科學(xué)教育發(fā)展的英國(guó)路徑

黃宇 陶琳琳

科學(xué)教育的質(zhì)量關(guān)乎國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。當(dāng)前，世界百年未有之大變局正在加速演進(jìn)，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起，國(guó)際環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，提升科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量的需求尤為迫切。

英國(guó)是國(guó)際科學(xué)教育的發(fā)祥地。早在19世紀(jì)50年代，英國(guó)教育家斯賓塞便在著作《教育論》中明確表明“科學(xué)知識(shí)最有價(jià)值”，大力提倡科學(xué)教育。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期改革和發(fā)展，英國(guó)已形成在世界上處于較高水平的科學(xué)教育體系。

英國(guó)科學(xué)教育的發(fā)展歷程

萌芽階段：19世紀(jì)到20世紀(jì)中葉

相對(duì)于數(shù)學(xué)而言，科學(xué)作為課程在英國(guó)學(xué)校系統(tǒng)起步較晚，進(jìn)程艱難。雖然19世紀(jì)50年代開(kāi)始，斯賓塞就大力提倡科學(xué)教育。但直到19世紀(jì)末，除了少數(shù)公學(xué)的科學(xué)教育有較高聲譽(yù)之外，科學(xué)教育在學(xué)校教育中并沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。到19世紀(jì)和20世紀(jì)之交，形勢(shì)才發(fā)生變化—由于軍事院校入學(xué)考試中增加了科學(xué)科目的內(nèi)容，科學(xué)教育在公學(xué)中逐漸受到重視。

第二次世界大戰(zhàn)后，世界主要國(guó)家展開(kāi)激烈的政治、軍事、科技和經(jīng)濟(jì)競(jìng)賽，社會(huì)對(duì)科技人才的需求激增，科學(xué)教育開(kāi)始以培養(yǎng)英才為目的。從20世紀(jì)50年代末開(kāi)始，西方發(fā)達(dá)國(guó)家全面審查小學(xué)科學(xué)課程，組織專(zhuān)業(yè)科學(xué)家和科學(xué)教育專(zhuān)家學(xué)者開(kāi)發(fā)課程、編寫(xiě)教材，以提升科學(xué)教育水平。當(dāng)時(shí)英國(guó)著名的教科書(shū)有《牛津初等科學(xué)》《納菲爾德初等科學(xué)》等。但在20世紀(jì)60年代之前，英國(guó)盡管在學(xué)校中開(kāi)設(shè)科學(xué)課程，開(kāi)始注重科學(xué)過(guò)程和方法的教授，但科學(xué)學(xué)科地位不高。科學(xué)課主要以傳授科學(xué)知識(shí)為目的，幾乎不存在任何形式的科學(xué)教育課程，一些與科學(xué)知識(shí)有關(guān)的課也主要限于教師向?qū)W生誦讀教 材。

奠基階段：20世紀(jì)60年代到90年代

20世紀(jì)60年代以后，隨著工業(yè)化程度的快速提高和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，整個(gè)社會(huì)迫切需求應(yīng)用型人才與具備一定理論知識(shí)的技術(shù)工人，學(xué)校教育輸出的精英在數(shù)量上無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需要，科學(xué)教育逐漸從精英教育向大眾教育轉(zhuǎn)向。1985年，英國(guó)學(xué)者博德默受英國(guó)皇家學(xué)會(huì)理事會(huì)委托撰寫(xiě)了一份名為《公眾理解科學(xué)》的報(bào)告，提出科學(xué)的發(fā)展在很大程度上取決于公眾對(duì)科學(xué)的理解程度，由此拉開(kāi)了提高公眾科學(xué)素養(yǎng)的序幕。同年，英國(guó)教育和科學(xué)部發(fā)布《5～16歲兒童科學(xué)教育政策》，要求對(duì)5～16歲兒童進(jìn)行普遍的科學(xué)教育。但由于此時(shí)英國(guó)并沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)家課程，教育內(nèi)容高度依賴(lài)地方和學(xué)校，科學(xué)教育的質(zhì)量和水平差別很 大。

1988年7月，英國(guó)頒布《1988年教育改革法》，規(guī)定從1989年起在全國(guó)所有公立中小學(xué)實(shí)行統(tǒng)一的國(guó)家科學(xué)課程。根據(jù)法案的要求，隨后頒布首部科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)《英國(guó)國(guó)家科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)義務(wù)教育的4個(gè)主要階段（KS1：5～7歲；KS2：7～11歲；KS3：11～14歲、KS4：14～16歲）提出了相應(yīng)的成績(jī)目標(biāo)和內(nèi)容要求，并在每個(gè)學(xué)段結(jié)束時(shí)采用國(guó)家統(tǒng)一考試對(duì)學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的情況進(jìn)行評(píng)定。從此，英國(guó)的科學(xué)教育得以規(guī)范開(kāi)展。

提升階段：21世紀(jì)以來(lái)

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，英國(guó)多次修訂科學(xué)教育國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)并更新《16歲后技能教育改革T級(jí)行動(dòng)計(jì)劃》，力圖保證公立學(xué)校系統(tǒng)科學(xué)教育的質(zhì)量，為社會(huì)發(fā)展提供必要的有素質(zhì)的勞動(dòng)力資源。2002年4月，英國(guó)發(fā)布了《為了成功的科學(xué)工程技術(shù)（SET）：科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)技能人才的供應(yīng)》報(bào)告，明確提出，作為國(guó)家戰(zhàn)略的一部分，在教育中應(yīng)優(yōu)先發(fā)展科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)技能學(xué)科。2004年，英國(guó)政府又頒布了《科學(xué)與創(chuàng)新投資框架（2004—2014）》，第一次在政府文件中引入STEM教育，并規(guī)劃了STEM的長(zhǎng)期戰(zhàn)略目標(biāo)。2006年，英國(guó)教育與科學(xué)部和貿(mào)易與產(chǎn)業(yè)部聯(lián)合發(fā)布了“STEM項(xiàng)目報(bào)告”，呼吁各方聯(lián)合起來(lái)推動(dòng)STEM教育開(kāi)展，并由此設(shè)立了“STEM凝聚力計(jì)劃”。2014年，英國(guó)皇家社會(huì)科學(xué)政策中心發(fā)布了一份報(bào)告《科學(xué)與數(shù)學(xué)教育愿景》，提出了英國(guó)未來(lái)科學(xué)與數(shù)學(xué)教育發(fā)展的藍(lán)圖。2017年1月，英國(guó)政府頒布《建立我們的工業(yè)戰(zhàn)略綠皮書(shū)》，指出英國(guó)現(xiàn)代工業(yè)戰(zhàn)略的核心是培育具有STEM技能的人才，從而把STEM教育提升到國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略高度，形成了更高定位的科學(xué)教育格局。

英國(guó)開(kāi)展科學(xué)教育的主要做法

學(xué)前教育中的“法定框架”

英國(guó)學(xué)前教育在教學(xué)特點(diǎn)和教育途徑上無(wú)不體現(xiàn)對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的重視。2008年5月，英國(guó)兒童、學(xué)校和家庭事務(wù)部為0～5歲幼兒頒布了《早期基礎(chǔ)階段法定框架》，要求學(xué)前教育機(jī)構(gòu)依據(jù)框架開(kāi)展教育，確保幼兒在結(jié)束幼兒園教育時(shí)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的發(fā)展目標(biāo)。2021年最新版本的框架確定七個(gè)領(lǐng)域的早期學(xué)習(xí)目標(biāo)：交流和語(yǔ)言，個(gè)人、社會(huì)和情感發(fā)展，身體發(fā)展，讀寫(xiě)能力，數(shù)學(xué)，理解自然世界，表達(dá)藝術(shù)與設(shè)計(jì)。其中，理解自然世界目標(biāo)包括三個(gè)子目標(biāo)：探索周?chē)淖匀皇澜?，觀(guān)察和繪制動(dòng)物與植物；了解周?chē)淖匀皇澜?，利用?jīng)驗(yàn)和課堂所學(xué)對(duì)比環(huán)境之間的相似和不同之處；了解周?chē)匀皇澜绲囊恍┲匾^(guò)程和變化，包括季節(jié)和物質(zhì)狀態(tài)的變化。為了利用家庭和社區(qū)獨(dú)特的教育資源拓展學(xué)前教育空間，保教人員和家長(zhǎng)經(jīng)常有目的、有計(jì)劃地帶領(lǐng)兒童去博物館、動(dòng)物園、公園、兒童游戲場(chǎng)、書(shū)店、農(nóng)場(chǎng)等地方參觀(guān)游覽。這些活動(dòng)區(qū)的設(shè)置和游覽活動(dòng)的安排，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)齡前兒童的科學(xué)素養(yǎng)有著重要意義。此外，在學(xué)前教育階段，掌握計(jì)算機(jī)被視為幼兒必備的一種生存技能。幾乎每個(gè)班上都會(huì)配備計(jì)算機(jī)及與機(jī)型相匹配的學(xué)習(xí)軟件，既有與各科教學(xué)相關(guān)聯(lián)的教育軟件，也有娛樂(lè)軟件，幼兒可自由地上機(jī)操 作。

中小學(xué)教育中的“教育標(biāo)準(zhǔn)”

2013年9月11日，英國(guó)教育部發(fā)布《國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)：科學(xué)學(xué)習(xí)計(jì)劃》，明確了學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)目標(biāo)、各階段法定達(dá)成目標(biāo)、各階段教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)指導(dǎo)（非法定）。上述標(biāo)準(zhǔn)指出，所有學(xué)生都應(yīng)該學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)、方法、過(guò)程和應(yīng)用的基本方面，通過(guò)建立一個(gè)關(guān)鍵的基礎(chǔ)知識(shí)和概念體系，認(rèn)識(shí)到理性解釋的力量、培養(yǎng)對(duì)自然現(xiàn)象的興奮感和好奇心、理解如何用科學(xué)來(lái)解釋正在發(fā)生的事情及預(yù)測(cè)事情發(fā)生并分析原因。學(xué)習(xí)目標(biāo)指向所有學(xué)生，確保所有學(xué)生能夠通過(guò)生物、化學(xué)和物理等具體學(xué)科來(lái)發(fā)展科學(xué)知識(shí)和概念理解；通過(guò)不同類(lèi)型的科學(xué)探究幫助學(xué)生回答關(guān)于周?chē)澜绲目茖W(xué)問(wèn)題，從而發(fā)展對(duì)科學(xué)本質(zhì)、過(guò)程和方法的理解；掌握科學(xué)對(duì)今天和未來(lái)世界意義及用途的相關(guān)知識(shí)。2014年12月2日新修訂的《國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)：科學(xué)學(xué)習(xí)計(jì)劃》中增加了KS4階段的科學(xué)學(xué)習(xí)計(jì)劃，該階段要求通過(guò)科學(xué)教育發(fā)展學(xué)生在科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)技巧與策略、分析和評(píng)價(jià)等方面的理解和一手經(jīng) 驗(yàn)。

本科教育中的“教育愿景”和“行動(dòng)計(jì) 劃”

為了保持在科學(xué)與工程領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位，英國(guó)于2014年發(fā)布了題為《科學(xué)與數(shù)學(xué)教育愿景》的政策咨詢(xún)報(bào)告，為未來(lái)20年英國(guó)教育體系改革繪制了路線(xiàn)圖。其主要內(nèi)容包括：將對(duì)數(shù)學(xué)與科學(xué)的學(xué)習(xí)延長(zhǎng)到18歲；培養(yǎng)學(xué)生STEM職業(yè)意識(shí)，加強(qiáng)就業(yè)指導(dǎo)；進(jìn)行持久穩(wěn)定的課程改革；改革現(xiàn)有教育評(píng)價(jià)機(jī)制；提升教師地位，促進(jìn)學(xué)科專(zhuān)家型教師發(fā)展。

2016年4月，英國(guó)發(fā)布了《關(guān)于技術(shù)教育的報(bào)告》，指出英國(guó)技術(shù)教育面臨現(xiàn)有工作系統(tǒng)無(wú)效、資格證書(shū)繁多且令人困惑和市場(chǎng)失靈等種種問(wèn)題，并據(jù)此提出了34項(xiàng)建議。英國(guó)政府根據(jù)此報(bào)告的建議，于2016年7月發(fā)布《16歲后技能計(jì)劃》，支持年輕人和成年人獲得終身持續(xù)的就業(yè)技能，以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)和迅速變化的經(jīng)濟(jì)需要。該計(jì)劃自2017年起每年更新一次《16歲后技術(shù)教育改革—T級(jí)行動(dòng)計(jì)劃》，成功引入了T-Level課程。T-Level課程是由英國(guó)政府與雇主、企業(yè)合作開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)面向16～19歲青年的涵蓋技術(shù)資格的第三級(jí)技術(shù)學(xué)習(xí)項(xiàng)目，是學(xué)生在普通中等教育資格考試后的主要選擇之一。T-Level與為學(xué)生提供在“工作中”特定職業(yè)學(xué)習(xí)的學(xué)徒制和提供繼續(xù)學(xué)術(shù)教育的A-Level并行，在規(guī)模上相當(dāng)于3級(jí)A-Level課程。

非正規(guī)教育中的“社會(huì)支持體系”

英國(guó)社會(huì)各界積極助力科學(xué)教育，構(gòu)成了多樣的科學(xué)教育社會(huì)支持體系。例如，非營(yíng)利組織—國(guó)家STEM學(xué)習(xí)中心與英國(guó)政府、企業(yè)、組織和教育機(jī)構(gòu)合作，為教師、年輕人和其他人提供積極的科學(xué)教育互動(dòng)。作為英國(guó)最大的STEM教育和職業(yè)支持提供機(jī)構(gòu)，其合作范圍覆蓋了英國(guó)幾乎所有的中小學(xué)校。根據(jù)其發(fā)表的《2018年度影響報(bào)告》，與中心合作的教師中有80%提高了STEM教學(xué)質(zhì)量，更多的年輕人在其支持下以STEM為職業(yè)方向，弱勢(shì)學(xué)生群體在該中心的幫助下受益更大，科學(xué)教師在參加完其組織的持續(xù)職業(yè)發(fā)展項(xiàng)目后更有可能繼續(xù)從事科學(xué)教育。尤其值得關(guān)注的是中心對(duì)于家長(zhǎng)參與科學(xué)教育的支持及在疫情防控期間迅速開(kāi)發(fā)線(xiàn)上教育資源。2020年，該中心在三周內(nèi)完成了創(chuàng)建家庭學(xué)習(xí)網(wǎng)頁(yè)、錄制相關(guān)視頻、研發(fā)適用于各關(guān)鍵階段的線(xiàn)上課程軟件、建設(shè)支持虛擬活動(dòng)開(kāi)展的基礎(chǔ)設(shè)施等任務(wù)，有力地推動(dòng)了疫情防控期間科學(xué)教育的開(kāi) 展。

“保證高質(zhì)量學(xué)校科學(xué)教育”的挑戰(zhàn)和應(yīng)對(duì)

盡管英國(guó)科學(xué)教育存在精英的“純粹科學(xué)探索”和大眾的“就業(yè)技能訓(xùn)練”二元分化的情況，但“保證高質(zhì)量的學(xué)?？茖W(xué)教育”一直是重要的核心。2021年4月，英國(guó)教育標(biāo)準(zhǔn)局在其發(fā)布的報(bào)告《研究與分析—研究綜述系列：科學(xué)》中指出，英國(guó)科學(xué)教育面臨著一些具體挑戰(zhàn)。例如，許多小學(xué)在其學(xué)校課程標(biāo)準(zhǔn)中去掉了科學(xué)課和科學(xué)考試、壓縮科學(xué)教學(xué)時(shí)間、學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)不重視科學(xué)課程。2018年對(duì)8139名六年級(jí)學(xué)生的測(cè)試表明，僅有21.2%的學(xué)生達(dá)到了科學(xué)學(xué)習(xí)的要求水平（相較2014年下降了7個(gè)百分點(diǎn)），小學(xué)生體驗(yàn)到了有趣的游戲但對(duì)于相關(guān)科學(xué)概念的理解水平?jīng)]有得到提升。七、八年級(jí)學(xué)生中僅有一半認(rèn)為其小學(xué)階段的學(xué)習(xí)為中學(xué)階段的科學(xué)學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。在中學(xué)階段，盡管有更多學(xué)生想要在16歲后學(xué)習(xí)科學(xué)，但總?cè)藬?shù)依舊很少。許多學(xué)生在離校時(shí)缺乏基本科學(xué)知識(shí)，對(duì)科學(xué)的興趣隨著在校學(xué)習(xí)降低。2019年，國(guó)際數(shù)學(xué)與科學(xué)趨勢(shì)研究（TIMSS）的發(fā)現(xiàn)表明，英國(guó)9年級(jí)學(xué)生的科學(xué)表現(xiàn)相比2015年顯著下降。報(bào)告同時(shí)表明，師資短缺是英國(guó)科學(xué)教育現(xiàn)階段面臨的主要挑戰(zhàn)，許多學(xué)校無(wú)法招聘并保留足量的專(zhuān)業(yè)科學(xué)教師。

報(bào)告強(qiáng)調(diào)，高質(zhì)量的科學(xué)教育植根于對(duì)科學(xué)的真實(shí)理解，應(yīng)該優(yōu)先讓學(xué)生以一種有意義的方式構(gòu)建關(guān)鍵概念的知識(shí)，同時(shí)，對(duì)科學(xué)課程的規(guī)劃應(yīng)該考慮到知識(shí)在未來(lái)學(xué)習(xí)中的作用。據(jù)此，英國(guó)教育標(biāo)準(zhǔn)局提出了未來(lái)高質(zhì)量科學(xué)教育的標(biāo)準(zhǔn)，鼓勵(lì)科學(xué)教育工作者和學(xué)校遵循這一標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展科學(xué)教育。標(biāo)準(zhǔn)包括課程開(kāi)發(fā)、知識(shí)組織、課程安排、課程資源、實(shí)踐活動(dòng)、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)估、學(xué)科和學(xué)校等維度的具體指標(biāo)和實(shí)施建議，以保證英國(guó)未來(lái)的科學(xué)教育能夠?qū)崿F(xiàn)更高質(zhì)量的發(fā)展。

同時(shí)，科學(xué)教育需要科學(xué)教師的數(shù)量和質(zhì)量保證。英國(guó)在明確科學(xué)教師招聘和留存面臨的四大阻礙后，采取了四項(xiàng)針對(duì)性策略：改革問(wèn)責(zé)體系，創(chuàng)建互相支持的學(xué)校文化；為新晉教師提供高質(zhì)量支持，引入階段性獎(jiǎng)學(xué)金；創(chuàng)建多種專(zhuān)業(yè)資格證書(shū)，支持教師職業(yè)發(fā)展；引進(jìn)新數(shù)據(jù)系統(tǒng)，徹底簡(jiǎn)化科學(xué)教師應(yīng)聘過(guò)程等，力圖紓解師資方面的矛盾，改善科學(xué)教育質(zhì)量。

（作者單位：北京師范大學(xué)國(guó)際與比較教育研究院 ）