鄭永和等：全面落實做好科學教育加法 構(gòu)建大科學教育新格局

2023年2月，習近平總書記在中共中央政治局第三次集體學習時強調(diào)：“要在教育‘雙減’中做好科學教育加法，激發(fā)青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具備科學家潛質(zhì)、愿意獻身科學研究事業(yè)的青少年群體。”科學教育是培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才、提升全民科學素養(yǎng)、營造科學文化氛圍的重要基礎。做好科學教育加法，反映了對科學教育內(nèi)涵的新認識，凸顯了科學教育在落實教育、科技、人才“三位一體”戰(zhàn)略布局中的關鍵作用，是構(gòu)建大科學教育格局、推進新時代中小學科學教育轉(zhuǎn)型升級的關鍵所在。

一、新時代中小學科學教育的內(nèi)涵轉(zhuǎn)變與現(xiàn)實意義

科學教育是以自然科學內(nèi)容為主，發(fā)展個體及群體科學素養(yǎng)的教育教學活動。廣義的科學教育包含學前教育至高等教育、繼續(xù)教育各學段，涵蓋學校正式科學教育和校外非正式科學教育（如家庭、工作場所、博物館、社區(qū)等）。狹義的科學教育主要指在中小學階段實施的科學教育。[1] 科學教育不僅關注知識體系的傳授，更注重培養(yǎng)人的認知方式，掌握科學發(fā)現(xiàn)的過程和方法。國際科學教育新理念和新實踐，為我國科學教育高質(zhì)量發(fā)展、創(chuàng)新人才培養(yǎng)的育人模式轉(zhuǎn)變提供了新思路。

伴隨科學教育理論、實踐的創(chuàng)新發(fā)展，科學教育內(nèi)涵呈現(xiàn)新的變化。一是科學教育對象更加體現(xiàn)廣泛面向全體公民，而不僅僅是精英群體；二是教學目標更加強調(diào)提升學生以科學素養(yǎng)為核心的綜合能力；三是學習過程由注重個體內(nèi)部的知識建構(gòu)延伸至更加關注真實情境中的集體實踐；[2] 四是教學方式更加注重跨學科，強調(diào)科學與工程實踐；五是教學場景由學校的正式科學教育拓展為學校正式科學教育、校外非正式科學教育和網(wǎng)絡學習環(huán)境下的科學教育。[3]

當今世界正處于百年未有之大變局?？萍几锩a(chǎn)業(yè)變革迅猛發(fā)展，發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)并存。大國博弈日益激烈，突破關鍵技術“卡脖子”等問題，實現(xiàn)拔尖科技創(chuàng)新人才自主培養(yǎng)已成為新時代重大戰(zhàn)略任務。自主培養(yǎng)頂尖科技創(chuàng)新人才，根基在于構(gòu)建高質(zhì)量科學教育體系，持續(xù)培養(yǎng)大批具備科學家潛質(zhì)的青少年，中小學科學教育肩負重要的歷史使命。

近年來，盡管我國中小學生的科學素養(yǎng)持續(xù)提升，但當前我國科學教育仍存在一系列問題。一是應試教育傾向突出，實驗探究教學流于形式，忽視對學生高階思維能力的培養(yǎng)；二是對拔尖人才培養(yǎng)的關注不足，還未形成貫通式培養(yǎng)生態(tài)；三是校內(nèi)外科學教育資源不足，校外科技資源向科學教育轉(zhuǎn)化缺乏機制保障；四是科學教育資源分布不均衡、資源使用效益不高。時代變革和科學教育內(nèi)涵的轉(zhuǎn)變，對加強高質(zhì)量科學教育體系建設提出了迫切需求，系統(tǒng)部署教育“雙減”中的科學教育加法，一體化推進教育、科技、人才高質(zhì)量發(fā)展，實現(xiàn)我國創(chuàng)新人才培養(yǎng)全鏈條水漲船高的整體效應，已經(jīng)成為科技強國建設事業(yè)的國家工程。

二、高度重視科學教育在教育科技人才統(tǒng)籌部署中的基礎性作用

黨的二十大報告明確指出“教育、科技、人才是全面建設社會主義現(xiàn)代化國家的基礎性、戰(zhàn)略性支撐”，強調(diào)教育、科技、人才一體化發(fā)展理念。教育和科技是支撐所有行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的兩大支柱，其共同作用點在人才培養(yǎng)。從教育者的角度理解教育、科技、人才統(tǒng)籌部署，其實質(zhì)就是要將科學教育作為教育、科技、人才一體化推進的重要抓手，把全鏈條科技創(chuàng)新人才政策起點前置到基礎教育階段。

近年來，我國多次針對基礎教育階段的正式和非正式科學教育進行改革部署，對已有科學教育實施經(jīng)驗不斷梳理、總結(jié)和超越，以期加速推進新時代科學教育的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)型升級。2021年，國務院正式印發(fā)《全民科學素質(zhì)行動規(guī)劃綱要（2021—2035年）》，以習近平總書記提出的“科技創(chuàng)新、科學普及是實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置”為根本遵循，將科學普及工作提升到新的歷史高度。之后，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于新時代進一步加強科學技術普及工作的意見》，為全社會科普工作提供了綱領性指導，營造了全民熱愛科學、參與科學的積極氛圍，激發(fā)了社會力量參與科學普及事業(yè)的熱情。與此同時，國家對學校教育的相關政策不斷作出積極調(diào)整。2021年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于進一步減輕義務教育階段學生作業(yè)負擔和校外培訓負擔的意見》，明確提出“強化學校教育主陣地作用”，重視教育良好生態(tài)構(gòu)建，規(guī)范校內(nèi)外教育，落實立德樹人根本任務。隨后，教育部辦公廳、中國科協(xié)辦公廳聯(lián)合印發(fā)《關于利用科普資源助推“雙減”工作的通知》，指出利用科協(xié)系統(tǒng)的科普資源、科普教育基地等優(yōu)勢，推動校外資源服務校內(nèi)基礎教育，拓展科學教育資源。2022年，新修訂的義務教育課程標準正式發(fā)布，以課程核心素養(yǎng)導向明確課程教學要求，力爭實現(xiàn)“減負增效”突破。其中，《義務教育科學課程標準（2022年版）》實現(xiàn)了1—9年級一體化設計，融入工程技術教育內(nèi)容。之后，針對科學教育師資數(shù)量不足、職業(yè)素養(yǎng)不高、專業(yè)發(fā)展欠缺等問題，教育部先后印發(fā)《關于加強小學科學教師培養(yǎng)的通知》《關于實施國家優(yōu)秀中小學教師培養(yǎng)計劃的意見》，要求加強科學教師隊伍建設，著力提升科學教育質(zhì)量。以上相關工作的推動表明黨和國家對發(fā)展科學教育事業(yè)的高度重視。

為進一步落實習近平總書記強調(diào)要在教育“雙減”中做好科學教育加法的重要指示精神，落實教育、科技、人才一體化推進提出的部署要求，2023年5月，教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》（簡稱《意見》）。這是首次以多部門聯(lián)合發(fā)文的形式，動員全社會力量加速推進在教育“雙減”中做好科學教育加法全面落地的價值引領和戰(zhàn)略性系統(tǒng)部署，凸顯了中小學科學教育在落實教育、科技、人才“三位一體”戰(zhàn)略布局上的基礎性作用。

三、提高認識、把握規(guī)律，明確做好科學教育加法的著力點

科學教育致力于培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力的科技人才、具備基本科學素養(yǎng)的現(xiàn)代社會公民，并在全社會形成有利于科學發(fā)展的土壤。做好科學教育加法，應提高對科學教育戰(zhàn)略性、基礎性、專業(yè)性的理解和認識，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式不斷優(yōu)化科學教育教學活動，加速推進中小學科學教育轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的全鏈條貫通設計，并倡導教育界與科技界乃至全社會共同參與科學教育事業(yè)。

1.共抓全納拔尖，兼顧科學教育公平與優(yōu)質(zhì)培養(yǎng)

全面提升科學教育水平是提升全民科學素養(yǎng)的基礎，是拓展優(yōu)質(zhì)人才培養(yǎng)的重要方式。提高科學教育水平，不僅要面向少數(shù)有特殊天賦的兒童青少年培養(yǎng)，同時也要看到全社會的創(chuàng)新已經(jīng)不再是少數(shù)科學精英的專利，科學教育需要為科技創(chuàng)新培養(yǎng)規(guī)模宏大、開放創(chuàng)新的多元主體，為高質(zhì)量發(fā)展持續(xù)提供高素質(zhì)勞動大軍。

一方面，在做好科學教育加法的過程中，要高度重視科學教育發(fā)展不均衡問題，重視科學教育項目和資源的廣泛覆蓋，要采取多種措施扶持薄弱地區(qū)、學校及特殊兒童群體，如爭取更多的社會組織支持、利用數(shù)字化技術、動員企業(yè)投入、加強動態(tài)監(jiān)測等。在充分發(fā)揮國家宏觀調(diào)控優(yōu)勢幫扶薄弱群體的同時，要鼓勵西部、鄉(xiāng)村地區(qū)充分利用自身的科學教育優(yōu)勢，如農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、生態(tài)等方面資源，因地制宜開展科學教育。

另一方面，要落實黨的二十大關于“著力造就拔尖創(chuàng)新人才”要求，積極探索拔尖創(chuàng)新人才的培育選拔方式，明確不同人才項目的側(cè)重點，重視對拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念和培養(yǎng)模式的科學總結(jié)，探索建設科技特色高中、科技特色學校，鼓勵全社會共同發(fā)力，整合各方面資源，營造良好的科學教育生態(tài)，為拔尖創(chuàng)新人才成長提供廣闊平臺。

2.強調(diào)探究實踐，培養(yǎng)學生的科學興趣和科學精神

習近平總書記指出“對科學興趣的引導和培養(yǎng)要從娃娃抓起”。中小學階段是兒童科學興趣和科學精神培養(yǎng)的關鍵期。以科學探究實踐的方式開展科學教育，符合兒童喜好“動手動腦”的天性，能使其感受學習的樂趣，親身體驗科學探究過程，理解科學原理的呈現(xiàn)機制，培養(yǎng)科學精神。因此，應重視科學探究實踐、突出科學興趣激發(fā)，引導學生廣泛參與探究實踐，做到學思結(jié)合、寓教于樂，自覺獲取科學知識、培養(yǎng)科學精神，倡導“做中學”“用中學”。

做好科學教育加法要瞄準科學探究實踐這一關鍵著力點，首先應高度重視面向?qū)W生的科學實踐特別是實驗活動的開展，不僅要保障實驗室建設、實驗教學精品課程等資源建設，而且要加強中小學實驗員配備、強化教師實驗教學能力等師資保障，助力科學實踐活動順利實施。其次，要豐富科學實踐的路徑和策略，運用好中小學、高校和社會多種科學實踐資源，采用觀測研究、創(chuàng)客活動、科技創(chuàng)作等豐富的實踐形式。科學實踐開展過程中要注重引導學生理解科學本質(zhì)。在開展形式上與工程技術教育相融合，以挑戰(zhàn)性問題為出發(fā)點，基于真實的情境問題，鼓勵學生勇于提出困惑和問題，利用技術制作、工程建模等實踐過程，引導學生探究科學現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)科學問題，運用科學原理和方法解決問題，激發(fā)學生的科學興趣，培育其不畏艱難的科學精神。

3.重視協(xié)同部署，做好科學教育轉(zhuǎn)型升級的保障

建設高質(zhì)量科學教育體系是一項復雜的全局性、系統(tǒng)性工程，不僅涉及學校、家庭、政府、科研機構(gòu)、社會團體、企業(yè)、場館等各類主體，還涉及師資、教學、資源、評價、研究等彼此關聯(lián)的科學教育環(huán)節(jié)要素。為助力科學教育加法落實，一方面要對科學教育相關改革舉措做好頂層設計，另一方面要做好配套保障措施的落實落地，更好配合“雙減”政策實施，促進科學教育轉(zhuǎn)型升級。

在校內(nèi)外科學教育各主體發(fā)揮優(yōu)勢助力科學教育加法落實的基礎上，應做好相關改革銜接，重視各主體的協(xié)同部署與調(diào)控。對科技類校外培訓、競賽活動管理、中高考內(nèi)容改革、不同學段有機銜接、評價制度改革、家庭科學教育以及學科專業(yè)建設等影響科學教育轉(zhuǎn)型改革成效的關鍵節(jié)點進行統(tǒng)籌部署，特別是群眾普遍關心的中高考內(nèi)容改革、學業(yè)水平考試等方面加強改革引領。同時，為保障改革有效落地，從領導機制建立、經(jīng)費保障落實、項目引領強化、監(jiān)測實施指導等方面加強保障措施的供給，建立部門協(xié)同工作機制謀劃落實，堅持統(tǒng)籌協(xié)調(diào)各方力量，確保科學教育戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)型升級的有序推進。

4.科技助力，推動技術賦能科學教育轉(zhuǎn)型升級

以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G、人工智能為代表的數(shù)字技術與科學教育教學過程深度融合，對于推動科學教育教學內(nèi)容現(xiàn)代化、教學智能化，以及解決區(qū)域教育發(fā)展不均衡、薄弱地區(qū)優(yōu)質(zhì)資源供給不足等具有十分重要的意義，有利于推動科學教育加法落實落地。

面對科學教育區(qū)域發(fā)展不均衡問題，應在內(nèi)容和工具手段兩方面加強技術賦能。要組織科學教育專業(yè)團隊開發(fā)與教材配套的數(shù)字教育資源，同時要利用人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術手段，嵌入智能教師、智能學伴等內(nèi)容，突破實驗器材、場地、指導人員等條件限制，幫助學生實現(xiàn)科學實驗過程的可視化，為理解抽象科學原理提供形象思維依托，并融合自適應學習系統(tǒng)和評價功能。在資源建設基礎上，應重視優(yōu)質(zhì)科學教育資源整合，廣泛搭建并利用好相關數(shù)字化平臺，將學校課程、課后服務、課外實踐活動、家庭科學教育等以整合思維進行一體化設計，打破時空界限，拓展教學場域和邊界，最大限度整合并利用全社會優(yōu)質(zhì)資源助力學生學習，賦能科學教育的教與學。

四、做好科學教育加法，構(gòu)建新時代大科學教育新格局

融合國家各項科學教育舉措，全面落實在“雙減”中做好科學教育加法，有機結(jié)合、系統(tǒng)部署學段一體化、主體多元化、要素現(xiàn)代化三條脈絡，將有力推動高質(zhì)量科學教育體系建設，促進形成新時代大科學教育的新格局。

一是強調(diào)大中小一體化布局，體現(xiàn)科學教育貫穿全學段素養(yǎng)教育的理念。小學至中學各年級學段的科學教育需要有機銜接，中小學與職業(yè)教育階段科學類課程要相互聯(lián)系。同時，中小學階段與高等教育本科、研究生階段科學教育也應相互融通。當前，我國已經(jīng)建立“小學綜合科學課程—初中綜合與分科并行科學課程—高中分科科學課程—大學專業(yè)科學課程”的完整體系。以此為基礎，一方面要依據(jù)現(xiàn)有課程框架，利用大科學概念、跨學科融合等理念，以螺旋上升的方式，加強各學段科學教育內(nèi)容的系統(tǒng)化設計，推進科學教育的一體化建設。另一方面要順應國際趨勢，研究如何將科學教育進一步下延至幼兒園教育階段。

二是倡導多元主體協(xié)同育人，強調(diào)學校、家庭和社會在建設高質(zhì)量科學教育體系中的作用。中小學科學教育要推倒學校教育的圍墻，融合中小學、高校和科研院所、各類科技場館、企業(yè)、家庭和數(shù)字平臺等社會各方力量構(gòu)成的多元科學教育主體，發(fā)揮各自優(yōu)勢，形成全社會重視、關心、支持科學教育的機制。其中，中小學作為科學教育的主陣地，應從課程教材建設、教學改革、課后服務、師資建設等方面改進學校教學與服務。高校和科研院所在構(gòu)建大科學教育格局中起引領作用，要保障中小學科學教師的高質(zhì)量供給，引領中小學教學理念和模式的變革，探索拔尖創(chuàng)新人才選拔培養(yǎng)的有效模式，不斷增強開發(fā)、共享中小學科學教育資源和服務的能力。企業(yè)與科技館、青少年宮、博物館等各類科技場館是科學教育資源的重要提供者，作為學?？茖W教育的有效補充，應加強對其引導和規(guī)范。家庭是科學教育的最初課堂，要指導家長開展形式多樣的家庭科普活動。媒體等數(shù)字平臺有助于營造良好的科學教育氛圍，應加強全媒體對科學教育的宣傳力度，如開設科學教育專欄等。

三是推進教學要素全面升級，適應新時代科學教育發(fā)展要求?？茖W教育的“學—教—師—資—評—研”各要素必須協(xié)同部署。學習內(nèi)容方面，要注重健全科學教育的課程教材體系，凸顯學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。同時，要從跨學科學習的角度拓展科學教育的內(nèi)容，統(tǒng)籌規(guī)劃工程教育與科學教育。教學方式上，應深化學校教學改革，以項目式實踐活動形式為依托，融入跨學科學習，倡導探究式、啟發(fā)式教學。師資保障方面，針對當前我國小學科學教師數(shù)量不足、專業(yè)素養(yǎng)不高的現(xiàn)狀，[4] 增加并建強科學教育師范類專業(yè)，提升教師培養(yǎng)的數(shù)量與質(zhì)量。教育資源方面，整合學校、社會、家庭等校內(nèi)外資源，以及國家智慧教育公共服務平臺等網(wǎng)絡資源。教學評價方面，探索建立科學類課程教師多元評價機制，改進中高考等學生評價方式。

深化落實習近平總書記關于在教育“雙減”中做好科學教育加法的重要指示精神，一體化推進教育、科技、人才高質(zhì)量發(fā)展，要緊扣新時代科學教育內(nèi)涵轉(zhuǎn)變、前移創(chuàng)新人才培養(yǎng)“關口”至小學階段，匯聚全社會力量，全面轉(zhuǎn)型升級我國中小學科學教育。未來一段時期，落實做好中小學科學教育加法的要求應以推動《意見》落地為抓手，加強配套政策供給，促進科研機構(gòu)、高校與中小學校等主體有效協(xié)同，共同推進青少年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)和全民科學素養(yǎng)提升。

本文系教育部哲學社會科學研究2022年度重大委托項目“新時代科學教育改革關鍵問題研究”（編號：22JZDW001）的研究成果

（鄭永和系北京師范大學科學教育研究院院長、教育學部教授，教育部科技委科學教育戰(zhàn)略研究基地主任，教育部教指委科學教學專委會主任；蘇洵系北京師范大學科學教育研究院博士后；謝涌系北京師范大學科學教育研究院博士研究生；余舒雯系北京師范大學科學教育研究院博士研究生）

注釋：

[1] 楊玉良. 構(gòu)建中國特色世界水平的科學教育體系[J].中國教育學刊，2022（10）：1.

[2] 裴新寧. 重新思考科學教育的若干概念與實施途徑[J].中國教育學刊，2022（10）：19-24.

[3] Sawyer, R. K.（Ed.） The Cambridge Handbook of the Learning Sciences （3rd ed.）[M]. Cambridge: Cambridge University Press.2022.

[4] 鄭永和，楊宣洋，王晶瑩等.我國小學科學教師隊伍現(xiàn)狀、影響與建議：基于31個省份的大規(guī)模調(diào)研[J].華東師范大學學報（教育科學版），2023，41（04）：1-21.DOI:10.16382/j.cnki.1000-5560.2023.04.001.

（鄭永和、蘇洵、謝涌、余舒雯）

《人民教育》2023年第19期