国家中小学智慧教育平台赋能小学科学教师创新研修路径研究

摘"要：科学教育是学生接受科学知识、养成科学思维习惯和提高全民科学素质的重要基础。在整个科学教育体系的链条中，小学科学教师是最基础的一环。探讨我国中小学科学教师在供需矛盾、结构关系和条件支持方面的现实状况与潜在可能，理清国家中小学智慧教育平台在提供科学教育资源、助力城乡科学教师均衡发展方面的优势，积极探索“四段十二步”科学教师研修体系，提出“聚焦个性化供给，提供科学教师研修特色服务”“立足精准化研修，助力研修提质增效”“拓宽小学科学教师研修服务渠道，提升服务质量”等策略，以期为小学科学教师研修提供参考。关键词：国家中小学智慧教育平台；小学科学教师；教师研修；教育资源0"引言科学教育在培养人才、提高国家竞争力、促进社会发展、改善人类生活和促进国际合作等方面具有重要意义。随着科学教育工作的持续推进，中小学生的科学教育水平和科学素质得到显著提升，但科学教育仍存在基础总体薄弱、地区发展不均衡、教学资源尚未有效整合、师资力量薄弱、实践教学实施程度较低等问题和不足。此外，科技领域拔尖创新人才早期发现和培养机制问题有待突破[1]。2023年发布的《教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》指出，着力在教育“双减”中做好科学教育加法，一体化推进教育、科技、人才高质量发展[2]。为此，应充分利用数字化技术探索智能化管理，依托国家智慧教育公共服务平台“科学教育”专题建设，搭建中小学科学教师研讨交流平台，集成全国各类优质科学教育资源。线上与线下一体化研修，通过“菜单式”“自助型”等模式，实现科学教育资源由提供方向使用方有效过渡，进一步让优质资源和优质服务落地生根，提高资源利用效率[1]。《义务教育科学课程标准（2022年版）》中明确指出义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性[3]。通过科学课程的学习，学生能够培养对大自然万物的好奇心和求知欲，主动亲近自然、走向科学，理解科学与自然、人类社会、环境的关系。同时，学生从小学习科学课程，对培养基本的科学素养具有积极作用，对形成正确的世界观、人生观和价值观很有帮助，为今后的学习、生活和终身发展打下坚实基础。国家中小学智慧教育平台是一个提升师生数字素养与技能，增强教育数字化软实力的平台，具有海量资源，可以为教师备课、课堂教学、课后服务、作业活动、答疑辅导、家校交流、教师研修等提供多种场景应用。本文以国家中小学智慧教育平台（以下简称平台）为载体，立足科学教师研修实际，以小学科学教师的数字素养为重点，通过对教师特征、教研活动、心理状态、社会互动和教研行为等与教研相关的数据进行深入分析，全面描绘小学科学教师教研活动的全过程，让科技真正为教师研修赋能，推动小学科学教师专业能力不断提升。1"现实困境：我国中小学科学教师面临的问题科学教师是落实科学课程改革、提升青少年科学素养的重要执行者，更是小学生好奇心、求知欲的开拓者。目前，我国小学科学教师队伍建设存在的主要问题归根结底在于科学教师队伍数量短缺、结构不合理、质量有待提升，不能满足小学科学教育高质量发展的需求[4]。1.1"供求矛盾：科学教师队伍建设仍需加强党的十八大以来，各地通过“送教下乡”“送教上门”“跟岗研修”“国培计划”等一系列政策，大力推进基础教育阶段科学教师队伍建设工作，取得显著成效。据中国统计年鉴显示，2012年全国小学科学教师共有176931人，2020年增至230201人，增幅达30.11%。2022年，全国小学科学专任教师24万人，校均科学教师人1.61人，小学科学教师队伍存在明显的短板，主要表现在初始数量严重不足，结构性缺编现象仍非常严重，2017—2023年，年均师资缺口高达12.8万人。从区域上看，城乡小学科学教师数量差距过大，经济欠发达地区、农村以及边远地区小学科学教师队伍建设进展较慢，相比全国接近30%的专职化率，县级以下地区的专职化率仅为16%，小学科学教师由语文、数学甚至体育、美术教师兼任的情况十分普遍[5]。加强小学科学类课程教师、实验员等队伍建设，特别是在职前专业培养、职后校本研修、岗位职称编制和多元评价机制等多个环节的建设，是提升小学科学教育质量的重要手段。1.2"结构关系：小学科学教师素质有待提升从专业匹配角度看，小学科学教师专业不匹配问题十分突出。2021年底，教育部基础教育教学指导委员会科学教学专委会在全国范围内开展了覆盖13.1万名小学科学教师的调查。数据显示，超过70%的小学科学教师为非理工科背景，教师的专业教学实践能力、专业发展支持力度、实验教学支撑条件等都亟待提升。就小学科学教师的质量来看，我国小学科学教师比较擅长科学知识和概念的讲解，但对于科学课程所具备的探究精神、信息技术运用、跨学科能力和项目化学习等能力还比较薄弱，对科学本质和科学探究实践的理解与应用能力有限，对有效开展科学教学缺乏信心，自我效能感不足，不擅长以探究和实践的形式开展科学教学。从学历层次来看，小学科学教师学历以本科为主，还有32.41%是专科及以下学历，硕士研究生及以上学历比例仅为2.69%，平均百所小学有硕士研究生及以上学历教师4.32人。我国小学科学教师队伍现状与现实发展需求之间存在较大差距，小学科学教师队伍的规模扩大和结构优化任重道远[6]。1.3"条件支持：学校教学资源和服务工作有待提升《教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》要求改进学校教学与服务，提出“强化宏观调控，将科学教育项目和有形资源重点向中西部地区、农村地区、革命老区、民族地区、边疆地区及国家乡村振兴重点帮扶县倾斜，对薄弱学校及特殊儿童群体进行关心帮扶指导”[2]。在享受优质科学教育资源的过程中不让任何一个孩子掉队，特别是革命老区、少数民族等薄弱地区和薄弱学校及特殊儿童群体。科学教育资源均衡配置是促进城乡、学校科学教育高质量发展的基础。目前，我国小学科学教育资源虽取得长足发展，但还是存在区域之间、城乡之间和校际的不平衡。为了适应社会发展和学生需求，必须对现有教学方法和培养模式进行改革。基础教育义务教育阶段是学生探究心、求知欲等科学精神和创新素质的孵化阶段，小学的科学教育质量对激发小学生的科学兴趣起着至关重要的作用。因此，小学科学教育优化课程设置、改进教学方法、加强教师队伍建设尤为重要。2"现实状况：国家中小学智慧教育平台赋能科学教师增效减负平台2.0版本于2022年7月8日正式上线，是一个集学生学习、教师教学、学校治理和教育创新等功能为一体的综合平台，提供了“国培计划”等教师培训中的优质资源，满足了教师教学、教研备课等方面的需求。按照“应用为王、服务至上、简洁高效、安全运行”的总要求，平台经过七次迭代升级，形成“三平台、一大厅、一专题、一专区”的架构。为提高用户体验，平台还开通了智教中国通行证，并持续优化门户的视觉效果[7]。平台经过几次功能迭代升级，数字教育资源不断丰富，为创新小学科学教师研修模式和提升小学科学教师科学素养提供了数字支撑。从技术支持的可靠性来看，以数字技术构建的平台为推进小学科学教育工作提供了有效支撑，保障了小学科学教育优质资源供给、教学模式优化和转型升级等。教育部通过此平台的创新数字资源供给模式，丰富了数字教育资源和服务供给，在“双减”政策大背景下，为小学科学教师提供权威性的科学教育资源，同时平台被视为实施科学教育和科学教师研修服务的重要的信息化资源支撑，大大提高了教师教学效率。2.1"平台提供丰富的科学教育资源随着全国小学科学教师暑期研修活动的深入与推进，平台为广大小学科学教师提供了丰富的科学教育资源，内容涵盖电子教材、课程文档、政策文件、教学课件与视频等课程教学资源，科普阅读材料与科学探究项目等课后服务资源，专家讲座与培训视频、教学案例与教学设计等教师研修资源，以及人工智能教育和科学前沿动态等专题教学资源。小学科学教师以平台为依托，充分利用这些科学教育资源，使得教学内容更加丰富，抽象的科学知识变得更加生动形象，易于学生理解。通过多样化的实操，如实验演示视频、科普文章等，可以激发学生的科学兴趣和好奇心，培养他们的观察力、思考力与实践能力。同时，小学科学教师通过对平台资源的学习和运用提升了教学水平，为今后的科学教学提供新的思路和方法，更好地适应新时代对小学科学教育的需求。2.2"平台助力城乡小学科学教师均衡发展在科技日新月异的今天，教育领域也在不断进行创新和变革，平台为城乡科学教师的均衡发展提供了强大的支持。平台包括教育资源、教学工具和教学管理等多个模块的内容，打破了地域限制，使得城市和农村的科学教师都能够获取优质的教育资源。通过在线学习，农村科学教师可以借鉴城市科学教师的教学方法和经验，提高教学水平。2.3"平台支持小学科学教师开展培训研修为推动小学科学教师培训与研修工作的深入发展，提高科学课程的教学质量与效率，构建科学合理的科学教师培训研修体系至关重要。在数字化教育背景下，平台构建了一种创新的教学与学习模式，旨在提高教学质量与效率，确保科学教育成为促进学生全面发展的关键支撑。平台弥补了传统研修在智能化、虚拟化与可视化方面的不足，形成了完善的科学课程教育体系。平台特别开设了课后服务和教师研修专栏，涵盖科学素养提升、科普教育等，内容仍在不断完善中，可以为教师提供更加规范化、标准化的研修资源，提升科学教师研修的便捷性和积极性。提升小学科学教师科学素养是有效开展科学课程教学的重要保障，需要小学科学教师深入挖掘学科内容，注重科学元素，凸显相应学科素养。同时，应深入研究，不断精化课堂教学策略，设计更具开放性的学习活动。通过运用相关事物比较、激发联想与想象，以及思维可视化等教学方法，积极引导学生发展逆向、发散和多向思维。这样，学生不仅能理解知识、掌握方法、培养能力，还能获得正面的情感体验。3"可为路径：国家中小学智慧教育平台赋能小学科学教师创新研修的路径“四段十二步”科学教师研修体系有效地将科学教师的理论知识转化为可操作的实践活动，开拓了研修的新思路，让提升过程清晰可见，为科学教师自觉提升教学水平提供了简明程序和策略。“四段十二步”科学教师研修体系如图1所示。3.1"研修准备《义务教育科学课程标准（2022年版）》明确指出，义务教育科学课程是一门集基础性、实践性与综合性于一体的学科，旨在培养学生的科学核心素养，涵盖科学观念、科学思维、探究实践和态度责任。因此，在正式开展研修前，教师利用平台工具和平台资源围绕科学课程标准解读、科学素养培养、教师教学、信息技术、作业设计、课后服务等展开起点诊断，依据诊断结果精准选择研修内容，实现因能研修、分类分层研修，做到层层有重点、人人有提高。3.2"分类分层研修平台提供了十大应用场景，通过起点诊断、精选任务、实现了因能研修，分类分层研修。教研员依托教师研修应用场景教研员依托教师研修应用场景，利用平台发布研修通知，安排小学科学教师观看科学研修课、发布研修任务、进行交流研讨、提交研修报告；利用教研群组建教研共同体，组织教师开展在线教研；依据名师名校长工作室开展资源分享、协同教研共同备课等。研修内容涉及科学公开课，涵盖海洋、航天、科技、地球科学、生命科学等。3.3"服务体系平台构建了完备的信息技术服务体系，其核心宗旨在于为教师群体提供高效、便捷和专业的教研支持。平台依托稳定且可靠的硬件设施与基础架构，设计并实现了十大应用场景和十个资源板块，为广大小学科学教师提供全面覆盖师德师风、通识研修、学科研修等多个维度的专业化、精品化、体系化的综合服务。此外，平台展现出卓越的兼容性、易用性和安全性，特别为杰出教师和知名校长开辟了专属服务模块，以满足科学教师群体的个性化需求。在日常教学活动中，平台还提供了全面的咨询和培训服务，旨在增进师生对智慧教育平台功能及其应用方法的了解。3.4"保障体系平台鼓励教师运用人工智能、虚拟现实等前沿技术，力求还原真实教学场景，丰富资源表现形式，提升资源的利用效率。同时，建立“教育部—地方教育行政部门—使用教师”三者为一体的保障体系，包括安全责任、资源质量审核、技术支持服务等，保障资源的合法性、科学性和规范性，确保平台正常运行。4"国家中小学智慧教育平台赋能小学科学教师创新研修路径的策略探讨教育领域的数字化转型已成为当前研究的热点。随着数字技术的持续进步，众多学校和教育机构积极探索将数字技术融入教育实践，直接促进了小学科学教育体系的革新。同时，利用数字化手段加强教师队伍建设亦是当前教育领域的核心任务。2018年发布的《教育部关于实施卓越教师培养计划2.0的意见》指出，深化信息技术助推教育教学改革，推动人工智能、智慧学习环境等新技术与教师教育课程全方位融合[8]。2019年发布的《教育部关于加强和改进新时代基础教育教研工作的意见》指出，积极探索信息技术背景下的教研模式[9]。鉴于此，本研究选取国家中小学智慧教育平台作为研究案例，综合分析平台提供的小学科学课程资源、研修模式和评价体系，创新小学科学教师研修模式，助力小学科学教育高质量发展[10]。平台赋能小学科学教师创新研修路径如图2所示。4.1"聚焦个性化供给，提供科学教师研修特色服务近年来，以信息技术和“互联网+”为契机，国家积极加快智慧教育平台基座建设，建设教育城域网、物联网等，积极推进智慧校园建设，加快5G、Wi-Fi校园全覆盖，推动各种应用整合复用，积极拓宽人工智能数据大模型，丰富平台应用功能，构建线上线下贯通、协同服务的平台体系。平台秉承“人人皆学、处处能学、时时可学”的研修理念，由教育部资源中心牵头，汇聚各领域顶尖专家，选择教育资源丰富地区、优秀学校和高水平教师团队，携手一流制作团队共同打造课程。每节课均经过精心策划、深入研究、创新课件设计与反复优化，确保教学质量；权威专家参与平台建设，为用户提供实时在线咨询和专业指导。同时，建立专家资源数据库，让教师可以根据个性化需求主动选择相应的专家进行深入交流和学习。将优秀的科学课程纳入平台，组成科学课程资源库，构建科学化、专业化、精品化、优质化的数字资源供给体系。确保研修内容与科学教学实践紧密结合，注重培养小学科学教师的实验技能和案例分析能力。利用模拟实验和虚拟现实技术提供沉浸式学习体验，强化教师对抽象科学概念的理解和实际操作能力。在课程教学栏目中，平台提供了小学一至六年级的科学资源，内容涵盖人教/鄂教版、教科版、苏教版等多个版本的数字课程资源，并完善了德智体美劳等其他课程专题资源。针对同一个单元模块，不同版本的教材进行了顶层设计，提供个性化的科学课程资源，操作方便简单，实现电脑、平板、手机三者互联，极大地满足了小学科学教师对优质科学教育资源的需求。在教师研修模块，针对科学课程标准、科学素养提升等内容进行了详细解读，让教师能够将学科知识与科学素养、课程标准等内容结合起来。通过设立定期的教学观察和反馈环节，教师能够及时了解教学效果，并根据反馈进行必要的教学调整。同时，提供科学的教学评价工具，鼓励教师自我评估和反思，以达到教学方法的持续优化和完善。依托平台强大的功能优势，根据教师的历史学习行为和成效，动态推荐适合个人需求的培训内容。为支持教师持续的职业发展，平台融入职业规划工具，帮助教师明确自身所处阶段，并提供相对应的学习路线图。这些路线图涵盖从新手到资深教师的各个层面，并结合教师个人生涯规划，形成个性化的成长蓝图。建立一个以科学教师为中心的在线社区，该社区不仅可以促进同行之间的知识共享和教学策略交流，还能举办各类线上线下的职业发展活动，如研讨会、工作坊等，增强教师的实践能力和创新思维。4.2"立足精准化研修，助力研修提质增效精准化研修是提高教师研修实效性和科学性的关键。平台在推送在线资源时强调以人为本、共享、开放、创新等元素，这种个性化的推送方式旨在赋能科学教师的专业发展。平台作为我国教育信息化建设的重要组成部分，其核心目标之一便是实现精准化研修。平台借助名师