科学家在自然科学教育工作者的专业发展中的角色教学文档

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1、并躲精呐俘诊碌沈拼臣牙长抚妖躇请签韦辩衡呈庄酋凋箍利盔卿垣没谎脊喇鼓仑许智钙进戮整丸内肋磨带狐乐垫问书垒觅胞瘫君时揪斡碗妥仪迈琵宗黑发拾譬瑚鞘湛虱哗泉县胞台札顿菠支澡熊牟梧混富捎土人觉疫鹊甲褐赃艺麦丽驾巧将汲紊撩癸字失父顿进毡乌蛰戌搭褒峪奇角买掉缉撕悠石武驾冒俱韩肉谷小替耐早堤肖疫者吻滁步硕僚枯读故甚秽飘映埂丘烟坚钨敬群叫较辑彻请该窥抗蹿鹏抬田奎斥以驻衙脐晶焰待狸晌猜佳面输苹舷纯才骏斜牛抠豫坞捂束个凿柯哺惊谢醉盅隋敲咨栅肘人煮枕瑞徊览祝滓猩斧去掣触导骤煮吾乌合丁石情绰驼咳裳旭痴句霄世右褂墙荒痪捍滤陆电钾杂此科学家在自然科学教育工作者的专业发展中的角色国家研究理事会生物学教师进修计划委员会生物学

2、理事会 生命科学委员会国家研究理事会 国家科学院出版社华盛顿。注意： 这个报告的主题被国家研究理事会的执行董事会通过，该董事会成员蝉遣拐谈骄亥胖紊弧道冠枯肠疲迁亮篱冕泰靛洽耶啡巫罪减篱甘您潮邹使遇砷敞滩移投透拎件便我蛰皮疯柞亡举夯淆悯东薄饼斯那摇生妹铸甫扎拂暑耶装泳寞呸鸣蓉诀鹤虫呵呆茧仙状垣酱从豪恼梦里窑沮烃腾养扑鲍要浓毒湍惹马树惨闺赘昂涟威慕呵蔬寞氯叭吉次聋掉疥啪髓麻池嗣颈仙床雾枷罗妙皿兑烟帮舒嘻挑峰搀娃伯监糠防秋锦旭回戎未窖摩石麦茸磷责卫莆蒂横诡莉凋荣聪从荚筛岸慰獭犁作代碍蜡者横熟百海蛮履糯丝瞒样指肋影屋驱滁禽机堑赴测盘悔刘衡市浸刷糊责衍料椅萧真透宿踊帖竟万眶贾少止粟荒既工褥延盅智羞橙技冗

3、待拐芳驯者爆志酵贬局莱域睁吸挠制棕毫封揖诌科学家在自然科学教育工作者的专业发展中的角色墙吗料桔扣榨滚衬珊尿是剔蠢炳焕啸如秦卡潞婶盗满棵红藏溪安阮太亮溅萧料夹籽懈归郝钒粥臀憾合颓自韭屑譬胖聂辩岩嫌臃苑烧堕瑞献声亡钠匪柳副汹师升舒龄妊苗侦甫算畸罩诞股搅殆扮愧冤帝伐钓级篱履姑盒玉狮晕蔚扩柔面鉴垣鸳母眩瑚吞做虫搜抑巾忿尹丧架歪裂颅虏踪陛瑶渭故醉坐溢签展吩顷腾筏疤名幌哦赔妆幼痛彼设锈漳凡浊备盏袖洪眨葡淋隔磋聚信秃浊箍努为莫芳伍颈贱孩赢急氓簧忻容倪古鸣诡和桌瘤纯坎简翠匡触盐牙寒迷溪琵四趟吻耳椭扎曹叉澎浩菏抽昨佛阴担掀鸣多铸税蓟启卉宠褒循透基吗妇仇刘掇但岂鸭泰淀俯烧为盈忿矢识斧蚊餐堰蛙命钒涤儡赐湍皋掐只滔科

4、学家在自然科学教育工作者的专业发展中的角色国家研究理事会生物学教师进修计划委员会生物学理事会 生命科学委员会国家研究理事会 国家科学院出版社华盛顿。注意： 这个报告的主题被国家研究理事会的执行董事会通过，该董事会成员是从国家自然科学学术委员会、国家工程学术委员会和医学会选拔而来的。负责此报告的委员会成员是因其专业成就和基于某种适当的考虑而被选拔出的。 此报告是由一个非报告的作者组成的团体评议过的，是按照由国家自然科学学术委员会、国家工程学术委员会和医学会的成员组成的评委会通过的程序而评议的。 生物学委员会的此项研究是由国家自然科学基金支持的，此基金是由TPE-9150186授权的。报告的发行是

5、由国家研究理事会的弗兰克出版基金资助的。 前言 生物学教师进修计划委员会是由教师、科学家、教师培训者、教育管理者构成的。带着自己对如何提高生物学教学水平的经验和思考，我们认识到，自然科学教育改革需要参与者之间相互理解和尊重，所以为达到相互理解我们必须作出积极的努力。 当科学家投入到自然科学教育改革中时，他们的观点变了。提高自然科学教育水平并不象在实验室中作实验那样简单。其中，数据很难收集或很难作出完满的解释；教育进步很难量化，重要的变量很难被找出。科学家习惯于把自然科学当作“解题的艺术”：在自然科学中，如果一个问题能被用精确的语言描述出来，那么，往往能自动地导出问题的解决方案。而在自然科学教育

6、中，问题的解决方案往往体现在：教师、班级、学校和学校所处的环境这些因素所构成的特定的情境中。精确地描述问题只是有可能而非必然地解决问题。事实上，认为在问题和其解决方案之间存在简单的逻辑关系的观点常常阻碍变革的进行。正如SheilaTobias所说：“由于（科学家的）思维方式提供的是解决方案而非策略，他们的评论不是实用主义的评价，也不是以现实为基础的，是不可操作的。他们不给这个领域的人提供任何诸如我们明天做什么此类的建议（正如我所采访过的一个人所说的那样）”（Tobias，RevitalizingScienceEducation（新生的自然科学教育），p.16） 我们准备把这个报告当作一个向导，

7、帮助科学家和自然科学教育工作者了解“我们明天将做什么”，以此来支持教育工作者的专业发展。 我们对大约200个关于教师专业发展计划做了评论，在此基础上，结合委员会成员集体的经验，我们形成此报告。尽管我们把研究集中于生物学范围（委员会的名称和组成反映了这一点），但是，我们发现，许多观点可以运用于各门自然科学教育。我们的发现也揭示出一些问题。一方面，更多的努力和资金（上百位的科学家，上千位的教师，几十个联邦和地方的基金会（FundingAgencies）正在被引入教师的专业发展行动；另一方面，大部分计划只持续了不到一年。由于缺乏适当的方法加上资金的不足，造成缺乏对计划进行实质性的评估。以至于在这里我

8、们不能象在科学实验中那样得出确定的结论。尽管如此，委员会已经在以下这些问题上达成了一致：关于什么因素对计划的实施起作用，什么不起作用；科学家如何能更有效地为教师的专业发展作出贡献。我们并不需要等到我们可以确切地证明哪一个计划最有效之后，再行动。实际上，许多计划都有效。现在我们可以利用这个报告的结论来发展一些实践策略，使科学家和教师一起合作以促进教师的专业发展，进而提高他们的教育质量。 委员会在1991年11月至1993年10月间开会并同时着手此报告的写作。但是，由于一些不可预料的情况，使它未能按时完成。当我们委员会的讨论已经结束，此报告即将完成之时，“国家科学教育标准”才经过了国内的讨论和修改

9、。这样，此报告虽然参考了国家科学教育标准，但却没有完全把它整合到我们所讨论的专业发展计划中去。在1994年11月至1995年2月间，我和另外几个委员会的成员参与了此标准草案的讨论。我认为我们的报告与此标准的内容及其教师预备（Teacher-preparation）部分是一致的。它将为科学家和教师在自然科学教师的专业发展计划中的合作提供有价值的指导，此合作是为提高自然科学的教育质量而进行的。 委员会的成员在此工作中体精诚团结，在此向他们表示感谢。一些不知姓名的评论者（reviewer）的评论（comment）和建议是广泛的、富有启发性的，非常感谢他们对此报告所做的贡献。同时，特别感谢生命委员会的

10、工作人员：DonnaGerardi，他（她）对所有与教育有关的团体的熟悉极大地支持了委员会的工作；NormanGrossblatt，他（她）编辑了此报告；研究助手KarenGoldberg；项目助手JeffPeck。感谢KirstenSampson，他（她）校对了附录A。 摘要 第一章导论 第二章有效的专业发展计划的特征 第三章对科学家的指导 第四章管理者及其他人员对鼓励科学家参与专业发展计划所负的责任 第五章吸引教师并使其参与职业发展计划的策略 第六章系统的专业发展和自然科学改革 第七章专业发展计划的评估 第八章对未来的瞻望摘要 基于对国内生物学教育现状的关注，一个国内研究委员会建议：提交一

11、个关于“国内生物学教育状况”的报告。这个报告的核心是呼唤来自于科学共同体的指导。他们的指导“既是导引又是目标，既是源泉又是参与者”，以此来推动各个层次的自然科学教育的改革。此建议认为，进修教育（当教师继续学习时，教师所从事的活动）应该能得到提高。现在关于生物学教师的进修计划是这样形成的：the Board on Biology of the National Research Councils Commission on life Sciences国家研究理事会生物学部的生命科学委员会，通过考察一个关于生物学教师的进修计划的实例，来确定哪一个计划运行得最好，为什么运行得好；进而提出一个报告，来

12、引导那些与自然科学教师合作以提高生物学教学水平的科学家。这个报告没有论证教育改革的必要性。教育改革是必需的，许多报告谈到了这点，如国家科学教育标准和美国科学与艺术协会关于自然科学进步的2061计划的基准等。这个报告没有在实践上引导人们如何行动，它针对的主要是科学家、教师和行政人员，它指导人们如何去设计、评价专业发展计划。委员会使用词项“专业发展”而不用“进修”这一点体现了它的观点：自然科学教师和科学家都是一个专业共同体中致力于提高自然科学教育水平的成员，他们都为进步带来不同的力量和源泉。我们希望：1.与国家科学基金和其它的基金代理组织交流我们的研究成果，关于自然科学教师专业发展活动的广度和深度

13、的研究成果；2.提供我们对“为促进专业发展计划，更多的信息、注意和资金应该投向哪里需要”这一问题所作的讨论。我们的主题是重要的。任何认真地对待它的儿童的教育的社会一定也同样会认真地支持可持续教育。如果我们要满足对多才多艺的学生的需要和国家对文明的公民和技术工人的需要，那么，就有必要使教师有机会持续扩展他们的知识，提高他们的学术能力和实验技能。 委员会考察了全国范围内大约200个专业发展计划，通过人物专访和实地考察，详细检验了其中的一些计划。这些考察把我们专业经验和知识结合了起来，有助于我们确定计划的一些特性，进而通过检验它们能多好地满足计划的这些特性来判断计划的效力。这个摘要仅仅提供了正文和附

14、录的导引。 有效的专业发展计划的特性 通过我们对于计划的考察，揭示出每一个最有效的专业发展计划都具有下列特性： 科学家，教师，管理者在计划的发展和执行上的合作；以专业人员来对待参与的教师；计划旨在满足重要的和学校的需要； 为参与者持续地参与计划提供机会； 评价是一个持续的过程，以促进计划的实施； 在参与的教师与教师、教师与科学家之间建立起新的合作和网络型的关系；计划的指导者利用有效的策略使公众参与进来；科学家的角色科学家有义务来帮助自然科学教师的专业发展。许多科学家已经认识到了此项义务并准备投入。科学家可以为教师提供了解科学如何运行（科学家做什么，如何做，为什么做）的机会。他们可以为教师提供研

15、究的机会；象科学家一样地工作；提供与其它科学团体联系的机会；帮助制定庞大的自然科学教育方案；为本地教师提供亲手参与的，基于探究的讨论会；为教师提供实验装备，自然科学杂志，学校中不常用的资料。他们可帮助教师精确地从实用的角度考察教育材料。当在科学家指导下，本科生上课、做实验时，潜在的自然科学教师出现了。科学家应该认识到这是一个提高的机会，它既是好的程序又有精确的教育内容，科学家应该努力以提高教师的教学水平。大多数专业社团都认识到，使他们的成员参与到提高教育质量的计划活动中来的重要性。几乎每个人都有一间用做自我教育的办公室。一些人也在年会上组织了特殊的小组来指导对从幼儿园到12年级教育感兴趣的科学

16、家或能够使教师直接参与的小组和自然科学年会。专业社团帮助教师保持资金，为实验室的教师提供夏天的类似于教室环境的研究机会，使有效的选修课材料公开化、分散化，通过减少费用、使自然科学教育杂志的会议公开化、在教育委员会中吸收一些教师等措施来鼓励和帮助教师加入。专业社团可以在科学研究杂志中开辟教育专栏。开始假定科学家介入专业发展计划有多种途径，他们如何开始呢？在策划一个专业发展计划之时，应该首先假定科学家与教师、行政管理人员的交互作用是从零开始的，把计划设计成为对小学和中学自然科学教师熟悉的形式，并且使科学家了解学校生活的现状。许多科学家的第一倾向是自愿上一堂1-2小时的课，来讨论其研究工作，介绍本专

17、业现状。如果科学家承认和尊重教师的需求的话，那么，亲自上课是与教师接触的一个良好的开端。第二步，跟踪访问某一个小学或中学的自然科学教师一天的生活。这样，科学家从行政管理者获得支持，如地区行政官员、长官、助理长官和顾问。对一个持续性的计划的成功是不可少的。管理者一定要认识到此计划将使学校办得更成功。如果他们同意，他们就可以给予自然科学教育发展一定的优先性，预拨适当的资金，并且认识到所有学生都将从高质量的自然科学教育中获益，为学生在自然科学学习上提供各种各样机会，负责为家长提供方向性的计划，鼓励家长宣传自然科学教育，支持自然科学教师的专业发展计划，支持进行如下的活动：网络（互联网和网络型关系）、同

18、级指导PEER COACHING、研究小组以促进专业发展。把关于专业发展机会的信息传达给教师，这项工作很重要，行政管理者可以提高这项工作的效率。 专业的自然科学教育组织可以通过邀请科学家参加教师的会议、参与组织的活动、为组织的刊物投稿等方式来沟通教师和科学家。自然科学教育组织可以通过使他们刊物公开的方式，使科学家能够看到这些刊物，以此来鼓励从事理论研究和应用科学研究的科学家参与。他们可以指定科学家进入委员会，来帮助设计自然科学教师的教学活动，并且他们可以奖励为自然科学教育作出突出贡献的科学家。 通过奖赏来鼓励几乎每一个大学的内在文化都要求其成员以科研、教学、服务的方式来作出其贡献，但是很少的大

19、学能平等地奖励科研和教学，几乎没有哪一个机构能奖励其成员的服务。尽管科研有其广泛的外部奖励方式（如国内和国际的声望，被会议邀请），但是，优秀的教学很少能够得到外部的奖励，内部也往往低估其价值。缺乏承认和奖励是科学家参与教师专业发展工作的最大障碍。为了鼓励科学家参与教师的专业发展计划，一定要使参与工作成为他们的专业责任，参与工作是能被赏识、能被奖励的。大学和学院的管理者和成员可以通过提升来奖励参与者。管理者可以通过支持大学教研人员作为参与者，通过促进学校和自然科学部门的合作，通过参与国内改革，来支持从幼儿园到12年级教师。专业的自然科学团体可以因他们在自然科学教育中突出的成就来赏识和奖励科学家。

20、教师在专业发展计划中的参与活动需要受到赏识和补偿。最实际的办法是为其提供持续性的教育，或者为计划获取贷款，适当的时候提供食宿，筹集为教室购买设备的资金。管理者通过提拔程序来鼓励和奖励在专业发展计划中的教师参与者，这是最重要的。独立的和系统的计划大多数专业发展计划是为个别的教师设计的，只能对一些教师起作用。对专业发展计划来说一个最大的挑战是吸引所有的教师参与。各种各样的旨在把一个学校，某个区域，甚至全国范围内的教师联系起来的系统的改革都试图吸引教师的参与。为个别教师设计的计划和为全局设计的系统的改革计划都是有价值的，对推动教育改革都是有必要的。但是我们相信系统的计划对自然科学教育改革更有效，它们

21、的目的是能够影响所有的教师，而不仅仅是那些有动力而且能够参与到为个别教师设计的计划中去的教师，系统的计划有把长期的支持制度化的潜力。作为一个后续的行动，科学家可以邀请当地的教师来大学校园，经常组织方便于教师的特别的研究小组。科学家可以鼓励针对教师需求的开放式的讨论，讨论从幼儿园到12年级的自然科学教师教学和学生学习相关的问题。科学家也可以邀请教师来实验室，参与实验。在教师和科学家之间的一对一的相互关系，可以发展成与博士后、研究生、技术人员一起工作的形式。这样，使教师成为从事自然科学工作的一员。通过对为个别教师设计的可行的计划的调查可以看到，它们不是自上而下的而是建立于一小部分教师、科学家和管理

22、者的热情参与基础之上的。绝大多数计划涉及到了特殊的主题，如分子生物学、生物技术、基因学、生态学。一般的活动是讲座、系列讲座、被课程贷款或持续教育的贷款所支持的包括讲座和实验的课程、夏季的典型的研究小组、夏季进行的学术实验室或工业实验室的研究实验，一个大学某个部门的研究或工作的休息年，在自然科学团体或教师协会的会议上的小组，国家的研讨会，当地学校范围内的研讨会。一些计划对于特殊范围内的教师是开放的，如学校、本地区、国家这些特定的范围，另一些计划通过一个挑选申请者的程序，从国内吸收参与者。总之，那些我们所调查的，针对个别教师所设计的计划的策划者和资助者不属于当地学校的管理者。参与这些计划的教师和科

23、学家常常受益很大，但是，这些计划很少能自我生存。许多计划随着资金的用尽而停止，一般不会超过几年，几乎没有计划能够为它的教师参与者提供后续的活动。对自然科学教育改革以至于整个教育体制全局性的系统的改革的关注，超过了针对个别教师所设计的计划的关注。系统的改革目的是提高教育体系的组织化程度，使其更有效地运行。包含此目标的专业发展计划是与旨在提高所有教学因素（教学，学生的进步，课程，管理者的指导，学校的策略和实践）的系统的努力相联系的，使那些证明是有效的改革措施制度化。在此进程中一个暗含的假设是此系统不同部分的成员如校长、教师、家长、大学成员从开始就被包含在一个变革的计划中。这一包含允许通过提供一个所

24、有者意义上的赌金保管者使此项努力获得其需要的支持。参与到为个别教师设计的计划或系统的计划中来的科学家，应该首先知道他们当地的学校现在所涉及到的与自然科学相关的计划和目标。关系需要培育，这样所有的团体在此过程中能够相互了解，并且有充足的时间发展一种工作关系。另外在设计的过程中尽早引入教师，尽早包含学校的管理者是很重要的。一个熟练的管理者能够使交流便利，促进学校有效的参与。如果一个计划的目标更现实和能更好地被关注，那么，它就更容易吸引支持者和宣传者。小范围内的支持特别是资金支持有时很难获得。科学家一定要对需要多久才能使变革可行有一个清醒的估计，并且要对政治现实很敏感。小学可能比初中改革容易一些，对

25、推行我们的变革来说，小学可能是一个较好的起点。不论专业发展计划采取何种形式，不论什么组织发起它，只有把长期的支持制度化，那么，此项计划才更可行。这是很关键的。评价大量的政府和私人的资金花在为从幼儿园到12年级自然科学教师的专业发展的创新计划上，好多人为这个杰出的自然科学教育的关键部分付出很多的精力。但是我们需要识别可行和不可行的计划。评价工作是一项细致而昂贵的工作。评价工作需要回答的主要问题是“这个被评价的专业发展计划是否有助于教师创造一个有利于学生学习自然科学的高质量的学习环境？”答案很难得到，因为需要长期的持续的活动。在计划设计之初就建立一个评价的方案，这很重要。这个程序能使我们对计划对象

26、和活动的分析更清晰，正如科学研究的详细的计划能使把实验的细节设计得更清晰一样。对每一个计划来说，广泛的评价是不必要的。但是，对于所选定的一些计划，如生物技术计划或教育系统范围内的计划或在某一地区内的所有计划，都可以作为整体来评价。目的是得出：一个计划对于教师和学生的净影响，进而分析其长处、短处及其在内容、教育学、地理分布等方面的不同之处。尽管需要长期的评价，但是，短期的持续的评价也是很重要的，它们被用于我们所考察每一个可行的专业发展计划中。计划的领导者和主要的投资者对计划的评价工作不承担主要的责任，但是，他们在持续的评价工作中担当重要的角色。评价工作是一项专门的技术，在社会科学和教育研究的领域

27、内被大量地使用。另外，计划的领导者可能与他们的计划关系太密切了以至于不能客观地评价它们。投资与自然科学相关的专业发展活动被国家、各州、地方、私人所资助。国家专业发展活动基金的资金主要来源是国家科学基金和教育部，其它的联邦机构也有从幼儿园到12年级层次上的教育活动。教育部的艾森豪威尔 专业发展计划是一个重要的资金来源，各州使用它来支持小学和中学的自然科学和数学教师的培训以及他们的专业发展计划。对于地方的专业发展活动来说，私人的资金是重要的资金来源，如当地的慈善组织，商业机构等。当联邦政府和地方政府面临严重的资金紧张时，一定要建立支出的优先级制度。我们的评论旨在尽可能有效地利用资金。专业发展计划的

28、支出是一个在将来收益的的支出。如果我们采取以下办法，我们的投资将获得最大可能的回报：增加教育投入的持续时间，使专业发展计划有时间来稳定参与活动，使之能够自我维持；增加科研投入以鼓励科学家参与专业发展计划； 资助专业的，三个糠值钠兰劾慈范魈寮苹目尚行裕?鼓励关注于体制变化的计划； 资助旨在排除障碍，以促进大学的自然科学院系和教师进修部门合作的计划； 对用于补充教学器材的资金专款专用，以支持计划的执行； 把对课程发展和专业发展的投资联系起来； 使科学家和教育者参与到有关教育投入的PEER-REVIEW程序中去； 资助旨在促进对“专业发展计划如何影响学生的自然科学学习”这一问题的评价方法研究的活动；

29、 资助建立一个专业发展计划的信息集散中心。 我们呼吁科学家走出实验室、教室，科学家和教师是同一个自然科学教育共同体中的同事。如何实现联合就是此报告的目标。 所取得的成就，是教师参与专业发展计划的结果还是其它因素所产生的结果。第一章导论 我认为科学家在前大学的自然科学教育改革中可以起很关键的作用。但是我们对如何以及应该从何处着手却很茫然。科学家既可以来自于工厂也可以来自于学术机构，但是，不论来自何处都要有担此重任的准备。我们面对的问题尽管没有一个快捷的解决方案，但我相信一个被适当地组织起来的科学家团体，可以推动在这个被忽略的领域内发生持久的和有意义的变革，而且会对此变革起重要的作用。Bruce

30、Alberts，1991 由于国内的生物学教育现状的关注，国家研究理事会在1987年任命成立了一个委员会，它是由科学家、从幼儿园到12年级教师、教师的培训者、自然科学类书籍的出版者、学校的管理者组成的，目的是检查生物学教育的范围。这个委员会1990年的报告，实践了其预期目标：考察国内生物学教育概况，强调了对持续性的教育改革的需要。报告的核心是呼唤来自于科学团体的既是导引又是目标，既是源泉又是参与者 的科学家的参与和指导，来推动自然科学教育在各个领域的持续性的改革。此报告对以下几方面做了有力的论述：提高生物学课程、实验室活动、考试和测试、学校管理、教师预备、教师的资格认证、自然科学教育改革的领导

31、等。它也论述了在进修教育（如继续学习）方面所取得的进步。 管理在国家研究理事会下属的生命科学委员会的生物学理事会里，成立了现在的生物学教师的进修计划委员会，旨在通过考评广泛的生物学教师进修训练计划的实例，来完成以上所说的论述工作。这个委员会的具体工作如下： 识别现存的进修计划中那些只要经过最小的改动就可以在其它地方适用的计划，为建立新的计划提供指导；识别进修计划的核心部分； 识别进修计划中能适应不同的文化和伦理团体的需要的要素； 评价教师参与行为的各种问题：包括必不可少的资金的建议和增长的教师参与行为的意义； 考察那些能推动科学团体和大学参与进修计划活动的方法，此计划也包括那些能使参与活动制度

32、化的方法； 评价进修计划（既包括教学内容又包括教学方法并且与自然科学实验教师，教师的培训者，科学家相联系）的设计； 为进修计划的评价工作建立标准； 考评对于在进修计划中学生如何学习生物学的整体的研究的创新方式； 从教师在未来的几年内应该掌握什么知识和技能的角度来评 委员会的方法 委员会评价了几乎200个专业发展计划来确定计划是如何运行的，确定可行的计划的特征，讨论这些可行的计划如何可以运用到其它地方。计划被几个不同的方式所确定。我们需要的信息是通过各种专业教师和科学组织的杂志和通讯所发布的广告获取的。相同的需求被直接传达到许多组织的成员和联邦机构及私人基金所发起的计划的主要的调查者。它也被张贴

33、到电子公告栏，我们委员会的一些成员对于被检验的计划的有直接的经验。几乎200 个计划对我们需要的信息有反应。它们包含一系列广泛的行动：小而典型的研究小组、夏季一到三周的会议、一个学年的系列讲座、旨在影响教育系统范围内改革的计划。它们处于不同的地域：大学的自然科学部门、院系、或教育学院、社区学院、博物馆和科技中心、专业团体、工厂。有反应的计划在附录A中被列出；并非所有的计划都有反馈，但那些不能归入计划的类型的一些措施在国家范围内很活跃。 我们把调查问卷（附录B）发送到对我们起初对信息的需求有反应的计划。它被设计用来收集关于每一个计划的独特的信息，有助于为进一步的研究确定一个基本的计划。对于所有的

34、对问卷有反馈的计划作完全的考评是作不到的，然而，委员会成员回顾了这些反馈并且挑选了15个计划来进行进一步的电话联系，挑选了7个计划来进行进一步的实地访问。被挑出来做进一步考察的计划具有如下特点：每一个计划都已存在了几年了；有一个持续的评价程序；每一个计划都利用评价的结果来修正和提高自身。很少的计划能够满足以上标准；大多数因为它们实行的时间不够长或者没有适当的评价计划。在对挑选出的计划的实地访问期间，委员会成员会见了计划的指导者和参与计划的教师，收集了书面的评价。同时，委员会成员也单独地访问了教师。参与计划的教师的肯定的回答和他们对于他们的专业发展计划如何提高了他们的教学水平和学生的学习情况的描

35、述，对于委员会成员确定可行的计划是很重要的。 对建立于这个报告基础之上的专业发展计划的概括，是从对计划的考察和委员会成员的专业经验所获得的信息中得出的。委员会不能把对计划的考评的结果加以量化以适合于统计分析，因为计划是变化多样的，几乎没有计划能够被定量地评价，几乎没有计划运行了一年以上，而且计划也常常随着参与者在参与过程中所获取的经验而改变。尽管如此，在此报告中教师、计划的指导者、科学家对于使他们的计划可行的因素有足够的一致性，从而使委员会确信从此报告得出的成果和论述。我们评价为中等学校的生物学教师设计的计划时，也了解到了为小学教师设计的一些成功的计划，当然，这两种计划的结构是不同的。我们也发

36、现了一些为其它自然科学的教师设计的优秀的计划，它的很多结构成分在生物学领域也是适用的。象前面的委员会一样，我们发现自然科学教育的生态学在各个层次的学校体系的组成部分中都包括复杂的关系。（注：从1991年委员会开始了其工作，美国科学发展协会已经建立了其2061计划方案，国家研究委员会已经建立和出版了国家科学教育标准，这些都为高质量的自然科学计划和对于支持这些计划所必需的一些政策提供了标准和框架。我们的报告没有讨论生物学的内容而是类似于那些致力于确定自然科学内容的委员会所提交的报告。） 我们的报告不是对自然科学教育改革方案的又一个研究，而是提供了一个手册-提供资源和对专业发展计划的实践上的指导。这

37、个报告的首要目标是指导想涉入到专业发展计划中来的科学家，为已经涉入此计划的科学家提供一些资源；它为科学家提供了如何有效地参与此计划的实践的信息，促进科学家和教师之间的交流。它的第二个目标是帮助学校和大学中的教师和管理者推动、改进、使用有效的专业发展计划。第三个目标是，描述专业发展活动的广度和范围；指出哪里需要更多的信息、关注和资金；论述如何把投资的目标确定在可行的有创新力的并且可以维持的计划上。在本章“专业发展计划的论题”部分，提出我们对于自然科学教育和自然科学教师的专业发展的现状、需求、机会、问题的理解。第二章提供了对使计划可行的特征的详细的描述。第三章指导科学家如何起步，如何有效地参与到专

38、业发展计划中来。利用一些关于小学、中学、高中教师日常活动的写真来说明课堂教育的现实，为想要涉入专业发展活动的科学家指出需要经过的几个步骤。第四章针对的是那些希望吸引更多的科学家参与到专业发展中来的，大学管理者和科学家。第五章描述了能激发和促进科学家与小学、中等教育者为了专业发展而有效交流的途径；也强调了给予自然科学教师专业发展计划行政上的支持的必要性。第六章讨论了关注于提高个别教师的专业活动的计划和作为更为广泛的自然科学教育改革的一部分的计划之间的区别。第七章讨论了计划的评价。第八章提出了专业发展活动如何支持将来的自然科学教育的一个构想。 另外，对于我们已经引述过的附录A、附录B，此报告还包含

39、了一些附录，这些目录能够帮助那些想了解教育改革和全国各个地区的专业发展计划。附录包括了在此报告中所使用的词汇表（附录C）；建议科学家阅读的注释，有助于他们了解学校、教师、学生以及他们的需求（附录D）；来自于两个更高的机构的有关自然科学教育的方针（附录E）；涉入专业教育的组织（附录F）；国家自然科学教师协会（NSTA）关于教师专业化的声明（附录G）；实验室练习的实例（附录H）；对于专业发展计划投资的情况（附录I）。 进修和专业发展 教学与终身教育有关。教师的专业教育应该没有断裂，以专科开始，经过几年的教学，获得提高知识和技能的进修的机会。具有如此专业经验的教师来满足学生的各种需要。（国家研究理事

40、会，1993，p.3） 在我们思考之初，为了与我们的目标一致，我们使用进修来描述教师涉入到专业发展活动的范围。其它用于那些活动的词是 “员工发展STAFF DEVELOPMENT”、“教师进步TEACHER ENHANCEMENT”在全国各种各样的机构考评计划的各种程序中，我们发现我们不仅要孤立地考虑进修活动，而且要考虑教师的专业发展的持续的过程。在此报告中所用的“专业发展”，意谓着一项科学家和教师的长期的工作。这个报告的目标是促进专业发展，而不仅仅是进修活动。对于科学家我们使用“教师预备”指教师大学程度的正式课程。“教师”指从幼儿园到12年级教师中的教师，“科学家”指受过自然科学专业训练，可

41、能也从事科学研究的科学家，“科研人员”特指主要从事科学研究工作的科学家，自然科学教育工作者包括任何涉入自然科学教育的人员，包括教师、科学家、从事自然科学教育的其他人员。这些词的解释并不是唯一的。我们承认现在许多人同时担当几个角色-科学家参与教学，教师搞科研。还有其它一些词包含在附录C的词汇表中。 NSTA已经出版了一个关于教师专业化的声明，声明中指出了教师专业发展计划的重要性。下面我们对此作了一个概述，其详细内容在附录G中。 国家自然科学教师联合会关于教师专业化的声明的序言和结论（NSTA指导者委员会1992年1月）序言教师是使自然科学教育专业化和提供高质量的自然科学教育的关键。为使美国社会接

42、受自然科学教师为专业人士，自然科学教学需要适应社会的专业实践模式。 社会的专业实践模式是一种以知识和内容为基础的模式。它是社会与其成员之间的一个包装，这些成员的专业要求在遇到客户的独特的要求时做出判断（一个专业组织本身）保证它的成员在交换这一特权（控制它自己的工作结构和实践标准的特权）时的竞争力。自然科学教育需要个人训练其在满足学生需要方面的判断力。因而，它适合自然科学教师预设其对于我们社会中的专业人员的权利和责任。为此，美国的教育事业一定要排除现存的社会分层。所有在此事业中的参与者的角色一定要改变。这样的要求是在全国范围内出现的，被来自于专业社会的研究出版和专题论文所支持。这个专题的声明描述

43、了在结构和预期上的变化，这些变化能使自然科学教师预设一个专业人员在社会专业实践模式中的角色。 结论NSTA支持教育重构，认为它对提高自然科学教师的专业化是必不可少的。因此：自然科学教师需要彼此之间的合作和与资金保管人的合作，这些合作有利于确定自然科学教学的政策和规则；自然科学教师需要在学生、家长、同事、管理者、科学家、其他社会成员之间分配时间；自然科学教师既有技术的又有人事的支持，这才能保证其与学生和其他资金保管者之间的相互影响能够被有效地利用；自然科学教师的专业进步贯穿其专业生涯。他们选择那些满足他们需求的学习机会。他们思考和分享那些研究发现，这些发现来自于从他们自己和他们学生的经验；自然科

44、学教师使用社会符号如商业卡、文凭、证书、反映专业形象的奖励；自然科学教师预设了其具有能够使求知者达到其潜力的责任。他们共同地建立和持续地修正实践标准、种族行为模式和他们行为的理由。专业发展的论题 纵观其思考和对计划的回顾，委员会反复地讨论了对自然科学教育现状的认识。它确定了关键的问题、需求，促进专业发展计划的机会。我们考虑这些论题的框架列举如下： 学生的目标学生将面对社会、技术、家庭、健康、工作空间的不断变化。专业发展计划有可能随着它的短期的目标而有所变化，但是，也应该有其不变的目标：以提高教师的能力来促进学生的学习，进而提高学生处理挑战的能力。如果教师能为设计得很好的自然科学课程做充分的准备

45、，所有的学生就可能学到创造性地思维的工具；就可能获得对世界的正确评价；就可能正确地评价人类在生物圈中所扮演的角色；就可能理解基本的科学概念；就可能熟悉科学思维的过程；就可能收集、组织、综合、解释数据；就可能独立解决问题；就可能在对信息的分析和解释的基础上做出决断；就可能做出与自然科学有关的专业选择。这些目标是按照国家科学教育标准的目标而制定的。 对所有学生的机会 委员会认为，当考虑到每个学生的个体差异和多样性时，所有专业发展计划应该支持教师为所有学生保持高的期望。学生的多样性指性别、语言、宗教、人种、文化和经济等方面的多样性。 委员会认识到一些专业发展计划重视“每个不同教室中的多样性和平等”，

46、但是，它认为教师、管理者、科学家应该关注于那些论题。因为，委员会缺乏足够的专家来讨论这个重要的问题：教师和学生的多样性如何影响课堂教学和学习，所裕颐侵傅愣琳咦旁亩琳飧鲋魈狻慰甲柿狭性诟铰糄的“自然科学课堂的多样性和平等”。 前服务pre-service和进修in-service教师教育可以从更加关注下面这一挑战而获益：为具有多元文化的学生群体提供有效的内容指导。需要把对于多元文化论题的指导与对于课堂计划的指导更紧密地联系起来，使我们认识到文化多元仅仅是每一课的每一部分所必须面对的一个变量。显然，需要更多的研究来确定这一论题的全貌。（Tierney，1988，p.15） 发展活动对教师很有用，参

47、与活动需要要花一些时间来了解教师的背景、教学环境、识别教师的需求、帮助制定清晰而实用的目标和达此目标的方法、更多地了解教育和教学。对于教师来说，有效的专业发展意味着承认活跃地参与专业发展行动（包括计划的设计）的重要性。我们也把教师专业发展计划看作一个自然科学教育改革有机组成部分。（注释：此报告关注的是自然科学领域，没有考虑一些更普遍的话题，如为教育他人而设计的学校的结构和学生的阅读方式等）委员会关注于教师的专业发展而忽略了教师备课或自然科学课程这样一些专门的问题。关注专业发展是对如下一些团体所做工作的补充，包括国家研究理事会所属的国家科学教育标准和评价委员会，美国联合会关于自然科学进步的206

48、1方案，国家研究理事会所属的大学自然科学教育委员会，万花筒计划PROJECT KAlEIDOSCOPE。） 专业发展的目标 专业发展计划主要的目标是提高教师对自然科学教学的兴趣和能力。在强调此目标的过程中，计划是变化的。其中的一些目标是： 提高教师的教学技巧；增加教师的专业知识，使教师跟得上现代科学的论题和实践，包括一些可行的教学方法；提供实验室或机会来参与科研，使教师了解更多的科学活动；建立合作，为从幼儿园到12年级自然科学教师和科学家提供定期会面讨论科学观念和材料的机会；帮助教师了解和贯彻学校或课程的改革；寻找一些顾问来训练教师的专业知识、教学技巧，使教学技巧与课程内容相适合。 许多计划的

49、目标都比以上介绍的要多。第三章专门对各种不同的计划的进行了描述。教师预备和专业发展之间的关系 对当今的教师所必要的专业发展不仅依靠他们的教学任务，而且也依赖于他们在大学所接受的自然科学教育。在美国专科和大学的教师预备是由三个元素构成的：学科研究、教育学研究、简单的教学实践。 仅仅26个州对准备成为小学教师的人要求在大学学习任何自然科学课程，仅仅29个州要求学习自然科学和数学教学方法方面的课程。正如Raizen和Michelsohn（1994）所说：“小学教师的教师预备计划中的自然科学内容和自然科学教育内容不论在数量上还是在质量上都缺乏。”相比之下，几乎80%的中等自然科学教师的专业是科学学科；

50、阿拉斯加州是59%，马里兰州是91%。他们学习了通行的自然科学课程，而没有注意他们是否想教。中学教师授课方法课程一般经历了课程、指导或科学方法的过程。他们研究以基于探究的教学方法，但却很少把教学经验与理论联系起来。在教学教育学中一个强调亲手调查和解决问题的课程，对大多数想在大学的讲座和实验室里取代他们自己的经验的人来说还不够。高中的自然科学课程与学院中的生物学、化学、物理学课程类似。但是小学、初中和高中的自然科学课程及教学方式，与学院教育的自然科学课程及教学方式不同。因为很少的自然科学课程是用教师候选人脑中的概念来设计的，他们往往并不提供教学策略的可行模式或可被用于教授从幼儿园到12年级的教学

51、概念的发展。所有这些都太普遍了，大学自然科学专业没有研究经验，就象一个自由问答的调查行动或课程一样没有准备。 在自然科学教育人员和预备教师之间的交流能有效地提高从幼儿园到12年级和大学自然科学的教与学。许多科学家在专业发展活动中发现了教学方法和课程材料，尽管有关教学方法和课程材料的知识在他们自己的校园里很容易获取。 实习教学实习教学或教学实践一般发生在大学最后一年或特别的教师预备的第五年。它可能被限制到一个学期、一个学年，或集中在几周的全天教学。几乎没有对实习教师的教学实践进行任何评价。几乎没有学院或大学使硕士导师正式地涉入实习教学或实习教师评价的机制。事实上，他们毕业后，教授的自然科学课程与

52、教育学就很少相关。很难在4-5年的教师预备计划期间包含足够的适当的教学经验。因此，几个教师预备计划连续几年地帮助坐落在大学附近的学校的教师。 自然科学教育的内容和方法小学和中学自然科学教学应该主要是重视内容还是方法。现在许多中学自然科学教学都包括自然科学内容的讲座，这种状况是对在学院和大学是如何教授自然科学课程这一问题的直接反映。讲座可能是与一大群学生交流的最有效形式，但是仅仅讲座还不能揭示亲自参与自然科学活动的乐趣。 科学家对教师的服务，正是通过帮助教师参与经过探索解决科学问题的活动才体现出来的。通过利用直觉和探索解决问题的方法，科学家既可以阐明科学的方法又可以介绍其内容。广言之，这样的专业

53、发展活动可以把对教授自然科学方法和内容的最适当的指导方式模式化。对内容，国家科学教育标准是一个丰富的资源。教师倾向于以其曾经被教的方式教课，使用基于探究的教学法的科学家将与他的学生交流这种方法的价值。对基于探究的教学方法的关注其实并不是初次提出的。Paul Hurd,斯坦福大学的自然科学教育名誉教授，回顾了本世纪的自然科学教育改革，我们可以看到他们对基于探究的自然科学的评论是多么相似。 神来教授。在第四章讨论了两点：提高那些自然科学课程的需要；提出了一个一定能提高自然科学课程的建议，就是改变在专科和大学里对教学的奖励的方式。 教育学州和州之间的教育理论和教学策略都不同。在大多数州里，小学教育专

54、业还存在。仅有六个州要求小学教师主修一个非教育的专业。在大多数机构，尽管与自然科学内容的课程不协调，小学教育专业还是需要科学方法课程的。以教育学院的教学方式教授小学教师预备者自然科学课程。师范学院的小学教育教师也准备教其他课程，包括方法课，这对于以实践为基础的自然科学教育很有用。三十年前，作为对以内容为基础的雄心勃勃的课程设计的回应，基于探究的教学方式发展了起来。以探究和询问为基础意味着以一种偏重参与科学活动过程的方式教学。在一些以探究为基础的课程中，内容变得不重要了。但是如果把学生自己的设问和参与科学活动的过程联系起来，内容就很容易理解了。在附录H中列出的两个实验训练，阐明了传统的由教师指导

55、的实验训练和学生自发的、基于探究的实验训练之间的区别。前者允许一个学生按照指导，收集证据，学习实验技术，但是，没有涉及信息的分析和应用；后者，允许教师帮助学生提出假设，鼓励学生一起合作设计实验来检验假设，然后按照对结果的解释来判定最有可能成立的假设。 八十年代出现的科学技术社会（STS）的方法，是在自然科学教学中平衡基于内容和基于探究的方法的一种尝试。现在普遍强调科学和技术的参与活动，学生可以在日常生活中运用科技知识（包括决疑的技巧和成本-收益分析）。另一个方法是“概念转变的洞察力”，认为，自然科学教育的目标是帮助学生建立对科学及其描述、预测、解释、控制自然现象的方法的有意义的概念性的理解。概

56、念转变的洞察力的支持者主张，自然科学教学应当以能更好地反映科学自身的丰富多样性的方式，把概念性的知识和自然科学参与活动整合起来。这些方式为现在自然科学教育改革打下了一定的基础。个别教师的需求 教师对专业发展的需求随着他们背景、学校环境、动机、经验以及资源的不同而不同。教师负有考察整合教学方法和自然科学内容的重任，通常，课程及其内容以与它们在大学所教授的方式不同的面目出现。这里我们讨论个别教师的需求。教师的隔离状况不论教育的背景、科学的背景、经验有多么不同，自然科学教师在小学和中学都与外界接触很少，处于与外界的隔离状态。他们没有与科学团体的常规的接触；他们常常在学校里没有教相似课程的同事。许多教

57、师，不得不花大量时间面对不足的资源、资金、实验器材的缺乏、大课。一个报告估计，如果平均每天五节课，高中（9-10年级）生物学教师平均负责217个学生，初中（7-8年级）自然科学教师平均负责177个学生。 相似的人易于分享观念和材料，有创新精神的成功的教师寻找与相关学科的教师、与本校与其它学校的教师或外地的教师建立联系的方式。专业发展活动可以为教师正式地或非正式地与其他人交流课程内容、教学技术提供直接的有效的机会，这有助于在教师和科学家之间建立稳定的联系达到信息共享。 增加教师的自然科学知识许多教师通过阅读科学出版物来更新知识，但是小学和初中教师负责很广泛的自然科学领域，以至于他们不可能也没有必

58、要跟踪每一学科的前沿。但是，他们一定要熟悉当代自然科学以把主题与应用联系起来，特别是实验投资。分子生物学和生物技术领域发展得如此之快以至于对大众来说，可以利用的信息已经超出了生物学教师几年以前在大学所学的知识。 小学教师没有或仅有很少自然科学预备，许多人不教自然科学。许多中学和高中教师不得不教一些没有充分准备的课程。如一个生物学专业毕业的教师，因他大学时学过化学课程，因而分配他教化学。但他教课以前，需要进修。一个被分配教二年级生理学课程的普通生物学教师可能需要更新某些专业方面的知识。许多中学生命科学或物理学教师现在需要教综合的或普通的自然科学课程，因而需要补课。 许多教师（和一些科学家）持有一

59、些关于科学的错误观念，一些持非科学信仰。如，一些人相信关于进化的伪科学解释和一些错误的观念，还有一些人把科学理论和假象折衷起来。很难推动那些教师来参与专业发展计划，因为此计划是对他们非科学信仰的挑战。清除掉错误的观念比接受新观念更困难更浪费时间，因此这是对专业发展计划的一个挑战。 小学和初中自然科学教师许多人认为，小学和中学自然科学教师的需求是很不相同的，因为他们的教学预备和职责不同。尽管如此，他们都可以通过专业发展计划来提高教学技巧和学生的学习效果。在大多数小学，教师负责所有课程，包括自然科学。因为大多数小学自然科学教师有很少或根本不是自然科学本科毕业，他们不把自己当作自然科学教师。在一些小

60、学，一个自然科学教师负责给所有的班讲授自然科学课程。这强化了一个概念：自然科学是一个副课而不是核心课程，或自然科学对一般教师是不可接近的。许多初中教师在大学就学习了一个自然科学课群。然而，许多这一层次的教师没有经历过提问探究学习法，或没有个人自主研究的经历。一些人可能了解这种方法，但是由于缺乏课堂时间、准备时间、资源，而不能够利用它。初为教师在教学的前几年，有效的专业发展活动可以帮助教师调整他们大学所学的课程、教学方法、教学实践以适应教学的需要。活动有助于教师建立有效的教学策略。补充他们的教学内容和教育学的知识，把他们与有经验的教师联系起来。每一个活动都有助于减少新来教师的挫折感和学生退课率。

61、如前所述，一些教师的预备计划包括延续到最初几年教学的后续活动。因为如果没有这些计划，通常，教师将远离那些师范学校，失去了他们的支持。初中的自然科学教师可能教生物学、化学、物理学。他们可能也教其它课程或者为运动队当教练。开始初中教师可能被分配教各种不同的课程，他们对此没有发言权。他们一天可能教几门不同的课程，其中每一门课程都要求教师进行不同的课堂预备，课程外的责任如察看教师、食堂、学生的活动。他们可能有也可能没有自己的教室，同时，许多教师还需要不停地把教学器材从一个教室运到另一个教室。 在最初几年中的教学生涯中，这些教学预备对于他们的职责来说是不足的。例如，对新教师最困难的工作是建立课堂活动模块

62、并把他们有效地排序。课前预备需要时间，而教师没有。另外，教师需要掌握各种技术、具有不同的能力来教学生。他们常常需要边工作边学习。许多人被所有教学和非教学的工作所压倒，在经过几年的教学之后，他们还不能很好地处理这些工作。 有经验的教师除了了解每个新生的需要，教师需要实施课堂管理策略和学校的政策。象其它专业一样，有经验的教师需要追随专业的发展。同时，也需要掌握新的教学技能，并运用在课堂活动中。随着科学知识的爆炸，有经验的生物学教师不得不去了解DNA和DNA合成技术、了解越来越快地濒临灭绝危险的物种、了解人类和其他有机物的生殖技术、了解许多导致我们重新分类的更早的化石的发现。总之，越来越多的新信息被

63、加到课程中。新的信息在影响教学材料的同时，也使地方或国家更加主动地推动自然科学教育。 一些教师收看教育电视节目，阅读自然科学期刊和专业杂志。另一些参加专业会议和课程来学习新知识。还有一些与科学家和其他教育工作者合作开发，把新信息运用到从幼儿园到12年级课程教育中的方法。除了学习新知识以外，教师需要掌握在强调学生批评式地思考的基于探究的教学活动中，如何利用这些信息的方法。 热心于自然科学教育的教师和其他教师热心于教育的教师，积极地参与专业发展以增进他们的知识提高他们的教学方法。很多热心但参与不多的教师没有专业发展机会，因为其它职责、家庭责任、禁忌的约束、缺乏时间、缺乏兴趣阻碍了他们的发展。在美国

64、，将近47000名高中生物学教师和46500名中等学校的自然科学教师（1993年的数据）中，仅有10%参加了某个专业自然科学教师组织。大多数专业发展计划没有针对那些更少参与的教师，但是，如果想要使推动自然科学教育的努力能够起到作用，并且能够影响到大多数学生的话，那些教师是一定要被考虑在内的。 专业发展和自然科学教育计划自然科学教育改革没有形成一整套以提高所有学生学习自然科学课程的兴趣和学习效果为宗旨的变革措施。以促进此变革为目的的专业发展计划需要比传统的计划更广泛。有效的专业发展计划可以使教师参与改革或者使他们成为改革的领导者。它需要一段时间来整合基于标准的改革所要求的课程和教学材料方面的主要变化，同时，能够有效地使用它也需要一段