科學教育如何更上一層樓

日前，教育部、中國科學院舉行會商會議，研討深化科學教育有關(guān)工作。加強和改進科學教育對于進一步提升青少年科學素養(yǎng)、培養(yǎng)科技創(chuàng)新后備人才具有極為重要的意義。當前中小學科學教育還存在哪些不足？如何充分利用好各方面資源開展科學教育？如何改革現(xiàn)有課程體系和教學方式，使之更有利于提高學生科學素養(yǎng)？

近日，教育部和中國科學院專門就科學教育進行會商，提出將合作加快建設高質(zhì)量科學教育體系。部院合作在科學教育上發(fā)力，必將大大提高我國科學教育水平，培養(yǎng)更多更優(yōu)秀的創(chuàng)新人才。作為一名中學校長，我熱切期待借這次合作東風，解決我國中小學在科學教育上存在的一些問題，補齊教育體系中的這塊短板，充分發(fā)揮科學教育在人才培養(yǎng)中的作用，讓更多的青少年崇尚科學精神、樹立科學思維、掌握科學方法，成為未來獻身科技事業(yè)的創(chuàng)新人才。

中小學科學教育存在什么問題

國家高度重視科學教育，在中小學普遍開設數(shù)學、物理、化學和生物課程的基礎上，近年來又陸續(xù)增加了科學和信息技術(shù)等課程。應該說基礎教育階段科學類課程的學習為我國人才培養(yǎng)打下了堅實的基礎。但是2021年初，中國科學技術(shù)協(xié)會公布的第11次中國公民科學素質(zhì)抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2020年我國公民具備科學素質(zhì)的比例達10.56%，雖然比2015年的6.20%提高了4.36個百分點，但仍明顯落后于西方發(fā)達國家。究其原因，中小學科學教育弱化，還有一些與時代要求不相適應之處，主要表現(xiàn)在五個方面。

一是存在重知識輕能力現(xiàn)象。我們習慣于把“科學教育”當成一個獨立的學科來對待，把傳授知識放在第一位，重在闡明“是什么”，過于強調(diào)知識的系統(tǒng)性、完整性和邏輯性，而不重視讓學生體驗知識的產(chǎn)生過程，不重視引導他們發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造新知識，更談不上學生科學精神、科學思維和科學方法的培養(yǎng)。

二是學生的想象力和好奇心受到抑制。中小學生的好奇心濃、探究欲強，總喜歡問“為什么”，但大多數(shù)教師還是以知識為中心，采用傳統(tǒng)講授方式，采取啟發(fā)式教學的不多;學生的學習方式主要還是背誦、記憶、做題。這樣的教與學，難以激發(fā)學生科學探究的熱情。

三是掌握科學教育方法的師資不足。當前站在講臺上的教師，他們中不少人自己在成長和受教育的過程中，沒有接受過系統(tǒng)的科學教育，沒有掌握相應的教學方法，不會在學科教學中滲透科學教育，不擅長培養(yǎng)學生科學精神、科學思維和讓他們掌握科學方法。

四是設施條件成為制約因素。開展科學教育，需要具備一定的物質(zhì)條件，配備相應的硬件設施。目前有些中學的實驗室條件比較差，很多物理和化學實驗學生沒法動手做，只是通過視頻或者觀看教師演示，甚至只能在腦子中想象，這對于激發(fā)學生探究熱情、培養(yǎng)動手實踐能力是很不利的。

五是評價導向不利于開展科學教育?，F(xiàn)在的評價更關(guān)注學科知識學得是否扎實，對創(chuàng)新精神、科學素養(yǎng)和能力培養(yǎng)關(guān)注的少，也缺乏科學的評價手段。如果在中高考選拔中、在對學校進行評價時，科學教育無法得到體現(xiàn)和重視，最后的結(jié)果就是學生不愿意學，學校也不愿意搞。

科學教育如何通向科學素養(yǎng)

通過科學教育提升學生的科學素養(yǎng)，要在兩個問題上澄清認識。

一是要正確認識科學教育和學科教育的關(guān)系。學科教育的主要目的是傳授學科知識，學科教育是科學教育的重要基礎，但是學科教育做得好，不一定就能培養(yǎng)出科學精神和科學思維，不一定能提升學生的科學素養(yǎng)。當下的學科教育是以知識為中心建構(gòu)的，注重通過學科知識的學習培養(yǎng)學科核心素養(yǎng)。而科學教育不是一門獨立的學科，它是跨學科的。教師在學科教學中，一定要有“借題發(fā)揮”的意識，善于發(fā)掘能夠體現(xiàn)和培養(yǎng)科學精神、科學思維、科學方法的知識點，通過本學科的教學做好科學教育，這非?？简灲處煹慕虒W能力和智慧。

現(xiàn)在很多人一提到培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才、提升學生科學素養(yǎng)，就想到搞學科競賽。其實學科競賽本質(zhì)上是一種更難、更深的學科教育，和科學教育絕對不能畫等號。學科競賽是小眾化的，對大多數(shù)學生而言并不適合，而我們提倡的科學素養(yǎng)是人人都應該具備的。有的學生因為參加學科競賽而過早地把自己限制在某門學科的專業(yè)學習領域，整體的科學素養(yǎng)反而下降了，這不是個好事情。

二是要正確理解科學教育的目標?？茖W教育的目標不是學習多少具體的知識，而是培養(yǎng)科學精神、科學思維、科學方法和科學探究能力?？茖W精神最主要的是求實精神和創(chuàng)新精神，不求實就不是科學，不創(chuàng)新科學就無法發(fā)展。應該說，科學教育沒有專門的內(nèi)容，任何一門學科的內(nèi)容都可以成為科學教育的載體。如果說科學精神、科學思維、科學方法是“經(jīng)”，那么學科知識就是“緯”，只有“經(jīng)緯交織”才能達成科學教育的目的。科學教育就是能夠培養(yǎng)出來這些能力素養(yǎng)的教學內(nèi)容和方式的總和。

加強和改進科學教育的方式

加強和改進科學教育，包括兩個方面：所謂加強，就是要更加重視，應該有而缺失的東西，我們要花功夫下力氣建構(gòu)起來;所謂改進，是說我們教育實踐中有些做法偏離了科學教育的正確軌道，應該進行糾偏、改正。

具體而言，我提出五點建議。

第一，要從教育哲學的高度，讓每一名教師認識到科學教育的重要意義?？茖W素養(yǎng)是一個人綜合素養(yǎng)的重要組成部分，提升科學素養(yǎng)是建設高質(zhì)量人才培養(yǎng)體系的必然要求。教師要從育人理念的頂層邏輯出發(fā)，找準科學教育的目標定位。現(xiàn)行的課標、教材里并沒有明確細致地說明某門學科該如何培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。教師在進行學科教學時，頭腦里要有提升學生科學素養(yǎng)這根弦，把教材整體梳理一遍，尋找學科知識點與科學教育的結(jié)合點，看整個教育教學過程中哪些地方可有機融合，這樣就能改變有科學知識而缺科學教育的狀況，科學教育的短板就會補長。這和“課程思政”的理念及教學方式有異曲同工之妙。

第二，在教師培養(yǎng)方面要加入科學教育相關(guān)內(nèi)容?，F(xiàn)在的教師，學歷層次普遍提高，很多中小學教師擁有碩士、博士學位，但是學歷高不等于科學素養(yǎng)就高，更不等于開展科學教育的能力水平高。教師個人對科學精神、科學思維、科學方法的認識和掌握，既需要在職前培養(yǎng)中夯實基礎，掌握科學教育的基本規(guī)范，也需要在職后加強相關(guān)培訓，在教學實踐中一邊學習，一邊反思和提升。

第三，學校要開設跨學科的綜合課程（如STEAM課程），倡導開展項目式學習。綜合課程是以思維和方法為中心、以綜合運用多學科知識為手段、以解決實際問題為目標導向的課程。開設綜合課程不是為了學習某一領域的新知識，而是要在多學科融合中培養(yǎng)學生的科學精神，讓他們樹立科學思維，掌握科學方法。項目式學習（PBL）方式包括提出問題、規(guī)劃方案、解決問題、評價和反思等中心環(huán)節(jié)，強調(diào)團隊合作和自主探究，對于提升學生科學思維水平很有幫助。在科學教育中，培養(yǎng)科學思維、科學精神，掌握科學方法，都要以培養(yǎng)科學興趣為基礎和前提?？茖W興趣怎么來？就需要通過項目式學習，研究性、探究性的學習和豐富的科學實踐活動，把學生的興趣激發(fā)、調(diào)動起來。

第四，推動科教融合，充分利用好科學界的資源?？蒲性核目蒲腥藛T、科研平臺是中小學開展科學教育可資利用的寶貴資源。利用的方式多種多樣：中小學可邀請科學家到學校舉辦講座、現(xiàn)身說法，請科學家來學校，目的并不是讓他通過一兩個小時的時間教學生掌握某種科學方法，而是請科學家用通俗的語言講解一些特別奇妙的科學現(xiàn)象，也可以講他在追求科學真理過程中發(fā)生的一些特別動人的故事，讓科學家激發(fā)學生的興趣，點燃學生科學探索的激情;中小學可以讓學生走進科技館或相關(guān)科研機構(gòu)，學生可以利用科研機構(gòu)相關(guān)設施條件，在專業(yè)科研人員指導下，開展某些科學探究活動，體驗科學研究的過程;可以通過線上線下多種方式（如“天宮課堂”）開展科普宣傳，向?qū)W生傳遞知識、激發(fā)興趣，同時將科學精神、科學思維、科學方法等融入其中。

第五，開展豐富多彩的科技探究活動和社團活動。科學教育的舞臺不應局限于教室，豐富多彩的校園科技活動和綜合實踐活動，對于激發(fā)學生科學興趣和熱情有著獨特的作用。科技社團活動可以根據(jù)活動小組學生的實際特點、探究能力水平及個性特征設計和選擇活動內(nèi)容。學校應大力支持學生科技社團開展活動，比如清華附中就有“爬蟲社”等多個科技社團，學校投資建設了創(chuàng)客空間、高研實驗室，盡可能為學生開展課題研究和科技探索活動創(chuàng)造條件并提供支持，讓學生自主參與、自主探索，在活動過程中開闊視野，提高創(chuàng)新意識，掌握科學的思維方法。

（王殿軍，清華大學附屬中學校長、清華大學教育研究院基礎教育研究所所長。） （來源：中國教育報）7E850A6F-3180-47E0-8E60-59C4BE50BAA4