一、反思科學(xué)教育存在的問(wèn)題
近年來(lái)，在國(guó)家的大力扶持下，我國(guó)的科技有了迅猛的發(fā)展。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)2016年初發(fā)布的《美國(guó)科學(xué)與工程指標(biāo)》顯示，中國(guó)已成為世界第二研發(fā)大國(guó)，中國(guó)科技在全球的地位日益突出。航空航天、人工智能、深海探測(cè)、生物醫(yī)藥、橋梁高鐵等技術(shù)在世界上有了一席之地。但是，我國(guó)的科學(xué)教育仍不盡人意，表現(xiàn)在國(guó)家科技人才還比較緊缺，國(guó)民的科學(xué)素養(yǎng)總體不高。2015年P(guān)ISA測(cè)試顯示，中國(guó)科學(xué)教育與世界先進(jìn)水平仍然存在較大差距，科學(xué)素養(yǎng)呈現(xiàn)出一定的“高成就低興趣”傾向，“喜歡學(xué)習(xí)科學(xué)的指數(shù)”排名13，“將來(lái)有從事科學(xué)事業(yè)愿望的學(xué)生比例為16.8%，遠(yuǎn)低于美國(guó)的38%和歐盟國(guó)家24.5%的均值。[1]世界經(jīng)濟(jì)論壇《2017-2018全球競(jìng)爭(zhēng)力報(bào)告》顯示，盡管中國(guó)全球競(jìng)爭(zhēng)力的排名有所上升，但中國(guó)的創(chuàng)新水平、技術(shù)就緒度、高等教育與培訓(xùn)等仍低于亞洲新興和發(fā)展中國(guó)家的平均水平。而在137個(gè)國(guó)家和地區(qū)的數(shù)學(xué)與科學(xué)教育質(zhì)量排名中，中國(guó)大陸僅列50位，這些年呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，更是遠(yuǎn)落后于排名第一的新加坡。[2]科學(xué)素養(yǎng)的差距反映了我們科學(xué)教育的差距。
(一)科學(xué)教育目標(biāo)功利化
基礎(chǔ)教育科學(xué)教育的目標(biāo)是“提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”，但這個(gè)目標(biāo)在中小學(xué)已經(jīng)嚴(yán)重窄小化。小學(xué)科學(xué)教育呈現(xiàn)明顯的弱勢(shì)，表現(xiàn)在課時(shí)少，已經(jīng)少得可憐的課時(shí)還時(shí)常被占用；專(zhuān)職教師的比例小，有的學(xué)校甚至音樂(lè)教師上科學(xué)課；專(zhuān)用的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室少，儀器藥品缺乏。而中學(xué)的科學(xué)教育以應(yīng)試為主要目標(biāo)，考什么教什么，不考什么也就不教什么。如2008年江蘇的高考方案中，把物理、化學(xué)、生物地理等科學(xué)科目作為選考的科目，分?jǐn)?shù)以等級(jí)計(jì)算而不計(jì)入總分，導(dǎo)致學(xué)校對(duì)這些科目的教學(xué)很不重視，高考中報(bào)考科學(xué)的人數(shù)急劇下降，各類(lèi)奧賽中獲獎(jiǎng)人數(shù)也急劇下降。而這種情形在2017年浙江的高考改革方案實(shí)施后同樣發(fā)生了。紙筆測(cè)試中由于很難考查學(xué)生的真實(shí)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)踐能力，導(dǎo)致在目前中學(xué)的科學(xué)教育中實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)功能弱化，視頻實(shí)驗(yàn)、黑板實(shí)驗(yàn)屢見(jiàn)不鮮，導(dǎo)致科學(xué)教育中“做”得很少。
(二)科學(xué)教育對(duì)象精英化
既然科學(xué)教育的目標(biāo)是“培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)”，面向所有人就顯得非常重要，科學(xué)教育不只是培養(yǎng)科學(xué)家的教育。但是，我們的科學(xué)教育在很大程度上表現(xiàn)出精英化傾向，千軍萬(wàn)馬過(guò)獨(dú)木橋，重應(yīng)試輕視對(duì)公民的科學(xué)素養(yǎng)教育，影響了全體公民的科學(xué)素養(yǎng)。
地區(qū)的差異、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及職業(yè)、性別的不同造成科學(xué)教育的對(duì)象更呈現(xiàn)出精英化的態(tài)勢(shì)，當(dāng)城市的孩子在學(xué)編程、人工智能時(shí)，農(nóng)村的孩子關(guān)于自身健康知識(shí)的科普教育還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有跟上。精英化教育導(dǎo)致地區(qū)之間、人群之間、性別之間科學(xué)教育的不均衡，不能做到為“每一個(gè)人的科學(xué)教育”。
(三)科學(xué)教育內(nèi)容片面化
重視“雙基”(基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能)是我國(guó)基礎(chǔ)教育的傳統(tǒng)。加之應(yīng)試的過(guò)程中，知識(shí)是考核的最重要內(nèi)容，因此，“課程過(guò)于注重知識(shí)傳授”，“課程結(jié)構(gòu)過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)科本位、科目過(guò)多和缺乏整合”，“課程內(nèi)容“難、繁、偏、舊和過(guò)于注重書(shū)本知識(shí)”，“課程實(shí)施過(guò)于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練”，“課程評(píng)價(jià)過(guò)分強(qiáng)調(diào)甄別與選拔的功能”，[3]目前情況雖有所改善，但科學(xué)教育中學(xué)習(xí)目標(biāo)重視知識(shí)、學(xué)習(xí)過(guò)程強(qiáng)調(diào)記憶、學(xué)習(xí)內(nèi)容脫離生活、學(xué)習(xí)結(jié)果用于解題、題海戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練的現(xiàn)象依然普遍，這種見(jiàn)題不見(jiàn)人的高強(qiáng)度、枯燥訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生最初對(duì)世界的好奇、對(duì)科學(xué)的興趣在題海中一天天減少。
(四)科學(xué)教學(xué)方法形式化
在各種各樣的展示課、優(yōu)質(zhì)課和比賽中，各種新型的課堂教學(xué)層出不窮：快樂(lè)學(xué)習(xí)、探究教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、STEM(科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué))。各種技術(shù)涌入學(xué)校，使學(xué)校、教室的形態(tài)也發(fā)生了很大的變化。這一切對(duì)科學(xué)教育的改革無(wú)疑是十分有益的。但也有不少教師在改革中只重形式，缺乏對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，使得有些科學(xué)課堂轟轟烈烈走過(guò)場(chǎng)，只有游戲，沒(méi)有思考，只有形式，沒(méi)有深入，特別缺乏的是給學(xué)生在真實(shí)情境中解決復(fù)雜問(wèn)題的機(jī)會(huì)。中國(guó)科普研究所對(duì)我國(guó)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的科學(xué)態(tài)度有虛高的成分，對(duì)于科學(xué)學(xué)科及一些主題的具體含義認(rèn)識(shí)不夠深入。[4]許多學(xué)生表示他們參與了較多的科學(xué)活動(dòng)，但是結(jié)果顯示深度不夠，并沒(méi)有獲取更多有價(jià)值的內(nèi)容，更沒(méi)有圍繞具體問(wèn)題形成更為深刻的認(rèn)識(shí)。這種活動(dòng)有余、思維不足，缺少思維容量的“虛假探究”，是無(wú)法發(fā)揮科學(xué)教育價(jià)值的。
(五)科學(xué)教育資源分散化
盡管科學(xué)教育的社會(huì)資源和學(xué)校資源都比較豐富，但利用率不高。以重慶三峽博物館為例，實(shí)行免費(fèi)開(kāi)放以后，博物館年均觀眾在160萬(wàn)人左右，其中18歲以下的觀眾只有24萬(wàn)人，占全部觀眾的15%左右。而作為學(xué)校團(tuán)體預(yù)約的觀眾只有13次，約1萬(wàn)人。這與國(guó)外中小學(xué)生是博物館的生力軍形成鮮明的對(duì)照。學(xué)校科學(xué)教育、家庭教育和社會(huì)教育的資源分散和資源割裂，導(dǎo)致大多數(shù)人把科學(xué)教育的場(chǎng)所限于學(xué)校，限于教室?？茖W(xué)教育環(huán)境的封閉，導(dǎo)致科學(xué)教育資源被浪費(fèi)，科學(xué)資源的價(jià)值很難充分體現(xiàn)。
(六)科學(xué)教育教師非專(zhuān)業(yè)化
誰(shuí)站在講臺(tái)前，誰(shuí)就決定著教育的品質(zhì)。科學(xué)教師的素質(zhì)是決定科學(xué)教育品質(zhì)的關(guān)鍵。目前科學(xué)教師數(shù)量不足、水平不高、專(zhuān)業(yè)化程度差，已經(jīng)成為制約科學(xué)教育的重要因素。據(jù)調(diào)查，在全國(guó)科學(xué)教師“國(guó)培計(jì)劃”的培訓(xùn)班上，“有一部分是兼職教師，有一部分是因?yàn)闊o(wú)法勝任語(yǔ)文、數(shù)學(xué)等課程，而改為教科學(xué)課”，一個(gè)簡(jiǎn)單的科學(xué)概念，竟然有一半以上的科學(xué)教師都理解錯(cuò)誤。在昆明教師科學(xué)學(xué)科培訓(xùn)中，語(yǔ)文老師參加的有1 500人，而科學(xué)教師只有96人。[5]在“國(guó)培計(jì)劃”中，科學(xué)教師占全體教師的比例為0.75%。
而教師的專(zhuān)業(yè)水平更是令人擔(dān)憂。有調(diào)查顯示，小學(xué)科學(xué)教師在科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法上存在很多缺陷，在科學(xué)性質(zhì)的認(rèn)識(shí)方面問(wèn)題尤其嚴(yán)重，導(dǎo)致在教學(xué)中出現(xiàn)了一些不科學(xué)甚至偽科學(xué)的做法。[6]中學(xué)理科教師科學(xué)素養(yǎng)的總體水平良莠不齊，在所測(cè)試的科學(xué)素養(yǎng)中，教師對(duì)科學(xué)知識(shí)的掌握相對(duì)較好，但在科學(xué)方法、科學(xué)性質(zhì)這兩個(gè)維度上較為薄弱，[7]對(duì)科學(xué)本身的認(rèn)識(shí)不夠是科學(xué)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展過(guò)程中最為關(guān)鍵問(wèn)題。
二、新科學(xué)教育的基本理念
由上，我們提出新科學(xué)教育。新科學(xué)教育提倡研發(fā)卓越課程，使得課程的根本目的不是傳授知識(shí)，而是形成用以運(yùn)用知識(shí)的能力和統(tǒng)領(lǐng)知識(shí)的智慧，誘導(dǎo)人的創(chuàng)造力量。在這個(gè)過(guò)程中，智識(shí)教育要通過(guò)“知識(shí)”為媒介的，讓知識(shí)擁有溫度，就是從知識(shí)走向智識(shí)，走向智慧。
(一)讓科學(xué)知識(shí)有溫度，奠定學(xué)生未來(lái)生活基礎(chǔ)，滿足和保持兒童天生的好奇心
科學(xué)教育的目的不是為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的復(fù)現(xiàn)，而是復(fù)活。這不僅因?yàn)榭茖W(xué)知識(shí)總是在不斷變化中，還因?yàn)榧兇獾闹R(shí)無(wú)血無(wú)肉，無(wú)根無(wú)緣，既枯燥無(wú)味，又帶有惰性，無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情。德國(guó)哲學(xué)家胡塞爾(Husserl，E.)指出：“科學(xué)的‘危機(jī)’表現(xiàn)為喪失其對(duì)生活的意義。因此，從文化的意義上看，走出科學(xué)危機(jī)乃至社會(huì)危機(jī)的出路是讓科學(xué)回歸生活世界”[8]。教育中要使科學(xué)知識(shí)復(fù)活，賦予它溫度，同樣是通過(guò)科學(xué)知識(shí)與人的生活的對(duì)話實(shí)現(xiàn)。特別是在今天這個(gè)到處充滿科技的世界，沒(méi)有科學(xué)知識(shí)，一個(gè)人幾乎很難生存，也無(wú)法有合適的工作機(jī)會(huì)。而當(dāng)科學(xué)知識(shí)與兒童現(xiàn)實(shí)生活相通，與社會(huì)生活相通，與人類(lèi)命運(yùn)相通時(shí)，很容易引發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生探索知識(shí)的奧秘，引起學(xué)生對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)的渴望。
(二)讓科學(xué)智識(shí)有力度，養(yǎng)成學(xué)生理性思維習(xí)慣，體驗(yàn)探索世界的理智感
“科學(xué)教育的最大特點(diǎn)，就是使心智直接與事實(shí)聯(lián)系，并且以最完善的歸納方法來(lái)訓(xùn)練心智；也就是說(shuō)，從對(duì)自然界的直接觀察而獲知的一些個(gè)別事實(shí)中得出結(jié)論?！盵9]無(wú)疑，歸納法是科學(xué)邏輯思維中的一種方法。正是科學(xué)的思維方法，使得科學(xué)具有強(qiáng)大的解釋力、預(yù)測(cè)力?；诳茖W(xué)思維為主導(dǎo)的科學(xué)智識(shí)的力量，科學(xué)教育中對(duì)學(xué)生的思維訓(xùn)練就是對(duì)學(xué)生的智能進(jìn)行開(kāi)發(fā)，它不僅可以讓孩子們的思維能力、想象能力和創(chuàng)造能力得到發(fā)展，為終身學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的智力基礎(chǔ)，理性的思維習(xí)慣也能提高學(xué)生辨別是非、判斷和評(píng)估事物的能力。這種智能的訓(xùn)練，也會(huì)帶給人探索世界的理智感或者智慧的享受。費(fèi)曼(Feynman，R.)在《科學(xué)的價(jià)值》中從科學(xué)家的角度闡明了這種感受：“科學(xué)的另一個(gè)價(jià)值是提供智慧與思辨的享受。這種享受在一些人可以從閱讀、學(xué)習(xí)、思考中得到，而在另一些人則要從真正的深入研究中方能滿足。這種智慧思辨享受的重要性往往被人們忽視，特別是那些喋喋不休地教導(dǎo)我們科學(xué)家要承擔(dān)社會(huì)責(zé)任的先生們”[10]。很多青少年也因少年時(shí)的科學(xué)探究經(jīng)歷體驗(yàn)的快樂(lè)，由科學(xué)的興趣發(fā)展為志趣，把科學(xué)作為終身的事業(yè)。
(三)讓科學(xué)智慧有深度，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)美好事物的能力，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力
科學(xué)教育發(fā)展學(xué)生對(duì)物的創(chuàng)造具有特殊的價(jià)值。借助于科學(xué)的慧眼，學(xué)生能把世界看得更清楚，更明白，發(fā)現(xiàn)更多美好的事物，包括自然的美麗和奧秘。而科學(xué)發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的創(chuàng)造力，是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造的重要?jiǎng)恿?。在過(guò)去的幾百年里，科學(xué)對(duì)物質(zhì)世界的改造和創(chuàng)造是科學(xué)的立身之本。科學(xué)的實(shí)踐活動(dòng)不僅改造著自然的物質(zhì)世界，還創(chuàng)造出自然世界不存在的物質(zhì)，使得今天的世界已完全不同于過(guò)去的莽荒之地。科學(xué)的這種創(chuàng)造力，決定了它必將是人們未來(lái)解決環(huán)境、能源、材料、生命等復(fù)雜問(wèn)題的首選方法。科學(xué)教育對(duì)人自身的生命創(chuàng)造也有重要價(jià)值，赫胥黎(Huxley，T.H.)在把科學(xué)引進(jìn)教育時(shí)，就認(rèn)識(shí)到科學(xué)教育不應(yīng)僅滿足于日常生活的實(shí)用需要，還影響人的精神生活。杜威(Dewey，J.)也認(rèn)為，“傾向于信仰”“輕信”是人性固有的弱點(diǎn)，要克服人性的這些弱點(diǎn)必須要依靠科學(xué)教育?？茖W(xué)是防止這些“自然傾向”以及由此而產(chǎn)生的惡果的工具。
(四)讓科學(xué)信念有高度，提高學(xué)生對(duì)于科學(xué)與人類(lèi)文明、科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展關(guān)系的認(rèn)識(shí)，形成社會(huì)責(zé)任感
科學(xué)精神的培養(yǎng)是基礎(chǔ)教育階段科學(xué)教育的最重要目標(biāo)。這是因?yàn)檎嬲目茖W(xué)不僅求真，也是崇尚和敬美。正是這種科學(xué)的信念，不斷規(guī)范著科學(xué)家的行為，讓科學(xué)家保持了對(duì)自然和生命的敬畏和崇拜，努力規(guī)避著科學(xué)對(duì)社會(huì)的負(fù)面影響，最終調(diào)整著科學(xué)對(duì)社會(huì)的作用，使得科學(xué)在人類(lèi)文明的進(jìn)程中，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作為，如今已經(jīng)成為第一生產(chǎn)力。而科學(xué)精神也成為人類(lèi)精神財(cái)富的重要組成部分。提高學(xué)生對(duì)于科學(xué)與人類(lèi)文明、科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展關(guān)系的認(rèn)識(shí)，理解科學(xué)的價(jià)值，合理地利用科學(xué)，具有現(xiàn)代公民對(duì)于社會(huì)和諧、生態(tài)環(huán)境、人類(lèi)和平的高度責(zé)任感，是科學(xué)教育職責(zé)。
(五)讓科學(xué)教育有長(zhǎng)度，提供學(xué)生拓展、活化、應(yīng)用課內(nèi)所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)，促成終身發(fā)展
課堂的時(shí)間總是有限的，學(xué)生的發(fā)展是終身的?？茖W(xué)教育不能止步于課上45分鐘，更不應(yīng)該止于考試結(jié)束之時(shí)，應(yīng)該延伸至課堂后，延伸至日常生活、社會(huì)生活的方方面面，或解釋更多未教過(guò)的自然現(xiàn)象，或解決更多未教過(guò)的真實(shí)問(wèn)題。在新科學(xué)教育中，特別重視“家校合作共育”的行動(dòng)，努力開(kāi)發(fā)各類(lèi)科學(xué)教育資源，為學(xué)生提供拓展、活化、應(yīng)用課內(nèi)所學(xué)知識(shí)的機(jī)會(huì)。包括將課內(nèi)所學(xué)拓展為研究課題，或者為學(xué)生提供可關(guān)注和討論的與科技有關(guān)的社會(huì)問(wèn)題等，使學(xué)校的科學(xué)教育與家庭、社會(huì)的科學(xué)教育結(jié)合，形成科學(xué)教育的合力。一旦學(xué)生學(xué)習(xí)有了自主性，學(xué)習(xí)便是無(wú)限的，終身的發(fā)展就有可能。
三、新科學(xué)教育的實(shí)施路徑
新科學(xué)教育提出的實(shí)施路徑是“讀中思、做中學(xué)、寫(xiě)中悟”，目的是讓學(xué)生在科學(xué)教育中領(lǐng)悟科學(xué)的魅力，體驗(yàn)到科學(xué)實(shí)踐的完整性，更深刻地理解科學(xué)的本質(zhì)，使科學(xué)教育在師生的幸福完整教育生活中發(fā)揮積極的有效的作用。
(一)“做中學(xué)”是科學(xué)教育的核心
從杜威的“教育即生活”到陶行知的生活教育理論，“做中學(xué)”是一個(gè)基本的教育原則。這里的“做”指的是生活社會(huì)實(shí)踐。中國(guó)的“做中學(xué)”項(xiàng)目是由韋鈺院士積極倡導(dǎo)、教育部和中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)共同發(fā)起的一項(xiàng)幼兒科學(xué)教育改革計(jì)劃，它是在傳統(tǒng)探究式學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，字面的翻譯是“基于動(dòng)手的探究學(xué)習(xí)”，因此這里的“做”，指的是基于動(dòng)腦、動(dòng)手的科學(xué)探究，強(qiáng)調(diào)的是在動(dòng)手做學(xué)習(xí)中讓學(xué)生建構(gòu)自己的科學(xué)概念和認(rèn)知模型。[11]“做中學(xué)”針對(duì)我國(guó)科學(xué)教育長(zhǎng)期存在的重知識(shí)輕能力、重結(jié)果輕過(guò)程、重教師傳授輕學(xué)生探究、重實(shí)用價(jià)值輕科學(xué)精神等弊端，成為我國(guó)科學(xué)教育改革的一大亮點(diǎn)，特別在小學(xué)、幼兒園產(chǎn)生了廣泛影響。
新科學(xué)教育中的“做中學(xué)”是基于科學(xué)實(shí)踐的科學(xué)學(xué)習(xí)，它是科學(xué)教育的核心，因?yàn)榭茖W(xué)最重要的兩大價(jià)值在于認(rèn)識(shí)自然和創(chuàng)造世界。在這種認(rèn)識(shí)和創(chuàng)造活動(dòng)中，科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)與其他活動(dòng)最本質(zhì)的區(qū)別在于物質(zhì)性，科學(xué)實(shí)踐使用的工具、儀器、設(shè)備等手段是物質(zhì)的，科學(xué)實(shí)踐的對(duì)象是物質(zhì)性的自然，科學(xué)實(shí)踐的結(jié)果雖有精神的，但最重要的也是物質(zhì)的。我們把人與物質(zhì)打交道的過(guò)程稱(chēng)之為“做”。當(dāng)然科學(xué)實(shí)踐的主體是人，這種“做”的活動(dòng)不僅涉及雙手、感官、肌肉、骨骼等的活動(dòng)，還會(huì)涉及大腦，因?yàn)槿诉M(jìn)行活動(dòng)都是有目的、有意識(shí)的。當(dāng)然今天的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)與人類(lèi)的生活有著越來(lái)越密切的關(guān)系，科學(xué)改變著今天的世界，人類(lèi)的生活已離不開(kāi)科學(xué)和技術(shù)。
基于科學(xué)實(shí)踐的“做中學(xué)”，一方面是活動(dòng)要與師生的生活、社會(huì)實(shí)踐聯(lián)系，反映科學(xué)在真實(shí)世界中的活動(dòng)和經(jīng)驗(yàn)，另一方面是活動(dòng)具有科學(xué)的探究性。多樣性的探究活動(dòng)包括帶著學(xué)生走進(jìn)自然，學(xué)會(huì)用眼睛科學(xué)地觀察自然，擦亮孩子的眼睛，發(fā)現(xiàn)自然的神奇和變化的奧秘；設(shè)計(jì)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，釋放孩子的好動(dòng)的天性，學(xué)會(huì)科學(xué)地控制條件獲得物體變化的證據(jù)，探索物體變化的本質(zhì)；融合科學(xué)和技術(shù)，為解決問(wèn)題進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和創(chuàng)作，創(chuàng)造自己心中的世界；結(jié)合生活開(kāi)展的主題性綜合科學(xué)活動(dòng)，提供學(xué)生用科學(xué)解決生活中的復(fù)雜問(wèn)題的機(jī)會(huì)，從而更全面地理解科學(xué)生活的意義和價(jià)值等。
(二)“讀中悟”是“做中學(xué)”的引領(lǐng)
閱讀本身是科學(xué)家科學(xué)實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)家在進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，要通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解課題的研究歷史、現(xiàn)狀，找到解決問(wèn)題的方法和思路，探索課題開(kāi)發(fā)的新用途?？茖W(xué)教育中的科學(xué)閱讀，除了讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)實(shí)踐的閱讀環(huán)節(jié)外，還有教育的作用。
科學(xué)閱讀不僅是科學(xué)知識(shí)的獲得和累積過(guò)程，還是科學(xué)興趣、科學(xué)信仰、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)價(jià)值的養(yǎng)成過(guò)程。這是因?yàn)榭茖W(xué)閱讀的材料多種多樣，有工具類(lèi)的教材和教輔，有文學(xué)類(lèi)的科普作品，還有研究類(lèi)的科研文獻(xiàn)，等等。通過(guò)引導(dǎo)，不同類(lèi)型的科學(xué)閱讀，可以達(dá)到不同的目的。
趣味性的科學(xué)閱讀，以引起思考的興趣為目的，指的是讓學(xué)生通過(guò)閱讀科學(xué)童話、自然畫(huà)冊(cè)等，在優(yōu)美的語(yǔ)言和精美的畫(huà)面中，了解自然的神奇和美麗，理解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的神圣和魅力，引起孩子對(duì)科學(xué)的興趣，激發(fā)他們對(duì)自然的好奇心，給孩子開(kāi)啟認(rèn)識(shí)世界的另一扇窗。
方法性的科學(xué)閱讀，以學(xué)習(xí)科學(xué)思考方法為目的，通常是指閱讀一些研究文獻(xiàn)或科學(xué)家傳記的過(guò)程中，梳理知識(shí)的來(lái)龍去脈，了解前人對(duì)這些問(wèn)題的認(rèn)知方法、實(shí)驗(yàn)方法或?qū)嵺`方法；挖掘這些方法背后的思想，比如思考為什么會(huì)用這樣的實(shí)驗(yàn)方法，怎么從科學(xué)家是從實(shí)驗(yàn)獲得證據(jù)，得出結(jié)論，能否模擬科學(xué)家的研究過(guò)程，做自己的科學(xué)探究。
創(chuàng)造性的科學(xué)閱讀，以學(xué)習(xí)創(chuàng)造知識(shí)為目的。指的是不去膜拜教材中的知識(shí)，而是在閱讀中運(yùn)用已有的知識(shí)和方法發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，敢于提出質(zhì)疑，敢于提出自己的觀點(diǎn)，進(jìn)而養(yǎng)成閱讀中思考的習(xí)慣?；蚴峭ㄟ^(guò)對(duì)科幻小說(shuō)或科學(xué)推理故事等閱讀，展開(kāi)充分的想象，激發(fā)科學(xué)創(chuàng)造的勇氣，體驗(yàn)思考的力量。天文學(xué)家薩根(Sagan，K.)說(shuō)過(guò)，科幻小說(shuō)作為科學(xué)的引入物，常常能讓讀者愛(ài)上科學(xué)，并在今后跟科學(xué)之間的交往中發(fā)現(xiàn)，科學(xué)其實(shí)比科幻小說(shuō)還要神奇?？梢?jiàn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度的科學(xué)閱讀，可以激發(fā)探究的欲望，拓寬探究的視野，打開(kāi)探究的思路，堅(jiān)定探究的意志，使“做中學(xué)”深入開(kāi)展。
(三)“寫(xiě)中思”是“做中學(xué)”的升華
語(yǔ)言是重要的溝通交流工具，寫(xiě)作是將個(gè)人思想以文字或符號(hào)的形式表達(dá)出來(lái)，并以此與他人進(jìn)行交流溝通的一種方式。它是一種創(chuàng)造性的陳述，也是一種自我對(duì)話的歷程。通常人們把寫(xiě)作的人稱(chēng)為作家，認(rèn)為這是人文社會(huì)學(xué)科工作者的工作，但實(shí)際上寫(xiě)作也是科學(xué)家的必要工作，科學(xué)寫(xiě)作是科學(xué)家表達(dá)思想和思維的方式，是展示科學(xué)研究成果的手段，也是與科學(xué)共同體和公眾交流的媒介，科學(xué)寫(xiě)作是科學(xué)實(shí)踐的重要環(huán)節(jié)。尤爾(Yore，L.)和韓德(Hand，B.)等明確指出，“科學(xué)共同體成員運(yùn)用語(yǔ)言來(lái)從事科學(xué)及建構(gòu)科學(xué)主張，并以獨(dú)特的辯論模式溝通探究歷程及其科學(xué)理解，所以語(yǔ)言是科學(xué)和科學(xué)素養(yǎng)整合的部分”[12]。正因?yàn)閷?xiě)作在科學(xué)教育中特別的作用，國(guó)外有學(xué)者和機(jī)構(gòu)把STEM發(fā)展成為包括寫(xiě)作(Writting)和藝術(shù)(Art)在內(nèi)的STREAM。
新科學(xué)教育把科學(xué)寫(xiě)作作為學(xué)生重要的科學(xué)習(xí)得能力。科學(xué)寫(xiě)作是學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的自我建構(gòu)。因?yàn)樵谶@個(gè)過(guò)程中，學(xué)生需要將頭腦中的科學(xué)知識(shí)重新梳理、解釋、組織、回顧或反思，并將這種思維過(guò)程用特定的符號(hào)表達(dá)出來(lái)。學(xué)生寫(xiě)作時(shí)必須對(duì)知識(shí)有自己的理解，才能以清晰、簡(jiǎn)潔的方式，傳達(dá)復(fù)雜的科學(xué)概念和信息?？茖W(xué)的寫(xiě)作過(guò)程是學(xué)生高層次心智的歷練過(guò)程。因?yàn)樗鼘?duì)學(xué)生的要求不只是純粹把所學(xué)的信息、數(shù)據(jù)拷貝出來(lái)，而是要通過(guò)分析、推理、討論、陳述、解釋、綜合、評(píng)估及詮釋?zhuān)峁┬屡f經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)上建立個(gè)人的科學(xué)理解，或者說(shuō)是對(duì)已有經(jīng)驗(yàn)知識(shí)在某種情境中的獨(dú)特創(chuàng)造?？茖W(xué)寫(xiě)作是學(xué)生交流和表達(dá)的重要訓(xùn)練方式。在科學(xué)寫(xiě)作過(guò)程中，學(xué)習(xí)者除使用文字外，還可使用非語(yǔ)言形式，如圖形、數(shù)字、表格、多媒體等形式呈現(xiàn)，將自己所習(xí)得的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)或思想通過(guò)科學(xué)寫(xiě)作，以實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)結(jié)果的有意義轉(zhuǎn)譯并予以呈現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)與他人的溝通和交流。
四、新科學(xué)教育的課程教學(xué)改革
課程的豐富決定著生命的豐富，課程的卓越?jīng)Q定著生命的卓越。新科學(xué)教育同樣把落腳點(diǎn)放在課程和教學(xué)，創(chuàng)新科學(xué)課堂教學(xué)，研發(fā)特色的校本課程，最終使科學(xué)教室成為發(fā)現(xiàn)美好事物的中心，讓科學(xué)教育在提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的同時(shí)，成為激發(fā)學(xué)生生命創(chuàng)造的原動(dòng)力。
第一，創(chuàng)新科學(xué)課堂教學(xué)。課堂是文化傳承的核心地帶，是課程實(shí)施的主要渠道，是學(xué)校機(jī)體的中樞神經(jīng)，是師生成長(zhǎng)的關(guān)鍵路徑?？茖W(xué)課堂教學(xué)是以國(guó)家課程為基礎(chǔ)的，圍繞科學(xué)的核心概念，在“做中學(xué)、讀中悟、寫(xiě)中思”的基礎(chǔ)上對(duì)科學(xué)教材進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和新的整合創(chuàng)造，通過(guò)新教育理想課堂“六維度”(參與度、親和度、自由度、整合度、練習(xí)度、延展度)，實(shí)現(xiàn)“落實(shí)有效教學(xué)的框架，發(fā)掘知識(shí)這一偉大事物的內(nèi)在魅力，知識(shí)、社會(huì)生活和師生生命的深刻共鳴”的新教育理想課堂“三境界”，進(jìn)而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力。
第二，探索科技類(lèi)項(xiàng)目課程?？萍碱?lèi)項(xiàng)目課程是多學(xué)科融合的科學(xué)融合課程，由于以項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方式開(kāi)展學(xué)習(xí)而命名。其中多學(xué)科融合是指將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)、歷史等進(jìn)行整合，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心，以解決真實(shí)情景中的問(wèn)題為目標(biāo)的科學(xué)教育方法?？萍碱?lèi)項(xiàng)目課程強(qiáng)調(diào)從一個(gè)具有現(xiàn)實(shí)意義的問(wèn)題開(kāi)始，引導(dǎo)學(xué)生調(diào)查收集信息，構(gòu)思設(shè)計(jì)方案、制作產(chǎn)品或?qū)嶒?yàn)、測(cè)評(píng)和優(yōu)化、展示和分享，以此來(lái)解決問(wèn)題。在這個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，不僅要求學(xué)生能夠綜合應(yīng)用所學(xué)的各種學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題，還要培養(yǎng)全面的科學(xué)素養(yǎng)，一般情況下包括合作能力、交流表達(dá)能力、領(lǐng)導(dǎo)能力、批判性思維、創(chuàng)造性思維等。
第三，建構(gòu)科學(xué)教育資源庫(kù)。今天的科技無(wú)處不在，具有廣泛性，也使得科學(xué)教育的資源極其豐富。新科學(xué)教育要在學(xué)?？茖W(xué)教育的體系之外，努力以家校共育為特征建立資源庫(kù)，使科學(xué)學(xué)習(xí)從封閉的教室中走出，走進(jìn)社會(huì)，走到家庭，構(gòu)建科學(xué)教育合力。與正式學(xué)習(xí)環(huán)境中的教學(xué)資源相比，這些資源具有豐富性、趣味性、開(kāi)放性、分散性、復(fù)雜性等特點(diǎn)。使這些資源在科學(xué)教育的開(kāi)展中產(chǎn)生合力，關(guān)鍵是要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和引導(dǎo)，使學(xué)生在非正式學(xué)習(xí)環(huán)境中也能主動(dòng)地進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。
第四，改革科學(xué)教育評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)對(duì)教育不僅是一種標(biāo)準(zhǔn)，也有重要的導(dǎo)向作用，“教、學(xué)、評(píng)的一致性”是新一輪課程改革追求的目標(biāo)。新科學(xué)教育要實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)，必須要改革評(píng)價(jià)。研究科學(xué)課程的核心內(nèi)容與關(guān)鍵能力，建立科學(xué)素養(yǎng)的基本標(biāo)準(zhǔn)。考查科學(xué)素養(yǎng)，是讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，重點(diǎn)考查學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，以及理解和決斷通過(guò)人類(lèi)的科學(xué)活動(dòng)影響自然世界的能力。改革紙筆測(cè)驗(yàn)的單一方式?；诳茖W(xué)素養(yǎng)的全面性，單一的紙筆考試是難以實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的全面考查，實(shí)質(zhì)性地開(kāi)展活動(dòng)表現(xiàn)評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)檔案袋評(píng)價(jià)等多元評(píng)價(jià)方式，是科學(xué)素養(yǎng)考查的有機(jī)組成部分。
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