做好科學教育的四種加法

習近平總書記在主持中共中央政治局第三次集體學習時強調“要在教育‘雙減’中做好科學教育加法”，隨后教育部等十八部門于2023年5月聯(lián)合印發(fā)《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》（以下簡稱《意見》）。浙江省自2016年啟動STEM教育，繼續(xù)深化科學課程改革，加強技術與工程實踐，探索發(fā)展科技創(chuàng)新教育，推動以項目化學習為重點的學習變革。這正是“做好科學教育加法”的積極實踐。

2023年，我們對浙江省676所中小學、157528名師生進行調研。調研發(fā)現(xiàn)一些可喜的進步，如中小學對開展科學教育基本持積極態(tài)度；學?？萍颊n程種類齊全，實踐活動豐富；浙江省“項目化學習百校工程”普及了STEM教育理念，推動了項目化學習實踐，但這次調研也發(fā)現(xiàn)一些問題。如何在落實“雙減”背景下，做好科學教育加法？筆者結合調研提出四方面建議。

1 加實踐：

    親歷實踐的“做中學”

《意見》提出“重在實踐，激發(fā)興趣”，要“推進基于探究實踐的科學教育，激發(fā)中小學生好奇心、想象力和探求欲，培養(yǎng)學生科學興趣，引導學生廣泛參與探究實踐”。本次調查的兩個結論是上述意見的重要佐證，一是學生對科學課程的興趣與教師的教學方法存在顯著關聯(lián)，與教師講授相比，分組探究討論更有助于提高學生的科學學習興趣；二是學生參與實驗次數(shù)對學生動手實踐解決問題的意識影響顯著。

但在調查中我們也發(fā)現(xiàn)：隨著學段上升，學生對科技類課程的興趣在下降，感興趣的比例（含興趣很高、較高）從小學的94.7%下降為初中的84.5%；科學課堂上教師講授比重較大，初中比小學明顯，而高中更加突出；學生參與科學實驗的次數(shù)和機會不多，實驗開出率隨年級增加逐漸下降；各類科學教育功能教室的使用率不高。

我們建議，構建以創(chuàng)新能力為目標的大實踐體系，要統(tǒng)籌國家課程的落實與學校特色發(fā)展，確保國家課程的核心知識體系得到有效傳授。校本課程作為補充，應該致力于以跨學科的方式培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)?？茖W實踐活動是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的實際平臺，除了國家課程、校本課程中的實踐活動，還包括科技節(jié)、講座、社團、校外興趣班、比賽等形式。這些活動不僅要讓學生在實踐中感受科學的魅力，更要激發(fā)他們的興趣，從而更深入地探索相關領域。此外，要將科學教育活動與校外教育資源、產(chǎn)業(yè)實踐相聯(lián)系，讓學生更好地了解科技的實際應用，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新實踐能力。

2 加項目：

    以問題解決驅動學習

《意見》提出“深化學校教學改革，提升科學教育質量……實施啟發(fā)式、探究式教學……探索項目式、跨學科學習，提升學生解決問題能力”。調查顯示，浙江省近年來以STEM教育與項目化學習基地學校建設為抓手，推進STEM教育與項目化學習效果顯著。從學生的反映看，35.8%的小學生、24.7%的初中生、13.3%的高中生表示“老師專門組織開展過科技類項目化學習”，基地學校比例更高，小學、初中、高中分別為49.3%、39.3%、19.5%。但調查也發(fā)現(xiàn)，全省還有一定比例教師沒有指導過科技類項目化學習，已有深入實踐的比例也不高。這說明項目化學習實施的面還不廣，還需要進一步加強。要積極探索項目化學習與綜合性學習（跨學科學習），教師應從講授為主轉向組織實施、提供指導為主，讓學生在完成任務的過程中獲得深刻的學習體驗。調查結果顯示，小學承擔科學教育的教師中，非理科專業(yè)背景的比例很高（62%），遠高于初中（15%）與高中（7%）；教師對科技類項目化學習的指導比例有限，而且指導中普遍有困難，教師對指導學生開展項目化學習的能力和信心不足。因此，建議加強對科學教育教師的培訓，提升其學科實踐的教學與指導能力。

3 加工程：

    在開放性解決問題中創(chuàng)新學

《意見》提出“統(tǒng)籌科學教育與工程教育”“加強中小學科學及相關學科（物理、化學、生物、地理、信息科技/信息技術、通用技術等）課程標準及教材修訂完善工作”，這充分體現(xiàn)了全面加強中小學科學教育的系統(tǒng)觀。推進技術與工程實踐是“大科學教育”的重要組成部分。技術與工程實踐強調創(chuàng)新、創(chuàng)造，有助于培養(yǎng)學生應用知識與解決問題的能力，這是加強科學教育、建立拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)長效機制、從小播撒創(chuàng)新種子的重要措施。

浙江省重視中小學工程啟蒙教育，將技術課程納入高考，加強普通高中通用技術、信息技術學科建設；2017年起省域推進STEM教育，在中小學跨學科學習實踐中加強技術與工程教育；系統(tǒng)研究國際中小學工程教育的經(jīng)驗，創(chuàng)新探索設計教育；堅持將工程啟蒙教育融入科學、通用技術、勞動等國家課程的實施中，培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

我們建議，一是統(tǒng)籌規(guī)劃包括技術與工程實踐在內的科學教育課程和活動，積極推進STEM教育?？萍碱愴椖炕瘜W習、科技跨學科學習都是STEM教育的重要實踐方式。二是落實勞動教育，發(fā)展工程啟蒙教育。我們不僅要重視生產(chǎn)勞動，加大實踐中的設計和制作成分，還要注重培養(yǎng)學生的勞動思維。這包括從系統(tǒng)分析到制訂勞動計劃再到實施的一系列過程，使學生全面掌握勞動的方法和意義。三是豐富體現(xiàn)技術與工程實踐的內容和方式。調查發(fā)現(xiàn)，數(shù)學建模、科學探究、創(chuàng)新設計、算法設計與實現(xiàn)等內容和方式并沒有在現(xiàn)有的科學教育活動中得到很好體現(xiàn)，然而，技術與工程實踐的價值之一在于其綜合性，它能夠整合多領域的內容和多種學習方式。為了更好地體現(xiàn)技術與工程實踐，我們需要在教育活動中加強對數(shù)學建模、科學探究、創(chuàng)新設計和算法實現(xiàn)等方面的涵蓋。這些內容不僅能夠幫助學生將理論知識應用于實際問題的解決，還能夠培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和問題解決能力。

4 加社會視野：

    促進學生形成科技從業(yè)意愿

在參與調查的學生中，63.5%的小學生有未來從事科技相關工作的意愿。隨著年級的升高，學生的科技從業(yè)意愿在降低，初中七年級有48.7%，八年級只有42.2%；高一為53%，高二只有49%。只有讓學生體會科技學習的意義，才能促進他們將知識與動力轉化為追求與意愿。

科學教育要構建社會大課堂，營造濃厚的科學教育氛圍，讓學生深刻體會科技在實際工作中的作用；要創(chuàng)造機會讓學生與科技專業(yè)人士、工程師、創(chuàng)業(yè)者等進行互動，深入了解科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景。這將為學生做好職業(yè)規(guī)劃提供指引。

《意見》提出，用好社會大課堂應“全面動員相關單位，服務科學實踐教育”。從調查結果看，學校對科學教育社會資源的需求比較大，特別是高中學校表現(xiàn)出與義務教育學校不同的需求。中小學校、政府、科研機構、高校、社會機構和企業(yè)等各類主體可以通過建立合作伙伴關系、共同設計課程、舉辦科技活動和競賽等方式投入科學教育。

科技館、博物館、青少年宮、天文館等都是優(yōu)質的科普教育場所，可以為學生提供實地探索和互動體驗的機會。我們需要充分整合社會資源，豐富學生的科技學習體驗。高校、科研院所的實驗室、科技園區(qū)以及高科技企業(yè)等可以為學生提供參與實際科技項目的機會，幫助他們將所學知識應用于實踐中。為了更好地實現(xiàn)合作與整合，可以建立聯(lián)合工作組或委員會，由各主體共同參與決策和規(guī)劃，制定明確的合作協(xié)議和計劃，確保資源的合理分配和利用，建立信息共享平臺，從而更加高效地推進中小學科學教育的發(fā)展。

（作者張豐系教育部基礎教育教學指導委員會科學專委會副主任委員、浙江省教育廳教研室副主任；管光海系教育部基礎教育教學指導委員會技術專委會副主任委員、浙江省教育廳教研室綜合部副主任）

《中國教育報》2024年02月23日第3版