中国教育报解码科学教育的“加值”策略

习近平总书记在主持中共中央政治局第三次集体学习时强调“要在教育‘双减’中做好科学教育加法”，随后教育部等十八部门于2023年5月联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（以下简称《意见》）。浙江省自2016年启动STEM教育，继续深化科学课程改革，加强技术与工程实践，探索发展科技创新教育，推动以项目化学习为重点的学习变革。这正是“做好科学教育加法”的积极实践。

2023年，我们对浙江省676所中小学、157528名师生进行调研。调研发现一些可喜的进步，如中小学对开展科学教育基本持积极态度；学校科技课程种类齐全，实践活动丰富；浙江省“项目化学习百校工程”普及了STEM教育理念，推动了项目化学习实践，但这次调研也发现一些问题。如何在落实“双减”背景下，做好科学教育加法？笔者结合调研提出四方面建议。

1.加实践：亲历实践的“做中学”

《意见》提出“重在实践，激发兴趣”，要“推进基于探究实践的科学教育，激发中小学生好奇心、想象力和探求欲，培养学生科学兴趣，引导学生广泛参与探究实践”。本次调查的两个结论是上述意见的重要佐证，一是学生对科学课程的兴趣与教师的教学方法存在显著关联，与教师讲授相比，分组探究讨论更有助于提高学生的科学学习兴趣；二是学生参与实验次数对学生动手实践解决问题的意识影响显著。

但在调查中我们也发现：随着学段上升，学生对科技类课程的兴趣在下降，感兴趣的比例（含兴趣很高、较高）从小学的94.7%下降为初中的84.5%；科学课堂上教师讲授比重较大，初中比小学明显，而高中更加突出；学生参与科学实验的次数和机会不多，实验开出率随年级增加逐渐下降；各类科学教育功能教室的使用率不高。

我们建议，构建以创新能力为目标的大实践体系，要统筹国家课程的落实与学校特色发展，确保国家课程的核心知识体系得到有效传授。校本课程作为补充，应该致力于以跨学科的方式培养学生的综合素养。科学实践活动是培养创新能力的实际平台，除了国家课程、校本课程中的实践活动，还包括科技节、讲座、社团、校外兴趣班、比赛等形式。这些活动不仅要让学生在实践中感受科学的魅力，更要激发他们的兴趣，从而更深入地探索相关领域。此外，要将科学教育活动与校外教育资源、产业实践相联系，让学生更好地了解科技的实际应用，培养他们的创新实践能力。

2.加项目：以问题解决驱动学习

《意见》提出“深化学校教学改革，提升科学教育质量……实施启发式、探究式教学……探索项目式、跨学科学习，提升学生解决问题的能力”。调查显示，浙江省近年来以STEM教育与项目化学习基地学校建设为抓手，推进STEM教育与项目化学习效果显著。从学生的反映看，35.8%的小学生、24.7%的初中生、13.3%的高中生表示“老师专门组织开展过科技类项目化学习”，基地学校比例更高，小学、初中、高中分别为49.3%、39.3%、19.5%。但调查也发现，全省还有一定比例教师没有指导过科技类项目化学习，已有深入实践的比例也不高。这说明项目化学习实施的面还不广，还需要进一步拓展。要积极探索项目化学习与综合性学习（跨学科学习），教师应从讲授为主转向组织实施、提供指导为主，让学生在完成任务的过程中获得深刻的学习体验。调查结果显示，小学承担科学教育的教师中，非理科专业背景的比例很高（62%），远高于初中（15%）与高中（7%）；教师对科技类项目化学习的指导比例有限，而且指导中普遍有困难，教师对指导学生开展项目化学习的能力和信心不足。因此，建议加强对科学教育教师的培训，提升其学科实践的教学与指导能力。

3.加工程：在开放性解决问题中创新学

《意见》提出“统筹科学教育与工程教育”“加强中小学科学及相关学科（物理、化学、生物、地理、信息科技/信息技术、通用技术等）课程标准及教材修订完善工作”，这充分体现了全面加强中小学科学教育的系统观。推进技术与工程实践是“大科学教育”的重要组成部分。技术与工程实践强调创新、创造，有助于培养学生应用知识解决问题的能力，这是加强科学教育、建立拔尖创新人才培养长效机制、播撒创新种子的重要措施。

浙江省重视中小学工程启蒙教育，将技术课程纳入高考，加强普通高中通用技术、信息技术学科建设；2017年起省域推进STEM教育，在中小学跨学科学习实践中加强技术与工程教育；系统研究国际中小学工程教育的经验，创新探索设计教育；坚持将工程启蒙教育融入科学、通用技术、劳动等国家课程的实施中，培养学生科学素养和创新能力。

我们建议，一是统筹规划包括技术与工程实践在内的科学教育课程和活动，积极推进STEM教育。科技类项目化学习、科技跨学科学习都是STEM教育的重要实践方式。二是落实劳动教育，发展工程启蒙教育。我们不仅要重视生产劳动，加大实践中的设计和制作成分，还要注重培养学生的劳动思维。这包括从系统分析到制订劳动计划再到实施的一系列过程，使学生全面掌握劳动的方法和意义。三是丰富体现技术与工程实践的内容和方式。调查发现，数学建模、科学探究、创新设计、算法设计与实现等内容和方式并没有在现有的科学教育活动中得到很好体现，然而，技术与工程实践的价值之一在于其综合性，它能够整合多领域的内容和多种学习方式。为了更好地体现技术与工程实践，我们需要在教育活动中加强对数学建模、科学探究、创新设计和算法实现等方面的涵盖。这些内容不仅能够帮助学生将理论知识应用于实际问题的解决，还能够培养他们的创新能力和问题解决能力。

4.加社会视野：促进学生形成科技从业意愿

在参与调查的学生中，63.5%的小学生有未来从事科技相关工作的意愿。随着年级的升高，学生的科技从业意愿在降低，初中七年级有48.7%，八年级只有42.2%；高一为53%，高二只有49%。只有让学生体会科技学习的意义，才能促进他们将知识与动力转化为追求与意愿。

科学教育要构建社会大课堂，营造浓厚的科学教育氛围，让学生深刻体会科技在实际工作中的作用；要创造机会让学生与科技专业人士、工程师、创业者等进行互动，深入了解科技产业的发展前景。这将为学生做好职业规划提供指引。

《意见》提出，用好社会大课堂应“全面动员相关单位，服务科学实践教育”。从调查结果看，学校对科学教育社会资源的需求比较大，特别是高中学校表现出与义务教育学校不同的需求。中小学校、政府、科研机构、高校、社会机构和企业等各类主体可以通过建立合作伙伴关系共同设计课程、举办科技活动和竞赛等方式投入科学教育。

科技馆、博物馆、青少年宫、天文馆等都是优质的科普教育场所，可以为学生提供实地探索和互动体验的机会。我们需要充分整合社会资源，丰富学生的科技学习体验。高校、科研院所的实验室、科技园区以及高科技企业等可以为学生提供参与实际科技项目的机会，帮助他们将所学知识应用于实践中。为了更好地实现合作与整合，可以建立联合工作组或委员会，由各主体共同参与决策和规划，制定明确的合作协议和计划，确保资源的合理分配和利用，建立信息共享平台，从而更加高效地推进中小学科学教育的发展。

（作者:张丰,教育部基础教育教学指导委员会科学专委会副主任委员、浙江省教育厅教研室副主任；管光海,教育部基础教育教学指导委员会技术专委会副主任委员、浙江省教育厅教研室综合部副主任。）