全球科教速递㉓ | AI来了,科学教师该如何进化?国际最新研究这样说!

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1. “我是一名科学家，也是一名科学教师！”专业身份转变的协商过程！

2. 面向AI时代的科学教师再培养，一门“AI能力发展”课程的启示！

3. 非正式科学教育者教学自我效能感评估工具的开发与验证！

4. 富有成效的跨学科参与：面向整合式STEM学习设计的框架！

本期总结了美国芝加哥洛约拉大学Lara K. Smetana，以色列魏茨曼科学研究院Giora Alexandron，美国佛罗里达大学Megan Ennes，新加坡南洋理工大学Yann Shiou Ong等课题组在Journal of Research in Science Teaching，International Journal of Science Education，Research in Science Education等期刊上发表的最新研究成果，以供读者了解领域最新进展。

Journal of Research in Science Teaching: “我是一名科学家，也是一名科学教师！”专业身份转变的协商过程！

职前教师在其专业成长过程中通常同时面临“科学家身份”与“科学教师身份”的发展需求，但由于缺乏真实科研情境与反思机会，这两种身份及其关系往往难以得到系统建构，从而影响其在教学实践中对多重角色身份的整合与运用。“教师科研体验”（RET）是一种让教师参与真实科研活动的方式，已有研究表明，教师参与RET有助于提升科学知识、教学信念与科学身份认同，但相关研究多集中于在职教师，对职前教师的关注仍然有限。本案例研究通过考察一名生物学职前教师在暑期科研项目中如何协商并表达其角色身份系统的变化，探讨科学家身份与科学教师身份之间的关系。全文由以下研究问题引导：在该项目过程中，科学家与科学教师的角色身份如何呈现、互动并发生变化？以及暑期科研项目的哪些方面最有助于推动该身份系统向更高程度的协调与统一转变？

鉴于此，美国芝加哥洛约拉大学Lara K. Smetana等在Journal of Research in Science Teaching 上发表了题为“I am a scientist and I am a science teacher!”: negotiating shifts in professional identity”的最新研究成果。

图注：将动态角色身份系统模型（DSMRI）应用于两个核心角色身份

本文要点

1. 本研究采用一个具有代表性的个案研究，探讨一个面向职前教师的暑期科研体验项目如何弥补职前教师在发展与反思“科学家身份”和“科学教师身份”及其二者关系方面机会不足这一缺口，从而避免这种局限影响其在教学实践中对不同但互补性角色身份的整合与运用。

2. 研究对整个项目过程中收集的质性数据来源（包括日志记录、访谈文本和书面反思）中的关键片段（句子和段落）进行了分析，以理解一名生物学职前教师如何在科学家与科学教师角色身份之间进行转换，并探究暑期项目如何影响这些身份变化。

3. 研究结果表明，将真实科学研究体验嵌入职前教师教育项目中，能够成为促进此类整体性身份建构的理想空间。

4. 结果进一步显示，该暑期项目通过三个关键因素推动了身份转变：提供连接科学与科学教育两个领域的真实情境机会；促进与两个领域内部及跨领域人员的直接互动；以及提供定期的、有意义且多样化的个体内与人际反思机会。

5. 总体而言，本研究建议：传统上主要关注知识与技能发展的教师科研体验项目，其目标应被拓展，将“身份发展”视为一个同样重要且必要的目标与成果。

本研究以职前生物教师为个案，探讨其在暑期科研体验项目中科学家身份与科学教师身份的动态变化与协同发展。研究基于动态角色身份系统模型，揭示真实科研情境能够通过跨领域实践连接、人际互动以及持续反思机制，有效促进两种角色身份的整合与重构。研究不仅拓展了教师科研体验（RET）以往侧重知识与技能提升的功能认知，更强调身份发展在教师专业成长中的核心地位。其意义在于为职前教师教育提供新的设计思路，即通过嵌入式科研体验促进教师多重身份的协调发展，从而增强其教学实践的专业深度与适应性，对优化教师教育课程体系具有重要理论与实践价值。

文章信息

Smetana L K, Leong B. “I am a scientist and I am a science teacher!”: negotiating shifts in professional identity. Journal of Research in Science Teaching, 2026, 63(3): 259-276.

本文在线发表(Online First)，开放获取(Open Access, OA), 阅读详细内容见：

https://doi.org/10.1002/tea.70039

或扫描下方二维码，下载电子版PDF文件。

02
International Journal of Science Education：面向AI时代的科学教师再培养，一门“AI能力发展”课程的启示！

随着人工智能（AI），尤其是生成式人工智能（GenAI）在教育中的快速融合，科学研究与科学教育正经历深刻变革。AI不仅改变了科学知识的生成、验证与传播方式，也重塑了科学探究的认识论基础，使科学教育必须相应更新教学内容与方法。然而，尽管国际组织不断强调培养面向未来的AI能力，当前教师教育体系在人工智能相关的教学法、伦理认知与实践能力培养方面仍明显不足，形成了政策要求与教育实践之间的脱节。同时，AI在教育中的应用既带来个性化学习、自动化反馈等潜在优势，也伴随着学术诚信风险、算法偏见及教师自主性削弱等挑战。因此，如何有效提升教师的AI素养与专业能力，使其能够在理解技术机遇与风险的基础上合理应用AI，成为科学教育领域亟待解决的重要问题。

鉴于此，以色列魏茨曼科学研究院Giora Alexandron等在International Journal of Science Education上发表了题为“Preparing in-service science teachers for the AI era: insights from an‘AI competence development’academic course”的最新研究成果。

图注：人工智能能力框架的总体结构：各维度及其发展层级

（课程中针对AI-CFT各个维度所设定的目标发展水平以绿色标注）

本文要点

1. 本研究介绍了一门面向在职STEM（科学、技术、工程与数学）教师的研究生层次课程的设计、实施与评估。

2. 该课程基于六项公认的有效教师专业发展（PD）原则进行设计，并以联合国教科文组织（UNESCO）提出的教师人工智能能力框架（AI-CFT）为结构基础。该课程为期14周，涵盖AI-CFT的全部核心维度，包括以人为本的理念、人工智能伦理、AI基础知识、AI教学法以及AI促进教师专业发展等内容。

3. 本研究采用混合方法设计，考察AI-CFT各方面在教师学习中的体现，以及教师在AI使用方面的信任与自我效能感变化。

4. 两次连续开课（在职STEM教师参与样本量分别为N=25和N=19）的结果显示，教师的自我效能感以及对AI-CFT关键内容的理解均显著提升。值得注意的是，教师对基于AI的教育技术的信任并未显著增加，而他们对生成式人工智能伦理问题与局限性的关注明显增强，这与课程强调的批判性理解与教学适配导向是一致的。

5. 本研究通过提供一个基于UNESCO AI-CFT的教师专业发展框架，为新兴的AI能力培养领域作出了重要贡献。

研究结果表明，基于AI-CFT框架设计的在职STEM教师AI能力发展课程能够有效促进教师人工智能相关能力的提升。通过14周的系统学习与实践，教师在AI基础理解、AI教学应用及对AI伦理问题的认知方面均表现出明显进步，其自我效能感显著增强。同时，教师对AI-CFT核心维度的理解更加全面，能够更好地把握人工智能在科学教育中的应用路径与潜在风险。然而，教师对AI教育技术的信任并未同步提升，反而对生成式人工智能的局限性与伦理挑战表现出更高关注，体现出课程所强调的批判性与反思性导向。总体而言，该研究验证了AI-CFT在教师专业发展课程设计中的适用性与有效性，为构建面向AI时代的科学教师培养模式提供了重要实践依据与理论参考。

文章信息

Alexandron G, Aroch I, Cukurova M, et al. Preparing in-service science teachers for the AI era: insights from an‘AI competence development’academic course. International Journal of Science Education, 2026, DOI:10.1080/09500693.2026.2629342.

本文在线发表(Online First)，开放获取(Open Access, OA), 阅读详细内容见：

https://doi.org/10.1080/09500693.2026.2629342

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Research in Science Education：非正式科学教育者教学自我效能感评估工具的开发与验证！

非正式科学中心在促进公众对科学、技术、工程和数学（STEM）领域的终身兴趣发展方面发挥着重要作用。为支持其项目运行，这些机构通常会聘用教育者与公众进行互动。教育者的科学教学自我效能水平会显著影响这些项目的实施效果。已有研究表明，教学内容知识（PCK）是解释有效教学的重要理论框架，并已从传统课堂扩展至非正式教育情境。近年来，研究者逐步提出“非正式科学教育教学内容知识（ISE-PCK）”模型，强调在校外科学学习环境中，教育者需具备包括参与策略、评价能力、受众理解与项目知识等多维度能力。然而，目前关于非正式科学教育者科学教学自我效能的研究仍然较为有限，缺乏能够全面评估其专业发展需求的工具。

鉴于此，美国佛罗里达大学Megan Ennes等在Research in Science Education上发表了题为“The development and validation of a teaching self-efficacy assessment for informal science educators”的最新研究成果。

图注：非正式科学情境中实现有效教学的教学内容知识（ISE-PCK）模型

本文要点

1. 本研究以近期关于ISE-PCK的研究为理论基础，设计了一份问卷，用于评估非正式科学教育者在其工作不同方面的自我效能水平。该问卷通过博物馆专业邮件列表进行分发，共有406名教育者完成了完整问卷。

2. 探索性因素分析结果识别出七个主要因素，并额外发现两个与非正式科学中心在线教学相关的因素。这七个主要因素分别是：总体参与策略，评估知识，项目管理，复杂科学主题的参与，文化响应性参与，科学特定参与策略和专业学习。

3. 基于这些因素对问卷结果的进一步分析表明，教育者在“在线教学因素1（基础在线教学）”上的自我效能最高，在“总体参与策略”“评估知识”和“项目管理”方面具有中等偏高的信心。

4. 在“复杂科学主题的参与”方面，自我效能呈中性水平，而在“文化响应性参与”方面则呈现出较为混合的结果。较低的自我效能出现在“科学特定参与策略”“专业学习”以及“在线教学2（面向较大学生的在线教学）”中。

5. 该问卷的目标在于帮助非正式科学中心评估其教育者在专业发展方面的感知需求，从而使这些机构能够更有效地利用有限的时间与资源，支持其教育者的专业学习与成长。

本研究基于ISE-PCK理论框架，开发并验证了一套用于评估非正式科学教育者教学自我效能的量表。通过对406名教育者的数据分析，研究识别出七个核心维度及两个在线教学相关因素，系统揭示了不同教学领域中教育者自我效能的差异结构。结果表明，教育者在通用参与策略与项目管理等方面信心较高，但在科学专门性教学、专业发展及复杂科学内容处理方面仍存在明显提升空间。该研究为非正式科学机构提供了一种结构化、可量化的评估工具，使其能够精准识别教育者的专业发展需求，从而优化培训内容与资源配置。同时，该工具也为ISE-PCK理论在实证测量层面的拓展提供了支持，有助于推动非正式科学教育研究与实践的进一步融合与发展。

文章信息

Ennes M, Karmakar B. The development and validation of a teaching self-efficacy assessment for informal science educators. Research in Science Education, 2026, doi.org/10.1007/s11165-026-10326-9.

此文非OA出版，获取文章详情，请从以下链接付费查阅：

https://doi.org/10.1007/s11165-026-10326-9

Research in Science Education：富有成效的跨学科参与：面向整合式STEM学习设计的框架！

随着21世纪对创新能力与复杂问题解决能力要求的不断提升，人们越来越倡导整合式STEM教育，即有意识地将科学、技术、工程和数学进行融合，以解决真实世界问题。然而，在真实课堂中整合式STEM教育本身具有较高复杂性，教师往往缺乏相应的整合经验与课程设计能力。现有研究虽然提出了多种STEM教学框架，但多集中于课程结构或问题设计层面，对课堂实施过程中“如何通过具体教学设计支持学生协作推理与深度参与”缺乏清晰指导。此外，实际教学中学生往往难以有效整合多学科证据与推理进行协同论证，导致学习活动容易停留在表层操作而非深度思维参与。这些问题共同制约了整合式STEM教育在培养协作能力、批判性思维与创造力等关键素养方面的效果。因此本文聚焦于课堂层面的学习设计机制，提出“富有成效的跨学科参与”（PTE）框架以期望解决这些问题。

鉴于此，新加坡南洋理工大学Yann Shiou Ong等在Research in Science Education 上发表了题为“Productive transdisciplinary engagement: a framework for integrated STEM learning design”的最新研究成果。

图注：富有成效的跨学科参与（PTE）推测图谱（修订后的设计性推测）

本文要点

1. 本文提出PTE框架，该框架将四项设计原则——问题化、资源、能动性与责任——加以改编，用于指导整合式STEM学习设计。该框架明确了三类相互关联的学生学习结果：协作性认知参与、跨学科参与以及产出性，三者共同构成“PTE”。

2. 研究构建了一个“推测图谱”，通过七项设计性推测，将四项设计原则与三类学生学习结果联系起来。为检验该框架，研究分析了来自新加坡小学与初中20节整合式STEM课程的数据。这些课程均由教师在课堂中独立实施，研究者未参与教学过程。数据来源包括系统性的课堂观察，并使用与PTE框架相一致的观察工具进行编码。该工具包含15个条目，每个条目采用4点量表评分。

3. 随后，采用基于排名的相关性分析，检验两组评分是否呈现一致变化趋势，探讨设计原则与学生学习结果之间的关联关系。

4. 结果为七项设计性推测中的四项提供了初步支持，同时揭示了一项意料之外的相关性，尤其突出了“问题化”以及学生“认知性/认识论能动性”在促进富有成效的跨学科参与中的重要作用。对一项整合式STEM活动的质性分析进一步展示了设计原则的课堂实施如何影响学生的富有成效的跨学科参与表现。

5. PTE框架及其推测图谱为学校情境下整合式STEM学习体验的设计与分析提供了一种连贯、经验支持且理论驱动的方法。通过阐明不同设计原则如何相互作用以支持协作性论证，该框架为教师在促进学生深度参与真实问题解决方面提供了实践指导。

研究基于PTE框架，将问题化、资源、能动性与责任四项设计原则应用于整合式STEM课堂，并通过对新加坡20节中小学课程的课堂观察与量化分析，系统考察设计要素与学习结果之间的关系。研究发现，教学设计原则与学生协作认知参与及跨学科整合表现存在显著关联，其中问题化与学生能动性尤为关键。该研究弥补了整合式STEM教育中“设计—实施—学习结果”之间缺乏清晰机制解释的不足，为教师提供了可操作的课堂设计路径，有助于提升学生在真实问题情境中的协作推理与跨学科整合能力。同时，该框架将教学设计原则与学生学习结果建立系统关联，为促进学生4C（协作、沟通、批判性思维与创造力）能力发展提供了重要理论与实践价值。

文章信息

Ong Y S, Koh J, Tan A L, et al. Productive transdisciplinary engagement: a framework for integrated STEM learning design. Research in Science Education, 2026, doi.org/10.1007/s11165-026-10331-y.

此文非OA出版，获取文章详情，请从以下链接付费查阅：

https://link.springer.com/article/10.1007/s11165-026-10331-y

（虽经审慎译校，疏漏之处仍在所难免，敬祈读者留言批评指正）