教什么

“不是科學知識的排列組合”



科學教育，是“科學+教育”嗎？



“數(shù)理化知識各拿一點，小學、初中、高中知識各拿一點……排列組合就變成科學教育，這是開展科學教育的誤區(qū)。”在中國科學院院士、中國青少年科技教育工作者協(xié)會理事長武向平看來，科學教育不是科學知識的簡單傳授，也不局限于教育手段和教學方法的科學化，更不是指科學技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)，而是科學素養(yǎng)的養(yǎng)成教育，注重科學思維方式的習得，“讓學生可以像科學家一樣思考問題”。



武向平舉例，從“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”的哲學視角看，物質(zhì)無限可分，從數(shù)學角度看，數(shù)也可以不斷除以2，而從物理角度看，物質(zhì)到量子就無法繼續(xù)細分，這是人類現(xiàn)有認知的極限。“孩子普遍不相信物質(zhì)不是無限可分的，但他會記住這個問題，從而啟發(fā)思考為什么分不下去，怎么分下去。”



這也是專家們的共識。“科學教育重在拓展想象和思維。”浙江師范大學資深教授、中國教育科學研究院原副院長馬陸亭說，“科學教育要展現(xiàn)科學的神奇、美和力量，激發(fā)學生好奇心、想象力、探求欲、思維力，培養(yǎng)學生探索性、創(chuàng)新性的思維品質(zhì)，激發(fā)學生崇尚科學、探索未知的興趣，認識科學的意義和價值，從而堅持科學規(guī)律，弘揚科學精神。”



因此，馬陸亭建議，科學教育應當嵌入分科教學中，通過啟發(fā)式、探究式教學，項目式、跨學科學習等方式，鍛煉學生深度思維能力；通過科普講座、科學實驗等形式，激發(fā)學生科學興趣；通過場景式、體驗式科學實踐活動，解決科學問題。






怎么教

“從娃娃抓起，按規(guī)律培養(yǎng)”



開展科學教育過程中如何做到結(jié)合學生成長階段因材施教，也是困擾很多教師的一個共性問題。



“開展科學教育不是早早讓幼兒園孩子去編程。要根據(jù)孩子不同發(fā)展階段因材施教。”對此，陜西師范大學教授胡衛(wèi)平提供了一個思路：在小學的早期探索階段培養(yǎng)好奇心和興趣，在初中興趣顯露階段要參加科學探究活動和綜合性科技創(chuàng)新活動，在初高中的才干浮現(xiàn)階段培養(yǎng)理論興趣，要建立科研機構(gòu)、高等學校與高中聯(lián)合培養(yǎng)機制，在大學的專業(yè)創(chuàng)新階段，要支持創(chuàng)新人才圍繞國家重大需求或國際前沿開展研究。



“很多人認為創(chuàng)新人才培養(yǎng)在高校才開始，實際上中小學時期對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)更重要。”長期從事創(chuàng)造力研究的胡衛(wèi)平說。



胡衛(wèi)平進一步表示，需要建立高質(zhì)量課程教學體系，保障基礎(chǔ)教育科學課程理念、教學思想一致性，課程目標與內(nèi)容循序漸進，還需要建立高質(zhì)量課程資源體系，提升教材質(zhì)量，開發(fā)更多數(shù)字化資源。



具體到學校課堂，華東師范大學教育學部教授、科學教育研究與教學中心執(zhí)行主任裴新寧認為，盡管科學探究可以依據(jù)師生實際情況進行適當“降維”，但依然要抓住“思、做、說”3個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，做到“高保真”。“用批判性、證偽等科學的方法來思考問題，用開放式探究、團隊協(xié)作、建模等科學的方式來做實踐，用科學符號、科學概念來解釋和表達。”裴新寧說。






誰來教

在實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新型師資



目前科學教師數(shù)量不足、素質(zhì)不高，是制約科學教育高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸。



如何培養(yǎng)卓越的創(chuàng)新型科學教師？浙江師范大學教育學院院長、科學教育研究中心主任黃曉介紹，在機制上，浙師大成立教師教育學院，在科學教育碩士培養(yǎng)中發(fā)揮“統(tǒng)領(lǐng)”作用。在全校層面組織物理、化學、生物等相關(guān)學院共同支持培養(yǎng)，從而解決了科學教師培養(yǎng)分散、知識能力不綜合等問題。在課程體系上，一方面設(shè)置科學史、科學實驗教學研究等課程，讓學生掌握科學研究的方法，理解科學精神；另一方面聚焦實踐能力，讓學生以科學實證方法研究中小學科學教學難點。



“只有老師先具有科學素養(yǎng)，才能培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。要讓師范生們從實踐中來到實踐中去。”黃曉告訴記者，科學教育專業(yè)碩士畢業(yè)論文的選題都來自他們在中小學實習中的現(xiàn)實問題、前沿問題，通過立足真實教學的科學實證研究，進而解決問題。“他們未來到中小學任職時，就能夠從科學的方法論角度發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，成為卓越的研究型教師，不斷反哺教學。”



裴新寧認為，還需要培養(yǎng)一大批致力于基礎(chǔ)研究的科研隊伍，深化我國科學教育的理論與實證研究，培育并倚重一大批致力于把基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)化為教學應用的學術(shù)團隊、課程開發(fā)團隊、教師，推動科學課程與教學的發(fā)展。