影響教師科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐因素的文獻(xiàn)研究

馮華宇 劉瑞

摘要： 大量研究發(fā)現(xiàn)，教師在將其科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐中由于受到不同因素的影響從而導(dǎo)致低效的科學(xué)本質(zhì)教學(xué)。通過(guò)文獻(xiàn)回顧，將影響教師的科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐的因素歸納為： 環(huán)境因素、教師因素、學(xué)生因素，對(duì)各因素的形成原因進(jìn)行了探討，并提出了促進(jìn)“轉(zhuǎn)化”的措施與建議。

關(guān)鍵詞： 科學(xué)本質(zhì)觀; 化學(xué)課堂實(shí)踐; 影響因素; 文獻(xiàn)研究

文章編號(hào)： 10056629（2020）06001307? 中圖分類(lèi)號(hào)： G633.8? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

科學(xué)本質(zhì)是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，被認(rèn)為是近一百多年來(lái)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要目標(biāo)之一，體現(xiàn)在各國(guó)科學(xué)教育改革文件之中[1]。教師在提高學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀的過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。因此，教師自身必須要對(duì)科學(xué)本質(zhì)具有充分的理解，而許多研究發(fā)現(xiàn)即便教師具有充分的科學(xué)本質(zhì)觀也不能直接、必然地將其轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐中，存在各種因素影響導(dǎo)致教師的科學(xué)本質(zhì)觀與其課堂實(shí)踐之間的關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜[2，3]。雖然探索該影響因素方面的研究較多，但缺乏系統(tǒng)的歸納和探討，對(duì)教師是如何將其科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐的關(guān)系缺乏整體性的認(rèn)識(shí)。

本文以Web of Science核心合集為檢索源，關(guān)鍵詞為Nature of Science、 classroom practice、 teacher，首先將三者使用AND相連接，然后把translation、 influencing factor、 relationship分別用AND與前三者連接，最后使用OR連接這三類(lèi)關(guān)鍵詞，檢索了1990至2018年的文獻(xiàn)。通過(guò)進(jìn)一步閱讀文章摘要和主要內(nèi)容對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行二次篩選，篩選出集中反映“影響教師將其科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐的因素”的文獻(xiàn)，以作為本文研究文獻(xiàn)綜述的樣本。

1 科學(xué)教育中的科學(xué)本質(zhì)

科學(xué)教育界對(duì)科學(xué)本質(zhì)（Nature of science）的概念仍然存有一定爭(zhēng)議。正如Schwartz & Lederman（2002）所指出：“不存在唯一能夠完整地描述所有科學(xué)知識(shí)和科學(xué)事業(yè)的科學(xué)本質(zhì)的概念”[4]。McComas（1998）認(rèn)為科學(xué)本質(zhì)是科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)社會(huì)學(xué)以及認(rèn)知科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的融合[5];Lederman（1992）認(rèn)為科學(xué)本質(zhì)涵蓋了不同領(lǐng)域，尤其是認(rèn)識(shí)論，涉及科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生方式和科學(xué)的特征[6]。從現(xiàn)有文獻(xiàn)來(lái)看，科學(xué)教育界較為贊同Lederman（2002）提出的觀點(diǎn)，即“科學(xué)本質(zhì)涉及科學(xué)社會(huì)學(xué)和科學(xué)認(rèn)識(shí)論，它將科學(xué)視為一種認(rèn)知方式，或科學(xué)知識(shí)及其發(fā)展中所固有的價(jià)值和信念”[7]。

然而，以上概念對(duì)于基礎(chǔ)教育階段（12）的學(xué)生過(guò)于抽象，也不利于教師開(kāi)展科學(xué)本質(zhì)教學(xué)[8]。當(dāng)前，科學(xué)教育文獻(xiàn)對(duì)哪些科學(xué)本質(zhì)易于學(xué)生接受和理解達(dá)成了基本的共識(shí)，包括以下8個(gè)方面： （1）科學(xué)知識(shí)具有暫時(shí)性，這意味著我們所具有的科學(xué)知識(shí)是現(xiàn)階段最好的，但它會(huì)隨著新證據(jù)的出現(xiàn)，或者對(duì)原有證據(jù)的新解釋而改變;（2）科學(xué)知識(shí)是以實(shí)證為基礎(chǔ)的;（3）科學(xué)是一個(gè)創(chuàng)造性的過(guò)程，即科學(xué)家用他們的想象力和創(chuàng)造力來(lái)計(jì)劃和實(shí)施研究以及讓數(shù)據(jù)具有意義;（4）科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生具有主觀性，科學(xué)家個(gè)人的價(jià)值觀、已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)會(huì)影響科學(xué)家研究什么及怎樣研究;（5）科學(xué)和其所屬的社會(huì)和文化相互影響;（6）科學(xué)基于觀察和推理，二者是有區(qū)別的;（7）科學(xué)研究通常會(huì)包括收集證據(jù)、進(jìn)行邏輯推理以及基于證據(jù)做出解釋和預(yù)測(cè)，但并不存在程序化的單一的科學(xué)方法，科學(xué)家在研究中應(yīng)用各種各樣的方法;（8）科學(xué)的一個(gè)主要目的是形成理論和定律，二者也是有區(qū)別的[9～12]。

2 教師的科學(xué)本質(zhì)觀與課堂實(shí)踐的關(guān)系

探索教師的科學(xué)本質(zhì)觀與課堂實(shí)踐二者關(guān)系的研究可追溯到20世紀(jì)80年代后期[13]。早期研究發(fā)現(xiàn)學(xué)生不具備充分的科學(xué)本質(zhì)觀，而教師作為課程的實(shí)施者，教師具有怎樣的科學(xué)本質(zhì)觀、自身的科學(xué)素養(yǎng)現(xiàn)狀是基于科學(xué)本質(zhì)的科學(xué)教學(xué)的重要前提，是學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)提高的必要條件，進(jìn)而研究的視角逐漸從學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)向教師的科學(xué)本質(zhì)觀及其科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)，認(rèn)為教師的概念與學(xué)生的概念密切相關(guān);學(xué)生可通過(guò)科學(xué)探究教學(xué)活動(dòng)隱性地理解科學(xué)本質(zhì);教師只要具有充分的科學(xué)本質(zhì)觀，就能直接、必然地轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐中[14～17]。但早在20世紀(jì)50年代，就有研究者對(duì)教師的科學(xué)本質(zhì)觀進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)教師的科學(xué)本質(zhì)觀同學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀一樣是不充分的[18]： 認(rèn)為科學(xué)知識(shí)是靜態(tài)的;假設(shè)、理論以及定律之間可以轉(zhuǎn)化或存在等級(jí)關(guān)系;科學(xué)模型是對(duì)現(xiàn)實(shí)的復(fù)制而非人類(lèi)的創(chuàng)造;科學(xué)方法是通用的、菜譜式的;科學(xué)家的觀點(diǎn)是完全客觀的，科學(xué)研究不需要?jiǎng)?chuàng)造性。并且對(duì)社會(huì)、文化與科學(xué)之間的關(guān)系的認(rèn)識(shí)也不清晰。為此，研究者通過(guò)以社會(huì)科學(xué)議題、科學(xué)探究和科學(xué)史等作為教學(xué)情境，采取直接講授法、反思法和討論法相互結(jié)合的綜合法以及提供豐富的研究類(lèi)課程等方式在一定程度上改善了教師的科學(xué)本質(zhì)觀。

然而，近年來(lái)有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)即使教師擁有充分的科學(xué)本質(zhì)觀也不能自動(dòng)轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐，教師充分的科學(xué)本質(zhì)觀僅僅是轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐的一個(gè)必要不充分條件[19，20]。這些研究指出，教師在將其科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐的過(guò)程中會(huì)受到不同因素的影響從而使得兩者的關(guān)系變得錯(cuò)綜復(fù)雜[21，22]。厘清不同影響因素對(duì)于理解這一“轉(zhuǎn)化”過(guò)程具有重要意義。

3 影響教師的科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐的因素

根據(jù)Schwartz & Lederman（2002）提出的教授科學(xué)本質(zhì)要求模型（a model of the requirements for teaching NOS）對(duì)檢索文獻(xiàn)進(jìn)行梳理、分類(lèi)，發(fā)現(xiàn)教師在這一轉(zhuǎn)化中主要受到環(huán)境因素、教師因素和學(xué)生因素的影響，并提出了教師科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐影響因素模型（見(jiàn)圖1）。教師因素中的認(rèn)知因素是最為重要的，教師的課堂教學(xué)結(jié)果表現(xiàn)為學(xué)生成就，學(xué)生成就會(huì)進(jìn)而影響教師的教學(xué)行為。其中，虛線表示這種轉(zhuǎn)化并非直接的而是會(huì)受到環(huán)境因素的影響。

3.1 環(huán)境因素

從課堂層面來(lái)講，教師主要面臨三大難題： 跟進(jìn)教學(xué)進(jìn)度以完成學(xué)科知識(shí)教學(xué)任務(wù)的壓力;教學(xué)時(shí)間以及科學(xué)本質(zhì)教學(xué)資源的不足;繁重的教學(xué)負(fù)擔(dān)和處理班級(jí)日常雜務(wù)等，使其難以兼顧和專(zhuān)注于科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)[23～29]。同時(shí)，新手教師還面臨著課堂組織管理以及教學(xué)生存壓力這類(lèi)亟待先行解決的問(wèn)題。

在人際關(guān)系層面，主要是指教師與同事、教學(xué)管理人員以及學(xué)生和家長(zhǎng)之間的關(guān)系。新手教師往往受到指導(dǎo)教師在教學(xué)計(jì)劃和實(shí)施方面的“插手”，甚至不支持教授科學(xué)本質(zhì);在與同事建立良好工作關(guān)系前期難以得到教學(xué)方面的支持或幫助;如果教師之間沒(méi)有就是否教授科學(xué)本質(zhì)上達(dá)成一致的觀點(diǎn)，某一教師很難堅(jiān)持教授科學(xué)本質(zhì)[30～33]。教師的教學(xué)結(jié)果必然會(huì)受到教學(xué)管理人員的評(píng)價(jià)，通常這些評(píng)價(jià)觀念較為陳舊落后以及評(píng)價(jià)的功能較為偏狹，主要集中在對(duì)學(xué)科知識(shí)水平的評(píng)價(jià)上過(guò)分強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)刺激作用，以及將過(guò)程性評(píng)價(jià)和形成性評(píng)價(jià)與考試完全對(duì)應(yīng)起來(lái)，科學(xué)外在功能的凸顯使得科學(xué)教育表現(xiàn)為了應(yīng)付考試而學(xué)，科學(xué)本質(zhì)教育就表現(xiàn)為追求科學(xué)知識(shí)的教育，科學(xué)史的內(nèi)容也沒(méi)有發(fā)揮出理解科學(xué)的功能而成為記憶的材料，從而約束著教師的教學(xué)取向，弱化科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)[34]。學(xué)生、家長(zhǎng)以及學(xué)校對(duì)于升學(xué)率的盲目追求更是加劇了這一情況[35，36]

在制度層面上，教師科學(xué)本質(zhì)職前或在職培訓(xùn)存在時(shí)間限制、課程內(nèi)容的安排和實(shí)施缺乏連貫性以及教學(xué)的有效性等問(wèn)題，以致不足以改善教師科學(xué)本質(zhì)觀或難以固化[37]。部分教育改革文件對(duì)學(xué)生科學(xué)本質(zhì)的學(xué)習(xí)缺乏較為清晰的表述，缺乏對(duì)教師如何進(jìn)行科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的指導(dǎo)，造成了教師教學(xué)實(shí)踐的難度[38]。升學(xué)考試注重對(duì)“雙基”的考察和強(qiáng)調(diào)甄別選拔功能，即便相關(guān)教育文件中包含科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容但考試中也會(huì)剔除或弱化這部分內(nèi)容，進(jìn)而影響了教師教授科學(xué)本質(zhì)的意圖[39～41]。

文化是教育的土壤，影響著教師的教學(xué)。例如，中國(guó)教師受中國(guó)文化“尊權(quán)”“考試文化”和“功利主義”思想影響，同時(shí)科學(xué)文化一直沒(méi)有在中國(guó)生根，導(dǎo)致中國(guó)科學(xué)教師對(duì)于科學(xué)的理解也就處在一種認(rèn)識(shí)知識(shí)的水平，其課堂教學(xué)是一種對(duì)“我們知道什么”而不是對(duì)“我們?nèi)绾沃馈钡年P(guān)注，因此科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)停留于表象，且表現(xiàn)出無(wú)根性[42]。

3.2 教師因素

從教師個(gè)人背景層面來(lái)講，教育實(shí)習(xí)經(jīng)歷影響著新手教師的教學(xué)判斷，認(rèn)為應(yīng)該遵循指導(dǎo)教師的教學(xué)要求，實(shí)際的學(xué)校環(huán)境中沒(méi)有強(qiáng)調(diào)教授科學(xué)本質(zhì)，那么就沒(méi)有必要學(xué)習(xí)和教授科學(xué)本質(zhì)[43];新手教師和經(jīng)驗(yàn)豐富的教師的區(qū)別之一在于教學(xué)經(jīng)歷的長(zhǎng)短，經(jīng)驗(yàn)豐富的教師的科學(xué)本質(zhì)觀與其課堂實(shí)踐行為表現(xiàn)得更為一致以及在課堂管理和教師機(jī)智方面表現(xiàn)得更為成熟[44];具有相應(yīng)學(xué)科學(xué)術(shù)背景的教師在教學(xué)時(shí)具有更為豐富的素材并且對(duì)學(xué)科知識(shí)的理解較為深刻，但扎實(shí)的學(xué)科知識(shí)雖是必要的但并非充分的[45]。

從教師個(gè)人認(rèn)知的層面來(lái)說(shuō)，大部分教師把科學(xué)本質(zhì)視為科學(xué)的附加物[46]，認(rèn)為首要考慮的應(yīng)是學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和興趣，使學(xué)生獲得基本的科學(xué)知識(shí)和技能，相較而言科學(xué)本質(zhì)則顯得不重要或無(wú)暇顧及教授科學(xué)本質(zhì)[47]。由于科學(xué)本質(zhì)的理念直接受到了哲學(xué)觀的影響，表述上具有的哲學(xué)氣息在具有思想性的同時(shí)也加大了教師教學(xué)的難度，進(jìn)而對(duì)自身科學(xué)本質(zhì)觀的理解水平以及科學(xué)本質(zhì)教學(xué)能力缺乏自信，表現(xiàn)出較低的自我效能感[48]。同樣，教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)本質(zhì)的能力和動(dòng)機(jī)也表現(xiàn)出擔(dān)憂： 不同年齡段的學(xué)生應(yīng)該教授哪些內(nèi)容以及對(duì)這些內(nèi)容深廣度的把握，這些內(nèi)容和活動(dòng)是否適應(yīng)學(xué)生的身心發(fā)展，是否會(huì)造成學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷等，使得教師在教學(xué)時(shí)常常孤立看待科學(xué)本質(zhì)的不同方面[49，50]。教師教授科學(xué)本質(zhì)的動(dòng)機(jī)和意圖至關(guān)重要。即便教師具有扎實(shí)的學(xué)科知識(shí)和教學(xué)法知識(shí)，但如果教師認(rèn)為科學(xué)本質(zhì)對(duì)于學(xué)生的成長(zhǎng)不重要、不相關(guān)、學(xué)生無(wú)法掌握，那么教師則不會(huì)去教授它[51～54]。

從教師個(gè)人的知識(shí)和能力的層面來(lái)講，扎實(shí)的學(xué)科知識(shí)、科學(xué)本質(zhì)知識(shí)和教育學(xué)知識(shí)以及知識(shí)間融會(huì)貫通的能力是教師提高“轉(zhuǎn)化”能力的必要條件，但研究表明大多數(shù)教師是缺乏的[55，56]。這些知識(shí)掌握的程度可能還會(huì)影響教師教學(xué)意圖的實(shí)現(xiàn)[57]。在教學(xué)目標(biāo)制定上，除了很少包含科學(xué)本質(zhì)外，對(duì)科學(xué)本質(zhì)目標(biāo)的表述也不夠具體、清晰，更多關(guān)注于這些術(shù)語(yǔ)的定義和應(yīng)用而很少涉及它們是如何與科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生相聯(lián)系。在評(píng)價(jià)上，教師往往缺乏對(duì)學(xué)生前概念的探查以及有意識(shí)地利用正式的、有計(jì)劃的評(píng)價(jià)方案來(lái)評(píng)價(jià)和監(jiān)控學(xué)生科學(xué)本質(zhì)概念學(xué)習(xí)的狀況，從而使得教學(xué)低效。在教學(xué)方法和策略上，盡管顯性反思性教學(xué)（ExplicitReflective Instruction）是目前教授科學(xué)本質(zhì)最為有效的方法，但教師卻依然沿用隱性的教學(xué)方法，或者對(duì)顯性反思性教學(xué)存在偏差認(rèn)識(shí)，認(rèn)為學(xué)生通過(guò)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)或者在參與活動(dòng)的過(guò)程中不對(duì)科學(xué)本質(zhì)加以顯性的聯(lián)系就能夠自然而然地理解和學(xué)習(xí)科學(xué)本質(zhì)，并且常常混淆科學(xué)本質(zhì)和科學(xué)探究。此外，以學(xué)生為中心的教學(xué)方法來(lái)教授科學(xué)本質(zhì)相較于傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)的教學(xué)更有效，但大多數(shù)教師鑒于班級(jí)規(guī)模和教學(xué)便利性通常選擇教師主導(dǎo)，采取說(shuō)教、演示等策略，缺乏顯性的對(duì)話、討論、反思環(huán)節(jié)[58]。另外，教師在查找、修改和熟練應(yīng)用科學(xué)本質(zhì)教學(xué)資源以滿(mǎn)足不同教學(xué)的內(nèi)容、情境存在困難[59]。在教學(xué)中，教師語(yǔ)言也會(huì)影響到學(xué)生科學(xué)本質(zhì)的理解[60]。

3.3 學(xué)生因素

學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)存在著迷思概念，例如： 科學(xué)知識(shí)是絕對(duì)的;科學(xué)家的觀點(diǎn)是完全客觀的;證據(jù)的累積會(huì)產(chǎn)生可靠的知識(shí);存在著一般性、通用的科學(xué)方法等等，這些迷思概念通常來(lái)自學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)、教材或教師的課堂教學(xué)[61～64]。例如，Irez（2009）通過(guò)對(duì)土耳其十年級(jí)五本不同的生物教科書(shū)分析，發(fā)現(xiàn)存在有許多錯(cuò)誤以及對(duì)科學(xué)方法和科學(xué)知識(shí)的解釋不夠充分。學(xué)生的迷思概念影響著教師的教學(xué)。大部分教師忽視了對(duì)學(xué)生迷思概念的探查以及缺乏有效的概念轉(zhuǎn)變教學(xué)技能使得其科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)盲目而低效。其次，學(xué)生個(gè)體差異的不同，例如學(xué)習(xí)水平、學(xué)習(xí)風(fēng)格、已有知識(shí)基礎(chǔ)等方面的差異也加大了教師科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的難度[65]。另外，學(xué)生就學(xué)習(xí)科學(xué)本質(zhì)的動(dòng)機(jī)和興趣同樣存在重要影響。

綜上所述，教師的科學(xué)本質(zhì)觀并非直接、必然地轉(zhuǎn)化到其課堂實(shí)踐中，而是以上不同因素相互交織、協(xié)同地影響著教師將其科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐中，使得這一過(guò)程錯(cuò)綜復(fù)雜。

4 提升教師“轉(zhuǎn)化”能力的措施與建議

為了促進(jìn)教師將自身的科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化為有效的科學(xué)本質(zhì)教學(xué)實(shí)踐，從培訓(xùn)、教師和環(huán)境討論了提高這一“轉(zhuǎn)化”的措施與建議。

4.1 改善教師培訓(xùn)質(zhì)量

教師培訓(xùn)是向教師傳遞教學(xué)理論知識(shí)和思想的一種主要媒介。教師職前培養(yǎng)和職后培訓(xùn)在促進(jìn)教師科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐中起著至關(guān)重要的作用[66]。首先，最重要的是使教師內(nèi)化科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的重要性，將科學(xué)本質(zhì)視為重要的教學(xué)目標(biāo)，以避免在教學(xué)計(jì)劃中缺乏對(duì)科學(xué)本質(zhì)的關(guān)注，也能克服一些通常的影響因素[67，68]。第二，增強(qiáng)教師科學(xué)本質(zhì)教學(xué)效能感的同時(shí)也要使教師堅(jiān)信自己的學(xué)生應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)和能夠?qū)W習(xí)科學(xué)本質(zhì)。Lederman（1998）認(rèn)為中小學(xué)階段應(yīng)該教授科學(xué)本質(zhì)中比較沒(méi)有爭(zhēng)議的、更加具體的方面。例如，科學(xué)知識(shí)具有暫時(shí)性的特征;科學(xué)知識(shí)基于觀察的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ);科學(xué)知識(shí)包含人類(lèi)的推論、想象力和創(chuàng)造力以及科學(xué)知識(shí)受到社會(huì)、文化的影響等[69]。Metz（2004）指出給予恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)和腳手架的搭建，低齡兒童也能理解適合的科學(xué)本質(zhì)方面[70]，并且教師應(yīng)當(dāng)慎重選擇合適的語(yǔ)言向?qū)W生傳達(dá)信息以避免制造迷思概念。第三，教師培訓(xùn)對(duì)教學(xué)不應(yīng)持過(guò)于技術(shù)化和簡(jiǎn)單化的觀點(diǎn)，認(rèn)為只要向教師傳輸一定的教學(xué)知識(shí)策略，就可以幫助教師更好地解決教學(xué)中的各種實(shí)際問(wèn)題，而應(yīng)當(dāng)采取除講述以外的各種方式幫助教師外顯化對(duì)科學(xué)本質(zhì)的緘默理解，加深教師對(duì)科學(xué)本質(zhì)及其背后基本原理的理解[71]，意識(shí)到在不同教學(xué)內(nèi)容、情境中顯性教授科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)時(shí)機(jī)，還應(yīng)當(dāng)幫助教師在教學(xué)實(shí)踐中情景化對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，從而提升教師將新獲得的對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解遷移到新的實(shí)際教學(xué)情境中的能力[72，73]。Schwartz & Lederman（2002）進(jìn)一步指出如果只是簡(jiǎn)單地提供大量的科學(xué)本質(zhì)活動(dòng)包給教師，則會(huì)造成其盲目地使用或是一味地模仿，應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)教師開(kāi)發(fā)和修改已有資源以適應(yīng)自身教學(xué)需求的能力[74]。第四，給予教師足夠教授和評(píng)價(jià)科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)經(jīng)歷，使教師獲得關(guān)于學(xué)生是如何理解科學(xué)本質(zhì)以及如何修改教學(xué)活動(dòng)能夠讓學(xué)生形成充分的科學(xué)本質(zhì)觀的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)[75]，只有當(dāng)教師掌握了學(xué)生對(duì)特定主題學(xué)習(xí)的認(rèn)知和情感狀態(tài)時(shí)，他們才能運(yùn)用經(jīng)過(guò)教學(xué)調(diào)整的程序來(lái)促進(jìn)學(xué)習(xí)[76]。因此，不僅要從外部向教師傳授專(zhuān)業(yè)知識(shí)，而且要通過(guò)教師對(duì)自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的解釋來(lái)增進(jìn)其對(duì)教學(xué)的理解，提高教學(xué)的能力。第五，培訓(xùn)中應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)顯性—反思性教學(xué)方法教授科學(xué)本質(zhì)的必要性，糾正學(xué)生可通過(guò)參與科學(xué)活動(dòng)隱性地理解科學(xué)本質(zhì)的觀點(diǎn)[77]。此外，將顯性—反思性教學(xué)方法整合到科學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)情境中[78];在概念轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)框架下進(jìn)行[79];結(jié)合從HPSS中精心挑選的案例[80];結(jié)合元認(rèn)知策略等其有效性會(huì)得到進(jìn)一步的加強(qiáng)[81]。最后，培訓(xùn)時(shí)間安排上應(yīng)當(dāng)合理，短期的教學(xué)時(shí)間不足以使教師獲得理想的科學(xué)本質(zhì)觀[82];在課程內(nèi)容上應(yīng)當(dāng)保證連貫性，即科學(xué)本質(zhì)知識(shí)、學(xué)科知識(shí)和科學(xué)本質(zhì)教學(xué)知識(shí)在培訓(xùn)的各環(huán)節(jié)都該得到統(tǒng)一和一致的強(qiáng)調(diào)[83]。

4.2 加強(qiáng)教師個(gè)人教學(xué)專(zhuān)長(zhǎng)的培養(yǎng)

許多研究者指出培養(yǎng)和加強(qiáng)教師科學(xué)本質(zhì)學(xué)科教學(xué)知識(shí)（pedagogical content knowledge for nature of science， PCK for NOS）的重要性?？茖W(xué)本質(zhì)學(xué)科教學(xué)知識(shí)是科學(xué)本質(zhì)知識(shí)、學(xué)科知識(shí)和一般教學(xué)法知識(shí)的有機(jī)整合，教師通過(guò)運(yùn)用這種知識(shí)能夠?qū)⒖茖W(xué)本質(zhì)轉(zhuǎn)化為學(xué)生易于理解和掌握的形式[84，85]。Shulman（1987）還進(jìn)一步指出促進(jìn)知識(shí)轉(zhuǎn)化到課堂實(shí)踐不單單是知識(shí)量的累積，更重要的是這些知識(shí)是如何建構(gòu)的。Park（2007）指出不同教師的學(xué)科教學(xué)知識(shí)在教學(xué)中具有特異性[86]，因此科學(xué)本質(zhì)學(xué)科教學(xué)知識(shí)的建立必須基于教師個(gè)人的基礎(chǔ)上以適合其課堂教學(xué)，培養(yǎng)教師的真實(shí)感（authenticity）和主人翁意識(shí)（ownership）是發(fā)展教師的科學(xué)本質(zhì)學(xué)科教學(xué)知識(shí)所必需的[87]。通過(guò)參與恰當(dāng)?shù)慕處煂?zhuān)業(yè)發(fā)展項(xiàng)目可以提升教師這一知識(shí)[88]。為此，科學(xué)教育者提出了不同的教師發(fā)展模型。Bell & Gilbert（1996）提出了一種有效的教師發(fā)展模型，從個(gè)人發(fā)展、社會(huì)發(fā)展和專(zhuān)業(yè)發(fā)展三個(gè)方面闡釋了如何提高教師的科學(xué)本質(zhì)學(xué)科教學(xué)知識(shí)[89]。Henriques（1998）指出示范課程（Model lessons）是關(guān)于科學(xué)本質(zhì)專(zhuān)業(yè)發(fā)展的重要組成部分[90，91]。除了培養(yǎng)和加強(qiáng)科學(xué)本質(zhì)學(xué)科教學(xué)知識(shí)外，提升教師探查學(xué)生前概念的能力也可以促進(jìn)科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)。例如，教師可以通過(guò)元認(rèn)知策略、科學(xué)認(rèn)識(shí)論問(wèn)卷、概念圖等方式對(duì)學(xué)生科學(xué)本質(zhì)的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)、監(jiān)督[92]。課堂管理是新手教師一直擔(dān)憂的問(wèn)題，Lederman（1999）認(rèn)為開(kāi)展不同的教學(xué)程序和方案使新手教師對(duì)教學(xué)的組織和安排感到舒適是幫助新手教師著手提高學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀的先決條件[93]。

4.3 重視反思對(duì)教師科學(xué)本質(zhì)教學(xué)提高的重要性

許多研究指出教師通過(guò)對(duì)自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反思以提高“轉(zhuǎn)化”能力的重要性[94]。Posner（1989）指出沒(méi)有反思的經(jīng)驗(yàn)是狹隘的經(jīng)驗(yàn)，至多只能形成膚淺的知識(shí)。反思的一個(gè)重要作用恰恰就在于使教師看到理論與實(shí)踐的不一致，從而有針對(duì)性地改進(jìn)教學(xué)。因此，科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的提高離不開(kāi)反思。Brubacher（1994）提出了教師對(duì)自己教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反思的四種方法： 寫(xiě)反思日記、觀摩與分析、職業(yè)發(fā)展和行動(dòng)研究。其中，開(kāi)展案例教學(xué)是一種有效的觀摩與分析的學(xué)習(xí)形式，教師之間可通過(guò)分享優(yōu)秀的科學(xué)本質(zhì)教學(xué)案例，互相觀摩探討，判斷教學(xué)任務(wù)是否可控，情境和個(gè)人資源是否充足，從而提升自我效能，提高教學(xué)能力[95]。行動(dòng)研究則通過(guò)教師與研究者合作對(duì)課堂上遇到的問(wèn)題的實(shí)質(zhì)進(jìn)行調(diào)查和實(shí)驗(yàn)研究，并探索用以改進(jìn)教學(xué)的行動(dòng)方案，能夠在一定程度上減輕教育研究者與教師之間的對(duì)立，研究活動(dòng)與教學(xué)活動(dòng)的反差，教育理論與實(shí)際教學(xué)之間的距離等問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)研究與實(shí)踐之間的溝通。KremerHayon（1993）指出為反思提供外部支持的必要性，反思并不僅僅是教師個(gè)人的事，教育各界人士都應(yīng)對(duì)教師的反思給予支持、合作。

4.4 引導(dǎo)社會(huì)、學(xué)校對(duì)科學(xué)本質(zhì)的接納與重視

對(duì)于社會(huì)和學(xué)校來(lái)講，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到科學(xué)本質(zhì)學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的重要性。理解科學(xué)本質(zhì)有助于學(xué)生理解科學(xué)的過(guò)程，對(duì)社會(huì)科學(xué)議題做出充分的決定，能將科學(xué)作為當(dāng)代文化的關(guān)鍵要素，以及更多地了解科學(xué)共同體的規(guī)范和更深入地學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)[96]。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變?cè)械脑u(píng)價(jià)觀念和方法。如果評(píng)價(jià)體系相對(duì)于課程改革文件要求沒(méi)有做出相應(yīng)的改變，例如升學(xué)考試仍舊只注重評(píng)價(jià)科學(xué)知識(shí)和技能;課堂教學(xué)中缺乏對(duì)科學(xué)本質(zhì)顯性、恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià);教師的教學(xué)成果由升學(xué)率來(lái)評(píng)價(jià)，那么科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的重要性則會(huì)被教師忽視[97]。另外，學(xué)校不應(yīng)該把新手教師視為“成品”，應(yīng)當(dāng)適時(shí)減輕新手教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，給予成長(zhǎng)的時(shí)間和空間[98]，在教師群體中營(yíng)造教授科學(xué)本質(zhì)的教師文化氛圍，由此為教師的教學(xué)提供意義、支持和身份認(rèn)同。針對(duì)課程教材，除了修訂勘誤外，單純地提供陳述性的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)當(dāng)提供關(guān)于這一知識(shí)科學(xué)家們是如何形成的這樣有用的信息以及選擇適當(dāng)?shù)膬?nèi)容載體呈現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的教育內(nèi)容[99]。各國(guó)科學(xué)教育改革文件還應(yīng)適應(yīng)國(guó)情，完善科學(xué)本質(zhì)學(xué)習(xí)進(jìn)階的界定以及可操作的表現(xiàn)評(píng)價(jià)等。

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