館校合作視域下的中小學科學教師培訓模式設計與評估

教育部辦公廳、中國科學院辦公廳、中國科協辦公廳連續(xù)2年共同下發(fā)了《關于做好2023年下半年全國中小學教師科學素質提升培訓工作的通知》《關于做好2024年中小學教師科學素質提升培訓工作的通知》，國家越來越重視對科學教師的職后培訓和專業(yè)發(fā)展，該培訓工作被認為是科學教育界的“國培計劃”。館校合作中小學教師科學教育實踐能力提升培訓項目作為四大培訓項目之一，是中小學教師科學素質提升培訓工作的重要組成部分。

培訓目標

根據三方發(fā)文的培訓通知文件，培訓的總體目標設置為提升全國中小學教師科學素質。同時，基于“體驗—實踐—反思”培訓模式的國際經驗，以及當前教師培訓多為“傳統知識教學導向的教師培訓”現狀，科技館作為重要的科普陣地之一，應當提升科技館的科普資源教學轉化能力，將相關資源用于科學教師培訓，推動校內外科學教育資源整合，助力科學教育高質量發(fā)展。因此，促進館校協同育人和增強教師的實踐能力，被認為是館校合作教師培訓的另外兩大目標。

培訓模式

在提升教師科學素質、促進館校協同育人、增強教師實踐能力三大目標下，培訓采用工作坊模式作為特色培訓方法，研發(fā)了“科技館+師范院?！迸嘤柲Ｊ剑?～2名高校教育專家作為首席授課專家全程引領教師成長，并輔以10名科技館科技輔導員作為課程實踐助教進行交流學習，再邀請科學家、科技館行業(yè)專家、教育專家、中小學專家和科技館科技輔導員五大授課團隊承擔不同的授課角色，貫穿培訓始終，幫助教師探索科技前沿、熟悉科技館科普資源、學習先進教育理念、吸收優(yōu)秀經驗做法，并探知館校合作課程實例。比如，邀請院士和總師分別就中國空間站和核電站快堆的發(fā)展和建設作主旨報告，帶領教師深刻感受科技前沿；科技館館長就“現代科技館體系助力科學教育加法”作主旨報告，讓教師感受館校協同育人的可能性與必要性；教育專家將項目式教學、實驗教學等先進的跨學科學習和實踐理論傳授給教師，再結合融入了先進教育理念的教研員及骨干教師的優(yōu)秀教學案例、科技輔導員具有示范性的館校合作課程分享，達到“授人以漁”的效果。

參訓中小學科學教師的現狀調查

研究樣本為參加2023年和2024年中國科技館“館校合作中小學教師科學教育實踐能力提升培訓”的264位參訓中小學教師，參訓教師均由省級教育行政部門推薦，匯聚了各省的骨干科學教師。通過發(fā)放問卷，對教師個人基本信息、科學素質、館校合作現狀、館校協同育人意愿4個方面進行了調查。

基本信息

參訓教師中，37%為東部地區(qū)教師、24%為中部地區(qū)教師，39%為西部地區(qū)教師。其中，小學科學教師占比約為55%，中學科學類課程教師占比約為45%；專職的科學類課程教師占比58%，兼職科學類課程教師占比42%；參訓教師年齡主要集中在31～40歲，占比41%，其次是41～50歲，占比32%，51～60歲占比12%，21～30歲占比15%。

科學素質測試

利用科學知識測試題測試科學教師對科技館經典展項的熟悉程度，以及對前沿科技的了解情況。分別抽測了“錐體上滾”“載人火箭發(fā)射”“機器人展廳”等知識問答測試題，平均準確率僅為26.5%。其中，科學教師對“錐體上滾”展品原理解釋的準確率相對較高，為34.5%。參加培訓后，正確率分別提升至85%、65%和98%。

教師參與館校合作現狀

未組織學生參觀科技館的參訓教師高達56%，1年參觀1～2次的占比為36%，多次（≥3次）帶領學生去科技館參觀的教師僅占9%。其中，安全問題、經費和人力是阻礙教師帶領學生去科技館的3個主要原因。在帶領學生參觀科技館的教師中，超過80%的教師明確知曉科技館可以提供除展品資源以外的教育、研學等科普活動，但僅有19%的教師曾結合科技館的科普資源研發(fā)過科學課程。雖然當前教師很少利用科技館科普資源研發(fā)課程，但教師熟知的科技館科普資源排名前三的分別為：展覽展品資源、場館活動資源和科技前沿資源。

教師參與館校協同育人意愿

從館校合作研發(fā)課程意愿、研發(fā)課程類型意愿、科技館教師實踐基地來訪頻次3個方面測試教師參與館校協同育人意愿。其中，78%的教師愿意用科技館科普資源豐富在校課程設計；相對于研發(fā)針對某個知識點的課程，72%的教師愿意使用科技館的科普資源開發(fā)跨學科主題課程。關于科技館教師實踐基地的來訪頻次，37%的教師表示愿意經常來，其次是1年來3～5次的教師占比為30%，而1年1～2次的教師占比接近30%。

館校合作視域下中小學科學教師培訓有效性評估

當前，我國對于教師培訓項目的質量評價主要集中在參訓教師的滿意度調查、教師的態(tài)度變化等方面，需要將更多基于實證的方法用于評價教師培訓的效果。為了解科學教師當前現狀并評估培訓目標是否達到、培訓模式是否符合教師期待，采用詞頻分析法分別對教師是否提升了科學素質、是否理解了館校協同育人、是否增強了實踐能力3個維度進行分析，具體分析了“概念理解的前測和后測”“研發(fā)教案”“培訓心得體會”的高頻詞匯。

對概念理解前測和后測詞頻分析

問卷調查選取了2023年和2024年中國科技館“館校合作中小學教師科學教育實踐能力提升培訓”中，以“基于科技館科普資源的項目式課程開發(fā)”為主題的培訓。表1為對項目式課程包含哪些關鍵要素進行問卷調查的結果，包括培訓前、后的問卷測試，前測共回收問卷177份，后測共回收問卷207份。

問卷結果分析發(fā)現，前測中有19名參訓學員表示“不知道什么是項目式學習的核心要素”，而后測中已經沒有回復“不知道”的參訓學員。從最高頻的前5個詞匯可以看出，培訓前參訓學員認為項目式課程中學生的“成果”最為重要，而培訓后參訓學員則認為“真實”情境的營造和問題的解決更為重要，更加了解項目式學習課程設計的框架，同時還認識到“項目任務”是設計項目式課程的核心環(huán)節(jié)。

針對“科技館的哪些資源可以用于開展科學課程？”選取參加2023年和2024年中國科技館“館校合作中小學教師科學教育實踐能力提升培訓”中3期面向教研員和科學教師培訓的學員參加調查，前測共回收問卷264份，后測共回收問卷311份。

調查結果表明，最高頻詞匯為“不了解”，其次是“展覽展品”“實驗器材”“學習”等詞匯，詞匯較為集中；而后測問卷中，高頻詞較為分散，說明參訓學員對科技館科普資源有了更加深入的認識；同時，還出現了“5G展廳”“科技輔導員”等專業(yè)化詞匯。

參訓教師研發(fā)教案詞頻分析

2024年中國科技館“館校合作中小學教師科學教育實踐能力提升培訓”第2期培訓班，共計115名區(qū)域學科教研員、科學教師和科技輔導員參加。通過培訓班，共研發(fā)了20個教學課程案例，因此，關于教案研發(fā)的問卷調查樣本選取了這20個教學案例，共分析了71889字。

從最高頻的前30個詞匯看，可分為3個維度，分別為課程內容相關、教學法相關、科學教育理念相關的高頻詞匯（表3）。其中，從課程內容相關高頻詞匯“機械臂”“應縣木塔”“火箭”等可以看出，參訓學員研發(fā)課程主要為跨學科主題式課程，與科技前沿和科技館展廳展品相關程度高；教學法相關的高頻詞匯“成果展示”“任務一”“評價維度”“模型設計”體現出參訓學員能較為準確地把握項目式學習的核心概念和框架，引導問題解決，設計實踐環(huán)節(jié)，設置任務導向，構建過程性評價體系，注重學生作品成果展示等，初步成功實踐了指向學生核心素養(yǎng)要求的“項目式”教學法的應用，同時還鼓勵學生自己動手實踐解決問題；科學教育理念相關詞匯表明參訓學員更新了科學教育理念，不再僅僅依靠校內資源授課，提及了“科技輔導員”“參觀科技館”等高頻詞匯，同時，也更加注重在課程中體現“團隊合作”“實踐”“探究”“科技文化”“社會責任感”等符合新課標、新教材的科學教育理念。

參訓教師心得體會詞頻分析

選取2024年中國科技館“館校合作中小學教師科學教育實踐能力提升培訓”第2期培訓班學員的心得體會作為樣本，包括獲得優(yōu)秀課程案例參訓學員的培訓心得體會31篇，共計32386字。

從前10個最高頻詞匯可以看出，教師的心得體會主要集中在對“館校合作”的可行性和必要性、深化對科技館科普資源、科技輔導員的認識，充分肯定專家授課和課程開發(fā)的環(huán)節(jié)，并發(fā)展了對科學教育諸多理念的認知，如“團隊協作”“實踐活動”“創(chuàng)新思維”“生態(tài)文明”等（表4）。結果表明，此次培訓提升了參訓學員的科學素質，深化了館校協同育人的理念，一定程度上增強了教師的實踐能力。

結論

館校合作視域下的中小學科學教師培訓模式以提升教師科學素質、促進館校協同育人、增強教師實踐能力為目標，以五大授課團隊和工作坊模式為主體的“科技館+師范院校”重要課程實踐，培訓得到了中小學教師的積極響應和高度評價。在科學家授課、參觀科技館展廳和課程研發(fā)實踐工作坊過程中，增進了教師對科學原理和核心概念的理解，提高了教師的科學素質。問卷調查結果表明，教師對館校合作和科技館科普資源的陌生感在培訓后再未提出，教案與心得體會中教師也很認可科技館科普資源和科技館輔導員給中小學科學教育帶來的價值，可有效推動館校協同育人的發(fā)展。未來，館校合作科學教育培訓將為中小學教師提供持續(xù)性跟蹤服務，并在課程研發(fā)迭代上繼續(xù)努力，打造中小學教師研修計劃，為建好科技館教師研修基地打下堅實基礎。