2012年美国科学教师培养NSTA新标准及对职前科学教师培养的启示

窦梦丹　陈凯

摘 要 在呈现2012年美国科学教师培养NSTA新标准的具备内容基础上，与2003年标准进行对比，客观分析了美国科学教师培养标准对职前科学教师的新要求。并结合中国科学教师培养实际做出思考和借鉴。

关键词 科学教育改革 职前科学教师 教师教育 科学教师培养标准

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

2012年，全美科学教师协会（National Science Teacher Association，简称NSTA）公布了对《科学教师培养标准》（Standards for Science Teacher Preparation，以下简称《标准》）的修订稿，并以此取代2003年的版本。

1 科学教师培养标准制订背景

1.1 NSTA简介

NSTA成立于1944年，总部设在弗吉尼亚州。它不仅是美国，而且也是全球最大的民间科学教育组织团体，根本任务是促进科学教与学的卓越发展。NSTA发起了多项科学教育改革运动，并且参与制定了《国家科学教育标准》（National Science Education Standards，简称NSES）的制订和修订，对科学教育的改革与发展产生了深远的影响。

1.2 科学教师标准简介

NSTA于1998年和科学教师教育促进协会（Association for the Education of Teachers in Science，简称AETS）联合出台了《科学教师培养标准》。该标准是国际上第一个针对科学教师培养的指导性文件，对全美科学教师制定了一个统一的标准，对科学教师的行为进行评估，特别是对知识和技能的掌握。2003年科学教师标准从内容、科学本质、探究、问题、一般教学技能、课程、社区科学、评价、安全和福利、专业发展这十个方面对美国科学教师专业发展提供了基准和评价的标准。2012年的标准将更加符合NCATE的概念框架和SASB的理念。

1.3 科学教师标准修订的背景

1.3.1 美国科学教育改革趋势

美国政府和教育工作者充分认识到经济发展、国家创新能力和美国劳动者的竞争能力需很大程度上依靠数学与科学知识基础。随着全球化的深入，美国为了巩固领先地位，在美国科学教育领域开始大力改革，把工程教育提高到了一个不容忽视的地位，在科学课程强调科学和工程实践融合，以此提高美国国民的科学、技术、工程和数学（通常简称为STEM）综合素养，最终目的也是为了提升国家竞争力。

1.3.2 新一代科学教育标准出台

美国陆续出台《科学教育新框架》、《新一代科学教育标准》等重要文件，对原有的科学教育标准进行大幅度修订，这也是国际科学教育界瞩目的重要事件。1996年的美国第一部国家科学教育标准缺乏系统的规划，过于追求广泛知识面而导致教师学科发展缺乏深度，以及没有为学生提供足够实践和应用科学的机会。在此后十几年的实施过程中积累了足够的思考，《新一代科学教育标准》遵循《科学教育新框架》的核心思想，要求学生乃至教师不仅要有宽泛的知识体系更要清晰不同年级必须掌握的核心概念，核心概念的讲授应以由深入浅的方式帮助学生形成更科学和系统的基础知识。科学教师要把知识内容和实践有机结合，帮助学生开展科学探究，建立数据模型，学会使用工具。教师要学会激发学生的学习兴趣，对知识体系的掌握要有连贯性、一致性和系统性，掌握学生的学习进程，循序渐进地引导学生的知识建构走向一个更科学和系统的视野方向，完善科学教育的连贯性、一致性和系统性。

1.3.3 科学教师专业成长的需要

无论是社会对科学教育的需求，还是科学教育标准改革对配备师资提出的要求，都促使美国愈加关注科学教师的培养，科学教师的培养和专业发展得到政府和社会各界人士的广泛关注。新的标准建立在“关于科学教师应该知道什么”的研究基础上，并充分借鉴国际科学教育前沿文献。新的NSTA-SSTP反映了新在职教师必须知道和能执行的知识、技能和教学风格，更加注重规范教师专业发展的方向和进程。

2 美国科学教师培养新标准的主干内容

2.1 新标准的框架

美国科学课程教师NSTA新标准由以下三部分组成：前言，科学教师专业发展标准的性质，标准内容。

标准的一、二部分界定了美国科学课程教师培养的目标、教学内容、教学条件、教学方式、教学实践与教学资源等。并提出科学课程教师要成为一个专业人员，必须做到四个统一：“学科性”与“专业性”的统一，即要求科学课程教师在掌握必需的基本科学知识的同时，应具备从事教育工作的基本能力；“通才”与“专才”的统一，科学课程教师首先必须学习广泛的科学知识与博雅知识，同时对所教学科进行深入研究，具备指导学生在该领域进行探究活动的能力；理论与实践的统一，科学课程教师专业发展的内涵是多层面、多领域的，需要不断地学习新的理论去指导实践，又以持续的实践来更新旧的理论；自我教育与合作学习的统一，科学课程教师的专业发展必须依靠自身的努力，不断地进行自我教育，同时，科学课程教师还需要依靠同事与培训教师的协助。

2.2 针对职前科学教师培养的新标准要点

2012年的美国科学课程教师NSTA新标准针对职前科学教师培养提出了以下几点：

标准1——学科内容知识。

科学教师需要开展有效的科学教学，首先自身要理解当代科学知识和科学实践，并能够清晰表达出来。他们需要能够将重要的科学概念、思想和专业认证领域的申请要求联系起来。

（1） 理解科学领域的主要概念、原理、理论、规律和各种相互关系，以及国家科学教师委员会推荐的支持领域。

（2） 理解支持学科的核心观点和科学技术。

（3） 理解州和国家课程标准，理解它们对教授P-12年级学生学科内容知识的影响。

标准2——学科内容教学法。

科学教师开展有效教学，需要了解学生如何学习和发展科学知识。职前科学教师要掌握应用科学探究方法来指导所有学生开展科学知识的学习。

（1） 在大量的教学设计训练中运用不同的探究方法来强化知识和理解学生是如何学习科学的。

（2） 在活跃的探究课堂里，学生收集和解释数据，以之发展和交流科学概念，在以观察和实验为依据的经历中理解科学过程、关系以及自然模型，并在恰当时机应用体现科学学科特点的技术。

（3） 设计能面对前概念并加以处理的课程和评价体系。

标准3——学习环境。

科学教师要实现教学的有效性，需要通过设定和学生学习科学行为相一致，且和国家或州科学标准相配合的教学目标，以此鼓励学生投入到科学学习中。这些教学设计充分反映科学的本质和社会属性、探究和恰当的安全意识。为了达到教学目标，科学教师资格申请者设计和选择学习活动、教育环境以及包括针对科学的技术资源。此外，他们还需要设计公平公正的评价策略来确定是否达到教学目标。

（1） 使用大量的教学策略展现职前教师的知识以及如何选择合适教学活动，包括供学生学习可使用实验室或相关环境以及合适的工具或技术。这些策略对学生来说都是广泛可行且具有激励作用。

（2） 开发包括有效探究活动课程在内的教学设计，其中学生可应用合适的针对科学的技术工具收集和理解资料，使学生通过经验性的经历发展科学观念、理解科学过程、关系和自然模型。这些教学设计都是为了培养所有学生的科学素养。

（3） 设计公平的评价策略来分析学生的学习和评估教学是否达到设定目标。设计这些评价策略可以持续用来评估学生前概念及已经构建的观念。

（4） 为所有学生设计一定的学习环境和学习经历，以展现化学安全性、安全程序以及在许可领域内对生命的人性化处理。

标准4——安全。

在P-12（PRESCHOOL-12年级，贯串学前到高中的教育阶段）教室中在一定前提条件下开展课程，有效的科学教师需要表现和确保化学的安全性、安全程序和对生命的人性化处理。

（1） 在一个P-12教室，教师设计活动展示学习的安全性，以及实验准备、药品贮存和配制、监管和处置一切相关主题科学教学中使用材料的合适技术。

（2） 在一个P-12课堂，教师设计和展示活动表现其综合能力，包括应对突发事件、维护安全设备、并确保安全程序适用于所有学生学习活动。

（3） 在一个P-12班级，以安全、人道和道德的方式对待课内外发现的生物有机体，并尊重关于搜集、保存和使用这些有机体的法律规定。

标准5——对学生学习的影响。

有效的科学教师能做到P-12学生对核心科学知识、原理、理论、规则的理解因为他们的教学而改变，表现出学生的知识应是超越记忆的理解水平。教师资格申请者应该分析信息，发现所教学生的差异。

（1） 收集、组织、分析和思考那些能表现思维运作的诊断性的、形成性的和终结性的证据，并以此判断学生是否获得或修正这些科学知识。

（2） 提供数据说明P-12学生可以分辨科学和伪科学，理解人类为科学演变和实践所做的努力，批判性分析那些以科学之名所发布的观点。

（3） 鼓励学生积极适当发展科学探究能力，以科学的方式从观察、资料、推理中建构观念、发现影响因素。

标准6——专业化知识和技能。

有效的科学教师应持续不断提升他们的知识以及改善对日新月异的科学知识内容及教学方法的理解，包括处理教学中的不公平和帮助学生科学总结的方法。他们加入科学教学社会团体并体现很强的认同感。

（1） 在学科领域热衷于把握各种专业发展机会，例如主题发言、学术报告会、科研机会或学会项目。

（2） 关注其他专业发展机会例如讨论会、科研项目等。

3 新旧标准对比

3.1 新标准框架更加符合NCATE和SASB的原则

新标准是在一定的理论研究和实践基础上开展修订的——特别是SASB理念和相关研究。2012 NSTA-SSTP切合SASB提出的四个指导原则。标准2“学科内容教学法”和标准3“学习环境”对应NCATE的“学习者和学习”的原则，标准1“学科内容知识”对应NCATE的“内容”原则，标准4“安全”、标准5“对学生学习的影响”对应NCATE的“指导性实践”原则，标准6“专业知识和技能”对应NCATE的“职业责任”原则。这些标准要求职前教师精通本领域的核心知识，并且具备将知识在中小学课堂展现的能力，在职前阶段开始专业发展的筹备，并能与各种各样的学生融洽相处。

3.2 单独开辟职前科学教师标准，体现科学教师资格申请要求

2012年美国科学教师培养标准突出美国对科学教师后备力量的重视，也体现他们对科学教师资格申请的严格要求。

2003年NSTA标准包括10个标准和30个条目，但并没有单独列出职前科学教师的要求，而2012年新标准特别开辟对职前科学教师的专题，包括6个标准和18个条目，将标准的重复性最小化，使得旧标准的内容在新体系中得到整合和精简。面向职前科学教师强调在职科学教师需要具备的技能、知识和能力，新旧评价标准最主要的不同是对于职前教师只需整体上满足标准要求而不是满足标准中的每项具体内容，但对于主要的评价标准必须要满足。新标准的制定不是为了特别突出强调内容标准，而是为了引导职前科学教师有能力处理他们个人教学任务、学科内容。教学法标准在各个州的实施会有所变化，但是技能、知识和方法却不会。

3.3 从关注“教”转向关注“学”

2012年美国科学教师培养标准与旧标准最大的不同是从一直关注科学教师的“教”转向关注学生的“学”，六个标准中有两条都体现科学学习层面，更加关注于学生的学习结果。科学教师只有提升对学生学习习惯、学习内容、学习心理的了解，才能达到有效教学的目的。该转变影响职前教师在筹备教师资格申请时，就有意识地提升对学生的了解和关注，有利于教师依据学情开展教学实践。

4 给予中国科学教师职前培养的启示

4.1 《教师教育课程标准》需要针对不同学科体现专业化要求

2011年10月，教育部正式颁布了《教师教育课程标准（试行）》，这是我国教育史上第一部关于教师教育课程的国家标准，它体现了国家对教师教育课程的基本要求，是制定教师教育课程方案、编写教材、建设课程资源以及开展教学和评估活动的依据，具有划时代的意义。但是该标准具有一定概泛性，不能体现各学科的学科特色。美国的科学教师培养标准十分关注通过标准实现教师专业化，能从学科特点对教师职前和职后发展、对不同学科领域教师专业发展分别提出具体的要求，体现针对性和实用性，对我国进一步细化教师教育课程标准的适用学科有一定借鉴作用。

4.2 科学教师培养需要重新审视专业课教学，重视学科知识是科学教师发展基础

我国教师教育目前非常重视两笔字、教师口语、多媒体课件制作、说课等技能，固然是一件好事，但由于这些技能训练脱离了教学实际情境且没有真正的教学对象，还往往忽略了各个学科独有的知识、特征、观念，所以最终难免会暴露出课堂应变的不足。归根到底，是因为学科知识的欠缺。一个不能正确理解学科知识的教师必然不能进行“清晰的讲解”，而“清晰的讲解”是开展有效教学的基本前提。回归学科知识，将使教师找到正确的专业发展之路，进而练就一身过硬的教学基本功，真正实现教师的专业成长，使教师的专业发展真正走上可持续发展之路。事实上，一线教师的专业成长（包括其教学质量）总体上是与教师对学科知识的理解程度正相关，这也是名师、骨干教师与一般教师的一个明显的“分水岭”。近年来教师教育研究普遍关注学科教学知识主题，而学科教学知识必然带有很深的学科烙印。通过前人的研究，不难发现，学科教学知识往往指向具体的学科，是学科内部的教师教学知识，体现出明显的学科专业性，不同学科的实践性知识虽然在教学法知识层面可能拥有互通之处，但其核心内容却具有较大差异，不具备直接转化为其他学科教师任教知识基础的潜能。科学学科具有独特的知识性特征，追求对物质、生命科学及宇宙空间世界的探索和认知，而且其知识可能会随着科技前沿的发展而改变或更新，对科学教师的要求自然高于一般学科；美国科学教师培养标准将“内容”作为第一条标准，表现为科学教育对教师的要求最基础、最重要的层面。

由此看来，职前教师教育中的专业课至关重要，因为这是科学教师积累学科知识的重要途径。但是从大多相关专业师范生初上讲台的表现来看，几乎所有师范生都存在学科问题理解不够深入的问题，例如无法看到物质性质背后的结构因素，不能应用基础原理解释异常的自然现象等。这种学科知识的缺憾说明大学期间里的专业基础课成绩并不能完全代表学生真实水平，职前教师科学领域专业课程过于注重结论性规律、过于注重学科笔试成绩，却忽略大学专业基础课程的思想、主线、发展以及与中小学教材内容的联系，从而在工作以后因久不应用、思考而逐渐淡忘、忽视了大学专业学习对自己深入理解教材和专业发展的重要性。这一点值得职前科学教师教育研究者的深思和反省，也建议从美国培养标准中获取行动指引。

4.3 科学实验教学需要教师自身的安全知识和安全意识

科学实验是科学教育的重要特征，作为科学教师有责任确保学生的实验安全，美国科学教师培养标准明确指出“安全”这一标准，认为职前科学教师在设计活动时要了解一切科学教学中使用的材料的安全性，并有能力处理突发事件、维护安全设备、并确保安全程序适用于所有学生学习活动。相比之下，我国科学教育在“安全教育”关注和研究较为滞后，很多师范院校的理化生专业师范生和在职教师并没有接受过系统的实验安全课程教育与训练，仅靠自身的专业课实验学习和零散的实验教学经验获得安全认识，由于长期只关注实验操作和学科知识的传授，缺少对实验潜在危险细节的把握，实验安全意识淡漠，所以需要接受充分的实验安全教育才能完全胜任中小学科学实验教学。科学教师不止在课堂上简单的提出各种禁忌，还应该将安全知识融入事实性知识教学和生活应用实践中。在教师教育标准中帮助职前教师在学习、教学实践中强化安全意识，关注实验安全评估，将安全意识贯彻到科学教师的整个职业生涯中。所以无论是职前科学教师教育还是职后继续教育中，安全教育应该作为重要的学习内容。

4.4 职前教师教育需要增设课程引导对学生科学学习的研究

正如前文评述，美国科学教师培养标准指引职前科学教师应关注学习环境以及科学教育对学生学习的影响，认为任何有效教学都不能撇开学生的学，儿童学习科学时会体现与其他课程不同的特点值得教师关注和分析，充分体现学生的学才是课堂教学的核心——因为教学即是为了学。我国职前教师教育一直以来过于关注课程、教材、教法，缺失对学生、对儿童的研究，诊断学生和研究学生在教师的学习时间、专业时间中只占据极少的分量。《教师教育课程标准（试行）》首次提出给未来的教师开设“儿童发展与学习”，确立“儿童本位”、“学生为本”的思想。对于职前科学教师而言，建议增设如“儿童科学学习”或“科学课程学习心理”之类的课程，以教育心理学及学科教学论为先修课程，在教育见习和实习的实践基础上，结合教育科学研究方法，系统、深入理解学生学习科学的习惯、思维、迷思。

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