中小學科學教育的理論向度與實踐方略

摘要：科學教育關系到國家安全、環境保護、公共健康等領域，是支撐國家戰略的重要基石。因此，該文致力于深入剖析科學教育的核心要素，包括其目標、內容、方法和形式，以期對科學教育的本質進行重新解讀。同時，探討了科學教育的理論基礎，這一基礎植根于中華民族的科教興國戰略、科學素養的培育、以探究與實踐為核心的教學方法，以及科學教育所特有的“加法”理念。在實踐策略上，提出持續優化的發展格局、以人為本的教育體系、全面設計的評價框架和多方協同的生態模型，這些措施構成了構建中小學科學教育新體系的行動指南。

關鍵詞：中小學；科學教育；理論向度；實踐方略

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

* 本文系2023年安徽省哲學社會科學項目“面向青年群體的公共數字教育資源供給研究”（項目編號：AHSKYY2023D027）研究成果。

一、引言

鄧小平在全國科學大會上的講話（1978年）指出，科學技術是第一生產力，強調要尊重知識、尊重人才，提出要大力發展科技和教育，為我國的現代化建設服務。進入新時代，習近平總書記密切關注中小學科學教育工作，并在中共中央政治局第三次集體學習時強調科學教育是拓寬青少年視野、增長知識、激發好奇心和探求欲的重要手段。為了深入貫徹黨的教育方針，加強新時代中小學科學教育工作，教育部等十八部門發布《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》（以下簡稱《意見》）指出要推動中小學科學教育學校主陣地與社會大課堂有機銜接，提高學生科學素質，培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體，培養社會主義建設者和接班人[1]。當今時代，科技與產業持續變革，人工智能迅猛發展，未來世界充滿不確定性，實施中小學階段的工程教育顯得尤為重要，它能夠為學生的未來職業和日常生活打下堅實的基礎[2]。鑒于此，我們針對中小學科學教育內涵，歷史邏輯分析其在實踐中的指導意義，提出相應的策略，以期為中小學科學教育的發展提供一定的理論和實踐支撐。

二、中小學科學教育的內涵

科學教育引起當下中小學校、社會各界以及國家的廣泛關注，已然成為教育發展中的重要內容。

（一）“科學”的詞源分析

“科學”一詞濫觴于拉丁文的“Scientia”，即知識的含義，與希臘文的“Sophia”——智慧相聯系，而“Philosophia”——哲學則是由這兩個概念演變而來。至18世紀，西方對“科學”的定義逐漸擴展到涵蓋更廣泛的知識體系和探究方法，從而奠定了現代科學概念的基礎[3]。在中國古代，“科學”的詮釋通常與“科舉之學”[4]有關，例如宋·陳亮在《送叔祖主筠州高要簿序》中提到：“自科學之興，世之為士者往往困于一日之程文，甚至于老死而或不遇。”中國古代文獻中雖不乏“科學”的用例，但這些用語與“Science”的含義并不相同。

在西方科學傳入中國之前，“科學”一詞并未廣泛流傳，而是長期被“格致”一詞所代表。“格致”主要指的是分科的研究和追求因果關系的學術。一般認為，“科學”一詞是在19世紀末引入中國的，它有兩方面的含義：一是指分科系統的學術研究，追求因果理法；二是指對自然的研究與應用[5]。在民國初年，受到國學研究的變化和歐洲戰爭影響，“科學”這一詞匯開始在中國思想界被廣泛接受，其內涵和應用范圍也隨之擴展。在現代，“科學”被視為一個運用范疇、定理、定律等思維形式來反映現實世界各種現象本質和規律的知識體系[6]，正如毛澤東在《在中國共產黨全國代表會議上的講話》中所強調：“人們必須通過對現象的分析和研究，才能了解到事物的本質，因此需要有科學。”

（二）“科學教育”的歷史演變

1.我國近現代科學教育發展：從引入自然科學到普及科學知識

1840年鴉片戰爭標志著中國近代史的開端，迫使中國對外開放，教育領域隨之深刻變革。清政府為縮小與西方的科技差距，于1861年設立京師同文館，后增設科學館，引入自然科學教育，培養外語與科技人才。晚清新政期間，京師大學堂通過加強科學教育籌備，推動了科學教育的制度化進程[7]。1904年癸卯學制的實施，為中國近代科學教育提供了制度保障。1923年《新學制課程標準綱要》的頒布，標志著教育重心由單一文科向綜合素質培養轉變，強調自然科學與實踐創新能力，促進了科學教育的全面發展。20世紀30年代，“科學下嫁”運動由陶行知倡導，旨在普及科學知識，提升民眾科學素養，通過兒童與民眾的科學化教育，推動中國科學化進程[8]。

2.我國當代科學教育發展：從提出科教興國到注重科學素養

自新中國成立以來，我國教育事業不斷發展，但科學教育水平相對滯后。改革開放后，我國實施科教興國戰略，強調科技與教育的核心地位。此時我國的基礎教育雖取得顯著成就，卻存在重知識輕實踐、應試傾向嚴重的問題，限制了學生科學素養和創新能力的發展[9]。為改變這一現狀，2001年，《全日制義務教育科學課程標準》出臺，文件將“自然”一詞改為“科學”，并從小學三年級起設立科學課程，旨在增強學生的科學素養。教育部為了進一步促進科學教育的發展，總結了2001年科學教育課程標準實施過程中的問題，于2017年頒布了《義務教育小學科學課程標準》，該文件將科學課程提前至小學一年級，貫穿整個小學階段，顯著提升科學教育地位，此標準使得我國科學教育從能力導向到素養導向的轉變。

（三）中小學科學教育的內涵重釋與定義

從目標上看，科學教育即科學素養教育。科學教育是提高全民科學素質的重要基礎，提高學生的科學素養是科學教育的最終目的。2023年6月，OECD發布了《PISA2025科學素養測評框架》，該測評框架從背景、科學能力、科學知識和科學認同四個維度來評估各國對于15歲學生的科學教育成效，其中科學能力作為評估的核心要素，聚焦于學生解釋科學現象、科學處理數據和證據的能力。當下中小學的科學教育要注重科學素養的培育，核心要素就是提高學生的科學能力，這有利于認識科學本質以及進行批判性思考，從而使學生在未來的道路上能成為負責任的公民[10]。

從內容上看，科學教育即融合各學科內容的教育。科學教育不僅限于僅傳授科學知識，而是一種全面的教育體系。廣義的科學教育指為了提高全民科學素養的教育教學活動，包含數學教育、技術教育、課外與社會科學教育等方面理論與實踐問題的學科[11]，即《意見》中提到的“統籌規劃科學教育和工程教育”。狹義的科學教育是指義務教育階段以科學類課程為主渠道的教育實踐，既涵蓋以物理、化學、生物、地理等學科為依托的分科教育，也包括各學科相互滲透、交叉、融合形成的跨學科教育。在技術迅速發展的背景下，科學教育的范疇已經擴展至信息技術、工程以及通用技術等領域，這些領域與科學知識的生產和應用密切相關。多數國家將科學教育的內容載體定位于自然科學，并關注其中所蘊含的人文意蘊，強調科學教育中科學價值與人文價值的統一[12]。

從方法上看，科學教育即以實踐教學為主的教育。相較于以往重書本輕實踐的教學模式，當下的科學教育鼓勵學生參與實踐，在實踐中培養學習興趣與科學探究能力，促進個體全面發展。2022年版《義務教育科學課程標準》（以下簡稱《新課標》）的總目標中提出，學生要掌握基本的科學方法，具有初步的探究實踐能力。因此中小學科學教育要教會學生動手實驗和探究，能夠將理論知識轉化為實際操作，培養其自主學習和解決實際問題的能力。在此過程中，喚起學生內在的好奇心、想象力和求知欲，激發學生對科學的濃厚興趣。

從形式上看，科學教育即資源整合與跨學科融合的教育。科學教育的資源整合指校內外的教育資源整合以及不同學科知識間的內容整合，這需要教師團隊、學生和家長之間的協同，也需要學校與家庭、政府部門、科研機構和企業之間的相互聯合。湖南省為優化科學教育資源布局，編制了全省“科學教育地圖”，遴選45個科技場館、145個科普教育基地作為課后服務合作機構，同時整合教師資源和課程資源，培養科技類公費師范生近一萬人，開發科學直播課程，持續開展中小學生科技創新課程實踐[13]。此外，中小學科學教育鼓勵跨學科學習，其核心完成形態體現為STEM教育[14]，通過STEAM（科學、技術、工程、藝術和數學）教育模式的實踐，助力學生從多角度理解復雜問題，培養其創新思維和問題解決能力。

綜上所述，科學教育可以定義為一種以提升全體青少年科學素養為目標，依托學校教育主陣地，通過實踐教學，向學生傳授基本科學知識和技能，培養其科學精神和科學探究能力，并整合資源和跨學科融合的教育方式。它旨在塑造學生科學的世界觀和價值觀，夯實其科研基礎和科學技術應用能力，造就具備科學素養的合格公民，為社會發展和文化進步做出貢獻。

三、中小學科學教育的理論取向

哲學取向的教學理論核心涵蓋四方面：知識-道德本位的目的觀，知識授受為核心的教學過程，科目本位的教學內容，以及語言主導的教學方法。胡勁松強調，未來教育學體系構建應聚焦于三向度的融合：在內容向度上，要堅持問題導向；在主體向度上，要立足行動邏輯；在方法論向度上，要實證與解釋并重。科學教育，作為國民教育體系之基石，不僅是實現中國式現代化的重要抓手，也是建設科技強國的必由之路。鑒于此，必須在教育愿景、目標設定、教育方法及特色塑造等關鍵層面上，明確其理論導向，確保科學教育能滿足當前及未來發展需求。

（一）科教興國：人才培養與科技創新的關鍵戰略

2024年的政府工作報告提出，深入實施科教興國戰略，強化高質量發展的基礎支撐。為中國人民謀幸福、為中華民族謀復興是中國共產黨人的初心和使命，而科技強國是中華民族偉大復興夢的組成部分，是激勵歷代科技工作者前赴后繼、為國奮斗的不竭動力，也是我國科學教育的核心愿景。

首先，科教興國必須建立在高素質創新人才的基礎上。育才造士，為國之本。實現中華民族偉大復興，教育的地位和作用不容忽視。中小學階段處于科技創新人才成長的關鍵期，以科學教育回應科教興國戰略需求，為科技人才培養提供了源頭活水。通過系統傳授科學知識，提高青少年的科學思維和探究能力，培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體，為學生日后成為科技創新人才奠定堅實的基礎。

其次，科教興國需要整個社會形成良好的科學文化氛圍。科學教育在科技強國的建設中扮演著至關重要的角色，它能夠將人民意志、社會期望和國家方針緊密相連。在科學教育過程中，弘揚科學精神，在全社會形成學科學、用科學，尊重勞動、尊重知識、尊重人才、尊重創造的社會氛圍，進而調動民眾對科學教育事業的主動性，激發受教育者的積極熱情和創造精神，形成科教興國的認知力、凝聚力和行動力。

最后，實現科教興國的關鍵在于國家強大的科技競爭力。隨著科技的持續進步和創新，國家間的競爭也日益激烈，科技競爭力已經成為衡量一個國家綜合實力的重要指標之一。而中小學科學教育作為科技人才培養的搖籃，其質量和水平直接影響著國家科技競爭力的高低。一個擁有扎實科學基礎、具備創新精神和實踐能力的青少年群體，將為國家的科技發展提供源源不斷的人才支撐和創新動力，培育發展新質生產力的新動能，從而實現科技強國的目標。

（二）科學素養：從知識傳授到能力培養的深刻轉變

當前，全面落實素養導向目標的教育改革蔚然成風，持續推進以學科核心素養為指導的教育思想，已成為我國中小學課程與教學革新的關鍵使命。其中，學生的科學素養是科學課程育人價值的集中體現，《新課標》將科學核心素養凝練為“學生在學習科學課程的過程中，逐步形成的適應個人終身發展和社會發展所需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力，包括科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任等方面”。

在我國，中小學階段的科學教育長期偏重于傳授知識和技能，而相對忽視了培養學生的探究實踐能力、應用能力、質疑精神和創新思維。多屆PISA測試表明，我國青少年在科學技術知識方面表現出色，但是對于科學知識的產生、科學知識技能運用價值的理解尚顯不足，科學探究、實踐創新能力薄弱[15]。全國青少年科學素質調查也顯示學生對于科學相關職業的期望普遍較低[16]。教育本身就有培根鑄魂、啟智潤心的內在意蘊，而科學教育則是“孵化”學生科學素養的有力抓手。中小學科學教育著眼于培養具有全球視野和科學素養的人才，這與聯合國教科文組織、國際科學教育界、國際大型測評項目PISA等倡議的社會性科學議題學習（SSI-L）相契合，該學習模式圍繞科技引發的社會問題，強化證據推理與道德判斷，促進學生發展包括科學素養在內的核心素養。

因此，未來科學教育應轉向能力素養本位，重視科學方法、科學實踐、科學思維和科學精神的培養。糾正學生在大量解題模式訓練下的應試傾向，引導學生在真實情境中學習，超越對認知性知識的單純記憶和練習，培養批判性思維和創新精神，使其在科學學習與探索的道路上行穩致遠。

（三）探究實踐：科學教學方法的核心與改革方向

科學與其他學科的最大區別在于其對探究實踐的特別強調。在《新課標》中，“探究”一詞出現了352次，“實踐”一詞出現了146次，“探究實踐”一詞出現了35次[17]。同時，其“課程理念”部分特別強調“倡導以探究和實踐為主的多樣化學習方式，讓學生主動參與、動手動腦、積極體驗，經歷科學探究以及技術與工程實踐的過程”。《意見》中也提出“注重將知識學習與實踐相結合，強化做中學、用中學、創中學”。

科學實驗活動的核心并非在于科學知識的灌輸，應聚焦于激發學生對科學的興趣與好奇心，以及培養其科學探究技能。當前，探究式教育存在“形式主義”現象，學生在探究活動中往往缺乏主動性，被動地接受教師預設的探究路徑；教師在探究教學中往往忽視問題的啟發性與交流討論，限制了學生對科學探究全過程的深入體驗[18]。此外，傳統教育模式依然偏重知識傳授，而不夠重視學生的探究實踐能力，學科間的孤立性也限制了學生綜合運用知識的能力。探究與實踐是科學教育的核心，其本質在于通過學生的主動參與和實際操作來重新生產知識，是學生學習知識的新途徑。在這一過程中，學生被置于學習的中心，教師則扮演著引導者和協助者的角色。探究實踐不僅要求學生“像科學家一樣思考”，經歷從提出問題、做出假設、搜集證據、分析結果到得出結論的完整過程，而且要求學生“像工程師一樣實踐”，通過設計、制作和優化來解決實際問題，實現知識與技能的深度融合。

（四）科學教育加法：實現提質增效的四維有益探索

新課程標準的頒布為科學教育加法提供了政策上的指導和支持。同時作為“雙減”政策落地的關鍵支撐，課后服務為科學教育的“加法”提供了實踐平臺和時空機會[19]。

一是要拓展科學教育課程內容。當前學校科學教育內容存在過分強調科學知識的廣泛覆蓋和邏輯嚴密性，忽略科學知識的發展軌跡和深層次思考的重要性。因此內容的重構需深刻理解科學教育的本質，關注內容背后蘊含的科學方法、科學思想與精神[20]，并為學生提供基于不同內容的研究類、活動類和拓展類課程[21]。科學教育內容的加法應持續迭代調整內容，深度審視并重構現有體系。針對各年級學生，周密規劃每學年的科學課程，這不僅涉及對教學內容在廣度上的擴充與優化，也包括在深度上對科學探究方法、技能培養以及思維訓練的連貫性整合。

二是要培養專業化科學教育教師。科學教師的專業素養是確保科學教育質量的基石，當前眾多學校面臨科學專職教師比例不足、在職教師專業背景與科學教育不匹配等問題，難以保證科學教育的有效實施。為此，必須做好數量與質量兩個維度上的加法。一方面，采取措施吸引科學教育相關專業的高校畢業生投身教育行業；另一方面，科學教師應致力于擴展自身專業知識，提升教學技能和科學素養，確保學生的科學探索有方向、有引領、有指導。

三是要優化科學教育資源整合。科學教育的實施依賴豐富的資源作為后盾，教育資源的均衡配置是確保科學教育順利開展和取得成效的關鍵。然而區域資源分配不均，尤其在鄉村學校，科學教育資源匱乏且不均衡，科學教育生態環境缺乏[22]，對科學教育的公平性和整體質量構成了挑戰。因此需要做資源加法，為學習與活動提供支撐。其一是做好校內資源加法，包括擴充實驗室設備和教具，為學生的實踐操作提供必要的物質基礎。同時，學校在教育數字化轉型的基礎上，進一步豐富科學教育的信息化資源，積極探索數字化資源在科學教育中的創新應用；其二是做好校外資源的加法，要培養未來從事科學技術的創新人才，僅憑學校供給的科學課程是遠遠不夠的，還需廣泛吸納社會資源作為學校教育的補充，推動形成各類社會資源聯合培養創新人才的教育生態[23]。

四是要創新科學教育評價體系。教育評價事關教育發展方向，不僅是引領教育實踐的風向標，也是提升當代教育治理能力的核心要素。教學評價是根據教學目標對教學實施及結果進行價值判斷并輔助教學決策的過程。當下，中小學科學教育中其教學評價觀念陳舊、知識本位、方式簡單、碎片化現象突出，不利于教學改進和學生科學素養發展[24]。因此貫徹《深化新時代教育評價改革總體方案》“堅持科學有效，改進結果評價，強化過程評價，探索增值評價，健全綜合評價”的精神，創新科學教育評價體系刻不容緩。在科學教育評價的過程中關注學生價值觀念、探究實踐、生活運用和創造能力等素養發展，構建多元化的評價主體，營造積極正向的評價環境，促進師生間的深度交流與成長。

四、中小學科學教育的實踐方略

科學教育建設是支撐服務一體化推進教育、科技、人才高質量發展的關鍵基石和科學路徑。在新時代背景下，必須深刻認識到加強和改進中小學科學教育關乎青少年學生的全面發展，在中小學科學教育的發展格局、育人體系、評價體系、治理機制上統籌謀劃，為實現中華民族科教興國戰略、培養創新型人才、提升全民科學素養奠定堅實的科學教育思想基礎和行動綱要。

（一）從目標設定至持續改進，構筑科學教育發展新格局

以培養學生科學素養為核心的教育目標為指引，全面強化目標設定、實施計劃、監測評估與持續改進的迭代管理，實現教育過程的全鏈條優化和整體性發展（如圖1所示）。

首先，結合國家科學教育課程標準與地方實際，為中小學制定具體、可量化的科學教育目標，并配套翔實的實施計劃[25]。課程規劃方面，通過標準化測試設定各年級學生科學素養基準線，全面覆蓋知識掌握、探究能力、問題解決能力與科學態度的綜合培養。同時嚴格把控課程改革覆蓋面，確保跨學科和綜合實踐課程的均衡性。師資建設方面，制定專業發展指標，涵蓋培訓參與度、資格認定率和實驗教學成效[26]。學生參與度方面，不僅關注參與科學實驗和競賽的量化統計，更深入至學生滿意度和學業成績的提升。資源整合方面，持續關注家校社合作實施成功的科學教育項目數量及教學資源的更新動態[27]。上述量化評價指標應根據實際情況靈活調整和優化，確保其公正性、客觀性和有效性。

其次，建立中小學科學教育實時監控系統，定期評估教學效果與學生表現，確保教學活動與預設目標一致，及時調整教學策略，促進教育活動的持續發展和良性循環。該系統應集成學生學習進度追蹤、教師教學效果評價、課程滿意度調查、資源整合與利用效率等多維度數據，運用數字化工具進行實時數據采集與深入分析。基于數據洞察，結合教學安排、學科特性及用戶反饋，持續創新教學內容、更新課程資源和優化教學方法，確保教育實踐的高效與目標的精準達成[28]。

最后，利用評估結果反饋調整教育策略和實踐。通過政策引導、社會參與和媒體宣傳，提高科學教育的社會認知度，同時建立健全涵蓋教師、學生、家長及管理者在內的全方位反饋體系，確保各方聲音得以匯聚并轉化為教育改進的動力，并根據相關反饋信息調整教育規劃和教學活動。

（二）堅實貫徹“以人為本”，三維驅動科學育人新體系

科學教育育人體系的有效性與健全性直接影響學生學習效果和科學素質的培養。在科學教育育人體系中，著重貫徹“以人為本”的教育理念，洞察學生的興趣和需求，注重學生的個體差異和全面發展（如圖2所示）。

其一，以探究和實踐為核心教學環節，著力激發學生科學學習興趣。習近平總書記提出，“基礎教育既要夯實學生的知識基礎，也要激發學生崇尚科學、探索未知的興趣，培養其探索性、創新性思維品質。”在教育實踐中，興趣是驅動科學探索的關鍵動力。當前教學方法革新強調以學生為中心，圍繞探究與實踐展開教學，以此激發學生探索欲和學習動力。因此在實踐教學中，教學活動應始于問題提出，通過挑戰性問題激發學生好奇心和創造力。教師設計趣味探究任務，鼓勵學生運用觀察、實驗、建模、推理論證以及團隊合作等科學方法[29]，探究事物本質。同時結合工程實踐，讓學生在設計與制作中體驗知識的實際應用，增強其動手和解決實際問題能力。

其二，從兩大科學教育課程視角切入，促進學生全面發展。一方面，自然科學基礎課程是科學教育的基石，囊括了物理、化學、生物、通用技術等學科的核心概念和基本原理，旨在為學生建立全面的科學知識體系和基本科學思維方式[30]。另一方面，社會科學課程關注科學在社會中的應用和影響，旨在培養學生的社會責任感和批判性思維。通過探討科技史、科學倫理、科學與環境等議題，學生將理解科學與社會的關聯，明確科學發展對社會的影響，進而樹立正確的社會價值觀。

其三，構建高素質教師隊伍，全面提升科學教育質量。第一，學校提供系統化、持續性的教師培訓，包括科學知識更新、教學方法精進、課程設計等方面的專業發展，以提升教師的科學素養和教學能力，鼓勵科學教育研究者深入探索，為教學實踐提供理論成果與創新思路。第二，建立科學教育教師評價體系，全面考量其教學設計能力、課堂管理能力、知識傳授能力、教學方法創新能力、科學探究指導能力、評價與反饋能力，以及專業發展和持續學習能力[31]。通過教學質量評估、教學成果考核等方式激勵教師積極參與教學改革與創新，確保其教學理念和方法與科學教育的高標準相契合。

（三）設計多元評價任務集，構建科學教育評價新框架

構建一個面向中小學多維度、綜合性的科學素養評價框架，采取形成性評價、表現性評價與終結性評價相結合的評價方式，貫穿整個教學過程，全面衡量學生在科學知識、操作技能、科學態度等方面的能力和素養[32]（如下頁圖3所示）。形成性評價通過自我反思、同伴評價和社區參與活動，對學生在學習過程中的參與度、學習態度和學習進展進行及時、具體地反饋[33]，評估學生對科學的熱情、堅持以及社會責任感。表現性評價則結合定性觀察和定量測試，通過實驗報告批閱和科學項目展示等形式，評估學生的實踐技能和創新思維。同時設計問題解決任務和自主實驗，考查學生的科學思維及獨立解決問題的能力[34]。而終結性評價則依托考試或測驗，檢驗學生對科學基礎知識的掌握程度。采用認知診斷模型來揭示學生對科學概念的深層理解，如知識結構圖和概念測試，并通過實際情境的項目式學習，考查學生的知識遷移和應用能力。這種多元化評價旨在克服傳統教育重分數、輕實踐的弊端，構建科學素養的多維評價框架，為教育實踐提供反饋，指導教師調整教學策略，推動學生科學能力的全面發展。

此外，還應充分利用數字化技術的前沿優勢，實施精準的數據收集、系統整理與深入分析，確保評價數據的實時更新與高效共享。通過數據驅動開展科學教育教學質量監測與學生學業成就評估，把握中小學科學教育活動的實效與結果，進一步推動科學教育評價體系的科學化、精準化和個性化發展。

（四）家校社協同共筑育人圈，打造科學教育高效新生態

科學教育作為全社會共同的事業，亟需構建以學校為主導、家庭積極參與、社會廣泛支持的家校社協同共育的治理機制[35]。各方需共同努力，形成合力，實現科學教育的高效生態，為培養具備科學素養的新一代貢獻力量（如圖4所示）。

第一，學校發揮其主導作用，強化學科建設與資源配置。一是推行“以學定教”，教師聚焦學生主體，推動課堂轉型，強化學以致用，整合課內外資源，提升教學效率。二是優化作業設計，依據學生認知水平、學科邏輯及學習目標，促進學生科學思維與情感雙重發展。三是增強課后服務，設立多樣化興趣小組與社團活動，滿足學生個性化學習需求，連接學生經驗與科學實踐[36]。四是豐富教育資源供給，提供實驗器材、教輔資料及數字化教學資源，幫助教師高效組織科學實踐及探究式學習，培養學生的科學思維與實踐能力。

第二，社會發揮其支撐作用，提供豐富的科學實踐機會與平臺。實施館校合作行動，引導中小學充分利用科技館、博物館等科普教育場所，廣泛開展各類學習實踐活動。組織高校、科研機構、醫療衛生機構、企業等開發開放優質科學教育活動和資源，讓師生主動走出課堂，親身參與科學研究和實驗，以深化對科學知識的理解，拓寬科學視野。為了更好地推進科學教育，不僅鼓勵“走出去”，還要積極“請進來”。具體而言，邀請科學領域的專家學者或科研人員進校園，同時爭取教育行政部門、相關管理機構和社會力量的支持，建設區域性的科學實驗中心，并逐步擴大其輻射范圍，實現科學教育資源的高效共享與均衡配置。

第三，家庭發揮其引導作用，營造科學學習的積極氛圍。家長應提升自身對科學教育重要性的認知，轉變固有觀念，全面把握其深遠意義和價值所在[37]。為全面掌握學生知識掌握程度、在校表現及成長軌跡，家長需與學校教師保持密切溝通，確保在親子互動中給予更具針對性的指導。同時，鼓勵孩子積極參與學校與社區合作舉辦的科學節、科學展覽、科技創新競賽等活動，以及聆聽專家講座、參與導師制項目等，以提升家長的科學素養和指導能力，助力科學實驗活動在家庭環境中的有效延伸。通過這一系列舉措，家長不僅能有效履行其教育職責，也能為孩子的全面發展奠定堅實基礎。

五、結語

中小學科學教育構成了“教育、科技、人才三位一體布局”的核心支柱，肩負著推動科教興國戰略深入實施和加強科技后備力量培養的重大責任。它在學生個人成長和國家整體發展中起著至關重要的作用，直接影響著未來科技創新人才的培養以及國家社會的進步。中小學科學教育不僅有助于激發學生的創新思維和動手實踐能力，更是提升他們的邏輯推理、判斷力及問題解決能力的有效途徑。科學教育的內涵豐富而深邃，它不僅涵蓋自然科學知識的傳授，更涉及科學思想、方法和精神的傳承。這一教育體系融合了物理、化學、生物、地理等多個學科的知識，實現了知識的全面傳授。同時，它著重培養學生的觀察、實驗、推理、分析等科學方法，并著力于塑造“敢于探索、勇于創新、嚴格謹慎”的科學精神，從而實現科學教育在創新人才培育、綜合素質全面提升等方面的積極作用，為中小學生提供了科學知識、方法和精神的三重滋養，為他們終身學習和未來社會的可持續發展奠定了堅實的基石。在實踐過程中，應更注重科學教育治理模式的運用、“以人為本”教育理念的踐行、多元化評價體系的構建以及多方協同共育機制的建立，以推動科學教育的深入實施與發展。

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作者簡介：

劉和海：教授，博士，碩士生導師，研究方向為教育信息化與媒介素養。

譚閔：在讀碩士，研究方向為數字化學習科學與技術。

高幸：在讀碩士，研究方向為數字化學習科學與技術。

王貝貝：在讀碩士，研究方向為數字化學習科學與技術。

The Theoretical Dimension and Practical Strategy of Science Education in Primary and Secondary Schools

Liu Hehai， Tan Min， Gao Xing， Wang Beibei

School of Educational Science，Anhui Normal University， Wuhu 510631， Anhui

Abstract： Science education is relevant to domains such as national security， environmental protection， and public health， serving as a crucial foundation for supporting national strategies. Hence， this article endeavors to conduct an in-depth analysis of the core elements of science education， encompassing its objectives， content， methods， and forms， with the aim of reinterpreting the essence of science education. Simultaneously， it explores the theoretical foundation of science education， which is deeply rooted in the national strategy of rejuvenating the country through science and education in the Chinese nation， the cultivation of scientific literacy， the teaching approach centered on inquiry and practice， and the distinctive addition concept in science education. In terms of practical strategies， it puts forward a continuously optimized development pattern， a people-oriented education system， a comprehensively designed evaluation framework， and a multi-party collaborative ecological model. These measures constitute an action guideline for constructing a new system of science education in primary and secondary schools.

Keywords： primary and secondary schools； science education； theoretical dimension； practical strategy

收稿日期：2024年10月10日

責任編輯：宋靈青