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(qiáng)國、實現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)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(qiáng)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)、願意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體。這為新時代加強(qiáng)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(jìn)科學(xué)教育穩(wěn)步發(fā)展,工作成效正在逐步顯現(xiàn)。但由於涉及面廣、系統(tǒng)性強(qiáng)、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(diǎn)難點(diǎn)焦點(diǎn)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)了什麼科學(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(qiáng)減小,周圍壓強(qiáng)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(jìn)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)雲(yún)……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“隻要教會孩子背題、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裡,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!”“那兒還有兩隻水鴨子呢!”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)校科技教育的“同盟軍”……加速,再加速!自2023年5月教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)於加強(qiáng)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(qiáng)化特色課程驅(qū)動,浙江寧波將科學(xué)教育場景擴(kuò)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(yùn)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(fèi)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(kuò)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??萍拣^推出“科普進(jìn)五個新城”,整合全市資源並精準(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(jìn)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)、願意獻(xiàn)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)教育不能簡單等同於‘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”等情況並不鮮見。
“走進(jìn)科學(xué)課實驗室,井井有條,一點(diǎn)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(jìn)行實驗教學(xué),即使讓學(xué)生“做”實驗,教師也隻要求學(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)的評價過於粗放,隻看流程記錄,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@些實驗大多是驗証性的,學(xué)生能夠自主設(shè)計探究的少之又少?!?/p>
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)實驗也並沒有明顯增加?!肮ぷ髦攸c(diǎn)放在了打造科技社團(tuán)上,隻有社團(tuán)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(diǎn)??煽茖W(xué)教育不應(yīng)該是面向全體學(xué)生的嗎?難道隻有部分學(xué)生需要加強(qiáng)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(jī)、機(jī)器人等“高大上”的裝備?!坝械膶W(xué)校之前並不重視科學(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、重驗証輕探究、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)知識是怎麼來的、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。
接受記者採訪的所有專家都認(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,不僅限於教育手段和教學(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?!敝袊茖W(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)並培養(yǎng)學(xué)生對於科學(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——採訪中,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(jìn)一步優(yōu)化、凝練、推廣,發(fā)揮其輻射引領(lǐng)作用?!苯逃炕A(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(jìn)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(diǎn)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?,當(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於科學(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(qiáng)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(qiáng)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?!蹦唛}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。”
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(jìn)而調(diào)整、改進(jìn):“科學(xué)的生命力在於它從不承認(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(jìn)步?!?/p>
鄭永和認(rèn)為,在當(dāng)下加強(qiáng)科學(xué)教育,是一項十分緊迫的任務(wù),要有定力與毅力:“持之以恆,以長期主義的精神推動科學(xué)教育向更高水平邁進(jìn)。”
(記者 鄧暉)
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