我们的国家越来越关注科技发展，也越来越关注人的科学素养的提升。学校里的科学教育改革也在如火如荼地进行，但值得进一步思考的问题是：科学教育的效果怎么样？学生们获得了什么？
科学教育缺少什么
曾经有人作过调查，让小学生描述心目中科学家的样子。研究结果值得我们反思，小学生心目中的科学家仍旧是戴着眼镜的、秃顶的或者大胡子（爱因斯坦形象）的男性形象。可以想象，在学生眼里，科学工作仍旧是距离他们遥远的、令他们敬畏甚至可能枯燥的工作，科学家仍旧是戴着眼镜、神情严肃、貌似权威的男性研究者……
当我们深入学校的科学课堂，我们会发现，与以往仅仅注重传授科学知识相比，科学课堂中多了科学实验、多了动手操作、多了探究活动。但是另一方面，我们也常常发现一些值得我们反思的现象：孩子们在学校里学习了科学内容，也经历了科学探究，但是他们对科学是什么、科学的过程与方法、科学与技术和社会的关系等问题仍然不清楚，在面对各种生活中的现象和问题时，他们不会提出问题，也不屑提出问题。因此，某种意义上来说，他们并不理解科学。同时我们会发现：学生们学习了牛顿定律，也能够清楚地重复牛顿定律的内容，但是他们无法对牛顿定律作出自己的解释，也不能用新的事例来论证所学的定律，也就是说，孩子们可能记住了科学概念，但是他们的思维并没有很好地得到发展。
当前，我们的科学教育缺少什么呢？我个人认为，当前的科学教育，缺乏将科学作为一个整体的教育，学生们看不到科学的、流动的、丰富的、不断发展并充满乐趣的过程，他们无法体会科学家富有乐趣的、创造性的工作。当前的科学教育还缺乏对学生思维能力的关注，孩子们缺乏的是创造性的、批判性的思维能力和运用科学方法解决问题的态度和能力。
科学教育应注意什么
促进学生对科学的理解 促进学生理解力的发展是科学教育发展的必然要求，在美国《国家科学教育标准》中，明确体现了以促进学生对科学的理解为重要目标的框架体系和理念。我们从该标准中，可以清楚地看到对学生理解科学的强调和重视：“教师应该在幼儿园至12年级的整个教学过程中连续不断地培养学生的理解力，孩子们要加深对什么样的东西是科学，什么样的东西不是科学，科学能够做什么，科学不能做什么以及科学如何起作用等一系列问题的认识。”
通过科学教育，学生要了解：科学尊重事实、科学是逻辑和想象的融合、科学要避免偏见、科学不仰仗权威……通过科学教育，要使学生了解：在科学上，没有一个理论能够说已经得到了完全的证明，当新事实或新的研究结果出现时它必定有待于进一步的检验和审视，科学不断纠错的特性使它成为人类理解自然机制最为严谨也最为有效的手段。通过科学教育，使学生了解：科学家是和我们一样的人，但他们能够成为科学家的原因在于他们善于进行批判性思考，并且不遗余力地寻求正确的答案。
关注学生的思维 在目前教师的科学课程设计与实施过程中，基本上仍旧是以具体事实和主题为中心的设计方式，教学设计与实施中没有明确的真正需要学生通过探究而获得的科学概念，这使得动手操作流于形式。学习的结果就是获得对科学事实的记忆，而不是对科学概念的理解，学生也无法将所学内容应用到将来的学习中，因此学生的思维能力以及与此相关的科学态度和情感难以形成。
例如，学习有关某一种动物的主题，有大量的与动物有关的事实性知识，传统的科学课教学可能将教学目标定位在了解动物的外形、种类、生活习性、寿命周期、行为模式等，而以提升学生的思维能力为目标的科学课教学则会以使学生理解其中的一些关键性概念为核心，通过学生理解概念性观念发展学生的思维能力，例如：动物都有不同的结构，这些结构服务于生长、生存和繁殖等不同功能。所有的动物均依赖于植物，有些动物以植物为食，有些动物是以吃植物性食物为食。在这种转化中，各种具体事实成为学生理解概念的工具，而学生理解了这些包含有科学概念的观念，就可以应用到许多例子中去，从而获得可迁移的知识，促进学生的深层理解力和思维能力。
事实上，对思维的关注是当前科学教育的一个导向，如果在科学教育中关注到培养学生的思维能力，必然能有效地促进学生理解科学过程和掌握科学方法，以培养学生思维能力为重点的教育内容也会为学生提供大量的质疑、探索和创新的机会，使学生在培养深层次思维能力的同时形成严谨的、尊重事实的科学态度。
解决问题的应对之策
首先，进一步完善现有的课程。目前的课程设计尽管体现了新的科学教育理念，但是还不能为教师提供一个非常清晰的框架，而在教学中进行尝试与探索以发展学生思维能力、促进学生理解科学进而实现三维目标协调发展的科学教育，需要明确科学概念之间的关系和目标表述，并通过认知线索、情境创设以及与此对应的问题设计来实现，因此，需要进一步完善现有的课程，为教师提供具体有支撑意义的实施方案。
其次，关注科学史的内容。现有的课程内容中，也有一些科学史的内容，但是笔者认为科学教育实践中对这方面的关注还不够。在科学教育过程中，注重从科学史的角度帮助学生了解科学，是使学生理解科学的重要途径。通过生动的、丰富的科学发展历史以及科学家的故事，学生们对科学的性质、科学家的品质和精神、科学工作的特性都会有更深刻的体悟。
再其次，提高教师自身的科学素养。我们一直在探讨教师的科学素养，但是在实践中还存在对科学素养的低层次认识和理解，往往将科学素养的提升与增加教师的科学知识直接联系。事实上，科学素养是一个综合知识、能力、方法与态度的集合。试想，教师自己对科学都一知半解，又怎么可能帮助学生更好地形成对科学的理解？教师是否能从具体内容和主题中抽取出值得探究的内容帮助学生建构对科学的观念，教师自身如何认识科学，如何认识科学家的工作，对科学史的了解，某种程度上决定了教学的方向和效果，因此，深化对科学教师进行培训的内容和形式，提升教师的科学观念、科学方法和科学态度，是从根本上改善科学教育质量的必由之路。（北京师范大学首都基础教育研究院 高潇怡）
