“科學(xué)不等于正確，科學(xué)的生命力在于它從不承認(rèn)自己是絕對正確的。在量子世界里，就算一個實驗步驟被完整地復(fù)制，它還是會給出不同的結(jié)果?！?/p>

“要建成《流浪地球》里那樣的太空電梯，需要使用至少3.6萬公里的高強度碳納米管作為繩索，但是目前人類在實驗室能造出來的碳納米管不超過1米?！?/p>

……

日前，由浙江省教育廳主辦、浙江師范大學(xué)教育學(xué)院承辦的“院士進師訓(xùn)——浙江省中小學(xué)教師科學(xué)素養(yǎng)提升行動”在浙江金華舉行，中國科學(xué)院院士武向平，中國物理學(xué)會科普工作委員會主任、中國科學(xué)院物理所研究員魏紅祥帶來兩堂生動有趣的科普課，引發(fā)了現(xiàn)場熱烈反響。

在提升全民科學(xué)素養(yǎng)、開展科學(xué)教育等方面，浙江一直走在全國前列。本次活動圍繞在“雙減”中做好科學(xué)教育加法、提升教師科學(xué)素養(yǎng)、共同培育科學(xué)教育的良好生態(tài)等議題，院士、科普工作者、科學(xué)特級教師等為來自浙江各地市的1000余名科學(xué)教師、科學(xué)教研員、中小學(xué)學(xué)生帶來了一場“科學(xué)盛宴”。

“我們希望能通過系列化的設(shè)計，利用社會大課堂，發(fā)揮院士、科學(xué)家參與師訓(xùn)的作用，讓我們廣大中小學(xué)教師與院士‘面對面’，幫助他們更好地養(yǎng)成科學(xué)思維、理解科學(xué)家精神。”浙江省教育廳教師工作處處長牟凌剛說。 

科學(xué)教育做“加法”迫在眉睫

今年2月，習(xí)近平總書記在中共中央政治局第三次集體學(xué)習(xí)時指出，“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?！?/p>

“從當(dāng)前我國小學(xué)科學(xué)教育來看，存在一些亟待解決的問題，科學(xué)教育做加法，非常必要、非常及時、非常緊迫?！敝袊嗌倌昕萍冀逃ぷ髡邊f(xié)會科學(xué)教師教育專業(yè)委員會主任、重慶師范大學(xué)教授林長春談及當(dāng)前科學(xué)教育現(xiàn)狀，連用了三個“非常”。

由北京師范大學(xué)科學(xué)教育研究院院長、教育部基礎(chǔ)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會科學(xué)教學(xué)專委會主任委員鄭永和領(lǐng)銜發(fā)起的一項關(guān)于全國小學(xué)科學(xué)教師隊伍的調(diào)查顯示，小學(xué)科學(xué)教師中，理工科背景教師占比僅27.5%，文科背景占32.3%。同時，超七成小學(xué)科學(xué)教師為兼任教師，近四分之一小學(xué)科學(xué)教師每年參加各級教研培訓(xùn)次數(shù)為“0”。

“小學(xué)科學(xué)教師隊伍嚴(yán)重短缺，專業(yè)素養(yǎng)嚴(yán)重不足，已經(jīng)成為當(dāng)前科學(xué)教育開展的掣肘。”鄭永和在講座中表示，“發(fā)達(dá)國家將科學(xué)視為同母語和數(shù)學(xué)同等重要的核心學(xué)科，而我國小學(xué)科學(xué)與語、數(shù)、外三門重要學(xué)科相比，在教師數(shù)量和學(xué)歷要求上還相距甚遠(yuǎn)，小學(xué)科學(xué)教師隊伍的規(guī)模擴大和結(jié)構(gòu)優(yōu)化任重道遠(yuǎn)。”

科學(xué)教師整體素養(yǎng)有待提升，科學(xué)教育的方式也亟待“升級”。PISA測試表明，我國青少年在科學(xué)技術(shù)知識方面表現(xiàn)良好，但知識應(yīng)用、科學(xué)探究、實踐創(chuàng)新等能力很薄弱，“即知道科學(xué)知識，但不知道科學(xué)知識怎么來的、科學(xué)何用、如何用科學(xué)思維方式解決問題”。

“我國青少年學(xué)生創(chuàng)新能力、動態(tài)綜合的解決問題能力不強，在科學(xué)方法掌握以及科學(xué)思維的發(fā)展上存在短板?！绷珠L春教授的調(diào)研也證實了這一點。

更令從事科學(xué)教育相關(guān)專家憂心的是，大部分國家K-12（從幼兒園到高中）都有一個體系化的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，而我國仍缺乏系統(tǒng)頂層設(shè)計。

鄭永和表示，在戰(zhàn)略規(guī)劃和法律法規(guī)中未對科學(xué)教育發(fā)展做專門部署，學(xué)科布局錯位以及資助體系缺失，小學(xué)科學(xué)地位極低等因素不利于科學(xué)教育開展，為此他呼吁當(dāng)前亟需建立“高質(zhì)量科學(xué)教育體系”，為國家科技創(chuàng)新提供有力人才支撐。

所幸的是，隨著國際形勢的變化與世界科技創(chuàng)新步伐的加快，黨和國家對科學(xué)（科普）教育的高度重視，圍繞科學(xué)教育如何更好開展，《全民科學(xué)素質(zhì)行動規(guī)劃綱要（2021-2035）》《關(guān)于加強小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)的通知》《關(guān)于加強新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》等重磅文件相繼落地，為科學(xué)教育的開展創(chuàng)造了良好的氛圍、提供了有力的政策支持。

“我們要搶占機遇，在政策引導(dǎo)下探索科學(xué)教師培養(yǎng)和專業(yè)發(fā)展相關(guān)各方協(xié)同創(chuàng)新的新路徑和新機制?！编嵱篮驼f。

“做好科學(xué)教師的加法”是重中之重 

如何做好科學(xué)教育加法？科學(xué)教師是關(guān)鍵。

做好科學(xué)教師的加法，職前培養(yǎng)環(huán)節(jié)是第一塊“硬骨頭”。在《關(guān)于加強小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)的通知》等文件提出的“建強科學(xué)教育專業(yè)擴大招生規(guī)?！被A(chǔ)上，今年教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加強新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》中提出“逐步推動實現(xiàn)每所小學(xué)至少有1名具有理工類碩士學(xué)位的科學(xué)教師”。

鄭永和解釋道，在加緊落實科學(xué)教育碩士研究生培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，理工類專業(yè)背景的碩士生在學(xué)科專業(yè)知識、科學(xué)探究和工程實踐經(jīng)驗上具有優(yōu)勢，是適合轉(zhuǎn)換為科學(xué)教師的人才首選。

“保障優(yōu)質(zhì)科學(xué)教師的供給，不僅要著力培養(yǎng)科學(xué)教育碩士研究生，還要積極鼓勵支持理工科背景的碩士生從事科學(xué)教育，實現(xiàn)‘兩條腿’走路?！编嵱篮驼f。

從政策層面，林長春則建議地方教育管理部門要為每所小學(xué)的科學(xué)教師進行定編定崗，小學(xué)校要招收專業(yè)科學(xué)教師。

與此同時，科學(xué)教師的職后培訓(xùn)也不可或缺。我國現(xiàn)有的20余萬科學(xué)教師亟待接受專業(yè)培訓(xùn)，以提升其教育教學(xué)基本能力、科學(xué)實踐能力、創(chuàng)新教育能力與信息技術(shù)教育能力。

與會專家表示，“由于當(dāng)下我國科學(xué)教師大多并非科班出身，在培訓(xùn)中首先要完善其專業(yè)知識結(jié)構(gòu)，包括自然科學(xué)基礎(chǔ)理論，工程技術(shù)、實驗技術(shù)、信息技術(shù)知識， 科學(xué)技術(shù)與社會、生產(chǎn)、生活相關(guān)知識，科學(xué)學(xué)科最新發(fā)展動態(tài)與研究成果，科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)方法論、科學(xué)史等?！?/p>

中國青少年科技教育工作者協(xié)會物理教育與普及專委會秘書長、浙江師范大學(xué)教育學(xué)院院長黃曉則認(rèn)為，課程教學(xué)能力歷來是教師的核心素養(yǎng)，未來科學(xué)教師需要具備更強的立足于學(xué)生個體心智成長與知識結(jié)構(gòu)狀況組織課程資源、利用智能技術(shù)精準(zhǔn)有效開展（跨）學(xué)科教學(xué)的能力。

黃曉以“郵票中科學(xué)家與科學(xué)史”這一課程資源為例介紹，中國郵政在2017年、2019年、2021年分別發(fā)行《科技創(chuàng)新》紀(jì)念郵票一套，其內(nèi)容包括500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡、“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星、體細(xì)胞克隆猴、量子反?；魻栃?yīng)的實驗發(fā)現(xiàn)、嫦娥5號、奮斗者全海深載人潛水器、揭示蝗蟲聚群成災(zāi)的奧秘等。

“每一張郵票背后都有豐富的科學(xué)內(nèi)涵，如果教師能以這一課程資源開發(fā)相應(yīng)的科學(xué)課程，相信能夠激起學(xué)生對科學(xué)探究的興趣。”黃曉說。

“科學(xué)教師要懂科學(xué)、懂教育，深刻理解科學(xué)教育應(yīng)該教什么、學(xué)生如何學(xué)習(xí)科學(xué)、教師如何教科學(xué)?！比涨?，教育部教師工作司司長任友群在《光明日報》撰文中這樣談道。

讓學(xué)生像科學(xué)家那樣去思考

“科學(xué)教育不單是指科學(xué)知識的簡單傳授，也不是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)，而是關(guān)注科學(xué)技術(shù)代的現(xiàn)代人所必須的科學(xué)素養(yǎng)的一種養(yǎng)成教育?！蔽湎蚱皆菏吭谘葜v中強調(diào)，“在教學(xué)中，傳統(tǒng)課程注重教授灌輸固定知識，而科學(xué)教育著力激發(fā)與培養(yǎng)學(xué)生個人興趣?！?nbsp;

為什么我們的學(xué)校總是培養(yǎng)不出杰出人才？“錢學(xué)森之問”至今仍常被人提及。魏紅祥提醒與會科學(xué)教師，在科學(xué)教育過程中，要注重培養(yǎng)孩子的“好奇心、批判性、自信心”。

浙江省特級教師、中國教育學(xué)會科學(xué)教育分會副理事長王耀村以諾貝爾物理學(xué)獎獲得者費曼的成長故事為例介紹，費曼從小到大保持著對自然的好奇，對整個世界所有事物全方位的好奇，以及不受約束、追求自由、熱愛動手實踐的本性，這是引導(dǎo)他后來成為著名科學(xué)家的重要因素。

“科學(xué)課程要培養(yǎng)的學(xué)生核心素養(yǎng)包括科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實踐、態(tài)度責(zé)任等方面。其中，探究實踐能力是基礎(chǔ)，科學(xué)思維能力是核心。”王耀村特別強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究實踐能力，倡導(dǎo)學(xué)生“多做探究實踐、真做探究實踐”。

“從觀察、實驗到歸納、演繹、數(shù)學(xué)邏輯和實證，再到探究方式的提出，再到科學(xué)探究的提出，再到探究實踐、科學(xué)思維的提出，可以發(fā)現(xiàn)：科學(xué)教育從誕生之初就蘊含著探究的思想，科學(xué)探究從一開始就與科學(xué)思維相互伴隨。”上海交通大學(xué)教育學(xué)院教師嚴(yán)曉梅認(rèn)為，在探究教學(xué)過程中，要關(guān)注學(xué)生親歷探究解決問題，也要關(guān)注學(xué)生獲得對科學(xué)探究本身的理解。

浙江師范大學(xué)教授、浙江省教育學(xué)會科學(xué)分會原副會長陳秉初同樣表示，“對已經(jīng)公布的科學(xué)研究成果加以評價，包括審查過程、檢驗證據(jù)、找出錯誤推理，對同樣的觀察結(jié)果提出不同的解釋，是科學(xué)探究的任務(wù)”。

從托勒密“地心說”到哥白尼“日心說”，再到牛頓的宇宙學(xué)說，直至當(dāng)代大爆炸宇宙學(xué)說，當(dāng)時人們認(rèn)為的“科學(xué)”在后面不斷被推翻。武向平一再表示，科學(xué)不存在終極理論，而是不斷開放的體系，需要我們不但探索、質(zhì)疑，這才是真正的“科學(xué)精神”。

在本次培訓(xùn)中，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新與質(zhì)疑能力也被專家反復(fù)提及。王耀村表示，一旦學(xué)生形成了思維定勢，其創(chuàng)造力就會受到限制。

“我們不追求將每個孩子培養(yǎng)成科學(xué)家，而是致力于讓每個孩子像科學(xué)家那樣去思考?！蔽湎蚱秸f。

本次培訓(xùn)期間，與會專家還圍繞校內(nèi)外科學(xué)教育協(xié)同創(chuàng)新、科學(xué)實驗室建設(shè)、科技創(chuàng)新實踐活動、科學(xué)教育研究以及數(shù)字化時代的科普等內(nèi)容展開深入研討。

“可以預(yù)見，從以知識和技能為本位的教育轉(zhuǎn)向以能力和素養(yǎng)為本位的教育，科學(xué)教育的轉(zhuǎn)型帶來的將是一場育人方式的深刻變革。”鄭永和最后表示。（中國教師報-中國教育新聞網(wǎng)記者 黃浩）