美國《國家科學教育標準》中的教師專業技能分析

摘要： 美國《國家科學教育標準》中對科學教師專業技能的規定是美國保障科學教學質量的重要依據，其特點是： 定位科學探究教學、定格學生主體參與、定向任務活動實踐、定局綜合系統協作。我國應加快規范科學教師專業技能發展要求，增強教師的探究教研意識，建立科學評價來保障以學生為本的教育宗旨。

關鍵詞： 專業技能； 科學教師； 教育標準； 美國

文章編號： 1005-6629（2018）6-0027-06 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B

美國歷史上第一部《國家科學教育標準》（National Science Education Stand ards， NSES）（以下簡稱《標準》）中對美國科學教師教學質量的保障以及美國學生學習效果的評價進行了一體化、系統化的全方位規定，《標準》中為科學教師專業技能的發展提供了具體的操作構想和須達到的最低質量標準，對《標準》中科學教師專業技能規格的探討和思考，有利于重新審視和思考科學教師現有教學中存在的問題與不足，也為科學教師專業技能發展產生一定影響。

1 《標準》制定背景及研究意義

1.1 《標準》制定背景

20世紀50年代以來，美國經歷了四次科學課程改革，第一、二次科學課程改革過于注重精英教育、STS教育，而忽視科學本質與教育本質的統整，導致美國商品、資本的國際競爭力下降，美國總結認為教育是主要歸因，其中教師教學質量是關鍵因素。1996年初，美國國家研究理事會（National Research Council， NRC）和美國科學促進會（American Association for the Advancement of Science Research Council， AAAS）在第三次科學課程改革運動中推出了美國科學教育史上全面的、多方位的、統一性的培養全民科學素養的《標準》運動，《標準》包含了科學課程教學標準、科學教師專業發展標準、科學教育評價標準、科學課程內容標準、科學教育大綱標準、科學教育系統標準6個子標準[1]。

1.2 研究意義

教師專業技能是指在一定專業知識和經驗基礎上，教師以順利實現教育教學為目標，通過反復設計和不斷訓練，逐步形成并不斷完善的一系列行為和智力活動的總和[2]。教師專業技能與專業知識、專業品性構成衡量科學教師專業發展水平的三個要素指標[3]。專業知識是教師認知活動的基礎，專業技能是教師心智技能、操作技能的整合，專業品性是可觀察、可測量的教師行為的總和。教師專業技能是專業知識轉化為專業品性的必備工具，起著中介橋梁的作用[4]。

《標準》中科學教師專業技能的結構框架與特征建構具有承上啟下、揚長避短的特點，其成熟、全面系統的教師專業技能、教師專業發展規格要求對美國及我國一線教師終身發展、教師教學等的順利貫徹實施具有重要的思考與借鑒價值。

美國現今正處于第四次科學課程改革階段，2013年出臺《新一代科學教育標準》（Next Generation Science Standards， NGSS），其中主要對學科內容、核心概念整合實踐改革，相應的課程開發、教師教學、教學評價等要求各州根據《新一代科學教育標準》內容跟進改革，并沒有給出系統化、全方位、具體性的規格要求[5]。在具體改革過程中，《標準》對教師專業技能的要求成為當今美國科學教師在第四次科學課程改革中落實課程理念、學科內容、專業發展的根本基礎與提升參照，同時也成為我國目前科學教師教學改革的重要參考。

2 《標準》中教師專業技能的呈現及特點

2.1 教師專業技能分類

綜合學者們對教師專業技能內涵理解、核心要素等相關理論，把教師專業技能分為職業基本技能、教學技能、學生教育技能、教育研究技能四大類。教師專業技能中職業基本技能討論的是教學語言表達、班主任工作等范疇的基礎專業技能，在具有鮮明學科屬性下的《標準》中涉及較少，此次研究只對科學學科視域下的教師教學技能、學生教育技能、教育研究技能在《標準》中的呈現做以下具體分析。

2.2 分析方法界定

《標準》中教師專業技能未列為獨立子標準敘述，而是將其核心成分有機整合呈現在6個子標準中的《科學教學標準》（American Teaching Standards of Science）、《科學教師專業發展標準》（American Professional Development Standards for Teachers of Science）、《科學教育評價標準》（American Evaluation in Science Education）3個子標準中，本研究通過文獻法、調查法對教師專業技能的結構內涵、構成特點進行梳理，而后對上述3個子標準進行文本分析，提取出《標準》中對教師專業技能的內容要求。

2.3 分析及討論

經過內容分析，《標準》中對教師專業技能的分類[6]（見表1）及相應具體要求界定如下：

2.3.1 《標準》中的教師教學技能

根據教育教學設計原理，一堂完整的科學課分為課前設計、課堂實施、課堂評價三大教育程序[7]，科學教師應具有相應的教學技能。《標準》要求科學教師設計以探究為基礎的教學內容。為此，科學教師：

（1） 要會制訂有效的目標計劃，并能夠使之轉化成具體的教學內容活動計劃，能及時根據學生的適應情況、理解水平、學習興趣、知識內容標準、活動參考準則等靈活變動目標計劃、彈性選擇科學課題。

（2） 要能在有機整合演化發展的科學知識序和梯度遞進的學生認知序的情況下，積極利用本土化資源，設計、構建靈活流暢的探究教學序。

（3） 在課堂教學和對學生學習監測時都要達到課堂評價規格要求。評價教學方案設計，要求學會創設學生親歷的、有認知沖突的、結構不良的、有復雜性的教學情境來引出探究問題。學會運用多種探究方法解決問題，不只局限于學生直接體驗，也可通過查閱、收集信息資料的方式來培養學生探究能力；組織學生學習時，要考慮班級群體結構，以深化科學理解為目的，合理規劃與組織班級教學、小組合作、單獨學習等教學活動；學生學習評價上，要以學生為本，設計適當方法全面考核學生的知識理解、能力提高并指導學生自我評價。

（4） 要學會與同事合作，制定年級、學科間的縱橫向協作，來提高教學的保障度。

可以看出，《標準》中教師教學技能定位以科學探究思維為主線，形成探究生態循環圈。

科學探究是科學本質與教育本質的統一體，教師在教學中應注重體現探究性和情境性。要學生探究，教師自己要先探究并學會探究[8]。《標準》以科學探究為主線，要求形成引導反思的教師觀、探究本質的知識觀、情境探究的過程觀、主動積極的學生觀。教師要以探究思維對學生學習動機、學習條件、學習思維進行研究。結合探究成果，教師將零散的學科專業知識轉化為系統的、易懂的“教學內容知識”，在探索性的教育研究活動中，教師要不斷自我反思、診斷評價，內化為高質量、有效的教學能力，形成綜合協同、交互循環的生態圈（見圖1）。

2.3.2 《標準》中的學生教育技能

根據科學教師專業發展理論、系統論，科學教師除具備自身教學技能之外，在學生教育方面，還應具有課堂組織與管理技能、學生心理溝通與輔導技能、指導學生發展的技能等專業的學生教育技能。《標準》中對教師的學生教育技能做了如下要求：

（1） 要懂得引導學生學習科學——要使學習活動化難為易。教師要引導、激發、鼓勵學生，規定教師對探究教學中提出問題到解決問題的過程中必備的探究興趣、學生討論、表達交流、收集與解釋數據、構建模型、小組中協作責任、科學思維、學困生或殘疾生學習等能力培養的時機和方法進行專業的掌控，保障人人都在有序的、細致的觀察、權衡、決斷中進行支架式學習。

（2） 要懂得支持學生學習科學——提供必要的時間、空間和資源。教師要給學生營造、管理良好的學習環境和學習資源，引導學生在常備的、充足的科學探究空間中進行探討，在可利用、恰當的時間內去推論以及進行拓展性研究。學習資源上，提供校內軟、硬件資源和校外各類專門人才、硬件資源及周邊自然環境。學生權利上，學生可自主參與設計、管理安全的學習環境，討論、決定如何使用學習時間、空間，安裝、設計、制造實驗設備等增加學生的學習自由度和責任感。

（3） 要懂得發展學生的科學思維。把學生和教師共同參與學習作為達到科學教育目標的前提，在尊重學生見解、技能、經驗的前提下決定探究內容、交流討論等，發展學生創造性思維，培養學生協作精神，要真正由學生和教師共同決定學習環境、學習內容，讓他們內心認可探究所需的技能、方法、行為、觀念。

（4） 要學會與同事、領導等討論、分享學生教育技能，以保障自身信念被認可和落實。

以學生的發展為本是科學教育的歸宿和根本，學生在教學實踐中“自由呼

吸”是以生為本的保障。《標準》要求構建“教師客體創造”+“學生主體參與”→“學生需求本位”的發展情境，使得科學教學設計與開展不成為教師一個人所決定的事，使學生的主體性、能動性、創造性得以充分發揮。“教師客體創造”要求避免“教師權威效應”的單向線性推進，達成“以學立教”的師生權利結構。“學生主體參與”強調樹立學生“主人翁意識”，學生要在學習環境的創設、學習時間與空間的使用、實驗活動材料的選擇與設計、探究內容與教學資源的決定與提供等方面均有責任和權利參與制定。將課程學習內化為學生的興趣，彰顯學生的自由民主精神。

2.3.3 《標準》中的教育研究技能

教師專業技能的提高與發展除了實踐中教學技能與學生教育技能的實施與體驗外，更多需要在教育研究中反思與改進。因此，科學教師應具備科學的教育研究技能來促進個人成長。研究技能包括探究反思技能、課堂觀察技能、課題研究技能、心理調適技能。《標準》中對上述教育研究技能進行了綜合性、系統性規定：

（1） 要能夠在大量的研究活動中學習科學知識，有能力判定學生對知識的了解程度，并能設計符合學生認知水平的科學探究活動方案。能夠采取課題研究的方式，利用文獻、媒體、技術資源等手段來探索尚未探究的領域。在科學體驗中反思科學學習的性質，進而構建出多種教學策略與推理方法。

（2） 要在教學實踐調查、課堂教學評價、實地課堂考察中把學到的科學知識轉化為“教學內容知識”，要像學生探究學習過程一樣探究科學教學知識，反思自己的教學風格、教學策略，研究自己的教學實踐、教學問題，比較、對照、修改自己的教學實踐，把領悟出的科學教學納入到科學教學知識范疇中。

（3） 要持續學習，就要掌握終身學習的各種技能。學會在教學反饋、評價考核、工作日志、錄音錄像、專業活動網、輔導教師、觀摩他人、文獻期刊、專業會議、信息技術等研究資源中反思探究自身教學。

（4） 要通過探究如何學習科學、學習教科學、學會發展自己，通過教育研究來建構、達成專業的培養體系。

上述對《標準》中教育研究技能的規格要求體現出以下特點：

（1） 定向“實境+虛境”任務驅動，在實踐過程中研究教學。

教師專業發展即專業實踐的改善[9]。教師專業技能的改善研究脫離不了教育情境，教師必須有產生內部認知矛盾的環境，通過在經驗中建構自我調控、對話反思實踐過程解決專業困惑，進而生成教學能力[10]。

《標準》要求教師不局限于通過書本、講座、文獻、網絡等方式學習間接教師專業技能，從中得到新思想、新理念。更重要的是要在“實境或虛境”的教學過程中獲得直接經驗，在任務驅動中有效發展教育研究技能。在“實境式”教師課堂表現中體現、發現教師內在需要；在“虛境式”任務活動中親自參與針對性討論與合作、觀摩與觀察他人，在典型教育教學案例中以學習主體建構知識串。教師在“實境+虛境”教學過程中基于自身經驗和認識將新信息、新觀念等在認知層面形成自己的觀點，真正內化為教師認知結構。

（2） 定局綜合系統協作，保障教師專業技能的提升、發展。

教師專業技能的發展是一項系統工程，與科學教育的各個環節相互聯系、相互制約，需要各個系統共同協作，才能保障教師專業技能的真正發展。《標準》通過具體的教師評價和學生評價的雙邊聯動界定，使教師可以了解學生的學習發展狀況，而后發現自己教學中的優、缺點，合理設計、實施、改進、發展自身的教師專業技能，以便更好地促進學生發展。《標準》還十分注重發展教師專業技能所需的各級各類支持，標準要求都會提及需要同事、領導、家長、社區等的理解與協作才能實現。

3 啟示

美國《標準》中對科學教師專業技能的闡述規定體現了以探究思維為主、開放民主、評價保障、教研發展、協作體系等教師教學理念，對我國科學教師專業技能發展具有啟示。我國在2012年發布了《小學教師專業標準（試行）》，其中對小學教師專業發展基本理念、基本內容、實施建議做了規范要求，但沒有細致探討學科課程教師的專業發展尤其科學教師專業技能發展的準則依據，科學教師專業技能理論探討和實踐應用還比較薄弱[10]。因此，我國科學教師專業技能發展要重視以下幾個方面：

3.1 加快規定我國科學教師專業技能發展要求，明確規格方向

21世紀，我國基礎教育科學課程改革不斷深化，2001年教育部規定3～6年級開設綜合《科學》課程，7～9年級綜合與分科科學課程并設，高中科學教育實行分科。2017年全面改革小學科學教育年級設置與學科內容，將原來的3～6年級開設《科學》課程改為1～6年級開設，并設定為與語文、數學同等重要的基礎性課程，這意味著將需要大量專業的科學教師。而調查顯示，我國目前八成多小學科學教師屬于兼職教師，對科學性質、科學教師專業能力沒有足夠的認識，教學將面臨著嚴峻的挑戰，教師專業技能是決定科學教師教學的關鍵和核心。

目前，我國學者對教師專業技能研究主要集中于從宏觀角度對其分類、培養方式的理論研究，分類研究大多傾向于教師課堂教學技能等同，忽視課堂需要以外的內在抽象技能。相應地，培養方式研究主要有實踐取向模式、微格取向模式的理論生成實踐訓練模式。總體來講，還是不夠深入。具體學科層面，科學教師專業技能更新與傳承研究顯得不足，欠缺統一的標準參照。

參照《標準》，可構建我國科學教師專業技能關鍵要素。應以探究思維為核心，建立面向全體學生、學生差異教育、教育服務學習、建立學習共同體、創新實驗設計、活動任務驅動、綜合關聯設計、創造教學環境、學生參與研究的開放系統（見圖2）[11]，形成以“學生為主體、綜合創新設計、情境問題解決”為宗旨的教師教學、學生教育、教育研究三方互動循環網。

圖2 構建我國科學教師專業技能關鍵要素圖

3.2 加強教師專業技能科學思維要求，定點探究反思能力發展

《標準》要求發展科學思維能力不僅指學生學習時，也指教師在教育教學、學生教育、教育研究方面的認知與實踐中。科學探究能力對教師專業技能有效發展有重要意義，我國教師專業技能發展在思維能力方面應體現探究反思要求：

3.2.1 教師教學、學生教育技能方面

美國教育家布魯姆（Benjamin Bloom）將學生能力定位為識記、理解、應用、分析、評價、創造6大層次，美國學者對其如何培養進行研究時發現，不論是底端的識記能力還是頂端的創造能力，均可以通過探究來培養。科學探究可以讓學生主動設想、學會思考，培養學生科學思維，提高解決問題的能力。因此，教師在研究學生認知序，構建教學序時，需要用探究的思維方式發現和分析學生能力發展中的邏輯關聯，在批判思維中對科學探究要素的運用時機、思維方法、推理論證等形成穩固、成熟的教學認識。

3.2.2 教師教育研究技能方面

教師“專業發展”應向教師“專業學習”轉變[12]，教師教育研究技能是教師專業技能深入發展的標志。目前，科學教師主要采取“拼盤式”講座類理論學習，靠簡單學習“假設”、“推論”等理論術語或者記憶“科學研究的步驟過程”來認識科學探究，來發展自身的研究能力，這是不夠的。教師只有在產生認知沖突的任務活動場景下，在直接經歷探究和不間斷的實踐過程中體驗探究，獲得對科學探究的認識以及對教學、學生的理解[13]，在“互動參與”中發展教育研究技能。

3.3 注重學生參與設計的權利，體現以學生為主體的自由意識

自由是人類理性本質的內在要求和外在實現，是“理性自由”[14]。教學是師生雙邊教育活動，教師教學自由和學生學習自由是相輔相成、相互制約的關系。雙邊自由的達成是“立德樹人”基礎，是一種價值觀，可以增強學生智慧、尊重學生個性發展多樣性、有助于健康人格形成。

《標準》注重學生參與意識對提高學生課堂學習動機、體現以生為本的重要性。科學教師要在情境創設、任務活動設置、解決方案設計、活動材料選擇、學習資源開發、課堂紀律觀建立等方面給予學生充分的探討、質疑、批判、選擇、制定的自由。而調查顯示，近八成學生提到在科學課堂中沒有體會到協助科學教師設計、決定教學內容等。因此，在保障學生自由責任和權利的同時，教師要能夠結合課程標準要求自覺地理解、思考、選擇和決定教學內容，真正構建教學關系，課程學習內化為學生興趣。

3.4 科學教師專業技能發展需要綜合系統協作，采取評價保障

現代科學思維方式是以系統觀為主導的。《標準》強調教師專業技能是一個整體的研究對象，與周圍環境相互聯系、互相影響。

目前，我國小學科學課程在教師教學、學生學習方面都存在一系列問題，如課程質量監測、教師教學評價沒有完善，教師專業技能指標沒有參照標準等。在分析研究時，不能企圖對系統內影響整體的所有問題都加以處理，只能對在整體中起重要作用的基本要素進行分析，找出主要矛盾，解決主要矛盾[15]。具體而言： 第一，教師專業技能的發展需要加強各級各類職能部門的支持，需要同事、領導、家長、社區等的理解與協作才能實現。第二，教學評價是衡量教育效果的關鍵，應制定科學課程教師教學、學生學習的考核評價要求。第三，通過對教育的深入研究保障教師專業技能的穩固發展，加強與調動科學教師的研究意識，使其在教學理念方面很好地契合科學教育政策體系。

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