在中小学，无论从教师的组成与结构、教学内容与任务、教学方式与方法，还是教师的专业特点与发展要求来看，科学教师都是一个特殊的教师群体。科学教师应该具备哪些素质？
首先，要有作为一名科学教师应有的专业素质。由于科学是一门综合性课程，涉及不同领域多个学科，因此对科学教师来说，熟悉完整、结构化、跨学科的专业知识，以及重要的学科思想方法更显重要和必要。此外，科学发展史、最新科技成果信息等也是科学教师应该了解和掌握的基础知识。在专业能力方面，除教师共性的教学设计能力、教学实施能力外，科学教师关于科学学科的理解能力、实验设计与操作能力、活动设计与实施能力等学科实践能力也非常重要。
其次，要有作为工程师的一般思维和基本的工程师技能。工程师与科学家、教师的专业特点有所不同。科学家主要是提出问题、研究问题，工程师则是把理论应用在实际工作当中，并致力于解决现实生活中的具体问题。工程师的基本技能主要是设计、操作、管理、评估等，例如能设计图纸、能组织施工、能评估或优化方案。作为中小学教师，虽然无须成为真正的科学家或工程师，但是作为新时代的科学教师，一专多能应该是专业发展目标之一，至少要在科学、技术、工程、数学等不同领域（即STEM）具备初步或基本的知识与技能，尤其是基本或必要的动手操作能力。
再次，要有强烈的课程意识和课程整合与实施能力。由于科学教育的综合性、实践性、生活性和开放性较其他学科更突出，因此对科学教师的课程意识及其课程整合能力的要求就更高。在内容综合性上，科学学科课程既有领域间的综合，例如科学、技术、工程、数学、人文艺术等（即STEAM或A-STEM），也有学科间的综合，例如物理、化学、生物、地理、天文、环境等。在主题教学或项目实践时，还会涉及不同学科教师间的综合。在学校教育实践中，科学教育除国家课程外，还有相关的兴趣小组、社团活动、综合实践活动等。因此，科学课程的实施和学校科学教育活动需要重整、重构或*，并在有限的时空内统筹实施、分工协作，才能提高课程教学效率，减轻师生负担。
最后，要有底蕴丰厚的人文素养。在“双减”背景下深化科学教育，需要以学生为中心，保护好学生的好奇心和求知欲，切实减轻学业负担，以体现科学教师的人文关怀和社会责任。在传统的科学教育中，大多在科学知识、科学探究等工具理性方面表现得比较充分，但在情感、态度与价值观等人文素养方面的教育效能有待加强。这正是我们提出A-STEM教育的出发点之一，旨在加强科学教育的人文属性，并强调在人文引领下深化科学教育改革与实践，从学生兴趣出发，基于项目实践，融合真实的现实生活情境与跨学科内容，实现“为人类福祉服务的意义和价值”。
从学校的角度出发，如何培养优秀的科学教师？可以从四个方面发力。
一是加强职后分类培训，提高科学教师综合素养。现行国家课程教材中的科学内容包括物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四大领域，但是由于普通高校专业设置上的问题，现在中小学科学教师大多为某个单学科专业出身，如物理、化学、生物等理科专业背景的比较多。这些教师在职前教育中自身的科学知识存在结构性缺陷，所以在职后培训方面，首先要通过有效的方法和策略，面向不同专业背景的教师，分类组织基于不同知识内容的补偿性培训。其次由于实验操作技能和科学活动设计能力也是科学教师普遍的弱项，应加强进阶式分层培训。在学科思想方法或学科理解能力方面，可以通过名师引领，以任务驱动方式进行分层分类培养。在选择引领教师时要用其所长，从他们擅长的领域开始，再拓展到其他领域。
二是增强课程意识，提高科学教育课程化水平。除国家课程外，许多教师和学生的科学教育往往是从兴趣小组、社团活动或学生小课题研究开始的。值得注意的是，这种实践形态容易碎片化，有些活动看似热闹，学习效率和效果实际会打较大的折扣。因此，学校要善于引导教师创造条件将碎片化的科学教育和科技活动课程化，并以课程的形态组织实施。
在中小学教育实践中，科学教育往往会涉及综合实践、信息技术（信息科技）、劳动教育、科技活动和专题教育实践活动等，基于学校课程教学时空的有限性，更有必要通过课程重整、*、重构等形式进行课程化整合，而且探究式教学、实验教学、项目式学习、跨学科学习等应该成为科学课程的主要教学方式，以提高课程实施水平和效果。此外，课程有其必备的关键要素，诸如目标、内容、过程、方法、资源和评价等，其中的课程评价是当前科学教育课程化中比较薄弱的环节，应在后续课程化过程中予以加强，尤其要加强表现性评价、过程性评价在科学教育中的运用。
三是加强资源建设，拓展科学教育实践渠道。学校首先应根据当地普通中小学校建设标准和教育部发布的6个学科教学装备配置标准配齐功能室、实验室、实验设备设施、实验器材等，定期或及时补充实验耗材。有条件的学校应有计划地建设一些与科学教育相关的专用教室、科技活动室和创新实验室等。在科学教育中，学生普遍对前沿科技和大型工程项目非常感兴趣，例如载人航天、火星登陆、深海探索等，但受限于学校现有条件，许多教育工作难以开展或难以深入，因此学校应根据当地实际，加强与高等院校、科研院所、优秀企业、博物馆、科技馆、社区等单位的合作，并充分利用好这些单位的资源，或利用好这些资源开发出相应的科学教育课程。
四是创建交流展示平台，激励师生共同发展。展示交流不仅仅是学生学习的主要激励措施，对教师来说也是如此。由于科学教育涉及的跨学科教师多、可用的教育方式方法多、实践性教学活动项目多，因此学校或区域积极搭建各种各样的展示交流平台更显必要。例如，深圳市龙岗区基于A-STEM课程建设指导中心、A-STEM课程中心组、科学学科中心组等搭建了多种多样的学习交流与展示平台，在学生层面依托探究性小课题、系列科技活动竞赛等，在教师层面依托科学教师基本功竞赛、赛训合一或研训合一的教学研究活动等，提高师生的科学素养。在当地，大部分科学教育活动由师生共同参与，并由学生自主完成。同时，通过A-STEM教育项目将不同学科教师统整在一起，带动了一大批非科学教师参与到科学教育中，取得了较为明显的成效。
（作者系广东省深圳市龙岗区教育科学研究院副院长，特级教师）
《中国教师报》2022年06月29日第13版
作者：吴金财
