2012年美國科學教師培養NSTA新標準及對職前科學教師培養的啟示

竇夢丹　陳凱

摘 要 在呈現2012年美國科學教師培養NSTA新標準的具備內容基礎上，與2003年標準進行對比，客觀分析了美國科學教師培養標準對職前科學教師的新要求。并結合中國科學教師培養實際做出思考和借鑒。

關鍵詞 科學教育改革 職前科學教師 教師教育 科學教師培養標準

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

2012年，全美科學教師協會（National Science Teacher Association，簡稱NSTA）公布了對《科學教師培養標準》（Standards for Science Teacher Preparation，以下簡稱《標準》）的修訂稿，并以此取代2003年的版本。

1 科學教師培養標準制訂背景

1.1 NSTA簡介

NSTA成立于1944年，總部設在弗吉尼亞州。它不僅是美國，而且也是全球最大的民間科學教育組織團體，根本任務是促進科學教與學的卓越發展。NSTA發起了多項科學教育改革運動，并且參與制定了《國家科學教育標準》（National Science Education Standards，簡稱NSES）的制訂和修訂，對科學教育的改革與發展產生了深遠的影響。

1.2 科學教師標準簡介

NSTA于1998年和科學教師教育促進協會（Association for the Education of Teachers in Science，簡稱AETS）聯合出臺了《科學教師培養標準》。該標準是國際上第一個針對科學教師培養的指導性文件，對全美科學教師制定了一個統一的標準，對科學教師的行為進行評估，特別是對知識和技能的掌握。2003年科學教師標準從內容、科學本質、探究、問題、一般教學技能、課程、社區科學、評價、安全和福利、專業發展這十個方面對美國科學教師專業發展提供了基準和評價的標準。2012年的標準將更加符合NCATE的概念框架和SASB的理念。

1.3 科學教師標準修訂的背景

1.3.1 美國科學教育改革趨勢

美國政府和教育工作者充分認識到經濟發展、國家創新能力和美國勞動者的競爭能力需很大程度上依靠數學與科學知識基礎。隨著全球化的深入，美國為了鞏固領先地位，在美國科學教育領域開始大力改革，把工程教育提高到了一個不容忽視的地位，在科學課程強調科學和工程實踐融合，以此提高美國國民的科學、技術、工程和數學（通常簡稱為STEM）綜合素養，最終目的也是為了提升國家競爭力。

1.3.2 新一代科學教育標準出臺

美國陸續出臺《科學教育新框架》、《新一代科學教育標準》等重要文件，對原有的科學教育標準進行大幅度修訂，這也是國際科學教育界矚目的重要事件。1996年的美國第一部國家科學教育標準缺乏系統的規劃，過于追求廣泛知識面而導致教師學科發展缺乏深度，以及沒有為學生提供足夠實踐和應用科學的機會。在此后十幾年的實施過程中積累了足夠的思考，《新一代科學教育標準》遵循《科學教育新框架》的核心思想，要求學生乃至教師不僅要有寬泛的知識體系更要清晰不同年級必須掌握的核心概念，核心概念的講授應以由深入淺的方式幫助學生形成更科學和系統的基礎知識。科學教師要把知識內容和實踐有機結合，幫助學生開展科學探究，建立數據模型，學會使用工具。教師要學會激發學生的學習興趣，對知識體系的掌握要有連貫性、一致性和系統性，掌握學生的學習進程，循序漸進地引導學生的知識建構走向一個更科學和系統的視野方向，完善科學教育的連貫性、一致性和系統性。

1.3.3 科學教師專業成長的需要

無論是社會對科學教育的需求，還是科學教育標準改革對配備師資提出的要求，都促使美國愈加關注科學教師的培養，科學教師的培養和專業發展得到政府和社會各界人士的廣泛關注。新的標準建立在“關于科學教師應該知道什么”的研究基礎上，并充分借鑒國際科學教育前沿文獻。新的NSTA-SSTP反映了新在職教師必須知道和能執行的知識、技能和教學風格，更加注重規范教師專業發展的方向和進程。

2 美國科學教師培養新標準的主干內容

2.1 新標準的框架

美國科學課程教師NSTA新標準由以下三部分組成：前言，科學教師專業發展標準的性質，標準內容。

標準的一、二部分界定了美國科學課程教師培養的目標、教學內容、教學條件、教學方式、教學實踐與教學資源等。并提出科學課程教師要成為一個專業人員，必須做到四個統一：“學科性”與“專業性”的統一，即要求科學課程教師在掌握必需的基本科學知識的同時，應具備從事教育工作的基本能力；“通才”與“專才”的統一，科學課程教師首先必須學習廣泛的科學知識與博雅知識，同時對所教學科進行深入研究，具備指導學生在該領域進行探究活動的能力；理論與實踐的統一，科學課程教師專業發展的內涵是多層面、多領域的，需要不斷地學習新的理論去指導實踐，又以持續的實踐來更新舊的理論；自我教育與合作學習的統一，科學課程教師的專業發展必須依靠自身的努力，不斷地進行自我教育，同時，科學課程教師還需要依靠同事與培訓教師的協助。

2.2 針對職前科學教師培養的新標準要點

2012年的美國科學課程教師NSTA新標準針對職前科學教師培養提出了以下幾點：

標準1——學科內容知識。

科學教師需要開展有效的科學教學，首先自身要理解當代科學知識和科學實踐，并能夠清晰表達出來。他們需要能夠將重要的科學概念、思想和專業認證領域的申請要求聯系起來。

（1） 理解科學領域的主要概念、原理、理論、規律和各種相互關系，以及國家科學教師委員會推薦的支持領域。

（2） 理解支持學科的核心觀點和科學技術。

（3） 理解州和國家課程標準，理解它們對教授P-12年級學生學科內容知識的影響。

標準2——學科內容教學法。

科學教師開展有效教學，需要了解學生如何學習和發展科學知識。職前科學教師要掌握應用科學探究方法來指導所有學生開展科學知識的學習。

（1） 在大量的教學設計訓練中運用不同的探究方法來強化知識和理解學生是如何學習科學的。

（2） 在活躍的探究課堂里，學生收集和解釋數據，以之發展和交流科學概念，在以觀察和實驗為依據的經歷中理解科學過程、關系以及自然模型，并在恰當時機應用體現科學學科特點的技術。

（3） 設計能面對前概念并加以處理的課程和評價體系。

標準3——學習環境。

科學教師要實現教學的有效性，需要通過設定和學生學習科學行為相一致，且和國家或州科學標準相配合的教學目標，以此鼓勵學生投入到科學學習中。這些教學設計充分反映科學的本質和社會屬性、探究和恰當的安全意識。為了達到教學目標，科學教師資格申請者設計和選擇學習活動、教育環境以及包括針對科學的技術資源。此外，他們還需要設計公平公正的評價策略來確定是否達到教學目標。

（1） 使用大量的教學策略展現職前教師的知識以及如何選擇合適教學活動，包括供學生學習可使用實驗室或相關環境以及合適的工具或技術。這些策略對學生來說都是廣泛可行且具有激勵作用。

（2） 開發包括有效探究活動課程在內的教學設計，其中學生可應用合適的針對科學的技術工具收集和理解資料，使學生通過經驗性的經歷發展科學觀念、理解科學過程、關系和自然模型。這些教學設計都是為了培養所有學生的科學素養。

（3） 設計公平的評價策略來分析學生的學習和評估教學是否達到設定目標。設計這些評價策略可以持續用來評估學生前概念及已經構建的觀念。

（4） 為所有學生設計一定的學習環境和學習經歷，以展現化學安全性、安全程序以及在許可領域內對生命的人性化處理。

標準4——安全。

在P-12（PRESCHOOL-12年級，貫串學前到高中的教育階段）教室中在一定前提條件下開展課程，有效的科學教師需要表現和確保化學的安全性、安全程序和對生命的人性化處理。

（1） 在一個P-12教室，教師設計活動展示學習的安全性，以及實驗準備、藥品貯存和配制、監管和處置一切相關主題科學教學中使用材料的合適技術。

（2） 在一個P-12課堂，教師設計和展示活動表現其綜合能力，包括應對突發事件、維護安全設備、并確保安全程序適用于所有學生學習活動。

（3） 在一個P-12班級，以安全、人道和道德的方式對待課內外發現的生物有機體，并尊重關于搜集、保存和使用這些有機體的法律規定。

標準5——對學生學習的影響。

有效的科學教師能做到P-12學生對核心科學知識、原理、理論、規則的理解因為他們的教學而改變，表現出學生的知識應是超越記憶的理解水平。教師資格申請者應該分析信息，發現所教學生的差異。

（1） 收集、組織、分析和思考那些能表現思維運作的診斷性的、形成性的和終結性的證據，并以此判斷學生是否獲得或修正這些科學知識。

（2） 提供數據說明P-12學生可以分辨科學和偽科學，理解人類為科學演變和實踐所做的努力，批判性分析那些以科學之名所發布的觀點。

（3） 鼓勵學生積極適當發展科學探究能力，以科學的方式從觀察、資料、推理中建構觀念、發現影響因素。

標準6——專業化知識和技能。

有效的科學教師應持續不斷提升他們的知識以及改善對日新月異的科學知識內容及教學方法的理解，包括處理教學中的不公平和幫助學生科學總結的方法。他們加入科學教學社會團體并體現很強的認同感。

（1） 在學科領域熱衷于把握各種專業發展機會，例如主題發言、學術報告會、科研機會或學會項目。

（2） 關注其他專業發展機會例如討論會、科研項目等。

3 新舊標準對比

3.1 新標準框架更加符合NCATE和SASB的原則

新標準是在一定的理論研究和實踐基礎上開展修訂的——特別是SASB理念和相關研究。2012 NSTA-SSTP切合SASB提出的四個指導原則。標準2“學科內容教學法”和標準3“學習環境”對應NCATE的“學習者和學習”的原則，標準1“學科內容知識”對應NCATE的“內容”原則，標準4“安全”、標準5“對學生學習的影響”對應NCATE的“指導性實踐”原則，標準6“專業知識和技能”對應NCATE的“職業責任”原則。這些標準要求職前教師精通本領域的核心知識，并且具備將知識在中小學課堂展現的能力，在職前階段開始專業發展的籌備，并能與各種各樣的學生融洽相處。

3.2 單獨開辟職前科學教師標準，體現科學教師資格申請要求

2012年美國科學教師培養標準突出美國對科學教師后備力量的重視，也體現他們對科學教師資格申請的嚴格要求。

2003年NSTA標準包括10個標準和30個條目，但并沒有單獨列出職前科學教師的要求，而2012年新標準特別開辟對職前科學教師的專題，包括6個標準和18個條目，將標準的重復性最小化，使得舊標準的內容在新體系中得到整合和精簡。面向職前科學教師強調在職科學教師需要具備的技能、知識和能力，新舊評價標準最主要的不同是對于職前教師只需整體上滿足標準要求而不是滿足標準中的每項具體內容，但對于主要的評價標準必須要滿足。新標準的制定不是為了特別突出強調內容標準，而是為了引導職前科學教師有能力處理他們個人教學任務、學科內容。教學法標準在各個州的實施會有所變化，但是技能、知識和方法卻不會。

3.3 從關注“教”轉向關注“學”

2012年美國科學教師培養標準與舊標準最大的不同是從一直關注科學教師的“教”轉向關注學生的“學”，六個標準中有兩條都體現科學學習層面，更加關注于學生的學習結果。科學教師只有提升對學生學習習慣、學習內容、學習心理的了解，才能達到有效教學的目的。該轉變影響職前教師在籌備教師資格申請時，就有意識地提升對學生的了解和關注，有利于教師依據學情開展教學實踐。

4 給予中國科學教師職前培養的啟示

4.1 《教師教育課程標準》需要針對不同學科體現專業化要求

2011年10月，教育部正式頒布了《教師教育課程標準（試行）》，這是我國教育史上第一部關于教師教育課程的國家標準，它體現了國家對教師教育課程的基本要求，是制定教師教育課程方案、編寫教材、建設課程資源以及開展教學和評估活動的依據，具有劃時代的意義。但是該標準具有一定概泛性，不能體現各學科的學科特色。美國的科學教師培養標準十分關注通過標準實現教師專業化，能從學科特點對教師職前和職后發展、對不同學科領域教師專業發展分別提出具體的要求，體現針對性和實用性，對我國進一步細化教師教育課程標準的適用學科有一定借鑒作用。

4.2 科學教師培養需要重新審視專業課教學，重視學科知識是科學教師發展基礎

我國教師教育目前非常重視兩筆字、教師口語、多媒體課件制作、說課等技能，固然是一件好事，但由于這些技能訓練脫離了教學實際情境且沒有真正的教學對象，還往往忽略了各個學科獨有的知識、特征、觀念，所以最終難免會暴露出課堂應變的不足。歸根到底，是因為學科知識的欠缺。一個不能正確理解學科知識的教師必然不能進行“清晰的講解”，而“清晰的講解”是開展有效教學的基本前提。回歸學科知識，將使教師找到正確的專業發展之路，進而練就一身過硬的教學基本功，真正實現教師的專業成長，使教師的專業發展真正走上可持續發展之路。事實上，一線教師的專業成長（包括其教學質量）總體上是與教師對學科知識的理解程度正相關，這也是名師、骨干教師與一般教師的一個明顯的“分水嶺”。近年來教師教育研究普遍關注學科教學知識主題，而學科教學知識必然帶有很深的學科烙印。通過前人的研究，不難發現，學科教學知識往往指向具體的學科，是學科內部的教師教學知識，體現出明顯的學科專業性，不同學科的實踐性知識雖然在教學法知識層面可能擁有互通之處，但其核心內容卻具有較大差異，不具備直接轉化為其他學科教師任教知識基礎的潛能。科學學科具有獨特的知識性特征，追求對物質、生命科學及宇宙空間世界的探索和認知，而且其知識可能會隨著科技前沿的發展而改變或更新，對科學教師的要求自然高于一般學科；美國科學教師培養標準將“內容”作為第一條標準，表現為科學教育對教師的要求最基礎、最重要的層面。

由此看來，職前教師教育中的專業課至關重要，因為這是科學教師積累學科知識的重要途徑。但是從大多相關專業師范生初上講臺的表現來看，幾乎所有師范生都存在學科問題理解不夠深入的問題，例如無法看到物質性質背后的結構因素，不能應用基礎原理解釋異常的自然現象等。這種學科知識的缺憾說明大學期間里的專業基礎課成績并不能完全代表學生真實水平，職前教師科學領域專業課程過于注重結論性規律、過于注重學科筆試成績，卻忽略大學專業基礎課程的思想、主線、發展以及與中小學教材內容的聯系，從而在工作以后因久不應用、思考而逐漸淡忘、忽視了大學專業學習對自己深入理解教材和專業發展的重要性。這一點值得職前科學教師教育研究者的深思和反省，也建議從美國培養標準中獲取行動指引。

4.3 科學實驗教學需要教師自身的安全知識和安全意識

科學實驗是科學教育的重要特征，作為科學教師有責任確保學生的實驗安全，美國科學教師培養標準明確指出“安全”這一標準，認為職前科學教師在設計活動時要了解一切科學教學中使用的材料的安全性，并有能力處理突發事件、維護安全設備、并確保安全程序適用于所有學生學習活動。相比之下，我國科學教育在“安全教育”關注和研究較為滯后，很多師范院校的理化生專業師范生和在職教師并沒有接受過系統的實驗安全課程教育與訓練，僅靠自身的專業課實驗學習和零散的實驗教學經驗獲得安全認識，由于長期只關注實驗操作和學科知識的傳授，缺少對實驗潛在危險細節的把握，實驗安全意識淡漠，所以需要接受充分的實驗安全教育才能完全勝任中小學科學實驗教學。科學教師不止在課堂上簡單的提出各種禁忌，還應該將安全知識融入事實性知識教學和生活應用實踐中。在教師教育標準中幫助職前教師在學習、教學實踐中強化安全意識，關注實驗安全評估，將安全意識貫徹到科學教師的整個職業生涯中。所以無論是職前科學教師教育還是職后繼續教育中，安全教育應該作為重要的學習內容。

4.4 職前教師教育需要增設課程引導對學生科學學習的研究

正如前文評述，美國科學教師培養標準指引職前科學教師應關注學習環境以及科學教育對學生學習的影響，認為任何有效教學都不能撇開學生的學，兒童學習科學時會體現與其他課程不同的特點值得教師關注和分析，充分體現學生的學才是課堂教學的核心——因為教學即是為了學。我國職前教師教育一直以來過于關注課程、教材、教法，缺失對學生、對兒童的研究，診斷學生和研究學生在教師的學習時間、專業時間中只占據極少的分量。《教師教育課程標準（試行）》首次提出給未來的教師開設“兒童發展與學習”，確立“兒童本位”、“學生為本”的思想。對于職前科學教師而言，建議增設如“兒童科學學習”或“科學課程學習心理”之類的課程，以教育心理學及學科教學論為先修課程，在教育見習和實習的實踐基礎上，結合教育科學研究方法，系統、深入理解學生學習科學的習慣、思維、迷思。

參考文獻：

[1] 王后雄，王星喬.美國科學教師培養的NSTA標準及其啟示[J].外國中小學教育，2009，（5）：29-33.

[2] 萬東升，張紅霞.美國國家科學教育標準制定過程的政策透視[J].外國教育研究，2011，38（9）：26-31.

[3] 周玉芝.美國新版K-12科學教育框架對我國基礎教育階段科學教育的啟示[J].課程·教材·教法，2012，32（6）：120-124.

[4] 黃樺，劉貴昂.美國科學教育新標準的概念框架及啟示[J].湛江師范學院學報，2012，33（2）：15-20.

[5] 張穎之.美國科學教育改革的前沿圖景——透視美國K-12科學教育的新框架[J].比較教育研究，2012，（3）：72-76.