毋庸置疑，国家的盛衰与国民的生活质量都受到国民科学素质的影响。世界各国都在努力提升本国国民的科学素质。我国针对国民科学素质远远落后于世界发达国家的实际，更是加大了提升国民科学素质的力度，于2006年颁布实施了《全民科学素质行动计划纲要(2006—2010—2020)》(以下简称《纲要》)，以期缩小我国国民科学素养与发达国家间的差距。提高国民科学素质的主阵地在学校，《纲要》指出学校科学教育的重要作用，并强调要加强教师队伍建设，培养一支结构合理、素质优良、胜任各类科学教育与培训的教师队伍。那么，承载着提升国民科学素质重任的义务教育科学教师在未来5年的缺口量问题值得关注。
教师的缺口量受教师需求量与实有数的影响。而教师的需求量又与在校生人口数、学生周课时量、教师周课时量以及班级规模等因素相关，通过分析以上各因素的关系，我们可建立如下的教师缺口量计算数学模型：
式中：S为某一年教师缺口量；Z为当年在校生人口数；X为当年学生周课时数；B为当年班级规模；K为当年教师周课时数；C为当年教师实有数。可见，要计算出2016—2020年我国义务教育科学教师缺口量S，则需要给Z、X、B、K、C分别取值即可。
(一)在校生人口数
在校生人口数受学龄人口数及入学率两个因素的影响。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》提出到了2020年九年义务教育入学率达到95%的发展目标，因此本研究以95%作为2016年至2020年全国义务教育阶段平均入学率进行推算。[1]
学龄人口数采用我国人口信息研究中心研发出的我国人口预测软件CPPS进行人口预测。该模型的使用需要对分年龄及分性别的人口数据、分年龄及分性别的死亡率、育龄妇女出生率、城市化率、流动人口率等参数进行设定。以《中国第六次人口普查资料》的全国分年龄、分性别的人口数据作为预测基点，《中国第六次人口普查资料》的全国分年龄、分性别的死亡率为死亡率；联合国2003年对中国总和生育率设定值为1.83-1.86之间，国家计生委公布的2010年总和生育率为1.80左右。[2]综合考虑，本研究将基期总和生育率定为1.8，城镇及农村生育率分别为1.6和2.0；已有预测研究表明，2009—2020年，我国城市化率年平均增长1.03%，[3]本研究采用此增长率。根据教育部公布的教育统计数据，整理分析可以得出2011年、2012年进城务工人员随迁子女分别占学龄人口总数的9.8%与10.4%，[4]综合考虑社会发展的各因素，本研究认为2016—2020年我国进城务工人员随迁子女比例将维持在11.0%。
《中华人民共和国义务教育法》规定：“凡年满六周岁的儿童，其父母或者其他法定监护人应当送其入学接受并完成义务教育”，故本研究将义务教育的入学年龄定为6岁，学龄人口数为6-14岁人口数。根据学龄人口推测的结果及入学率，可以得出我国义务教育2016—2020年在校生人数，如下表1所示：
表1 我国2016—2020年义务教育在校生人口数 (单位：人)
(二)学生学科周课时数
本研究中周课时数指某科目一周之内开设的课程的节数。目前，我国对小学科学课的周课时数没有明确的规定，但对小学科学课的周课时有较为一致的看法，本研究在咨询《小学科学课程标准》修订小组专家的基础上确定小学科学周课时数为2节。本研究在参考课程标准及咨询专家的基础上确定初中生物周课时数为3节，物理周课时数为4节，化学周课时数为4节。
(三)班级人口数
在我国，教学通常以班级进行，班级的规模影响教师的需求量。通过对2008—2012年五年教育统计数据的统计分析发现，2008—2012年我国小学班级规模平均值为38人，初中班级规模为46人。[5]本研究认为我国在未来5年，班级规模较为稳定，故以38人、46人作为小学及初中班级规模。
(四)教师周课时量
目前，我国无国家层面上对教师工作量的规定，但各省市自治区等教育管理部门根据需要制定出有关教师工作量的规定。本研究参考山西、湖南等地的相关规定，并在咨询专家及部分一线教师的基础上，确定小学科学教师周工作量为16节，初中物理、化学、生物教师周工作量为12节。
(五)教师实有量
我国教育部2013年公布的教育统计数据显示，2013年我国小学科学教师共179163人(其中城镇106703人，乡村72459人)；2013年我国初中生物教师共140358人(其中城镇109628人，乡村30730人)，初中物理教师共235706人(其中城镇为185587，乡村50119人)，初中化学教师共150654人(其中城镇117928人，乡村32726人)。[6]
目前我国义务教育阶段课程设置结构为：小学3-6年级开设科学课程；初中阶段设置综合科学课程与分科科学课程(其中7-8年级开设生物课，8-9年级开设物理课，9年级开设化学课)。[7]即将颁布实施的《小学科学课程标准》(修订稿)将规定小学科学课程开设时间由原来的3-6年级增加为1-6年级，且科学教育受到更多的关注，小学科学课程开设时间延长是势在必行，[8]故本研究将1-6年级学生都定为小学科学课在校生。初中阶段，各地可根据实际情况而采取综合科学课程或者分科课程，目前我国仅浙江等少数省市采取综合科学课程，本研究因文章篇幅及工作量的关系只考虑分科课程。
在本研究建立的教师缺口量数学模型及我国义务教育科学教师缺口量预测中各因素取值的基础上，可以预测出我国2016—2020年义务教育科学教师的缺口量，如下表2所示：
表2 我国2016—2020年义务教育科学教师缺口量 (单位：人；注：负数为富余)
根据以上的预测结果，可知我国2016—2020年间：
未来5年，我国小学教师缺口量呈波浪线上升的趋势，总缺口峰值出现在2020年，达127878人，占当年总需求量的41%。其原因有两个，一是目前我国在1-2年级尚未开设科学课程；二是目前小学科学课程尚未得到与语文、数学、英语等主要课程相同的重视程度。且城乡均有较大的缺口，但与城镇相比，乡村缺口量占需求总量的比重更大，原因主要是乡村师资的紧缺。
未来5年，我国初中生物教师缺口总量呈上升的趋势，缺口量由2016年42331人上升到2020年的峰值54405人，2020年缺口量占当年总需求量的28%。城镇及乡村均有缺口，从缺口量占总需求的比重来看，差异不显著。
未来5年，从总量上看，我国初中物理教师有少量缺口，其中缺口量峰值出现在2020年，为6258人，占总需求量的5.2%；在2018年我国初中物理教师总数还出现了富余。但在城镇与乡村之间有较大的差异，2016、2017、2018年城镇初中物理教师均出现了富余，而乡村初中物理教师没有任何一年出现富余。
(四)初中化学教师富余量较大
未来5年，我国初中化学教师每年均有较大的富余，其中富余峰值出现在2018年，富余量达到38021人，占总需求量的33%。其中城镇与乡村无显著差异，乡村每年也都出现了富余，只是乡村富余比重比城镇富余比重少5%左右。
可见，在本研究取定的各因素值的情况下，未来5年我国义务教育科学教师缺口总量较大。但小学与初中之间、城乡之间、初中各学科之间出现了不均衡的情况，可以从义务教育科学教师的内部来解决缺口问题。解决缺口的问题，具体来说，我们需要从以下几方面着手：
(一)分阶段分地区推进小学1-6年级开设科学课程
根据上述分析，若在全国范围内全面铺开小学科学开课时间扩大到1-2年级，我国将面临小学科学教师缺口量巨大的问题。若采取分阶段分地区推进，在条件成熟的地区首先推行，再逐步扩大地区、延长开课时间则可在一定程度上缓解教师缺口严重的问题。
从以上的结果我们可以看到，初中化学教师富余量较大，而初中生物教师缺口量较大，若能积极引导，并通过转岗培训等方式帮助化学教师转岗至生物学科任教，将会取得两全其美的效果。
若新的小学科学课程标准颁布实施，我国小学科学教师将出现巨大的缺口，而初中部分学科教师有较大的富余，通过提高待遇引导初中富余教师流向缺口的小学任教，则可在一定程度上解决该问题。
我国教育城乡差异是现实存在的，本研究的结果也进一步印证了该观点。若能加大乡村教育的投入，提高乡村教师的待遇，并通过支教等方式引导城镇富余教师流向乡村，则可解决城乡教育差异中的师资不均衡问题。
当然，我们也应该看到，本研究是基于静态模型而进行预测，其结果不可能与复杂的人口变化、教育实践引起的教师缺口量的实际数完全吻合。但本研究对于教育管理，特别是师资管理具有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1]国务院.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)[Z].北京：人民出版社，2010.
[2]国务院人口普查办公室.中国2010年人口普查资料[DB/OL]. http://www.stats.gov.cn/tjsj/pcsj/rkpc/6rp/indexch.htm,2012-07-10/2014-04-15.
[3]石人炳.2000—2020年我国各级教育需求预测及建议[J].南方人口，2004，(2)：13-20.
[4][5]中国教育年鉴编辑部.中国教育年鉴(2013年)[Z].北京：人民教育出版社，2014.
[6]国家教育部.2013年教育统计数据[EB/OL]. http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s8492/list.html,2014-12/2015-04-15.
[7]廖伯琴.科学教育学[M].北京：科学出版社，2013.
[8]刘湛.《小学科学课程标准》将颁布一年级开始上科学课[EB/OL].http://news.163.com/13/0913/09/98L23ULN00014JB5.html.2013-09-13/201406-15.
基金项目：2014-2015年度重庆市人文社会科学重点研究基地重点项目(14SKB038)。
