在科学与日常生活之间创造美好关联。图为深圳科学教育现场。资料图片

    近年来，围绕项目式跨学科学习，一些实践探索颇为亮眼。例如，广东省深圳市龙岗区就举行了一场以“人文引领的实践性科学教育（A-STEM）”为题的研讨会，重点聚焦科学教育的重点难点问题及破解路径，为科学教师展示了教育创新的巨大空间，在基础教育科学教育界引发了广泛关注。

    2022年两会期间，全国政协委员武向平在接受新华网采访时也谈道：“对孩子们而言，无论是小学生还是中学生，无论来自城市还是乡村，他们对科学都具有强烈的好奇心和兴趣，应该在他们成长的全过程实施科学教育，助力他们成长为具备科学家潜质的群体，从而产生未来能够引领世界科技大潮的精英。”

    科学教育很重要，科学教育创新空间很大，但是今天的科学教育要怎么开展？在一线实施科学教育的教师如何成为能够担当使命的引领者？这是亟待思考的实践难题。

    在科学与生活间建立连接

    “凤仙花可以染指甲？”

    一群小学四年级的学生发现一位同学用花瓣“染”了指甲，好奇不已，围在一起七嘴八舌地议论：凤仙花可以染指甲，那么能不能染别的呢，比如染毛线？

    这样一个成年人看来无用、容易忽略的问题，被深圳市龙岗区南湾街道下李朗小学的科学教师发现，他们付诸行动，带学生一起培育凤仙花苗，学习在土里栽种、施肥、浇水和维护，静静等待……凤仙花开后，他们开始进行染色实验，初次失败，改进，再来……如此一来，一个“小问号”变成了一项“小课题”，“凤仙花”就绽放了它别样的神奇，让学生们在平凡生活中领悟了科学真谛。

    “真正意义上的科学教育，必须是全面育人的教育，不仅注重科技知识与技能的获得，而且讲究获取知识与技能的过程和方法，更追求学习兴趣的激发以及科学思想、科学态度和科学精神的培育。”教育部基础教育科学教学指导专委会副主任委员、广西师范大学教授罗星凯强调。

    深圳市龙岗区教育局副局长叶德卫如此看待这一过程的意义：“让孩子在日常生活中探索、发现、创造，使生活与科学相融，追求生活的意义，拒绝无聊与荒诞，进而能享受到日常生活的美好。”她认为，师生在这一过程中，“出逃”了原本可能较为乏味的家庭作业和课堂环境，自由地体验和驾驭了原本抽象的概念、工具，丰富了自我的想法和情感，不知不觉中在实现人的精神解放和成长。

    “深化科学教育，科学教师需要保护好学生的好奇心和求知欲，然而随着城镇化进程加快，越来越多的学生从小就生活在人工环境中，与自己脚下的土地和身边的自然缺少连接。”深圳市龙岗区教科院副院长吴金财提出，只有巩固了学生的科学学习兴趣，培养其科学学习习惯，才会激发学生们对科学浓烈的热爱。对科学教师来说，就要有工程师的一般思维和基本的工程师技能，因为教师自身的动手操作能更好地激发学生的科学学习兴趣。

    他指出，在传统的科学教育中，大多在传授科学知识、培养科学探究等工具理性方面表现得比较充分，但在情感、态度与价值观等人文素养方面的教育效能有待加强。“人文引领的实践性科学教育”的出发点之一，就是加强科学教育的人文属性，在教学中融合现实生活情境，通过“做中学”走向深度实践。

    那么，科学教师要如何创造科学与日常生活的美好连接？

    深圳市龙岗区教科院科学教研员吴向东建议：一是从学生的经验出发，注意观察学生日常生活的喜好；二是从科技热点或进展出发，多推荐一些科普视频、书籍和杂志；三是以与科学有关的、影响人的生活的实事为切入点，去引发学生对科学的兴趣，发现可以转化的内容。

    在课程中打破学科壁垒

    “课堂是神圣的，所以要有仪式感，但是科学教育的课程是灵活的，可以给学生更多的自由度。”在A-STEM研讨会的课程案例分享环节，深圳市龙岗区龙城高级中学教师张水蔺分享了自己开发的“A-STEM理念下的养蜂”课程，并让养蜂社的学生现场教大家如何分辨真假蜂蜜。

    张水蔺曾在学校后山散步时，偶遇群蜂飞舞，激发了养蜂的兴趣，随即开始了课程开发，成为深圳学校中的一位“养蜂达人”。他说：“养蜂课程看似简单，其实已将生物、物理、化学、地理与生态环境的知识内容都囊括其中。我要求学生在我的引领下选择并探究相关的小课题，融合各学科知识，和我一起诱蜂、育王、分蜂，并进行蜂场管理。在宏大的知识盛宴中，高中生变成了‘养蜂人’、与蜜蜂友好相伴的‘探索者’。”

    然而，教师执教时，在单一课程中如何打破重重学科壁垒？

    “学校要善于引导科学教师创造条件，将碎片化的科学教育和科技活动课程化，并以课程的形态组织实施。”吴金财认为，由于科学教育的综合性、实践性、生活性和开放性较其他学科更突出，因此对科学教师的课程意识及其课程整合能力的要求就更高、更重。很多学校往往项目很多、活动也很热闹，但课程化程度较低，导致科学教育的内涵不足和外延不广。他建议，在选择、引领教师时，要从他们擅长的领域开始，再拓展到STEM其他领域。对于跨学科融合和科学活动设计欠缺经验的科学教师，可以通过名师引领，以任务驱动的方式进行分层分类培养，带领教师充分挖掘、使用校内外科学课程资源。随着实践的推进，会带动更多非科学课程教师参与其中。

    叶德卫认为跨学科的科学课程具有很强的教育价值：“科学与人文有机交融，学习知识的同时，心灵也得以滋养。师生在其中同理人与社会，还同理花与草、蜂与鸟，同理自然万物，爱己爱自然，敬畏自然、保护环境的意识更能入脑入心。”

    但叶德卫也分析说，由于普通高校专业设置的缺憾，现在中小学科学教师大多为某个单学科专业出身，如物理、化学、生物等理科专业背景的比较多。这些教师在职前教育中成长不够全面，自身就在科学知识方面存在结构性缺陷。她建议：“在职后培训上，首先要通过有效的方法和策略，面向不同专业背景的教师，分类组织不同知识内容的‘补偿性培训’。其次，要加强跨学科团队建设，加强跨学科课程建设能力提升，在组织架构和运行、任务驱动和评价上给予支持和保障。”

    吴向东建议科学教师通过多读哲学和复杂性科学的书籍来获得启发：“哲学教人从高处往下俯瞰，复杂性科学教人敬畏自然的复杂，两者都可以让人认识到现实社会中人类认知的狭隘，并逐渐懂得用哲学的、复杂性的思维去认识世界。”

    永葆科学背后的人文温度

    “我们到底应不应该切开蚕茧，牺牲蚕的生命，去获得蚕丝？”

    在下李朗小学教师张惠瑶的“养蚕缫丝制围巾”课上，有学生提出了这样的疑问。张惠瑶察觉到了孩子的情感困惑和背后的同理心，随即让学生开展辩论赛讨论这个话题。讨论中，学生一方面体会到自然界相互依存的关系，开始思考生命价值，一方面认识到自己在经历中国古代丝绸之国的劳动人民所做的事，倍感自豪。一节普通的科学课，在潜移默化中走向了生命教育和劳动教育。

    “人文引领的实践性科学教育强调，在实践中培育学生的同理心和共情能力，这也对教师的社会情感能力提出了要求。”由此延伸出去，叶德卫提醒教师，在疫情防控期间，教师的社会情感能力更显重要，“在围绕重大公共危机进行课程设计、开发与实施时，教师不仅需要应对自身的心理危机，还需要向学生提供心理、情感支持，在教学中注重营造友好、安全的学习环境。”

    当前，中小学的科学教育已超越初期单纯注重确定性科学知识传授的阶段。近些年，科学教育提倡“以人的可持续发展为指向”“渗透科学本质教育”“追求深度、连贯与探究”“多学科整合的科学学习”“科学与人文的统一”。科学教育中注入人文理念和方法后，其功能和效能更加多元和强大。

    针对教师培养中的单一学科培养模式，叶德卫建议：“在学校实践中，要着力发掘和培育出有综合知识体系，又有较强教学能力和带队伍能力的科学教育领导者，在培养的目标设计、经费保障、任务驱动、平台展示和荣誉激励各方面开展系统工作。”

    尤其是在教师人文素养提升方面，吴金财指出，科学教师应以学生发展为本，这是人文关怀，更是一种社会责任：“要特别关注‘生活意义’‘正义’‘仁爱’‘美’‘诚信’‘责任’这些人文理念的引入。学校应引导教师关注社会性议题，将这类问题纳入课堂教学情境。”

    “当下对科学教师的评价比较功利，有些学校过分看重科技比赛获奖或期末考试成绩，这会损害教师的正常发展。”吴向东认为，一位优秀的科学教师，首先自己会热爱科学和科学教育，热爱观察和动手实验或设计，对科学的本质有清醒的认识，对非科学有敏锐的鉴别力。其次，教师有学习提升的强烈欲望，愿意不断扩展自己的专业边界，主动并善于读懂学生心理，引导学生像科学家和工程师那样去探索世界。