。没有人文精神和情怀的科技创新走不远,甚至还可能走偏、背离科学伦理。这样的案例,在世界范围科学技术和高等教育史上,在我们现实生活中身边发生的事也属屡见不鲜。

  因此,“将科学精神纳入教师培养过程”的命题与中央《关于全面深化新时代教师队伍建设改革意见》确定的“高素质专业化创新型教师队伍”的目标是一致的。“教师综合素质、专业化水平和创新能力大幅提升”的要求,顺理成章地包括科学素质和科学精神的要求。这应当是我们讨论的逻辑起点。


  二、充分认识“将科学精神纳入教师培养过程”的意义


  科学教育的有效实施,需要在教育理念、课程教材、教师、教育评价、条件保障等方面,系统谋划。“科学教师是科学教育实施中最重要的不可替代的力量。中国科学教育的优势首先体现在科学教师的责任担当和对改革的热情和奉献精神上”。但当前科学教育面临的诸多困难中,师资力量仍然是最大的短板。“将科学精神纳入教师培养过程”,全面提升教师科学素养,加强教师队伍建设任务艰巨,意义不言而喻。至少可以从以下几方面体会。

  1. “将科学精神纳入教师培养过程”,是全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务的要求。科学教育是大中小学学校教育的重要内容,是贯彻立德树人、全面发展和素质教育落实机制的题中应有之义。科学教育,不仅传授科学知识,训练科学思维方法、激发好奇心、科学兴趣,培养科学精神,提升科学素养,也是培养学生良好品德和正确的世界观,分析问题、解决问题的认识论方法论的基础。科学教育也是科教融合、普职融合的结合点,是人工智能时代劳动教育、美育有机融合的结合点。

  2. “将科学精神纳入教师培养过程”,才能从根本上提高教师队伍的整体素质。教师专业水平和科学素养不足,是当前科学教育面临的突出矛盾。科学素养主要指必要的科学知识、科学的思维方式、对科学的理解、科学的态度和价值观,以及运用科学知识解决问题的意识和能力。科学素养的形成是长期的,也是不断发展的。提高科学素养、科学精神是教师队伍的核心素质。

  3. “将科学精神纳入教师培养过程”,有利于改善和提高科学教育的质量水平。科学知识、科学思想、科学方法和科学精神是科学教育的四个层面。科学课程标准明确:“科学学习要以探究为核心”。使学生理解科学知识,掌握科学方法,培养科学精神(理性、实证、分析、开放、民主、合作、质疑、探究、开拓创新等)。目前我国基础教育科学课程分三个阶段:小学科学,初中科学与物理、化学、生物、地理并行,高中物理、化学、生物、地理分科教学,科学教育的综合性、贯通性、交叉融合不够。整合融通课程内容,实施好教学,对教师素质提出了更高要求。教师作为科学学习的组织者、引领者,以科学精神贯穿育人全链条,适应知识生产模式的变革,打破学科壁垒,引导变革教学方式,倡导启发式、探究式、开放式教学,才能提升科学教育水平。

  4. “将科学精神纳入教师培养过程”,有利于有效地整合利用校内校外资源,加强科学教育师资力量。我国科学教育的格局,要用好“两个课堂”(学校主课堂、社会大课堂),依靠“六支队伍”。①学校科学教育课程教师、相关学科课程教师;②高校、科研院所专家学者;③实验技术、图书情报资料等专业人员;④工业农业生产、研发专业技术人员;⑤校外教育、文化机构、科技、文博场所专业人员;⑥科普工作者。目前科学教育课程教师数量与质量水平都有短板,一是科学教育课程教师队伍数量不足,特别是小学科学课程教师匮乏;二是专业水平不足;三是科学素养教育评价存在功利化倾向,影响科学教育课程的育人功能;四是能够有效利用校外科技资源开展科学教育的教师紧缺,校外科技人员对教育问题深入了解不足。大中小学贯通教育、校外科学教育资源的开发、利用不够。以科学精神纳入教师培养,有效整合并加强科学教育师资力量,才能实现校内外科学教育有效衔接,推动学校、社会和家庭协同育人。

  5. “将科学精神纳入教师培养过程”,对于科技创新人才培养具有重要意义。建设世界主要科学中心和创新高地,创新人才培养非常紧迫。基础教育是学生发展的黄金期、关键期,科学素养、创新思维和能力的培养,对于培养未来创新型人才至关重要。传统课程体系、教学模式、教学方式、评价方式单一,少了最能激发、刺激好奇心和创造性的探索历程,不利于学生创新思维和能力的培养。科普教育有利于激发潜质、唤起好奇、激励创新创造。需要改进与加强的重点,一是教育内容上实现“融合”,科学普及与中小学教育有机融合;二是教育教学方法上重点鼓励“探究”;三是创新人才培养模式机制上实现“贯通”,打破大中小学的“围墙”,构建开放共享平台,培养创新精神和实践能力的复合型人才。教师培养中强调科学素养、科学精神,对于创新人才培养至关重要。

  6. “将科学精神纳入教师培养过程”,对于全社会确立科学的教育观,形成“家校社协同育人”的高质量教育体系也具有重要意义。大力普及有关的科学知识,正确理解“不要输在起跑线上”。要让所有的爸爸妈妈、爷爷奶奶从科学普及的渠道和意义上,得到“确切的知识”:那就是“早期发展不等于过度的早期教育,更不是小学教育的下移。不适当的早期教育同样会给孩子带来有毒害的应激。应努力防止儿童早期经受困境”。教师不仅在学校教育中承担着立德树人的责任,也是面向青少年的校外教育、社区教育、家庭教育的指导管理者。以教师的科学的教育理念,带动全社会科学的教育理念的全面普及。庶几,所谓“教育内卷化”的问题有望从根本上得以纠偏正向。


  三、努力探索“将科学精神纳入教师培养过程”的创新举措


  20世纪80年代后期美国加强科学教育,提出2061计划,《面向全体美国人的科学》全面描述了从幼儿园到高中学习中应该具有的科学素养。美国《国家科学教育标准》制定了K-12学生科学教育标准(教学、内容、评价、教师专业进修培训等)。美国科促会《科学教育改革的蓝本》,深入研究影响科学教育的基础、学校教育环境和教师培训等支撑体系,促进支持科学教育。日、英、法、德等国的做法也值得借鉴。

  实施教师科学素质提升工程,要结合新时代全面深化教师队伍建设改革的总体部署,创造性地推进实施。将科学精神、科学思想、科学方法纳入教师培养过程,引导教师从科学素质建设高度深化理解科学教育内涵。加强新科技知识和技能培训,促进提升科学素质和科学教育能力。加大对数学、物理、化学、生物学、信息技术等学科教师的培训力度,强化科学教育创新研究,创新科学教师培训模式。

  1. 充分发挥师范教育工作母机的作用。教师教育在科学教育中发挥着关键作用。目前中学小学幼儿园《教师专业标准(试行)》体系和《教师教育课程标准(试行)》均纳入了科学教育相关内容。如提高教师的科学和人文素养,形成终身学习的意愿和能力,提升师范生的科学知识素养和科学教育能力。按照“将科学精神、科学思想、科学方法纳入教师培养过程”的要求,建议进一步采取若干重要举措,推进教师教育总体改革:一是修订充实完善和正式颁布中学小学幼儿园《教师专业标准》体系和《教师教育课程标准》(目前还是试行),强化提升教师的核心素养,包括科学素养,以新的教育理念塑造和创新教师培养的理念;二是优化教师教育课程结构,适应贯通科学普及教育与学校教育课程体系;三是改革教育教学内容,整合课内课外科学教育内容,加强优质课程资源建设;四是改进教学方法与手段,重点鼓励“探索”与“动手”实践;五是加强教师养成教育,培养未来教师和教育家。

  推动高等师范院校和综合性大学开设“科学教育”本科专业,扩大招生规模。加强师范院校四年制科学教育专业建设,重视师范生的教学实践能力,培养适应各科教学的中小学科学教师。办好一批高水平、有特色的教师教育院校和师范类专业,健全教师培养培训体系,全面提高师范生的综合素养与能力水平。吸引优质生源报考师范专业。在中央、地方两个层面,持续推进扩大实施公费师范生教育。积极推行初中毕业起点五年制专科层次幼儿园教师培养。部分办学条件好、教学质量高的高校师范专业实行提前批次录取。重点考察学生的科学人文综合素养和从教潜质,招收乐教适教善教的优秀学生就读师范专业。

  2. 加快推进一流水平综合性大学举办师范教育、设立“科学教育”专业。发挥高水平大学的学科优势和学科综合的优势。一是创办师范学院,举办教育专业或师范专业,招收学科知识扎实、专业能力突出、具有教育情怀的学生,重点培养教育硕士,适度培养教育博士,培养高素质教师。有关实证研究表明,虽然学历层次不等于科学素质,但学历层次在总体上与科学素质呈正相关。人大附中、深圳中学等学校招聘许多名校的毕业生任教,如能进行适当教师教育、科学教育的专业训练,相信将会如虎添翼。要鼓励高校针对非师范类专业学生开设教师教育课程。二是积极承担学科骨干教师培训项目。当年北京大学、东南大学参与竞标承担“国培计划”骨干教师和科学课程教师培训任务,竞标得到专家一致支持,培训质量广受赞誉。为大中小学联手培养优秀教师带了好头。遗憾的是一流水平综合性大学参与教师培养的积极性还不高,尚未形成燎原之势。

  3. 加强科学教育师资队伍建设,全面提升科学教育教师的专业水平。全国小学科学质量监测结果表明,科学教育专职教师的多少,跟科学教育的质量成正相关。新修科学课程标准,已经打通了1~9年级的课程设置,体现了学段连贯和核心素养导向。但科学教育专职教师配备不足或质量不高,导致科学教育氛围不够。必须根据国家课程方案的要求,规范课程实施,配齐配足科学教育教师,开齐开足科学课程。要加大对科学教师的专业化培养,要建设一支较为稳定的,具备从事科学教学水平和能力的专职教师队伍,以满足科学课综合性、活动性、实践性的特点和要求。教育部要求各师范院校和相关高校逐步加大小学科学教育专业教师的培养规模。

  加大科学教育教师培训力度。加大对科学、数学、物理、化学、生物学、通用技术、信息技术等学科教师的培训力度。始于2010年的中小学教师“国培计划”,就包括科学教育教师,并将科学教育相关内容有机融入物理、化学、科学技术、通用技术等学科教师培训课程体系中,为科学教育培训了一批“种子”教师。要进一步设立“国培计划”科学教师专项。坚持以科学教育教师专业标准为依据,特别是对转岗教师、非专业教师等专业素养相对薄弱的教师,进一步扩大培训规模。

  4. 实施面向全体教师的科学素养提升计划。将科学素养作为中小学教师培训必修内容。建议在国家层面,由主管部门主导和地方参与,依托“双一流”建设高校资源,大规模实施中小学教师培训提升计划。重点是科学思维、科学素养和人文素养、当代科技新进展、先进教育思想等。同时,全面提高中小学校长和教师的综合素养。校长既要懂管理,又要懂教育规律和人的成长发展规律。科学引导和激发学生创新潜能。

  提高教师的信息技术能力。推进信息技术与科学教育深度融合。教育部早在2004年就制定了教师信息技术教育标准,持续开展教师信息技术能力培训。要促进线上、线下科学教育资源的有机融合、共建共享。充分发挥现代信息技术在科学教育和科普活动方面的积极作用,促进学校科学教育和校外科普活动有效衔接。实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的过程中,特别重视与加强信息素养、科学素养的培养。

  5. 鼓励一流科学家和一线科研团队参与科学教育的研究和实践。教育部原副部长韦钰院士做了一件特别重大而有意义的事情,就是推进探究式科学教育、神经教育学、儿童早期发展等领域的研究与实践,开创了我国的学习科学和神经教育学学科,创建了儿童发展与学习科学教育部重点实验室。著有《探究式科学教育教学指导》《十年“做中学”为了说明什么》等书,参与国际团队编写并翻译了《科学教育的原则和大概念》和《以大概念理念进行科学教育》,并身体力行,领衔发起了“Learning through doing”(做中学)科学教育改革实验项目,一直潜心研究和积极推进科学教育,为我国义务教育阶段小学科学标准等教育政策制定、教育教学实践提供实证的科学基础,对人力资本发展、课堂教学的评测、教师培养培训产生重大影响。她亲自领衔东南大学的学习科学重点实验室和团队,通过竞标承担“国培计划”项目,培训小学科学教育教师,她亲力亲为,开班式上讲授第一节课,深受小学教师的欢迎。2006年韦钰院士获得PuRkwa国际儿童科学教育贡献奖。她说,“科学教育需要科学家和科学教师的合作。……‘做中学’科学教育实验项目就是教育部与中国科协共同推进的。”“在科学家和教育家之间建立同心同德的合作桥梁,形成合力,这也是我们的优势”。当年周光召院士、陈竺院士等许多院士专家亲自对项目进行指导,并积极参与推动“做中学”科学教育项目的起步。如能有国家重点实验室、国家科研中心、科研院所、高水平大学、大项目、大平台等通过一种常态化机制积极支持、广泛参与,一大批院士、科学家、知名学者、大学教授能像韦钰院士等科学家那样躬身入局,潜心研究、亲自参与科学教育,将有力地促进科学教育教师的培养培训,推动科普和科学教育。

  形成“大中小一体化”的师资培养模式,通过高校和中小学融合式教研备课,建立纵向跨学段、横向跨学科的交流研修机制,提升中小学科技创新后备人才培养师资队伍的质量。构建高校与中小学校之间的教科研共同体,带动教师发展。笔者曾在法国考察,从法国国民教育部统计手册上发现,法国30万教师,其中高中数据中有教授,进一步了解到法国大学的部分先修性课程是在高中上的。大学与高中学习内容紧密衔接,同时教师培养使得大学与中学相得益彰。

  6. 以科教融合方式创新科学教育教师的培养。强调跨学科的重要性。建议让教师与科学及科技专业人士合作,由于科学与科技专业人士未有接受教师培训,直接到课堂授课未必能有效发挥长处,如能加强学校教师与科技专才之间的协作,教育成效将会更大。构建中小学学校与本地高校、科研院所、企业“三位一体”的科教融合教育基地,建设科教融合创新实验室等;依托本地科技馆等校外科技教育阵地加大STEAM教育研究与实践,开发STEAM课程体系,促进科学、技术、工程、艺术和数学知识的融合,引导学生以创新应用为导向,在观察、提问、设想、实验等探究过程中,形成良好的创新素养。

  高校也要强化教师科研素养的培养与训练。“推进高等教育阶段科学教育和科普工作”。建议加强学科交叉融合、创新课程形式和内容、建立高校前沿科技通识教育课程体系,加强教师队伍建设、强化校企合作,推进高校通识教育和科普工作。

  7. 提高教师利用校外科技资源实施科学教育的能力。加强校外科学教育教师队伍建设。学科专家未必是好的中小学教师。知识创造、知识应用与知识的传授是不同的学问。中小学教育又有其特点。加强科技教育名师、专兼职科技创新辅导员等师资力量的培养。善于围绕科学教育的育人目标,组织校外科技资源,会设计校外科学教育课程,具有利用校外科技资源实施科学教育的能力。在中小学科学教育教师培养环节,要有针对性地加强校外科技教育的内容,让科学课师范生有机会接触了解各种形态的校外科技资源,培养他们利用校外科技资源开展科学教育的能力。要在现有中小学科学教育教师培训中,增加校外科学教育的模块。对校外科技人员,也要有针对性地让他们多了解学校和学生,使其能够将校外科技资源转化为教育资源,真正发挥校外科技资源的育人功能。

  实验技术队伍建设也十分重要。我记忆中,早在20世纪八九十年代,清华大学曾经有徐同安等6位技师与副教授待遇相同。他们悟性很好,能够将教授们的想法做成模型,而且能够和师生互动,在科研实验和教学实验中很受尊重。许多学校科学教育实践性不强,普遍配备了科学实验仪器设备,但由于师资和技术力量缺乏、理念跟不上、能力不足等原因,理科实验教学普遍较为薄弱,学生缺乏动手实践的机会。

  8. 加强农村学校和农村社区科学普及师资力量。乡村学校科学课程的教学是短板中的短板,师资力量不足等状况亟待破解。现在许多乡村中小学缺的不再是教室课桌、电脑教具,真正紧缺的是合格教师,特别是科学教育课程教师。一些乡村学校因师资不足导致科学课不能开齐、科学实验仪器长期空置,科学教育不能有效落实。要持续实施乡村教师支持计划。通过“特岗教师”、公费定向培养等多种方式,为乡村小学培养补充全科教师,为乡村初中培养补充“一专多能”教师,鼓励教师要有至少上好两门课程,包括科学课程的能力。尤其是加大紧缺薄弱学科教师和民族地区国家通用语言教师培养力度。“国培计划”要集中支持中西部乡村教师校长培训。推进本土化教师培养,支持省区扩大乡村教师公费定向培养规模,为乡村学校培养“下得去、留得住、教得好、有发展”的合格教师。农村科学教育有先天不足,也有天然优势。与大自然亲近,是开展校外科学教育的沃土。而有效利用大自然,教师素质尤为关键。

  9. 强化“将科学精神纳入教师培养过程”的指挥棒。一是资格考试和职业准入制度。教师资格考试、定期注册认定要进一步强化科学素养、人文素养和科学教育的内容。要提升科学教育教师的入职门槛,提高学科和科技创新综合能力要求。完善和严格执行《普通高等学校师范类专业认证实施办法》,出台《普通高等学校师范类专业认证标准》。认证结果向社会公布。二是教育教学考核评价。完善初高中包括科学、数学、物理、化学、生物学、通用技术、信息技术等学科在内的学业水平考试和综合素质评价制度,引导有创新潜质的学生个性化发展。完善科学教育质量评价和青少年科学素质监测评估。贯彻《科学课程标准》,改进考试评价,引导科学教育教学改革方向,杜绝以一张试卷评价教与学的做法,不断提高教师素质和科学教育质量。三是体现鼓励科学教育的评价激励机制。“要为那些不一定写出SCI论文,而是把科学研究写在中国的教育事业里,把心血注入学生成才路上的科学工作者,给予支持和正确的评价”。

【管培俊,中国高等教育学会副会长】

原文刊载于《中国高教研究》2022年第9期


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