科學(xué)探究視角下教師應(yīng)具備的素養(yǎng)

關(guān)陽芷 程琳

內(nèi)容摘要：建國以來，我國的科學(xué)教育經(jīng)歷了巨大的變革，科學(xué)探究成為小學(xué)科學(xué)教育中不可缺少的組成部分。小學(xué)科學(xué)教師的教師素養(yǎng)指的是在科學(xué)探究教學(xué)中應(yīng)具有的內(nèi)涵涵養(yǎng)和外在本領(lǐng)。在科學(xué)探究視角下，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)具備的教師素養(yǎng)包括豐富的學(xué)科專業(yè)知識、對兒童心理的正確把握、高水平的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)探究能力和學(xué)科教學(xué)能力。小學(xué)科學(xué)教師教師素養(yǎng)的培養(yǎng)與提高，對將我國建設(shè)成創(chuàng)新型國家具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究 小學(xué)科學(xué)教師 教師素養(yǎng)

在經(jīng)濟(jì)全球化的當(dāng)今世界，科學(xué)與技術(shù)的創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，成為了提升綜合國力的重要因素。因而，在我國，科學(xué)教育愈來愈受到重視。小學(xué)科學(xué)教育作為科學(xué)教育的根基，對于培養(yǎng)小學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)都有十分重要的意義。要實(shí)行好小學(xué)科學(xué)教育，小學(xué)科學(xué)教師成為了關(guān)鍵。

一.研究背景

建國以來，我國的科學(xué)教育經(jīng)歷了巨大的變革。20世紀(jì)50年代到60年代初，中國的教育建設(shè)以蘇聯(lián)的教育建設(shè)為榜樣，因此當(dāng)時中國的科學(xué)教育模式很大程度上借鑒了蘇聯(lián)的科學(xué)教育模式。20世紀(jì)80年代初，西方教育理念傳入中國，中國的小學(xué)自然課程便開始強(qiáng)調(diào)科學(xué)的“過程”性。在此“過程”中，盡管倡導(dǎo)“科學(xué)探究”，但“探究”的目標(biāo)卻不在探究自身，而是為了系統(tǒng)把握最終作為科學(xué)成果的知識，這致使其“科學(xué)探究”多流于形式。但西方教育理念的引入也為我國的科學(xué)教育帶來了新的教育觀念，自此，我國的小學(xué)科學(xué)教育開始轉(zhuǎn)型。

如今，小學(xué)科學(xué)課程經(jīng)過不斷的課程改革已經(jīng)發(fā)展成為一門基礎(chǔ)性、實(shí)踐性、綜合性的課程，探究式學(xué)習(xí)成為其主要的學(xué)習(xí)方式。那么，小學(xué)科學(xué)教師如何在學(xué)生自由度較高，能動性較強(qiáng)的小學(xué)科學(xué)課程中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“科學(xué)的探究”;在科學(xué)探究的視角下，小學(xué)科學(xué)教師又該具有怎樣的教師素養(yǎng)，這是值得我們探究的問題。

二.教師素養(yǎng)概念界定以及前人對此問題的研究發(fā)展情況

（一）科學(xué)探究

探究（inquiry）是搜尋、研究、檢驗的活動。我國《漢語大字典》和《現(xiàn)代漢語規(guī)范詞典》對其解釋是“探究”即“探索研究”——努力尋找答案，解決問題。[1]美國《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》指出“科學(xué)探究是科學(xué)家們用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據(jù)提出種種解釋的多種不同途徑?？茖W(xué)探究也指的是學(xué)生們用獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種活動，包括觀察、測量、制作、提出假設(shè)、進(jìn)行實(shí)驗、提出模型和進(jìn)行交流等?！盵2]在我國前人對于科學(xué)探究的鉆研中，多是以不同科學(xué)課程中科學(xué)探究教學(xué)策略和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力為主要內(nèi)容。對“科學(xué)探究”概念的界定也多指教師結(jié)合教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生積極參加教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和創(chuàng)新意識，讓學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中動手動腦的教學(xué)活動，是提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要因素。聯(lián)系國內(nèi)外對科學(xué)探究的研究，總結(jié)來講，在小學(xué)科學(xué)課程中的科學(xué)探究過程就是教師引導(dǎo)學(xué)生主動提出問題，積極思考，著手操作，體驗解決科學(xué)問題的過程，在親身經(jīng)歷中獲取科學(xué)知識的過程。

（二）教師素養(yǎng)

素養(yǎng)（literacy），即平日的修習(xí)涵養(yǎng)，與素質(zhì)、修養(yǎng)互為同義詞，指人在思想品德、文化教育、理論知識、文學(xué)修養(yǎng)等諸多方面所具有的水平。[3]對于教師素養(yǎng)的觀點(diǎn)，在不同的教師素質(zhì)觀下，會產(chǎn)生不同的結(jié)論。筆者查閱了“中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫”上關(guān)于“教師素養(yǎng)”找到216篇碩士論文，在“中國學(xué)術(shù)期刊（網(wǎng)絡(luò)版）”上關(guān)于“教師素養(yǎng)”找到1005篇期刊論文。在前人的研究中，多是以核心科目以及次級科目教師的核心素養(yǎng)和學(xué)科專業(yè)素養(yǎng)的現(xiàn)狀及提升策略為主要研究內(nèi)容，部分研究為新時代學(xué)科教師應(yīng)具備的人文素養(yǎng)和信息技術(shù)素養(yǎng)研究。對科學(xué)探究視角下的教師素養(yǎng)及小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)具有的教師素養(yǎng)的研究還比較少。本文從科學(xué)探究視角界定“教師素養(yǎng)”概念，偏重于小學(xué)科學(xué)教師在科學(xué)探究教學(xué)中應(yīng)具備的內(nèi)在修養(yǎng)和外在能力的概念。

三.科學(xué)探究視角下小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)具備的教師素養(yǎng)

隨著國家對小學(xué)科學(xué)重視程度的提高，對小學(xué)科學(xué)教師的職前職后培訓(xùn)水平以及各高校對小學(xué)教育科學(xué)方向的師范生的培養(yǎng)資源都在不斷地提升中。但我國小學(xué)科學(xué)教師在科學(xué)探究方面的教學(xué)組織、教學(xué)評價與反思能力和教育研究能力仍有不足，有待提高。部分地區(qū)學(xué)校也有其它學(xué)科教師或班主任兼任小學(xué)科學(xué)教師的情況。針對以上情況，筆者結(jié)合小學(xué)科學(xué)案例，按照科學(xué)探究過程中激發(fā)興趣、提出問題、作出假設(shè)、制定計劃和實(shí)施計劃的步驟，提出在科學(xué)探究視角下，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)具備的教師素養(yǎng)，主要有以下幾個方面：

（一）學(xué)科專業(yè)知識的融合創(chuàng)新

在實(shí)際的科學(xué)探究活動中，經(jīng)常會出現(xiàn)學(xué)生探究不積極不深入，做實(shí)驗流于形式的情況。造成這種情況的原因，往往是教師照本宣科，學(xué)科專業(yè)知識不夠豐富，沒有辦法引導(dǎo)學(xué)生更加深入的探究。小學(xué)科學(xué)本就是一門特殊的學(xué)科，它包含物理、化學(xué)、地理、生物四門科目的基礎(chǔ)知識，與我們的生活息息相關(guān)?，F(xiàn)如今較流行的STEM教學(xué)模式更是將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)有機(jī)的融入到科學(xué)課程之中。所以，作為小學(xué)科學(xué)教師，必然要具有豐富的學(xué)科知識和相關(guān)學(xué)科的知識。科學(xué)探究教學(xué)要在堅持科學(xué)性原則的基礎(chǔ)上以學(xué)生為主體，豐富的學(xué)科專業(yè)知識可以幫助小學(xué)科學(xué)教師在引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究時盡量減少差錯，或在學(xué)生提出問題時能夠引導(dǎo)學(xué)生回歸到正確的自主探究之中。而一切探究活動的起始，即激發(fā)學(xué)生想要進(jìn)行探究活動的興趣，就需要教師運(yùn)用已有的學(xué)科專業(yè)知識進(jìn)行課程資源的創(chuàng)新。學(xué)科知識和課程資源的融合與創(chuàng)新，能夠讓學(xué)生在不斷的深入探究的過程中，不斷地接觸到新的有趣的知識，成為學(xué)生繼續(xù)探究的動力。

在激發(fā)學(xué)生探究的興趣時，小學(xué)科學(xué)教師可以將與科學(xué)學(xué)科相關(guān)的其它學(xué)科的知識融入到探究活動當(dāng)中，比如，科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)歷史。隨著小學(xué)科學(xué)課程的改革不斷深化，不同版本的小學(xué)科學(xué)教材上都開始出現(xiàn)有關(guān)科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)歷史的知識。了解科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)歷史，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、樹立學(xué)生的科學(xué)思想、培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)的精神，而這些都是學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)探究時不可缺少的因素?！懊绹目茖W(xué)課程體系把科學(xué)的教育內(nèi)容分為八類，其中包括‘科學(xué)歷史與本質(zhì)。在我國的小學(xué)科學(xué)教育中，‘加強(qiáng)科學(xué)文化的教育，加強(qiáng)科學(xué)發(fā)展歷史的教育，也成為了課程改革的追求目標(biāo)?！盵4]這一情況要求小學(xué)科學(xué)教師理解科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)歷史的相關(guān)知識，并能將科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)歷史的相關(guān)知識滲透到科學(xué)教育的各個方面。在《水火箭》這一課中，教師在課前就引導(dǎo)學(xué)生了解探究人類研究“火箭”的歷史，讓學(xué)生了解到在火箭的發(fā)明、發(fā)展史上記載著的我們炎黃子孫的貢獻(xiàn)。這一科學(xué)歷史的延伸，不僅使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的民族驕傲，還激發(fā)了他們想要成功制作出水火箭，繼續(xù)探究這個項目的動力。

（二）學(xué)科教學(xué)能力

科學(xué)探究活動的開始，是教師引導(dǎo)學(xué)生積極思考，使得學(xué)生能主動從實(shí)踐和學(xué)習(xí)中提出要探究的問題。而想要更有效，更簡潔的引出問題，教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)就顯得尤為重要。小學(xué)科學(xué)教師要在科學(xué)探究中處理好確定的學(xué)科知識與不確定的教學(xué)情境之間的矛盾關(guān)系，就必須要具備學(xué)科教學(xué)能力?！皩W(xué)科教學(xué)能力”一詞是由“學(xué)科教學(xué)知識”一詞延伸而來的。學(xué)科教學(xué)知識指的是教師在其知識學(xué)習(xí)和課堂經(jīng)驗累積的基礎(chǔ)上，對于學(xué)科知識及其相關(guān)知識的系統(tǒng)掌握。它“具有情境性和實(shí)踐性的特征。從教學(xué)實(shí)踐的角度考察，學(xué)科教學(xué)知識主要體現(xiàn)于教師在實(shí)際教學(xué)中如何根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和自己對這一學(xué)科內(nèi)容的理解來設(shè)計教學(xué)情境、表征某一具體的教學(xué)內(nèi)容?！盵5]與學(xué)生生活相關(guān)的教學(xué)情境能夠吸引學(xué)生對探究內(nèi)容的興趣，更容易引導(dǎo)學(xué)生提出探究活動中的問題。貼近教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)情境能夠讓學(xué)生更持續(xù)地投入到探究項目當(dāng)中，使得猜測、觀察、測量、實(shí)驗等環(huán)節(jié)融為一體，自然進(jìn)行。

在《水火箭》一課中，教師以室外實(shí)驗活動作為這節(jié)課的開始，以水火箭升空的科學(xué)實(shí)驗導(dǎo)入新課，讓學(xué)生先觀察到有趣的實(shí)驗現(xiàn)象再探究實(shí)驗背后的理論知識。這節(jié)課中教師以室外水火箭的科學(xué)實(shí)驗為教學(xué)情境，并以此激發(fā)學(xué)生探究實(shí)驗原理等科學(xué)知識的興趣。學(xué)生對知識原理和實(shí)驗產(chǎn)生了濃厚的興趣，才能更積極的投入到科學(xué)探究中，整個教學(xué)過程和對課堂時間的利用才會更有效。

（三）對兒童心理的準(zhǔn)確把握

在科學(xué)探究的提出假設(shè)的環(huán)節(jié)中，學(xué)生根據(jù)自己的前認(rèn)知針對問題進(jìn)行假設(shè)，并自行判斷假設(shè)的可檢驗性。要使這一環(huán)節(jié)有效順利的進(jìn)行，小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)足夠了解學(xué)生的前認(rèn)識，根據(jù)學(xué)生的前認(rèn)知來設(shè)計課堂中的生成點(diǎn)，以此來激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣。正確把握學(xué)生的心理特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生提出可行性假設(shè)，是教師在這一環(huán)節(jié)的主要任務(wù)。在所有的學(xué)生群體中，小學(xué)生是特殊的學(xué)生群體。在小學(xué)年齡階段的兒童對世界充滿了好奇，教師針對這一特點(diǎn)可以將科學(xué)探究的教學(xué)情境與實(shí)際生活相聯(lián)系，這樣不僅能讓學(xué)生感受到“生活處處有科學(xué)”，某種程度也上降低了學(xué)生提出假設(shè)的難度。但在這個年齡階段，小學(xué)生也具有情緒不太穩(wěn)定、自我控制能力不足的特點(diǎn)。這要求教師在此環(huán)節(jié)中，能針對兒童的心理特點(diǎn)進(jìn)行提問引導(dǎo)，使學(xué)生能夠積極思考，主動提出假設(shè)。教師也應(yīng)根據(jù)學(xué)生年齡特點(diǎn)的不同，設(shè)計不同的模型，使學(xué)生能夠用適合自己的方法對模型進(jìn)行觀察、測量、猜測、交流和實(shí)驗。

比如，在《暗盒里有什么》一課中，教學(xué)對象為5～6年級的孩子。在此年齡階段的學(xué)生已有了一定的知識積累，所以在本節(jié)課中，教師采用了自主合作探究的學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生在小組討論中主動運(yùn)用自己的經(jīng)驗，利用自己的感覺意識，聽覺和視覺來觀察，猜測暗盒里究竟有什么。在小組討論中，由于每個學(xué)生的知識背景不同，測試的方法不同，自然所收集到的信息就不同，做出的判斷也不同。所以，他們便會為自己的結(jié)論而據(jù)理力爭，和其它同學(xué)積極地交流、討論自己得出結(jié)論的根據(jù)和過程，進(jìn)而互相之間取長補(bǔ)短，得出更為準(zhǔn)確的結(jié)論。而這，正是科學(xué)探究的過程。學(xué)生在實(shí)際動手制作暗盒模型檢驗自己的結(jié)論之前，通過觀察、測量、多種感官并用來對暗盒中的物質(zhì)進(jìn)行猜測，這就與科學(xué)探究中的建模思想相近。值得一提的是，學(xué)生只能靠聽覺或者感覺來對暗盒中的物質(zhì)做出判斷，因此暗盒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜或者太簡單。前者容易使學(xué)生產(chǎn)生錯誤信息，后者容易讓學(xué)生失去探究的興趣。所以，暗盒里的信息應(yīng)是富于變化的，能夠引起學(xué)生的探究欲望和不同的猜想，形成設(shè)疑，提出假設(shè)和思考的過程，甚至學(xué)生能在科學(xué)探究的過程中培養(yǎng)自身的批判性思維。

（四）科學(xué)探究能力

在科學(xué)探究中，學(xué)生提出針對問題的可行性假設(shè)之后，便要獨(dú)立制定驗證假設(shè)的實(shí)驗計劃并且實(shí)施計劃。在學(xué)生實(shí)施實(shí)驗計劃時，小學(xué)科學(xué)教師要具有引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究的能力。教師可以通過關(guān)鍵問題的提問和對實(shí)驗用具的特殊設(shè)計引導(dǎo)學(xué)生自主判斷選擇實(shí)驗所需的材料和用具，了解需要控制的變量，獨(dú)立記錄實(shí)驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。這就要求小學(xué)科學(xué)教師在整個課堂預(yù)設(shè)以及課堂生成和課后的過程中都要做好完整細(xì)致的工作。比如，在《水沸騰現(xiàn)象的觀察》一課中，在進(jìn)行科學(xué)探究活動中的測量（數(shù)據(jù)處理）環(huán)節(jié)時，為了方便學(xué)生能夠持續(xù)地觀察并記錄變化現(xiàn)象，同時也為了方便學(xué)生整理數(shù)據(jù)信息，找出變化趨勢，教師可以為學(xué)生設(shè)計一張記錄單，并以關(guān)鍵問題進(jìn)行引導(dǎo)，以促使學(xué)生有目的的觀察和測量，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)探究能力中的實(shí)驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和記錄技能。

在科學(xué)探究教學(xué)中，教師教給學(xué)生的不僅僅是作為科學(xué)成果的理論性知識，還有通過問題引導(dǎo)等方法，啟發(fā)學(xué)生的探究思路，并以此分析數(shù)據(jù)信息，尋找變化規(guī)律，幫助學(xué)生形成從科學(xué)視角認(rèn)識客觀事物本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的科學(xué)思維方式。

（五）科學(xué)素養(yǎng)

科學(xué)素養(yǎng)是指理解科學(xué)本質(zhì)，熱愛科學(xué)，了解當(dāng)今社會生活中所必需的科學(xué)技術(shù)知識并且能夠應(yīng)用基本的科學(xué)方法來解決處理 實(shí)際問題、參與公共事務(wù)的能力。這個概念和科學(xué)探究的目的不謀而合。在整個科學(xué)探究的活動中，教師引導(dǎo)學(xué)生在生活實(shí)踐和學(xué)習(xí)中從提出問題到提出假設(shè)再到進(jìn)行實(shí)驗驗證的過程，也是學(xué)生了解生活必需的科學(xué)技術(shù)并進(jìn)行初步應(yīng)用的過程。所以，小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)是依賴于自己在學(xué)習(xí)和探究的過程中內(nèi)化而形成。教師的科學(xué)素養(yǎng)的高低也成為了引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要因素。然而，科學(xué)素養(yǎng)的形成需要長時間的積累，這要求小學(xué)科學(xué)教師在平常的工作生活中，應(yīng)時刻關(guān)注身邊的科學(xué)問題，了解其背景來源，探究其科學(xué)過程，不斷豐富自己的科學(xué)知識和科學(xué)經(jīng)驗。提高小學(xué)教師的科學(xué)素養(yǎng)，是我們建設(shè)學(xué)習(xí)型社會，提高全社會公民科學(xué)素養(yǎng)，建設(shè)人才強(qiáng)國，邁向現(xiàn)代教育的必然需求，我們應(yīng)當(dāng)在認(rèn)識層面上加以強(qiáng)調(diào)和重視。[6]

四.未來與展望

隨著課程改革的不斷深化，小學(xué)科學(xué)課程的地位在不斷的提高，但與語文、數(shù)學(xué)等核心科目相比，小學(xué)科學(xué)教師的職前職后培訓(xùn)仍需要更多的重視。希望未來，地方教育部門能夠增強(qiáng)對于小學(xué)科學(xué)教育政策的支持，學(xué)校能夠注重小學(xué)科學(xué)教育專業(yè)人才的培養(yǎng)，能夠踐行課改宗旨，積極推進(jìn)學(xué)校管理制度改革。學(xué)校應(yīng)當(dāng)注重建設(shè)融洽的、富有活力的、高質(zhì)量的小學(xué)科學(xué)教師隊伍，實(shí)行高質(zhì)量的科學(xué)教育。小學(xué)科學(xué)教師應(yīng)當(dāng)不斷學(xué)習(xí)，時刻提升自己的專業(yè)知識和能力，充分利用當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境資源和學(xué)校資源，為國家初步培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)的創(chuàng)新型人才，為將我國建設(shè)成創(chuàng)新型國家，提高國家生產(chǎn)力，形成日益強(qiáng)大的競爭優(yōu)勢做貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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本論文為全國教育科學(xué)規(guī)劃教育部重點(diǎn)項目——城鄉(xiāng)發(fā)展一體化進(jìn)程中基礎(chǔ)教育資源均衡化程度測評與統(tǒng)籌配置研究（DHA140277）、遼寧省本科教改立項——“小學(xué)科學(xué)教學(xué)與研究”跨校修讀教學(xué)模式的改革與實(shí)踐（262）的階段性成果。

（作者單位：渤海大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院）