科学教育加法的内涵：究竟应该加强什么

朱玉军

（北京师范大学化学学院  北京  100875）

根据《教育部等十八部门关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（教监管〔2023〕2号），整理及探讨科学教育加法的内涵。

1       加强和完善科学教育体系和生态

激发好奇心、想象力、探求欲，培养科学研究潜质及献身科学研究事业的理想与毅力，造就一批又一批能够为科教兴国战略做出贡献的科学家，为实现中华民族伟大复兴和可持续发展提供驱动力，需要强有力及生命力的科学教育体系和生态作为保障。因此，做好科学教育加法需要有系统思维和生态理念，需要认识到科学教育是一项系统的、长期的、持续优化的工程，需要兼顾和处理好这些关系及各自的功能：（1）科学教育教学实践与科学教育教学研究；（2）学校教育、家庭教育与社会教育；（3）学校的科学教育课程、教材及教学方式与科学研究的真实过程、思维方法及道德规范等；（4）科学教育、科学研究与科学普及；（5）幼儿园、小学、中学、大学的科学教育的衔接、进阶、贯通与协调；（6）科学教育的课程标准、教材、教学及评价之间的一致性；（7）有关的政府部门与学校、社会的职能与协同；（8）线下的科学教育与线上的科学教育；（9）科学教育与其他学科教育；（10）我国科学教育与国际科学教育。要尽力形成促进各个方面互动协调、相得益彰、相辅相成的长效机制和生态发展状况，从而产生促进科学教育发展的澎湃合力。

2       加强科学教育教师的能力和素质培养

教师是立教之本，是教育发展的第一资源。要做好科学教育加法，首先要加强科学教育教师的能力和素质的培养和培训，要增强科学教育教师的理想信念、道德情操、仁爱之心，要夯实科学教育教师的学识，要提升科学教育教师的育人本领。一方面要通过“强师计划”“优师计划”“国优计划”等职前教师培养工程补齐科学教育教师规模不足[1]的短板，扩大科学教育教师规模；另一方面是加强科学教育在职教师的培训。更为重要的是，无论是职前教师培养还是在职教师培训，都要聚焦科学教育教师的能力和素质，即一定要提升培养和培训的质量、具体来说，需要特别关注和加强是：（1）基于核心素养体系及科学课程标准制定职前教师培养和在职教师培训的明确目标，并以明确的目标产出导向开展教育与培训。（2）提升对科学知识的贯通性、结构化、跨学科的深度理解，这是成为一名合格的科学教师的基础。（3）提升对教育学、心理学及学习科学等理论应用于科学教学实践的通达性、穿透性、精炼性的深入理解。（4）强化对科学探究实践（实验）过程的体验及理解，提升对科学思维方法的理解和运用能力。（5）提升教学反思及教学研究能力，这对教师持续自我专业发展及解决教学问题、改进教学实践至关重要。

3       加强科学教育的优质课程及教学资源建设

激发学生的好奇心、想象力、探求欲，做中学、用中学、创中学，让学生经历科学探究实践过程，训练科学思维方法等，都需要优质的课程及教学资源作为载体才能实现。要做好科学教育加法，就需要将号召化为原则、原则化为制度、制度化为行动，而科学教育行动就离不开优质的课程及教学资源，即需要加强科学教育的“软实力”。需要关注和强化的是：（1）从科学教育教学一线、科学教育类期刊杂志、科学教育研究机构等遴选出相对优质的课程及教学资源，在国家智慧教育公共服务平台建设科学教育资源库，保障每个学段的每一位科学教师都能够便捷、免费地获取开展科学教育教学实践所需要的教学材料套件（包括文字、课件、图片、视频、实验等），这对于提升科学教育质量及实现全国各地的教育均衡发展都具有重要作用。（2）建立开发科学教育优质课程与教学资源的激励机制，建立科学教育资源库的持续迭代、更新、优化、替换机制，建立科学教育资源库的共建共用机制，促进科学教育研究蓬勃发展，为科学教育教学质量的提升持续不断地提供源头活水。（3）加强课内与课外、校内与校外、国家与社会、中小学幼儿园与大学及科研院所在建设优质课程与教学资源方面的协同与合作，正式科学教育资源与非正式科学教育资源的协同与合作。（4）鼓励和支持优质课程与教学资源分类公开出版，以发挥更加深远的作用。

4       加强科学探究实践及科学思维培养

现代科学的诞生与发展是建立在系统的科学实验及逻辑思维基础上的，物理、化学、生物等自然科学科目的统一性就在于科学思维方法。我国义务教育最新的“科学课程标准”“物理、化学、生物课程标准”及高中最新的“物理、化学、生物课程标准”都将“科学探究实践”和“科学思维”作为着力重点培养的核心素养。因此，要做好科学教育加法，就必须要加强科学探究实践能力的培养及科学思维方法的训练。需要指出的是，无论采用哪种教学方法或模式（启发式、探究式、项目式、STEM教育、社会性科学议题教育等），都需要重点关注科学探究实践及科学思维方法。有关科学探究实践，需要重点培养的能力包括[2]：（1）能通过观察、阅读和思考等提出有价值的探究问题；（2）能根据探究的问题确定相关的自变量、因变量、控制变量及测量方法和控制手段；（3）能设计实验、调查及文献查阅的方案；（4）能运用适切的科学知识和科学思维方法作为指导；（5）能运用基本的实验仪器及一定的技术工具，能进行安全、规范的实验基本操作；（6）能用科学语言（概念、符号、公式、方程、模型等）及信息技术手段（图像、表格）合理地表述探究过程、数据、结果；（7）能评估数据（证据）的准确性（误差）、合理性、可靠性；（8）能够通过证据和逻辑推理识别变量数据的变化趋势、变量之间的变化关系及相互作用的模式或机制，并能够与相关的科学知识产生联系；（9）能如实地记录探究过程及数据证据，能够准确而有逻辑地撰写科学探究报告及制作PPT，并能够与他人交流和评价探究过程、结果、结论的逻辑性、合理性及局限性。有关科学思维方法的训练，需要注意的是[3]：（1）要遵循同一律、不矛盾律、排中律、充足理由律等逻辑定律，提升逻辑思维能力；（2）要注意比较、分类、类比、分析、综合、归纳、演绎等科学思维方法的特征与缺陷，培养综合运用多种科学思维方法解决问题的能力；（3）要注重批判性思维及创新性思维的培养。

5       加强科学家精神的培育

略

参考文献：

[1]郑永和,杨宣洋,王晶莹,等.我国小学科学教师队伍现状、影响与建议：基于31个省份的大规模调研[J].华东师范大学学报(教育科学版),2023,41(04):1-21

[2]刘东方,王磊.科学探究能力的构成要素——基于国外科学课程文件的分析[J].化学教育,2012,33(09):44-49

[3]朱玉军,王香凤.科学思维:内涵、要素与方法[J].化学教育(中英文),2024,45(01):9-14