党的二十大报告首次将教育、科技、人才进行统筹部署、整体谋划，强调了加快建设教育强国、推进科学教育改革的重要意义。2023年5月，在中共中央政治局第五次集体学习上，习近平总书记强调“基础教育既要夯实学生的知识基础，也要激发学生崇尚科学、探索未知的兴趣，培养其探索性、创新性思维品质”。在当今百年未有之大变局的新时代背景下，科学教育作为联结教育、科技、人才的枢纽，已然成为提升国家科技竞争力、培养创新人才、提高全民科学素养的重要基础。

“强教”必先“强师”，师资队伍建设是影响中小学科学教育质量的关键。中小学教师是学生科学信仰与科学世界观的启蒙者，是基础科学知识的传播者，也是学生科学精神的培养者。虽然新中国成立以后，我国在小学阶段一直开设“自然”“常识”等科学教育课程，但由于对科学教育重要性、专业性和特殊性的认识不到位，中小学科学教师队伍发展相对滞后，科学教师教育体系也不够完善。现阶段我国中小学科学教育师资队伍建设现状如何，存在哪些现实挑战，并应该如何应对？本研究试图在大规模问卷调查的基础上回答上述问题，希望能够为相关科学教育政策的制定与调整提供实证依据。

北京大学科学教育研究基地于2023年2至8月份针对义务教育阶段 1~9 年级教师开展了“全国中小学科学教育教师问卷调查”（以下简称“本调查”）。调查以线上问卷形式进行，覆盖北京、天津、福建、江西、四川、云南6省14个地级市30个区县，共回收有效问卷16841份。被调查者中，科学教师（包括科学、数学、物理、化学、生物、地理、信息技术学科）6612人（39.3%），非科学教师10229人（60.7%）；纯小学教师10369人（61.6%），纯初中教师6371人（37.8%），小初跨学段教师101人（0.6%）。值得着重强调的是，本研究认为语文、历史、政治等非科学教师在日常教育教学实践中，虽然较少涉及专业科学知识，但仍然可以培养学生追求真理、崇尚创新、实事求是的科学精神与独立思考能力、实践能力、创新能力、批判性思维等科学素养。因此本调查的对象并不局限于科学教师，问卷也分为科学与非科学教师两套版本。

本调查问卷架构参考了经济合作与发展组织（OECD）“国际教师教学国际调查（TALIS）”的框架。除却有赖于具体学科专业测试的学科知识，问卷题项涵盖了教师背景信息、科学与科教观念、教学实践、专业发展与支持四大部分的内容。科学与科教观念、教学实践部分的题项主要为量表题，均为李克特五点式量表。其中科学与科教观念部分的题项分为课程观念、学生评价观念、科学认知、科学研究观念、教师角色观念5个维度；教学实践部分的题项分为教学设计、教学评价、概念规律教学、探究教学、跨学科与问题解决式教学、师生互动、高阶思维教学、信息技术应用8个维度。

对上述量表题进行信效度检验，具体结果见表1。各部分量表克隆巴赫α系数均大于0.8，KMO值大于0.9，Bartlett球形检验显著，因子分析所提取公因子解释总方差的比例大于60%，与预设量表维度对应。以上检验结果说明问卷量表题具有良好的信度与结构效度。

2023年5月教育部等十八部门联合颁布的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》明确提出：“通过3至5年努力”，“科学教育教师规模持续扩大、素质和能力明显增强”，“科学教育质量明显提高，中小学生科学素质明显提升”。然而，本调查问卷数据分析结果说明，当前我国中小学科学教育的师资基础在数量、质量、群体差异、专业发展、支持力度等方面仍然薄弱，实现上述目标将面临诸多现实挑战。

 ①专任、专业教师数量偏少，学历水平偏低

虽然近年我国大力推动中小学教师队伍建设，但专任、专业的科学教师极为匮乏，还无法有效匹配科学教育发展的需求。首先是专任教师数量不足。目前我国绝大多数省份仅在小学阶段开设专门的“科学”学科课程、设有专任学科教师。据统计，2022年全国小学科学学科专任教师仅24万人，校均1.61人。其次是专业不匹配。本调查中，只有约40%的小学科学学科教师拥有理工农医等自然科学专业背景。再次是学历水平偏低。我国小学科学学科教师中本科以下学历者占比接近30%，研究生学历教师占比不足2%，学历水平较非科学学科教师明显偏低（见图1）。与此同时，美国大约44%的公立小学教师拥有硕士或更高学历，韩国、日本和以色列等国家明确规定中小学教师应具备大学本科及以上的学历，而芬兰则要求中小学教师须具备硕士及以上学历。与发达国家相比，我国小学科学学科教师的学历水平更显不足。

②对科学本质的理解明显不足，科学素养有待提高

提升教师对科学本质的理解是培养学生科学素养的关键因素，但我国现行的科学教师教育体系缺乏对科学本质问题的强调与探讨。一项针对职前科学教师的访谈调查发现，大部分科学教师无法正确区分科学与非科学，对科学、科学研究的认识模糊不清，更有部分科学教师相信迷信。本调查涉及中小学教师的科学与科教观念，分析结果显示不论是科学还是非科学教师，均在科学认知与科学研究观念两个维度上评分较低（见图2）。

例如，问卷设有考察因果推断实验思想的题项“测试一种新型药物的效果，如果大多数患者用药后感觉症状减轻，说明该药物有效”。57%的科学教师与64%的非科学教师认可上述说法，认可比例均超过半数。可见我国中小学教师对“科学”“科学研究”的认知存在明显不足，科学素养有待提高。

③教学方式滞后，不够重视培养学生的探究实践能力

2019年中共中央、国务院颁布的《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》明确提出要“优化教学方式，注重启发式、互动式、探究式教学”。进入21世纪以来，各发达国家亦纷纷打破原有学科边界、优化基础教育课程的知识结构体系，注重跨学科主题模式教学、情境教学，如芬兰的“现象教学”、美国的“21世纪主题”、日本的“综合学习”、澳大利亚的“三大跨学科主题教育”等。然而本调查发现，现阶段我国中小学科学教师疏于跨学科与问题解决式教学、师生互动，非科学教师则不够重视探究教学与概念规律教学（见图3）。与此同时，我国科学教育教学方式的滞后还表现为教育活动形式的单调刻板。根据调查，“主题班会”是现阶段中小学最主要的科学教育活动形式，而联系生活、培养实践能力的活动，如统计调查、参观考察、科技制作的频率则低得多。以上结果说明中小学教师在教学实践中不够重视培养学生综合利用跨学科知识进行决策、解决生活实际问题的探究实践能力。

①学历水平东部高于西部，市区高于县域，初中高于小学

受限于基础教育资源的区域、城乡、校际非均衡分布，我国中小学科学教育的发展也呈现非均衡特征。本研究分析了不同区域、学段的科学教师学历水平，结果如图4所示。东中西部差异方面，东部省份研究生学历的科学教师占比接近10%，本科以下学历科学教师占比约13%，而中西部省份拥有研究生学历的科学教师不足1%，西部省份本科以下学历教师占比更是高达近30%；市县差异方面，在地级市辖区学校，研究生学历与本科以下学历的科学教师占比都是10%左右，而在县及县级市的中小学校，研究生学历科学教师占比不足1%，本科以下学历教师占比约为27%；学段差异方面，中学的研究生学历科学教师占比接近10%，本科以下学历科学教师占比约6%，而在小学，研究生学历科学教师占比不足2%，本科以下学历科学教师占比亦是高达近30%。

②科学与科教观念、教学实践水平的区域非均衡现象突出

教育部基础教育教学指导委员会科学教学专委会曾于2021年对全国31省的小学科学教师进行了大规模问卷调查。基于该项调查的研究发现，随着地理位置由北向南、自东向西，小学科学教师的知识信念、教学实践、职业素养评分逐步降低。也有学者认为城乡科学教师在教育理念、教育方式、教育质量方面存在巨大的差距。本研究对比了中小学科学教师科学与科教观念、教学实践水平的市县与东中西部差异。结果发现，在科学与科教观念的全部五个维度，以及科学教育教学实践的全部八个维度上，县及县级市学校科学教师的量表评分均显著低于地级市辖区学校教师。类似的，在科学与科教观念的五个维度上，东、中、西部省份科学教师的量表评分依次降低，东西部在课程观念与科学研究观念维度上的评分差距较大；相较于东中部省份，西部省份科学教师的教学实践评分全面落后，尤其在教学设计、探究教学、高阶思维教学这三个维度上东西部差距明显。

③长教龄教师的教师角色观念、信息技术技能亟待提升

长教龄教师教学效能降低一直以来是困扰基层教育管理者的重要问题。本调查发现，教龄在30年以上的长教龄教师，在教师角色观念与信息技术应用维度上的评分与教龄5年以内的短教龄教师差距较大。例如，在“我是科学教育的研究者”这一题项上，长教龄教师的认可度最低，与短教龄教师的评分差距也最大，说明存在一定比例的长教龄教师对教育科研不擅长甚至不重视。另一方面，长教龄教师在信息技术应用上也存在明显的短板，尤其不擅长“设计并实施信息化课堂教学”。信息技术本身属于科学教育的范畴，相关实证研究也证实，在科学教育中使用信息技术有助于提升学生的学业表现。随着新技术的普及，科学教师使用多媒体、网络教学平台已非难事，真正的难点在于如何将技术与课程进行更好的整合。这对长教龄教师的教学观念、专业技能、教学方式都提出了较高要求。

④本科以下学历教师容易陷入“以知识为中心”的教学模式

调查中，本科以下学历科学教师在课程观念、高阶思维教学维度的评分与研究生学历教师的评分差距较大，说明本科以下学历教师对科学课程的目标、重要性的理解不够到位，高阶思维教学能力相对较弱。例如，对于测评课程观念的题项“我授课的唯一目标是让学生掌握课标要求的科学知识”，仅58%的本科以下学历教师明确表示不认可，而研究生学历教师中不认可这一表述的比例高达80%；再如测评高阶思维教学的题项“我经常组织学生对相似科学概念进行比较”，62%的本科以下学历教师表示这一行为符合自身教学实际，而在研究生学历教师群体中该比例达到了75%。科学教育的目标具有学段差异性，基础教育阶段应聚焦于培养学生的高阶思维能力，为高等教育阶段的科研创新筑牢基础。然而长久以来，我国中小学科学教育一直没有走出“以知识为中心”的教学模式，这是我国科技创新人才培养体系中的洼地。

①高级别培训占比低，教师对专业提升的重视不足

在职培训是提升教师素质的最重要途径。根据本调查，我国中小学科学教师年平均培训15.2次（小学13.9次，初中17.0次），其中校级培训占比55%，是最主要的培训类别，省级及以上高级别培训占比仅为11%。可见中小学科学教师培训的问题是“级别低”而非“次数少”。本研究将科学教师参培的目的分为三类：一是教学实践目的，如学习教学方法、策略、模式；二是被动参培，如岗位聘任、晋升职务、晋升职称需要，达成考核评价指标，完成学校或上级安排；三是提升专业水平，如满足个人专业兴趣。调查发现，我国中小学科学教师参培首先是出于教学实践目的，被动参培次之，提升专业水平的重要性最低。目前专任、专业科学教师比例本就不高，培训级别低意味着那些兼任、非专业的科学教师很难获得高质量、系统性的培训；加之教师提升专业水平的内驱力并不强，现有培训体系很难改变科学教师队伍专业水平不足的现状。

②科研是教师的能力短板，对应培训效果相对较差

2022年一项针对北京市2200多名小学科学教师的问卷调查发现，超过半数的被访者应用科学实验研究真实问题的能力不强。本调查让科学教师对自身教育教学各方面的能力进行自评，结果亦显示教育科研和论文写作能力是科学教师的能力短板，对应培训效果较差。如题项“如果教师教龄越长学生平均成绩越高，说明教龄长的教师教学能力强”，对该表述明确表示不认可的科学教师比例仅有50%；再如“如果A班学生每次考试的平均分总是高于B班，说明A班的教师教学能力更强”，明确表示不认可的科学教师比例也仅有59%。上述两例均说明相当比例的科学教师并不善于应用实验思维进行变量控制，缺乏对科学研究的切身体验与钻研。只有当科学教师本身具备一定的科研能力，他们才有可能引导学生进行科学研究，因此在职培训应该有针对性地加强对科学教师的科研训练。

③常规教研活动数量多，但缺乏专业引领与深度挖掘

教研活动承载着解决教学实践问题、拟定学科教学计划、提升教师教学能力、促进教师专业发展的多重使命。然而多数教师参与教研满足于获取可操作性强的教学技术与“立竿见影”的教学资源，并没有开展较高层次的批判性反思，以至于大量教研活动深度、质量缺乏保证。根据调查，现阶段中小学开展常规形式的教研活动频率并不低，如教研组集体备课评课、同事间经验分享问题讨论、对教学案例进行分析、观摩课及课后研讨等，平均得分均高于3.5（见图5）。但这些活动主要依赖于学校自身的教研力量，缺乏来自外部的专业引领与深度挖掘，具体体现为专家讲座（均分=2.95）、课题研究（均分=2.75）等教研活动的缺乏。在县及县级市学校，专家讲座、课题研究的平均得分仅有2.78、2.57，在西部省份，这两项得分更是仅有2.75、2.48，距离3分（“有时”）还有较大的差距。

①校园基础设施无法满足需要，经费支持是主要短板

目前各中小学校的图书馆、阅览室、计算机室、学科实验室等传统基础设施配置较全，但新型基础设施尚无法很好地满足科学教育开展的需要。本研究将新型基础设施分为四类：第一类为平台体系类，如网络学习空间；第二类为信息网络类，如校园网络；第三类为数字资源类，如教学资源库；第四类为创新应用类，如学生数字档案、虚拟实验室。根据科学教师评价，四类校园新型基础设施满足教学需要的程度离“比较满足”均尚有一定差距。校园基础设施不足所反映的是学校科学教育经费的短缺。在学校支持科学教育的各项举措中，平均得分最低的项目便是“科学教育经费支持”（均分=3.21，见图6）。接近一半的科学教师认为教师待遇较低是现阶段发展科学教育的难点；超过70%的科学教师认为提高课时津贴对提高教师的工作积极性有重要作用。上述调查发现均说明中小学校发展科学教育需要更加充分的经费支持。

②激励机制不完善是科学教育师资队伍建设的重要障碍

兼任教师占比高是我国中小学科学教师队伍特别是科学学科教师队伍的客观特点。对于兼任的科学教师以及即将成为科学教师的师范生而言，最切身的利益莫过于拥有顺畅的职业上升通道，这关乎科学教育师资队伍的稳定供给与质量提升。本调查中，专项经费不足及科学教师编制较少、待遇较低、晋升机会缺乏是科学教育师资队伍建设最重要的四个难点，平均得分均高于3.5（见图7）。同时调查还发现，提升科学教师工作积极性最重要的方法包括“为科学教师创造与其他学科教师公平的竞争环境”“拓宽科学学科的职称晋升通道”。可见加强科学教育师资队伍建设需要以制度的形式为教师提供职业发展激励，尊重科学教师的劳动付出。

科学教育师资队伍建设要坚持“先立后破”的原则。高校尤其是师范类高校应增加相关专业教师的培养力度，扩大供给的同时保证教师具有正确的科学与科教观念、必要的教学实践技能。应该动态更新现有的科学教师培养体系，增加科学史、科学哲学、科学社会学等课程比例，紧跟世界科技发展潮流，体现STSE（科学、技术、社会、环境）融合、STEM（科学、技术、工程、数学）融合的教育理念。在师资充足性基本得到满足的前提下，中小学校可以逐步转岗教学能力与科学素养欠缺的兼职教师，吸纳更多年轻化、专业化的专职教师加入科学教师队伍；同时，地方教育行政部门应适时明确各级各类学校科学教师的配置要求，将师资配置问题制度化、规范化。

应通过义务教育标准化、均衡化建设等项目，加大对西部、县域、农村等弱势地区学校科学教育软硬件资源的支持，提供包括课程设置、教材更新、人才输送、师资培训、基础设施建设等在内的资源保障。积极利用数字教育资源与教育信息化手段，弥补弱势地区科学教师的专业性不足与学校的硬件条件不足。通过“国优计划”“优师计划”“特岗计划”、公费师范生等项目，从供给端发力为弱势地区定向培养高素质的科学教师。定期组织弱势地区的科学教师跨区域学习和交流，通过组团式帮扶、区域内轮岗、集团化办学等机制将先进的科学教育经验理念带到弱势地区，提升当地教育系统自身的造血能力，推动东西部之间、市县之间、城乡之间科学教育的协同发展。

地方教育行政部门应联合专业机构，针对基教系统全体人员而不仅仅是科学教师，建立系统性、常态化的科学教育培训与教研体系，包括分层分类的课程设置、培训教研标准、组织管理规范、考核督导办法等，全面提升教育工作者的科学与科教观念、教学实践水平。同时要积极创造条件支持科学教师参加更多高级别、专业性强的培训教研活动与科学研究项目。中小学应加强与高校、科研院所、科普单位、高新技术企业等专业机构的合作，建立科学教师专业发展社会协同机制、科学教育合作互动机制，将非正式学习环境融入科学教师专业发展过程，让科学教师与各类机构的科学工作者组成专业发展共同体。

各级政府应增加对科学教育的财政经费专项投入，并建立健全相应的经费保障机制，确保中小学科学教育经费的稳定性和区域均衡性。在国家或省级层面设立科学教育发展专项基金，用以资助和奖励特色科学教育项目、科学教育研究，以及在科学教育方面取得突出成绩的学校和个人，引导地方教育系统提升对科学教育的重视程度；制定相关优惠政策广泛争取社会资助，引导企业、社会团体对口援建，确保各级各类科学教育项目的资金配套支持，构建科学教育多元投入机制。中小学校应优化支出结构，确保科学教育与语文、外语等学科拥有同等的学科地位。

国家或省级教育行政管理部门设立更多针对中小学科学教师的高级别教学竞赛与专业发展项目，为广大科学教师提供导向、树立典型，提升教师的自信心和成就感。地方教育行政管理部门需要尽快明确与优化科学教师的工作职责、工作范围、招聘条件，以及编制、待遇、评价、晋升办法等，鼓励在职教师参与培训、科研、学术交流或攻读更高学位，使科学教师能够找到明确的职业发展路径，也吸引更多的优秀人才加入科学教师队伍。中小学校则要制定更具学科针对性与操作性的工作考核与评价标准作为教师晋升、奖励的依据，将科学教师除授课之外指导学生开展科技社团、科学实验、科技竞赛等工作量纳入考核评价范畴，加大对科学教师努力工作、提升教学质量的激励。

（来源：《中国教育学刊》，本平台发表内容以正式出版物为准）