辨析科学内涵 理解科学教育

当前，我国正处于从根本上转变经济增长方式，有效提升国家竞争力的关键时期。加强中小学科学教育，推动社会主义现代化教育强国、科技强国、人才强国建设，已经成为社会共识。作为科学教育工作者，要深入理解科学的内涵以及科学教育发展的方向，以科学课程为统领，进一步整合科普教育、科技教育，激发学生的好奇心和求知欲，培养他们的科学精神和实践创新能力，为提升全民科学素质、建设创新型国家奠定基石。

通常，人们认为科学不仅仅是知识，更是一种思维方式与实践活动。在日常生活中，科学常常和技术连在一起，但二者是有区别和相对独立性的。科学一般是对自然规律的探索和认识，而技术更注重实际应用，通过技术创造产品来满足人们的要求，当前二者的关系已经越来越紧密并出现一体化趋势。科学教育、科普教育、科技教育都是以科学和技术作为主要内容，目的都是为了提高全民科学技术素养和能力，但是各自功能、对象、实施主体等均有所不同。

科学课程是对青少年进行科学教育的主要方式，但整体来看，无论是教材还是教法、学法等，其探究性、趣味性、前沿性等还有很大的发展空间。社会科普教育、校内外科技教育在激发青少年对科学和科技的兴趣与爱好等方面也取得了一定成效，但这些教育资源的利用率还不够充分，它们对科学课程的支持或补充作用还远远不够。

科学课程标准开篇对科学的定义、科学的功能和价值给了明确的说法，并且从四个方面阐述了核心素养目标，帮助教师更深入地理解科学的内涵，进而把握科学教育的发展方向。这无论对促进科学课程的发展，还是推进科普教育、科技教育对学校科学课程的支持作用，都具有积极意义。

一、明确科学是知识系统，据此理解科学观念素养目标

课程标准提出，科学是人类在研究自然现象、发现自然规律的基础上形成的知识系统。这一表述明确了科学不是碎片化的知识，而是知识系统。在发展学生核心素养的目标中，课程标准用“科学观念”维度替代原来的“科学知识”维度。

课程标准指出，科学观念是在理解科学概念、规律、原理的基础上形成的对客观事物的总体认识；科学观念既包括科学、技术与工程领域的一些具体观念，也包括对科学本质的认识，还包括科学观念在解释自然现象和实际问题中的应用。根据这些表述，我们可以得出以下认识：一是科学教育不再是获得一大堆由事实和理论堆砌的知识，而是注重形成核心概念的进阶过程；二是不仅要注重建构核心概念，还要注重以核心概念为主线，整合学科知识，对重要原理深入探索，实现学生对科学知识的深度理解，形成科学观念；三是科学教育不仅注重建构概念，还应注重运用知识和概念理解与生活相关的事件和现象。因此，在科学教学中教师不仅要重视学生对科学观念的深度理解，还要重视将这些观念应用于真实情境中。

二、明确科学是研究方法，据此理解科学思维和探究实践素养目标

在提出科学是知识系统的基础上，课程标准还提出，科学是获得这些知识系统的认识过程和在此过程中所利用的方法。这一表述将科学从单纯的知识系统扩展到这些知识系统形成的过程，即将科学家研究科学的过程或科学发现中使用的方法列入科学的范畴，这既扩充了科学所包含的内容，也为科学课程强调科学思维素养、探究实践素养，并将科学思维和探究实践列为核心素养维度提供了依据。

课程标准对科学思维的表述为，从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。这些科学思维能力不仅是科学研究所必备的关键能力，而且可以迁移到其他领域，对学生形成实事求是的科学态度、提升品德素养等具有重要价值。因此，科学思维是科学与技术领域育人价值的重要体现。

课程标准对探究实践的表述为，在了解和探索自然、获得科学知识、解决科学问题，以及技术与工程实践过程中，形成的科学探究能力、技术与工程实践能力和自主学习能力。可以说，探究和实践是科学学习的主要方式，是获取科学知识和应用科学知识开展技术与工程实践的主要途径，也是学生形成科学与技术领域其他素养的主要途径，同时还是他们学习科学知识、解决科学问题、开展技术与工程应用的一种关键能力。

在科学发展的历史中，人类的科学认识是在不断变化的，特别是当代科技水平的快速发展帮助人类对自然有了更加深入、全面的理解，其深度和广度远远超越了前人，但现代的科学认识不可能是人类认知自然的终点。知识总会不断更新，而科学的精神、方法和态度才是真正值得坚守的。因此，科学教育更重要的是思维方式和探究实践能力的教育，教会人学会正确地观察事物、分析事物，从而得出科学结论。

三、明确科学与技术和工程的关系，据此理解科学课程中融合技术与工程教育

关于科学与技术和工程的关系，课程标准提出，科学为技术和工程提供了理论基础，科学、技术与工程的相互促进作用日益增强；技术是人类为实现社会需要而创造和发展起来的手段、方法和技能的总和；工程是运用科学原理和技术手段创造人造物的过程，技术的核心是发明，工程的核心是建造。这些阐述为科学课程大力开展技术与工程实践提出了明确要求，这不仅对提升科学教育的质量有重要价值，还可以更好地整合学校科技教育，激发更多学生进行科技创造发明的兴趣和潜能。

需要注意的是，在基础教育阶段引入的技术与工程概念和实际的技术与工程是有区别的（实际技术产品加工比较精密、功能比较齐全，实际工程规模比较庞大、系统也比较复杂）。技术与工程的实践规模比较小，结构比较简单，用“物化”代替建造，用“作品”代替产品；突出强调通过具体的实践活动，引导学生体会和理解技术与工程的基本特点、设计和加工的方法，以及技术与工程对社会的影响。通过技术与工程领域的学习，学生综合应用科学知识，解决实际问题，理解如何将抽象的科学原理转化为实际的生产技术，并利用自己完成的技术与工程作品（实物模型、道具或简单仪器）开展更多的科学探究活动。在此基础上，他们逐步理解技术与工程不仅是设计并做出作品，更重要的是形成科学、技术、工程和社会的整体观念，学习从社会可持续发展的角度认识科学、技术与工程的关系。

四、明确学科间的关系，据此理解建构跨学科概念的意义

人们在认识自然界的过程中，为了认识的方便，从特定的角度去研究，形成了物理、化学、生物、地理等不同的分支学科，这些分支学科领域也形成了相应研究方法上的差异。但是科学的研究对象是整个自然界，自然界本身并不存在更细的分科问题，各分支学科都是科学的组成部分。将科学作为一个整体的知识系统来教授，以学科融合的方式来引导学生更全面、更完整地认识真实世界，避免以分科方式来认识自然界带来的片面性，越来越有必要性。因此，课程标准提出，这些分支学科具有研究方法的差异，也共享一些通用的科学方法，呈现出相互渗透、交叉整合的趋势。课程标准力图考虑跨领域特点，不仅打破传统的分领域特征，确定了13个核心概念，而且强调在学习学科核心概念的基础上，理解4个跨学科概念（物质与能量、结构与功能、系统与模型、稳定与变化），并应用于真实情境，同时针对各个核心概念的学习提出了所应联结的跨学科概念。13个学科核心概念和4个跨学科概念组成一个有机的整体，形成了科学课程内容的主体。

可以说，跨学科概念是认识自然的基本思想工具，它提供了一种联系其他学科领域的方法，它还是一种高阶思维，有助于学生对科学本质的深度理解，塑造整体的科学观和价值观。在科学课程中，教师要重视引导学生通过学习学科核心概念，逐步理解和建构跨学科概念；通过跨学科概念，更好地理解和运用科学知识，使不同学科领域、不同学段获得的科学认识更为综合、连接与抽象，从而建立科学概念认知体系。

五、明确科学的价值，据此理解态度责任素养目标

当今世界科技的发展突飞猛进，给人类生活带来极大福祉的同时，也引发了前所未有的科技伦理问题，如能源危机、食品安全、生态环境问题、科技应用中的公共规范问题。这使人们不得不重新审视科技发展与人类、社会以及自然之间的关系。科学课程除了学习科学知识、科学思维和研究方法外，还应当把态度责任作为育人主线，培养学生基本的科学态度、正确的价值观和社会责任感，以满足他们终身发展和社会发展的需要。这一目标也是社会主义核心价值观在科学学科中的具体表现。

关于科学的价值，课程标准提出，科学为人类认识和理解自然与社会提供了独特的思想方法、思维方式、精神力量和价值观念，提高了人类社会的精神文明水平。在此基础上，课程标准将态度责任作为核心素养目标之一，明确提出，态度责任是在认识科学本质及规律，理解科学、技术、社会、环境之间关系的基础上，逐渐形成的科学态度与社会责任。

科学态度主要包括对待自然、对待科学、对待他人等方面，可以具体从探究兴趣、实事求是、追求创新和合作分享等方面描述；社会责任主要包括健康生活、人地协调、价值判断、道德规范、家国情怀等方面，其关键点是理解科学、技术、社会与环境的关系。核心素养着力解决的是提高学生面对复杂情境时的问题解决能力，因此，将科学学习中所形成的态度应用到真实情境中，解决实际问题，在实践行动中体现对自然的热爱，对生命的珍爱，具有保护环境的意识和正确的价值判断，这是落实科学课程培养学生核心素养的重要表现。

六、明确课程资源开发的原则，据此理解多元主体开发课程资源的方向

科学课程的实施强调学生动手操作，亲自做实验，这一切都离不开课程资源的支持。课程标准强调，科学课程资源广泛，在开发中既要充分发挥教师作为课程开发主体的重要作用，又要发挥学生、学校、家庭、社会等方面的积极性，多途径共同开发，形成多方参与课程资源开发的长效机制。这为合理使用校园资源、社会资源和自然资源开发丰富多样的课程资源，为学生学习科学和提高实践能力搭建多维度平台，提出了明确要求。

在实践中，科学教师可以结合课程需要开发微课资源，选择与组织各种适宜自身教学实际的课程资源，给学生操作、体验、探究、实践等提供支持，提高教学活动的质量。学校要重视科学实验室的建设、利用与管理，按照国家有关标准配备能满足科学教学要求的实验设备和器材，保证实验耗材和自制教具、学具的经费；还可以结合校园环境建设科普宣传区、科学活动区、探索实验区等，激发学生学习科学的兴趣。科技馆、博物馆、天文馆等社会资源可以开发实践课程，配合学校的科学课堂进行科学教学，或者与学校开展联合教育，指导学生的实践活动，强化学生的体验感受。教师可以组织学生通过实地考察、研学实践等途径，利用周围的自然资源，进行科学学习；还可以探索建设和开放科普场馆的网络资源，让学生结合科学课程，学会链接和运用多途径的网络资源讨论、解决问题，达到知识掌握与实践运用有机结合。

（作者单位：人民教育出版社科学编辑室）

参考文献

[1]胡卫平，刘守印.义务教育科学课程标准（2022年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2022.