科學(xué)教育國際經(jīng)驗與啟示

今年9月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于新時代進一步加強科學(xué)技術(shù)普及工作的意見》，強調(diào)“學(xué)校要加強科學(xué)教育，不斷提升師生科學(xué)素質(zhì)”。在此之前，教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)的通知》，提出將采取一系列措施重點培養(yǎng)小學(xué)科學(xué)教師，支撐小學(xué)科學(xué)教育高質(zhì)量開展。世界正處于百年未有之大變局，科學(xué)教育在維護國家安全和贏得國家科技競爭力上的作用越加凸顯，如何推進科學(xué)教育發(fā)展并建立高質(zhì)量教育體系，成為教育的重要課題。 ——編者

現(xiàn)代科學(xué)教育始于19世紀中葉，但得到大力發(fā)展則是在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后。在美蘇“冷戰(zhàn)”背景下，美國率先將科學(xué)教育提升至國家安全高度，由此引發(fā)了世界各國對科學(xué)教育的廣泛關(guān)注。近年來，隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革孕育興起、國際競爭加劇和大國力量對比變化，強化科學(xué)教育再次被提上許多國家的議事日程。歐美等發(fā)達國家在過去幾十年的發(fā)展中，也逐漸形成了一些較為成熟的科學(xué)教育經(jīng)驗。

重視科學(xué)教育

    政策頂層設(shè)計

從歐美等國的科學(xué)教育發(fā)展歷程來看，無論是教育分權(quán)制國家還是中央集權(quán)制國家，均重視在國家政策層面支持科學(xué)教育，這也是這些國家科學(xué)教育能夠取得突出成就的重要原因之一。

美國早在1950年就成立國家科學(xué)基金會（NSF），開展科學(xué)教師培訓(xùn)和科學(xué)課程開發(fā)。此后，美國聯(lián)邦政府對科學(xué)教育的重視一直沒有中斷：或?qū)⒖茖W(xué)教育納入綜合性的教育法案中加以強調(diào)，或出臺專門的科學(xué)教育政策，包括近年來正在推進的第二個STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）教育發(fā)展規(guī)劃“北極星計劃”等。日本、韓國、俄羅斯等也有一些類似的持續(xù)性國家政策或行動。例如，日本1953年《理科教育振興法》、1995年《科學(xué)技術(shù)基本法》、2021年《科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新基本計劃（2021—2025年）》等均把“發(fā)展科學(xué)教育”作為其中一項重要內(nèi)容。除了全面的科學(xué)教育政策外，發(fā)達國家還針對理工科領(lǐng)域高天賦學(xué)生出臺了專門政策，如美國《賈維茨英才學(xué)生教育法》、英國《全面卓越計劃：全校超常兒童教育提升方案》、德國《中小學(xué)英才兒童教育促進計劃》等。

對英才兒童和普通兒童

    實施差異化科學(xué)教育

一些發(fā)達國家在推進科學(xué)教育時針對兒童天賦開展差異化教育。

對于理工科領(lǐng)域的英才兒童，通常采取分組、加速、充實等方式開展差異化教育。分組，是將英才兒童作為一個群體，設(shè)立特別學(xué)?；蛱貏e班級對其進行專門培養(yǎng)，如以色列設(shè)置英才班。加速，是通過一定的評估機制，允許高天賦兒童提前入學(xué)、跳級或者跨年級學(xué)習(xí)、超前學(xué)習(xí)，以滿足其特殊學(xué)習(xí)需求。充實，則是通過課程、學(xué)習(xí)內(nèi)容或者教學(xué)形式的延伸拓展，為英才兒童提供更具深度和廣度的學(xué)習(xí)活動。此外，發(fā)達國家還重視英才教育保障體系建設(shè)，如系統(tǒng)開展英才教育教師培養(yǎng)、通過專業(yè)組織和學(xué)術(shù)研究機構(gòu)為英才教育提供科學(xué)引領(lǐng)、多元主體共同構(gòu)建英才教育社會支持體系等。

對于普通學(xué)生，在高中階段以下主要通過設(shè)置科學(xué)課程來開展科學(xué)教育，課時僅次于母語和數(shù)學(xué)課程。各國每周課時不等，英國2—3.5小時，美國3.5—4小時，澳大利亞2—3小時，加拿大1.5—2.5小時，愛爾蘭2—3小時，等等。在課程與教學(xué)上，小學(xué)階段以融合課程為主，重視興趣培養(yǎng)，通常采用項目式學(xué)習(xí)、主題式學(xué)習(xí)等，中學(xué)基本采用分科教學(xué)方式，強調(diào)科學(xué)思維和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)；高中階段除普通學(xué)校外，不少國家還專門開設(shè)了以科學(xué)教育為特色的學(xué)校，如美國STEM高中、日本超級科學(xué)高中、韓國科學(xué)高中、俄羅斯專業(yè)教育和科學(xué)中心、德國文理中學(xué)等。

強化科學(xué)教師

    專業(yè)標準和隊伍建設(shè)

教師是提高科學(xué)教育質(zhì)量的基礎(chǔ)與保障，為此，不少發(fā)達國家都建立了科學(xué)教師專業(yè)標準并通過多元路徑推進科學(xué)教師隊伍建設(shè)。

在專業(yè)標準方面，發(fā)達國家強調(diào)科學(xué)教師職前培養(yǎng)標準建設(shè)。例如，英國政府在1998年發(fā)布小學(xué)和中學(xué)科學(xué)教師職前培訓(xùn)課程，從教學(xué)知識與理解、教學(xué)方法與評估方法、科學(xué)知識與理解三方面對中小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)提出要求。美國國家科學(xué)教師協(xié)會（NSTA）聯(lián)合科學(xué)教師教育促進協(xié)會（AETS）于1998年制定了《科學(xué)教師教育標準》，并于2003年、2012年和2020年進行了三次更新。澳大利亞科學(xué)教師協(xié)會（ASTA）2002年發(fā)布《全國優(yōu)秀科學(xué)教師專業(yè)標準》，從專業(yè)知識、專業(yè)實踐和專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)三個維度對高水平科學(xué)教師標準進行了界定和描述。

另外，發(fā)達國家還采取措施充實科學(xué)教師隊伍，包括在師范院校和綜合大學(xué)內(nèi)開設(shè)科學(xué)教育專業(yè)學(xué)士學(xué)位課程、對非師范類理工科畢業(yè)生提供碩士學(xué)位課程或教育科學(xué)培訓(xùn)、構(gòu)建科學(xué)教育共同體等，讓沒有相關(guān)教師資格的人參與科學(xué)教育工作。同時，采取多種途徑促進科學(xué)教師專業(yè)發(fā)展，包括：通過政府出臺政策，高校和科研機構(gòu)提供培訓(xùn)服務(wù)；通過專業(yè)機構(gòu)研制教師標準、提供專業(yè)認證等方式激勵教師持續(xù)專業(yè)成長；吸納社會力量廣泛參與，在項目、資金等方面支持科學(xué)教師培訓(xùn)；等等。

完善科學(xué)教育

    支撐體系建設(shè)

建立廣泛、多元、立體的支撐體系也是發(fā)達國家推進科學(xué)教育的一項重要舉措。

一是重視科學(xué)教育高層次專業(yè)人才培養(yǎng)。歐美等國高校一般在本科、碩士研究生和博士研究生階段開設(shè)相應(yīng)課程。本科階段的科學(xué)教育既有以培養(yǎng)中小學(xué)科學(xué)教師為目標的課程，也有以追求學(xué)術(shù)研究為目標的課程。在碩士研究生和博士研究生階段，除培養(yǎng)從事科學(xué)教育的研究者外，還培養(yǎng)科學(xué)教師教育者。

二是成立專門的科學(xué)教育社會組織。除普遍成立國家科學(xué)教育協(xié)會開展決策咨詢、教師培訓(xùn)、學(xué)術(shù)研究等外，還成立其他專業(yè)組織，如美國國家科學(xué)教師協(xié)會、英國科學(xué)學(xué)習(xí)中心、日本科學(xué)教育研究協(xié)議會、韓國科學(xué)英才教育學(xué)會等。

三是強化科研教研對科學(xué)教育的學(xué)術(shù)支持，包括創(chuàng)辦科學(xué)教育學(xué)術(shù)期刊、推進科學(xué)教育學(xué)學(xué)科建制、在大學(xué)和研究機構(gòu)建立專門的科學(xué)教育研究中心等。

四是設(shè)立專門的基金會并鼓勵民間機構(gòu)和組織參與。例如，隸屬韓國教育部的科學(xué)創(chuàng)意財團主要活動有科學(xué)文化傳播、數(shù)學(xué)和科學(xué)領(lǐng)域教育課程開發(fā)、科學(xué)英才教育支援、教育捐贈文化社會推廣等。

構(gòu)建科學(xué)教育

    多元協(xié)同發(fā)展生態(tài)體系

發(fā)達國家除加強學(xué)?？茖W(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)外，還利用并拓展校外非正式學(xué)習(xí)環(huán)境，目前已形成多元協(xié)同發(fā)展的生態(tài)體系。一是發(fā)揮科技場館沉浸式科學(xué)學(xué)習(xí)體驗功能，包括開展開放式科學(xué)知識普及和互動參與活動、通過館校合作促進科學(xué)教與學(xué)協(xié)同發(fā)展、綜合運用新技術(shù)手段提高科學(xué)學(xué)習(xí)真實體驗等。二是利用科研院所等社會機構(gòu)豐富科學(xué)教育機會，具體舉措有協(xié)力促進全民科學(xué)參與、設(shè)立多樣項目和獎勵激發(fā)科學(xué)學(xué)習(xí)熱情、推進線上線下融合發(fā)展回應(yīng)數(shù)字化時代的科學(xué)教育發(fā)展需求等。三是探索科學(xué)教育的家校社、媒體等的跨界聯(lián)動，包括開展整合式項目學(xué)習(xí)、構(gòu)建家校社協(xié)同育人模式、以高質(zhì)量科學(xué)傳播產(chǎn)品為中介發(fā)揮媒體的科學(xué)教育優(yōu)勢等。四是利用科技競賽促進科技創(chuàng)新人才選拔與培養(yǎng)，典型做法包括通過嚴謹規(guī)范的賽事規(guī)則及流程選拔優(yōu)秀人才、以競賽輻射對青少年創(chuàng)新和問題解決等能力進行培養(yǎng)、給予優(yōu)秀人才頂級深造機會以鼓勵其投身科學(xué)事業(yè)。

啟示：

    建設(shè)高質(zhì)量科學(xué)教育體系

深入實施卓越拔尖人才培養(yǎng)計劃，應(yīng)加強和改進科學(xué)教育、工程教育。當前，我國正向第二個百年奮斗目標邁進，同時面臨著世界百年未有之大變局，大力推進科學(xué)教育迫在眉睫。歐美等發(fā)達國家在發(fā)展科學(xué)教育方面的探索，可以為我們帶來一定的啟示。

從國家戰(zhàn)略高度規(guī)劃科學(xué)教育發(fā)展，并分階段性有序推進。其中在中短期層面，可重點關(guān)注拔尖創(chuàng)新人才早期培養(yǎng)，將理工科領(lǐng)域的英才兒童教育納入國家政策行動中。在中長期層面，可聚焦科學(xué)教育體系化建設(shè)，如科學(xué)教育生態(tài)創(chuàng)新、公眾科學(xué)素養(yǎng)提升、科學(xué)教育與科技創(chuàng)新互動等。

加強科學(xué)教育貫通化與差異化發(fā)展。對于理工科領(lǐng)域的英才兒童，一方面應(yīng)構(gòu)建大中小學(xué)相互銜接的協(xié)調(diào)機制，為其提供清晰的升學(xué)發(fā)展路徑與出口；另一方面應(yīng)創(chuàng)新教育教學(xué)模式，如基礎(chǔ)教育階段可試點彈性教學(xué)、建立科技高中，高等教育階段繼續(xù)加強“錢學(xué)森班”等實踐探索。對于多數(shù)兒童，應(yīng)完善科學(xué)教育的貫通培養(yǎng)與終身教育機制，加強基于科學(xué)教育研究機構(gòu)與科技領(lǐng)域機構(gòu)共同參與的科學(xué)教育支持體系建設(shè)。同時，廣泛邀請科學(xué)家、一線科技工作者參與科學(xué)教育標準、內(nèi)容、教材的制定，提升科學(xué)教育的有效性和科技人才培養(yǎng)的效率。

完善科學(xué)教育支撐與保障體系建設(shè)。一是充分借鑒科普工作經(jīng)驗，并吸取其他國家科學(xué)教育發(fā)展停滯的教訓(xùn)，通過立法確立科學(xué)教育的重要地位，保障科學(xué)教育的長效發(fā)展。二是統(tǒng)籌制定、完善針對英才教育體系建設(shè)、科學(xué)教育內(nèi)容建設(shè)、科學(xué)教育生態(tài)建設(shè)等關(guān)鍵領(lǐng)域的政策。三是體系化構(gòu)建覆蓋科技英才兒童篩選、科學(xué)教育內(nèi)容、科學(xué)教育教學(xué)、科學(xué)教育評價、科學(xué)教師職前培養(yǎng)與職后培訓(xùn)、科學(xué)教育共建生態(tài)等要素的科學(xué)教育標準。四是加強科學(xué)教師隊伍建設(shè)，在高等教育機構(gòu)擴大科學(xué)教師專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)模，同時廣泛吸納有能力、有意愿的科研人員、技術(shù)人員、研究生等科技相關(guān)從業(yè)者擔(dān)任兼職科學(xué)教師，并提供教學(xué)專業(yè)技能培訓(xùn)，填補科學(xué)教師不足的缺口。

建立多元主體參與的科學(xué)教育生態(tài)體系。我國應(yīng)確立科學(xué)教育統(tǒng)籌單位，構(gòu)建多元主體共同參與投入的科學(xué)教育生態(tài)體系。具體而言，政府部門間協(xié)同應(yīng)明確科學(xué)教育邊界與主體責(zé)任部門，完善各部門協(xié)同工作機制，充分釋放多元主體開展科學(xué)教育的效能。政府與社會間協(xié)同應(yīng)關(guān)注激發(fā)社會主體參與科學(xué)教育活力，鼓勵科研院所、科技企業(yè)、科技場館、媒體等社會主體參與投入。教育與科研協(xié)作應(yīng)關(guān)注專業(yè)科研機構(gòu)共同參與科學(xué)教育教學(xué)政策出臺、標準制定和教材編寫工作等。

（本文系中國教育科學(xué)研究院基本科研業(yè)務(wù)費專項資助項目“國際比較視野下中小學(xué)科學(xué)教育實施模式與支持體系研究” [GYI2022021]成果，執(zhí)筆人：王素、張永軍、袁野等）

《中國教育報》2022年10月13日第9版