第05版:前沿观察
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2023年6月16日 星期

如何多渠道融合加强中小学科学教育


编者按:

今年5月,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》,全面、系统地部署了“双减”教育背景下该如何做好科学教育工作。本期,我们约请各方人士就如何真正有效落实文件精神,加强科学教育进行探讨。本期关注——

嘉宾:

郑永春 教育部义务教育科学课程标准修订组成员、中国科学院国家文台研究员

罗星凯 教育部义务教育科学课程标准修订组成员,广西师范大学科学教育研究所教授、博士生导师

喻伯军 教育部义务教育科学课程标准修订组成员、浙江省教育厅教研室副主任、省特级教师

施昌魏 省特级教师、温州市教育教学研究院副院长

曹冬林 省特级教师、嘉兴市第四高级中学校长

张晓萍 省特级教师、嘉兴市实验小学校长

林建锋 省特级教师、绍兴市上虞区滨江小学教育集团校长

兰国英 浙江自然博物院党委专职副书记、研究员

石 超 浙江省博物馆副研究员、学生家长

陈建秋 丽水市莲都区天宁小学教师

主持人:言 宏

●主持人:习近平总书记指出,要在教育“双减”中做好科学教育加法,激发青少年好奇心、想象力、探求欲,培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。加强科学教育,当下需要重点解决哪些问题?

郑永春:教育是面向未来的事业,现在的孩子就是未来社会的中坚力量。科学教育做加法,是针对科技对教育的影响愈加显著的形势而言的。根据联合国公布的预测结果,到2050年,人类70%的工作都将与科技有关。如果稍加关注就会发现,探索深空、深海、深地等前沿科技正在快速进步,人工智能特别是自然语言处理的能力,已经超过了很多孩子的表达能力。

我已经走遍了全国31个省区市,走进五六百所中小学,对科学教育的整体情况了解比较多。科学教育做加法,是针对我国基础教育阶段科学教育薄弱的现状而言的。相比发达国家长达上百年的科学教育传统,以及在理论研究、教材教具研发和教学实践方面的深厚积累,我们还有很长的路要走。

我认为需要加强教材建设。根据新课标编写的各科新教材正在修订中,语文、数学、外语等都需要加强科学教育的内容。以科学教材为例,我国小学科学教材的容量仅为发达国家的三分之一。由于内容单薄、课时有限,只能蜻蜓点水,浅尝即止。而一套优秀的科学教材,既要体现科学本质,又要站在儿童立场,重视科学探索的过程和方法及蕴含其中的科学思想和科学精神,没有足够的教材容量是无法实现的。

需要改变评价方式。既然科学是对未知的探索,就很难有标准答案和唯一正确的结论。学生只要遵循科学探索的流程和规范,不管得到什么结论,都应该是合格的。因此,科学教育应重点考查学生学习和探究的过程,而非结果。这体现在考试评价中,就是要增加评价的次数和评价的维度,将客观题的结果作为基本门槛,增加面试交流环节,选拔出真正对科学感兴趣的学生。

罗星凯:要提升攻坚克难水平,做好科学教育加法。在“双减”中做科学教育的加法,重在“做好”,难也在“做好”。我们在认识的高度、研究的深广度和行动的智慧等方面,都亟待提升。

中小学科学教育的目标定位,不能只是为了培养未来的科学家和工程师,而应该是每个学生的基本科学与技术素养。因为科学技术的影响早已遍及我们生活的每个角落,科技素养直接关乎每个人的生产能力和生活质量,与基本的读、写、算能力一样,早已成为一个人基本的文化素养。

课程理念的落实步履艰难,小学科学迄今在一些地区和学校仍被当成“副科”,甚至被随意挤占。在教育“双减”背景中强调做好科学教育加法,就是要改变其实际地位与其教育功能、育人价值极不相称的问题,进而从“育分”转向“育人”。而这样的转向,正是深化课程教学改革要过的坎。学校科学教育长期被人为边缘化,源于其在高利害考试中的不利地位。不过,真要做到向教育本质进发,科学教育应该也完全可能成为撬动深化课程教学改革的杠杆和突破口。

曹冬林:科学教育需要“融合”的理念,需要政府、学校、师生、家庭等各方扭转对科学教育的片面、孤立、断裂的理解,对教育理念进行重塑,获得完整丰富的理解。

●主持人:加强师资队伍建设对科学教育极为关键,教育管理部门、学校该如何加强科学教育师资队伍建设?

郑永春:基础教育阶段的很多教师没有受过系统的科学训练,小学教师普遍缺少理工科背景这一现状急需改变。中学教师对科学本质的理解不够,对什么是科学、为什么要学科学、怎么学科学等问题缺少认识。为此,迫切需要建设一支专业化、专职化的科学教育人才队伍。通过在大学和科研院所加强科学教育理论研究和实践,为一线教学提供指导、输送人才;在小学阶段大幅提高科学教师专职率,增加理工科专业师资,对已有师资进行继续教育。建议各地教育部门与高校或科研机构合作,让科学教师从科普阅读、查找和阅读文献开始,真刀真枪地做一次课题研究。只有教师成为科学发烧友、终身学习者,才能引导和鼓励学生学科学。

教师们应尽快转变角色,从教师变成导师,引导学生观察真实世界、查找文献资料、发现真实问题、开展实验探究、分享和交流结果,并接受其他人的质疑。不同专业背景的教师要将学科教学与科学教育相结合,探索各自学科开展科学教育的方法和途径。比如,语文课应加强科学阅读和科技写作的训练,重视表达的逻辑性,重视观点和证据的自洽性,加强科技小论文、研学报告、实验报告等科技文本的训练。数学课应加强数学与生活的联系,强调科学在生活中的应用,提高学生用数学方式表达世界的意识。美术和音乐课应加强科学与艺术的结合,增加设计科幻画、科普海报、建筑设计、创意制作等内容。教学方式改变的目的,是让学生意识到科学是探索未知的过程,本质上是对客观世界运行规律的定量化描述。

喻伯军:必须加强科学教师的配备和培养。根据新修订的课程标准,科学课程要培养学生的核心素养,是本轮课程改革的关键,落实核心素养的培养关键在于教师。

专职教师的多少,会很明显地影响科学教育的质量。当前我省初中科学教师、高中理化生教师的配备比较到位,但小学科学教师的配备还有待加强。由于编制限制和重视程度的影响,全国小学科学专职教师的比例还达不到30%。我省的小学科学专职教师达到了47%,属于比较好的水平,但是地区之间不平衡,城市中心区比例高,一些偏远山区比例低。学校要转变观念,重视学生全面发展,合理配置学科教师的任教状况。12个班级以上的小学,必须要有一位专职科学教师,力争在2027年小学科学专职教师的比例达到50%。

在教学方法上,要从知识中心走向素养导向。当前在初高中阶段,由于纸笔考试而造成学生刷题成为常态,影响学生对学习科学课程的兴趣。刷题训练也体现在教师的教学观念中,考试导向、题海战术等错误的认识没有得到纠正,教学方法有待提高和改进。因此,在初高中要加强实验教学,提高学生的学习兴趣,重点培养学生的科学思维,特别要避免刷题训练成为主要学习方式。根据全省监测数据表明,小学阶段开展实践检测,有利于促进一个地区的教师数量配备和教学方式的改进,同时提高一个地区的教学质量。因此,在中学阶段开展实验考试,也能促进中学科学的教学方式改进,但要注意实验考试的命题内容,不能只考查学生的操作技能,更重要的是要考查学生学以致用的能力、解决问题的能力,以更好地促进实验教学、促进创新人才的培养。

施昌魏:要强化学科保障,做好“人”的加法。一是要做好科学教师数量的加法,二是要做好科学教师素养的加法,三是要做好科学教师保障的加法。

政策真正落地还需要地方编制部门、人社部门、教育部门等通力合作。要专题做好区域内小学科学教师配置情况调研,加强小学科学教师队伍需求测算,提前做好用编计划报批核准。要按照“三条腿走路”,即新增一批、调剂一批、转型一批,做好小学科学师资建设的加法,确保小学科学专职教师教学全覆盖。建议各地政府部门将专职教师配备作为教师队伍建设的重要内容,纳入督导评价。

做好科学教师素养提升,除了职前培养,还要强化在职教师(包括兼职教师)培训,实施“地毯式”全覆盖培养方案,有针对性地设计培训课程和内容,为小学科学教师的专业化发展助力。

由于师资紧缺,资源不足,实验员不到位……大多数学校的小学科学专职教师教学任务都比较繁重,跨多学段、超工作量等情况非常普遍。而不少区域、学校对科学教师的工作量定位还是参照所谓“副科”“技能科”标准的,这也是很多科学教师转任其他学科的主要原因。相关部门和学校应切实为小学科学教师减负,在工作量认定、专业培训、职称评定、评优评先等方面给予倾斜,助力小学科学教师专业成长,为高质量的小学科学教育保驾护航。

●主持人:教育工作者和科技工作者该如何有效合作,才能更好地做好科学教育工作?

郑永春:因为科学家更关心的是科学本质,而教师们更关心的是学生立场,两者有机合作才能把科学教育做好,在科学教材的编写、科学课标的制定、科学课程的开发、科学教育的评估等方面,都需要科学家的更多参与。

科学教育的一个重要特征,是要创设真实情境,让学生通过动手实践,亲身体验科学。为此,建议尽快修订科学教育装备标准,加强科学专用教室、科学实验室的资源建设,配备物理、化学、生命科学、地球科学、天文等各类实验器材,保证必要的运行经费和维护人员,保障日常运行。有条件的地方还要收集动物、植物、土壤、岩石、矿物、水、空气等标本,建设校园科技馆、博物馆。在现有条件下,要加强与社会科技资源的对接,引进来,走出去,让学生们走进大自然、高科技企业、科研院所,亲自动手、亲眼看到、亲身体验科学的奥秘和神奇。

兰国英:浙江自然博物院以青少年为主体,融探究式、项目式学习理念,以传播生态文化和促进青少年核心素养发展为教育目标,并形成线上线下“两课一线”课程体系的博物馆青少年教育模式,牵头制定省内博物馆领域第一个标准,即《博物馆教育服务规范》。同时,回应教育新需求,面向全省打造青少年自然科学教育共同体和劳动教育共同体,融合社会资源,开放共享,拓展青少年教育新路径。此外,针对博物馆普遍存在服务力量不足等问题,提出“双师双向”培育机制和运用数字化手段转化教育产品、搭建数字化共享平台等举措,主动作为,积极践行“一所博物馆就是一所大学校”的使命担当,共推博物馆教育高质量发展。

陈建秋:需要场馆和学校亲密携手、共同谋划。场馆的设计、布置一般以成人思维为主,更多的是展示和宣传功能,缺乏专题式、参与式的活动内容,导致学生常常是随意体验、无序参观。因此,场馆的设计者、建造者要认真考虑学生需求,可以邀请师生座谈问卷,多设置一些体验式的教育活动或项目,可以根据参观者的年龄和认知水平,定期安排体验项目、科普讲座等,这一定会更有趣、有效。为避免“一次性参展”的现象,场馆每隔一定时间要有更新,要主动向社会、学校发布消息,让更多的人知情并参加。教师可以参与谋划,提出建议,担任科普志愿者,有计划、有目的地组织学生进行场馆学习,特别是在参观前做好方案策划,在参观后做好资料整理和经验总结。

石超:建议在开发课程时,结合国家的重大科技工程,积极予以回应。创建由博物馆教育专员和学校教师组成的“双师合作”机制,相互学习交流,共同研发课程,最大限度地将博物馆、科技馆等实物资源融入学校的教育教学。充分发挥好博物馆或科技馆的资源优势,利用展览展陈、专业讲解、数字化传播等手段,开展集参观、体验、教育、展示等为一体的博物馆研学活动,让博物馆成为广大人民群众,特别是中小学生进行研学旅行的重要基地。

学校还是要有专门的教师从事研学等工作,与科技场馆的专家学者深入交流和合作,而不能是“两张皮”式的简单合作,为活动而活动。学校、场馆、科普作家、学者密切合作,发挥各自的长处。在以上角色中,我觉得学校应该是主导者,因为他们最了解学生的需求。

●主持人:科学教育关键还是要落实在学校,需要学校探索实践。学校层面有什么好的做法值得推广?

曹冬林:科学教育需要“契合”地推进。就学校而言,要立足学校个性和特色,挖掘校园文化,统领科学教育实践,将科学教育融入学校整体育人文化、育人目标、发展规划,强化其主体地位,把科学教育和学校内涵发展、师生成长提升关联和协同起来;要拓宽资源,丰富科学教育模式。应深挖校内、校外资源,做好融通,如以“学校+X”形式(“学校+科研单位”“学校+高校”“学校+科研单位+高校”等),创新人才培养联合模式,多样化促进人才培养。

科学教育需要“贴合”地推进。要谋划抓手,贴合学生身心发展、成长需求,力促科学素养达成。要以场景化的科学活动,创造生动的学习空间。如抓好实验室和社会实践两大阵地建设:积极创设条件开展实验教学,引导学生选择身边的实验课题展开实验教学,提高学生实验设计能力、动手操作能力、合作探究能力,并获得积极体验。

张晓萍:要在探究实践中加强科学教育。学校一方面要全面系统规划、建设科学教育的实施环境,重点打造具有时代特征、资源丰富、软硬件相配套的创新型学习空间;另一方面要立足科学教育主阵地,根据各学段学生特点,结合科学教育规律,以“普及+进阶+拓展”为路径构建多层次、立体化的科学教育课程体系。基于项目驱动的进阶型科学课程,让学校中一批具有科学家潜质的学生能够在面向真实世界的情境中,通过一个较为长期的科创项目学习,提升科学探究能力和实际解决问题的能力,发展创新思维,滋养创新精神。

林建锋:从本学期开始,绍兴市上虞区滨江小学教育集团把校园科技节迭代升级为科学课程节,变革学教方式,统整教研活动,落实科学实践,实现学校科学教育的“教、学、研、评”四位一体,全面提升学生科学素养。科学课程节是对科学国家课程的项目化、活动化、校本化实施。6个年级的所有项目化学习主题都选自科学教材,既源于教材,又深耕教材。科学课程节还特别关注真实问题的解决,崇尚学以致用。例如六年级的塔台制作,我们的项目在经历塔台的吸管模型搭建后,最终是要用木条和木板制作一个一米高可以站人的真实塔台,而这个塔台则为五年级修剪高处的树木枝条所用。


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