为发展学生科学素养的科学课程改革

王耀村

【摘要】1988年以来，浙江省科学课程改革以提升每一位学生的科学素养为目标，将科学素养的要素有机融入科学教材的编写之中，在科学课程教学中加以落实，促进了学生科学素养的显著发展。

【关键词】科学课程改革;科学素养;科学教材;科学教学

【作者简介】王耀村，浙江省教育厅教研室教研员（浙江杭州310012）

1988年浙江省启动的初中综合科学课程改革明确“以学生发展为本”为课程理念，将课程设计与实施重心从“学科”转到“学生”，强调课程改革是为了提高每一位学生的科学素养，将科学素养的要素有机融入科学教材的编写之中，在教学中加以落实，促进学生科学素养的发展。

初中综合科学课程改革的发展历程

浙江省综合科学课程改革主要经历了“决策与试点”“相持与推进”“转型与成熟”“深化与发展”四个阶段。

决策与试点（1988-1993年）。改革伊始，在对当时初中理科课程教材和教学情况进行广泛调研、深入论证的基础上，浙江省教育行政和教研部门认为初中阶段科学课程学习应减少学习科目，降低课程难度，贴近生活实际，提升科学素养，促进教育普及与提高。为此，决定在初中阶段以综合科学课程（定名为《自然科学》）取代物理、化学、生物等分科科学课程。1991年秋季，《自然科学》教材在首批实验区初一年级约5000名学生中开展试验;1993年秋季，《自然科学》教材在全省所有初中起始年级学生中开展试验，综合科学课程改革全面推开。

相持与推进（1994-2001年）。由于科学课程改革推进速度过陕，对课程改革的复杂性认识不够，对改革中可能出现的问题和困难估计不足，各种矛盾和问题先后显露出来，如教师不适应、教材不理想、设备不配套、评价跟不上、社会不理解等，科学课程改革进人十分艰难的相持阶段。面对困难和阻力，浙江省教育行政和教研部门一方面展开了围绕科学课程改革有关问题的讨论，寻找解决问题的策略，突破课程改革中的种种阻力;另—方面通过课程实施研讨、舆论引导等多种有效方式，使科学课程改革坚持下来。随着对科学课程改革认识的不断深入，尤其是实验区工作的推进，学生的发展状况基本达到了预期效果，教师逐步适应了综合科学课程的教学，科学课程改革度过最为艰难的时期，进入稳步推进阶段。

转型与成熟（2002-2014年）。2001年，教育部颁发《科学（7-9年级）课程标准（实验稿）》。2002年秋季，浙江省初中科学课程改革融入国家基础教育课程改革之中，浙江省三个国家级课程实验区开始《科学》教材的实验。2004年秋季，《科学》教材在全省初一年级学生中试用。有了《自然科学》课程改革的经验和基础，浙江省新一轮科学课程改革推进得比较顺利，科学课程改革的重点从原来以完善科学教师知识结构适应合科教学，转向凸显实验与探究教学、改进教与学方式、提高教学的质量、提升学生的科学素养。

深化与发展（2015年一至今）。2015年9月，浙江省教育廳颁发《关于深化义务教育科学课程改革的指导意见》指出，在全面总结和推广我省科学课程建设的成功经验基础上，完善科学课程结构，丰富科学课程内容，深化科学课程改革，更好地帮助每一位学生实现全面而有个性的发展。为此，我们提出建立包含基础性科学课程与拓展性科学课程的多元科学课程结构体系。科学课程的深化与发展需要规范实施基础性课程，积极建设拓展性课程。当然，科学课程仍以基础性课程为主（占80%），以拓展性课程为辅（占20%），两者相辅相成、相得益彰。

以提升科学素养作为课程目标

20世纪80年代末90年代初，浙江省初中科学课程改革目标指向“为所有人的科学素养”，适应当前和未来科学、社会和教育本身的发展需求。义务教育阶段需要为学生的全面发展开设多门课程，这就要求我们改进课程设置，整合课程门类，协调课程发展，为学生的学习建立最优的课程结构。综合科学课程力图超越学科的界限，强调各学科领域知识的相互渗透和联系，帮助学生从整体上认识自然和科学，促进学生科学素养的发展。

《初中科学课程标准（2011年版）》把“提高每一个学生的科学素养”作为科学课程的总目标，并指出：科学素养包含多方面的内容，一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具备应用一定的相关知识处理实际问题、参与公共事务的能力。以提升科学素养作为科学课程的教育目标是我国科学教育改革中的一个鲜明特点，为科学教育深化发展起到了积极的导向作用。

长期以来，人们通常把科学教育等同于科学知识的教育，认为科学教育的目标就是让学生掌握基础知识和基本技能。这样的目标定位难以提高学生的科学素养，也不能满足社会发展的需要。初中阶段是学生科学素养发展的关键时期。培养学生具备基本的科学素养是现代社会合格公民的必要条件，也是学生终身发展的必备基础。浙江省科学课程改革坚持以提高学生科学素养为宗旨，将课程定位于科学技术时代公民所必需的科学素养的一种养成教育，以及将科学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观作为整体，并使其内化为受教育者的理念和行为的教育。这样的课程定位是落实“为了所有人的科学素养”的根本保证。

以教材作为提升科学素养的载体

科学素养的核心是科学能力，体现在应用科学方法发现问题和解决问题的过程中。科学能力的培养，必须以必要的科学知识与科学方法为基础，同时还需要树立积极端正的科学态度。因此，发展学生的科学能力是提升学生科学素养的核心，而科学知识、科学方法、科学态度、科学精神、科学技术与社会的关系则是构筑科学素养或科学能力的基本要素。在科学课程改革过程中，浙江省注重科学教材的建设，以教材作为提升学生科学素养的重要载体。浙江省综合科学教材从无到有，从第一代《自然科学》教材发展到第二代《科学》教材，每一代教材版本的形成与发展都是教材建设的阶段性成果。

目前，在浙江省广泛使用的《科学》（浙教版）教材经过多次修改、调整、改版，力图以“主题”和“科学探究”来整合学习内容，实现从学科本位走向科学本质与教育本质的统一。

《科学》教材以提高学生的科学素养作为教材设计与编写的核心理念，将科学方法具体化为实验方法、思维方法、抽象方法三个维度;进而将科学能力具体化为识别科学问题的能力、解释科学现象的能力、探究科学问题的能力三个维度;将科学态度具体化为科学兴趣与社会责任、科学态度与科学精神、科学技术社会与环境的关系三个维度。在此基础上，《科学》教材把这些具体的科学方法、科学态度、科学能力有机整合到科学知识的学习中，力图让学生通过科学知识的学习，经历科学探究的过程，掌握科学探究的方法与技能，发展科学探究能力，增进对科学、技术、社会与环境等方面的认识和能力，逐步形成用科学的知识、方法和态度解决个人与社会问题的意识、保护自然的意识和社会可持续发展的意识，形成对自然的整体认识和与自然界和谐相处的生活态度，从而更有效地提高学生的科学素养。

基于对科学素养构成要素的理解，参考科学课程标准中关于科学能力和科学态度、情感和价值观的相关内容，我们架构了“科学素养”的要素关系图（如图1所示），以此指导科学教材的编写，以便有效落实科学课程的目标，使教材成为提高学生科学素养的重要载体。

由此编写成的《科学》教材，在结构上以更接近自然图景的方式向学生呈现自然科学的概念和理论以及人们的认识过程。自然界是统一的整体，学生对自然的认识也应具有整体性。《科学》教材整合了生命科学、物质科学、地球与宇宙等三个领域的学习内容，以“存在的自然——演化的自然——人与自然”为主线，突出系统、能量和信息等统一的科学概念和原理，将科学探究与学习内容紧密结合起来，使学生从相对静态地描述自然界的图景——“物质系统的结构层次”开始，逐步过渡到可观察的“运动和变化”“相互作用”以及较为抽象的“结构与功能”“转化与平衡”等动态地描述自然界的图景，再进入到“自然界的演化”，最后达到“人与自然和谐发展”，实现人类社会的可持续发展目标。这样的结构体系有利于学生从整体上认识自然和科学，不仅避免了不同学科领域之间知识的重复，更重要的是可以帮助学生从相互联系和发展的角度深入理解科学，建立开放型的科学知识结构，更好地理解科学的本质，提高学生的科学素养。

在教学中落实科学素养是关键

如何在科学教学实践中落实培养学生科学素养的课程目标是科学课程改革是否成功的关键。从教学实践层面来看，科学教师只有深刻理解和把握科学素养概念的各个维度及其所包含的具体内容，才能有意识、明确地挖掘教学内容中所蕴含的科学素养内涵及其教育价值，从而将科学素养目标融入或外显于教学行为之中，才能有效提高学生的科学素养;同时，科学教师也以此自觉地审视自身的科学素养，有针对性地进行学习和提高自身的科学素养，以便更好地开展为发展学生科学素养的科学教学。

综合科学课程的价值取向、课程目标和实施过程等与分科教学相比有着较大差异。落实科学教育目标，首先需要转变教师的教育观念，然而观念的转变却不是自动完成的，要以政策支撑观念的转变，要以实践驱动观念的转变，只有这样才能引导科学教师正确认识科学课程的育人价值。科学教师积极参与科学课程改革，他们从学生的变化和自身的体验中逐步感受到科学课程的意义和价值，认识到所有学生科学素养的提升才是提高科学教育质量的本质，在实践中逐渐转变了自己的观念。这种“为所有人的科学”的教育观念的形成并在教师心中深深扎根，无疑为科学课程改革奠定了基础，也确保了科学课程实施能够取得成功。

其次，完善教师的知识结构、提升教师的执教能力。浙江省把培养适应综合科学教学的科学教师作为推进课程改革重中之重的课题。30年来，浙江省初中科学教师队伍的建设取得了较好的效果。1998年，浙江省能独立胜任合科教学任务的科学教师约占50.1%;到2004年，全省能独立承担合科教学任务的科学教师已达90%以上。目前，全省能独立承担合科教学任务的科学教师已达95%以上。与此同时，初中科学教师骨干队伍已经形成，一大批教师在课程改革的征程中脱颖而出，30多位科学教师被评為省特级教师，更多的年轻教师被评为省、市、县级教坛新秀。教师观念的转变和专业水平的提升，为科学课程的深化改革奠定了坚实的基础。

再次，在科学教学中倡导科学探究。科学探究是科学的本质特征，具有重要的教育价值。体现科学探究的精神，是科学教育面向未来的必然要求。它不仅可以使学生更深刻地理解科学知识，更好地掌握科学方法，而且使学生得以亲身体会科学精神的实质，形成科学的情感、态度和价值观，从而更有效地提高科学素养。为此，在科学教学中坚持以问题为导向、以实验为基础、以探究为方式、以思维为核心，优化科学教学的过程，彰显了“学生的实验探究与科学思维发展于一体”的科学教学特征。科学教师通过创设问题情境，让学生有更多的机会参与实践和探究活动，为学生进行观察、实验、分析和讨论等活动留出充足的时间;利用多种方式对学生进行科学探究的训练，让学生在发现问题、提出假设、设计实验方案、获取事实证据、作出解释和评价、讨论交流的过程中，逐步发展科学探究的能力和对科学探究的理解，提高学生的科学素养。

因为科学课程改革的目标指向了提升学生的科学素养，使科学课程的实施减轻了学生的课业负担，拓展了科学学习的内容，增强了学生学习科学的兴趣，学生科学学业成绩表现优异。2013年、2014年、2016年，浙江省教育厅委托中国基础教育质量监测协同创新中心对八年级学生的科学学习质量进行测试，学生达到课程标准基本要求的比例分别为92%、92%、94%，达到优秀的比例分别为43%、46%、48%。同时，学生的科学素养得到显著发展。2009年、2012年浙江省作为我国10个试点省之一参加PISA测评，据浙江省教育考试院对外公布的数据，2009年浙江省学生的科学测评成绩为567分，在10个试点省份中位列第一（上海市正式参与测评，科学测评成绩为575分），远高于试点省份总体成绩523.77分，超过国际平均水平66分;在水平6（具备高层次能力）的学生比例为4.5%，为试点省份最高;在水平5及以上的学生比例为23.0%，也是试点省份最高的。2012年浙江省学生的科学测评成绩为582分，仅次于上海，也为试点省份最高。这些数据在某种程度上较好佐证了科学课程改革对于提高学生科学素养的作用。

责任编辑 钱丽欣