科学教育如何做“加法”？专家：抓住童年时期培养兴趣，建议建立全学段科学教育学科

　　未来网北京6月7日电（记者 张冰清）童年是培养科学兴趣最好的时机，在由VR技术构建的虚拟世界里，孩子们可以徜徉在广袤无垠的太空空间站中，仿佛置身于真实的宇宙之中。他们可以近距离感受火箭发射的震撼，目睹空间站对接的精准与巧妙。在现实的植物园研学中，孩子们又可以近距离观察物种多样性的植物的根、茎、叶，又能身处气象局观测风云变幻，学习如何解读气象图，预测未来的天气变化，观察各种气象仪器，了解它们的工作原理和数据采集方式……

　　今年初，结合“双减”政策，为推动科学教育高质量发展，助力教育强国建设，教育部决定分3批启动全国中小学科学教育实验区、实验校建设项目。在全国范围内建设中小学科学教育实验区、实验校，在课程资源开发、教师队伍建设、教学方式变革、教育评价改革、场所场景构建、社会力量整合等重点领域和关键环节先行先试，破解难点堵点，探索科学教育实施有效途径和人才培养创新模式。

　　“随着科技的飞速发展以及国际竞争的加剧，培养具有创新能力的人才成为科学教育改革的重要方向，而高阶思维培养不足则是当前我国青少年在科学教育方面面临的主要问题。”在近期召开的2024数智未来：开放 共享 创新第三届青少年互联网大会上，中国青少年科技教育工作者协会副理事长、北师大科学教育研究院院长郑永和教授接受未来网记者专访时表示。

中国青少年科技教育工作者协会副理事长、北师大科学教育研究院院长郑永和

　　科学教育如何做“加法”？

　　2023年，教育部等18部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，系统部署在教育“双减”中做好科学教育加法，一体化推进教育、科技、人才高质量发展。

　　在此背景下，郑永和认为，科学教育不仅要传授学生知识，更要培养他们的素养和解决问题的能力。他强调，当前中国科学教育的问题之一是应试教育现象严重，导致学生过分追求分数，而忽视了兴趣、好奇心和探究欲的培养。因此，他提出，激发青少年的好奇心和科学兴趣，成为当前科学教育改革的关键。

　　郑永和坦言，当前的科学教育面临着重大的转型期。过去，学生所学的知识往往能够支撑其一生的职业发展。但如今，世界的不确定性变化使得传统教育模式面临挑战。过去的学习像是在平静的湖面驾驶船只，而现在的学习则像是在湍急的溪流中驾驶皮划艇，需要更多的灵活性和适应性。

　　郑永和进一步指出，当前学生在学习上存在一些主要问题。首先，学习兴趣随着年龄增长而逐渐下降，且情况尤为严重。其次，创新思维的培养不足，学生解题能力强但缺乏发散思维和解决问题的能力。最后，实践能力和应用方面也存在不足。这些问题都指向了科学教育需要进行深刻的变革。

　　针对这些问题，郑永和提出了自己的思考。他认为，科学教育应该是一个全口径、全学段的概念，而不仅仅是针对青少年时期。在科学教育的改革中，应该注重培养学生的创新能力和实践能力，同时也要激发他们的兴趣和好奇心。他建议，学校应该提供更多的实践机会，让学生参与到科研项目中，了解科学研究的真实过程，从而培养他们的科学素养和创新能力。

　　事实上，国家义务教育质量监测显示，我国中小学生科学学业表现整体良好，约八成学生达到中等及以上水平。在最近一次举行的国际学生评估项目（PISA）中，我国参测的四省份学生的阅读、数学、科学成绩在所有参测国家（地区）中均名列第一。

　　“党的十八大以来，中小学科学教育工作得到全面加强。”教育部校外教育培训监管司（以下简称“教育部监管司”）负责人介绍，目前，一至九年级均已开设科学课，独立设置信息科技、劳动课程。同时，广泛开展科技节和社团活动，加强实验条件建设。数据显示，2022年小学、初中、普通高中实验仪器达标学校比例较2012年分别增长45.41%、22.36%、9.8%。

　　赋能未来科学家：科学教育数字化转型的力量

　　“我们也清醒地认识到，我国科学教育还存在着基础总体薄弱、区域发展不均衡、科学教育资源尚未有效整合、师资力量薄弱、实践教学实施程度较低、拔尖创新人才早期发现和培养机制仍需突破等问题和不足，亟待加强和改进。”教育部监管司负责人解读教育部等18部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》时表示。

　　在科学教育不断变革的当下，郑永和表示，培养具有创新能力的人才成为科学教育改革的重要方向，而高阶思维培养不足则是当前我国青少年在科学教育方面面临的主要问题。

　　郑永和指出，高阶思维能力的培养对于青少年学生的全面发展至关重要。然而，近年来各种调研报告均显示，我国学生在高阶思维方面的培养明显不足。面向未来，社会对科学技术应用和信息化能力的要求将越来越高。无论是职业发展报告还是职业预测，都明确指出科技和信息化将成为未来职场的两大核心需求。

　　“这就体现出科学教育数字化转型的重要性。”郑永和认为，通过数字化手段可以为学生提供更多的学习资源和平台，让他们能够更加便捷地获取知识和信息。同时，数字化手段也可以为学生提供更多的实践机会和探究空间，让他们在实践中学习和成长。科学教育应该紧跟时代步伐，不断进行改革和创新。通过培养具有创新能力的人才和激发学生的兴趣和好奇心，我们可以为国家的科技进步和社会发展做出更大的贡献。

　　除了数字化和新技术应用外，非认知能力的需求也在逐渐上升，这进一步强调了科学教育改革的紧迫性。在这一时代背景下，科学教育必须紧跟时代步伐，不断进行改革和创新。

　　针对科学教育的改革，郑永和介绍了信息课和科学课标的新理念和新要求。信息课的课标强调数字素养的培养，包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及态度责任四个方面。这四个方面相互关联，共同构成了信息课的核心素养。在科学方面，课标则强调科学观念、科学思维、探究实践和探究责任的培养，尤其突出实践部分的内容。

　　在数字化转型方面，郑永和提出了构建数字化转型下的科学教育体系。这一体系以教学理论为支撑，利用开放的学习环境和数字技术支持，对教育的目标、内容、方法和评价进行了新的设计。通过这种方式，可以更好地适应时代的变化和学生的需求。

　　为了将数字化技术融入科学教育，郑永和所在的团队开发了一套基于信息技术的课堂知识环境。这一环境旨在培养学生的探究实践能力和数字素养，将科学和信息科技两方面内容进行了整合。通过这一环境，学生可以更加深入地了解科学知识的应用和实践，提高解决问题的能力。

　　针对我国科学教育目前存在科学教育的政策体系缺乏顶层的设计、育人模式以应试教育为导向、小学科学教师队伍严重短缺、教师队伍专业素养不足、校内外科学教育融合不足及科学教育研究亟待加强等问题，郑永和从体系、框架、战略目标及发展路径四个方面对高质量科学教育体系进行了介绍：首先在体系模块上，科学教育体系分为动力机制、治理体系、研究体系和支撑保障体系四个方面。从整体框架来看，可以从学段、主体、要素三个维度进行划分，学段上实现大中小幼衔接，倡导终身教育，主体上实现政府、学校、家庭、场馆、高校与科研机构、企业及其他社会组织等多元主体协同的科教融合机制，要素上以素养为导向发挥评价、课程、资源、师资、教学及研究等体系要素的相互作用；在战略目标上，要建立健全科学教育体系，大幅增强科学教育各主体能力，为国家科技创新提供有力人才支撑等。

　　此外，郑永和指出，在发展路径上，可以分为国家、学校、社会、研究四个层面：在国家层面，要制定规划纲要、完善法规、制定监测评价指标；在学校层面，要推进素养导向的科学教育；在社会层面，要形成服务导向的科教协同资源供给、深化校企协同育人、营造常态化校内外科学教育网络；在研究层面，要设立资助体系、布局人才成长跟踪研究、强化基础研究等。