彰顯科學教育的多重價值

褚宏啟

近期，科學教育成為熱點話題。教育部要求在“雙減”中做好科學教育，在中小學廣泛開展課內外科普教育活動，加強中小學生科學精神培育，切實提升科學教育質量，切實加強中小學實驗室建設?？茖W教育何以重要？科學教育是建設科技強國、實現高水平科技自立自強、提升國家競爭力的基礎性工程。從20世紀80年代起，主要發(fā)達國家如美國、英國、德國、日本、新加坡等國就將科學教育作為國家戰(zhàn)略持續(xù)推進。

從世界歷史看，科學教育與國家實力有內在聯(lián)系。1840年的鴉片戰(zhàn)爭是中國近代史的開端，是中國人心中永遠的痛。在這場中英兩國綜合國力的較量中，清朝政府不敵侵華英軍的船堅炮利，被迫簽訂改變中國命運、喪權辱國的《南京條約》，而英軍在這場戰(zhàn)爭中的陣亡人數僅為清軍的2.5%。在特定條件下，武器性能成為決定戰(zhàn)爭勝負的關鍵因素。船堅炮利的背后是科學知識、科學教育的有力支撐。而當時我國教育中的課程內容皆為儒學著述，靠四書五經是造不出堅船利炮的?？梢哉f，鴉片戰(zhàn)爭是工業(yè)文明對農業(yè)文明的降維打擊，是科學知識對四書五經的降維打擊。由此可見科學知識與科學教育的重要性。但當時存在中學與西學之爭，不少人將科學知識與技術視為奇技淫巧，予以蔑視打壓。

科學知識對于國家重要，對于個體過上美好生活也至關重要。第一次鴉片戰(zhàn)爭爆發(fā)19年之后的1859年，英國哲學家、社會學家、教育家斯賓塞（H.Spencer）提出了著名的“斯賓塞之問”：什么知識最有價值？他對歐洲古典學科（主要是文科知識，頗似我國的四書五經）在學校課程中占主導地位極為不滿。在對人類過上完滿的生活所需要的知識進行深入細致的分析后，他得出結論：“什么知識最有價值？一致的答案就是科學?！彼官e塞極力倡導科學教育，反對單純的古典主義教育，對世界很多國家課程內容的科學化、現代化產生了極大影響。

進入知識經濟時代，科技創(chuàng)新對于提升國家競爭力的作用更為凸顯，科學教育的價值愈益彰顯。2013年，世界科技強國排名第一的美國正式發(fā)布《新一代科學教育標準》，對科學教育的內容在橫向和縱向上進行整合，按主題編排和故事線的串聯(lián)，圍繞大概念組織科學教育內容，構建進階矩陣和進階關系圖。美國《新一代科學教育標準》是新一輪科學教育改革的里程碑，體現了當代基礎教育階段科學課程改革的“整合”新理念，強調科學教育應該像真實世界中的實踐和實驗那樣反映科學中各學科相互聯(lián)系的本質，強調科學知識從幼兒園到12年級的連貫一致，強調學生對于科學知識的深入理解和應用，最終目的是讓學生為升學、工作和公民生活做好準備。2018年美國又發(fā)布了新一輪科學教育五年戰(zhàn)略規(guī)劃。

不論是為了支撐我國創(chuàng)新發(fā)展驅動戰(zhàn)略，還是為了讓學生過上更為美好的生活，我國都需要大力加強科學教育。與發(fā)達國家相比，我國國民的科學素質和各級各類學校的科學教育仍相對落后，亟待提升。例如：我國2020年國民具備基本科學素質的比例是10.56%，而美國1988年就超過了這一水平，為11%，2019年更是提升到30%。

加強科學教育，除了在國家層面進行頂層設計、制定戰(zhàn)略規(guī)劃、完善相關制度體系，以及在社會層面吸引科技工作者、科普場館、家庭等主體積極參與并營造尊重科學的社會氛圍，學校同樣需要積極作為。

第一，樹立正確的目標。科學教育的目標不能簡單地等同于提升學生的考試成績，而是要教給學生“最有價值”的科學知識。這些知識不僅僅對應試和升學有用，更要對提升國家創(chuàng)新能力有用，還要對學生個人將來過上美好生活有用。除了教給學生科學知識，增進學生對于自然、社會、自身的認識，科學教育更為重要的目標是教會學生科學思維的方法，提升學生的批判性思維和創(chuàng)造性思維能力，培養(yǎng)學生在真實情境中解決實際問題的能力。如果說科學知識是“魚”，那么科學方法就是“漁”，即打魚的方法，授人以魚不如授人以漁。有人講“學好數理化，走遍天下都不怕”，說明科學知識的重要性。但是我們更需要強調科學方法的重要性，學會科學的方法才能真正做到走遍天下都不怕。

第二，增加課程內容中科學教育的比重。我國中小學課程方案可以進一步調整，適度增加科學課程內容的比重。在學校教學中，綜合實踐活動、校外研學等都可以增加科學教育的內容。

改變教學方式。多運用啟發(fā)式、探究式、合作式、討論式等教學方式，加強實驗教學，加強項目化教學或基于問題的教學（PBL），加強STEM或STEAM跨學科教學。此外，學校還需要加強科學教師隊伍建設與實驗室建設，為科學教育提供人力物力資源保障。

（編輯 崔若峰）