做好科學(xué)教育的四種加法

習(xí)近平總書記在主持中共中央政治局第三次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)“要在教育‘雙減’中做好科學(xué)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(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》）。浙江省自2016年啟動(dòng)STEM教育，繼續(xù)深化科學(xué)課程改革，加強(qiáng)技術(shù)與工程實(shí)踐，探索發(fā)展科技創(chuàng)新教育，推動(dòng)以項(xiàng)目化學(xué)習(xí)為重點(diǎn)的學(xué)習(xí)變革。這正是“做好科學(xué)教育加法”的積極實(shí)踐。

2023年，我們對(duì)浙江省676所中小學(xué)、157528名師生進(jìn)行調(diào)研。調(diào)研發(fā)現(xiàn)一些可喜的進(jìn)步，如中小學(xué)對(duì)開展科學(xué)教育基本持積極態(tài)度；學(xué)?？萍颊n程種類齊全，實(shí)踐活動(dòng)豐富；浙江省“項(xiàng)目化學(xué)習(xí)百校工程”普及了STEM教育理念，推動(dòng)了項(xiàng)目化學(xué)習(xí)實(shí)踐，但這次調(diào)研也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題。如何在落實(shí)“雙減”背景下，做好科學(xué)教育加法？筆者結(jié)合調(diào)研提出四方面建議。

1 加實(shí)踐：

    親歷實(shí)踐的“做中學(xué)”

《意見(jiàn)》提出“重在實(shí)踐，激發(fā)興趣”，要“推進(jìn)基于探究實(shí)踐的科學(xué)教育，激發(fā)中小學(xué)生好奇心、想象力和探求欲，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣，引導(dǎo)學(xué)生廣泛參與探究實(shí)踐”。本次調(diào)查的兩個(gè)結(jié)論是上述意見(jiàn)的重要佐證，一是學(xué)生對(duì)科學(xué)課程的興趣與教師的教學(xué)方法存在顯著關(guān)聯(lián)，與教師講授相比，分組探究討論更有助于提高學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)興趣；二是學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)次數(shù)對(duì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐解決問(wèn)題的意識(shí)影響顯著。

但在調(diào)查中我們也發(fā)現(xiàn)：隨著學(xué)段上升，學(xué)生對(duì)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(xué)的94.7%下降為初中的84.5%；科學(xué)課堂上教師講授比重較大，初中比小學(xué)明顯，而高中更加突出；學(xué)生參與科學(xué)實(shí)驗(yàn)的次數(shù)和機(jī)會(huì)不多，實(shí)驗(yàn)開出率隨年級(jí)增加逐漸下降；各類科學(xué)教育功能教室的使用率不高。

我們建議，構(gòu)建以創(chuàng)新能力為目標(biāo)的大實(shí)踐體系，要統(tǒng)籌國(guó)家課程的落實(shí)與學(xué)校特色發(fā)展，確保國(guó)家課程的核心知識(shí)體系得到有效傳授。校本課程作為補(bǔ)充，應(yīng)該致力于以跨學(xué)科的方式培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)?？茖W(xué)實(shí)踐活動(dòng)是培養(yǎng)創(chuàng)新能力的實(shí)際平臺(tái)，除了國(guó)家課程、校本課程中的實(shí)踐活動(dòng)，還包括科技節(jié)、講座、社團(tuán)、校外興趣班、比賽等形式。這些活動(dòng)不僅要讓學(xué)生在實(shí)踐中感受科學(xué)的魅力，更要激發(fā)他們的興趣，從而更深入地探索相關(guān)領(lǐng)域。此外，要將科學(xué)教育活動(dòng)與校外教育資源、產(chǎn)業(yè)實(shí)踐相聯(lián)系，讓學(xué)生更好地了解科技的實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

2 加項(xiàng)目：

    以問(wèn)題解決驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)

《意見(jiàn)》提出“深化學(xué)校教學(xué)改革，提升科學(xué)教育質(zhì)量……實(shí)施啟發(fā)式、探究式教學(xué)……探索項(xiàng)目式、跨學(xué)科學(xué)習(xí)，提升學(xué)生解決問(wèn)題能力”。調(diào)查顯示，浙江省近年來(lái)以STEM教育與項(xiàng)目化學(xué)習(xí)基地學(xué)校建設(shè)為抓手，推進(jìn)STEM教育與項(xiàng)目化學(xué)習(xí)效果顯著。從學(xué)生的反映看，35.8%的小學(xué)生、24.7%的初中生、13.3%的高中生表示“老師專門組織開展過(guò)科技類項(xiàng)目化學(xué)習(xí)”，基地學(xué)校比例更高，小學(xué)、初中、高中分別為49.3%、39.3%、19.5%。但調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，全省還有一定比例教師沒(méi)有指導(dǎo)過(guò)科技類項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，已有深入實(shí)踐的比例也不高。這說(shuō)明項(xiàng)目化學(xué)習(xí)實(shí)施的面還不廣，還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。要積極探索項(xiàng)目化學(xué)習(xí)與綜合性學(xué)習(xí)（跨學(xué)科學(xué)習(xí)），教師應(yīng)從講授為主轉(zhuǎn)向組織實(shí)施、提供指導(dǎo)為主，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中獲得深刻的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。調(diào)查結(jié)果顯示，小學(xué)承擔(dān)科學(xué)教育的教師中，非理科專業(yè)背景的比例很高（62%），遠(yuǎn)高于初中（15%）與高中（7%）；教師對(duì)科技類項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的指導(dǎo)比例有限，而且指導(dǎo)中普遍有困難，教師對(duì)指導(dǎo)學(xué)生開展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的能力和信心不足。因此，建議加強(qiáng)對(duì)科學(xué)教育教師的培訓(xùn)，提升其學(xué)科實(shí)踐的教學(xué)與指導(dǎo)能力。

3 加工程：

    在開放性解決問(wèn)題中創(chuàng)新學(xué)

《意見(jiàn)》提出“統(tǒng)籌科學(xué)教育與工程教育”“加強(qiáng)中小學(xué)科學(xué)及相關(guān)學(xué)科（物理、化學(xué)、生物、地理、信息科技/信息技術(shù)、通用技術(shù)等）課程標(biāo)準(zhǔn)及教材修訂完善工作”，這充分體現(xiàn)了全面加強(qiáng)中小學(xué)科學(xué)教育的系統(tǒng)觀。推進(jìn)技術(shù)與工程實(shí)踐是“大科學(xué)教育”的重要組成部分。技術(shù)與工程實(shí)踐強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新、創(chuàng)造，有助于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)與解決問(wèn)題的能力，這是加強(qiáng)科學(xué)教育、建立拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)長(zhǎng)效機(jī)制、從小播撒創(chuàng)新種子的重要措施。

浙江省重視中小學(xué)工程啟蒙教育，將技術(shù)課程納入高考，加強(qiáng)普通高中通用技術(shù)、信息技術(shù)學(xué)科建設(shè)；2017年起省域推進(jìn)STEM教育，在中小學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)實(shí)踐中加強(qiáng)技術(shù)與工程教育；系統(tǒng)研究國(guó)際中小學(xué)工程教育的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新探索設(shè)計(jì)教育；堅(jiān)持將工程啟蒙教育融入科學(xué)、通用技術(shù)、勞動(dòng)等國(guó)家課程的實(shí)施中，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)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(shù)與工程實(shí)踐在內(nèi)的科學(xué)教育課程和活動(dòng)，積極推進(jìn)STEM教育?？萍碱愴?xiàng)目化學(xué)習(xí)、科技跨學(xué)科學(xué)習(xí)都是STEM教育的重要實(shí)踐方式。二是落實(shí)勞動(dòng)教育，發(fā)展工程啟蒙教育。我們不僅要重視生產(chǎn)勞動(dòng)，加大實(shí)踐中的設(shè)計(jì)和制作成分，還要注重培養(yǎng)學(xué)生的勞動(dòng)思維。這包括從系統(tǒng)分析到制訂勞動(dòng)計(jì)劃再到實(shí)施的一系列過(guò)程，使學(xué)生全面掌握勞動(dòng)的方法和意義。三是豐富體現(xiàn)技術(shù)與工程實(shí)踐的內(nèi)容和方式。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，數(shù)學(xué)建模、科學(xué)探究、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等內(nèi)容和方式并沒(méi)有在現(xiàn)有的科學(xué)教育活動(dòng)中得到很好體現(xiàn)，然而，技術(shù)與工程實(shí)踐的價(jià)值之一在于其綜合性，它能夠整合多領(lǐng)域的內(nèi)容和多種學(xué)習(xí)方式。為了更好地體現(xiàn)技術(shù)與工程實(shí)踐，我們需要在教育活動(dòng)中加強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)建模、科學(xué)探究、創(chuàng)新設(shè)計(jì)和算法實(shí)現(xiàn)等方面的涵蓋。這些內(nèi)容不僅能夠幫助學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決，還能夠培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力和問(wèn)題解決能力。

4 加社會(huì)視野：

    促進(jìn)學(xué)生形成科技從業(yè)意愿

在參與調(diào)查的學(xué)生中，63.5%的小學(xué)生有未來(lái)從事科技相關(guān)工作的意愿。隨著年級(jí)的升高，學(xué)生的科技從業(yè)意愿在降低，初中七年級(jí)有48.7%，八年級(jí)只有42.2%；高一為53%，高二只有49%。只有讓學(xué)生體會(huì)科技學(xué)習(xí)的意義，才能促進(jìn)他們將知識(shí)與動(dòng)力轉(zhuǎn)化為追求與意愿。

科學(xué)教育要構(gòu)建社會(huì)大課堂，營(yíng)造濃厚的科學(xué)教育氛圍，讓學(xué)生深刻體會(huì)科技在實(shí)際工作中的作用；要?jiǎng)?chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生與科技專業(yè)人士、工程師、創(chuàng)業(yè)者等進(jìn)行互動(dòng)，深入了解科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景。這將為學(xué)生做好職業(yè)規(guī)劃提供指引。

《意見(jiàn)》提出，用好社會(huì)大課堂應(yīng)“全面動(dòng)員相關(guān)單位，服務(wù)科學(xué)實(shí)踐教育”。從調(diào)查結(jié)果看，學(xué)校對(duì)科學(xué)教育社會(huì)資源的需求比較大，特別是高中學(xué)校表現(xiàn)出與義務(wù)教育學(xué)校不同的需求。中小學(xué)校、政府、科研機(jī)構(gòu)、高校、社會(huì)機(jī)構(gòu)和企業(yè)等各類主體可以通過(guò)建立合作伙伴關(guān)系、共同設(shè)計(jì)課程、舉辦科技活動(dòng)和競(jìng)賽等方式投入科學(xué)教育。

科技館、博物館、青少年宮、天文館等都是優(yōu)質(zhì)的科普教育場(chǎng)所，可以為學(xué)生提供實(shí)地探索和互動(dòng)體驗(yàn)的機(jī)會(huì)。我們需要充分整合社會(huì)資源，豐富學(xué)生的科技學(xué)習(xí)體驗(yàn)。高校、科研院所的實(shí)驗(yàn)室、科技園區(qū)以及高科技企業(yè)等可以為學(xué)生提供參與實(shí)際科技項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，幫助他們將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中。為了更好地實(shí)現(xiàn)合作與整合，可以建立聯(lián)合工作組或委員會(huì)，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(jì)劃，確保資源的合理分配和利用，建立信息共享平臺(tái)，從而更加高效地推進(jìn)中小學(xué)科學(xué)教育的發(fā)展。

（作者張豐系教育部基礎(chǔ)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)科學(xué)專委會(huì)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(chǔ)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)技術(shù)專委會(huì)副主任委員、浙江省教育廳教研室綜合部副主任）

《中國(guó)教育報(bào)》2024年02月23日第3版