新課標(biāo)視域下中小學(xué)科學(xué)教育的發(fā)展方向與推進(jìn)路徑

楊曉夢

摘要中小學(xué)校如何系統(tǒng)開展科學(xué)教育，成為當(dāng)前學(xué)校管理中的重要議題之一?；谛抡n標(biāo)視域?qū)徱曋行W(xué)科學(xué)教育的發(fā)展方向，主要呈現(xiàn)出更加注重素養(yǎng)養(yǎng)成、課程內(nèi)容及實(shí)施樣態(tài)更加豐富、資源支持力度提升等特點(diǎn)。當(dāng)前中小學(xué)推進(jìn)科學(xué)教育仍然面臨教師隊(duì)伍和良好生態(tài)建設(shè)的挑戰(zhàn)，未來應(yīng)更加注重教學(xué)方式的轉(zhuǎn)型和頂層設(shè)計(jì)的優(yōu)化，探索以綜合性視角優(yōu)化課程內(nèi)容，推進(jìn)家校社攜手形成科學(xué)教育共同體。

關(guān)鍵詞 科學(xué)教育；科學(xué)素養(yǎng)；科學(xué)探究；《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》

中圖分類號(hào)G63

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B

文章編號(hào)1002-2384（2023）06-0030-04

基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育肩負(fù)培養(yǎng)青少年科學(xué)興趣、提高青少年創(chuàng)新素養(yǎng)的重要使命，對于創(chuàng)新人才成長具有重要的基礎(chǔ)性作用。近年來，中小學(xué)校的科學(xué)教育體系持續(xù)完善，但仍存在一些突出問題。中小學(xué)校如何系統(tǒng)開展科學(xué)教育，成為當(dāng)前學(xué)校管理中的重要議題之一。在推進(jìn)新課標(biāo)實(shí)施的背景下，厘清現(xiàn)階段中小學(xué)科學(xué)教育的發(fā)展方向以及面臨的挑戰(zhàn)，可以為探尋科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展路徑提供一定的借鑒與思路。

一、中小學(xué)科學(xué)教育呈現(xiàn)人本化發(fā)展趨勢

當(dāng)前，隨著科技強(qiáng)國建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)以及對于創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求的不斷加強(qiáng)，科技資源越來越多地流向教育領(lǐng)域，使中小學(xué)科學(xué)教育展現(xiàn)出更加豐富的實(shí)施樣態(tài)。

1. 育人理念升級(jí)：更加注重素養(yǎng)養(yǎng)成

全球化進(jìn)程的加劇和數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展加速了全球范圍內(nèi)關(guān)于教育發(fā)展方向的討論，一輪又一輪基于“標(biāo)準(zhǔn)”的革命在各個(gè)國家系統(tǒng)展開，而居于“風(fēng)暴”中心的概念就是學(xué)生核心素養(yǎng)。各個(gè)國家關(guān)于學(xué)生核心素養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的描述與確定，最終體現(xiàn)出從“教學(xué)內(nèi)容”向“學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果”的轉(zhuǎn)向，這樣的標(biāo)準(zhǔn)既包括了教學(xué)內(nèi)容，又規(guī)定了學(xué)生應(yīng)具備的核心能力。[1]我國學(xué)生核心素養(yǎng)體系于2016年正式發(fā)布，它對于各個(gè)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂產(chǎn)生了重要影響。與語文、數(shù)學(xué)等學(xué)科一樣，科學(xué)課程的改變也體現(xiàn)在對于學(xué)生從注重知識(shí)積累到強(qiáng)調(diào)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的進(jìn)一步要求之上。

從幾版科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展上可以看出，對于學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)要求貫穿其中，并不斷被細(xì)化完善。2001年印發(fā)的《全日制義務(wù)教育科學(xué)（3～6年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》明確提出小學(xué)科學(xué)課程要以“培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”為宗旨。2017年2月印發(fā)的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，第一次將科學(xué)課程總目標(biāo)直接指向科學(xué)素養(yǎng)。[2]《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《科學(xué)課標(biāo)（2022年版）》）的突出特點(diǎn)之一，就是以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，彰顯育人性、結(jié)構(gòu)性、進(jìn)階性、探究實(shí)踐性、綜合性。課程層面核心素養(yǎng)的研制是我國的首創(chuàng)，2022版新課標(biāo)體現(xiàn)出我國課程育人目標(biāo)從1.0版的基礎(chǔ)知識(shí)與基本技能（雙基），到2.0版的知識(shí)技能、過程方法、情感態(tài)度價(jià)值觀（三維目標(biāo)），再到3.0版的課程核心素養(yǎng)的升級(jí)與飛躍。[3]

育人理念從知識(shí)到素養(yǎng)的取向轉(zhuǎn)變也體現(xiàn)在課程名稱的迭代上。以小學(xué)科學(xué)學(xué)科為例，從1978年的“自然常識(shí)”到1981年的“自然”，再到2001年改為“科學(xué)”，名稱的改變體現(xiàn)出育人理念的持續(xù)優(yōu)化，即要求學(xué)生從對自然的常識(shí)性了解，發(fā)展為對于自然界的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、形態(tài)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)習(xí)和探索。[4]《科學(xué)課標(biāo)（2022年版）》將科學(xué)核心素養(yǎng)設(shè)定為科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任四個(gè)方面。[5]小學(xué)階段的科學(xué)課程擔(dān)負(fù)起科學(xué)啟蒙教育的使命，讓孩子們對自然產(chǎn)生好奇，樹立起正確的科學(xué)觀念，為中學(xué)階段物理、化學(xué)、生物、地理等學(xué)科的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?？茖W(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任的培養(yǎng)要求讓學(xué)生能夠基于好奇提出并探究一些問題，通過參與公共討論最終促進(jìn)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任感的形成。

2. 課程內(nèi)容優(yōu)化：學(xué)習(xí)形式的綜合化發(fā)展

課程內(nèi)容的設(shè)置總是追隨育人理念的發(fā)展而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新與優(yōu)化，創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求反映到課程內(nèi)容上，就呈現(xiàn)出跨學(xué)科、多領(lǐng)域、綜合性等特點(diǎn)?；谂囵B(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的基本遵循，近年來課程改革更加注重教育與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、生活實(shí)際的關(guān)聯(lián)，注重加強(qiáng)課程內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系。因此，跨學(xué)科學(xué)習(xí)成為中小學(xué)校教育實(shí)踐的焦點(diǎn)，各校在開展融合課程、STEM課程、STEAM課程、STS課程、研學(xué)旅行課程等方面貢獻(xiàn)了很多鮮活經(jīng)驗(yàn)，其本質(zhì)上都是跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。加強(qiáng)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)也是本次課標(biāo)修訂的新要點(diǎn)。跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的設(shè)立，是在分科課程背景下實(shí)現(xiàn)課程綜合性、實(shí)踐性的一種積極穩(wěn)妥的課程舉措，能夠更好地促進(jìn)學(xué)科綜合育人、整體育人任務(wù)的完成。[6]

科學(xué)教育在我國基礎(chǔ)教育階段尤其是中等教育階段，仍以分科教學(xué)為主，但課程的綜合性發(fā)展已成為基本趨勢。有研究者對2009-2018年以“中小學(xué)科學(xué)教育”為主題的187篇文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行詞頻分析后發(fā)現(xiàn)，跨學(xué)科探索成為中小學(xué)科學(xué)教育的發(fā)展趨勢，尤其是“STEM”“STEAM”課程等為主題的文章出現(xiàn)的頻次較為頻繁。[7]科學(xué)課程屬于綜合課程，新課標(biāo)的重大突破之一就是調(diào)整了課程結(jié)構(gòu)，取消了領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了真正的綜合。

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)在科學(xué)教育中得到越來越多地應(yīng)用與探索，并以綜合式的課程和實(shí)踐性的學(xué)習(xí)活動(dòng)為代表。綜合式課程多以校本特色課程、STEM課程、STEAM課程、STC課程為代表。如廣東省廣州市越秀區(qū)東風(fēng)東路小學(xué)在尊重學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的基礎(chǔ)上，融合科學(xué)教育教學(xué)規(guī)律，設(shè)置了包括國家基礎(chǔ)課程、學(xué)科融合課程、專業(yè)社團(tuán)課程的“三維”課程，并探索增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)參與度、學(xué)生高階思維訓(xùn)練度的“雙增”模式，最終構(gòu)建出“三維雙增”的特色科學(xué)教育課程體系。[8]實(shí)踐性的學(xué)習(xí)活動(dòng)如研學(xué)旅行作為科學(xué)教育的一個(gè)重要模式，其關(guān)鍵特征在于能夠?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)造一種真正意義上的科學(xué)生活—在課本之外為學(xué)生們開辟一條面向自然、社會(huì)，進(jìn)行科學(xué)實(shí)踐探究的道路。[9]如廣東省深圳市明德實(shí)驗(yàn)學(xué)校研學(xué)旅行課程的科技創(chuàng)新板塊，在中學(xué)階段設(shè)置了騰訊編程課、大疆無人機(jī)、華大基因的基因測序等內(nèi)容；在小學(xué)階段設(shè)置了與Skyland未來科技館、深圳建科院等機(jī)構(gòu)的資源整合教育內(nèi)容，促進(jìn)了“社會(huì)即學(xué)?！钡睦碚搶?shí)踐。[10]

3. 資源支持力度提升：科教融合的深入推進(jìn)

科教融合發(fā)展是新課標(biāo)視域下科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展的支柱之一，也成為目前中小學(xué)科學(xué)教育發(fā)展的趨勢。高校、科研院所等機(jī)構(gòu)參與中小學(xué)科學(xué)教育，能夠有效提升科學(xué)教育的廣度和深度。在整合社會(huì)資源上，美國具有比較先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)，如通過成立以科技領(lǐng)域杰出工作者為主導(dǎo)的民間聯(lián)盟和發(fā)動(dòng)民間企業(yè)贊助，為科學(xué)教育提供大量資金支持；通過國家科學(xué)基金會(huì)的支持，組織各類面向青少年的博物館展覽、科學(xué)場館教育活動(dòng)等。[11]當(dāng)前，我國基礎(chǔ)教育階段的科教融合發(fā)展也呈現(xiàn)出豐富有益的探索，主要包括雙向交流模式，即科學(xué)家進(jìn)校園、學(xué)生進(jìn)科研院所參與實(shí)踐；共建共享模式，即科研院所與中學(xué)共建科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、幫助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程；以及研學(xué)旅行模式等。[12]如北京市面向普通高中學(xué)生實(shí)施的“翱翔計(jì)劃”以及針對義務(wù)教育階段學(xué)生實(shí)施的“雛鷹計(jì)劃”，讓中小學(xué)生可以走進(jìn)科技館、博物館以及國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室參觀學(xué)習(xí)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)；讓有創(chuàng)新潛能的高中學(xué)生能夠進(jìn)入高校、科研院所參與科研過程，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化成長。

二、中小學(xué)科學(xué)教育面臨的問題與挑戰(zhàn)

1. 科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)仍待有效落實(shí)

基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育強(qiáng)調(diào)要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與探究實(shí)踐能力。然而在中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐中，重知識(shí)而忽視科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維培養(yǎng)的情況卻一直存在。[13]雖然很多學(xué)校十分重視科學(xué)教育，如中學(xué)階段重視物理、化學(xué)等學(xué)科的建設(shè)，在物質(zhì)層面為學(xué)生提供更先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、建設(shè)功能更加完備的實(shí)驗(yàn)室，但這樣如火如荼的科學(xué)教育卻似乎一直沒有觸及科學(xué)的本質(zhì)。尤其如何考查學(xué)生對跨學(xué)科核心概念的理解，更是在新課標(biāo)實(shí)施時(shí)面臨的重難點(diǎn)問題。同時(shí)，當(dāng)前結(jié)果導(dǎo)向的教育思維，更加重了科學(xué)教育中過于看重知識(shí)教授而忽略對于科學(xué)本質(zhì)的定義與理解的情況。值得關(guān)注的是，本次新課標(biāo)增加了“學(xué)業(yè)質(zhì)量”部分，學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是對核心素養(yǎng)表現(xiàn)的關(guān)鍵刻畫，[14]可以幫助教師更好地把握教學(xué)要求，因材施教，也為評(píng)估科學(xué)課程教學(xué)的素養(yǎng)轉(zhuǎn)化提供了基準(zhǔn)。

2. 科學(xué)教師隊(duì)伍建設(shè)亟待加強(qiáng)

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)需要依靠政策支持以及區(qū)域和學(xué)校層面的共同努力，而重心最終將落在科學(xué)教師肩上。但我國中小學(xué)科學(xué)教師隊(duì)伍現(xiàn)狀目前仍不能有效滿足培養(yǎng)創(chuàng)新人才的需求。有學(xué)者在2021年開展了針對我國31個(gè)省份小學(xué)科學(xué)教師的問卷調(diào)研，發(fā)現(xiàn)我國小學(xué)科學(xué)教師隊(duì)伍存在結(jié)構(gòu)嚴(yán)重失衡、知識(shí)與信念薄弱、專業(yè)發(fā)展支持不足等問題。[15]教師沒有接受過系統(tǒng)的科學(xué)教育訓(xùn)練，就不能掌握科學(xué)教育的有效方法，難以真正發(fā)揮科學(xué)教育應(yīng)有的育人作用，更不可能培養(yǎng)出具有科學(xué)精神、科學(xué)思維、創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)生。

新課標(biāo)中對于學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)以及跨學(xué)科課程設(shè)計(jì)的要求，都對教師的教育教學(xué)能力、課程設(shè)計(jì)能力、課堂組織能力提出了新的挑戰(zhàn)，尤其是如何將講授式課堂轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄渴秸n堂，如何有效促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成，都對教師職前素養(yǎng)和職后培養(yǎng)提出了更高要求。但是目前針對科學(xué)教師培訓(xùn)的內(nèi)容仍存在單一化現(xiàn)象，多數(shù)學(xué)校并不能為科學(xué)教師提供系統(tǒng)有效的培訓(xùn)，培訓(xùn)形式也多為授課觀摩或理論講授，很難從根本上提升科學(xué)教師的專業(yè)水平。有學(xué)者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)有的小學(xué)科學(xué)教師培訓(xùn)中，科學(xué)學(xué)科方法、前沿領(lǐng)域和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等學(xué)科專業(yè)內(nèi)容不足，跨學(xué)科、項(xiàng)目式、問題解決等教學(xué)法培訓(xùn)欠缺，尤其是有關(guān)科學(xué)高階思維教學(xué)的學(xué)科核心素養(yǎng)培訓(xùn)匱乏。[16]同時(shí)，我國目前尚未出臺(tái)科學(xué)教師專業(yè)培養(yǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使得教師在職后培訓(xùn)中也不能獲得精準(zhǔn)有效的專業(yè)支持。

3. 科學(xué)教育良好發(fā)展的生態(tài)環(huán)境仍需完善

現(xiàn)階段，我國中小學(xué)科學(xué)教育雖然走在蓬勃發(fā)展的道路上，但在平臺(tái)建設(shè)、資金支持、家校社協(xié)作等方面還有很大的努力和提升空間。雖然科教融合發(fā)展的程度越來越深，但是社會(huì)資源融入科學(xué)教育還沒有形成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如在課程內(nèi)容與形式、師資水平以及對于場館的評(píng)價(jià)激勵(lì)機(jī)制上都沒有明確標(biāo)準(zhǔn)，這就不可避免地造成系統(tǒng)性課程缺乏、科教融合形式重于內(nèi)容、專業(yè)師資配備力量不足等情況。缺乏相配套的評(píng)價(jià)激勵(lì)機(jī)制，也會(huì)造成科技類場館以及科技企業(yè)在與中小學(xué)協(xié)作共同培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面欠缺主動(dòng)性。

三、中小學(xué)科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展的路徑聚焦

1. 從注重教到引領(lǐng)學(xué)：加強(qiáng)教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變與優(yōu)化

因受到凱洛夫教育學(xué)思想的影響，講授法成為我國中小學(xué)課堂采取的主流教學(xué)方式，同時(shí)使得“演繹”的思維方式成為多數(shù)學(xué)生開展學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)的偏好。但科學(xué)學(xué)科所注重的理性精神、探究意識(shí)、科學(xué)思維等核心素養(yǎng)是無法在講授型課堂上獲得的，因此亟須推進(jìn)課堂教學(xué)方式的轉(zhuǎn)型。這首先需要教師轉(zhuǎn)變思想，更需要國家層面對中小學(xué)科學(xué)教育支撐體系進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，如用好高端力量，引導(dǎo)和鼓勵(lì)科學(xué)家參與到教師培訓(xùn)中來，深入探索科學(xué)教師素養(yǎng)提升的協(xié)同培養(yǎng)機(jī)制等。[17]但是，科學(xué)家或者教學(xué)理論專家并不能提供學(xué)校需要的關(guān)于教學(xué)和課程問題的所有答案，這意味著學(xué)校和教師仍需自行尋找有效的解決方案。由此，成立校際課程和教學(xué)改革聯(lián)盟，按照學(xué)段和學(xué)區(qū)建立工作坊，組織校際活動(dòng)，分享和推廣教學(xué)創(chuàng)新成果，實(shí)現(xiàn)學(xué)校之間的知識(shí)互補(bǔ)，對于教育教學(xué)方式的創(chuàng)新和持續(xù)改進(jìn)有著重要的意義。[18]

2. 重視深度與融通：以綜合性視角助推課程內(nèi)容完善

注重綜合是《科學(xué)課標(biāo)（2022年版）》的一大特點(diǎn)，綜合性既是培育學(xué)生核心素養(yǎng)的需要，也是國際科學(xué)課程改革的趨勢，還是課程方案的要求。[19]從提升綜合性的視角聚焦課程內(nèi)容的完善，著力點(diǎn)可放在提升學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度和學(xué)科間的融通度上?；谝陨侠砟顒?chuàng)設(shè)的課程強(qiáng)調(diào)的是真實(shí)性、實(shí)踐性，注重將課程內(nèi)容與學(xué)生的生活經(jīng)歷建立聯(lián)系，讓學(xué)生在主動(dòng)探索中收獲新知。如四川省成都市實(shí)驗(yàn)小學(xué)開設(shè)的融合課程將上課地點(diǎn)選在湖中小島，內(nèi)容涉及科學(xué)、數(shù)學(xué)、藝術(shù)、語文等學(xué)科，學(xué)習(xí)內(nèi)容包括以下方面：小島建筑材料的提取和運(yùn)用，尋找湖水中的生物，在大自然中寫生，以戲劇形式創(chuàng)編故事，組織小島故事會(huì)等。[20]

此外，《科學(xué)課標(biāo)（2022年版）》對課程內(nèi)容進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化改造，加強(qiáng)了各學(xué)段內(nèi)容的一體化設(shè)計(jì)，這要求學(xué)校基于整體思維和貫通視角對科學(xué)課程進(jìn)行重新思考。這樣的貫通除以上提到的學(xué)科課程、學(xué)習(xí)內(nèi)容的融通，還應(yīng)包括學(xué)段間的貫通，即大中小幼科學(xué)教育貫通開展。同時(shí)，還應(yīng)做好拔尖創(chuàng)新人才教育體系和大眾科學(xué)教育體系的聯(lián)通，為更多具有科學(xué)天賦和創(chuàng)新能力的青少年提供多元化、個(gè)性化的成長路徑。

3. 從隨意到有序：加強(qiáng)對于社會(huì)資源的調(diào)動(dòng)與使用

只有家校社攜手形成教育共同體，基于一致的育人理念開展科學(xué)教育，才能有效提升學(xué)生的實(shí)際獲得感。當(dāng)前，雖然各類科技資源融入中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐呈現(xiàn)出多維發(fā)展的樣態(tài)，但這種合作總體上還顯得不夠充分，其中一個(gè)重要原因是教育部門與社會(huì)機(jī)構(gòu)及科研部門之間缺少暢通的協(xié)調(diào)與合作機(jī)制。因此，進(jìn)一步促進(jìn)科教協(xié)同發(fā)展，首先需要政府層面探索確立政府部門之間協(xié)同、政府與社會(huì)協(xié)同、教育與科研協(xié)同的工作機(jī)制，明確教育主體與各資源供給部門的權(quán)責(zé)關(guān)系。[21]其次，應(yīng)聚焦高等院校、科研機(jī)構(gòu)等層面對于科技資源轉(zhuǎn)化成教育資源有效性的實(shí)踐研究，以幫助篩選科教融合的高效路徑。最后，應(yīng)推動(dòng)教師、家長、社區(qū)人員的科學(xué)教育共同體建設(shè)。

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（編輯 王淑清）