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連接這三類關(guān)鍵詞，檢索了1990至2018年的文獻(xiàn)。通過進(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)生過于抽象，也不利于教師開展科學(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)造性的過程，即科學(xué)家用他們的想象力和創(chuàng)造力來計(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，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)生存壓力這類亟待先行解決的問題。

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)上過分強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)刺激作用，以及將過程性評(píng)價(jià)和形成性評(píng)價(jià)與考試完全對(duì)應(yīng)起來，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)出無根性[42]。

3.2 教師因素

從教師個(gè)人背景層面來講，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)境中沒有強(qiáng)調(diào)教授科學(xué)本質(zhì)，那么就沒有必要學(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)知的層面來說，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)生通過動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)或者在參與活動(dòng)的過程中不對(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?；煜茖W(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）通過對(duì)土耳其十年級(jí)五本不同的生物教科書分析，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)過教學(xué)調(diào)整的程序來促進(jìn)學(xué)習(xí)[76]。因此，不僅要從外部向教師傳授專業(yè)知識(shí)，而且要通過教師對(duì)自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的解釋來增進(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]。通過參與恰當(dāng)?shù)慕處煂I(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，教師可以通過元認(rèn)知策略、科學(xué)認(rèn)識(shí)論問卷、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)憂的問題，Lederman（1999）認(rèn)為開展不同的教學(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： 寫反思日記、觀摩與分析、職業(yè)發(fā)展和行動(dòng)研究。其中，開展案例教學(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)研究則通過教師與研究者合作對(duì)課堂上遇到的問題的實(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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