论小学科学教师的基本素养

不管是兼职科学课教师，还是专职科学课教师，不管是刚刚接手科学课教师，还是有着多年执教科学课的教师，都面临着这样的问题：要当好小学科学教师，应该通晓哪些知识？具备哪些能力？具有什么样的素养？要回答这些问题，必须先了解一下新课程运作系统的构成以及小学科学教师在新课程运作系统中的地位和作用。

1999年和2001年，中共中央、国务院先后颁布了《中共中央国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》（下文简称《决定》）以及《国务院关于基础教育改革与发展的决定》。教育部2001年根据这两个文件制定了《基础教育课程改革纲要（试行）》（下文简称《纲要》）以及《义务教育课程设置实验方案》（下文简称《方案》）。这些文件是这一轮课程改革的指导纲领，是国家意志的体现，指明了义务教育课程要培养什么样的人：使学生具有爱国主义、集体主义精神，热爱社会主义，继承和发扬中华民族的优秀传统和革命传统;具有社会主义民主法制意识，遵守国家法律和社会公德;逐步形成正确的世界观、人生观、价值观;具有社会责任感，努力为人民服务;具有初步的创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识;具有适应终身学习的基础知识、基本技能和方法;具有健壮的体魄和良好的心理素质，养成健康的审美观和生活方式，成为有理想、有道德、有文化、有纪律的四有新人。

2001年，教育部根据《纲要》和《方案》，组织教育学、心理学、科学哲学以及相关学科领域的专家制定并颁布了《全日制义务教育科学（3～6年级）课程标准（实验稿）》。经过十多年的实验，教育部又组织专家对这一版本的小学科学课程标准进行了修订并于2017年颁布了正式版的《义务教育小学科学课程标准》。

《纲要》指出：国家课程标准是教材编写、教学、评估和考试命题的依据，是国家管理和评价课程的基础。和其他学科的课程标准一样，小学科学课程标准既是国家意志的体现（培养什么样的人），又是马克思主义哲学、自然辩证法、科学哲学以及现代科学知识体系的体现（培养人的什么），也是国际国内教育学、教育心理学、儿童发展心理学、学习理论等领域的研究成果的体现（怎样培养人），在新课程运作系统中起着承上启下的作用。

在新课程运作系统中，基于课程标准编写的教材是一个重要的中间环节。小学科学教材是以小学科学课程标准为依据编写的全面落实课程标准、体现课程理念和课程目标的课程资源，起到支持教师教学、促进学生学习的作用。

教师是实施新课程的践行者：基于课程标准对教材进行分析，并根据课程目标和教材制订学期课程纲要、进行教学设计（编写单元或课时教案）、实施课堂教学和评价。

或许有教师认为，教师只要熟悉教材、教好教材就行了。事实上，只熟悉教材是远远不够的。任何一个版本的教材都是预设一个一般的知识起点，预设一个一般的认知水平，预设一个通用的教学资源，它不可能对所有地区、所有学校、所有班级、所有孩子都是最佳方案，这就需要教师因地制宜、因人施教，根据学生的基础和具体的教学资源，对教材做适切性处理加工。因此，如果想要开展有效的课堂教学，需要设计合理的学期课程纲要和单元、课时教案，课程纲要和教案的设计，需要准确理解教材内容和编写思路，需要准确把握课程标准对课程目标的要求。对课程标准的把握需要了解课程标准制定的依据，课程标准制定的依据不仅包括体现国家意志的党和国家的相关文件，也包括马克思主义哲学、自然辩证法、科学哲学所概括的科学本质、科学精神、科学态度、科学方法以及科学知识等，还包括国际国内教育学、教育心理学、儿童发展心理学、学习理论等相关领域的研究成果。具体地说，当好小学科学教师需要具备以下几个方面的素养：

政治思想与职业道德

小学科学课程标准指出：小学科学课程要按照立德树人的要求培养小学生的科学素养，为他们的继续学习和终身发展打好基础。因此，政治思想与职业道德修养是小学科学教师从事小学科学教学、实现“立德树人”目标的基本要求。

《决定》要求：“各级各类学校必须更加重视德育工作，以马克思列宁主义、毛泽东思想和邓小平理论为指导，按照德育总体目标和学生成长规律，确定不同学龄阶段的德育内容和要求，在培养学生的思想品德和行为规范方面，要形成一定的目标递进层次。要加强辩证唯物主义和历史唯物主义教育，使学生树立科学的世界观和人生观。要有针对性地开展爱国主义、集体主义和社会主义教育，中华民族优秀文化传统和革命传统教育，理想、伦理道德以及文明习惯养成教育，中国近现代史、基本国情、国内外形势教育和民主法制教育……”因此，小学科学教师应当熟悉马克思主义哲学基本原理特别是辩证唯物主义和历史唯物主义，以及毛泽东思想和中国特色社会主义理论，也要熟悉中国历史特别是中国近现代史，以及国际国内形势与国家法律政策，具备良好的教师职业道德和思想品德修养，更好地为人师表。

或许有的科学教师会认为，德育应该是道德与法制类课程的任务，科学课更应该重视與科学有关的内容。其实，任何一门课程都肩负着“立德树人”的任务。《决定》明确指出：进一步改进德育工作的方式方法，寓德育于各学科教学之中，加强学校德育与学生生活和社会实践的联系。而且，德育中的辩证唯物主义教育，能使学生树立科学的世界观，爱国主义教育、中华民族优秀文化传统教育、伦理道德以及文明习惯养成教育等目标均与科学课程的内容密切相关，科学课程是寓德育于学科教学的良好载体。

自然辩证法与科学技术哲学

小学科学应该教学生些什么？当然是要教“科学”。那什么是科学？科学的本质是什么？科学研究的一般过程是什么？科学研究的方法有哪些？我们应该具有什么样的科学态度？科学和我们的生活、社会以及环境有什么样的关系？要回答这些问题，离不开马克思主义哲学特别是自然辩证法以及科学技术哲学、科学技术史等相关学科的知识和理论。

自然辩证法是马克思主义的自然观和科学观的反映，体现了马克思主义哲学的世界观、认识论和方法论的统一，是马克思主义哲学的重要组成部分。马克思主义哲学的世界观和认识论可以通俗地概括为五句话：世界是物质的，物质是运动的，运动是有规律的，规律是可以认识的，认识是发展变化的。学习自然辩证法，有利于帮助学生认识作为自然科学研究对象的物质世界的客观性及其运动、变化的规律性，理解科学研究的任务就是揭示物质世界现象背后的客观规律，知道科学知识都有相对性。

科学技术哲学以前也被称为自然辩证法，现在通常称为科学技术哲学，并涵盖马克思、恩格斯之外的科学技术哲学家的研究。和自然辩证法一样，科学技术哲学主要研究自然界的一般规律、科学技术活动的基本方法、科学技术及其发展中的哲学问题、科学技术与社会的相互作用等内容。因此，科学技术哲学能够用来帮助学生理解科学、技术的本质，了解科学技术活动的基本方法和科学研究的一般过程，认识科学、技术与社会、环境之间的关系。

科学技术史是关于科学技术的产生、发展及其规律的科学。科学技术史既要研究科学技术内在的逻辑联系和发展规律，又要探讨科学技术与整个社会中各种因素的相互联系和相互制约的辩证关系。相对于科学技术哲学，科学技术史对于小学科学教学的作用更为直接、具体，能够渗透到小学科学课程目标的方方面面：科学史把科学知识置于科学发展的历史情境中来讨论，能够帮助学生更准确地建构科学知识，并理解科学知识的相对性;科学史中有大量科学家的研究故事，能够帮助学生知道科学研究的一般过程，了解一些具体的科学思维方法;生动有趣的科学故事能够培养学生的科学态度，激发他们的好奇心和求知欲，培养他们的实证意识、独立思考意识、批判精神和怀疑精神;科学技术史中关于科技的发展和应用给人类生物、社会和自然环境带来的影响的历史事件能够帮助学生理解科学、技术、社会与环境的关系。

此外，小学科学教师还可以学习一点科学社会学和科学知识社会学方面的知识。科学社会学是研究科学与社会各方面之间关系的学科，包括科学与政治、经济、教育、宗教、文学艺术等社会因素的相互作用，或者把科学作为一种社会体制来考察，研究科学家共同体内部的社会关系及结构、科学家的行为规范、科学奖励制度等方面的问题。科学知识社会学则是一种相对主义的科学哲学，把科学知识看作是由社会建构的，持建构主义的科学知识观，和建构主义学习理论有着相同旨趣。科学社会学和科学知识社会学能够用来帮助学生理解科学、技术、社会与环境的关系，引领学生进行科学知识的建构。

把握课程目标

对于小学科学课程具体要教什么，小学科学课程标准明确指出，小学科学课程涵盖科学知识，科学探究，科学态度，科学、技术、社会与环境四个方面的目标。

在科学知识目标方面，课程目标涵盖了物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四个领域。小学科学教师要熟悉这些领域的科学知识，包括物质科学领域的物理学（声学、光学、电学、热学、磁学、核物理学等）、化学（无机化学、有机化学）等，生命科学领域的生物学（动物学、植物學、微生物学等）、人体生理学等，地球与宇宙科学领域的地理学、地球概论、天文学等，技术与工程领域的技术哲学、科技制作、工程学概论等。科学教师对每一学科至少要达到高中以上知识水平，并且要熟悉不同学科的实验操作方法和教学方法。

在科学探究目标方面，课程标准要求学生“知道科学探究需要围绕已提出和聚焦的问题设计研究方案，通过收集和分析信息获取证据，经过推理得出结论，并通过有效表达与他人交流自己的探究结果和观点”，能够“初步了解分析、综合、比较、分类、抽象、概括、推理、类比等思维方法”。因此，要帮助学生达成科学探究目标，教师需要掌握一定的科学方法论的理论。科学方法论是研究各种科学研究方法的内涵、发展、步骤、局限性、哲学基础以及各种科学方法在科学研究中的应用的学问，能够让教师更好地引导学生了解科学研究的本质，经历科学探究的一般过程，掌握基本的科学探究的方法。

在科学态度目标方面，课程标准要求从探究兴趣、实事求是、追求创新、合作分享等四个维度对学生进行培养。熟悉科学技术史、科学技术哲学、科学社会学等学科，可以让教师更有效地培养学生的科学态度。

在科学、技术、社会与环境目标方面，小学科学课程标准要求从科学技术与日常生活的联系、科学技术与社会发展的联系、人类与自然和谐相处三个方面对学生进行培养。因此，除了前面提到的科学技术史、科学社会学等相关学科，教师还应了解一定的环境科学、生态学方面的知识和理论。

STEM教育与跨学科综合

STEM教育是起源于美国，近年来对我们的科学教育产生了深远的影响。STEM是科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）四门学科英文单词首字母的缩写。STEM教育是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，其本质是强调综合运用科学、技术、工程和数学等多种学科领域的知识和方法解决社会、生活中遇到的实际问题。因此，不能简单地认为3D打印、机器人大赛就是STEM教育，或者认为STEM教育就是动手做，就是玩。

小学科学课程与STEM教育密切相关。小学科学课程标准和STEM教育有着共同的指导思想：强调面向实际问题，强调综合运用多学科知识，强调技术与工程思想和方法在解决实际问题中的应用。就业对于小学生来说还很遥远，小学科学课堂上的STEM教育应从强调综合运用所学知识解决社会、生活中的实际问题入手，培养他们利用所学知识解决实际问题的意识和能力。因此，教师应具有关注生活中的实际问题的意识，并且具有综合运用多种学科知识包括技术与工程领域的知识引导学生进行科技实践活动的能力。

此外，小学科学课程标准还强调：科学课程与并行开设的语文、数学等课程相互渗透，促进学生的全面发展。因此，小学科学教师还应熟悉与科学并行开设的语文、数学、综合实践活动、道德与法治、音乐、体育、生理健康等学科的教学内容，以寻求科学课程与这些课程的融合。

心理学与学习理论

回答了科学课教什么的问题之后，接下来面临的是怎么教、怎么更好地教的问题。解决这些问题，要求教师了解小学生的心理特点、学习过程以及学习过程中心理活动的特征。科学教师不仅需要具备普通心理学、教育心理学、儿童发展心理学等心理学知识，更要了解一些学习理论方面的知识，特别是行为主义、认知主义、建构主义、脑科学等在国际上有着广泛影响的学习理论，小学科学课程标准的制定与这些学习理论密切相关，特别是与建构主义学习理论密切相关。

传统的教学模式与行为主义学习理论密切相关。行为主义者认为，行为是学习者对环境刺激所做出的反应，学习是刺激与反应之间的联结，所有行为都是习得的。

认知主义者认为学习在于内部认知的变化，学习是一个比“刺激—反应”联结要复杂得多的过程。他们注重解释学习行为的中间过程，即目的、意义等，认为这些过程才是控制学习的可变因素。皮亚杰的认知结构理论、布鲁纳的认知发现说等都是有代表性的认知主义学习理论。

建构主义是半个世纪之前兴起并在国际上产生广泛影响的一种思想潮流，影响了哲学、社会学、教育学等不同的学术领域。建构主义主张世界是客观存在的，但是对事物的理解却是由每个人自己决定。不同的人由于原有经验不同，对同一事物会有不同理解，知识将随着人们认识程度的深入而不断地变革、深化。建构主义学习理论认为，学习是引导学生从原有经验出发生长（建构）起新的经验的过程，教师不能无视学习者已有的知识经验，不能简单地、强硬地从外部对学习者实施知识的“填灌”，而是应该把学习者原有的知识经验作为新知识的生长点，引导学习者从原有的知识经验中主动建构新的知识经验。

建构主义学习理论主张在教学中运用探究式学习、支架式教学、情境教学和合作学习，这些教学模式正深刻地影响着我们的小学科学课堂教学。

探究式学习就是基于问题解决的活动来建构知识的过程。在教学过程中，应该是通过有意义的问题情境，让学生通过不断地发现问题和解决问题，学习与所探究的问题有关的知识，形成解决问题的技能以及自主学习的能力。

支架式教学是指教师与学习者共同完成学习活动，为学习者提供外部支持，帮助他们完成无法独立完成的任务。随着活动的进行，逐渐减少外部支持，让学生独立活动，直到最后完全撤去支架。

建立在有感染力的真实事件或真实问题基础上的教学称为情境教学。知识、学习是与情境化的活动联系在一起的。学生应该在真实任务情境中，尝试着发现问题、分析问题、解决问题。

合作学习是指通过讨论、交流、观点争论，相互补充和修改，共享集体思维成果，完成对所学知识的意义建构过程。

教育学与科学课程教学论

除了心理学和学习理论方面的知识，怎么教的问题还离不开对教育学一般原理的掌握，离不开对中外科学课程标准的比较研究，以及对科学教育学、科学课程教学论的理解和运用。

科学教育学是一门研究科学教育的内涵、功能、学科地位、课程结构，国内外科学教育的发展历程以及当前科学教育思想，科学教育课程及其改革，科学教科书的编写和使用，科学教育教学方法，科学教育评价，科学教育资源的开发与利用等问题的学科。科学教育学和科学课程教学论的研究对象有相当大的重叠，相比之下，科学课程教学论更偏重教学，更加关注科学课程的教学方法、教学策略以及教学设计等具体问题，更具实践性。因此，小学科学教师离不开科学教育学和科学课程教学论的理论指导和方法引领。

此外，教師还要善于对小学科学课程标准和科学教材进行分析，熟悉课程标准的目标体系，理解教材的编写思路和编写体系，掌握每册教材、每单元、每一课所要达到的教学目标，以更好地进行教学设计。小学科学课程标准与教材分析目前还没有权威的专著，教师可以通过参加教材培训、阅读与不同版本教材配套的教师用书或教学指南以及专业期刊来帮助学习，还可以通过观摩优质课、阅读有关科学教学活动设计案例来学习教学设计的方法。

教学技能与研究方法

教学技能是有效开展教学设计的必要手段。如果缺乏应有的教学技能，再好的教学设计也可能难以取得应有的教学效果。教学技能包括教师的语言艺术、书写技能、课堂组织与班级管理，以及现代教育技术应用、概念图的设计与制作、工程制图与计算机辅助设计、科学微视频拍摄与制作，等等。

一名优秀的小学科学教师不仅能够教好课，还应具备一定的教育教学研究能力。这就要求教师要尽可能掌握基本的教育研究方法，熟悉文献检索与论文写作，并具有一定的英语特别是科学教育专业英语水平。

总之，小学科学教师不仅要具备物理、化学、生物、地理、天文等各门自然科学领域的知识，具备教育学、心理学、哲学、历史学等各门社会科学领域的知识，还要了解道德与法制、语数外、体音美等学科的教学内容，具有较强的动手能力来进行STEM教学，引导学生进行科技制作甚至科技发明，还要具备一定的教育教学研究能力。一名优秀的小学科学教师一定是一名师德高尚、知识面广、能文能武、能画能唱、全智多能的全科教师。

河南教育报刊社（450004）？？

附：作者推荐阅读书目

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4.J·E·麦克莱伦第三等著，王鸣阳译.世界科学技术通史.上海：上海科技教育出版社，2007.

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7.王小燕.科学思维与科学方法论[M].广州：高等教育出版社，2015.

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22.大象版各册小学科学《教学指南》。

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