撰文｜郁波

 

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世界科学教育正发生剧烈、深刻的变革

 

早在2001年，依据国务院《面向21世纪教育振兴行动计划》建立“21世纪基础教育课程体系”的要求，我国开始了新一轮的课程改革，当时将“自然”课更名为“科学”，起始年级也从一年级变为三年级。 

 

2017年2月教育部印发并要求执行的《义务教育小学科学课程标准》，小学科学课被列为与语文、数学同等重要的“基础性课程”，将《科学》课程的起始年级延伸到小学一年级。

 

16年过去了，我们在课程开发、师资培训、教材建设等方面取得了一些成果和进步，但坦率而言，“科学课”作为一门独立的新课程，在整个九年义务教育阶段并未受到应有的重视。

 

16年以来，国际科学教育研究的发展速度超出了人们的预料。一些非常重要的科学教育文献和著作，比如，《新一代美国科学教育标准》（Next Generation Science Standard，NGSS）和《K-12科学教育框架：实践、跨领域概念和核心概念》（A framework for K-12 Science Education：Practice, Crosscutting Concepts, and Core Ideas）提出了一系列科学教育的新思想。这些新思想导致了世界各地的科学教育正在发生着一场剧烈的、声势浩大的、深刻的变革。

 

在这样的一个情况下，我们中国的课程和教材自然也要随之改变。如果我们的课程和教材再不随着这样的一种变化、这样的一种需求而改变的话，我们真的就要落后于世界科学教育改革的潮流，满足不了国家发展的需要以及孩子们和老师们的需求了，所以教材必须修订。

 

开设科学课的意义究竟何在？

 

最近，我在微信群中看到了一名中国留学生写的文章，里面有一句话引起我的震动。他回忆了国内的数学教育，感觉到我们数学课的问题不在于难度，而在于我们的数学课堂上压根就没有数学。我们需要思考，我们的科学课上是不是也存在着类似的问题。我们辛辛苦苦带领孩子们进行的科学教学，是不是科学课所需要的，是不是真正体现了科学课程的特点。

 

前段时间，我在微信公众号中看到，北京大学教授、《知识分子》主编饶毅博士写的这样一段话，“让‘科学队长’所传递的科学思维方式陪伴着孩子们认识探索这个世界，这可能是我所能想到的给孩子最好的成长礼物”。我非常赞同。 

 

关于今年将要启用的新教材，我只有两点对一线教师的教学建议：第一点是“深度理解科学课程的性质”，第二点是“读好读懂我们的学生”。为什么我建议大家要深度理解科学课程的性质呢？ 16年了，难道这个问题还没有解决吗？还需要把它列到第一个要义、第一个问题来解决、来提出吗？我认为，还是需要的。为什要开设科学课程？学科学到底学的是什么？这两个问题到现在我们仍然要下大功夫去理解、去研究、去提高我们的认识，因为这关系到科学课程改革的未来，关系到我们科学课程的发展和进步。我个人到今天为止坚持认为这还是中国小学科学课程必须要解决的问题。

 

关于《科学》课程性质有三句话，要深入地去进一步理解。首先小学科学课程是一门基础性课程，基础性难道仅仅指的是它在一年级开设吗？仅仅指它所涉及的学习内容是最浅显和基本的吗？第二，关于小学科学课程是一门实践性课程。这里的实践难道仅仅是动手操作和简单的加上动脑吗？第三，小学科学课程是一门综合性的课程。这里的综合性难道也只是指加强了和其它学科比如数学、语文、品德、艺术的关联吗？ 

 

长期以来我们对科学本质理解的缺陷，是中国科学教育面临的特殊困难。经过了这么多年以后，我们一直还在向解决这个问题的方向努力。今年，我们终于完成了“小学科学教材编写修订方案”，这是我们16年以来第一次用文字的方式表达了教科版科学教材的文化追求，把科学概念和科学探究双螺旋协同发展的思想模型贯穿于编写思路中。

 

这十几年中我们也一直在探索，科学课如何才能真正成为一门有价值的课程？在义务教育阶段，开设科学课的意义究竟何在？余自强先生在其著作《科学课程论》中写下的一段话：“一种新的课程的价值，取决于是否提出了新的教育哲学思想和新的教育目标体系。” 我认为给出了很好的回答。

 

对于科学课而言，这种教育哲学思想和教育目标体系是什么呢？

 

用学术语言来描述，对这一问题的回答应该是：作为一门新形态的科学课程，将向学生进行科学本体论、科学认识论、科学方法论以及科学哲学等方面的教育，引导学生正确认识人与自然的关系，了解科学家认识和看待世界的观点和方式。

 

也就是说，科学作为一门综合性的课程，其优势和追求的目标，并不仅仅是要孩子们掌握碎片化的知识，比如植物的组成部分、动物的身体结构等等。这些知识固然需要，但更重要的是在更宏观、更接近自然的图景下，让孩子们了解自然科学的概念和理论，以及人们认识自然的方法和过程。

 

那么很显然，孩子们需要了解科学家的工作，需要学习像科学家那样实践和思考。如此一来，我们的科学教育必须将科学家做科学的方法，融入到科学课程中去。

 

16年过去了， 我们感受最深的一点是，科学没有国界，但科学教育与一个国家或地区的文化密切相关。也就是说，我们国家的科学教育跟世界上大多数国家一样面临着一些共性问题，需要相同的解决办法，但也面临着一些跟文化背景相关的特殊问题。这就决定了，我们在实现科学教育目标的路径上，跟国外会有所不同。

 

这些特殊的问题是什么呢？

 

我国教师对科学性质的理解有待提高

 

2002年和2012年，我们协助南京大学教育学院张红霞教授分两次对全国21个省市的近4000名小学教师的科学素养进行了问卷调查。通过调查统计分析，我们发现，教师对科学性质的理解，相比于科学知识、科学方法、科学态度等表现出了较低的水平，而且历经10年，这种状况没有得到大的改善。

 

我们认为，对科学性质的理解是对科学的理解的核心。对于普通公众而言，也许懂得事实性的科学知识就够了，而对于教师来讲，不懂得科学的性质，不懂得科学与其他学科的差别，就不能真正上好科学课。这样的教师，不仅存在着将伪科学引入课堂的危险，而且不能做到把科学知识的学习寓于科学实践的过程之中，寓于科学史和科学与社会关系的情境之中，会长期停留在以识记符号为特征的“应试教育”阶段。

 

因此，在中国小学科学教科书的编写过程中，应该把对科学的理解作为首要问题去解决，因为这是中国所独有的特殊问题，跟中国文化有关，跟现代科学技术没有产生在中国有关。

 

科学家应加入科学教育的队伍并担当中坚力量，而不只是简单为其站台。

 

以教科书的编写为例，对科学性质缺乏理解的问题，常常表现在以下三个方面：

第一，教科书的内容选择，缺乏现代科学的宏观视野；

第二，教科书的活动设计，还不能充分体现科学实践的基本特征；

第三，教科书的目标定位还需要不断解决与儿童年龄、认知特点和发展需求相适应的问题。

 

以上这些问题，让我们深深感觉到科学教育中必须有科学家的深度参与，科学教育应该是教育界和科学界联手共同推动的事业。

 

从科学家为科学教育提供实实在在帮助的角度来说，教师培训和课程设计是两个非常重要的切入点。

 

科学家对教师的培训，不仅仅是为了加深和扩展小学科学教师的科学知识，重要的是加深他们对科学的理解。科学家对课程设计的参与，主要是提供现代科学的宏观视野，指导课程设计者如何将科学的观点和方法融入课程的结构和活动设计之中。

 

在这个意义上，科学家对科学教育的帮助，绝不仅仅是站站台、当当评委和顾问，而是期待他们能够真正走进课程的建设者行列，从最基础、最宏观的角度同科学教育的从业者一起共同构建科学课程。

 

中小学的科学课程是构建社会科学文化的基石。科学家是课程建设队伍的中坚力量。希望有更多的科学家在普及科学知识的同时，更加关注科学课程的开发，参与中小学科学课程的建设，共同推进我国中小学科学教育的发展。

 

注：本文整理自郁波在一场关于科学与教育跨界合作的主题沙龙上的发言，以及今年6月举行的教科版小学科学新教材培训会上所做的“教材修订说明及教学建议”的报告，经本人确认。