教育背景对中学科学教师专业发展路径及其教学实践的影响

/教育背景对中学科学教师专业发展路径及其教学实践的影响【摘要】当前，中学科学教师供给的“师范性”与“学术性”之争日益凸显，职前教育与在职培训的有效性尚未得到充分检验。文章基于PISA大规模调查数据，分析教育背景、在职专业发展路径和中学科学教师教学实践的关系。研究结果表明，“师范性”对多元教学实践有显著促进作用，“学术性”的影响不显著；在职专业发展在职前教育与教学实践中发挥显著为正的中介效应；自主支持型教学开展频率偏低，科学研究对自主支持型教学的影响最大；不同教育背景教师持续专业发展的偏好不同。建议构建贯通职前与在职的科学教师教育支持体系，强化科学类师范专业建设，完善师范类课程体系，优化教师选聘机制，实施差异化专业发展策略。【关键词】教师供给；专业发展；科学教师；教育背景

一、研究背景 2023年5月，教育部等十八部门出台《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，明确指出要加强中小学科学教师队伍建设，增加并建强一批培养中小学科学类课程教师的师范类专业。同年7月，教育部开始推动实施国家优秀中小学教师培养计划，该计划面向高水平大学理工科专业学生，希望通过一次、二次选拔和针对性培养，打造高水平科学教师队伍。 上述政策的推行也凸显了当前我国存在的教师供需矛盾。从供给侧看，如何供给高质量的教师、如何分配有限资源为教师提供职前和职后的教育培训关乎教育质量和教育公平，[1]从需求侧看，中学在选拔教师时往往面临“高学历”和“师范生”的抉择困境，一些发达地区的中学偏好“高学历”，但这些学生基本没有接受过正规的师范教育，一些学校则偏好师范生，然而师范类院校的生源质量和办学层次往往低于综合类或理工类院校。物理、化学、生物等科学专业的毕业生更可能在工资更高的工业界获得就业机会，其选择教师行业付出的成本往往高于文科类毕业生，导致科学教师供给不足问题更加突出。[2]那么，何种教育背景的中学科学教师更能为学生提供高质量的教学？除了职前教育，在职专业发展对其教学实践有何影响？本研究将从教师持续专业化发展视角出发，采用实证研究方法对上述问题展开探究，以期为优化科学教师培养体系、提高科学教学质量提供实证依据。 二、研究设计 (一)分析框架 持续专业化发展指除了职前教育，教师在工作中通过正式和非正式的方式获得知识、技能和经验的增长。[3]联合国教科文组织在2021年推出的《一起重新构想我们的未来》中指出，要同时考虑职前和在职专业化发展对教师队伍的建设作用，提议构建新的制度结构为教师持续专业化发展提供支持。[4]本研究从持续专业化发展的视角出发构建了分析框架。首先，整体考察不同教育背景中学科学教师的专业发展路径选择及教学实践现状；其次，分析师范教育和研究生教育对中学科学教师教学实践的影响，并比较不同因素对教学实践的影响大小；最后，探究教师专业发展活动在职前教育背景和教学实践间是否发挥了中介效应。通过上述分析，本研究对职前教育和在职培训在改善中学科学教师教学实践方面的成效进行评估，并为不同教育背景中学科学教师的持续专业化发展提供针对性的建议。 (二)研究数据 本研究使用的数据来源于经济合作与发展组织(OrganizationforEconomicCo-operationandDevelopment)于2015年开展的国际学生评估项目(ProgrammeforInternationalStudentAssessment，PISA)数据。PISA旨在考查全球15岁学生的阅读素养、数学素养和科学素养以及家庭、教师、学校对其的影响。PISA2015是目前最新一期以科学为主题，对科学教师的教育背景、专业发展路径和教学实践情况的调查，共有来自北京、上海、江苏和广东四省市268所中学的6423名教师参与调查。本研究基于其中的科学教师问卷以及相对应的校领导问卷开展研究，在删除少量含有缺失值的样本后，共保留有效样本2021个。 (三)研究变量 本研究的自变量为教师教育背景，具体指是否接受过正规师范教育以及是否接受过研究生教育。其中，1509名教师接受过正规师范教育，占比74.66%；190名教师接受过研究生教育，占比9.40%。 本研究的中介变量为在职教师专业发展路径。研究关注中学科学教师在过去一年内是否参与了以下六种专业发展活动：构建合作网络(为教师专业发展而建立的教师网络)、课堂观摩、资格培训、阅读文献、科学研究和非正式交流(与同事就如何改进教学进行非正式交流)。在本研究中，参与上述六种专业发展活动的教师分别占比71.10%、98.22%、34.93%、85.25%、68.09%和98.27%。 本研究的因变量为教学实践。PISA构建了科学教师教学实践量表，以此考查教师开展不同教学实践的频率，量表采用李克特四点量表计分(1=从不或几乎不，2=有时，3=经常，4=每节课或几乎每节课)。科学教师教学实践量表的KMO=0.886，Bartlett检验显著(Chi2=9945.442，p＜0.001)，表明适合进行因子分析。对量表进行探索性因子分析，提取出3个公因子，分别命名为自主支持型教学、互动支持型教学和规范支持型教学。 规范支持型教学指教师以结构化和程式化的方式组织课堂，强调知识系统传授与学习规范化的教学方式；互动支持型教学指教师通过组织讨论与交流，促进师生与同伴间互动，以提升学生理解和思维深度的教学方式；自主支持型教学指教师为学生创造自主探究与主动学习的机会，鼓励其独立开展学习活动的教学方式。在科学学科，自主支持型教学被认为是提升学生科学学习兴趣、创造力、自我效能感和主动学习的重要预测因素[5]，缺少自主支持型教学很可能阻碍学生在科学专业上的长期发展[6]。研究结果表明，中学科学教师开展互动支持型和规范支持型教学的频率相对较高，均值为2.912和2.864，换算成百分制为63.73分和62.13分；开展自主支持型教学的频率较低，均值为2.243，换算成百分制仅为38.10分。 此外，为消除遗漏变量偏差，研究纳入了学校和教师层面的控制变量。学校层面的控制变量包括学校规模、班级规模、生师比、教育资源短缺情况、教师短缺情况和学校类型，教师层面的控制变量包括性别、雇佣状态和教龄。 (四)研究方法 首先，采用最小二乘回归方法(OrdinaryLeastSquare)分析师范教育和研究生教育对中学科学教师教学实践的影响。其次，采用夏普利值分解(ShapleyDecomposition)方法，分别估计师范教育、研究生教育、专业发展路径、学校层面因素和个体层面因素对中学科学教师教学实践的贡献度。最后，采用因果中介效应(CausalMediationAnalysis)模型探究教育背景对教学实践的具体中介影响机制。相较于传统中介效应分析，因果中介效应分析具有以下优势：一是超越对变量间相关关系的分析，基于反事实框架推断变量间的因果关系，并可对关键识别假设进行敏感性检验；二是适用范围更加广泛，可对连续和离散型的中介变量及结果变量进行估计。因果中介效应模型旨在固定干预状态t=0或1的前提下，估计中介变量从Mi(0)变化到Mi(1)时结果变量的变化情况。在本研究中，因果中介效应指在控制教师教育背景时，参与或不参与某种类型的专业发展活动对教师教学实践的影响。若Mi(0)=Mi(1)，表明教育背景对是否参与某种专业发展活动的影响为0，因果中介效应为0。事实上，对于一个具体的处理状态Ti=t，Yi｛t，Mi(1)｝和Yi｛t，Mi(0)｝互为反事实状态，不能被同时观测到。为解决这一问题，学者提出了序贯可忽略性(SequentialIgnorability，SI)假设，并指出可在此基础上运用准贝叶斯蒙特卡罗近似方法模拟数据分布，进而估计平均因果中介效应(AverageCausalMediationEffect，ACME)，如式(1)所示，以及直接平均效应(AverageDirectEffect，ADE)，如式(2)所示[7]。 三、研究结果 (一)中学科学教师专业发展路径选择及教学实践现状 分析结果表明，几乎所有的教师都会参与课堂观摩并与其他教师进行非正式交流；多数教师会阅读专业书籍、与其他教师建立合作网络、开展科学研究；仅有约30%的教师会接受资格培训。卡方检验表明，除了阅读文献，师范生在其余5项专业发展活动上的参与比例均显著高于非师范生；相较于非研究生，研究生学历教师参与资格培训的比例显著更低，但参与科学研究的比例显著更高。 数据分析显示，师范生开展自主支持型教学、互动支持型教学和规范支持型教学的频率均显著高于非师范生；研究生和非研究生在教学实践上没有显著影响。 (二)教育背景对教学实践的影响 回归分析结果表明，在控制其他变量的前提下，参与正规师范教育能显著提高教师开展自主支持型教学、互动支持型教学和规范支持型教学的频率，但是否接受研究生教育对教师教学实践没有显著影响；建立合作网络与开展科学研究能显著促进教师开展三种类型的教学实践，参与资格培训能显著提高教师开展自主支持型教学和互动支持型教学实践，阅读文献能显著促进教师开展自主支持型教学实践；课堂观摩有助于提高教师开展规范支持型教学实践，但降低了教师开展自主支持型教学的频率；进行非正式交流不利于教师开展自主支持型教学。 研究进一步采用夏普利值分解法探究教育背景、教师专业发展路径、学校特征和教师个体特征对三种类型教学实践的贡献度。分析结果表明，影响教师教学实践最主要的因素是在职教师专业发展路径，其次是学校层面因素、个体层面因素和教育背景。具体而言，在自主支持型教学方面，科学研究对其贡献度最大(29.66%)，其次是学校特征(21.87%)；在互动支持型教学方面，科学研究对其的贡献度最大(29.60%)，其次为合作网络(17.63%)；在规范支持型教学方面，合作网络对其的贡献度最大(21.82%)，其次是科学研究(14.43%)；师范教育对规范支持型教学的贡献度较大(13.50%)，对自主支持型教学和互动支持型教学的贡献度较小，均小于10%；研究生教育对三种类型教学实践的影响均较小，不足1%。 (三)教师专业发展路径的中介效应 在上述分析的基础上，研究采用因果中介效应模型探究教师专业发展路径在教育背景对教师教学实践影响中的具体中介机制。分析结果表明，构建合作网络、参与资格培训、阅读文献和科学研究在师范教育对自主支持型教学和互动支持型教学的影响中发挥了显著为正的中介作用；构建合作网络、课堂观摩、科学研究在师范教育对规范支持型教学的影响中发挥了显著为正的中介作用。在中介效应占比方面，合作网络和科学研究在较大程度上中介了师范教育对三种类型教学实践的影响，资格培训在较大程度上中介了师范教育对自主支持型教学的影响，而课堂观摩、阅读文献的中介效应占比较小。科学研究在研究生教育对自主支持型教学和规范支持型教学的影响中发挥了显著为正的中介作用；阅读文献和科学研究在研究生教育对互动支持型教学的影响中发挥了显著为正的中介作用。此外，研究估计了敏感性参数ρ随ACME的变化情况，发现ACME取0时，ρ在0.2—0.3之间，说明当序贯可忽略假设被违反程度较大时，仍可认为因果中介效应分析结果稳健。 四、结论与讨论 (一)“师范性”对多元教学实践有显著促进作用，“学术性”的影响不显著 研究发现，具有师范教育背景的中学科学教师开展自主支持型、互动支持型和规范支持型教学的频率显著高于没有师范教育背景的教师，且师范教育对三种类型教学的开展均产生显著的正向影响。然而，具有研究生学历的中学科学教师与本科及以下学历的教师在教学实践上没有显著差异，且在控制在职专业发展路径、学校层面因素和个体层面因素后，研究生教育对教师教学实践的影响并不显著。 这表明，职前教育的“师范性”特征对中学科学教师教学实践至关重要，有助于提高教师教学技能，帮助教师在实际教学中更加灵活地运用多种教学方式，而高学历教师“学得好”并不等于“教得好”。造成上述现象的原因可能是，传统师范教育通过教育学基础课程、微格教学、教学实习等环节帮助职前教师认识到什么样的教学是优质教学，并有效提升其教学能力。相较而言，尽管非“师范性”高学历教师拥有更高水平的专业知识，但由于缺乏教学知识、心理学知识，在实际教学过程中往往难以有效运用多样化的教学方法。 (二)在职专业发展路径在职前教育对教学实践的影响中发挥显著为正的中介效应 因果中介效应分析结果显示，在职专业发展路径在职前教育和教师教学实践之间发挥了显著为正的中介效应。这表明，教师的职前教育背景会通过影响其入职后对专业发展路径的选择，最终影响其教学实践。 产生上述现象的原因可能是，在职专业发展能够提供针对性的指导和支持，使教师在实际教学中更加游刃有余。如，面对新课程改革或学科教学难点，专业发展活动能够加强科学教师的实践反思和知识更新，提升他们的教学适应性和多样性。职前教育则通过奠定基础性教学技能和理论支持，间接促进教师在职阶段的专业发展。这一发现突破了已有研究单独关注教师职前教育或在职专业发展的视角，强调从教师持续专业发展这一动态视角看待教师教育的重要性。 (三)自主支持型教学开展频率偏低，科学研究对自主支持型教学影响最大 自主支持型教学是影响学生科学素养的重要因素。研究结果表明，中学科学教师采用自主支持型教学的频率较低。在职专业发展是影响中学科学教师教学实践最主要的因素，相较于其他专业发展活动，科学研究在教师教育背景与自主支持型教学之间发挥了最大的中介效应。 研究结果质疑了部分教师提出的科研会挤占教学时间、增加工作负担的观点[8]，为“以研促教”“教师作为研究者”等理念的推行提供了实证依据。研究表明，中学教师的教学与科研并不冲突，只有教师对课程、教材进行过深入研究，完成对学科教育知识的创生和系统重构，才能灵活运用多种教学方式，更好地帮助学生学习。对于科学学科而言，教师开展科学研究本身能够为学生树立科学探索的榜样，学生也可通过参与教师组织的中学科研项目、特色化的校本课程等不断提升自身的科学研究兴趣和研究能力。 (四)不同教育背景教师持续专业发展的偏好不同 研究结果表明，不同教育背景的中学科学教师在专业发展方面存在不同的偏好。具有师范教育背景的中学科学教师持续专业发展呈现“多样性”偏好。这些教师通过构建合作网络、参与资格培训、阅读文献等方式发展自主支持型教学和互动支持型教学，通过构建合作网络、课堂观摩、开展科学研究等方式发展规范支持型教学。具有研究生教育背景的中学科学教师持续专业发展呈现“学术性”偏好。这些教师主要通过科学研究发展自主支持型教学和规范支持型教学，通过阅读文献和科学研究发展互动支持型教学，但是在其他专业发展活动的参与方面积极性较低。 造成这种差异的原因可能是，师范教育通过综合的教学技能训练和实践活动，培养了教师对多样化专业发展活动的接受度和适应力，使师范教育背景的教师能够灵活选择多种路径改进教学实践。对于本科师范教育背景的教师而言，在职攻读研究生学位能进一步帮助他们将实践经验升华为理论，显著促进自主支持型教学。与之不同，研究生教育更多注重科学研究和学术能力的培养，具有研究生学历的教师可能更习惯通过发挥学术专长来改进教学。然而，这种偏好可能在一定程度上限制了他们对其他专业发展活动的认知和参与，导致其在传授非学科知识方面存在一定的不足。 五、建议 (一)构建贯通职前与在职的科学教师教育支持体系 在推进教师教育改革的过程中，教育行政部门应统筹职前教育与在职培训，增强科学教师教育体系的衔接性与完整性。一方面，针对科学教师开展职前教育和在职培训的专项计划，保障科学教师专业发展的资源供给；另一方面，鼓励承担教师教育任务的高校与中学开展联合培养项目、定制化课程和教学研共同体建设，促进科学教师在职前教育与入职后持续成长过程中，能持续获得专业指导与支持，全面提升教学实践能力。 (二)强化科学类师范专业建设，完善师范类课程体系 师范类高校应进一步发挥师范教育“师范性”的优势，优化科学类师范专业