李秀菊 黃 瑄

（中國科普研究所，北京 100081）

1 研究背景

2017年1月19日，教育部頒布《義務(wù)教育小學科學課程標準》（以下簡稱《小學科學課標》），這是我國科學教育發(fā)展征程上一座新的里程碑，標志著我國小學科學教育步入新的發(fā)展階段。新版《小學科學課標》在多個方面有了突出變化：科學課程的開設(shè)學段由3～6年級變?yōu)?～6年級，增加了兩年的科學學習時間；課程內(nèi)容方面增加了“技術(shù)與工程領(lǐng)域”模塊，順應(yīng)國內(nèi)外STEM教育發(fā)展趨勢；課程設(shè)計中吸納了學習進階、聚焦大概念等最新教育理念及研究成果，對教學目標和科學內(nèi)容做了細致的分段描述[1,2]。

小學是基礎(chǔ)教育普及率最高、對公民素養(yǎng)影響最大的學段[2]，把握好小學這一關(guān)鍵科學教育時期，能夠為公民科學素養(yǎng)的發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。2020年是《全民科學素質(zhì)行動計劃綱要（2006—2010—2020年）》的收官之年，在實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化的新時期（2020—2035年），如今的小學生將逐漸成長為國家建設(shè)的中堅力量，其科學素養(yǎng)水平也在一定程度上決定著未來我國公民科學素養(yǎng)的整體水平。小學科學教育是提升學生科學素養(yǎng)的主渠道，洞察小學科學教育的實踐現(xiàn)狀，是進一步提升我國小學科學教育水平的前提，也是培育公民科學素質(zhì)的基礎(chǔ)工作。但已有調(diào)研表明，小學科學教育的實踐始終面臨著諸多挑戰(zhàn)[3,4]。為此，中國科普研究所聯(lián)合華中師范大學，于2019年在全國典型地區(qū)對小學科學課程實施、師資隊伍建設(shè)和課程資源建設(shè)等現(xiàn)狀進行調(diào)研，旨在深入了解《小學科學課標》頒布后小學科學教育的實施現(xiàn)狀，基于此從促進小學科學教育發(fā)展及公民科學素養(yǎng)提升的視角給出建議。

2 研究設(shè)計

2.1 研究樣本

研究選取了京津冀（北京市、天津市、河北?。?、長三角（上海市、江蘇省、浙江省）和東北三?。ê邶埥?、吉林省、遼寧?。┑鹊湫偷貐^(qū)開展調(diào)研工作，研究樣本為上述典型地區(qū)的小學科學教師及教研員。2019年5—10月，課題組走訪9個?。ㄖ陛犑校?，開展18場訪談，對75個區(qū)縣3 000余名科學教師進行了調(diào)查，參與調(diào)研教師基本情況見圖1。項目共計回收有效紙質(zhì)問卷和電子問卷3 682份；共訪談九省小學科學教研員25人、小學科學教師44人，回收訪談錄音時長1 457分鐘，整理訪談記錄69份、188 040字。

圖1 參與調(diào)研教師基本情況

2.2 研究方法與工具

研究主要采用問卷調(diào)查法和訪談法。課題組結(jié)合實際情況，在對已有小學科學教育調(diào)查相關(guān)文獻的研究基礎(chǔ)上，自主構(gòu)建了本研究所使用的小學科學教育情況調(diào)查問卷，并擬定了小學科學教師訪談提綱。調(diào)查問卷和訪談提綱的調(diào)查維度包括：參測小學科學教師基本人口統(tǒng)計學信息、小學科學課程實施現(xiàn)狀、小學科學教育師資隊伍建設(shè)情況、小學科學課程資源建設(shè)情況；在各個維度首先劃分一級指標，再依據(jù)一級指標細化不同側(cè)面得到二級指標，本研究調(diào)研的指標體系詳見表1。

表1 小學科學教育實踐現(xiàn)狀調(diào)研的指標體系

調(diào)查問卷及訪談提綱的具體題目基于二級指標制定，小學科學教育情況調(diào)查問卷以李克特量表形式為主，結(jié)合部分選擇、填空，共計49題，訪談提綱共計15個條目。三大典型地區(qū)開展大規(guī)模調(diào)查之前，在湖北省武漢市對調(diào)查問卷進行了預測試，共2位小學科學教研員和50位科學教師參與，調(diào)查問卷的信度 Cronbach’s Alpha 值為 0.880。調(diào)查問卷及訪談提綱的效度主要采用專家審定方式予以保障，經(jīng)多名科學教育專家、小學科學教研員及一線教師共同審定，明確調(diào)查問卷及訪談提綱能夠反映小學科學教育的實踐現(xiàn)狀。

2.3 數(shù)據(jù)分析處理

采用Excel錄入調(diào)查問卷收集到的數(shù)據(jù)，隨后采用SPSS 20.0進行相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，用于量化研究部分。訪談?wù){(diào)查數(shù)據(jù)首先采用訊飛軟件，將訪談錄音轉(zhuǎn)為文字稿，后經(jīng)人工核對后整理于Word文檔中，對文字材料進行三級編碼，并基于二級指標和一級指標聚類分析，用于質(zhì)性研究部分。

3 小學科學教育實踐取得的進展與存在問題分析

3.1 小學科學課程基本覆蓋課程要求，深度有待提升

3.1.1 《小學科學課標》基本得到落實

依照《小學科學課標》及教育部義務(wù)教育課程方案要求，自2017年9月起，小學科學課程從1年級開始開設(shè)，1～2年級科學課每周至少1課時，3～6年級每周至少2課時。課程標準的解讀與培訓，是教育政策落實的重要環(huán)節(jié)。課題組關(guān)于《小學科學課標》培訓情況的調(diào)查表明：超過70%的受訪教師接受過2次以上的課程標準相關(guān)培訓；約20%的受訪教師接受過1次《小學科學課標》的相關(guān)培訓。盡管《小學科學課標》已發(fā)布兩年之久，但仍有約10%的受訪教師表示從未接受過相關(guān)培訓。具體問及《小學科學課標》內(nèi)容方面，受訪教師中，23.6%表示“非常了解”、62.1%表示“基本了解”、10.9%表示“了解一些”、3.4%表示“不了解”。整體來說，小學科學教師對新發(fā)布的《小學科學課標》有一定了解，但是課標沒有達到全覆蓋。

研究調(diào)查顯示，目前大部分小學已落實課程標準及課程方案對小學科學課程開設(shè)年限的要求。受訪教師所在小學中，93%從1年級開設(shè)，5.1%從3年級開設(shè)，1.9%從其他年級開設(shè)。在課時方面，1年級19.5%的受訪教師所在學校每周2課時、77.6%每周1課時，僅個別學校安排其他課時數(shù)；2年級20%的受訪教師所在學校每周2課時，78%每周1課時，個別學校安排其他課時數(shù)；3～6年級98%的受訪教師所在學校每周2課時以上，上海市虹口區(qū)、浙江省寧波市、吉林省長春市等部分地區(qū)每周3課時。整體而言，受訪小學1～6年級科學課程基本能夠滿足課程標準和課程方案的要求。

3.1.2 小學科學課程基本完成開設(shè)目標，但仍有較大提升空間

針對“小學科學課被占用”的擔憂，調(diào)查結(jié)果顯示：87.0%的教師表示科學課從未被其他學科占用，96.6%的教師表示能夠按照教學計劃正常完成教學進度，80.0%的教師表示能夠開設(shè)教材規(guī)定的戶外活動內(nèi)容和實驗活動內(nèi)容。但仍有近15%的受訪教師所在學校的科學課存在被其他學科占用的情況，而北京和河北個別學校竟然存在科學課被全部占有的情況，占受訪總比為0.08%。整體而言，小學科學課能夠完成基本開設(shè)目標。

在教學方法方面，64.1%的受訪科學教師表示在教學中經(jīng)常開展探究式教學，33.7%的受訪科學教師表示在教學中常運用的是講授式教學方法，而較少使用項目教學法（PBL）、訓練及實踐等方法，詳細數(shù)據(jù)見圖2。

圖2 受訪教師科學教學中常采用的教學形式

對于課程的考核，受訪的小學科學教師中有70.9%選擇了學生課堂與課后表現(xiàn)、53.4%選擇了探究活動報告、49.8%選擇了試題測驗、30.8%選擇了課后作業(yè)、23.4%選擇了小作品，還有部分教師選擇了其他考核方式。

3.2 基本形成一支專兼職配合的小學科學教師隊伍

3.2.1 小學科學教師隊伍以本科學歷為主，專兼職結(jié)合

如圖1所示，參與本次調(diào)查的3 682名小學科學教師中，男教師1 020名、女教師2 662名，其中學歷為本科的2 639名、?？萍耙韵?25名、碩士216名，僅2名為博士。小學科學教師年齡段主要分布在30～49歲。

調(diào)查結(jié)果顯示：87%的受訪教師所在的小學設(shè)有專職小學科學教師，其中60%設(shè)有1～3名專職小學科學教師，30%設(shè)有4～6名專職小學科學教師，10%設(shè)有7名以上的小學科學教師。與潘洪建等2017年開展調(diào)查的情況相比，小學科學教師的專職率已經(jīng)有較大的提升（由33%提升到87% ），說明在新的《小學科學課標》頒布后，小學科學教師隊伍得到較為迅速的發(fā)展。盡管如此，也要認識到具體的教學現(xiàn)狀：每所小學從1～6年級均有科學課，因此，如果學校的每個年級的班級較多，則該校的科學教師僅完成最基本的教學任務(wù)已經(jīng)十分吃力。課題組進一步調(diào)研了專職小學科學教師的工作內(nèi)容，結(jié)果表明，1/4的專職小學科學教師在教授科學課的同時還教授其他課程。值得關(guān)注的是，仍然有13%的受訪教師所在學校沒有專職小學科學教師。因此，小學科學教師隊伍仍然需要不斷加強建設(shè)。

此外，69.32%的受訪教師所在的小學都設(shè)有兼職科學教師，其中有1～3名兼職科學教師的占69.73%，有3名以上兼職科學教師的占30.27%。通過深入訪談了解到，兼職科學教師的工作職責主要分為兩類：在教學條件相對較好的學校，兼職科學教師主要負責發(fā)展學生的科學特長，比如帶領(lǐng)對科學有濃厚興趣的學生開展小課題研究；在教學條件相對較差的學校，兼職科學教師則負責教授小學科學課程。整體來看，我國目前基本形成了一支專兼職配合能夠基本完成教學的小學科學教師隊伍，但仍需不斷加強建設(shè)。

3.2.2 小學科學教師專業(yè)發(fā)展基本得到保證，但是質(zhì)量仍需提升

在職培訓是目前提升教師專業(yè)水平的有效途徑和主要方法。調(diào)研結(jié)果表明，受訪小學科學教師每年接受的在職培訓以集中面授和網(wǎng)絡(luò)遠程培訓為主。其中，54.75%的受訪教師每學期都能夠參加多次集中面授培訓，29.14%的受訪教師每學期參加1次集中面授培訓，但有6.98%的受訪教師未參加面授培訓；33.49%的受訪教師每學期能夠參加多次網(wǎng)絡(luò)培訓，30.55%的受訪教師每學期參加1次網(wǎng)絡(luò)培訓，20.29%的受訪教師未參加網(wǎng)絡(luò)培訓。此外，絕大多數(shù)教師每學期均參加多次各級教學教研活動，總體來說，小學科學教師在職培訓的數(shù)量已得到保證，且面授培訓比網(wǎng)絡(luò)培訓更為普及，兩種培訓方式保證教師能夠有充分的機會接受專業(yè)發(fā)展指導。就培訓效果而言，受訪小學科學教師大都認同培訓及教研活動能夠提升他們的科學教育專業(yè)發(fā)展和教學水平，具體的專業(yè)發(fā)展活動評價數(shù)據(jù)見圖3。90.61%的受訪教師認為參加的培訓活動對其職業(yè)發(fā)展、教師技能的提升均有幫助，92.26%的受訪教師認為科學課程教研活動對其科學教學水平的提升有幫助。課題組還就幾個熱門的科學教育理念和先進的教育技術(shù)做了進一步調(diào)研，調(diào)查結(jié)果表明：33.4%的小學科學教師表示自己了解“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”，33.3%的小學科學教師了解“創(chuàng)客”、58.6%的小學科學教師了解“STEM教育”、37.5%的小學科學教師了解“3D打印技術(shù)”、37.7%的小學科學教師了解“人工智能”。

圖3 受訪教師對專業(yè)發(fā)展活動效果的評價

整體而言，目前受訪的三大地區(qū)中，小學科學教師專業(yè)發(fā)展培訓的數(shù)量已得到充分保證，教學教研活動開展順利，教師對于專業(yè)發(fā)展活動的滿意度、認可度較高。但結(jié)合《小學科學課標》的培訓情況及訪談情況來看，小學科學教師專業(yè)發(fā)展培訓的質(zhì)量還有待進一步提升。

3.3 小學科學課程資源“硬件”有保障，“軟件”需升級

3.3.1 科學教科書循環(huán)使用比例過高，小學科學課程資源“軟件”建設(shè)亟須加強

小學各學科均有教科書循環(huán)使用的現(xiàn)象，本調(diào)研結(jié)果表明：80%的受訪教師所在的小學科學教科書循環(huán)使用，是所有科目教科書中循環(huán)使用率最高的，其后是音樂教科書（76%）、美術(shù)教科書（75%）。而其他課程教科書的循環(huán)使用率遠低于上述三門課程，依次為道德與法制（27%）、英語（6.2%）、語文（5.7%）、數(shù)學（5.5%）。地方教育部門及學校對小學科學課程的定位仍偏向副科中的副科，科學課教材循環(huán)使用最為普遍、情況最為嚴峻。

在校本課程建設(shè)方面，調(diào)查顯示：僅有13.88%的受訪教師表示其所在學校已有構(gòu)建完善的校本課程；19.17%正在開發(fā)中且課程內(nèi)容已較為充分完善；30.93%正在開發(fā)中，但課程內(nèi)容不充分不完善；36.01%的受訪教師表示其所在學校未進行校本課程開發(fā)及建設(shè)?？偟膩砜?，小學科學校本課程建設(shè)處于較為初級的階段，不能滿足小學生科學素養(yǎng)發(fā)展的需要。

3.3.2 科學實驗室、儀器室、特色科普基本設(shè)施等硬件資源基本滿足課程需求

與其他學科不同，小學科學

課程需要有配套的科學實驗室、實驗器材等。調(diào)研結(jié)果表明，97%的受訪教師表示其學校設(shè)有1間及以上的科學實驗室，超過40%設(shè)有2間及以上科學實驗室，其中64%的實驗室面積在50平方米以上。此外，超過92%的受訪教師表示其學校設(shè)有1間及以上的儀器室。受訪教師所在學校的科學實驗室和儀器室基本能夠滿足科學課程的教學需要。

課題組還調(diào)研了受訪教師所在學?？茖W實驗室中的特色科普基礎(chǔ)設(shè)施情況，結(jié)果詳見表2。從表中能夠看出，很多小學都因地制宜地設(shè)置了一些特色科普基礎(chǔ)設(shè)施，如校園種植園、科學活動區(qū)和校園探索實驗區(qū)，甚至還有一些學校有校園科技館和校園養(yǎng)殖場。這些特色科普基礎(chǔ)設(shè)施為小學生開展科學探究活動提供了場地和機會。

表2 特色科普基礎(chǔ)設(shè)施擁有率

對小學科學實驗室利用情況的調(diào)研表明，大部分科學實驗室能夠得到充分利用，79%的受訪教師表示，“我校的科學實驗室使用頻率很高，需要在實驗室中完成的課程，我會使用科學實驗室進行授課”。大部分受訪教師對實驗室的儀器、材料及工具等滿意度也較高，77%的受訪教師表示，“學校的科學實驗室以及儀器室中的材料與工具能夠完全滿足科學課的開設(shè)要求”。但是也有11%的受訪教師表示，“我校的科學實驗室很少使用，需要在實驗室中完成的課程，我也不會使用科學實驗室進行授課”；9%的受訪教師表示，“學校的科學實驗室以及儀器室無法完全滿足科學課的開設(shè)要求”。在實驗室儀器設(shè)備的維護方面，16%的受訪教師表示，“我校實驗室中的實驗儀器不能夠得到維護、更新和補充”。

整體來看，小學的科學實驗室、儀器室能夠滿足基本的科學課教學需要，且小學因地制宜積極開發(fā)了科普基礎(chǔ)設(shè)施供學生使用。

3.3.3 科技類課外活動總體較豐富，但區(qū)域性差異較大

除科學課外，各地區(qū)學校都為學生安排了豐富多彩的科技課外活動。64%的受訪教師所在的學校有科學社團、科學興趣小組，37%的有科學節(jié)、科學周等全校性的大型科技活動，26%的每年都舉辦科技展覽，29%的為學生安排科技講座，26%的組織學生開展科學調(diào)查活動，7%的組織學生參加科學夏令營，6%的組織學生與科學家見面會。

但上述活動的舉辦地區(qū)性差異較大，比如江浙滬地區(qū)舉辦上述活動的比例都遠遠超過其他地區(qū)，詳見圖4。

圖4 三大典型地區(qū)科技類課外活動開展情況

如圖4所示，江浙滬86.41%受訪教師所在的小學設(shè)有科學社團和科學興趣小組，72.71%的每年都舉辦科學節(jié)或者科技周，但是東北地區(qū)這兩項比例分別僅為46.31%、16.41%； 53.66%的受訪教師所在的江浙滬地區(qū)學校舉辦過科技講座，而在黑吉遼地區(qū)僅為14.64%。因此在科技類課外活動開展方面，不同地區(qū)存在較為明顯的差異。

4 提升小學科學教育質(zhì)量的建議

4.1 深入全面落實《小學科學課標》和課程方案的要求

全面落實《小學科學課標》和課程方案的具體要求是近幾年小學科學教育的重要任務(wù)。從調(diào)研的情況看，仍然存在課時沒有100%落實、科學課仍然存在被占用的情況、科學教師對《小學科學課標》的理解程度不夠等問題。提升小學科學教育質(zhì)量首先應(yīng)全面落實《小學科學課標》和課程方案的要求，保證科學課的課時達到國家標準（1～2年級每周1課時，3～6年級每周2課時），同時要在教師培訓中加入《小學科學課標》模塊，提升小學科學教師對《小學科學課標》的理解程度，為提升小學科學教育質(zhì)量打好基礎(chǔ)。

4.2 加強師資隊伍建設(shè)，提高小學科學教師的專業(yè)水平

科學教師是小學科學課程的實施者，是落實《小學科學課標》的具體操作者?？茖W教師的專業(yè)水平直接影響著小學科學課程的質(zhì)量。此次調(diào)研結(jié)果表明，小學科學教師的專職率明顯提升，接受培訓頻次也較多，但是仍然存在專職教師工作負擔過重、培訓質(zhì)量不高等問題，亟須加強小學科學教師隊伍建設(shè)。加強小學科學教師隊伍建設(shè)，第一要加大培養(yǎng)力度。目前我國設(shè)置科學教育本科專業(yè)的高校在60所左右，每年招收本科生大約700人[5]，依據(jù)已有文獻[6,7]的計算公式進行計算，2020—2035年，如果不采取措施，我國小學科學教師的缺口為6萬～9萬不等。建議各級各類師范院校和綜合性大學師范專業(yè)院系加大小學科學教師的培養(yǎng)力度，培養(yǎng)一批理科專業(yè)背景扎實、教學能力過硬的小學科學教師。第二要提升小學科學教師培訓質(zhì)量?；谀壳霸诼毿W科學教師專業(yè)水平的調(diào)研和分析數(shù)據(jù)，實施針對性強的培訓，快速提升在職小學科學教師的專業(yè)素養(yǎng)。

4.3 加強科學校本課程建設(shè)，促進課程資源“軟件”升級

本次調(diào)研發(fā)現(xiàn)小學科學教育實驗室資源不足的問題得到較大程度的緩解，小學的實驗室、儀器室能滿足基本教學需求，還有部分學校開發(fā)了一些特色科普設(shè)施。但是仍然有一個關(guān)鍵問題沒有得到解決，即小學科學教材循環(huán)使用形勢嚴峻。建議各級教育管理部門加大對科學課的投入，減少科學課教材循環(huán)使用的比例，讓小學生在閑暇時間能夠有更多機會學習科學。同時，調(diào)研結(jié)果顯示，目前小學科學類校本課程的研發(fā)基本處于初級階段。建議有課程研發(fā)能力的小學加強科學校本課程建設(shè)，因地制宜，建立適合本校特色、能夠滿足本校學生好奇心的科學校本課程，升級科學課程資源。

5 面向2035年發(fā)展科學教育的幾點思考

小學科學教育質(zhì)量和實踐情況關(guān)乎學生科學素養(yǎng)的基礎(chǔ)，也關(guān)乎公民科學素養(yǎng)的發(fā)展。促進科學教育高質(zhì)量發(fā)展是提升全體公民科學素養(yǎng)的根本保障。面向2035年，科學教育要在以下幾方面給予高度重視。

5.1 切實提升科學課程的地位，促進科學教育更好地擔負起提升全體公民科學素養(yǎng)的重任

越來越多的事實證明，隨著科學和技術(shù)越來越深刻地影響人類的生活，高水平的科學素養(yǎng)不僅是個人發(fā)展的需要，更是人們基本生活的需要。我國正在從科技大國向科技強國邁進，在成為科技強國的道路上，既需要高水平的科學家和工程師，也需要數(shù)以億計的具有較好科學素養(yǎng)的勞動者?；A(chǔ)教育階段的科學課程是提升科學素養(yǎng)的主渠道，因此，要切實提升各級科學課程的地位，促進學生科學素養(yǎng)高水平發(fā)展，為培養(yǎng)高素質(zhì)的勞動者打下堅實的基礎(chǔ)。

5.2 提升全體教師科學素養(yǎng)水平，重點建設(shè)一支高素質(zhì)專業(yè)化的科學教師隊伍

提升全體教師的科學素養(yǎng)，既有助于學生科學素養(yǎng)的全方位培養(yǎng)，又有利于促進跨學科學習和教學的開展。當然，高質(zhì)量科學課程的實施，最根本的因素是專任教師隊伍。因此，建設(shè)一支高素質(zhì)專業(yè)化的科學教師隊伍仍然是下一階段科學教育的重點任務(wù)。

5.3 重點推進科學教育城鄉(xiāng)差異和地區(qū)性差異問題的解決

一直以來，小學科學教育城鄉(xiāng)差異較大，存在著機會不均等、資源不均等、教學質(zhì)量差異大等問題[8]。此次調(diào)研發(fā)現(xiàn)，除上述問題仍然不同程度存在以外，進一步發(fā)現(xiàn)小學科學教育地區(qū)差異較大，如東北地區(qū)和長三角地區(qū)，存在資源、機會等的較大差異。可見，科學教育不僅存在城鄉(xiāng)差異，地區(qū)性差異也同時存在。因此，在未來一段時間，要聚焦問題，多維發(fā)力，充分利用信息化技術(shù)等，較大程度上解決科學教育領(lǐng)域存在的城鄉(xiāng)差異、地區(qū)性差異等發(fā)展中的不平衡問題。

5.4 扶持高水平科學教育研究，加強基于大數(shù)據(jù)的教育質(zhì)量監(jiān)測評估，促進科學教育質(zhì)量長遠提升

高水平的實證研究是科學教育不斷發(fā)展的基礎(chǔ)。無論是科學課程標準的研制與修訂、高質(zhì)量教科書的研制，抑或是高水平教學實踐經(jīng)驗的積累、因地制宜的校本課程研發(fā)，無一不需要大量基于實證的科學教育研究成果的支持。同時，基于大數(shù)據(jù)的科學教育質(zhì)量監(jiān)測評估是促進其健康發(fā)展的有力工具，對于摸清中小學生的科學素養(yǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，提升科學教育的質(zhì)量具有重要意義。因此，必須進一步加強基于大數(shù)據(jù)的教育質(zhì)量監(jiān)測評估工作，同時要扶持大量高水平的科學教育基礎(chǔ)研究，促進科學教育持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。