伊娟，徐继存 | 科学教育发展的国际经验及启示

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2023年5月，教育部等十八部门发布《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，旨在提升基础教育阶段科学教育的质量和成效，有效推动教育强国、科技强国、人才强国建设。目前，我国科学教育还存在科学教师培养路径不明、科学教学评价形式单一、科学教育政策体系不完善等诸多问题，难以培养出拔尖创新人才、高素质劳动者大军。第二次世界大战后，英美等国家将科学教育列为国家优先发展战略，成为提升国家核心竞争力的重要举措。在深入实施科教兴国战略背景下，有必要全面回顾国外科学教育的发展历程，系统分析科学教育发展的国际经验，以为我国科学教育的改革与发展提供借鉴。

根据不同时期科学教育的价值取向，可以将二战后国外科学教育的发展历程大致划分为以下四个阶段。一是“知识至上”的科学教育探索期(20世纪50年代至70年代)。20世纪50年代，美苏冷战使各国把培养拔尖创新人才作为科学教育的主要目标。各国科学教育鼓励学生学习和掌握科学概念、科学定律和科学原理，以获得科学知识。例如，60年代，美国课程改革关注科学主义知识观下标准化知识的获得，推动了课程内容的现代化。英国开发了《牛津初等科学》《纳菲尔德初等科学》等课程，促进了科学知识的传授。二是“能力为重”的科学教育拓展期(20世纪80年代至20世纪末)。20世纪80年代，以信息技术为核心的新技术革命方兴未艾，经济发展不再取决于自然资源的占有，而是主要依赖于智力资源的配置，这对劳动者的技能提出了更高的要求。为此，各国开始发展大众化科学教育，培养学生的科学能力。例如，新加坡在90年代推行能力取向的科学教育改革，并提出“思维训练计划”，强调培养学生的批判性思维、创造力以及信息与通信技术能力。三是“素养为本”的科学教育成熟期(21世纪初)。进入21世纪后，社会和科技发展迫切需要学生具备更扎实的科学素养。各国都将科学教育视为帮助学生掌握科学知识、培养科学思维和掌握科学方法等的基础，以使学生更好地为经济发展和社会进步服务。例如，英国在2011年颁布《未来一代》报告，希冀将人文类学科融入STEM教育，以培养更加全面的科技人才。四是“价值引领”的科学教育深化期(21世纪20年代至今)。伴随新一轮“逆全球化”思潮的来袭，世界不稳定性及不确定性因素增加。同时，第三代信息技术蓬勃发展，为虚假信息的传播提供了温床，对人们的科学态度产生了极大的影响。为此，培养学生的科学伦理道德成为各国科学教育的使命。例如，2018年，美国颁布《绘制成功之路：美国STEM教育战略》，提出要加强STEM基础素养培训，确保每个人能够在健康、娱乐、网络安全等方面做出明智的抉择。

世界主要大国通过强化科技人才战略，自上而下干预科学教育，形成了一套完整的科学教育实施路径和支撑体系。就科学教育的实施路径而言，各国都非常重视学校教育与校外教育的有机结合。一方面，学校推行差异教育，为不同学生提供差异化的科学教育服务。英美等国家在英才儿童教育方面起步早且投入大，呈现政策制定科学化、选拔体系规范化和培养方式多样化的特点。例如，在英才儿童教育发展政策上，有的国家以教育公平为依据、有的以服务国家战略为依据、有的将英才教育融入主流教育政策，来制定推进英才儿童早期培养的政策。面向普通儿童，各国在小学阶段就开始设置科学课程，且以融合课程为主。例如，美国最新小学科学教材《科学的维度》，以突出科学、技术、工程、艺术、数学之间的相互联系为特点。另一方面，校外机构提供补充教育，拓宽学生获取科学知识和进行科学实践的场地与平台。例如，英国伦敦国际青年科学论坛会开展科学知识普及活动，世界各地的青少年都可以参加该论坛，与著名科学家零距离接触，体验科研互动小课堂等。为促进科学教育的健康持续发展，各国构建了法律、师资、课程、评价等方面的支撑体系。其一，制定了学校科学教育法律、标准。例如，日本制定的《理科教育振兴法》，旨在培养具有创造能力、能为国家发展做出贡献的国民。该法附录里还规定了理科教育观察和实验使用的全部仪器设备的清单，以确保学校科学教育的有效实施。其二，促进专业化科学教师队伍建设。各国通过高等院校提供教师职前培养、专业机构推出科学教师培训计划等途径，促进了科学教师专业发展。其三，推动科学课程内容的有机衔接。各国科学课程内容的编排体现了横向整合与纵向进阶相结合的特点。科学课程内容横向整合表现为以跨学科概念来整合不同学科领域的内容和以跨学科概念整合同一学科领域内的内容两种方式；纵向进阶则有按照年级呈现科学知识的直线式和课程内容在不同层次上重复的螺旋式两种方式。其四，构建多元化科学教育评价体系。各国科学教育评价除了采用传统的纸笔测试外，还注重采用过程性评价、增值性评价等方式。其五，科学组织、高等院校、企业等为科学教育提供政策、学术、资金等方面的支持。例如，美国科学促进会、英国科学教育协会等会参与立法与决策支持，督促本国科学教育发展。

他山之石，可以攻玉。借鉴国外科学教育发展的经验，探寻一条中国特色科学教育发展之路，进而为教育强国、科技强国、人才强国建设储能蓄势尤为必要。首先，加强顶层设计,系统规划科学教育的发展方向。我国立法机构应该对学校科学教育进行专门立法，制定《中华人民共和国科学教育法》，在法律层面落实以下几点：提出科学教育的指导思想、基本原则、主要目标；明确对弱势学生、薄弱地区科学教育的引导和支持；确立科学教育经费的投入和保障机制，严格监督经费的去向和使用情况等。同时，教育部、科技厅等部门应该协同合作，制定《国家科学教育标准》，对科学教学标准、科学教师专业进修标准、科学内容标准等做出明确的规定，使中小学校科学教育有章可循、有据可依。其次，遵循学习进阶,建立完善的科学教育课程体系。我国应从整体视角出发，以核心概念为牵引，对课程内容进行横向整合，形成课程图谱。同时，细化课程内容，形成有序递进的学段课程体系。按照新修订的《义务教育科学课程标准(2022年版)》，以核心概念为统领，精选课程内容，并按照由简单到复杂、由单一到综合的逻辑组织课程内容，形成具体、细致、一贯的科学课程内容体系。再次，注重教师培养,打造一支高素质科学教师队伍。教育行政部门应制定本土化的《科学教师培养标准》，明确科学教师的培养目标、培养内容、培养方法等，为高等院校的职前科学教师专业技能培养提供依据。师范院校必须发挥示范引领作用将科学教育学设为教育学下属的二级学科，扩大师资力量、招生规模，特别是扩大STEM相关专业学生占比，以增加多领域复合型人才的培养数量。此外，我国也要落实覆盖全国的分层分类培训机制，增加科学课程标准研读、跨学科与高阶思维教学等专题培训，提高教师开发和利用科学课程资源、开展探究实践活动等的能力。最后，倡导协同育人,形成多元主体参与的育人格局。我国应充分利用丰富的校外科技资源，探索政府与社会协同、学校与社会协同、教育与科研协同、家校协同的工作机制。政府与社会间的协同要求政府明确科技场馆、企业等的责任，通过宣传推广、资金支持等鼓励他们参与科学教育。学校与社会间协同需要社会为学校科学教育提供各类实践场所、科技咨询、技术支持等。教育与科研间协同要求高等院校参与教材编写、教师培训等方面的工作，充分发挥科学教育专家的指导作用。家长与学校间的协同需要学校加强家校联系，开展各种形式的家庭科普活动，获得家长对科学教育的理解与支持。