2023年2月，习近平总书记在中共中央政治局第三次集体学习时强调：“要在教育‘双减’中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。”科学教育是培养科技创新人才、提升全民科学素养、营造科学文化氛围的重要基础。做好科学教育加法，反映了对科学教育内涵的新认识，凸显了科学教育在落实教育、科技、人才“三位一体”战略布局中的关键作用，是构建大科学教育格局、推进新时代中小学科学教育转型升级的关键所在。
一、新时代中小学科学教育的内涵转变与现实意义
科学教育是以自然科学内容为主，发展个体及群体科学素养的教育教学活动。广义的科学教育包含学前教育至高等教育、继续教育各学段，涵盖学校正式科学教育和校外非正式科学教育（如家庭、工作场所、博物馆、社区等）。狭义的科学教育主要指在中小学阶段实施的科学教育。科学教育不仅关注知识体系的传授，更注重培养人的认知方式，掌握科学发现的过程和方法。国际科学教育新理念和新实践，为我国科学教育高质量发展、创新人才培养的育人模式转变提供了新思路。
伴随科学教育理论、实践的创新发展，科学教育内涵呈现新的变化。一是科学教育对象更加体现广泛面向全体公民，而不仅仅是精英群体；二是教学目标更加强调提升学生以科学素养为核心的综合能力；三是学习过程由注重个体内部的知识建构延伸至更加关注真实情境中的集体实践；四是教学方式更加注重跨学科，强调科学与工程实践；五是教学场景由学校的正式科学教育拓展为学校正式科学教育、校外非正式科学教育和网络学习环境下的科学教育。
当今世界正处于百年未有之大变局。科技革命产业变革迅猛发展，发展机遇与挑战并存。大国博弈日益激烈，突破关键技术“卡脖子”等问题，实现拔尖科技创新人才自主培养已成为新时代重大战略任务。自主培养顶尖科技创新人才，根基在于构建高质量科学教育体系，持续培养大批具备科学家潜质的青少年，中小学科学教育肩负重要的历史使命。
近年来，尽管我国中小学生的科学素养持续提升，但当前我国科学教育仍存在一系列问题。一是应试教育倾向突出，实验探究教学流于形式，忽视对学生高阶思维能力的培养；二是对拔尖人才培养的关注不足，还未形成贯通式培养生态；三是校内外科学教育资源不足，校外科技资源向科学教育转化缺乏机制保障；四是科学教育资源分布不均衡、资源使用效益不高。时代变革和科学教育内涵的转变，对加强高质量科学教育体系建设提出了迫切需求，系统部署教育“双减”中的科学教育加法，一体化推进教育、科技、人才高质量发展，实现我国创新人才培养全链条水涨船高的整体效应，已经成为科技强国建设事业的国家工程。
二、高度重视科学教育在教育科技人才统筹部署中的基础性作用
党的二十大报告明确指出“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑”，强调教育、科技、人才一体化发展理念。教育和科技是支撑所有行业创新发展的两大支柱，其共同作用点在人才培养。从教育者的角度理解教育、科技、人才统筹部署，其实质就是要将科学教育作为教育、科技、人才一体化推进的重要抓手，把全链条科技创新人才政策起点前置到基础教育阶段。
近年来，我国多次针对基础教育阶段的正式和非正式科学教育进行改革部署，对已有科学教育实施经验不断梳理、总结和超越，以期加速推进新时代科学教育的战略性转型升级。2021年，国务院正式印发《全民科学素质行动规划纲要（2021—2035年）》，以习近平总书记提出的“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置”为根本遵循，将科学普及工作提升到新的历史高度。之后，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于新时代进一步加强科学技术普及工作的意见》，为全社会科普工作提供了纲领性指导，营造了全民热爱科学、参与科学的积极氛围，激发了社会力量参与科学普及事业的热情。与此同时，国家对学校教育的相关政策不断作出积极调整。2021年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》，明确提出“强化学校教育主阵地作用”，重视教育良好生态构建，规范校内外教育，落实立德树人根本任务。随后，教育部办公厅、中国科协办公厅联合印发《关于利用科普资源助推“双减”工作的通知》，指出利用科协系统的科普资源、科普教育基地等优势，推动校外资源服务校内基础教育，拓展科学教育资源。2022年，新修订的义务教育课程标准正式发布，以课程核心素养导向明确课程教学要求，力争实现“减负增效”突破。其中，《义务教育科学课程标准（2022年版）》实现了1—9年级一体化设计，融入工程技术教育内容。之后，针对科学教育师资数量不足、职业素养不高、专业发展欠缺等问题，教育部先后印发《关于加强小学科学教师培养的通知》《关于实施国家优秀中小学教师培养计划的意见》，要求加强科学教师队伍建设，着力提升科学教育质量。以上相关工作的推动表明党和国家对发展科学教育事业的高度重视。
为进一步落实习近平总书记强调要在教育“双减”中做好科学教育加法的重要指示精神，落实教育、科技、人才一体化推进提出的部署要求，2023年5月，教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（简称《意见》）。这是首次以多部门联合发文的形式，动员全社会力量加速推进在教育“双减”中做好科学教育加法全面落地的价值引领和战略性系统部署，凸显了中小学科学教育在落实教育、科技、人才“三位一体”战略布局上的基础性作用。
三、提高认识、把握规律，明确做好科学教育加法的着力点
科学教育致力于培养具备创新能力的科技人才、具备基本科学素养的现代社会公民，并在全社会形成有利于科学发展的土壤。做好科学教育加法，应提高对科学教育战略性、基础性、专业性的理解和认识，以创新人才培养模式不断优化科学教育教学活动，加速推进中小学科学教育转型升级，实现创新人才培养的全链条贯通设计，并倡导教育界与科技界乃至全社会共同参与科学教育事业。
1.共抓全纳拔尖，兼顾科学教育公平与优质培养
全面提升科学教育水平是提升全民科学素养的基础，是拓展优质人才培养的重要方式。提高科学教育水平，不仅要面向少数有特殊天赋的儿童青少年培养，同时也要看到全社会的创新已经不再是少数科学精英的专利，科学教育需要为科技创新培养规模宏大、开放创新的多元主体，为高质量发展持续提供高素质劳动大军。
一方面，在做好科学教育加法的过程中，要高度重视科学教育发展不均衡问题，重视科学教育项目和资源的广泛覆盖，要采取多种措施扶持薄弱地区、学校及特殊儿童群体，如争取更多的社会组织支持、利用数字化技术、动员企业投入、加强动态监测等。在充分发挥国家宏观调控优势帮扶薄弱群体的同时，要鼓励西部、乡村地区充分利用自身的科学教育优势，如农业、畜牧业、生态等方面资源，因地制宜开展科学教育。
另一方面，要落实党的二十大关于“着力造就拔尖创新人才”要求，积极探索拔尖创新人才的培育选拔方式，明确不同人才项目的侧重点，重视对拔尖创新人才培养理念和培养模式的科学总结，探索建设科技特色高中、科技特色学校，鼓励全社会共同发力，整合各方面资源，营造良好的科学教育生态，为拔尖创新人才成长提供广阔平台。
2.强调探究实践，培养学生的科学兴趣和科学精神
习近平总书记指出“对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起”。中小学阶段是儿童科学兴趣和科学精神培养的关键期。以科学探究实践的方式开展科学教育，符合儿童喜好“动手动脑”的天性，能使其感受学习的乐趣，亲身体验科学探究过程，理解科学原理的呈现机制，培养科学精神。因此，应重视科学探究实践、突出科学兴趣激发，引导学生广泛参与探究实践，做到学思结合、寓教于乐，自觉获取科学知识、培养科学精神，倡导“做中学”“用中学”。
做好科学教育加法要瞄准科学探究实践这一关键着力点，首先应高度重视面向学生的科学实践特别是实验活动的开展，不仅要保障实验室建设、实验教学精品课程等资源建设，而且要加强中小学实验员配备、强化教师实验教学能力等师资保障，助力科学实践活动顺利实施。其次，要丰富科学实践的路径和策略，运用好中小学、高校和社会多种科学实践资源，采用观测研究、创客活动、科技创作等丰富的实践形式。科学实践开展过程中要注重引导学生理解科学本质。在开展形式上与工程技术教育相融合，以挑战性问题为出发点，基于真实的情境问题，鼓励学生勇于提出困惑和问题，利用技术制作、工程建模等实践过程，引导学生探究科学现象，发现科学问题，运用科学原理和方法解决问题，激发学生的科学兴趣，培育其不畏艰难的科学精神。
3.重视协同部署，做好科学教育转型升级的保障
建设高质量科学教育体系是一项复杂的全局性、系统性工程，不仅涉及学校、家庭、政府、科研机构、社会团体、企业、场馆等各类主体，还涉及师资、教学、资源、评价、研究等彼此关联的科学教育环节要素。为助力科学教育加法落实，一方面要对科学教育相关改革举措做好顶层设计，另一方面要做好配套保障措施的落实落地，更好配合“双减”政策实施，促进科学教育转型升级。
在校内外科学教育各主体发挥优势助力科学教育加法落实的基础上，应做好相关改革衔接，重视各主体的协同部署与调控。对科技类校外培训、竞赛活动管理、中高考内容改革、不同学段有机衔接、评价制度改革、家庭科学教育以及学科专业建设等影响科学教育转型改革成效的关键节点进行统筹部署，特别是群众普遍关心的中高考内容改革、学业水平考试等方面加强改革引领。同时，为保障改革有效落地，从领导机制建立、经费保障落实、项目引领强化、监测实施指导等方面加强保障措施的供给，建立部门协同工作机制谋划落实，坚持统筹协调各方力量，确保科学教育战略性转型升级的有序推进。
4.科技助力，推动技术赋能科学教育转型升级
以物联网、大数据、5g、人工智能为代表的数字技术与科学教育教学过程深度融合，对于推动科学教育教学内容现代化、教学智能化，以及解决区域教育发展不均衡、薄弱地区优质资源供给不足等具有十分重要的意义，有利于推动科学教育加法落实落地。
面对科学教育区域发展不均衡问题，应在内容和工具手段两方面加强技术赋能。要组织科学教育专业团队开发与教材配套的数字教育资源，同时要利用人工智能、虚拟现实等技术手段，嵌入智能教师、智能学伴等内容，突破实验器材、场地、指导人员等条件限制，帮助学生实现科学实验过程的可视化，为理解抽象科学原理提供形象思维依托，并融合自适应学习系统和评价功能。在资源建设基础上，应重视优质科学教育资源整合，广泛搭建并利用好相关数字化平台，将学校课程、课后服务、课外实践活动、家庭科学教育等以整合思维进行一体化设计，打破时空界限，拓展教学场域和边界，最大限度整合并利用全社会优质资源助力学生学习，赋能科学教育的教与学。
四、做好科学教育加法，构建新时代大科学教育新格局
融合国家各项科学教育举措，全面落实在“双减”中做好科学教育加法，有机结合、系统部署学段一体化、主体多元化、要素现代化三条脉络，将有力推动高质量科学教育体系建设，促进形成新时代大科学教育的新格局。
一是强调大中小一体化布局，体现科学教育贯穿全学段素养教育的理念。小学至中学各年级学段的科学教育需要有机衔接，中小学与职业教育阶段科学类课程要相互联系。同时，中小学阶段与高等教育本科、研究生阶段科学教育也应相互融通。当前，我国已经建立“小学综合科学课程—初中综合与分科并行科学课程—高中分科科学课程—大学专业科学课程”的完整体系。以此为基础，一方面要依据现有课程框架，利用大科学概念、跨学科融合等理念，以螺旋上升的方式，加强各学段科学教育内容的系统化设计，推进科学教育的一体化建设。另一方面要顺应国际趋势，研究如何将科学教育进一步下延至幼儿园教育阶段。
二是倡导多元主体协同育人，强调学校、家庭和社会在建设高质量科学教育体系中的作用。中小学科学教育要推倒学校教育的围墙，融合中小学、高校和科研院所、各类科技场馆、企业、家庭和数字平台等社会各方力量构成的多元科学教育主体，发挥各自优势，形成全社会重视、关心、支持科学教育的机制。其中，中小学作为科学教育的主阵地，应从课程教材建设、教学改革、课后服务、师资建设等方面改进学校教学与服务。高校和科研院所在构建大科学教育格局中起引领作用，要保障中小学科学教师的高质量供给，引领中小学教学理念和模式的变革，探索拔尖创新人才选拔培养的有效模式，不断增强开发、共享中小学科学教育资源和服务的能力。企业与科技馆、青少年宫、博物馆等各类科技场馆是科学教育资源的重要提供者，作为学校科学教育的有效补充，应加强对其引导和规范。家庭是科学教育的最初课堂，要指导家长开展形式多样的家庭科普活动。媒体等数字平台有助于营造良好的科学教育氛围，应加强全媒体对科学教育的宣传力度，如开设科学教育专栏等。
三是推进教学要素全面升级，适应新时代科学教育发展要求。科学教育的“学—教—师—资—评—研”各要素必须协同部署。学习内容方面，要注重健全科学教育的课程教材体系，凸显学生核心素养的培养。同时，要从跨学科学习的角度拓展科学教育的内容，统筹规划工程教育与科学教育。教学方式上，应深化学校教学改革，以项目式实践活动形式为依托，融入跨学科学习，倡导探究式、启发式教学。师资保障方面，针对当前我国小学科学教师数量不足、专业素养不高的现状，增加并建强科学教育师范类专业，提升教师培养的数量与质量。教育资源方面，整合学校、社会、家庭等校内外资源，以及国家智慧教育公共服务平台等网络资源。教学评价方面，探索建立科学类课程教师多元评价机制，改进中高考等学生评价方式。
深化落实习近平总书记关于在教育“双减”中做好科学教育加法的重要指示精神，一体化推进教育、科技、人才高质量发展，要紧扣新时代科学教育内涵转变、前移创新人才培养“关口”至小学阶段，汇聚全社会力量，全面转型升级我国中小学科学教育。未来一段时期，落实做好中小学科学教育加法的要求应以推动《意见》落地为抓手，加强配套政策供给，促进科研机构、高校与中小学校等主体有效协同，共同推进青少年科技创新人才培养和全民科学素养提升。
【作者：郑永和，北京师范大学科学教育研究院院长、教育学部教授，教育部科技委科学教育战略研究基地主任，教育部教指委科学教学专委会主任；苏洵，北京师范大学科学教育研究院博士后；谢涌，北京师范大学科学教育研究院博士研究生；余舒雯，北京师范大学科学教育研究院博士研究生】
——来源：《人民教育》，2023年第19期