小學科學教師專業能力發展現狀調查與研究

重慶渝北區天一新城小學 陳明艷

隨著課程改革的不斷深入，小學科學課程的有效實施受到多方面的挑戰，其中教師專業發展問題已成為科學課程改革、科學課堂教學和科學課程資源開發的瓶頸，如何有效地提高科學教師的能力結構，使科學教師在具備教育教學基本能力的基礎上，全面發展各種教育能力已成為科學教師專業發展亟待解決的問題。為此，借助“國培計劃”，我們對小學科學教師的能力結構進行了調查，對其具備的多維度教育能力進行分析評估。

一、調查目的和方法

本次調查旨在了解小學科學教師隊伍專業能力結構的基本現狀，通過分析科學教師能力結構的強項弱勢，評估其能力結構的特點，以期為提高教師專業能力找出突破口，在教育教學基本能力的帶動下，實現其專業能力的多元化發展。本次調查對象是小學科學教師，共回收問卷156 份，其中131 份有效，有效應答率為84.0%。調查工具為“小學科學教師專業發展現狀”問卷。此次主要針對小學科學教師的能力結構，以教育教學基本能力、科學實驗教學能力、創新教育能力、信息技術教育能力4 個維度為依據，對每個維度下位的具體能力進行評估。

二、調查結果及分析

（一）教育教學基本能力方面：一名合格的科學教師，應具備扎實的教學基本能力。用生動形象的語言吸引學生的注意力；在教學設計中突出重難點；在課堂上緊緊圍繞教學三維目標做到有的放矢；洞察學生的情感變化，主導并監控整個課堂；冷靜處理課堂突發情況，維護正常的課堂教學秩序。共設計了5 種該方面的能力，結果見表一。

調查顯示，分別有57.7%、56.3%、60.5%、60.3%的教師認為自己完全具有語言文字表達能力、課堂教學技能、課堂監控能力，仍有部分教師認為自己在處理偶發事件方面能力不足。整體上看大部分教師擁有教育教學基本能力，課堂教學技能和課堂教學監控能力尤為突出，亟待提高的是處理偶發事件的能力。

通過預設突發情境可提高教師的應對能力，科學課主要以科學探究、小組合作的方式進行教學，使用到的科學儀器種類繁多，實驗操作也很頻繁。因此，教師在教學之前，應自己親自動手操作，并對可能出現的情況進行預演。另外，教師可有效地利用自身監控能力，以優勢彌補弱勢，對學生的實驗操作給予適當控制，杜絕偶發事件的發生。

（二）科學實驗教學能力方面：“科學探究”能夠很好地體現學生的主體行為，學生通過對科學實驗的探究，達成對自然界和周圍環境的普遍認識，而提高學生實驗探究能力重在提高科學教師該方面的能力。教師的科學實驗教學能力強弱程度見表二。

從表中看出，有51.9%的教師具備實驗基本操作能力，仍有40.7%的教師對實驗基本操作表示一般性地熟悉；僅48.2%的教師具備實驗設計能力，該項比例的下降直接導致科學儀器制作與改進能力的缺乏，僅28.9%的教師具備此項能力?？梢钥闯觯w上科學教師科學實驗能力有待提 高，尤其是科學儀器制作與改進的 能力。

表一 科學教師教育教學基本能力強弱評估（%）

表二 科學教師科學實驗教學能力評估（%）

科學實驗教學能力不足直接影響“探究教學”的有效實施。教師應摒棄傳統的“教師講授為主，鞏固練習為輔”的教育理念，倡導對學生學習過程進行有效把握。而“科學探究”作為一種學習過程，主要以科學實驗為媒介，通過學生親自參與實驗過程，總結實驗結論，達到科學認識世界的目的。因此，提高科學教師的科學實驗能力，引導學生正確地進行實驗操作就顯得尤為重要。

（三）創新教育能力方面：教學的本質是學習活動，其根本目的在于促進學生的發展。學生發展是一個從無到有再發展的過程，通過獨具匠心的教學設計，指導學生進行實驗設計，指導學生參加各種科技制作等方式可以對學生進行創新教育，促進學生發展。教師創新教育能力評估見表三。

調查顯示，科學教師的創新教育能力較其他方面能力普遍偏低，其中最缺乏的是科技制作能力，開發新實驗的能力，組織科技創新比賽、科技節、科技小論文比賽的能力，僅分別23.5%、27.4%、26.7%的教師具備各項能力。教師創新教育能力不足，嚴重阻礙了自身及學生的發展。

針對以上問題，如何提高教師的創新教育能力成為關鍵。我們設計的創新教育能力5 個指標是呈螺旋上升趨勢的，科學教師可以設計獨具匠心的教學方案為起點，立足于探究教學和新實驗的開發探索，輔之科技制作，在組織相關科技節、科技小論文比賽中鍛煉自身的創新教育能力。同時，也可有針對性地訓練某一方面的創新教育能力。如針對科技制作，教師可更多地關注各級各類的科技創新大賽，在了解科技制作的基礎上，自行設計獨特的產品，在輔導學生參加相關科技制作比賽中學習交流。

（四）信息技術教育能力方面：有效運用信息技術并與課堂教學結合起來，能促進教學資源多樣化發展，增強教學的時效性，推動教育信息化，深化教育改革。我們從3 個維度對科學教師的信息技術教育能力進行了評估（見表四）。

表三 科學教師創新教育能力評估（%）

表四 科學教師信息技術教育能力評估（%）

調查顯示，有96.2%的教師能做到利用因特網獲取教育信息，僅分別有31.4%、36.7%的教師具備設計、制作多媒體教學課件的能力，運用現代多媒體技術手段的能力。究其根源，還是教師信息技術資源開發能力不足，他們更加樂于利用因特網搜尋現有的各種信息技術教學資源。為此，掌握一些多媒體資源課件制作技術（如Authorware、Flash）是提高科學教師信息技術教育能力的當務之急。

對于一些時間周期長、不易于觀察的探究活動，運用現代多媒體技術手段可以很好地達到教學目的。如“食物的腐敗”一節中，制作出多媒體教學課件或相關視頻，讓學生在幾分鐘內感受面包一周至幾周的變化，在教師特設的“虛擬情境”中得到“真實感受”。因此，教師可因探究內容而制宜，在探究活動中運用多媒體課件、視頻等手段對復雜的科學實驗進行預演，講解實驗的重難點，使學生在實驗時做到向正確的結論無限靠近。同時，可利用信息技術的強化功能，在探究活動的關鍵步驟中，借助信息技術手段吸引學生的注意力，讓學生對某些操作或現象記憶深刻。

三、思考與建議

（一）應提高科學教師的探究能力

科學探究作為一種教學方式，提倡基于探究，與其他教學方法（如講述、講解、演示、討論等）有效融合。但由于科學探究具有自身特點，需要學生自己提出問題，設計解決問題的方案，通過自己動手收集各種資料，開展調查或實驗，自己整理信息，做出解釋或結論。教師應發揮自身課堂教學監控能力，引導學生步調有序地進行探究活動。

可通過以下幾種方式提高教師的探究教學能力。第一，熟悉教材，根據不同的教學內容及教學目標選擇探究教學實驗類型。如以現實熱點問題為出發點的探究教學，融入科學史背景的探究教學，虛擬情景對話式的探究教學。教師在設計教學時應考慮探究活動的時間限制和實驗結論的有效性，突出探究的重難點。第二，精心設計科學探究活動。不同類型的教學內容，在探究活動的設計上應有所側重。如對于以實驗為主體的探究，教師應對實驗操作清晰明了；以科學調查研究活動為主體的探究，教師應對結論的多元化有全面把握；以科學概念學習為主體的探究，教師事先要建立準確的概念圖，并能區別相似概念的獨特性。第三，實施以探究為核心的多樣化教學。雖然科學課程強調科學教學要突出科學探究，使科學探究式教學成為科學教學的重要教學方式，但不是唯一的教學方式。教師可在教學設計時，應積極引入科學史、科學哲學、STS 教學模式，使得探究教學內涵更加豐富。

（二）應重視探究實驗的改進和開發

《科學課程標準》極為重視實驗的教育價值和作用，在內容標準的各個領域編入了大量的實驗，形成了以幫助學生理解和形成統一科學概念與原理，體現各內容領域所在學科特點的科學實驗內容體系?？茖W教師在研究科學教材中實驗的基礎上，改進或創新實驗方法，如用自制電解水裝置替換霍夫曼水電解器，對一氧化碳還原氧化銅的實驗做尾氣回收處理等，這樣可以豐富課堂教學，提高科學教學的質量。

另一方面，教師在設計實驗探究時應考慮如何使復雜的實驗操作簡單化，如何使隱藏的實驗現象明了化，如何使實驗結論更具說服力。例如，觀察洋蔥表皮細胞實驗，可采用對比觀察的方式。教師首先把制作完好的洋蔥表皮玻片給學生觀察，讓學生在頭腦中預設其表面細胞的概念圖式，然后教師做演示實驗，讓學生分清細胞壁、細胞質、細胞核和液泡。這種把實驗的重難點放在突出位置的方式，使學生在親自探究時更有既定的方向感，不會因為現象不明顯或操作不正確而產生倦怠，中止實驗活動。

（三）應進一步提升科學教師的信息技術能力

隨著信息技術的發展，其與教學相結合并運用于課堂已成為必不可少的教師能力。對以探究性學習為主要教學形式的小學科學課程來說，通過融入信息技術優化探究過程能夠有效地培養學生的科學創造力和科學思維習慣。

首先，相關教育主管部門應針對信息技術對科學教師展開培訓，包括多媒體運用、課件制作、資源開發等。信息技術是一個很龐大的工程，不應采取以往大而全的培訓方式，要針對各級各類學校教師的需要，圍繞教學，學用結合，因地制宜地展開培訓。其次，科學教師應重視信息技術，積極主動地自學。其中教師應側重多媒體課件制作技術的學習。借助因特網雖然可以搜索到許多課件資源，但大部分比較粗糙，不切合實際的教學，教師可根據探究活動的需要對某些課件進行改進，為我所用，在改進和開發課件資源中培養自我的創造意識，探索探究教學的多元化形式。最后，各級各類學科可舉辦信息技術教學大賽，鼓勵教師在教學中融入信息技術，側重信息技術在科學課程中的適用性，切實提高科學教師該方面的能力。

（四）應加強對科學教師科學實驗方面的培訓

據了解，目前教師培訓主要采用3 種形式：講座、影子培訓、自主研修。講座即對教師進行理論知識的灌輸，影子培訓是到一些重點學校進行教學觀摩和“學徒式”的教學指導，自主研修即教師回到自己的學校對培訓所學進行教學嘗試。從中可以看出，實驗培訓并未受到足夠的重視。教師培訓應開設相關的實驗課程，讓教師進實驗室，對一些重要實驗進行重演、探索、改進，使教師充分了解實驗教學的重要性?？茖W探究活動中實驗探究占有相當大的比例，科學實驗是科學教育的重要基礎之一，因此，科學教師更應該重視甚至要求進行實驗方面的培訓。

可按4 種實驗類型對教師進行科學實驗培訓。一是觀察與測量型實驗。該類實驗在科學課程各個內容領域所占比例較大，如生命科學領域下生命系統的構成層次比較，物質科學領域下對活性炭和明礬凈水作用的觀察，地球宇宙和空間科學領域下對月相的觀測等。二是驗證型實驗。這類實驗主要以動手操作為特征，以驗證科學事實、獲取科學現象為主要特點。教師應注重運用多種實驗方法，對操作技能、實驗現象進行歸納總結，對實驗結論進行分析整理。三是探究型實驗。這類實驗重在培養學生綜合運用科學知識、方法設計實驗去探究解決實際問題的能力。因此，教師首先要對探究方向的可能性進行全面分析，羅列出各種實驗方案，并對學生可能采取的設計方案進行歸納分析，弱化不合理的設計方案。對于一些需要記錄，進行變量控制的實驗，教師還應事先設計相關表格，對學生進行操作性的引導。四是設計與制作型實驗。這類實驗的目的是培養學生的動手能力，通過實驗運用科學原理和技術手段來解決一些實際問題。這類半開放性或開放性的實驗，是教師實驗培訓的重點。教師可采用合作學習的方式，制作出一些科技成品，設計實用的實驗模型，進行改進，開發適合自己教學的實驗過程。