黃宇 陶琳琳

科學(xué)教育的質(zhì)量關(guān)乎國家長遠發(fā)展。當前，世界百年未有之大變局正在加速演進，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃興起，國際環(huán)境錯綜復(fù)雜，提升科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量的需求尤為迫切。

英國是國際科學(xué)教育的發(fā)祥地。早在19世紀50年代，英國教育家斯賓塞便在著作《教育論》中明確表明“科學(xué)知識最有價值”，大力提倡科學(xué)教育。經(jīng)過長期改革和發(fā)展，英國已形成在世界上處于較高水平的科學(xué)教育體系。

英國科學(xué)教育的發(fā)展歷程

萌芽階段：19世紀到20世紀中葉

相對于數(shù)學(xué)而言，科學(xué)作為課程在英國學(xué)校系統(tǒng)起步較晚，進程艱難。雖然19世紀50年代開始，斯賓塞就大力提倡科學(xué)教育。但直到19世紀末，除了少數(shù)公學(xué)的科學(xué)教育有較高聲譽之外，科學(xué)教育在學(xué)校教育中并沒有取得實質(zhì)性的進展。到19世紀和20世紀之交，形勢才發(fā)生變化—由于軍事院校入學(xué)考試中增加了科學(xué)科目的內(nèi)容，科學(xué)教育在公學(xué)中逐漸受到重視。

第二次世界大戰(zhàn)后，世界主要國家展開激烈的政治、軍事、科技和經(jīng)濟競賽，社會對科技人才的需求激增，科學(xué)教育開始以培養(yǎng)英才為目的。從20世紀50年代末開始，西方發(fā)達國家全面審查小學(xué)科學(xué)課程，組織專業(yè)科學(xué)家和科學(xué)教育專家學(xué)者開發(fā)課程、編寫教材，以提升科學(xué)教育水平。當時英國著名的教科書有《牛津初等科學(xué)》《納菲爾德初等科學(xué)》等。但在20世紀60年代之前，英國盡管在學(xué)校中開設(shè)科學(xué)課程，開始注重科學(xué)過程和方法的教授，但科學(xué)學(xué)科地位不高?？茖W(xué)課主要以傳授科學(xué)知識為目的，幾乎不存在任何形式的科學(xué)教育課程，一些與科學(xué)知識有關(guān)的課也主要限于教師向?qū)W生誦讀教 材。

奠基階段：20世紀60年代到90年代

20世紀60年代以后，隨著工業(yè)化程度的快速提高和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，整個社會迫切需求應(yīng)用型人才與具備一定理論知識的技術(shù)工人，學(xué)校教育輸出的精英在數(shù)量上無法滿足市場需要，科學(xué)教育逐漸從精英教育向大眾教育轉(zhuǎn)向。1985年，英國學(xué)者博德默受英國皇家學(xué)會理事會委托撰寫了一份名為《公眾理解科學(xué)》的報告，提出科學(xué)的發(fā)展在很大程度上取決于公眾對科學(xué)的理解程度，由此拉開了提高公眾科學(xué)素養(yǎng)的序幕。同年，英國教育和科學(xué)部發(fā)布《5～16歲兒童科學(xué)教育政策》，要求對5～16歲兒童進行普遍的科學(xué)教育。但由于此時英國并沒有統(tǒng)一的國家課程，教育內(nèi)容高度依賴地方和學(xué)校，科學(xué)教育的質(zhì)量和水平差別很 大。

1988年7月，英國頒布《1988年教育改革法》，規(guī)定從1989年起在全國所有公立中小學(xué)實行統(tǒng)一的國家科學(xué)課程。根據(jù)法案的要求，隨后頒布首部科學(xué)課程標準《英國國家科學(xué)課程標準》，對義務(wù)教育的4個主要階段（KS1：5～7歲；KS2：7～11歲；KS3：11～14歲、KS4：14～16歲）提出了相應(yīng)的成績目標和內(nèi)容要求，并在每個學(xué)段結(jié)束時采用國家統(tǒng)一考試對學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的情況進行評定。從此，英國的科學(xué)教育得以規(guī)范開展。

提升階段：21世紀以來

進入21世紀以來，英國多次修訂科學(xué)教育國家課程標準并更新《16歲后技能教育改革T級行動計劃》，力圖保證公立學(xué)校系統(tǒng)科學(xué)教育的質(zhì)量，為社會發(fā)展提供必要的有素質(zhì)的勞動力資源。2002年4月，英國發(fā)布了《為了成功的科學(xué)工程技術(shù)（SET）：科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)技能人才的供應(yīng)》報告，明確提出，作為國家戰(zhàn)略的一部分，在教育中應(yīng)優(yōu)先發(fā)展科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)技能學(xué)科。2004年，英國政府又頒布了《科學(xué)與創(chuàng)新投資框架（2004—2014）》，第一次在政府文件中引入STEM教育，并規(guī)劃了STEM的長期戰(zhàn)略目標。2006年，英國教育與科學(xué)部和貿(mào)易與產(chǎn)業(yè)部聯(lián)合發(fā)布了“STEM項目報告”，呼吁各方聯(lián)合起來推動STEM教育開展，并由此設(shè)立了“STEM凝聚力計劃”。2014年，英國皇家社會科學(xué)政策中心發(fā)布了一份報告《科學(xué)與數(shù)學(xué)教育愿景》，提出了英國未來科學(xué)與數(shù)學(xué)教育發(fā)展的藍圖。2017年1月，英國政府頒布《建立我們的工業(yè)戰(zhàn)略綠皮書》，指出英國現(xiàn)代工業(yè)戰(zhàn)略的核心是培育具有STEM技能的人才，從而把STEM教育提升到國家發(fā)展的戰(zhàn)略高度，形成了更高定位的科學(xué)教育格局。

英國開展科學(xué)教育的主要做法

學(xué)前教育中的“法定框架”

英國學(xué)前教育在教學(xué)特點和教育途徑上無不體現(xiàn)對科學(xué)素養(yǎng)的重視。2008年5月，英國兒童、學(xué)校和家庭事務(wù)部為0～5歲幼兒頒布了《早期基礎(chǔ)階段法定框架》，要求學(xué)前教育機構(gòu)依據(jù)框架開展教育，確保幼兒在結(jié)束幼兒園教育時實現(xiàn)規(guī)定的發(fā)展目標。2021年最新版本的框架確定七個領(lǐng)域的早期學(xué)習(xí)目標：交流和語言，個人、社會和情感發(fā)展，身體發(fā)展，讀寫能力，數(shù)學(xué)，理解自然世界，表達藝術(shù)與設(shè)計。其中，理解自然世界目標包括三個子目標：探索周圍的自然世界，觀察和繪制動物與植物；了解周圍的自然世界，利用經(jīng)驗和課堂所學(xué)對比環(huán)境之間的相似和不同之處；了解周圍自然世界的一些重要過程和變化，包括季節(jié)和物質(zhì)狀態(tài)的變化。為了利用家庭和社區(qū)獨特的教育資源拓展學(xué)前教育空間，保教人員和家長經(jīng)常有目的、有計劃地帶領(lǐng)兒童去博物館、動物園、公園、兒童游戲場、書店、農(nóng)場等地方參觀游覽。這些活動區(qū)的設(shè)置和游覽活動的安排，對于培養(yǎng)學(xué)齡前兒童的科學(xué)素養(yǎng)有著重要意義。此外，在學(xué)前教育階段，掌握計算機被視為幼兒必備的一種生存技能。幾乎每個班上都會配備計算機及與機型相匹配的學(xué)習(xí)軟件，既有與各科教學(xué)相關(guān)聯(lián)的教育軟件，也有娛樂軟件，幼兒可自由地上機操 作。

中小學(xué)教育中的“教育標準”

2013年9月11日，英國教育部發(fā)布《國家課程標準：科學(xué)學(xué)習(xí)計劃》，明確了學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)目標、各階段法定達成目標、各階段教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)指導(dǎo)（非法定）。上述標準指出，所有學(xué)生都應(yīng)該學(xué)習(xí)科學(xué)知識、方法、過程和應(yīng)用的基本方面，通過建立一個關(guān)鍵的基礎(chǔ)知識和概念體系，認識到理性解釋的力量、培養(yǎng)對自然現(xiàn)象的興奮感和好奇心、理解如何用科學(xué)來解釋正在發(fā)生的事情及預(yù)測事情發(fā)生并分析原因。學(xué)習(xí)目標指向所有學(xué)生，確保所有學(xué)生能夠通過生物、化學(xué)和物理等具體學(xué)科來發(fā)展科學(xué)知識和概念理解；通過不同類型的科學(xué)探究幫助學(xué)生回答關(guān)于周圍世界的科學(xué)問題，從而發(fā)展對科學(xué)本質(zhì)、過程和方法的理解；掌握科學(xué)對今天和未來世界意義及用途的相關(guān)知識。2014年12月2日新修訂的《國家課程標準：科學(xué)學(xué)習(xí)計劃》中增加了KS4階段的科學(xué)學(xué)習(xí)計劃，該階段要求通過科學(xué)教育發(fā)展學(xué)生在科學(xué)思維、實驗技巧與策略、分析和評價等方面的理解和一手經(jīng) 驗。

本科教育中的“教育愿景”和“行動計 劃”

為了保持在科學(xué)與工程領(lǐng)域的世界領(lǐng)先地位，英國于2014年發(fā)布了題為《科學(xué)與數(shù)學(xué)教育愿景》的政策咨詢報告，為未來20年英國教育體系改革繪制了路線圖。其主要內(nèi)容包括：將對數(shù)學(xué)與科學(xué)的學(xué)習(xí)延長到18歲；培養(yǎng)學(xué)生STEM職業(yè)意識，加強就業(yè)指導(dǎo)；進行持久穩(wěn)定的課程改革；改革現(xiàn)有教育評價機制；提升教師地位，促進學(xué)科專家型教師發(fā)展。

2016年4月，英國發(fā)布了《關(guān)于技術(shù)教育的報告》，指出英國技術(shù)教育面臨現(xiàn)有工作系統(tǒng)無效、資格證書繁多且令人困惑和市場失靈等種種問題，并據(jù)此提出了34項建議。英國政府根據(jù)此報告的建議，于2016年7月發(fā)布《16歲后技能計劃》，支持年輕人和成年人獲得終身持續(xù)的就業(yè)技能，以滿足日益增長和迅速變化的經(jīng)濟需要。該計劃自2017年起每年更新一次《16歲后技術(shù)教育改革—T級行動計劃》，成功引入了T-Level課程。T-Level課程是由英國政府與雇主、企業(yè)合作開發(fā)的一項面向16～19歲青年的涵蓋技術(shù)資格的第三級技術(shù)學(xué)習(xí)項目，是學(xué)生在普通中等教育資格考試后的主要選擇之一。T-Level與為學(xué)生提供在“工作中”特定職業(yè)學(xué)習(xí)的學(xué)徒制和提供繼續(xù)學(xué)術(shù)教育的A-Level并行，在規(guī)模上相當于3級A-Level課程。

非正規(guī)教育中的“社會支持體系”

英國社會各界積極助力科學(xué)教育，構(gòu)成了多樣的科學(xué)教育社會支持體系。例如，非營利組織—國家STEM學(xué)習(xí)中心與英國政府、企業(yè)、組織和教育機構(gòu)合作，為教師、年輕人和其他人提供積極的科學(xué)教育互動。作為英國最大的STEM教育和職業(yè)支持提供機構(gòu)，其合作范圍覆蓋了英國幾乎所有的中小學(xué)校。根據(jù)其發(fā)表的《2018年度影響報告》，與中心合作的教師中有80%提高了STEM教學(xué)質(zhì)量，更多的年輕人在其支持下以STEM為職業(yè)方向，弱勢學(xué)生群體在該中心的幫助下受益更大，科學(xué)教師在參加完其組織的持續(xù)職業(yè)發(fā)展項目后更有可能繼續(xù)從事科學(xué)教育。尤其值得關(guān)注的是中心對于家長參與科學(xué)教育的支持及在疫情防控期間迅速開發(fā)線上教育資源。2020年，該中心在三周內(nèi)完成了創(chuàng)建家庭學(xué)習(xí)網(wǎng)頁、錄制相關(guān)視頻、研發(fā)適用于各關(guān)鍵階段的線上課程軟件、建設(shè)支持虛擬活動開展的基礎(chǔ)設(shè)施等任務(wù)，有力地推動了疫情防控期間科學(xué)教育的開 展。

“保證高質(zhì)量學(xué)?？茖W(xué)教育”的挑戰(zhàn)和應(yīng)對

盡管英國科學(xué)教育存在精英的“純粹科學(xué)探索”和大眾的“就業(yè)技能訓(xùn)練”二元分化的情況，但“保證高質(zhì)量的學(xué)?？茖W(xué)教育”一直是重要的核心。2021年4月，英國教育標準局在其發(fā)布的報告《研究與分析—研究綜述系列：科學(xué)》中指出，英國科學(xué)教育面臨著一些具體挑戰(zhàn)。例如，許多小學(xué)在其學(xué)校課程標準中去掉了科學(xué)課和科學(xué)考試、壓縮科學(xué)教學(xué)時間、學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)不重視科學(xué)課程。2018年對8139名六年級學(xué)生的測試表明，僅有21.2%的學(xué)生達到了科學(xué)學(xué)習(xí)的要求水平（相較2014年下降了7個百分點），小學(xué)生體驗到了有趣的游戲但對于相關(guān)科學(xué)概念的理解水平?jīng)]有得到提升。七、八年級學(xué)生中僅有一半認為其小學(xué)階段的學(xué)習(xí)為中學(xué)階段的科學(xué)學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。在中學(xué)階段，盡管有更多學(xué)生想要在16歲后學(xué)習(xí)科學(xué)，但總?cè)藬?shù)依舊很少。許多學(xué)生在離校時缺乏基本科學(xué)知識，對科學(xué)的興趣隨著在校學(xué)習(xí)降低。2019年，國際數(shù)學(xué)與科學(xué)趨勢研究（TIMSS）的發(fā)現(xiàn)表明，英國9年級學(xué)生的科學(xué)表現(xiàn)相比2015年顯著下降。報告同時表明，師資短缺是英國科學(xué)教育現(xiàn)階段面臨的主要挑戰(zhàn)，許多學(xué)校無法招聘并保留足量的專業(yè)科學(xué)教師。

報告強調(diào)，高質(zhì)量的科學(xué)教育植根于對科學(xué)的真實理解，應(yīng)該優(yōu)先讓學(xué)生以一種有意義的方式構(gòu)建關(guān)鍵概念的知識，同時，對科學(xué)課程的規(guī)劃應(yīng)該考慮到知識在未來學(xué)習(xí)中的作用。據(jù)此，英國教育標準局提出了未來高質(zhì)量科學(xué)教育的標準，鼓勵科學(xué)教育工作者和學(xué)校遵循這一標準開展科學(xué)教育。標準包括課程開發(fā)、知識組織、課程安排、課程資源、實踐活動、教學(xué)方法、教學(xué)評估、學(xué)科和學(xué)校等維度的具體指標和實施建議，以保證英國未來的科學(xué)教育能夠?qū)崿F(xiàn)更高質(zhì)量的發(fā)展。

同時，科學(xué)教育需要科學(xué)教師的數(shù)量和質(zhì)量保證。英國在明確科學(xué)教師招聘和留存面臨的四大阻礙后，采取了四項針對性策略：改革問責(zé)體系，創(chuàng)建互相支持的學(xué)校文化；為新晉教師提供高質(zhì)量支持，引入階段性獎學(xué)金；創(chuàng)建多種專業(yè)資格證書，支持教師職業(yè)發(fā)展；引進新數(shù)據(jù)系統(tǒng)，徹底簡化科學(xué)教師應(yīng)聘過程等，力圖紓解師資方面的矛盾，改善科學(xué)教育質(zhì)量。

（作者單位：北京師范大學(xué)國際與比較教育研究院 ）