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五、我国科学教育发展的历史、现状和问题

西方的科学教育已经有300多年的历史，而中国的科学教育于上世纪初，中国诵读经书的传统学校向现代学校转变之时，在被称为“洋学校”兴办的过程中才开始萌芽。在以后的很长时期里，没有我们自己的教材，科学在小学教育中也不被重视。解放以前，只有过一本1934年出版的小册子《小学自然教学法》，提供给师范学校的学生用。解放以后引入了前苏联40 年代的教材，翻译出版了《苏联小学校自然教学法》。1981年以前，小学里涉及科学内容的课程称为常识课。我们可以把这一段的科学教育视作为第一阶段，即引进国外教材的阶段《37》。

文化大革命以后1978年有一套供使用的教材，解决了十年浩劫后教材从无到有的问题。十一届三中全会确定了“四化”的目标，1981年3月教育部颁发的《全日制五年制小学教育计划（修订草案）》指出，为了适应“四化”的需要，必须加强小学自然课的教学，决定在小学开展自然课的改革，并把自然课提早到三年级开始。在老一辈科学教育专家如刘默根先生等的带领下，我国有了自己的小学《自然》课大纲和教材《37》。当时邀请了哈佛大学教育专家兰本达女士来华教课和培训教师。从现在出版的资料看，兰本达的教育方法是探究式科学教育，她的教育思想要比近年来新一轮课程改革中的思想更为科学和先进《38》。在这个第二阶段里，我们开始有了自己的标准和教材，已经把科学教育和国家的发展联系起来考虑，开始在开放政策指导下，学习国际先进教育理念和教育方法，推动中国科学教育改革。

新课程改革是我国科学教育发展的第三阶段。１９９９年６月《中共中央国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》颁布．随后教育部下达立项指南，要求申报有关课题，截至日期为２０００年３月１６日．２０００年3月下旬，以１１校２所为核心，整合全国力量，３００多位专家组成＂国家队＂。４月２９日，＂国家队＂首次大集中。据参与小学科学教育标准制定的专家回忆，他们只有半年时间就完成了全日制义务教育《科学（３－６年级）课程标准》的制定《39》，随后小学科学教育８套教材通过审定，在全国学校中使用。２００１年６月《发布国务院关于基础教育改革与发展的决定》，并召开全国基础教育会议。２００１年６月８日会后公布了《基础教育课程改革纲要（试行）》。２００１年９月在全国３８个国家级实验区开始进行实验。２００２年秋季进入全面试验阶段。２００３年全国３５％左右的起始年级开始使用新教材。２００４年全国６５％－７０％的班级进入。２００５年秋全部学生进入新课程《40》。在投入很少，时间急促和准备不足的情况下，用运动式的跃进方法进行科学教育改革，虽然在冲击原有一些不适应发展的教育理念，推行以学生为中心的教育方式上起到了明显的作用，但探究式科学教育无法真正落实，科学教育并未得到加强，同时标准需要作较大的修改。

在2001年，教育部和科学技术协会共同发起和推动了“做中学”科学教育实验项目，即在幼儿园和小学中进行的基于动手做的探究式学习和教育（Hands On Inquiry Based Learning and Teaching ），旨在促进我国幼儿园、小学科学教育发展，推动素质教育的实现《41》。“做中学”科学教育实验项目也是中国和法国科学院合作项目，并代表国家参与国际科学家和教育界合作的IAP-IBSE网络，是国家新课程改革的试验田。

“做中学”科学教育实验项目实施到现在经过了四个阶段：1、准备期: 1994 – 2000，了解国际动态后，经批准，决定在中国开始试点；2、第一阶段: 2001 – 2003，中国教育部和中国科协共同在中国发起“做中学”科学教育试验，确定了“做中学”科学教育改革的九项原则，在四个城市：北京、上海、南京、汕头各选择一个区内的部分学校启动试点，在东南大学建立网站www.handsbrain.com和学习科学研究中心，建立国际交流与合作的渠道，翻译国外资料，75名教师到法国培训，500名教师在中国接受法国教师培训，出版了第一批中国的案例。3、第二阶段: 2004 –2006年10月，在研究工作的基础上，发展和出版教师培训教材《探究式科学教育教学指导》，开始了第二轮的教师培训，形成内容标准初稿，编写案例，进行试点教学，组织国内外专家对内容标准进行研讨，由于申请到了GE基金会和李嘉诚基金会的资助，试验区逐步扩大到七个城市，约700所学校。4、第三阶段：2006年10月 至今，进一步扩大试验区，目前有620余所幼儿园、1100余所小学、总计近20万儿童参加“做中学”科学教育实验项目《42》。

2007年4月在教育部基础教育司的领导下，启动科学教育课程标准的修订工作。基础教育阶段国家科学教育标准的修订分成小学阶段和初中阶段两个组进行，小学阶段的课程标准修改组成员包括科学家、原自然课和新课改国家课标制定组部分成员、教育专家、“做中学”一线教研人员。七月初，在昌平举行了修订国家小学科学教育标准的第二次专家组会议。会上已经就小学科学教育国家标准修订的基本原则达成了共识，下面将进行标准修改稿的具体撰写、实践、评测、讨论、再修改……等一系列工作，估计至少还需要一年时间。

2006年2 月国务院发布《全民科学素质行动计划纲要（2006-2010-2020）》，纲要中强调了未成年人科学素质的培养，未成年人科学素质工程被列为四大重点工程的第一项工程，成立了跨部委的领导小组，作为体现国家意志的行动计划来实施《43》。这是中央领导在我国建设有特色社会主义事业发展的新阶段，面对新挑战而做出的具有战略意义和具有深刻历史意义的重大决策。

但是，总的来说，我国的科学教育基础薄弱、起步较晚，其中又由于种种原因，造成不必要的曲折，目前主要存在的问题是

1.              对科学教育的重要性认识不到位，甚至有越来越忽视的倾向。我国在基础教育的历史上，绝大部分时间都把小学的科学认为是“副科”，在很多学校不被重视。在这次新课程改革中，把科学设定为从三年级开始，造成了幼儿园和小学科学教育中断；与此同时，英语课被从上到下不适当的强调和加强，科学课被进一步削弱，课时无法保证。学校里往往没有专职教师，因为科学老师课时少，很难被评为特级教师，科学教师队伍不稳，不少省份只有半个科学课的教研员。在有些省份的高考改革中，明确公布语文、数学和外语是基础教育阶段的主干课。

2.     投入严重不足。与国外以及国内其他科学研究项目相比，不管是对研究工作、标准制定还是教师培训方面经费和人力的投入，都存在数量级上的差距，特别是对应该有多少投入的问题，有关部门还处于没有感觉到需要进行认真研究和对待的状态。整个新课程改革的标准制定和教师培训的国拨经费仅8000万，需要分到26门课程中使用。这次科学教育新课程国家标准的修订工作中，小学组的经费在得到特别照顾的情况下，得到的经费是三十万人民币。美国2004年在联邦层面用于科学教育的研究费用超过5亿美元《6》。美国有15，000多学区，地方和私人基金会对教育的投入很大，例如亚利桑那州为了研究如何把两门高中的数学课和科学课结合，研究经费是2400万美元。经费上有如此大的差距，有关部门在对政协提交的有关提案作答复时，却认为不需要改变，经费已经够了。在科研经费争取上，这是很反常的现象，只能说明这些人的确不认为对科学课和教育的科学研究有加强的必要。

3.     研究队伍和教师队伍基础较薄弱。在培养中小学教师的中等师范学院里，大都没有设立科学方面的培养计划，甚至课程。几十年来我国教育学学科归属于文科，不要说引入心理科学和神经科学的研究视角十分困难，就是实证性的教育科学研究也不是教育研究的主流，不做实证的研究，就很难说是科学研究。

4.     在这次新课程的改革中，如何处理继承和改革的关系；如何处理学习国外先进经验和结合中国国情的问题；如何以科学的态度对待教育改革实施的问题等，都值得认真总结经验。任何一项改革都不能用跃进的办法，违反教育规律来进行，这样做会造成混乱，欲速而不达。

5.     对教师培训在人力和物力上投入不足，教育改革和发展，没有相应的教师培训是不可能实现的。中国在教师队伍建设上的路还很长。在法国，幼儿园和小学的教师一样，都需要在高中以后接受5年的大学教育。

6.     班级人数过多，从国外的教育研究中已经证明（实证性研究）《４４》，在基础教育的低年级段，班级人数超过30人，不可能实施有质量的、平等的教育。现在一般城镇学生的班级人数都过多，很难实施探究式教育，我实际了解的道德人数最多的班级是138人。在“做中学”的试点校中，不得不在上科学课时分班进行。

7.     缺乏评测方面的研究和实践。

六、对加强我国科学教育的建议

在2007年第二次科学小学阶段国家标准修订的专家会议上，大家一方面认识到，作为中国的国家标准，必须要让我们的儿童能够应对21世纪知识社会发展和全球化的挑战，能够具有国际的竞争力，这是我们标准制定者的历史责任。今天我们尽力让我们的每一个孩子成功，明天他们才能让我们的国家成功。但是，另一方面我们也深深感到，要实现这样的要求，下面的路还很艰难。这种估计，决不是只对某些个别地区和农村小学而言的。我们从这几年“做中学的实践中认识到，在科学教育中发展的不平衡，不可能在短期内解决。

在中国，解决此类问题可以说十分困难，也可以比较快，关键在于有关领导的决策。领导重视了，问题就好办多了，这就是中国的国情。与会专家希望有关领导能就以下三个问题首先进行考虑和决策《４５》：

1， 在科学研究的基础上，根据国家建设和发展的要求，以科学发展观为指导，做好顶层设计。其中应重新研究课程的设置，将科学课列为小学的核心课程，这是发达国家上世纪八十年代，至迟在九十年代初已经解决的问题。只有重视了，才能研究落实需要的条件和措施.

2， 目前的当务之急是恢复从小学一年级开始开设科学课，这样做至少可以连续地对5-12岁儿童进行科学教育。实施5-12岁儿童科学教育是基于近代学习科学研究结果《7》，也符合我们七年多“做中学”科学教育的实践。同时也是IAP-IBSE的推荐意见《20》，是国际普遍采取的年龄段。我国原来实践了多年的自然课教育一直也是从一年级开始的，这次新教改把科学课的教育延迟到三年级开始，其理由（至今也没有人告诉我们是谁定的，是什么理由）应该从新审视。这个问题不解决，国家标准的修改就无法进行。

3， 国家必须对教师培训和有关的教育研究大大地增加投入，资金需要作数量级上的增加。现在的投入，可以不客气地说，是处于还没有找到感觉的状态。

4， 进一步扩大国际合作，在学习国际先进经验的基础上，建设我们自己的队伍和教材，逐步形成我国自己的特点。简单地引进国外教材的做法是不符合义务教育法的，也是行不通的。

5， 逐步在加强研究和实践的基础上建立评估和评测工作，用正确的评测推动科学教育健康和快速地发展。

6， 鉴于我国教育界在科学教育方面研究和教学力量的薄弱，需要动员大学和科技界共同参与科学教育的改革和实施。充分利用《全民科学素质行动计划纲要》的组织和系统的力量，推动科学教育的发展与改革。上海科协的工作经验值得重视和推广《4６》

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四、科学教育对造就创新型人才的重要作用

       科学教育和创新性科技人才的关系几乎是不言自明问题。儿童生而具有强烈的好奇心和学习科学的巨大潜力，但是，儿童也会形成一些对科学概念的错误理解。对5-12岁的儿童进行探究式的科学教育，可以保护和激发儿童的好奇心，帮助儿童建立正确的科学概念，发展探究能力，而且有利于儿童情绪能力、语言能力等方面的培养。它既让儿童有一个愉快的学习经历，又为他们的终身学习和发展打下重要的基础。在大批地培养创新人才的基础上，希望能造就一些顶尖人才和领军人才。

关于什么是创新，什么是创新型人才，创新型人才需要具有什么样的素质和能力，这部分已经放在分课题的总报告中进行阐述《34》，这里就不再重复了，只是把一些结论性的意见表述在这里。

创新的概念在过去的十几年里有了很大的发展，从一个原来限于经济领域的概念，扩大到了包含更多的层次和内容。创新是和新颖、进步、实效联系在一起的。创新有不同的定义，目前大家倾向于认为创新是一个多层次、多角度的社会实践活动，它包括创造、发明、革新、制造、导致、促使产生过去不存在的知识、物质、物品或运用，而且这些新的，过去不存在的或是没有发现的新知识和新事物是对社会发展有积极作用的。创新活动可以发生在不同的领域，起着大小不同的作用。

创新思维是导致创新活动发生的源泉和核心。创新思维是人在面对需要作复杂决策情况下，在激情驱动下突现的一种灵感，一种积极的直觉思维;常常又是跨学科的、循着不寻常思路发展的、高质量的综合思维;它是基于已有的、长期积累的知识（概念和模型）和推理之上的思想飞跃；它针对某一特定的目标，并希望对这一目标的实现做出积极的贡献。

有了创新思维在合适的条件下会导致创新活动，产生实际的和积极的效果。

1.好奇心和对探究的热情（主动性）；

2.责任心（自信和自强的性格；正确的伦理、道德和价值取向）；

3.基础知识和良好的认知模型；

4.有效的终身学习能力 ；

5.综合运用知识解决问题的能力； 

6.合作、交流和表达能力 ；

这些要求都和科学教育密切相关，在这里特别强调其中的三项，即保护好奇心、社会情绪能力培养，以及正确的伦理道德与价值取向。

目前我国的基础教育状况是不利于创新人才培养的。有的人认为我们的数学和科学教育水平已经很高了，以掌握知识和技巧而论,也许是这样，但是我们目前的教育不利于创新人才的培养，这是国内外教育界比较清醒的一致评价。创新能力和创新热情在儿童时期已经被消磨殆尽，到大学阶段，许多学生已经失去了学习和研究的热情，只有能力特别强的，“压不垮”的极少数人可以脱颖而出。这种情况不予改变，大力培养创新人才只能是空话。

科学教育另一个重要的功能是培养儿童的社会情绪能力，这些能力的生物基础都是在早年形成的。儿童的社会情绪能力只能通过社会实践活动来培养。在人类从事的三种基本的社会实践活动－阶级斗争、生产斗争和科学实验中，对儿童来说，科学实验活动是最适宜引入课程，系统地进行学习和体验的社会实践活动。我们已经把儿童社会情绪能力培养的内容列入“做中学”科学课程的内容标准，并在实践中取得了良好的效果《35》。

社会情绪能力包括：

1.     正确的估价自己：能觉察和正确地认识自己的感情；

2.     调节自己的情感：自己能适当地分析事件的起因、找到办法来处理自己恐惧、焦虑、愤怒和悲伤等情绪；

3.     激励自己：能克服自己的自满和迟疑、调动自己的情绪去达到某一个目的、能较持久地保持这种动力。

4.     能了解别人的情感：对别人的情感和利益具有敏感性，并能理解别人的观点；欣赏不同人对事物不同的认识和感情；

5.     善于处理人际关系：通过调节情绪，提高社会能力和社会技巧。

在幼儿园和小学科学教育过程中，应该特别注意培养儿童的同感,以及人格发展的重要因素-自尊《36》。

培养学生的伦理、道德和价值取向，不可能脱离社会现实，包括迅速发展着的科学技术。人类的伦理、道德和价值取向虽然有其情感的基础，但是应属于一种理性的思维。主要负责人理性思维的前额皮层，要到二十多岁才最后发展成熟。对年幼的儿童，甚至包括处于青春期的青少年来说，他们的亲身体验，比理论性的教育更有效。在科学教育中，首先要教育他们实事求是，懂得科学上最重要的是学术诚信，如果不遵守这一条科学道德的底线，整个科学知识的大厦就要崩塌，所以科学界对造假的行为是惩罚得很重的。从小要教育学生严守学术的诚信，不能抄袭别人的答案，引用别人的结果，包括从网上下载资料一定要注明出处。

可以从学生亲历的实际体验出发，启发他们关爱生命、保护环境、遵守社会公约和法律；培养他们热爱科学、崇敬做出贡献的科学家、为自己民族的智慧和发展史自豪。