中小學(xué)科學(xué)教育 如何從“解題”轉(zhuǎn)向“解決問(wèn)題”

　　有的學(xué)校將科學(xué)教育窄化為“科學(xué)課”“數(shù)理化”，有的學(xué)校走入“高科技”“拼裝備”誤區(qū)，還有的學(xué)校“在黑板上畫實(shí)驗(yàn)，在考卷上寫實(shí)驗(yàn)”……

　　中小學(xué)科學(xué)教育，如何從“解題”轉(zhuǎn)向“解決問(wèn)題”

　　【科學(xué)教育提質(zhì)正當(dāng)時(shí)】

　　開(kāi)欄的話

　　科學(xué)教育是提升全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)、實(shí)現(xiàn)高水準(zhǔn)科技自立自強(qiáng)的重要基礎(chǔ)。黨的十八大以來(lái)，習(xí)近平總書記在多個(gè)重要場(chǎng)合論述了科學(xué)教育的意義、內(nèi)涵和方法，強(qiáng)調(diào)要在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法，激發(fā)青少年好奇心、想像力、探求欲，培育具備科學(xué)家潛質(zhì)、願(yuàn)意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體。這為新時(shí)代加強(qiáng)中小學(xué)科學(xué)教育提供了根本遵循。

　　牢記總書記囑託，各地各部門和中小學(xué)全力探索，推進(jìn)科學(xué)教育穩(wěn)步發(fā)展，工作成效正在逐步顯現(xiàn)。但由於涉及面廣、系統(tǒng)性強(qiáng)、挑戰(zhàn)性大、總體基礎(chǔ)薄弱等因素，當(dāng)前我國(guó)科學(xué)教育發(fā)展距離黨中央要求和人民群眾期待還有一定差距。

　　為深入探尋科學(xué)教育高品質(zhì)發(fā)展的熱點(diǎn)難點(diǎn)焦點(diǎn)問(wèn)題，凝聚學(xué)校、家長(zhǎng)、學(xué)生、社會(huì)各界合力，共同求解科學(xué)教育這道“加法題”，光明日?qǐng)?bào)《教育週刊》特推出“科學(xué)教育提質(zhì)正當(dāng)時(shí)”系列報(bào)道，聚焦科學(xué)教育的觀念轉(zhuǎn)型、教材編寫、課程設(shè)置、師資培養(yǎng)等方面，力求為新時(shí)代中小學(xué)高品質(zhì)科學(xué)教育體系的構(gòu)建提供助力。

　　用一根吸管持續(xù)吹氣，不借助任何其他工具，就能讓乒乓球懸浮在空中——前不久，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)溫州研究院副研究員趙志遠(yuǎn)為浙江省溫州市廣場(chǎng)路小學(xué)的學(xué)生們帶來(lái)了一堂好玩的科學(xué)課。趙志遠(yuǎn)在主會(huì)場(chǎng)演示，該校4個(gè)校區(qū)的5000多位學(xué)生一邊觀看直播，一邊同步吹起了乒乓球。

　　這體現(xiàn)了什麼科學(xué)原理？聽(tīng)到提問(wèn)，廣場(chǎng)路小學(xué)學(xué)生、溫州市“小科學(xué)家”稱號(hào)獲得者鄭雋騫搶先給出了答案：“用吸管吹氣的時(shí)候，乒乓球底部氣流流速快，壓強(qiáng)減小，周圍壓強(qiáng)大，球被包圍著就會(huì)懸浮起來(lái)。”

　　伯努利原理，就這樣被一個(gè)熱愛(ài)科學(xué)的“小學(xué)霸”破解。在這樣別有趣味的摸索探究中，追求科學(xué)、崇尚科學(xué)的種子，也種進(jìn)了更多孩子的心田。

　　乘著“在教育‘雙減’中做好科學(xué)教育加法”的“東風(fēng)”，這個(gè)春天，更多熱愛(ài)科學(xué)的種子在神州大地播撒：在植物園科普基地研學(xué)實(shí)踐，在氣象局各色儀器旁觀測(cè)風(fēng)雲(yún)……曾經(jīng)“千篇一律”的中小學(xué)科學(xué)教育，有了越來(lái)越多的全新“打開(kāi)方式”。

　　與此同時(shí)，我國(guó)科學(xué)教育總體基礎(chǔ)還不夠堅(jiān)實(shí)，在課程、師資、資源統(tǒng)籌等方面存在不少短板。多位專家呼籲，答好科學(xué)教育“加法題”，亟需從“解題”轉(zhuǎn)向“解決問(wèn)題”：走出科學(xué)教育“只要教會(huì)孩子背題、解題就行”的認(rèn)識(shí)誤區(qū)，推動(dòng)以“解決問(wèn)題”為最終目的的探究實(shí)踐性學(xué)習(xí)在中小學(xué)課堂落地生根。

　　科學(xué)教育按下“加速鍵”

　　春日，湖南麻陽(yáng)錦江國(guó)家濕地公園裏，一群孩子在盈盈綠意中快樂(lè)地躍動(dòng)著、忙碌著。

　　“快看，白鷺飛起來(lái)了！”“那兒還有兩隻水鴨子呢！”用望遠(yuǎn)鏡追蹤觀測(cè)濕地公園內(nèi)珍稀鳥(niǎo)類、拍攝濕地公園內(nèi)植物種群分佈……豐富多彩的科學(xué)探究活動(dòng)讓孩子們?nèi)杠S不已。

　　從這個(gè)春天開(kāi)始，這片地處我國(guó)三大候鳥(niǎo)遷徙路線中線主幹上的生態(tài)瑰寶，成為麻陽(yáng)錦江第一小學(xué)孩子們的科學(xué)啟蒙之地。

　　拓展科學(xué)課程資源，引導(dǎo)科學(xué)教師深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新，越來(lái)越多的博物館、科技館成為學(xué)校科技教育的“同盟軍”……加速，再加速！自2023年5月教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)於加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》以來(lái)，這成為很多科學(xué)教育從業(yè)者的實(shí)際行動(dòng)與真切感受。

　　更多的變化，寫在各地各校的紮實(shí)實(shí)踐中。

　　強(qiáng)化特色課程驅(qū)動(dòng)，浙江寧波將科學(xué)教育場(chǎng)景擴(kuò)展入境口物流、智慧製造等地方特色資源，將“二十四節(jié)氣”農(nóng)業(yè)勞作、鄉(xiāng)土非遺製作等蘊(yùn)含科學(xué)原理、鍛鍊科學(xué)思維的實(shí)踐活動(dòng)納入科學(xué)課程範(fàn)疇，建立鍛鍊觀測(cè)、飼養(yǎng)、種植等能力的課程資源，推動(dòng)學(xué)生全面發(fā)展。

　　聚焦師資建設(shè)，湖南建立了全省科普教師培訓(xùn)專家資源庫(kù)，累計(jì)定向培養(yǎng)科學(xué)類公費(fèi)師範(fàn)生近1萬(wàn)人；引導(dǎo)省內(nèi)高校開(kāi)設(shè)科學(xué)教育及理工科師範(fàn)類專業(yè)，擴(kuò)大科學(xué)教育相關(guān)專業(yè)招生規(guī)模。

　　加快優(yōu)質(zhì)資源整合，上海科技館推出“科普進(jìn)五個(gè)新城”，整合全市資源並精準(zhǔn)輸送到各區(qū)的學(xué)校、社區(qū)中，還和故宮、敦煌研究院等場(chǎng)館合作推出“科技與文化融合”系列課程，創(chuàng)造多樣教育體驗(yàn)……

　　“積極推進(jìn)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育，不斷提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)，努力培育具備科學(xué)家潛質(zhì)、願(yuàn)意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體”，這樣的共識(shí)正在轉(zhuǎn)化為普遍行動(dòng)。

　　科學(xué)教育需科學(xué)理解

　　記者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，儘管探索眾多，但在加速發(fā)展中，也有一些地區(qū)、學(xué)校的科學(xué)教育實(shí)踐存在變形走樣的現(xiàn)象，科學(xué)教育的理念亟待轉(zhuǎn)變、科學(xué)教育的方式亟待升級(jí)。

　　有些學(xué)校簡(jiǎn)單地將科學(xué)教育窄化為“科學(xué)課”或“數(shù)理化生”課程，認(rèn)為學(xué)好單一的學(xué)科知識(shí)就是做好了科學(xué)教育。中國(guó)教育科學(xué)研究院未來(lái)教育研究所副所長(zhǎng)曹培傑對(duì)此非常不贊同：“提前預(yù)設(shè)的學(xué)科課程，與日新月異的科學(xué)技術(shù)發(fā)展之間存在難以調(diào)和的矛盾，這從根本上決定了科學(xué)教育不能簡(jiǎn)單等同於‘上好科學(xué)課’。好的科學(xué)教育，要從‘一門課程’轉(zhuǎn)向‘完整生活’、從‘一本教材’轉(zhuǎn)向‘整個(gè)世界’，將‘靜態(tài)課程內(nèi)容’與‘動(dòng)態(tài)科學(xué)創(chuàng)新’融為一體，引導(dǎo)學(xué)生參與到火熱的科學(xué)實(shí)踐中來(lái)，在現(xiàn)實(shí)世界中發(fā)現(xiàn)、研究、解決科學(xué)問(wèn)題。”

　　有些學(xué)校將科學(xué)探究弱化為知識(shí)傳遞，用應(yīng)試思維教科學(xué)，“黑板上畫實(shí)驗(yàn)”“卷子上考實(shí)驗(yàn)”等情況並不鮮見(jiàn)。

　　“走進(jìn)科學(xué)課實(shí)驗(yàn)室，井井有條，一點(diǎn)使用過(guò)的痕跡都沒(méi)有。哪有發(fā)明家的桌子是整齊劃一的？”一位專家在調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，一些學(xué)校的教師以“講”實(shí)驗(yàn)和“看”實(shí)驗(yàn)為主要方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，即使讓學(xué)生“做”實(shí)驗(yàn)，教師也只要求學(xué)生記住實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)器材與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，忽視了實(shí)驗(yàn)本身對(duì)學(xué)生思維訓(xùn)練、情意培養(yǎng)、能力提升等方面的價(jià)值。

　　“學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的評(píng)價(jià)過(guò)於粗放，只看流程記錄，不看學(xué)生成長(zhǎng)。如果有器材擺放不到位的情況還要扣老師績(jī)效分。”有教師告訴記者，因此，本著“多一事不如少一事”的想法，不少教師就乾脆帶著學(xué)生“講實(shí)驗(yàn)”“畫實(shí)驗(yàn)”，最後“編寫”一則實(shí)驗(yàn)記錄了事。“而且這些實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性的，學(xué)生能夠自主設(shè)計(jì)探究的少之又少。”

　　還有些學(xué)校，被“快出成績(jī)、早出成績(jī)”的急功近利教育政績(jī)觀裹挾，將科學(xué)教育辦成了“精英教育”和“高科技成果展示”。

　　有教師向記者反映，其所在學(xué)校的科學(xué)課程設(shè)置沒(méi)有實(shí)質(zhì)性變化，科學(xué)實(shí)驗(yàn)也並沒(méi)有明顯增加。“工作重點(diǎn)放在了打造科技社團(tuán)上，只有社團(tuán)學(xué)生才能使用學(xué)校的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，這樣檢查驗(yàn)收時(shí)好看、有亮點(diǎn)。可科學(xué)教育不應(yīng)該是面向全體學(xué)生的嗎？難道只有部分學(xué)生需要加強(qiáng)科學(xué)思維的培養(yǎng)？”這位教師表示不解。

　　還有教師向記者分享了這樣一段經(jīng)歷：去年十月，其所在區(qū)要辦科學(xué)教育成果展示，不少學(xué)校的展臺(tái)上擺滿了無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等“高大上”的裝備。“有的學(xué)校之前並不重視科學(xué)教育，剛‘一陣風(fēng)’搞了幾個(gè)月，哪有成果可以展示？‘成果’來(lái)源可想而知。這不辦成了‘廠商裝備展’嗎？難道沒(méi)有頂尖裝備、沒(méi)有人工智慧，就搞不好科學(xué)教育了嗎？”最終，這位教師讓學(xué)生們帶著自己童稚十足卻閃現(xiàn)著創(chuàng)意的小發(fā)明、小製作參加了展示：“科學(xué)教育最好的展示，不應(yīng)該聚焦孩子本身嗎？”

　　凡此種種，折射出當(dāng)下科學(xué)教育存在的問(wèn)題——重灌輸輕體驗(yàn)、重結(jié)論輕過(guò)程、重驗(yàn)證輕探究、重學(xué)生解題能力而忽視其解決真實(shí)問(wèn)題的本領(lǐng)。

　　多項(xiàng)研究表明，我國(guó)中小學(xué)生在科學(xué)技術(shù)知識(shí)方面表現(xiàn)良好，但科學(xué)高階思維薄弱且學(xué)習(xí)興趣不足，即能記得住科學(xué)知識(shí)，卻不知道科學(xué)知識(shí)是怎麼來(lái)的、科學(xué)何用、如何用科學(xué)思維和科學(xué)方式解決問(wèn)題。此外，還有研究表明，我國(guó)學(xué)生的科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)與工程領(lǐng)域的學(xué)習(xí)興趣隨著年級(jí)增長(zhǎng)而有所降低，其在科學(xué)領(lǐng)域的職業(yè)期望也較為落後。

　　接受記者採(cǎi)訪的所有專家都認(rèn)為，要扭轉(zhuǎn)上述局面，答好科學(xué)教育“加法題”，首先應(yīng)該更科學(xué)地理解科學(xué)教育。

　　“科學(xué)教育不單是指科學(xué)知識(shí)的簡(jiǎn)單傳授，不僅限于教育手段和教學(xué)方法的科學(xué)化，更不是專指科學(xué)技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)。科學(xué)教育是關(guān)注科學(xué)技術(shù)時(shí)代的現(xiàn)代人所必需的科學(xué)素養(yǎng)的一種養(yǎng)成教育。”中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員武向平認(rèn)為，“在教學(xué)中，科學(xué)教育應(yīng)著力激發(fā)並培養(yǎng)學(xué)生對(duì)於科學(xué)探究的興趣。”

　　讓科學(xué)教育轉(zhuǎn)向“為創(chuàng)新而學(xué)”

　　讓科學(xué)教育成為它該有的樣子——採(cǎi)訪中，這是學(xué)生、教師、專家的一致呼聲。

　　“因?yàn)榛A(chǔ)弱、起步晚，中小學(xué)科學(xué)教育正處在‘摸著石頭過(guò)河’的階段。當(dāng)前，要在學(xué)校科學(xué)教育實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)一些較好的典型做法，進(jìn)一步優(yōu)化、凝練、推廣，發(fā)揮其輻射引領(lǐng)作用。”教育部基礎(chǔ)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)科學(xué)教學(xué)專委會(huì)主任委員、北京師範(fàn)大學(xué)科學(xué)教育研究院院長(zhǎng)鄭永和認(rèn)為，科學(xué)教育必須有更大的作為，否則將會(huì)嚴(yán)重影響高品質(zhì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

　　為了進(jìn)一步探索科學(xué)教育的有效途徑和人才培養(yǎng)創(chuàng)新模式，全國(guó)首批中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)區(qū)和實(shí)驗(yàn)校名單日前公佈，125個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)、994所實(shí)驗(yàn)校入選。按照要求，實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)校將在課程資源開(kāi)發(fā)、教師隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)方式變革、教育評(píng)價(jià)改革、場(chǎng)所場(chǎng)景構(gòu)建、社會(huì)力量整合等重點(diǎn)領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)先行先試，力求形成一批可複製可推廣的典型經(jīng)驗(yàn)和制度創(chuàng)新成果，提升中小學(xué)科學(xué)教育品質(zhì)和水準(zhǔn)。

　　任重道遠(yuǎn)。

　　在受訪專家看來(lái)，無(wú)論是先行者們的探索，還是更普遍意義上的科學(xué)教育實(shí)踐，都必須堅(jiān)決摒棄以往以知識(shí)為本位的教育模式，告別“解題教育”，轉(zhuǎn)向“為創(chuàng)新而學(xué)”。

　　“打一場(chǎng)籃球、練一次合唱、做做家務(wù)、參加科創(chuàng)比賽，都能開(kāi)發(fā)孩子的大腦，都在為培養(yǎng)創(chuàng)新人才增加可能性。”上海科技館館長(zhǎng)倪閩景説。

　　要實(shí)現(xiàn)“為創(chuàng)新而學(xué)”，頂層設(shè)計(jì)至關(guān)重要。

　　“我國(guó)中小學(xué)科學(xué)教育需要整體性謀劃、系統(tǒng)性落實(shí)。”鄭永和表示，當(dāng)前需要儘快對(duì)科學(xué)教育發(fā)展做專門規(guī)劃部署，否則，學(xué)科佈局錯(cuò)位、資助體系缺失等不利於科學(xué)教育開(kāi)展。他建議，應(yīng)研製相關(guān)綱要，明確國(guó)家科學(xué)教育發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)，強(qiáng)化大中小幼銜接的科學(xué)教育體系設(shè)計(jì)和佈局，科學(xué)設(shè)定不同學(xué)段的科學(xué)教育目標(biāo)，加強(qiáng)新時(shí)代科學(xué)教育改革與發(fā)展的組織保障和條件保障。

　　“科學(xué)教育一定是離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)的。”倪閩景建議，要實(shí)現(xiàn)“朝著創(chuàng)新轉(zhuǎn)向”的科學(xué)教育，必須改變看實(shí)驗(yàn)、讀文本、聽(tīng)故事等傳統(tǒng)形式，盡可能為學(xué)生創(chuàng)造探究現(xiàn)象的條件：“除了一般的理化生實(shí)驗(yàn)室以外，學(xué)校應(yīng)該建設(shè)更多科學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，供孩子們自由探究。”

　　朝著“為創(chuàng)新而學(xué)”轉(zhuǎn)向的另一條重要途徑，是在教學(xué)中培養(yǎng)孩子的質(zhì)疑精神、挑戰(zhàn)精神。

　　“基礎(chǔ)教育階段是‘孵化’學(xué)生科學(xué)精神、創(chuàng)新素質(zhì)的決定性階段，中小學(xué)科學(xué)教育的目的不是讓學(xué)生懂得多少理論、研究出多少發(fā)明，而是始終保有好奇心與探索欲。”天津?qū)嶒?yàn)小學(xué)科學(xué)教師王萬(wàn)江表示。在教學(xué)中，他時(shí)常會(huì)引導(dǎo)學(xué)生試錯(cuò)、思考，進(jìn)而調(diào)整、改進(jìn)：“科學(xué)的生命力在於它從不承認(rèn)自己是絕對(duì)正確的，而是在不斷試錯(cuò)中調(diào)整方向、取得進(jìn)步。”

　　鄭永和認(rèn)為，在當(dāng)下加強(qiáng)科學(xué)教育，是一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)，要有定力與毅力：“持之以恒，以長(zhǎng)期主義的精神推動(dòng)科學(xué)教育向更高水準(zhǔn)邁進(jìn)。”