开展科学教育不能“等”

4月15日，第61届中国高等教育博览会在福州开幕。在同期举办的50余场学术活动中，“科学教育高质量发展学术活动”格外特殊。这不仅是自1992年高博会开办以来首场科学教育论坛，更有多位院士、高校教授热议中小学科学教育。为何？

近年来，国家对科学教育给予前所未有的重视，校内校外关于开展科学教育的探索力度空前。要避免科学教育走进误区，科学教育到底“教什么、怎么教、谁来教、如何办”？急需解惑。

科学教育教什么？

“不是科学知识的排列组合”

科学教育，是“科学+教育”吗？

“数理化知识各拿一点，小学、初中、高中知识各拿一点……排列组合就变成科学教育，这是开展科学教育的误区。”在中国科学院院士、中国青少年科技教育工作者协会理事长武向平看来，科学教育不是科学知识的简单传授，也不局限于教育手段和教学方法的科学化，更不是指科学技术专业人才的培养，而是科学素养的养成教育，注重科学思维方式的习得，“让学生可以像科学家一样思考问题”。

武向平举例，从“一尺之锤，日取其半，万世不竭”的哲学视角看，物质无限可分，从数学角度看，数也可以不断除以2，而从物理角度看，物质到量子就无法继续细分，这是人类现有认知的极限。“孩子普遍不相信物质不是无限可分的，但他会记住这个问题，从而启发思考为什么分不下去，怎么分下去。”

这也是专家们的共识。“科学教育重在拓展想象和思维。”浙江师范大学资深教授、中国教育科学研究院原副院长马陆亭说，“科学教育要展现科学的神奇、美和力量，激发学生好奇心、想象力、探求欲、思维力，培养学生探索性、创新性的思维品质，激发学生崇尚科学、探索未知的兴趣，认识科学的意义和价值，从而坚持科学规律，弘扬科学精神。”

因此，马陆亭认为，“记、背、练、考”的教学模式要向“看、做、思、究”转变。他建议，科学教育应当嵌入分科教学中，通过启发式、探究式教学，项目式、跨学科学习等方式，锻炼学生深度思维能力；通过科普讲座、科学实验等形式，激发学生科学兴趣，通过场景式、体验式科学实践活动，解决科学问题。

拔尖创新人才如何培养？

“从娃娃抓起，按规律培养”

“很多人认为创新人才培养在高校才开始，实际上中小学时期对创新人才的培养更重要。”陕西师范大学二级教授、科学课程标准修订组组长胡卫平长期从事创造力研究，拔尖创新人才培养绝非一蹴而就。

怎么培养？

“不是让幼儿园孩子去编程。要根据孩子不同发展阶段因材施教。”胡卫平提供了一个思路：以综合性、实践性、思维性、进阶式的创新人才培养体系。在小学的早期探索阶段培养好奇心和兴趣，在初中兴趣显露阶段要参加科学探究活动和综合性科技创新活动，在初高中的才干浮现阶段培养理论兴趣，要建立科研机构、高等学校与高中联合培养机制，在大学的专业创新阶段，要支持他们围绕国家重大需求或国际前沿开展研究。

胡卫平进一步表示，需要建立高质量课程教学体系，保障基础教育科学课程理念、教学思想一致性，课程目标与内容循序渐进，还需要建立高质量课程资源体系，提升教材质量，开发更多数字化资源。

具体到学校课堂，华东师范大学教育学部教授、科学教育研究与教学中心执行主任裴新宁认为，尽管科学探究可以依据师生实际情况进行适当“降维”，但依然要抓住“思、做、说”三个关键环节，做到“高保真”。“用批判性、证伪等科学的方法来思考问题，用开放式探究、团队协作、建模等科学的方式来做实践，用科学符号、科学概念来解释和表达。如今，新技术也将为此提供更多支撑。”裴新宁说。

科学教师从哪来？

“从实践中来到实践中去”

科学教育首先需要科学教师。然而，目前国内招收科学教育专业的大学共53所，其中仅有2所“双一流”高校。在前两轮一流学科评审中，全国有8000多个一流专业，科学教育不超过5个。

科学教师数量不足、素质不高，成为制约科学教育高质量发展的瓶颈。

如何培养卓越的创新型科学教师？浙江师范大学教育学院院长、科学教育研究中心主任黄晓介绍，在机制上，浙师大成立教师教育学院，在科学教育硕士培养中发挥“统领”作用，在全校层面组织物理、化学、生物等相关学院共同支持培养，从而解决了科学教师培养分散、知识能力不综合等问题。在课程体系上，一方面设置科学史、科学实验教学研究等课程，让学生掌握科学研究的方法，理解科学精神，另一方面聚焦实践能力，让学生以科学实证方法研究中小学科学教学难点。

“只有老师先具有科学素养，才能培养学生的科学素养。要让师范生们从实践中来到实践中去。”黄晓告诉记者，科学教育专业硕士毕业论文的选题都来自于他们在中小学实习中的现实问题、前沿问题，通过立足真实教学的科学实证研究，进而解决问题。“他们未来到中小学任职时，就能够从科学的方法论角度发现问题、解决问题，成为卓越的研究型教师，不断反哺教学。”

裴新宁认为，还需要培养一大批致力于基础研究的科研队伍，积累我国科学教育的理论与实证研究，一大批致力于把基础研究转化为教学应用的学术团队、课程开发团队、教师，推动科学课程与教学的发展。

高质量科学教育怎么办？

“构建全社会参与的科学教育体系”

“开展科学教育不能等政策、等经费、等师资。”武向平经常到边远地区、农村学校学生身边做科普。他发现，孩子们对科学的好奇心别无二致。要更好开展科学教育，就需要建立全社会参与和覆盖的科学教育体系。

随着科学教育春天的到来，这样的生态正在形成。

去年，中国科协和教育部启动“科学家（精神）进校园”活动，越来越多科学家、科技工作者走进中小学校园。中国地质大学二级教授李祖超说：“科学教育要从娃娃抓起，娃娃的科学教育要从认识科学家、崇拜科学家抓起，中小学科学教育要从弘扬科学家精神抓起。”他表示，要挖掘科学家身上的优秀品质，让科学家们成为五育并举的生动素材，成为学生们追的星。

浙江省青少年科技教育协会副理事长、秘书长杨英明显感受到，近年来科技活动、科学竞赛增多，为青少年感受科技魅力、展示科学素养提供了平台，同时，更要保障科学教育的风清气正。“科学教育竞赛活动必须严格按照国家管理要求，坚持立德树人正确导向，严把质量关，竞赛内容要凸显科技特色，继续强化底线要求，做到零收费、无器材挂钩。”杨英说。（中国教育报-中国教育新闻网记者 林焕新）