科学教育的源头活水从哪里来

　　课程课时不足、教材与科技进展脱节、科学实验室少——

　　科学教育的源头活水从哪里来

　　【科学教育提质正当时】

　　家有7岁学童，如何回应孩子小脑袋里层出不穷的“为什么”？为此，北京家长刘洋绞尽脑汁：想找些适合孩子的学习资源，却不知可以从哪儿获取；想领孩子去博物馆参观学习，但专业讲解很难约到，研学机构不低的讲解费又让她望而却步；想带孩子在家做点小实验，又不知从何下手最终作罢……

　　没有优质资源，高质量的科学教育从何而来？这位年轻妈妈心生困惑。

　　今天的科学教育提倡跨学科学习，重视培养探究创新能力，这需要更加丰富多元的优质教育资源支撑。随着“在教育‘双减’中做好科学教育加法”成为共识、逐步落实，我国中小学科学课程体系持续优化，高质量科学类教材和资源接连涌现，科学教育基础设施条件显著改善。但是由于总体基础薄弱，当前，优质科学教育资源供给还远远不能满足教学和实践需求。

　　专家呼吁，当前亟须强化优质科学教育资源供给，提升学生高阶思维能力和问题解决能力，为科学教育注入源头活水。

　　1.教材内容滞后、实验资源不足成短板

　　当前，中小学科学教育资源建设存在哪些制约与不足？

　　影响课程资源建设的首要问题，是科学教育受重视程度还不够。教育部基础教育教学指导委员会科学教学专委会主任委员、北京师范大学科学教育研究院院长郑永和曾带领团队对中小学科学教育开展情况进行调研，发现小学阶段常出现科学课被其他课占用的现象。郑永和说：“有调查显示，小学阶段‘总是’和‘经常’占用科学课的选项比例超过四分之一。这就导致科学课实际开设课时严重不足。调查还发现，少数乡村小学仍未能开设科学课程。”

　　课程开足开齐难保障，课程资源的开发创新就更难了。师生们反映，科学教育教材内容建设、教辅读物开发相对滞后的问题十分突出。

　　在中国科学院院士、古生物学家周忠和记忆深处，始终珍藏着自己高中时班主任为大家订阅的《化石》杂志。“那种感觉真是太妙了——指尖翻动书页，几亿年的生命历史在眼前缓缓划过，古生物学的奥妙与广博展露无遗……我和化石结缘，正始于这本杂志的吸引。可见，好的科学教辅读物有多重要。”在他看来，目前使用的不同版本的科学教材，在编写质量上都应再提升。比如，应当增强科学知识的系统性和逻辑性，避免碎片化堆砌，加强对科学方法、科学思想和科学精神的体现，等等。

　　“我国现有科学教育课程内容相对滞后，与当下科技发展脱节，不能很好地反映世界科学前沿及技术重大进展；院士和优秀科学家较少参与中小学科学教材编写；科技伦理教育、科学思维训练体系性较弱，对学生的科学态度、科学方法、科学精神培养不足。”郑永和也持同样观点。

　　也有专家反映，实验教学资源的建设利用情况也不容乐观。

　　清华大学航天航空学院教授高云峰曾细细研读《义务教育科学课程标准(2022年版)》，发现“探究”一词出现了352次，“实践”一词出现了146次，“探究实践”一词出现了35次：“不难看出，科学课标对探究实践特别重视。”

　　现实情况如何？2021年教育部基础教育教学指导委员会科学教学专业委员会针对13.1万名小学科学教师开展调研，数据显示，在调研对象中，超六成所在学校没有专职实验员进行教学支持；17%所在学校没有科学实验室；56.1%所在学校只有1间科学实验室，仅13.8%所在学校有2间科学实验室。科学实验室存在生均实验设备不足、实验设备仪器损耗无法及时得到补充更新、实验材料缺乏等诸多问题。

　　有一线教师反映，在一些实验教学资源相对充足的中学，也存在着实验室利用不足的情况：要么干脆闭门不开，要么只是安排学生在老师带领下做一些简单验证性实验。这远远偏离了科学教育“探究”的本质与追求。

　　广西师范大学科学教育研究所教授罗星凯将这种实验教学模式称作“菜谱式实验项目设置和照方抓药式学习活动”，认为“实验学习情境对天性好奇好动、求知欲旺盛的少年儿童本应是独具吸引力的。但目前在孩子们看来，我们费时费力组织的聚焦实验知识和技能的学习，只不过是用一些准确度和可靠性有限的专用器材，重复或验证那些流传多年的‘简化版’科学实验。长此以往，难保学生的好奇心不会减、探究热情不会降，更不用说提升他们的学习兴趣了。”

　　记者在采访中发现，校内外科学资源对接不畅也是阻碍科学教育优质资源体系建设的堵点之一。

　　多位专家表示，现有校外科技资源参与校内科学教育，主要以“课后3点半”方式引入、以中小学生校外实践课模式为主，存在着引入力度不够、深度合作不足、评价标准单一等问题，有些项目质量不高，教学效果评价不清晰。

　　2.课程内容建设与资源开发是突破口

　　一堂抽丝剥茧的精彩好课、一本引人入胜的科学好书、一个趣味盎然的科学实验、一次奇妙无比的研学之旅……只要用心开发和利用，这些内容都可能成为优质的科学教育资源，燃起孩子心底的科学火苗。

　　2023年，由教育部等十八部门出台的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》提出，要在现有科学教育资源和工作机制基础上，集成增效，整合校内外资源，精准对接学生需求，依托国家智慧教育公共服务平台，以菜单自选方式供全国中小学校和学生自主选择，塑造科学教育新动能、新优势。

　　记者采访发现，已有一批学校勇于突破、先行探索，在高质量科学教育发展的课程内容建设与教学资源开发等方面切实发力。

　　按照国家课程方案开齐开足开好科学类课程，并在此基础上不断优化教案、学案，成为不少学校迈出的第一步。“科学课上，我们把一到六年级全册教材内容重组归纳为物质科学、生物科学、地球与宇宙科学、技术与工程4个模块，并建立含文本、图像、音频视频以及模型实验在内的立体化资源库；课后延时服务中，我们面向有个性化发展需求的学生开设‘春雨课程’和‘种子课程’；社团活动中，我们设立机器人、创意编程、电脑绘画等项目，让学生有更多实践场域来实现自己的奇思妙想。”江苏省南京市东山小学教育集团党总支书记、总校长张继安介绍，该校整合既有资源，分设与4个模块相对应的实验室，并新设AR及VR创新实验室、数字实验室、磁电实验室、人工智能实验室等，不断完善科学实验教学。

　　依托河南自然博物馆、植物园、天文馆，郑州科技馆、海洋馆、科技园以及郑州大学等单位，郑州市中原区打造了半小时“科普体验圈”，带领学生深入科技研学基地、高校实验室等场所，广泛开展科学实践教育活动。该区还组织学校科学教师到科技馆担任场馆开放日课程授课教师，并邀请科技馆专业人员走进学校开展课后延时服务，以“走出去”“请进来”相结合的方式进一步加强优质教育资源利用。

　　汇集了3209节中小学科学类课程的广西中小学智慧教育平台，是广西为科学教师们打造的“资源大礼包”。在这里，教师们不仅能观摩名师示范课、名校课堂，还能参与网络研修、进行教学成果展示。目前，参与该平台的中小学校已达1.6万所、教师27.1万人，课程学习人数达107.7万人次。

　　几根吸管做成“吸管马达”，让学生理解“反冲力”；一盆水与几枚硬币实现“漂浮的硬币”，让学生明白“水的表面张力”；两本书的书页相互交叉成为“书本大力士”，让学生感受“摩擦力”……利用身边易得材料开发“亲子共实验”课程，鼓励家长与孩子在家里建立家庭实验室，江苏省南通市海门区瑞祥小学的创新做法有效拓展了科学教育的空间。

　　3.资源体系深层次变革，营造科学探究浓厚氛围

　　越来越多的优质资源正在汇聚，探索初见成效。

　　但也有专家指出，上述探索大多集中在一些科学教育基础较好的地区和学校，短期内难以迅速辐射影响更多学校，并且，这些探索还停留在简单的校内外合作、课程设计等层面。要想更深入地推动科学教育资源体系建设，还需要更深层次的整体变革。

　　郑永和建议，整体谋划，加强学校层面课程方案的顶层设计、系统建设。一是对小学科学课、信息科技课、劳动课以及综合实践课等进行系统规划，强化学科协同育人功能，通过适当的学科融合，缓解实验课时不足问题。二是做好课内外实验教学的衔接设计，利用课后和周末的科学活动，实施大量与核心课程相关的主题实验教学，也可利用寒暑假开展以深化核心课程学习为目标的深度实验探究。三是在学生考核评价中适当增加过程性、能力性和应用性考查占比，重视实验能力和实践能力培养，充分关注科学实验对科学兴趣、科学信念的影响。

　　协同教育专家、科学家、科研人员、行业专家、企业家等多方力量，加强科学教育教材体系建设也至关重要。

　　周忠和认为，一本好的科学教材应当实现对儿童好奇心的呵护和兴趣的引导：“对于小学科学教材的编写，科学家团队与优秀教师团队的实质性合作十分重要。这种合作不仅有助于保障教材的科学性，还能真正体现科学与教育的优势互补。在编写理念上，不仅需要突出科学性，还要充分考虑青少年的特性、教学的可行性等。科学精神和科学思维能力的培养绝不是生搬硬套的说教，好的情境设计以及科学思维可视化举措才是着力方向。通过对探究实践活动和交流研讨内容的精心设计、对阅读材料的认真选取，科学教材可以润物无声地让学生获得科学精神熏陶、科学思维训练。”

　　“中学阶段，物理、化学、生物分科开设。但在科学教育领域，我们要强调以跨学科概念整合多学科知识、设计实践活动，并且把跨学科概念和实践在教材中系统落实，让学生对自然界和自然科学有整体的认识。”人民教育出版社副总编辑、《中小学科学教育》主编谭永平认为，一本好的科学教材还应渗透科学技术价值观，充分体现“科学技术是第一生产力”的理念。

　　华东师范大学教育学部教授裴新宁撰文建议，建立从科学探究、技术应用到工程实现一体化的现代实验室体系，完善实验教学的质量监督保障机制：“要重点保障农村地区、偏远地区开展实验教学，促进科学教育资源均衡配置。学校要面向全体学生开放实验室，为学生提供充分的动手实验机会。设立跨学科主题的科学探究项目，设置校内系列实验、家庭实验、教室实验角，大力营造科学探究的氛围。”

　　(光明日报 记者 邓晖) 【编辑:梁异】