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)時強調(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)于加強新時代中小學(xué)科學(xué)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(xué)課程改革，加強技術(shù)與工程實踐，探索發(fā)展科技創(chuàng)新教育，推動以項目化學(xué)習(xí)為重點的學(xué)習(xí)變革。這正是“做好科學(xué)教育加法”的積極實踐。

2023年，我們對浙江省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，實踐活動豐富；浙江省“項目化學(xué)習(xí)百校工程”普及了STEM教育理念，推動了項目化學(xué)習(xí)實踐，但這次調(diào)研也發(fā)現(xiàn)一些問題。如何在落實“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 加實踐：

    親歷實踐的“做中學(xué)”

《意見》提出“重在實踐，激發(fā)興趣”，要“推進(jìn)基于探究實踐的科學(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)生廣泛參與探究實踐”。本次調(diào)查的兩個結(jié)論是上述意見的重要佐證，一是學(xué)生對科學(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)生參與實驗次數(shù)對學(xué)生動手實踐解決問題的意識影響顯著。

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(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)的大實踐體系，要統(tǒng)籌國家課程的落實與學(xué)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(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(xué)生在實踐中感受科學(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)教育活動與校外教育資源、產(chǎn)業(yè)實踐相聯(lián)系，讓學(xué)生更好地了解科技的實際應(yīng)用，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新實踐能力。

2 加項目：

    以問題解決驅(qū)動學(xué)習(xí)

《意見》提出“深化學(xué)校教學(xué)改革，提升科學(xué)教育質(zhì)量……實施啟發(fā)式、探究式教學(xué)……探索項目式、跨學(xué)科學(xué)習(xí)，提升學(xué)生解決問題能力”。調(diào)查顯示，浙江省近年來以STEM教育與項目化學(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科技類項目化學(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有指導(dǎo)過科技類項目化學(xué)習(xí)，已有深入實踐的比例也不高。這說明項目化學(xué)習(xí)實施的面還不廣，還需要進(jìn)一步加強。要積極探索項目化學(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)向組織實施、提供指導(dǎo)為主，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中獲得深刻的學(xué)習(xí)體驗。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%）；教師對科技類項目化學(xué)習(xí)的指導(dǎo)比例有限，而且指導(dǎo)中普遍有困難，教師對指導(dǎo)學(xué)生開展項目化學(xué)習(xí)的能力和信心不足。因此，建議加強對科學(xué)教育教師的培訓(xùn)，提升其學(xué)科實踐的教學(xué)與指導(dǎo)能力。

3 加工程：

    在開放性解決問題中創(chuàng)新學(xué)

《意見》提出“統(tǒng)籌科學(xué)教育與工程教育”“加強中小學(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)了全面加強中小學(xué)科學(xué)教育的系統(tǒng)觀。推進(jìn)技術(shù)與工程實踐是“大科學(xué)教育”的重要組成部分。技術(shù)與工程實踐強調(diào)創(chuàng)新、創(chuàng)造，有助于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識與解決問題的能力，這是加強科學(xué)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(xué)工程啟蒙教育，將技術(shù)課程納入高考，加強普通高中通用技術(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)實踐中加強技術(shù)與工程教育；系統(tǒng)研究國際中小學(xué)工程教育的經(jīng)驗，創(chuàng)新探索設(shè)計教育；堅持將工程啟蒙教育融入科學(xué)、通用技術(shù)、勞動等國家課程的實施中，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)與工程實踐在內(nèi)的科學(xué)教育課程和活動，積極推進(jìn)STEM教育?？萍碱愴椖炕瘜W(xué)習(xí)、科技跨學(xué)科學(xué)習(xí)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(shè)計和制作成分，還要注重培養(yǎng)學(xué)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(xué)生全面掌握勞動的方法和意義。三是豐富體現(xiàn)技術(shù)與工程實踐的內(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、算法設(shè)計與實現(xiàn)等內(nèi)容和方式并沒有在現(xiàn)有的科學(xué)教育活動中得到很好體現(xiàn)，然而，技術(shù)與工程實踐的價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)與工程實踐，我們需要在教育活動中加強對數(shù)學(xué)建模、科學(xué)探究、創(chuàng)新設(shè)計和算法實現(xiàn)等方面的涵蓋。這些內(nèi)容不僅能夠幫助學(xué)生將理論知識應(yīng)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(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)生有未來從事科技相關(guān)工作的意愿。隨著年級的升高，學(xué)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(xué)生體會科技學(xué)習(xí)的意義，才能促進(jìn)他們將知識與動力轉(zhuǎn)化為追求與意愿。

科學(xué)教育要構(gòu)建社會大課堂，營造濃厚的科學(xué)教育氛圍，讓學(xué)生深刻體會科技在實際工作中的作用；要創(chuàng)造機會讓學(xué)生與科技專業(yè)人士、工程師、創(chuàng)業(yè)者等進(jìn)行互動，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》提出，用好社會大課堂應(yīng)“全面動員相關(guān)單位，服務(wù)科學(xué)實踐教育”。從調(diào)查結(jié)果看，學(xué)校對科學(xué)教育社會資源的需求比較大，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、科研機構(gòu)、高校、社會機構(gòu)和企業(yè)等各類主體可以通過建立合作伙伴關(guān)系、共同設(shè)計課程、舉辦科技活動和競賽等方式投入科學(xué)教育。

科技館、博物館、青少年宮、天文館等都是優(yōu)質(zhì)的科普教育場所，可以為學(xué)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(xué)生的科技學(xué)習(xí)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(xué)生提供參與實際科技項目的機會，幫助他們將所學(xué)知識應(yīng)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(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)委員會科學(xué)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(chǔ)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會技術(shù)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