【摘要】在中小学阶段着力加强科学教育，是建设教育强国、实现高水平科技自立自强的基础性工程。为此，文章分析了中小学科学教育发展脉络，系统总结进展成效，重点剖析常见认识误区，包括将科学教育窄化为“科学课”、将科学探究弱化为知识传递或固定程式、将社会协同育人简化为学校内部事务等，最后提出了科学教育的实践路径。
【关键词】科学教育；发展脉络；价值意蕴；实践路径
科学是推动人类社会发展的主动力，帮助人类告别愚昧、摆脱迷信、走向文明。在中小学阶段着力加强科学教育，是一体化推进教育、科技、人才高质量发展的必然要求，也是建设教育强国、实现高水平科技自立自强的基础性工程。2023年5月，教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（以下简称《意见》），对加强中小学科学教育进行了系统性设计和制度性安排。如何准确把握科学教育内涵，完善中小学科学教育体系，提高青少年科学素养，是一项事关全局、关乎未来的时代课题。
一、中小学科学教育的发展脉络
1897年，康有为首次从国外引入了“科学”一词。自此，“科学”逐渐取代“格致”在全国范围流传开来。在这个时期，严复、康有为等积极传播科学知识，倡导“废科举、兴学堂”，力主将科学纳入各类学堂的课程之中。20世纪30年代，陶行知发起创办了“自然学园”和儿童科学通讯学校，编写儿童科学丛书，努力以“科学的儿童”建设“科学的中国”。在民族存亡危难之际，科学教育就被视为科学救国、教育救国的重要抓手，而在中华民族的伟大复兴新征程中，科学教育更是作为建设教育强国的重要一环。
1.科学教育的战略擘画
重视科学教育是我们党的优良传统。新中国成立后不久，党中央就向全社会发出了“向科学进军”的号召，强调要“把世界科学的最先进的成就尽可能迅速地介绍到我国的科学部门、国防部门、生产部门和教育部门中来”，以应对复杂严峻的国际形势，保卫国家安全。1978年3月，全国科学大会隆重召开，确立了国家“尊重知识、尊重人才”的根本方针，迎来了“科学的春天”。自此以后，“计算机普及要从娃娃抓起”“学好数理化，走遍天下都不怕”等，逐渐成为全社会共识，极大促进了科学教育的蓬勃发展。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央科学分析新一轮科学革命与产业变革发展大势，提出了“科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力”的重要论断，推进教育、科技、人才“三位一体”融合发展。特别是今年以来，习近平总书记在二十届中共中央政治局第三次、第五次集体学习时针对科学教育发表重要讲话，明确指出“要在教育‘双减’中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体”“进一步加强科学教育、工程教育，加强拔尖创新人才自主培养，为解决我国关键核心技术攻关提供人才支撑”等，为加强新时代中小学科学教育指明了方向、提供了根本遵循。
2.科学教育的国际镜鉴
放眼世界，科学教育已经成为大国博弈的前沿阵地。各国高度重视中小学科学教育，将其视为培养科技创新人才、强化国家战略科技力量、赢得国际竞争主动权的重要基石。近年来，美国先后颁布《美国竞争力法》《无尽前沿法案》等战略法案，不断强化科学教育的战略引领作用，并以STEM（科学、技术、工程、数学）教育为切入点，连续发布《STEM教育五年战略规划》《制定成功之路：美国STEM教育战略》等政策规划，推出“STEM卓越计划”，倡导面向所有学生提供公平而高质量的STEM教育，以确保他们的未来职业准备和全球竞争力。同时，美国连续发布国家科学教育标准，引导学校把“学科学”作为一种过程，强调将科学探究作为中心环节，并从科学工程实践、跨学科概念与学科核心知识三大维度出发，对各学段科学教育目标进行有机整合，推动科学教育在中小学校的有效落地。2022年，德国宣布实施MINT（数学、信息科学、自然科学与技术）教育行动计划2.0，强调从多元合作、确保质量、家庭参与、加强研究、早期培养等方面深化落实。日本、韩国、加拿大等国家也出台了相关政策法规，大力支持中小学校开展科学教育。尽管不同国家推进科学教育的政策措施不尽相同，概念表述也有所差异，但政策导向非常一致。重视中小学科学教育，已经成为世界大势。
二、中小学科学教育的价值意蕴
《意见》是从课程教学、师资培养、配套改革、条件保障等方面强化顶层设计，推进学校主阵地与社会大课堂有机衔接，全面提高学生科学素质，着力构筑教育、科技、人才一体化发展格局，以教育力量支撑强国建设。
1.科学教育关乎学生全面发展
科学是人们认识世界、改造世界的重要工具。很难想象一个不具备良好科学素养的个体，将如何应对日新月异的科技进步和社会发展。《意见》坚持以学生为本，因材施教，推进基于探究实践的科学教育，帮助学生在掌握科学知识与技能的过程中形成良好的科学内在品质。当面对复杂问题时，具备科学内在品质的个体能够灵活运用科学知识与技能进行科学探究、解决问题或作出正确决策，对促进学生全面发展起着关键作用。
2.科学教育关乎教育强国建设
习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时强调，基础教育建设越扎实，教育强国步伐就越稳、后劲就越足。基础教育既要夯实学生的知识基础，也要激发学生崇尚科学、探索未知的兴趣，培养其探索性、创新性思维品质。《意见》坚持系统设计、内外联动，在改进学校教学与服务、用好社会大课堂、做好“双减”等相关改革衔接等方面统筹发力，不断完善大中小学及家校社协同育人机制，着力构建“大科学教育”格局，对于建设教育强国具有不可替代的重要作用。
3.科学教育关乎科技自立自强
实现高水平科技自立自强，归根结底要靠人才、靠教育。中小学阶段是学生人格养成和才智发展的关键期。科技创新能力的培养，不是在大学时期才开始的，而是从小就需要保护和培育。婴儿一出生，就开始用探究式的方式认识世界，增长各方面的能力，他们是“摇篮里的科学家”。因此，在中小学时期，接受适合他们的科学教育， 就会给更多人创造未来成为创新人才的机会。《意见》坚持“关口前移”，努力在孩子心中种下科学的种子，发现和培育有科学家潜质的青少年，加强拔尖创新人才培养，为解决我国关键核心技术攻关提供人才支撑。
三、中小学科学教育的进展成效及认识误区
经过长期的不懈努力，我国中小学科学教育已经取得积极进展，形成了较为完善的科学课程教材体系，注重加强科学教育师资队伍建设，推动学校开齐、开足、开好科学课程。同时，深入实施馆校合作行动，全面规范科技类校外培训行为，探索校内外有效衔接模式。同时还存在一些问题和不足，影响和制约了科学教育高质量发展。
1.将科学教育窄化为“科学课”
近年来，随着科学课程体系逐步完善，学科地位不断提升，科学教育越来越受到学校的重视。有的学校认为，做好科学教育，就是抓好科学课程，不自觉地将科学教育窄化为小学科学课或中学“理、化、生”等科目的简单叠加。但是，以既定、先验、静态为主要特征的学科课程，与日新月异的科学技术发展之间存在难以调和的矛盾，这从根本上决定了科学教育不能简单等同于“上好科学课”，必然把视角从“一门课程”转向“完整生活”、从“一本教材”转向“整个世界”，将“静态课程内容”与“动态科学创新”融为一体，引导学生参与到火热的科学实践中来，在现实世界中发现、研究、解决科学问题。
2.将科学探究弱化为知识传递或固定程式
科学探究是科学教育的核心，在学生科学学习中发挥着至关重要的作用。但是，学校教育长期存在以知识为中心的倾向，重视科学知识讲授而轻视科学探究开展，甚至将科学教育弱化为固定的科学知识传递。实际上，科学教育的目的不是培养学生的“解题能力”，而是培养其“解决实际问题的能力”，这离不开学生科学探究的扎实开展。
同时，也要避免将科学探究变成一种固化的、程式化的方法体系，导致“活的探究”变成了“死的程式”。不可否认，让学生了解科学探究的一般步骤和流程是必要的，但要避免把它变为僵化的操作程序。笔者曾经在一所学校调研发现，许多学生在教师引导下成功制作了精巧的桥梁模型，但大多数学生并不了解背后的科学原理，科学探究成了“模仿秀”。这不仅违背了科学教育的初衷，还会使学生的创造力受到束缚。
3.将社会协同育人简化为学校内部事务
近年来，我国深入实施青少年科学素质提升行动，加强馆校合作，组织高校、科研机构、企业等开发开放优质科学教育活动和资源，鼓励等科技工作者走进校园，开展科学教育活动，取得了积极成效。但是，中小学校仍然面临科学教育优质资源不足、校内外衔接机制不健全等问题，单靠学校力量是很难办好科学教育的。所以，绝不能把“全社会的科学教育”变成“校园里的科学教育”，甚至是“课堂里的科学教育”。要打破学校的围墙，建立学校与外部社会的协同机制，将教育链、科技链、创新链对接起来，形成校内外相互沟通、资源高度共享的科学教育新格局。
四、中小学科学教育的实践路径
中小学科学教育要以落实《意见》为抓手，把握政策机遇，走出认识误区，着力构建高质量科学教育体系。
1.推动学校科学教育提质增效
学校是开展科学教育的主阵地，对培养学生科学素质至关重要。要加强中小学科学课程一体化建设，注重国家课程、地方课程和校本课程的有效衔接，增强课程内容的连贯性，确保教、学、评的一致性；深化学校教学改革，开齐、开足、开好科学类课程，鼓励不同学科教师围绕科学主题开展教学合作，落实跨学科主题学习原则上应不少于10%的教学要求；将科学探究贯穿课堂教学全过程，探索主题式、项目式、体验式教学方式，推动科学教育从知识本位迈向素养导向；将科学教育作为课后服务的重要内容，广泛开展科普讲座、科技创作等服务，提升课后服务水平；全面加强科学教育专门师资培养，打造多学科交叉、专兼职结合的高水平科学教育师资队伍。
2.构建全社会协同育人大格局
科学教育是学校、家庭和社会共同的责任。要强化党委领导、政府统筹、部门联动，健全完善学校、家庭、社会协同育人机制，切实增强育人合力；用科学理论指导家庭教育，开展形式多样的家庭科普活动，推进科学教育走进千家万户；引导高校、科研院所、科技场馆、高新科技企业等主动对接学校，向学生开放场所和资源，组织专业人员为学生开设专题讲座、指导研究性学习等，引领科学教育发展；注重对薄弱学校及特殊青少年群体的精准帮扶，加大政策倾向和经费保障力度，积极引导社会组织对口援建，激发内生活力，立足本土形成特色化科学教育发展路径， 努力实现“一个都不能少”。
3.强化科学教育的数字化转型
推进科学教育数字化转型，是构建高质量教育体系的必然要求。要深入探讨数字时代科学教育发展的创新思路举措，加强创客空间、智能工坊、虚拟实验室在中小学校的配置，用技术力量打通学校教育、网络学习、社会实践之间的壁垒，逐步形成线上线下融合、校内校外贯通的科学教育新场景；优化国家智慧教育公共服务平台功能，建立科学教育资源库，强化资源征集、对接、调度机制，扩大优质教育资源覆盖面，让农村孩子也能享受到高质量的科学教育；发挥数字技术优势，创新实验教学方式，提升实验教学质量；深化科技类校外培训治理，推行“互联网+监管”，引导科技类校外培训机构规范发展，有效满足学生个性化需求，使其成为学校教育的有益补充。
4.健全科学教育跟踪问效机制
科学教育涉及面广、复杂程度高，牵一发而动全身，必须坚持系统观念，既要统筹兼顾、综合平衡，也要压实责任、跟踪问效。要强化预研预判，加强基础性、前瞻性、针对性教育政策研究，推动科技类校外培训治理、竞赛活动管理、拔尖创新人才培养、中高考改革、科学教育学科专业建设等各项重点工作的有效衔接，加强政策效果评估，不断丰富政策工具箱，着力提升服务教育决策水平；持续开展科学教育调研指导，定期对青少年科学素质进行监测分析，总结提炼典型经验做法并加以推广，用先进理论指导实践，用广泛实践检验理论，实现科学教育理论与实践的融合共进。
来源 | 《现代教育技术》2023年第8期
作者 | 曹培杰（大红鹰dhy8866未来教育研究所副所长）