中國網/中國發展門戶網訊 日趨激烈的綜合國力競爭讓科學教育得到眾多國家的空前重視；與此同時，科學教育的內涵在不斷更新，科學教育的目標、內容和方法發生著變化。本文分析近 20 年來主要發達國家及國際組織科學教育的政策與實踐，概述關于科學教包養網育的基本共識，勾勒國際科學教育的重點主題和發展特征，以期為我國科學教育的研究與政策制定提供參考。
關于科學教育的基本認識
現代西方語境中，科學是認識世界的基本方式，這一點已得到廣泛認同。相應的基本共識包括：科學是一種進程、產品和建制；科學要進步，甜心花園就必須為人所知、被人所擁有，即需要面向社會中的所有人開展科學教育；科學教育不僅要傳遞科學知識內容，還要讓受眾知曉科學知識的生產、科學的作用和限度，了解科學家共同體如何工作，這是培育科學素養、促進科技強盛和社會進步的基礎和關鍵。為此，必須大力普及和改進各級各類科學教育，引導行為改變，這樣才能使世界走上更可持續的道路，并激發社會經濟的公平發展。由此而興起的高質量科學教育觀，不僅針對“科學中的教育”（科學作為內容），而且覆蓋“為科學的教育”和“通過科學的教育”。聯包養合國教科文組織、歐盟委員會及美國等發達國家相繼發布了一系列政策，發起了普及高質量科學教育的全球行動，并強調在科學教育和公眾科學素養建設中發揮文化的力量。
科學教育是兒童和青少年心智成長之需，學校科學課程是科學教育的主渠道。有效的科學教育反映科學家的實際工作方式，并與兒童和青少年的世界相關聯。為此，眾多發達國家將“科學探究”/“科學實踐”作為科學課程的基本范式，以追求科學教育的重要價值——不在于傳遞給學生確定性的知識，而在于把知識作為他們認知世界的方式，以應對不確定世界中的動態變化與復雜挑戰，延續科學精神。科學課程的實施，需要幫助學生獲得科學的知識，但更重要的是讓他們了解這些知包養識是如何產生的。因而，發展學生對科學與技術知識的本質性理解（即認識性信念），成為眾多發達國家科學教育的中心目標——對于育成富有科包養網學素養的公民及科技事業的建設者而言，這一點意義深遠。相應地，“探究—參與”成為當今科學教育的引領性取向，它強調將學科話語和探究模式相整合，讓學習者在涉身探究中體驗科學，在學習科學方法并用之處理任務、掌握表征的過程中參與科學，養成科學態度，化育科學精神氣質；它強調每一個學習者在所有可能的學習環境中發揮認識主體的作用。概言之，拓展學生在 STEM（科學、技術、工程、數學）領域的學習，促進科學課程中學生的“探究—參與”，不斷提升學生的成就和能力，是 21 世紀全球科學教育研究、政策和實踐的核心追求。
國際科學教育發展的重要主題
在人類可持續發展的背景下重構科學教育目標和內容
在《聯合國可持續發展教育十年（2005—2014年）國際實施計劃》指引下，眾多發達國家，尤其是美國、芬蘭、加拿大、英國、德國、日本、新加坡等國家，把“可持續發展”和“環境教育”等主題寫入基礎教育科學課程標準，強調科學及科學教育的終極目標是實現人類的可持續發展，包養科學課程要幫助學生認識環境可持續的重要性，建立生態系統觀，理解生命循環的意義，在掌握基本科學知識的基礎上積極參與社會決策。在內容上，主要涉及環境、和平、權利、生物多樣性、包容、減災、健康、氣候變化等話題，鼓勵學生掌握足包養網評價夠的科學知識，參與安全或生物議題的決策，“做出與科學技術相關的明智決定”。美國 K-12 科學課程試圖讓學生認識到，人類社會的可持續發展和生物多樣性的維護，需要對自然資源進行負責任的管理，要減少和避免不利影響，而科學家和工程師可以為之作出主要貢獻。芬蘭把“參與構建可持續發展的未來”作為橫向能力指標；德國等國家更是將 STEM 教育與可持續性發展教育整合為一體，并設立了專門的激勵計劃。聯合國教科文組織《教育 2030包養網 行動框架》頒布后，各國又重新審視已有政策并制定科學教育新愿景，以應對快速變化的世界，更加強調“跨學科教學”“系統思維”“終身學習”“合作”“多元文化”和“自主性”。
全面加強科學素養的培育
科學素養是科學教育的基本目標并與科學本質（nature of science）教育交織在一起。學校科學教育發展科學素養的主要定位，是讓學生認識科學本質和進行批判性思考、成為負責任和知情的公民；相應的有效途徑是進行科學知識的運用和科學探究、參與社會性科學議題的討論和科學問題的解決。美國國家科學院、工程院和醫學院發布的《科學素養：概念、情境和影響》共識報告，構建了“社會—社群—個人”3 個層面科學素養研究的廣義概念框架，號召科學共同體、研究共同體和其他利益相關者積極共建富有科學素養的社會。其中，個體科學素養包括基礎性素養、內容知識、理解科學實踐、認識性知識、對科學專門知包養女人能（experti包養se）的辨識、對科學的文化理解，以及傾向和思維習慣。美國于 21 世紀第 2 個十年頒布了《K-12 科學教育框架》和《下一代科學標準》，將“科學素養”表述為期望學生達到的表現，圍繞科學與工程實踐、共通概念和學科核心思想 3 個維度來設計科學學習的核心內容包養女人，并落實為學習進階要求。經濟合作與發展組織（OECD）關注科學素養對國家經濟發展和教育質量的預測價值，認為有科學素養的人愿意參與關于科學和技術的理性對話，為此，需要具備 3 個方面的能力：科學地解釋現象；評價和設計科學探究；科學地解釋數據和證據。據此，OECD 發起的國際學生評估項目（PISA）設計了針對完成義務教育學生的科學素養測試。2019 年，歐洲議會（EP）強調科學素養不限于科學內容知識，還包括批判性地參與科學相關議題并做出明智包養網比較決定的能力；因此，呼吁學校課程要納入這一新的科學素養取向，同時強調要重視基礎性素養、科學知識和能力，以及對科學的境脈性理解（contextual understanding of science）。
滲透科學本質的科學教育活動設計
如果說科學素養是未來社會所需的關鍵能力，那么對科學本質的理解則是科學素養的關鍵要素。對科學本質的理解通常涉及關于科學系統的認知認識性（cognitive-epistemic）和社會建制性（social-institutional）的認識論。科學教育活動設計主要關照科學本質的 8 個方面：科學知識以實證為基礎； 科學是可靠的但又是暫時的（不斷修正的）； 科學知識通過觀察和推論得到；創造對科學知識發展很重要；科學有主觀性，但也遵循理論；科學理論和規律是不同包養網類型的科學知識，但兩者都有證據支持，可以根據新的證據或數據解釋進行修正；科學深植于社會和文化之中；科學家使用多種多樣的方法來回答有關自然界的問題。PISA 主要通過認識性知識測試和認識性信念調查來監測 15 歲學生對科學本質的理解。
以“深度”和“連貫”的課程搭包養建科學學習的共同基礎
學校課程設計既需要基于科學的邏輯和本質，也需要便于學生的理解。在課程方案的整體設計上，已從分學科離散式地呈現科學知識走向為科學及學習領域中的深入思考和探索提供連貫一致的內容體系，以作為共同基礎。美國、英國、加拿大、日本把“深度學習”（deeper learning）或“深層理解”（deeper understanding）作為重要的科學課程目標，強調在認知上對科學內容的概念性理解，以及對科學知識背后的模式和潛在原理的尋得；主張采用真實性學習、整合性學習、評價性學習和論證式學習，包養意思批判性地檢驗論據的邏輯關系，讓學生反思自己的理解和學習過程。“連貫”是幫助學生實現“深度學習”的課程組織原則，“連貫一致取向”（coherent and consistent approach）、“橫向連貫”（horizontally coherent）、“縱向連貫”（vertically coherent）、“學習進階”（learning progression）、“大概念”（big ideas）、“統一性概念”（unifying ideas）、“共通概念”（crosscutting concepts）等多樣的表述形式出現在不同國家及地區的課程文件中，反映課程不同組織層次上的“連貫”之義。這種連貫性在法國新義務教育條例中更以“大”學習領域形式整體體現。連貫的課程組織為學生提供跨領域自主探索的機會，助力他們在多情境間的學習遷移；這樣的課程組織與“探究—參與”學習方式相匹配。美國和加拿大強調用基于探究的方式發展對“大概念”（或核心概念與共通概念）的深層理解；英國制定了小學各階段的探究能力學習清單，以支持學生“科學地工作”，認識科學本質，形成連貫、進階的概念性理解。
技術激發和融合的科學教育創新
技術時代的科學教育有 3 個鮮明的特征。技術作為內容和科目，被納入科學教育并與傳統科學學科相融合。信息技術作為科學學包養習包養站長的環境和工具，支持學生的探究過程和問題解決，促進協作，推進對于知識形成的反思。例如，美國等國家建設了與中小學科學課程配套的系統化數字學習環境，以實現傳統課堂難以企及的目的（如“提供多種模型，以幫助學習者表包養網VIP征和解釋科學現象，并在不同模型之間靈活轉換”；幫助學生交流發現，為學生提供分析數據、進行變量關系推理的復雜方法等）。倡導跨學科學習，以信息技術作為關鍵要素，開發整合式 STEM 教育方案，致力于發展學生的協作能力和創造性解決問題的能力，使學生形成對 STEM 學習的身份認同并激發科學興趣。法國等歐洲國家將科學教育和技術教育相整合（初中段）以發展科學探究的能力。總之，用技術變革科學教育已成為全球趨勢，強調支持學生的自主學習和創新學習，設計上遵循學習科學的原理包養。
重視科學與人文的統一
科學與人文作為科學教包養軟體育的一體兩面，體現在將科學與人文方法相融合，以實現可持續發展教育的價值追求，培育科學素養和促進科學本質理解。例如，強調將社會性科學議題（涉及科技倫理、維護健康、氣候變化等）的學習及批判性思維的訓練浸潤于歷史文化境脈中，引入戲劇、文學、辯論等場景。歐盟委員會提出，科學教育要將藝術和人文學科與科學臺灣包養網、技術、工程、數學等學科聯系起來，倡導不同領域的專業人員展開廣泛對話，助力學習者理解什么有效、什么無效，以及怎樣才能提高每個人的生活質量。美國、英國等國家將培養科學家所具有包養網的求真務實、自由反思、批判質疑的態度品質，納入了科學課程目標，以幫助學生認識科學專業實踐的本質，真正學會像科學家一樣思考、做事和表達。例如，構建關于現象的心理和概念模型，生成對科學現象的解釋系統；通過繪制表格和圖形或運用統計分析來解釋數據，以口頭或書面形式交流想法及研究結果，以及基于證據進行論證或為自己的觀點辯護等，從而使學生真正認識到科學觀念并非一成不變。科學史與科學哲學方法被用于正式和非正式學習環境（如科學博物館）中的科學教育設計。該方法通過建立概念間的聯系（某一科學學科內、不包養網同科學學科間、科學與其他學科間），讓學生理解科學具有廣闊的關聯，科學通過與社會文化環境相聯系而得以發展。
發揮非正式學習的重要作用
重視非正式學習，是指教師不僅要重視課內教學，而且要充分整合正式與非正式學習的機會。非正式學習強調學習由內在興趣引導而非外部驅使，學習者自愿參與或擁有選擇權；課程結構是開放的；學習活動中學生不被打分，也不必競爭；不拘于同質性，可以跨年齡、跨學科加以組織。科學教育的校外非正式學習的場所主要有科技場館、公益組織（如社區科學俱樂部、大學實驗室）、真實的自然及社會環境和媒體包養網等。這些非正式學習環境中的科學活動有助于達成以下目標：發展科學興趣、理解科學知識、從事科學推理、反思科學、參與科學實踐、認同科學包養情婦事業 。
發達國家高度重視校外科學教育質量，且科學共同體的參與度普遍較高。美國、法國、日本、韓國等國家科包養學博物館中的“探究—參與”已成為基礎教育科學課程的重要組成部分；科學博物館成為學校與學生的日常生活之外重要的“第三空間”，學生在這里與科學家、科學傳播專家相遇，感知和包養留言板認識科學，參與科學對話與實踐。
通過國際評估改進科學教育政策與實踐
近年來，以 PISA 和國際數學與科學學習趨勢項目（TIMSS）為代表的國際大規模教育評估項目，成為衡量和監測各國基礎教育階段科學教育質量的重要工具，也在推動著基礎教育課程改革。美國、英國、法國、德國、俄羅斯、日本等國家在對國際教育評估成績及本國科技競爭力進行反思的基礎上，致力于推進科學教育改革。例如，作為對 PISA 結果的回應，德國科學教育標準強調了探究方法論維度；法國極力推進聚焦公平與質量的學校教育改革；歐盟國家實施教師科學探究能力提升項目；韓國將藝術融入 STEM 教育中，并為義務教育學生開設科學探究和科學實驗課程，努力提高學生的科學興趣；俄羅斯啟動了各教育層次的創新教育行動，通過學前、普通和補充教育領域的優先措施，以提高其在國際評估項目中的排名 。美國除了參加PISA 和 TIMSS 以外，還通過其他國際科學競賽及本國教育評估（NAEP）檢測青少年科學教育質量和政策成效，率先實施了 STEM 教育國家戰略，不斷強化“科學和科學教育是美國人生活之中心”的意念。
值得注意的是，PISA 對 15 歲學生的科學職業傾向和科學教育方式的調查受到各國關注，關于教師課堂教學實踐（教學方法、信息技術運用等）與科學素養結果（科學知識表現、優異學生占比、科學認識性信念指數等）的指數成為衡量教育公平和質量狀況的“晴雨表”。TIMS長期包養S 科學評估關注各國的學校科包養網學課程實施成效；評估中關于課程結構、學生在不同認知領域的表現、學習背景和教師支援等方面的結果，對科學課程改革有直接影響，并為各國制定科學教育政策提供了堅實的基包養礎。
結論與建議
國際科學教育發展的整體趨勢
通過對主要包養網發達國家和國際組織科學教育政策與實踐的考察，可以發現： 科學教育發展以人類可持續發展為指向，以培育科學素養為目標；科學教育實踐中注重滲透科學本質教育，關注通過深度與連貫的課程搭建科學學習的共同基礎，探索以技術激發和融合科學教育創新的方式，強調科學與人文的統一，強化非正式學習的重要作用，并通過國際評估提升質量。科學教育不僅是課程形態的存在，更是一種參與的文化，是一種開放探索、求實求證、合作互動、批判創新的文化。科學教育不僅是學校的內部工作，更需要社群和社會的共同參與；不僅是“科學教師”群體的專門工作，也是科學家、科學共同體的專業責任。
我國科學教育的問題與未來發展建議
對比國際科學教育發展的整體趨勢和科技強國在國際教育評估中的表現，我國基礎教育階段的科學教育目前有以下“短板”：學生對科學方法和科學本質的理解、科學興趣的持久性和科學職業期望等方面都存在欠缺；學生進行科學探究和從事科學實踐、練習科學思維的機會有限；科學課程缺乏多樣性，學生的自主權不夠充分；兒童科學教育機會（如小學科學課時）相對較少，初中段科學學習效率不高；非正式學習的豐富性、廣闊性和適當性遠未滿足科學教育發展的需要。如何促進科學教育的創新發展，提升科學素養優異學生的比例，培養科技領域的拔尖創新人才，是我國當前亟待破解的難題。
這些問題也明示了我國科學課程改革的重點方向：著力培養兒童青少年的科學興趣，發展認識性好奇；培育科學教育的“參與”文化，促進學生對科學方法和科學本質的理解，打好邏輯思維能力基礎，全面提升學生的科學思維品質及科學素養；擴展學生科學教育的機會，包括提升科學課程的多樣性及學生自主選擇性，保障兒童充分接觸優質的科學教育，優化正式與非正式學習機會的整合。為此，需要在資源投入和體制建設方面給予系統性支持。
要把建設高質量、適切的科學教育作為科技人才培養和教育發展的重大戰略。激勵科學教育工作者探索科學教育的實踐創新，激發科學共同體及社會力量積極投身到科學教育的偉大事業中。尤其是，要強化青少年科學教育體制保障，明確落實責任主體；切實提高大學的責任意識，發揮好大學在科學教育與科學普及工作中知識生產和服務的功能。大力加強科學教育學術建設，設立專門的科研資助計劃（如歐美發達國家的政府長期計劃），支持科學教育與傳播方式的創新研究，提高資助的持久性和累積性，整體統籌改進資源建設。 （作者：裴新寧、鄭太年，華東師范大學。《中國科學院院刊》供稿）。
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