丁奎岭｜以基础筑基础 以拔尖育拔尖——上海交通大学培养中小学科学类教师的思考与实践
编者按：2023年7月，教育部颁发《教育部关于实施国家优秀中小学教师培养计划的意见》（简称“国优计划”）。意见明确，从2023年起，国家支持高校选拔专业成绩优秀且乐教适教的学生作为“国优计划”研究生，在强化学科专业课程学习的同时，系统学习教师教育模块课程，为中小学输送一批教育情怀深厚、专业素养卓越、教学基本功扎实的优秀教师。“国优计划”首批在30所“双一流”建设高校试点开展，在近一年的时间里，试点高校发挥高水平综合性大学雄厚的科研优势和跨学科资源优势，遵循人才成长规律，积极探索科学类教师培养新模式，为我国科学类教师的创新性培养、为健全中国特色教师教育体系做出了积极探索、积累了宝贵经验。在教育部教师工作司的指导下，本刊特选发上海交通大学、浙江大学、北京理工大学、东北师范大学4所高校在实施“国优计划”方面的研究与实践，以飨读者。
摘 要：改革开放以来，我国中小学科学教育体系建设取得了长足发展，但在新形势下仍存在高层次科学类教师数量不够、职业素养水平有待提升、培养体系有待完善等现实挑战。为主动适应中小学科学类教师队伍建设需求，教育部提出实施“国优计划”。该计划以优化教育结构，特别是强化科学教育为导向，发挥高水平综合性大学雄厚的科研实力和跨学科资源优势，培养情怀深厚、能力卓越、具备科学与工程素养的高质量科学类教师。上海交通大学始终关注科学教育，率先成立教育学院，不断探索科学类教师培养新模式，为我国科学类教师的创新性培养提供了实践经验。
关键词：高水平综合性大学；科学教育；科学类教师；国优计划
习近平总书记指出：“建设教育强国，基点在基础教育”。作为发展科技第一生产力、培养人才第一资源、增强创新第一动力的重要交汇点，高水平综合性大学应该发挥自身基础研究深厚、学科交叉融合、社会影响广泛的优势，将教育、科技、人才“三位一体”紧密结合，坚持以“基础”筑“基础”，以“拔尖”育“拔尖”的理念，为中小学培养高质量的科学类教师探索新的模式。
一、高质量科学类教师的时代呼唤
世界百年未有之大变局加速演进，全球科技竞争日趋激烈，自主培养具有科学精神、科学素养和科技创新能力的优秀人才是支撑高水平科技自立自强、建设科技强国的时代要求。为实现我国2035年“关键核心技术实现重大突破，进入创新型国家前列”以及2050年“建设世界科技强国”的目标任务，需要加快建设教育强国，走好从人才强到科技强、经济强、国家强的创新发展和民族复兴之路。基础教育阶段是培养学生科学素养和创新能力、孕育国家未来科技领军人才的黄金期，是建设教育强国的基座。作为科技创新人才培养链条的前端，中小学教育的目标不仅是要让学生掌握必备知识和关键技能，还要激发青少年的好奇心、想象力、探求欲，涵养科学家精神，培育敢于探究科学规律、追求真理的态度与能力。
党中央、国务院高度重视科学教育和科学类教师的培养。2023年5月，教育部等十八部门发布的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》中提出，鼓励高校和科研院所主动对接中小学，提高学生科学素质，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体，引领科学教育发展。2023年7月，教育部印发《关于实施国家优秀中小学教师培养计划的意见》（简称“国优计划”），强调发挥高水平大学的优势，重点开展科学类教师培养，进而造就未来科学家，推动中国特色教师教育体系不断健全与优化，早日实现教育强国、科技强国、人才强国的战略目标。
二、科学类教师培养面临的挑战
改革开放以来，我国中小学科学教育体系建设取得了长足发展，但在新形势下仍存在许多现实挑战，突出体现为学生高学业成就的背后表现出的低水平思维与情感技能。科学教育的问题与科学类教师培养中的不足，密不可分。
1. 高层次科学类教师的数量不够。数量充足的高层次科学教师队伍是高质量科学教育的根本保证。据教育部统计数据，截至2021年，我国科学类教师拥有硕士及以上学历的，在小学阶段为2.31%，初中阶段平均为5.45%，高中阶段为14.07%。尽管这一比例在过去5年快速增加，但与发达国家相比，还有明显差距。根据TALIS 2018年的调查结果，OECD成员国的初中科学教师群体中，硕士及以上学历的教师占比平均值达到了52%。在这一统计数据中，美国的占比为58%，法国的占比为84%，而芬兰的占比更是高达98%。然而，长期以来，我国设立科学类教育专业的师范院校数量不多，限制了科学教育专业的培养规模，也导致目前教师专业水平较低、教师队伍结构不良、教师专业背景欠缺，综合科学教师严重不足等问题。因此，提升基础教育阶段科学类教师学历和层次，成为摆在我国科技、教育和人才强国战略面前的重要任务。
2. 科学类教师职业素养水平有待提升。伴随科学教育内涵与愿景的拓展，对科学类教师的要求也更高了。但我国科学类教师普遍专于学科教学而弱于跨学科和探究式教学。再则，随着科学知识的日益积累与科学研究的日趋复杂，科学教育不能仅限于传递给学生教材上的知识，更重要的是要能够帮助学生深入理解科学知识、树立正确科学观念、发展全面科学思维、具备实践探究能力、树立基本科学态度，以应对未来不确定性的问题和挑战。这要求科学类教师不但要掌握扎实且全面的科学知识，同时也要对科学的理论范式、历史脉络、本质特征等有深入的理解。当前科学类教师培养体系的不完善以及长期存在的应试教学问题，使得我国中小学科学类教师的专业知识和教学信念相对薄弱，实践性智慧显著匮乏。教师更多地强调事实和知识的累积，忽视对科学最为核心的探索精神的培养、对科学本质的理解、对科学发展历程的认识和对科学方法的掌握，也会影响学生科学观念、科学思维、科学精神和创新能力的培养。教师在教学中过于强调科学知识的权威性和结论性，从而给学生造成一种错误的引导——科学是不可更改的确定真理，而不是一个不断试错、不断完善的探究过程，使学生错失了真正理解、探求真理的机会，丧失了对科学学习的热情和兴趣。
3. 科学类教师培养体系有待完善。当前我国科学类教师从职前到职后的一体化培养体系尚不完善，严重阻碍了教师创新实践能力的提升，进而限制了科学教育的进步和发展。以职前教育为例，大部分培养仍以传统讲授式教学方法为主，教学方法单一且僵化，缺少跨学科教学、探究式教学、项目式教学等教学方法的应用。并且教师缺少足够的在真实教学环境中进行实习实践的机会，很少能获得一线教学专家的直接指导，同时缺乏工程教育训练，无法有效应对中小学科创教育的现实需要。在踏上讲台时，教师掌握的创新性的教学方法偏少，难以形成跨学科教学研究的意识与能力，缺乏进行教育创新的自信和准备，使他们在科学教育实践中常常力不从心，无法以更有趣、更有效的方式促进学生对科学知识的掌握与科学素养的形成。
三、高水平综合性大学培养中小学科学类教师的对策思考
为切实推进科学教育的发展以及拔尖创新人才的全面培养，需要首先培养一大批高质量的科学类教师，解决优秀科学类教师在数量、深度和创新等方面不足的问题。这需要社会各方面、多维度的协同努力。高水平综合大学在生源质量、科研基础、平台资源、教学机制等方面具有无可比拟的优越性，应在培养优秀科学类教师方面发挥引领性作用。高水平综合性大学的学科与人才优势，可以为探索培养综合素质高、创新能力强、能引领教育改革发展、带动区域教师素质提升的拔尖教师走出一条新路。具体而言，高水平综合性大学可以在以下四个方面集中发力。
1. 遴选优秀生源，夯实科学教育的人才基底。要培养未来的科技拔尖创新人才，需要以拔尖的中小学科学类教师为前提，这要求持续提升基础教育科学类教师的培养层次。高水平综合性大学以其卓著的科研实力和社会影响力，能够吸引更多高质量的生源，这是培养高水平复合型教育人才的关键基础和重要条件。高质量生源往往具有较强的天赋和潜力，在学习科学知识方面具有强烈的好奇心和灵活的思维能力，能够更深入地理解科学知识和养成学术素养，在进入教育岗位后更容易成为学生们的良师益友乃至科学教育的开路先锋。这意味着高水平综合性大学在招生和培养过程中要注意遴选和引导，鼓励更多具有科学教学潜力与教育情怀的优秀本科生、研究生进入教育领域，为发展中小学科学教育建立坚实的人才基底。
2. 深化科学训练，发展未来教师的专业素养。高水平综合性大学是基础学科和基础研究的主阵地，具有更完善的学科设置、更高水平的科研能力以及更强大的专业教师资源，汇聚着一大批各个领域中顶尖的科学家和教育者，是科研探索和人才培养的战略高地。“综合性大学在学科建设方面的某些独特优势与科学研究成果，包括在创新人才培养方面积累的经验等，都能够成为高质量教师教育的重要资源。”因此，高水平综合性大学要重视基础教育阶段的教师教育，鼓励更多科学家、专家、学者关注并投入中小学科学类教师的培养事业中，创造多种渠道推动科研人员参与未来科学类教师的培养，促进未来教师的学科基础和科研素养，使他们能够更扎实地把握学科专业知识，更熟练地提升自己的教学能力，更真实地领悟科学家的品质和精神，深化其对科学本质的理解，从而使这些高质量的生源转化为高水平的教师。
3. 发挥综合优势，促进教师能力的全面提升。现代科学、工程、技术的复杂性、集成性、协同性和综合性水平日益提高，迫切要求科学家、工程师和技术人员具备一定的跨学科视野以及综合实践能力，这对全链条人才培养提出了更高的要求，更对中小学科学类教师提出了挑战。高水平综合性大学作为国家创新体系的重要组成部分，是一个众多人员、学科、部门、资源相互交叉、深度交融的综合性平台，这为培育科学类教师创造了得天独厚的基础性条件。高水平综合性大学一方面要充分发挥自身的“综合”优势，将学科和跨学科的实验平台资源及学校公共创新实践基地资源转化为教师教育的实际有效资源，组建跨学科、跨学院的STEM教育平台和研究机构，提供丰富多样的专业课程及实践项目。另一方面，要充分发挥其在构建科学教育社会多方协同机制中的主导作用，主动连接高科技企业、公共机构等外部优质资源，探索校企合作、馆校合作等科学类教师培育新途径，提升未来科学类教师的综合实践能力。
4. 创新培养模式，推动教师教育的不断完善。培养创新性的未来科学类教师，需要建立创新型的教师教育体系。高水平综合性大学举办教师教育从无到有，具有历史包袱少、便于轻装上阵的优势，为教师教育模式创新和高质量发展提供了可能。高水平综合性大学要根据高质量教师教育发展需要，以培养卓越未来科学类教师为指向，在招生选拔、课程体系、学科学习、教学实践等诸多方面进行模式改革，不断破除制约教师发展的困难与障碍，推进教师教育体系的不断完善和发展。与此同时，我们也要进行评价体系创新。高水平综合性大学要与国家教育主管部门、教师教育相关专业团体进行深入沟通与合作，努力将目前较为单一的评估模式变得更加多元、灵活。如对于符合一定要求的教育硕士学位点实行备案制，创新教育硕士学位点管理评价方式，为高水平综合性大学培养有特色、具有创造力的未来科学类教师留出更大探索空间。
四、上海交通大学科学类教师培养模式的探索与实践
上海交通大学秉持价值引领、知识探究、能力建设、人格养成“四位一体”的育人理念，全面服务国家创新战略需求。为响应党中央关于“推动一批有基础的高水平综合大学成立教师教育学院”，培养造就高素质专业化创新型教师队伍的号召，上海交通大学于2020年11月，率先成立教育学院，并逐步形成了“尚探究、重实践、跨学科、讲情怀”的办学理念，积极探索高水平综合性大学培养未来中小学科学类教师的创新模式。
1. 坚持以高标准招生为先导，筑牢高质量教师教育的生源基础。高质量生源是高水平综合性大学办学的重要优势，也是培养高素质专业化创新型科学类教师的重要基础和有利条件。教育学院高度重视招生工作，建院伊始就确立了“以推免为主、统招为辅”的生源结构和宁缺毋滥的招生原则，多措并举吸引优秀生源。通过创新招生模式，如举办优才夏令营、组织学科专业基础测试、邀请基础教育专家参与选才等，全面评估学生的教育情怀、学科基础、科学兴趣和教学潜力，确保过硬的生源质量。所招收的教育硕士，85%以上为推免生，80%来自“985工程”高校，其中1/3来自北京大学、上海交通大学、复旦大学、浙江大学、南京大学、中国科技大学、西安交通大学等国内顶尖高校。学校高度重视国优计划，全部采取推免方式进行招生。
2. 坚持“三大引领、四大计划”育人格局，擘画未来胜任力综合培养体系。①注重构筑顶层设计。结合上海交通大学举办教师教育的优势和特点，根据未来卓越教师培养目标，积极构建“三大引领、四大计划”育人格局和人才培养体系，即“价值引领、创新引领、示范引领”和“铸魂计划、生根计划、追光计划、创生计划”。“三大引领”聚焦人才培养关键要素，在时代使命、价值情怀、育人目标等方面指明发展方向；“四大计划”贯穿人才培养全过程，重点激发科学类教师的理想信念情操、创新实践能力以及科学与工程素养和思维潜质。②注重加强系统谋划。构建新型教师教育“3+3+X大格局”：“3+3”，即参与教师教育最核心成员单位和工作团队，倡导“教育学院+学科学院+实践基地”三方贯通，“教育学导师、学科导师和实践导师”三导师团队合力指导；“X”是指汇聚校内外各方力量，集结多方政策、资源和优势，共同助力人才培养，促进新型教师教育创新发展。依托上海交通大学多学科交融、理工见长的优势，教育学院与数学科学学院、物理与天文学院、化学化工学院、生命科学与技术学院以及相关理工农医等学科学院和单位深度合作，量身打造涵盖数、理、化、生、科学与技术教育等学科方向的课程体系。为每位学生配备3位导师，分别从教育学理论与实践、学科前沿和学科基础知识、专业研究方法以及教学能力等方面给予全方位的指导。③注重把握发展趋势。教育学院以问题导向、目标导向为牵引，开设“未来教育”“科学技术史”“学校心理健康与辅导”“艺术教育”等特色课程，并以多样化的国内外交流活动，开拓未来科学类教师的国际视野，培育能够引领教育变革发展的未来卓越教师。④注重赋能创新品质。多学科交叉融合是创新的源泉，跨学科学习是激发学生创新潜质和创造力的重要方式。充分利用学校“国家双创示范基地”——学生创新中心的创新实践资源，鼓励学生利用寒暑假时间参与体验开放Fab-Lab、科创竞赛、校企合作STEM公益营队等跨学科学习和实践活动，在学科交叉与思维碰撞中提高学生的科学与工程素养，培养跨学科课程设计和实践技能。⑤注重强化教学实践。开展为期一年的全方位、多元化的“浸润式”实习实践，促使学生全过程了解中学教育教学实际，提升学科教学技能，增强实践反思和行动研究能力。目前，已与上海28所实验性示范性中学建立实习实践基地合作；聘任的60余位实践导师中，半数以上为上海市特级教师、正高级教师，100%拥有中学高级及以上职称。培养的首届教育硕士，80%以上投身到基础教育教师岗位，其中3/4在上海市实验性示范高中就业，人才培养质量得到社会认可和检验，培养成效凸显。
3. 坚持以社会实践为抓手，推动教育情怀内化于心、外化于行。强化思想引领，培育教育“大情怀”是学校教育硕士培养的重要举措。2021年的暑期“乡村振兴，教育先行”实践团深度走访了“时代楷模”张桂梅校长，点燃了学生心中对基础教育的奉献之火，实践团入选全国大学生最佳实践团队。2021年起，在云南洱源县第一中学设立“子午连心”教育基地，开展学生结对、同唱一首歌、暑期学校、教师培训等共建活动，教育帮扶日见成效。2023年的“子午连心”暑期学校和2024年的“手拉手”寒假学校实践团，20余位同学带着对基础教育的使命和热情，将教育理想播撒在洱源一中和海南定安中学的三尺讲台上，激发了对教师职业的认同感和社会责任感，树立成为“大先生”的理想和追求。
教育是国之大计、党之大计，科学教育是培养科技创新人才和提升全民科学素质的基础性工作，关乎国家未来长远发展及民族复兴伟业。培养中小学科学类教师是顺应时代发展需要、承担历史责任的重要体现。高水平综合性大学应充分发挥自身优势，积极进行科学教育的探索和实践，不断进行科学类教师培养的模式创新和机制创新，促进高校智力资源和科研成果向基础教育延伸和转化，成为实现科学教育创新性发展、突破性提升的关键力量，从而为建成科技强国和教育强国奠定坚实的基础。
【丁奎岭，中国科学院院士，上海交通大学校长、教育学院名誉院长、教授】
原文刊载于《中国高教研究》2024年第6期