管窥世界科学教育生态

　　2025年被联合国大会定为“国际量子科学与技术年”，旨在凸显科学对于建设包容、互联世界的重要作用，提升公众的科学素养。与此同时，经济合作与发展组织对2025年国际学生评估项目（PISA2025）科学框架进行了更新和拓展，目标是突破传统科学素养的范畴，更加全面地评估科学教育的总体成果，反映出科学教育目标日益多元化的发展趋势。

　　开展科学教育是提高全民整体科学素养的重要途径。当前，一些国家在推动科学教育全民化、普及化、系统化方面取得了一些成效，其做法和经验主要体现在政策引导、课程开发、教师队伍建设、学校与社会协同四个维度上。

　　以法律和政策筑牢发展根基

　　英国自颁布《1988年教育改革法》以来，逐步建立了较为完善的科学教育体系。在2025年4月发布的《科学与技术框架》中，英国将“在中小学、大学和研究机构搭建人才梯队，构建终身学习和技能培训体系”确立为国家科技发展的战略基石。德国自2019年以来，通过以联邦政府为主体、自上而下的“数学、信息技术、自然科学和工程技术专业（MINT）行动计划”和“MINT行动计划2.0”，形成了覆盖学前教育、基础教育、职业教育、高等教育和继续教育的科学教育体系。法国通过法令确立了义务教育阶段学生应当掌握的“知识、能力和文化的共同基础”，重点关注与自然和技术相关的知识和技能，要求学生能够理解数学、科学和计算机语言，并使用这些语言表达自己的观点。澳大利亚发布的《2016—2026年国家STEM学校教育战略》侧重于培养学生的基础技能，尤其关注学生数学、科学和数字素养培养，旨在增强学生解决问题、批判性分析和创造性思维能力。新加坡设立科学课程，并将其设定为全国小学毕业考试的必考科目之一。正是法律和政策层面的保障，为这些国家科学教育的发展筑牢了根基。

　　以系统的科学课程传授知识

　　除了宏观层面的政策引导，一些国家还在微观层面推动开发高质量的科学课程，尤其注重调查实验，推崇探究式学习，强调跨学科交叉融合。例如，英国的《全国学校课程》规定，将科学课程扩展至传统的物理、化学、生物学科之外，使其成为涵盖地球科学、天文学、信息技术等学科的综合领域，并强调培养学生的科学探究能力，包括提出问题和假设、观察和测量变量以及解释和评估结果的能力。法国将科学课程与数学、社会科学等领域结合起来，要求基础教育阶段的科学教育教授给学生基本的数学和科学知识，培养学生的求知和探究意识以及思考、动手和批判能力。德国在小学阶段将科学知识与学生的日常生活经验紧密结合，在中学阶段则通过学科课程和综合性课程，以跨学科的方式开展科学教育。澳大利亚的科学课标，将课程内容划分为科学理解、科学是人类的事业和科学探究三条主线，分别对应生物、地球、化学和物理领域的科学知识，科学与社会的互动关系，分析和解决科学问题。澳大利亚的科学课程强调，学生应在三条主线的融合实践中理解科学现象，认识其社会意义并批判性地思考历史和科学问题。

　　注重实验、探究式学习、跨学科融合的特点，在英国工程技术学会设计的科学课程中得到充分体现。以“过滤水：设计和建造自己的水过滤系统”一课为例，该课程面向11至16岁的学生，重点介绍工程师和科学家如何为人们提供安全清洁的饮用水、高效清洁的废水处理方法和实用的排水解决方案，目的是让学生通过设计和建造自己的水过滤系统，研究过滤脏水的各种方法。在这堂课上，学生通常以小组为单位设计和制造自己的水过滤器。教师会给每个小组一个切开的2升饮料瓶，倒过来就可以作为过滤器的主体。每个小组最多只能选择4种材料来制作过滤器，学生需要考虑他们的过滤器如何工作并画出设计图。在每个小组制作好过滤器后，教师还会给学生一个装有脏水样本的250毫升烧杯，用来测试他们的过滤器。接着，各小组收集过滤后的水样，从每个样本中抽取150毫升水进行测试。学生将水样倒入玻璃烧杯或锥形瓶中，再将烧杯或锥形瓶放在白色瓷砖上，思考如何测量水的透明度，这时教师也会提醒学生思考清澈的水是否一定干净、是否能够满足饮用需求。想提升课程难度时，教师还会给每个小组设定预算，从而限制学生使用材料的数量，学生必须“购买”材料来制作过滤器，不同的材料设有不同的价格，甚至在一堂课中，材料的价格还会根据供需关系而发生变化。通过学习这堂课，学生能够知晓可能污染水的各种杂质，能够描述水过滤设备是如何通过几种不同方式来生产饮用水的，学生的创造性思维能力和团队协作能力随之得到提升。

　　以充实的教师队伍为保障

　　高质量的科学教师队伍是开展科学教育的关键。世界上大部分国家通过规范科学教师准入条件、加强职前培养和促进教师持续专业发展来提升科学教育的师资质量。

　　在强化准入条件方面，澳大利亚发布《卓越的科学教师全国专业标准》，作为澳大利亚科学教师培养和发展的评估依据。该文件从专业知识、专业实践、专业属性三个层面对科学教师提出要求。法国实行“3+2”教师培养模式，大多数科学教师需要取得教育硕士学位，如此才能获得教师资格证。在中学阶段，法国还进一步设置了多种跨学科的科学教师资格证。

　　在加强职前培养方面，一些国家拨付资金，鼓励职前科学教师参加教师教育课程。新加坡的职前科学教师培养主要通过四年制理学学士（教育）课程和为期16个月的教育研究生文凭课程来实现，通过新加坡教育部选拔的人员将获得相应的资助来攻读课程。澳大利亚的一些地区为科学、技术、工程和数学（STEM）领域的实习教师提供补助金。

　　在支持教师持续专业发展方面，一些国家鼓励和吸引科学教师参与培训项目，提升专业能力。例如，德国联邦教研部开设的MINT教育中心为中小学科学教师提供了数字化进修和继续教育课程。法国的“做中学”项目鼓励科学教师分享切实可行的教学方法。新加坡等国家还设有科学教师协会，形成了科学教师的学习社群，为教师提供与课程主题相关的延伸资料等教学资源。英国则在“STEM大使”项目中，组织2.8万名志愿者为科学教师提供免费资源，帮助他们以新颖和创新的方式教授科学课程。

　　以强化校社协同为发展动力

　　开展科学教育不仅是学校的职责，也需要科研机构、社会团体、企业等共同努力，推动形成崇尚科学的社会氛围。

　　引入社会化资源，可以为学校科学教育提供补充。英国皇家学会的“鼓励科学家走进校园计划”为学生提供了与科学家直接接触的宝贵机会，通过榜样力量激发学生对科学学习的兴趣和热情。德国科学家和几个著名实验室共同发起项目，支持拔尖创新人才的探索和学习。据统计，截至2023年，德国共有约250家科研机构参与青少年科学教育。此外，英国伦敦科学博物馆、法国巴黎科学工业城等都是帮助学生学习现代科学知识、理解现代科学技术理念的著名场馆。法国还发布了支持欧盟26岁以下儿童和青少年免费参观法国所有公立博物馆的政策，进一步促进社会机构参与科学教育。另外，还有许多企业和社会团体持续为法国青少年科学教育提供资金、场地和器材支持。

　　形成崇尚科学、鼓励创新的社会氛围，对于科学教育的深入开展至关重要。英国通过举办全国科学和工程竞赛、“宇宙大爆炸”博览会、科学节、全国科学和工程周等一系列活动，提高公众对科学技术的认识。法国也通过举办地球科学、数学、物理、化学、工程科学和生物领域的奥林匹克竞赛，开展迷你赛车制造项目，设置高中生化学创新奖等手段，全方位营造鼓励探索和创造的社会文化。德国拥有数以千计的STEM教育项目，通过创意激发、参与科研、实验或编程等方式，在课堂之外向儿童和青少年介绍STEM知识，创建校内、校外有机结合的科学课堂。芬兰遍布全国的LUMA（芬兰语“自然”和“数学”的缩写）中心网络将幼儿园、中小学、高校、教育行政部门、科技场馆、教师协会、媒体等机构联系起来，营造出全民参与科学教育的浓厚社会氛围。

　　放眼世界，学校与社会各界携手，为儿童和青少年提供专业化、个性化的学习机会，丰富了世界科学教育的生态。

　　（作者单位：中国教育科学研究院。本文系该院中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资助项目［GYJ2025062］成果）

《中国教育报》2025年09月18日 第09版

作者：江竹君