广西义务教育阶段科学学科教学质量提升路径的研究

陈怡静 黄贤群

【摘 要】自2015年国家义务教育质量监测实施以来，广西已于2017年、2020年两次参加科学学科的义务教育质量监测，从学生学业表现、教师的教学能力、科学实验教学资源、城乡差距情况等方面呈现出义务教育学科的实施现状。从学科教育教学的角度进行科学学科教学困境的成因分析，并从监测结果的实际运用角度提出营造重科学学科的氛围、提高科学教师培训实效性、提高实验器材利用率、提升科学教师实验教学水平、建立监测反馈体系五个策略。

【关键词】科学学科 质量提升 路径

【中图分类号】G613  【文献标识码】A  【文章编号】1002-3275（2023）01-05-04

【基金项目】广西教育科学“十四五”规划2022年度专项课题“广西义务教育质量三级监测体系研究”（2022ZJY233）

国务院印发的《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》指出，提升科学素质，对于公民树立科学的世界观和方法论，对于增强国家自主创新能力和文化软实力、建设社会主义现代化强国，具有十分重要的意义。《义务教育科学课程标准（2022年版）》指出，科學课程要培养学生的核心素养，包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任，促进学习能力、创新能力的发展。如何精准提升义务教育阶段的科学学科教学质量，达成学科核心素养的培养目标，成为教育工作者需要思考和探索的问题。本文以广西参加国家义务教育质量监测科学学科监测的数据结果为基础，剖析义务教育阶段科学学科教学实施过程中存在的问题，旨在提升科学教学质量。

一、义务教育阶段科学学科教学实施现状

2017年、2020年都是根据分层不等抽样从广西抽取了12个样本县样本校四年级和八年级的学生、教师参加科学学科质量监测，就监测结果来看，呈现以下的特点：

（一）学生学业表现——进步明显但是提升空间较大

一方面，学生的学业表现、自信心、兴趣等均有提升。2020年监测结果显示，2020年四年级学生科学学业成绩较2017年提高5.4个百分点；四年级学生学业表现中等以上较2017年提高6.6个百分点，四年级学生科学学习自信心有所提高。八年级学生物理、生物、地理学习自信心高和较高之和，分别比2017年高9.3个百分点、4.5个百分点和8.7个百分点。

另一方面，学生科学学习方法有待改进，科学学习兴趣有待提高。与全国其他参测县（区、市）横向比较，广西四年级学生科学学业表现达到中等及以上水平的比例低于全国均值14.8个百分点，八年级学生科学成绩平均分低于全国平均分，与2017年的参测成绩比较也有所下降。

（二）教师的教学能力——改善明显但是尚不理想

一方面，教师探究性教学能力增强，指导学生动手实验和课后实践频次增加。监测结果发现，四年级探究性教学比例高和较高之和，比2017年高24.4个百分点。八年级学生在物理、生物课上做过3次及以上动手实验的比例分别为35.9%、19.2%，分别比2017年高9.2个百分点、9.1个百分点。在地理课上有过3次及以上外出考察实践或调查的比例为10.6%，比2017年高6.7个百分点。

另一方面，科学教师教学水平有待提高，动手实验指导开展情况欠佳。八年级物理、生物、地理教师探究教学水平高和较高的比例之和均低于全国平均水平，教学水平总体较低。科学教师探究性教学水平的区域差异性显著，部分科学教师对学生动手实验的指导不到位。四年级学生在科学课上做过3次及以上动手实验的比例虽然较2017年有所提高，但是低于全国1.5个百分点。

（三）科学实验教学资源——配备率高但是使用率低

一方面，值得欣喜的是，广西四年级配有科学实验室的小学比例高于全国0.1个百分点，高于2017年30.3个百分点；配有科学实验仪器、设备的小学比例为96.1%，高于全国0.8个百分点；配有科学实验耗材的小学比例为94.7%，高于全国1.7个百分点。初中学校校内实验教学仪器、设备的配备，实验耗材的配备总体好于全国平均水平，较2017年的配备情况也有所提升。样本校均配有生物实验室，比全国平均值高2.7个百分点，与2017年相比，配有物理、生物实验室的比例，分别高出1.3个百分点、10.9个百分点。

另一方面，科学实验教学资源使用率有待提高。在配有相应科学实验教学资源的学校中，八年级生物教师教学经常使用生物实验室、生物实验仪器设备、生物实验耗材的比例分别仅为29.8%、32.3%、21.8%，分别低于全国均值10.6个百分点、10.5个百分点、13.3个百分点。

（四）城乡差距情况——有所缩小但是仍处于高位

一方面，与2017年相比，广西城市学校八年级学生科学成绩与乡镇（含农村）学校学生的差值缩小了21分。由此可见，学生科学学习成绩的省域内城乡差距在缩小，八年级学生科学学业不均衡状况有所改善。另一方面，城市学校四年级学生科学学业表现达到中等及以上水平的比例高于农村学校学生35.1个百分点，差值较2017年科学监测提高了9.6个百分点。周课时数符合教育部规定的学校比例低于全国均值15.0个百分点，较2017年有所下降。

二、义务教育阶段科学学科教学的现实困境

（一）教育理念落后，对实验教学重视程度不够

受传统“考什么学什么”观念的影响，小学阶段的语文、数学、英语和初中阶段的物理、化学得到重视，生物、地理由于部分地市中考不考，或中考所占分数较低，则处于相对弱化的位置。部分学校领导对当前科学教育重要性认识不足，思想观念依然停留在将语文、数学、英语等作为“主科”，将科学、音乐、美术等看成所谓“副科”上，四年级科学周课时数达标的学校比例低于全国均值且较2017年有所下降便说明了这一点。此外，调研中还发现不少学校尤其是农村学校将科学学科的课程安排、时间安排、教学研究以及教师的招聘、培养、培训等放到相对次要的地位。就科学学科评价制度而言，由于缺乏统一的学业水平考试，小学科学、初中生物、初中地理考试成绩在部分地市不作为升学考核的硬指标，导致部分科学教师自身对所授课程不够重视，无法充分发挥科学育人价值，一定程度上阻碍了科学教育的专业发展和质量提升。

（二）专业化水平有待提高，实验教学能力亟待加强

2020年广西教育事业数据分析显示，2020年广西小学科学专任教师与2017年相比增加了1428人，初中科学类学科（物理、化学、生物）教师增加了3572人，义务教育阶段科学类课程的专任教师数量有所增加。与此同时，小学和初中的生师比均高于全国平均水平，位居全国前三。但是不少科学教师专业化水平不高，小学科学教师大多由非专业教师兼任，部分学校地理学科、生物学科教师是由其他学科因教学能力弱而转岗的教师担任的，这部分教师的科学素养水平较低。监测结果反映，四年级和八年级科学教师探究教学水平高和较高的比例在全国排位相对靠后，科学探究教学能力不足，加之学生在科学课上进行动手实验的频率低于全国平均水平，教师在学生动手实验时有讲解、有指导的情况也不理想。实验操作并非中考考试项目，而开展实验教学需要耗费大量时间精力做前期准备及模拟操作，指导学生进行动手实验也具有一定风险，因此科学教师开展实验教学的积极性不高，实验教学开展情况不理想，势必影响实验教学资源的使用率。从大量的监测数据中将学生在科学课上动手实验的频次和学生科学成绩进行关联分析，结果发现，在科学课上动手实验频次较高的学生，科学成绩相对较高。在学生动手实验时，教师有讲解、有指导的学校，学生科学成绩也相对较高。可见，科学教师专业水平的高低、探究性教学能力的高低、开展动手实验和指导动手实验次数的多少对学生的学业表现、学习兴趣和学习自信心产生了正关联影响。

（三）教师培训学时数有待提升，教研活动专业指导不足

八年级物理、生物、地理教师上学年参加过国家级培训、省级培训的比例均低于全国平均值。八年级生物、地理教师参加学校教研活动的比例也低于全国平均值。四年级配备科学教研员的比例低于全国20.8个百分点，八年级配备科学教研员的比例比全国平均值低7.9个百分点。物理、生物、地理三科教师均反映校内教研活动缺乏专业指导，影响面小，教研队伍不健全，难以对实际教学产生有效的示范和引领。科学与大部分学科不同的特质是，科学教师队伍里有大量的兼职教师和转岗教师，培训和教研指导对他们而言十分重要，甚至部分科学教师自己都无法进行规范完整的实验仪器操作，对实验教学常规程序一知半解，更无法指导学生动手实验及在学生开展动手实验时有指导、有讲解。而科学专职教研员缺乏，特别是小学科学教师缺乏专业引领及支撑，无法接收到前沿教学改革创新理念，难以优化教学方式，他们很多时候仅能依靠自己摸索，教育教学质量提升往往事倍功半，也直接影响了学生的科学学业水平。

（四）城市化进程快速发展，城乡差距日趋增大

2020年国家数据统计公布，我国城镇化率已经达到了63.89%，城市人口首次达到9亿，并且首次超过了农村人口。在城镇化大背景下，农村学生向城市聚集成为常态，农村遗留的小规模学校和教学点，呈现以下特点：一是农村学校（尤其是小规模学校和教学点）的学校管理水平、办学理念、文化氛围、常规管理、教育资源、生源质量等方面与城市学校存在显著差距，对学生的学业表现产生较大影响。二是县域内教师资源配备不均衡，县域内农村学校教师结构化短缺比较严重，具有专业背景的学科教师缺少，骨干教师更少，教师的辐射引领作用较弱。三是校际间教研力量悬殊，因学校对科学课重视程度有差别，管理及指导水平有高低，校本教研常规化有区别，各校专职教师人数有差异，导致县域内学校之间教学水平参差不齐。城市化进程中的农村学校里有较多留守儿童，因父母外出务工，他们被托付给临时监护人，而临时监护人主要以隔代为主，如爷爷奶奶或者外公外婆，或是同辈监护，甚至是自我监护。这使得很多留守儿童心理上缺乏安全感，导致学习热情不高，学习目标不明确，良好的学习自信和学习习惯较难养成。虽然教育“基本均衡”在广西的完成，资金、设备、设施向薄弱地区、农村地区倾斜，体现了教育行政部门在缩小城乡差距上的努力，但是历史遗留问题和城市化进程快速发展，使得城乡差距在短时间内较难有显著改善。

三、义务教育阶段科学学科教学质量的提升路径

（一）落实“五育”并举的精神要义，营造重科学学科的良好育人氛围

中共中央、国务院《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》提出，坚持“五育”并举，全面发展素质教育。科学学科是兼顾“智育”和“劳动教育”功能的一门综合性课程，启发学生的科学思维，学生在动手操作过程中既锻炼了动手能力，又培养了科学品质。要想提高学生学习科学的自信心和效率，首先，要正确认识科学课程在“五育”以及在学生发展中的重要作用，扭转“唯分数”“唯升学”的错误评价观。教育行政部门要将素质教育理念更加深刻地渗透到对学校的日常业务指导中，将科学类课程是否开齐、开足且有质量纳入到对学校、对校长的考核中。其次，教研部门要加大教研活动的力度，特别是校本沉浸式教研要常态化。再次，在学校营造“处处有科学，人人爱科学”的良好氛围，定期开展科学小制作、小发明的评比活动，积极营造爱动手、爱探究的良好氛圍，着眼于学生科学素养的启蒙和创新精神的培养。最后，要充分利用社会资源，丰富科学实践活动，加强校内外联系，拓宽学习渠道，促进学生学习态度与学习习惯的养成。发挥好科技馆、青少年活动中心等校外活动场所作用，通过开展多彩的科普文体活动、兴趣小组及社团活动等，开阔学生的视野，激发学生的探索精神。

（二）运用信息化手段，提高科学教师培训的实效性

一是为教师培训保“价”提“质”。教育行政部门要完善教师培训的经费保障，增加科学教师培训的专项经费，增加教师培训的课时数和实效性，努力优化各级培训目标，使培训效果实现最大化。充分发挥各级培训的特有优势，国家、自治区级的培训注重充实课程目标方向的培训，紧跟教育理念的发展、课程标准的更新；市县乡镇级别的培训，则做好高级别培训信息向低级别培训的传递转化和落实工作，让更多的教师可以结合自身经验及需求充分内化培训内容，落实方法指导；校级培训能够立足课堂教学，将培训转化为实践操作，将培训与实践相结合。

二是教育信息化部门实现优质教育资源共建共享。建设中小学云课堂平台，组织各级中小学“名师”“名校”建设优质课程教学资源，支持教师开展课堂教学改革、网络教研、网络研修和网络培训等，形成地区甚至全区优质教学资源库，为教师教学和学生教学提供服务。例如可以将针对不同学科单元的规范实验操作及特级教师的“名课堂”上传至信息平台，供所有转岗教师及新任教师在线学习，还可以通过在线考查科学教师操作规范的方式，检查教师学习的效果，考查合格方能上岗。

（三）注重开发校本资源，提高实验器材的利用率

学校不仅要充分使用现有的实验器材，提高学生的探究能力，而且还要充分挖掘生活资源，克服实验器材不足的现状，满足学生实验探究的需求。因此，可以因地制宜开发校本资源，如广西的喀斯特地貌，各类岩石都可以成为观察和实验的材料，在开发校本资源的同时，可以带领学生深入广大的自然环境中，将自然教育和科学教学有机融合。义务教育阶段的科学课程，开展实验教学是不可或缺的重要环节，在教师演示实验之外，为激发学生的探究兴趣，应结合学习内容开展有效的小组合作学习，实现人人参与。

（四）实施“外引内提”，提升科学教师的实验教学水平

实验教学对学生理解科学知识有积极的影响，因此为提升义务教育阶段科学教师的实验教学水平，有关单位可以采取“以赛促研”的方式，在省、市、县三级周期性地举办实验操作技能竞赛、实验说课比赛、自制教具评选活动等。科学教师在备战比赛的过程中，势必会更加花心思钻研如何把一个实验操作得更完整、更规范，在遵循教学目标和教学规律的前提下推陈出新，在实验方法及器材创新方面有所突破，潜移默化地提升自身专业化水平。教研部门在激发教师内生动力的同时，增加科学学科专职教研员，探索三级教研员下沉指导模式，充分发挥专业引领作用，对科学教师的“疑难杂症”进行针对性的帮助，提升科学教师的专业化水平。通过集体性的专题调研、教学视导、送教下乡等教研活动的开展，将有利于缓解区域性教学资源尤其是师资不均衡的问题，缩小城乡差距。

（五）建立监测反馈体系，为提升科学教学质量“保驾护航”

鉴于义务教育科学课程存在的主客观阻碍其质量提升的重重困难，教育行政部门应探索建立监测和督导有机结合、定时反馈改进的制度。持续参加国家义务教育科学学科学业质量及相关影响因素的监测或省级义务教育科学学科学业质量及相关影响因素的监测，将监测发现的义务教育阶段科学学科存在的问题，如培训情况、课时数达标情况、实验教学规范情况、教师队伍建设情况，开展专项督导和过程性督导，督促相关责任部门落实整改工作。充分运用各种机制和奖惩措施，对有关责任部门和学校在办学方向、教师队伍、教育生态等方面履职不到位的部门和人员追究责任。同时不定期开展教学成效的考核，为科学教师的自我提升及学生科学思维的普及延伸创造条件。通过多层级、多角度上下联动的协调支撑，为科学教学质量的提升打下坚实的基礎。