《科学家在自然科学教育工作者的专业发展中的角色》.docx
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《科学家在自然科学教育工作者的专业发展中的角色》
《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Sheila Tobias 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，《Revitalizing Science Education》（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，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（Funding Agencies））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。
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工作人员：
Donna Gerardi，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；Norman Grossblatt，他（她）编辑了此报告；研究助手Karen Goldberg；项目助手Jeff Peck。
感谢Kirsten Sampson，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：
theBoardonBiologyoftheNationalResearchCouncil’sCommissiononlifeSciences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）、同级指导PEERCOACHING、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。
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ㄖ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；
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。
——BruceAlberts，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
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