原標(biāo)題：中小學(xué)科學(xué)教育，如何從“解題”轉(zhuǎn)向“解決問題”
開欄的話
科學(xué)教育是提升全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)教育強國、實現(xiàn)高水平科技自立自強的重要基礎(chǔ)。黨的十八大以來，習(xí)近平總書記在多個重要場合論述了科學(xué)教育的意義、內(nèi)涵和方法，強調(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、想象力、探求欲，培育具備科學(xué)家潛質(zhì)、愿意獻身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體。這為新時代加強中小學(xué)科學(xué)教育提供了根本遵循。
牢記總書記囑托，各地各部門和中小學(xué)全力探索，推進科學(xué)教育穩(wěn)步發(fā)展，工作成效正在逐步顯現(xiàn)。但由于涉及面廣、系統(tǒng)性強、挑戰(zhàn)性大、總體基礎(chǔ)薄弱等因素，當(dāng)前我國科學(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)教育高質(zhì)量發(fā)展的熱點難點焦點問題，凝聚學(xué)校、家長、學(xué)生、社會各界合力，共同求解科學(xué)教育這道“加法題”，光明日報《教育周刊》特推出“科學(xué)教育提質(zhì)正當(dāng)時”系列報道，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，力求為新時代中小學(xué)高質(zhì)量科學(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路小學(xué)的學(xué)生們帶來了一堂好玩的科學(xué)課。趙志遠(yuǎn)在主會場演示，該校4個校區(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)了什么科學(xué)原理？聽到提問，廣場路小學(xué)學(xué)生、溫州市“小科學(xué)家”稱號獲得者鄭雋騫搶先給出了答案：“用吸管吹氣的時候，乒乓球底部氣流流速快，壓強減小，周圍壓強大，球被包圍著就會懸浮起來?！?/p>
伯努利原理，就這樣被一個熱愛科學(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)”，這個春天，更多熱愛科學(xué)的種子在神州大地播撒：在植物園科普基地研學(xué)實踐，在氣象局各色儀器旁觀測風(fēng)云……曾經(jīng)“千篇一律”的中小學(xué)科學(xué)教育，有了越來越多的全新“打開方式”。
與此同時，我國科學(xué)教育總體基礎(chǔ)還不夠堅實，在課程、師資、資源統(tǒng)籌等方面存在不少短板。多位專家呼吁，答好科學(xué)教育“加法題”，亟需從“解題”轉(zhuǎn)向“解決問題”：走出科學(xué)教育“只要教會孩子背題、解題就行”的認(rèn)識誤區(qū)，推動以“解決問題”為最終目的的探究實踐性學(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，湖南麻陽錦江國家濕地公園里，一群孩子在盈盈綠意中快樂地躍動著、忙碌著。
“快看，白鷺飛起來了！”“那兒還有兩只水鴨子呢！”用望遠(yuǎn)鏡追蹤觀測濕地公園內(nèi)珍稀鳥類、拍攝濕地公園內(nèi)植物種群分布……豐富多彩的科學(xué)探究活動讓孩子們?nèi)杠S不已。
從這個春天開始，這片地處我國三大候鳥遷徙路線中線主干上的生態(tài)瑰寶，成為麻陽錦江第一小學(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)教師深化實驗教學(xué)創(chuàng)新，越來越多的博物館、科技館成為學(xué)?？萍冀逃摹巴塑姟薄铀?，再加速！自2023年5月教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加強新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》以來，這成為很多科學(xué)教育從業(yè)者的實際行動與真切感受。
更多的變化，寫在各地各校的扎實實踐中。
強化特色課程驅(qū)動，浙江寧波將科學(xué)教育場景擴展到港口物流、智能制造等地方特色資源，將“二十四節(jié)氣”農(nóng)業(yè)勞作、鄉(xiāng)土非遺制作等蘊含科學(xué)原理、鍛煉科學(xué)思維的實踐活動納入科學(xué)課程范疇，建立鍛煉觀測、飼養(yǎng)、種植等能力的課程資源，推動學(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，累計定向培養(yǎng)科學(xué)類公費師范生近1萬人；引導(dǎo)省內(nèi)高校開設(shè)科學(xué)教育及理工科師范類專業(yè)，擴大科學(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“科普進五個新城”，整合全市資源并精準(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……
“積極推進新時代中小學(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)、愿意獻身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體”，這樣的共識正在轉(zhuǎn)化為普遍行動。
科學(xué)教育需科學(xué)理解
記者調(diào)研發(fā)現(xiàn)，盡管探索眾多，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。
有些學(xué)校簡單地將科學(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)科知識就是做好了科學(xué)教育。中國教育科學(xué)研究院未來教育研究所副所長曹培杰對此非常不贊同：“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)教育不能簡單等同于‘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‘整個世界’，將‘靜態(tài)課程內(nèi)容’與‘動態(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)實踐中來，在現(xiàn)實世界中發(fā)現(xiàn)、研究、解決科學(xué)問題?！?/p>
有些學(xué)校將科學(xué)探究弱化為知識傳遞，用應(yīng)試思維教科學(xué)，“黑板上畫實驗”“卷子上考實驗”等情況并不鮮見。
“走進科學(xué)課實驗室，井井有條，一點使用過的痕跡都沒有。哪有發(fā)明家的桌子是整齊劃一的？”一位專家在調(diào)研時發(fā)現(xiàn)，一些學(xué)校的教師以“講”實驗和“看”實驗為主要方式進行實驗教學(xué)，即使讓學(xué)生“做”實驗，教師也只要求學(xué)生記住實驗步驟、實驗器材與實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果，忽視了實驗本身對學(xué)生思維訓(xùn)練、情意培養(yǎng)、能力提升等方面的價值。
“學(xué)校對實驗教學(xué)的評價過于粗放，只看流程記錄，不看學(xué)生成長。如果有器材擺放不到位的情況還要扣老師績效分?！庇薪處煾嬖V記者，因此，本著“多一事不如少一事”的想法，不少教師就干脆帶著學(xué)生“講實驗”“畫實驗”，最后“編寫”一則實驗記錄了事?！岸疫@些實驗大多是驗證性的，學(xué)生能夠自主設(shè)計探究的少之又少。”
還有些學(xué)校，被“快出成績、早出成績”的急功近利教育政績觀裹挾，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)置沒有實質(zhì)性變化，科學(xué)實驗也并沒有明顯增加?！肮ぷ髦攸c放在了打造科技社團上，只有社團學(xué)生才能使用學(xué)校的科學(xué)實驗室，這樣檢查驗收時好看、有亮點?？煽茖W(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)校的展臺上擺滿了無人機、機器人等“高大上”的裝備?！坝械膶W(xué)校之前并不重視科學(xué)教育，剛‘一陣風(fēng)’搞了幾個月，哪有成果可以展示？‘成果’來源可想而知。這不辦成了‘廠商裝備展’嗎？難道沒有頂尖裝備、沒有人工智能，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、小制作參加了展示：“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)教育存在的問題——重灌輸輕體驗、重結(jié)論輕過程、重驗證輕探究、重學(xué)生解題能力而忽視其解決真實問題的本領(lǐng)。
多項研究表明，我國中小學(xué)生在科學(xué)技術(shù)知識方面表現(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，卻不知道科學(xué)知識是怎么來的、科學(xué)何用、如何用科學(xué)思維和科學(xué)方式解決問題。此外，還有研究表明，我國學(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)興趣隨著年級增長而有所降低，其在科學(xué)領(lǐng)域的職業(yè)期望也較為落后。
接受記者采訪的所有專家都認(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)知識的簡單傳授，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)?？茖W(xué)教育是關(guān)注科學(xué)技術(shù)時代的現(xiàn)代人所必需的科學(xué)素養(yǎng)的一種養(yǎng)成教育。”中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院國家天文臺研究員武向平認(rèn)為，“在教學(xué)中，科學(xué)教育應(yīng)著力激發(fā)并培養(yǎng)學(xué)生對于科學(xué)探究的興趣?！?/p>
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——采訪中，這是學(xué)生、教師、專家的一致呼聲。
“因為基礎(chǔ)弱、起步晚，中小學(xué)科學(xué)教育正處在‘摸著石頭過河’的階段。當(dāng)前，要在學(xué)校科學(xué)教育實踐中發(fā)現(xiàn)一些較好的典型做法，進一步優(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)委員會科學(xué)教學(xué)專委會主任委員、北京師范大學(xué)科學(xué)教育研究院院長鄭永和認(rèn)為，科學(xué)教育必須有更大的作為，否則將會嚴(yán)重影響高質(zhì)量創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。
為了進一步探索科學(xué)教育的有效途徑和人才培養(yǎng)創(chuàng)新模式，全國首批中小學(xué)科學(xué)教育實驗區(qū)和實驗校名單日前公布，125個實驗區(qū)、994所實驗校入選。按照要求，實驗區(qū)、實驗校將在課程資源開發(fā)、教師隊伍建設(shè)、教學(xué)方式變革、教育評價改革、場所場景構(gòu)建、社會力量整合等重點領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)先行先試，力求形成一批可復(fù)制可推廣的典型經(jīng)驗和制度創(chuàng)新成果，提升中小學(xué)科學(xué)教育質(zhì)量和水平。
任重道遠(yuǎn)。
在受訪專家看來，無論是先行者們的探索，還是更普遍意義上的科學(xué)教育實踐，都必須堅決摒棄以往以知識為本位的教育模式，告別“解題教育”，轉(zhuǎn)向“為創(chuàng)新而學(xué)”。
“打一場籃球、練一次合唱、做做家務(wù)、參加科創(chuàng)比賽，都能開發(fā)孩子的大腦，都在為培養(yǎng)創(chuàng)新人才增加可能性?！鄙虾？萍拣^館長倪閩景說。
要實現(xiàn)“為創(chuàng)新而學(xué)”，頂層設(shè)計至關(guān)重要。
“我國中小學(xué)科學(xué)教育需要整體性謀劃、系統(tǒng)性落實?！编嵱篮捅硎荆?dāng)前需要盡快對科學(xué)教育發(fā)展做專門規(guī)劃部署，否則，學(xué)科布局錯位、資助體系缺失等不利于科學(xué)教育開展。他建議，應(yīng)研制相關(guān)綱要，明確國家科學(xué)教育發(fā)展的頂層設(shè)計，強化大中小幼銜接的科學(xué)教育體系設(shè)計和布局，科學(xué)設(shè)定不同學(xué)段的科學(xué)教育目標(biāo)，加強新時代科學(xué)教育改革與發(fā)展的組織保障和條件保障。
“科學(xué)教育一定是離不開實驗的。”倪閩景建議，要實現(xiàn)“朝著創(chuàng)新轉(zhuǎn)向”的科學(xué)教育，必須改變看實驗、讀文本、聽故事等傳統(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驗室以外，學(xué)校應(yīng)該建設(shè)更多科學(xué)創(chuàng)新實驗室，供孩子們自由探究?！?/p>
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)嶒炐W(xué)科學(xué)教師王萬江表示。在教學(xué)中，他時常會引導(dǎo)學(xué)生試錯、思考，進而調(diào)整、改進：“科學(xué)的生命力在于它從不承認(rèn)自己是絕對正確的，而是在不斷試錯中調(diào)整方向、取得進步?！?/p>
鄭永和認(rèn)為，在當(dāng)下加強科學(xué)教育，是一項十分緊迫的任務(wù)，要有定力與毅力：“持之以恒，以長期主義的精神推動科學(xué)教育向更高水平邁進。”
（記者 鄧暉）