曹培杰等：夯实中小学科学教育的学校主阵地 | 关注

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学校是科学教育的主阵地，对培养拔尖创新人才、推进科技自立自强、建设教育强国具有战略支撑作用。经过长期实践，学校科学教育取得了怎样的进展与成效？还存在哪些突出问题？在教育“双减”中做好科学教育加法，学校科学教育需要坚持怎样的的改革路径与关键举措？一起来看中国教育科学研究院数字教育研究所副所长曹培杰等的分析——

学校是科学教育的主阵地，对培养拔尖创新人才、推进科技自立自强、建设教育强国具有战略支撑作用。今年5月，教育部等十八部门印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（简称《意见》）强调，推动中小学科学教育学校主阵地与社会大课堂有机衔接，同时对学校科学教育作出部署，从课程教学、科学实践、课后服务、师资建设等方面强化顶层设计，改进学校教学与服务，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，为强国建设和民族复兴提供人才支撑。

一、学校科学教育取得的进展与成效

当前，世界正经历百年未有之大变局，新一轮科技革命和产业变革加速演进，习近平总书记站在全局和战略高度对科学教育连续作出重要指示，强调“要在教育‘双减’中做好科学教育加法”“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”，为做好中小学科学教育工作指明了方向、提供了根本遵循。

经过长期实践，学校科学教育得到了全面加强，主要体现在四个方面。

一是科学课程体系日渐完备。2001年启动实施的第八轮基础教育课程改革，将小学课程的“自然”改为“科学”，配套出台科学课程标准，科学成为基础性课程。2022年3月，教育部修订印发《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》，独立设置劳动、信息科技课程，并进一步加强物理、化学、生物、地理等科学相关课程建设。中小学校深入推动国家课程校本化、校本课程特色化，开发了人工智能、航空航天、生命科学、智能制造、创客教育、STEM教育等特色课程，丰富科学类课后服务活动项目，更好地满足学生的多元化需求。

二是科学教学改革持续深化。广大教师不断更新教学观念，围绕学科核心素养开展科学教学，着力加强实验教学，积极开展项目式、单元式、探究式等新型教学，更加注重学生的亲身参与和独特体验。同时，许多学校勇于创新教学组织方式，引导学生走出校园、走进社会，探索开展实践性、体验式学习，有效改变了传统课堂面貌。比如，清华大学附属中学组织学生通过走进田间地头、参观科技场馆等方式开展实践性学习。其中，初二学生在北京市怀柔区神堂峪进行户外生存训练，自己动手架炉灶、生柴火，利用自带的炊具和食材烹饪美味佳肴，在劳动实践中进一步认识人与自然之间的关系。[1]

浙江省杭州市景苑小学学生在科学课上做实验

三是科学教师队伍不断壮大。2022年，全国小学科学专任教师达到24万人，比2012年增长了35.3%，中学理科类教师总数稳中有增。教育部、中国科学院、中国科协等部门联合实施中小学教师科学素养提升行动计划，办好全国科学教育暑期学校，有效提升了教师科学素养和专业水平。各地积极引导科技工作者走进校园开展兼职任教、讲学和研究指导活动，拓宽了兼职教师来源渠道，不断提升教师科学素养。比如，安徽省合肥市包河区发挥科创资源集聚优势，邀请中国科技大学等单位的专家学者担任中小学校的科学副校长，深度参与学校科学教育。

四是社会协同育人初见成效。各地贯彻落实《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》，激发高校、科技场馆、高新技术企业、社会团体等多元主体活力，主动向学校开放场馆、共享资源、提供实践机会，开辟了科学教育社会大课堂。中小学校注重“请进来”与“走出去”相结合，整合社会各方力量，开展了丰富多彩的科技节、科技小发明及科技社团活动，增强了学生的科学兴趣、创新精神和实践能力。比如，广东省深圳中学与华为、腾讯、比亚迪等开展合作，建立了23个创新体验中心和创新实验室，成立专门的科创教育中心，常态化开展校外实践活动，实现了“校园无围墙，课堂无边界”。[2]

二、学校科学教育存在的突出问题

尽管学校科学教育取得了显著进展，但距离加快建设教育强国、科技强国、实现高水平科技自立自强的目标要求还有不小距离。目前，科学教育的发展基础仍然薄弱、体系结构有待优化、资源整合力度亟须加强，尤其在学校实践中还存在一些突出问题，极大影响和制约了学校科学教育高质量发展。

一是重知识传授轻探究实践。长期以来，学校科学教育存在着以知识为中心的倾向，重视科学概念界定、基本原理解析等理论讲授，轻视调查实验、动手实践等科学探究，甚至把“科学课”变成了“只动耳、不动心的听讲课”或“只动手、不动脑的练习课”，仍然以被动听讲、死记硬背、简单操练为主要教学方式。实际上，探究是人的本能，《意见》强调要推进基于探究实践的科学教育，引导学生广泛参与探究实践。所以，必须把探究实践作为学校开展科学教育的基本方式，引导学生在现实生活中发现问题、提出问题，用科学方法分析问题、解决问题，实现深层次科学学习。

二是重分科教学轻综合课程。学科是学校科学教育的基本单元，是教师教学、学生学习和学校管理的关键载体。毫无疑问，科学教育离不开数学、物理、化学、生物、信息科技等学科课程教学的有效开展，但不能将科学教育等同于一门科学课或几门科学类课程的相加。近几十年来，学科交叉已经成为世界科技发展的主导趋势，通过不同学科的融合解决复杂问题，成为创新的主要途径。《意见》明确提出，落实跨学科主题学习原则上应不少于10%的教学要求，重视相关学科横向配合，统筹规划科学教育与工程教育，体现实践性、综合性。因此，学校科学教育要打破学科本位的课程结构，[3] 开发多学科融合、跨学科融通的综合课程，让学生有机会运用多学科知识解决科学问题，形成良好的科学思维。

三是重学习结果轻学习过程。对于中小学校来说，加强科学教育确实迫在眉睫，但不是要追求在考试成绩或竞赛结果上立竿见影。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。[4] 我们在学校调研时经常发现，学生在课上制作出非常精美的科学作品，当问到背后的科学原理时，许多学生却回答不上来。还有一些学校把科学教育等同于科技竞赛，将获奖多少作为衡量其水平高低的标准。一旦科学教育变得功利化，它所肩负的培养创新人才的使命就难以落地。《意见》将“重在实践，激发兴趣”作为首要原则，注重在科学教育中激发学生好奇心、想象力和探求欲。所以，学校科学教育一定要扭转重结果轻过程的倾向，引导学生养成正确的科学观，不过分关注标准答案和物化作品，重视科学探究的过程和方法，让学生在充分想象、不断追问中感受科学的魅力，努力在学生心中种下科学的种子。

三、学校科学教育的改革路径与关键举措

在教育“双减”中做好科学教育加法，不是一道简单的计算题，而是一件事关全局和未来的重大改革。当前，中小学科学教育正迎来百年难逢的历史机遇，我们要抓住机遇、乘势而上，发挥学校主阵地作用，创新人才培养方式，全面提升青少年科学素质，为实现高水平科技自立自强提供人才支撑。

一是树立“大科学教育”观念。科学教育不仅是学生个人的事情，也是国家和社会的大事。从个人层面看，科学素养是当今学生全面发展的重要内容，很难想象一个不具备科学素养的个体，将如何适应这个日新月异的世界。特别是，中小学阶段是人格养成和才智发展的关键期，选拔有科学梦想、创新潜质的青少年作为创新后备人才进行培养，符合拔尖创新人才成长规律。从国家层面看，当今世界正经历百年未有之大变局，新一轮科技革命和产业变革加速演进，围绕科技制高点的人才竞争不断加剧，时代发展对科技创新人才培养提出了更高要求，科学教育的地位和作用愈加凸显，已经成为大国博弈的前沿阵地。所以，各地要把科学教育作为大事要事来抓，建立教育部门牵头、有关部门齐抓共管的长效机制，强化组织保障，加快配齐配强科学教师，拓宽兼职科学教师聘用渠道，一体化推进教育链、科技链、创新链融合发展。学校要改进教学和服务，推进基于探究实践的科学教育，加强学段衔接、贯通培养，将科学教育作为课后服务最基本的必备项目，营造爱科学、学科学、用科学的浓厚氛围。

二是构建立体式、特色化的科学课程体系。科学是人类认识客观世界的动态过程，它不是一成不变的，往往是在自我否定中实现突破性创新。面对迅猛发展的科学技术，依靠固定、静态、预设的课程难以适应时代发展需求，也无法满足学生的多元化需求。学校科学教育能否真正落地，关键看课程，重点是构建完善的科学课程体系。首先，中小学校要严格落实国家课程方案要求，开齐开足开好科学类课程，不随意增减、占用课时。其次，立足学校办学特色，因地制宜构建学校科学课程体系，统筹国家课程、地方课程和校本课程，重点加强综合课程开发，逐渐形成贯通衔接、分层分类的科学课程群，让学生可以根据自身需要和特长优势进行自主选择。再次，创新课程实施机制，合理设置必修课和选修课，打破固定的班级、学科和课时安排，采取跨班级教学、混龄学习、跨学科学习、长短课、阶段性课时等方式，更好适应多元化的科学教育场景。

三是推进以探究实践为核心的课堂教学变革。探究实践是全球科学教育领域大力倡导的一种主流教学方式。[5] PISA和TALIS等大规模国际教育测评结果表明，我国科学教师具备基本的理想信念、职业素养和教学技能，但在跨学科教学、探究教学和高阶思维教学方面存在短板。[6] 科学教育的目标不是培养一知半解的“知道分子”，而是培养有独到见解、善于解决实际问题的“智识分子”。所以，学校科学教育一定要打破“坐着不动的课堂”，将知识学习与探究实践结合起来，倡导做中学、用中学、创中学，进一步加强和改进实验教学，让主动探究、思维碰撞、动手实践成为课堂常态。

探究实践一般包括六个要素：挑战性任务创设、主题式内容设计、学生深度参与、修正完善解决方案、收集和获取证据、验证方案并得出结论。在这个过程中，教师要为学生营造安全的心理氛围，提供及时的反馈指导，引导学生像科学家一样研究问题、像工程师一样解决问题，成为适应未来的新型人才。同时，要深化评价改革，优化作业设计和考试命题，设置情境化、开放性题目，注重过程性评价和发展性评价，从“分数至上”中跳出来，更加关注学生的学习态度、学习方法、思维方式等，促进学生全面发展。

四是打造全社会协同育人的科学教育新格局。科学教育不是学校一家的事，而是学校、家庭和社会共同的责任。夯实学校主阵地与用好社会大课堂是一体两面的关系，两者相辅相成、互为促进。可以说，学校主阵地要筑牢，离不开社会大课堂的深度融入；社会大课堂要用好，也需要科学教育在学校的有效落地。一方面，要“请进来”“走出去”双向发力，在中小学校探索建立科学家、工程师驻校制度，聘请专家学者担任科学副校长或校外科技辅导员，邀请科技工作者为学生开设科普讲座、指导科学探究、开展技能培训等；广泛组织学生前往科普教育基地等，开展校外场景式、体验式、探究式的科学实践活动。另一方面，要“链起来”“融进来”协同并进，支持学校购买科学教育服务，加大财政支持力度，扩大科学教育服务供给；引导学校有效整合社会资源，深入实施馆校合作行动，积极对接科技馆、博物馆、科研院所、高校、企业等社会力量，联合成立科学教育平台，共同开发适合中小学生的科学教育课程和项目；充分利用国家智慧教育公共服务平台等线上渠道，推动教师智力资源在线流转，优化区域科学教育师资配置；[7] 加强对家庭科学教育的指导，开展形式多样的家庭科普活动，打造“家门口”的科学教育阵地，推动形成学校、家庭、社会协同育人的良好局面。

注释

[1] 杜毓贞. 清华附中：以多类实践课程满足不同学生发展需要[J]. 人民教育，2018，（Z1）：73-77.

[2] 朱华伟. 深圳中学：以“科教融合”提升学校科学教育水平[J]. 中小学管理，2023，（6）：23-25.

[3] 曹培杰. 反思与重建：创客教育的实践路径[J]. 教育研究，2017，（10）：93-99.

[4] 曹培杰. 新时代科学教育的价值意蕴与实践路径[J]. 现代教育技术，2023，（8）：5-11.

[5] 丁邦平. 探究式科学教学：类型与特征[J]. 教育研究，2010，（10）：81-85.

[6] 郑永和，周丹华，王晶莹. 科学教育的本质内涵、核心问题与路径方法[J]. 中国远程教育，2023，（9）：1-9.

[7] 王阿习. 技术赋能科学教育服务供给路径与实施建议[J]. 现代教育技术，2023，（8）：12-18.

本文系中国教育科学研究院基本科研业务费“面向教育数字化转型的学习评价创新研究”（课题编号：GYI2023015）的研究成果

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