科学教师要不断丰富教育学、教育史、教育社会学、教育心理学、教育管理学、比较教育、科学教育改革与实验等方面的知识，同时也需要具备一些现代教育技术、教育研究方法等方面的知识，更为重要的是，科学教师还必须注意学习和积累那些在科学教育实践中业已证明是行之有效的教学经验，以丰富和充实有关科学教育的知识系统。科学教师首先要学习教育新理论，如建构主义理论、多元智力理论、有效教学理论等，改变传统教育观念，树立以人为本的思想，明确科学课程的课程目标就是培养学生科学素养，教学的重点要由重知识传授向重学生发展转变，真正贯彻以知识为载体，实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三位一体的教学目标。科学教师要注重探究、关注过程。学生掌握知识的过程实质上是一种探究的过程、分析的过程、选择的过程、创造的过程，也是科学精神、创新精神乃至正确世界观逐步形成的过程。
3.广博的普通文化知识
普通文化知识具有陶冶人文精神、养成人文素质的内在价值。所以，教师应具备广博的普通文化知识。教师只有具有广博的知识储备，才能够：满足每个学生多方面的探究兴趣和多方面发展的需要；帮助学生了解丰富多彩的客观世界；帮助自己更好地理解所教学科知识；帮助自己更好地理解教育学科知识，如学习教育哲学就需要思维哲学、伦理学、社会哲学、认识论等学科的知识基础；提高在学生和家长中的威信，教师知识越丰富，他在家长及学生心目中的威信和信誉就越高。
科学教师应具有丰富的有关自然科学、社会科学、人文科学和艺术、语言学等多方面的知识，特别是科学哲学、科学史、科学社会学、科学伦理学等方面的知识。
二、专业技能
教学技能指教师在教学过程中运用一定的专业知识和经验顺利完成某种教学任务的活动方式。在心理学中，技能一般被分为狭义的技能和广义的技能。狭义的技能指技能的初级阶段或初级水平，即在一定的知识基础上按照一定的方式通过反复练习或由于模仿而达到“会做”某件事或“能够”完成某种工作的水平；广义的技能则是指技能的高级阶段或高级水平，即在掌握初级技能的基础上经过反复练习，使活动方式的基本成分达到自动化的程度。教师基本功可以看做是属于狭义的教学技能的范畴，一般泛指教师具有书写钢笔字、粉笔字、毛笔字（简称“三字”）和用普通话说话、讲课、朗读（简称“一话”）的本领，以及会制作教具、教学挂图，会编写教学设计方案、编排板书、画教学示意图，熟悉课程标准和教材等。广义的教学技能即教学技巧，是教学技能的高级阶段，是“教学行为专业性”的重要方面，反映了教师运用已有知识或经验来完成教学任务的熟练程度和水平。
教学能力是指教师达到教学目标，取得教学成效所具有的潜在的可能性，它由许多具体的因素所组成，反映出教师个体顺利完成教学任务的直接有效的心理特征。教学能力和教学活动密切联系在一起，并在教学活动中得以展现，这种展现可以是观察到的、外显的行为，因此，对教学能力的评价需要借助于对教学行为的观察。在这里，教学行为泛指一切在教学过程中可以直接观察到的所有的教师的行动，例如教师讲话、写板书、问问题、控制课堂秩序等行为。上述教师顺利完成复杂的教学活动所需要的教学技能和教学能力的完备结合则称为教学才能。
关于教学技能的研究盛行于20世纪六七十年代。美国的“能力本位师范教育”、“模拟教学”、“微格教学”等都是强调教师教育中发展教师教学技能和能力的产物。
1992年9月，原国家教委师范司印发了《高等师范学校学生的教师职业训练基本要求（试行稿）》，1994年又颁布了《高等师范学校学生的教师职业技能训练大纲（试行）》，要求师范生在教育学、心理学和学校教育理论指导下，以专业知识为基础，掌握从事学科教学的基本要求，形成独立从事学科教学工作的技能。这些技能包括五个方面：教学设计技能；应用教学媒体技能；课堂教学技能；组织、指导学科课外活动的技能；教学研究技能。
澳大利亚学者通过研究把教学技巧分为七大类。这一分类具有比较广泛的代表性，简述如下：
动力技巧：包括加强学生的行为，多样化刺激、入门、鼓励学生参与、接受并支持学生感受，表达温暖热情以及认识并满足学生的需求；讲授及交流技巧：包括解释、戏剧化、阅读，使用视听教学辅助器具，鼓励学生反馈，澄清、表情、速度以及有计划的重复；提问技巧：包括反复集中与指导、引导，高难问题、歧异性与多样性问题以及激发学生主动性；小组个人辅导技巧：如组织小型小组工作，培养独立学习能力，咨询，鼓励合作活动及学生间的相互作用；培养学生思考技能：如鼓励探索性学习，指导发明，制定概念，使用刺激手法，使用角色和游戏刺激思维，培养学生解决问题的能力，鼓励学生进行评价与判断并培养其批判性思维；评估技巧：包括认识与评价学生进步，确定学习困难，提出补救办法，鼓励自我评估及组织评估讨论；课堂管理与纪律：包括认识专心与不专心的行为，监督课堂小组工作，鼓励以任务为目标的行为，给予指导并解决多重问题。
科学教师的专业技能包括学科技能、教学技能和科学教育研究的能力。
1.全面的科学技能
科学技能主要包括各学科实验技能、实践能力和信息处理技能。科学课程注重学生动手能力的培养，要求科学教师能做各个学科的实验；不仅能做课本上现成的实验，而且能设计新实验。同时，科学课程将师生的活动时间和空间扩展到课堂以外，教师不仅要会做课堂和实验室的实验，还能指导学生的课外实践，这需要教师较高的实际动手能力、组织能力和人际交往能力。新课改对教师提出的另一个要求是变课程的单纯执行者为课程的共同创造者。教师需要创造性地从实验室、图书馆、科技馆、博物馆、植物园、动物园、科研所、社区、工厂、田间、医院等搜集教学素材，充实教学资源，使得教学更加生动和真实。特别是在科学课程创建和试验阶段，科学教师的这些工作格外有意义，这对教师的信息搜集、选择和处理能力提出了更高的要求。
2.先进的教学设计与实施能力
具备了先进、科学的教育理念和课程知识只是为科学教师在思想上做好了准备，要想上好科学课，科学教师还应具备与科学课程相关的教学技能。与分科理科课程相比，科学课程的教学活动更注重探究性、创造性和开放性。这就使得科学课的课堂结构、教学组织形式、内容呈现形式、师生交流方式产生了较大变化，教师从教学设计、教学实施到教学测量与评价整个阶段都要有新的思路与方法。如科学课强调学生探究，自主建构对科学的理解和认识，成为真正意义上的学习主人，教师需要设计并向学生提供探索和发现的真实情景（包括物质情景和心理情景），激发学生的学习兴趣，并适时、适度地帮助、指导学生，由学生尽可能独立完成发现知识过程的活动；要摆脱传统教学对科学知识的完全客观的描述方式，采用不完全肯定的语气介绍科学前沿，使学生认识科学不断发展的性质，培养学生的探索精神和创新意识；要使学生在探究过程中体验快乐，得到自信，学会交流与合作；要鼓励学生进行多向思维，能从多种角度更全面地认识同一事物，并善于把它们综合为整体性认识，能创造性地运用所学到的知识去适应新情况，改善环境，不断提高创造力；要以自然界和社会为大课堂，重视教学活动与社会、生活的结合，要根据地区经济发展与社会问题的变化，灵活设计科学课程中的教学活动，充分利用社区的教育资源，为学生提供活动的场地，引导学生学习与解决身边的自然科学问题，关心社会发展，使科学课程中的教学活动充满生机和活力。
3.科学教育研究的能力
未来的教育需要研究型的教师，科学教师要进行教育科研。因为科学课程从教学目的、教学内容到教学方法、教学评价都与传统分科理科教学有较大不同，科学课程改革还处于摸索阶段，如何适应这种改变、寻求最佳教学途径、达到最好教学效果、追求最高教学效率是每一位科学教师应该意识到的任务。一名合格的科学教师应当从教育观念、课程理念的高度比较科学课程与传统分科理科课程的不同，把握科学课程的实质，学习和借鉴别人的经验教训，结合当地实际、学生实际和自身特点，有意识地用教育科研的方法进行科学探索，在实践中不断反思、总结和提炼，只有这样，才能保证科学课程改革的顺利进行。从一定意义上，教育科研就是用科学的思维和方法研究教育的问题，所以，教育科研的意识和能力是科学教师教育素质与科学素质的综合体现。
三、专业情意
专业情意要比一般心理学意义上愿意、喜欢、向往的态度有更深的含义和更高的境界，这是基于多种从事专业的价值、意义深刻理解的基础上，形成的奋斗不息、追求不止的精神。
教师的专业情意越来越受到人们的重视，但不同的研究者对此却见仁见智，区别较大。
把众多研究结果进行归纳，大致包括以下几个方面。
1.专业理想
教师的专业理想是教师对成为一个成熟的教育教学专业工作者的向往与追求，它为教师提供了奋斗的目标，是推动教师专业发展的巨大动力。具有专业理想的教师对教学工作会产生强烈的认同感和投入感，愿意终生献身于教育事业。具有专业理想的教师对教学工作抱有强烈的承诺，他们致力于改善教育素质以满足社会对教育专业的期望，努力提高专业才能及专业服务水准，努力维护专业的荣誉、团结、形象等。
2.专业情操
教师的专业情操是教师对教育教学工作带有理智性的价值评价的情感体验，它是构成教师价值观的基础，是构成优秀教师个性的重要因素，也是教师专业情意发展成熟的标志。
教师的专业情操包括：理智的情操，即由于对教育功能和作用的深刻认识而产生的光荣感与自豪感；道德的情操，即由于对教师职业道德规范的认同而产生的责任感和义务感。
3.专业性向
教学工作的专业性向是指教师成功从事教学工作所具有的人格特征，或者说适合教学工作的个性倾向。教师在个人品质方面，这些人格特征或个性倾向具体地表现为热情慷慨、善于交际、关心他人、人际关系融洽等。具有这类人格特征的教师总在寻求与他人接触的机会，渴望发挥自己的社会作用，他们给人的印象是：向上的、乐于助人的、有责任心的、合作的、理想主义的、合群的、耐心的、友好的、善解人意的、慷慨的、有说服力的和温暖的。
4.专业自我
与传统上教师的知识和能力倾向相反，在教师专业素质的情意领域，人们越来越重视教师的自我意识或自我价值。凯尔克特曼（G·Kelchtermans）用“专业自我”（professionalself）概念来说明教师的专业素质。他认为，自我是一个复杂、多维、动态的表现体系，是人和环境之间长期相互作用的结果，它不仅影响着人们感受具体情境的方式，也影响着人们日常行为的方式。
对教学工作来说，教师的专业自我是教师个体对自我从事教学工作的感受、接纳和肯定的心理倾向，这种倾向将显着地影响到教师的教学行为和教学工作效果。
一名优秀的科学教师首先应对科学具备浓厚的兴趣和饱满的热情。对科学的兴趣，不只是对单一学科的兴趣、对教材和书本知识的兴趣，而是对自然的兴趣、对现实生活的兴趣、对社会现象的兴趣，只有这样，才能在教学中以自己的激情感染学生，激发学生的探究欲望。
与学生共同探索和相互交流过程中的兴奋与投入、对未知事物的好奇与向往、探究成功后的欣慰和慨叹，都将感染每一个学生。
由于科学教学是开放性的、生成性的，教师在共同探究中表现出的科学态度，对科学的新发现、新成果、新兴技术的评价，对于科学与人类、科学与社会、科学与自然的基本观点都对学生有着潜移默化的作用，这些不经意的流露比教学中刻意设计的教育作用更大。所以，科学教师要有实事求是、严肃认真、敢于质疑、勇于创新、善于合作的科学态度和专业情操，不断丰富和发展为人师表、教书育人、关爱学生、不断进取、严谨认真、勇于创新的专业精神，孜孜不倦地追求科学，具有科学精神和人文精神，树立发展科学教育为国家建设、为人才素养的发展服务的实践理念。
第三节 科学教师专业发展的途径和方法
科学教师是教师中独特的群体，其工作具有其他教师所没有的一些独特性，所以在科学教师专业发展的过程中除了要面临教师专业发展的普遍性问题，还要应对一些独特性问题。
后者主要包括：教从未经历过的课程，综合课程对教师活动开放性的要求与教师职业特有的保守性和封闭性之间的反差较大，工作负担过重又使科学教师无暇扩充知识面。
在科学课程改革中，从全国率先进行改革试验并广泛推行的浙江省来看，教师是科学课程改革关键的因素。因此，必须高度重视教师的专业发展，形成一支从事科学教学专业化的师资队伍。
