科学素养教育的现状与挑战

中国著名物理学家钱学森提出了引人深思的钱学森之问——“这么多年培养的学生，还没有哪一个的学术成就能够与民国时期培养的大师相比。为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”钱学森对中国科学技术人才的培养可谓忧心忡忡。下面从学校教育对学生科学素养的培育现状与存在的问题展开分析与讨论，可能会从中发现点滴的潜在因素。

1.中学科学素养教育现状

（1）国际现状

2016年12月，经济合作与发展组织在英国伦敦发表了国际学生（包括中国学生）PISA调查报告。报告表明，经合组织超过1/5的学生没有达到基准水平，10多年来的科学突破并没有转化为学校科学成绩的突破；多数学校只关注学生基于科学事实和理论的学习，大多数的科学课程仅以1种形式来呈现科学，而不是向学生提供广泛的科学探究概念；在科学测试中取得高分的学生要求具备3项技能：科学地解释现象，评估和设计科学探究，科学地解释数据和证据。这份报告概括起来说就是，学生的科学探究精神和意识比较薄弱，不能将理论转化为实践，科学研究不能举一反三，触类旁通。

（2）国内现状

2020年1月初以来，新型冠状病毒引发的肺炎疫情在我国不断蔓延，牵动了所有国人的心。随着疫情的发展，各种“谣言”“伪科学”和所谓的“建议”满天飞，更加剧了人们的焦虑与恐慌情绪。于是，有网友感叹“科学永远干不过‘伪科学’”。这为我们敲响了警钟：国人的科学素养亟待提高。

2018年中国科协组织开展了第10次中国公民科学素质抽样调查，调查范围覆盖我国大陆31个省、自治区、直辖市和新疆生产建设兵团18～69岁的公民。调查结果显示，我国公民的科学素质水平快速提升，2018年我国公民具备科学素质的比例达到8.47%，但明显低于美国的28%（早在1988年美国具备科学素质的公民的比例就已经达到10%），说明我国在提升公民科学素质方面的工作任重道远。

调查显示，我国各地区公民科学素质水平大幅增长，上海、北京公民科学素质水平超过20%，天津、江苏、浙江和广东超过10%，上述省市和山东、福建、湖北、辽宁共10个省市超过全国平均水平。尽管东西部、城乡科学素质发展不平衡状况有所缓解，但任务仍然艰巨。原因如下：东西部地区的差距仍很大。在参与调查的31个省市中，其中21个省市仍低于全国平均水平，占比为67.74%，且多为西部欠发达省市地区；“十三五”以来，东西部、城乡差距尽管不断在缩小，但差距仍很大，城市中学生素养水平大大高于农村。

2.我国中学科学素养教育存在的问题

由于地区、资源等方面的限制，在理论层面，农村学校学生的科学素养相对低于城市学生；在实践层面，农村学校在认识观念、师资建设、教学模式等方面还存在很多的问题亟待解决。

（1）科学教育设施设备不完善

农村中学大多建立在乡村，基础设施设备比较落后，学校要开展科学教育活动，没有达标的软硬件设施；很多学校没有配置足够多的机房，学生们常常要共用一台电脑。即使一些中学的设施设备齐全些，但很少有真正意义上的实验活动。学校大多是组织学生们参观现有的仪器设备，却不怎么让学生亲自动手去操作。有时候课本上会涉及一些具体的实验仪器和实验操作，但由于学校没有引进这些比较先进的设施设备，往往无法开展实际的科学教育活动。(www.xing528.com)

（2）重知识结论直接传授，轻学生自主探究

新课程理念强调，科学课程教学应贴近学生的生活，充分利用学生原有的认知和生活经验，使之在探究的情境中通过实践获得感悟和发现，进而建构知识体系。但在实践中，仍有不少教师沿用传统的教学思路和方法，总是摆脱不了直接传授客观规律、原理和结论的教学套路，无法让学生亲历科学发现的思维过程；重视知识结论的直接传授（或变相传授），轻视学生的自主探究及其过程中的感悟、发现和生成性知识的获得。这样的教学只能使学生僵硬地理解客观真理的准确性，养成对科学的敬仰和崇拜态度：科学结论是永恒的真理，科学家的发现不容置疑。

（3）缺乏对科学教育知识的认识

农村学校的科学知识教育开展速度缓慢，一些偏远地区的学校甚至没有设置科学课程，很多学生都不知道何为科学课程。家长只关心学生在校成绩，不注重能力的培养，自然不会留意到主要课程之外的一些“副科”。学生也将学习重点放在主要课程上，忽略了科学教育对自己未来发展的影响。其实，很多科学家之所以能有后来的成就，离不开儿童时代科学对自身的影响。

（4）重系统、陈旧的学科体系，轻科学技术的新发展

我国的科学教育具有学科体系严谨、逻辑性强、知识教学层次明显等优点，但也存在过于注重知识体系，缺少综合性和人文性，知识内容过于繁、难、偏、旧，缺乏引导学生经历科学发展思维过程的环节等缺陷。虽然我国科学教育的培养目标随着国际大背景的变化在不断调整，但总不能突破过于注重科学知识教学的怪圈。也正是因为过于重视科学教育的学科体系，我国中学科学教育不能及时反映科技发展的新成果。克隆技术、基因工程、人类基因组计划、纳米技术、磁悬浮技术、新能源技术、新材料技术、生物制药技术、载人航天技术、信息技术等让世人高度兴奋的科学技术新进展，在中学科学教材上、课堂中却很难看到、听到。

（5）重科学研究实用价值，轻科学研究经历

科学研究是经历多次甚至无数次的困难和失败后才成功的。成功地开展科学研究，不仅需要专业的科学知识，更需要科学的精神、态度和正确的价值观。但是，我们的教材仅断章取义地介绍与科学成就紧密相关的科学研究过程和内容，很少介绍科学家在研究过程中所走的弯路及所犯的错误。教师在教学过程中也不能完整地介绍科学研究的真实背景，中学科学素养教育只重视科学研究的实用价值，轻视科学研究的真实历程，无法引导学生理解科学发现的真实过程，更不能引导学生理解科学研究中存在的矛盾及研究的局限性、面临的挑战和未来的发展趋势等，无法引燃学生进一步学习的欲望和探究科学未知的原动力。

（6）重视传统的教学方式，轻视创新能力的培养

许多农村中学沿用的是传统的教学模式，教师教学思想禁锢，不能用前沿的教学理念来管理学生，自然轻视对学生科学素养能力的培养。他们大多采用老的教学管理方法，没有与时俱进地对知识进行更新，轻视对自身和对学生创新能力的培养。

针对目前中学生科学素养教育中存在的问题，只有正视问题、补齐短板，才能真正实现国民具备科学素质的比例快速上长。因此，加强并提升农村学校学生的科学素养，是实现《全民科学素质行动计划纲要实施方案（2016—2020年）》中，2020年“公民具备科学素质的比例超过10%”目标的重要保障，对助力创新型国家建设和全面建成小康社会具有重要意义。