從今年秋季開學起， 科學必修課將進入全國小學一年級新生的課堂。 根據2017年2月教育部印發並要求執行的《義務教育小學科學課程標準》，
在2001年第八次全國基礎教育課程改革之前， 小學自一年級起開設自然課， 其性質為科學啟蒙課程。 課改後， 自然課改為科學課， 起始年級也從一年級變為三年級。 時隔16年， 科學課從三年級又回歸至一年級。 那麼， 科學課緣何會受到如此重視？孩子們又應該在科學課上收穫什麼呢？
一年級引入科學課是否過早
從今年9月開始， 杭州市時代小學科學教師張忠華有了一項新的教學任務——給一年級學生上科學課， 每週一課時。
暑假結束前， 張忠華已經接受了專門的培訓， 為這門課作準備。 浙江小學科學網原本每個月都會組織一次網路研修活動， 邀請有經驗的專家為全省的科學教師培訓。
“有些比較超前的學校在幾年前就已經嘗試給一、二年級的學生開設科學啟蒙類課程， 積累了一些經驗， 他們在培訓中會給我們提供一些實際的建議。 ”張忠華說。
除一年級科學課外， 這個學年張忠華還要給四年級上科學課。 “此前科學課從三年級開始上， 所以到了四年級， 學生們已經對科學學習方式有一定瞭解， 所以教學雖然還以觀察為主， 但已經可以加入一些較高級的對比實驗等。 但剛入學的一年級學生可能是零起點，
目前， 已通過審定的《科學》教材包括教育科學出版社、江蘇教育出版社、河北人民出版社、青島出版社、湖南科技出版社等多個版本。 張忠華所在的時代小學使用的是教科版《科學》教材。
中國科學院動物研究所高級工程師、國家動物博物館科普策劃人張勁碩參與了教科版《科學》教材中生命科學領域內容的編寫。
“在生命科學領域， 低年級的科學教育主要強調基礎方法的學習， 比如對植物、動物的分類， 就涉及到基本的觀察、比較、測量、歸納等方法。 ”張勁碩介紹說， “這也是科學課開展的一個思路， 即不直接灌輸科學知識， 而是以對孩子科學思維和方法的培養為大方向。
有些家長擔心， 一年級課堂引入科學課是否過早， 是否會給孩子造成負擔。 對此， 張勁碩認為， 其實， 科學很早就出現在孩子的生活中了。 “當孩子最早去叫爸爸媽媽時， 其實已經在使用分類的方法。 所以， 從一年級開始上科學課， 是非常正常的， 並不算早。 ”張勁碩說， “而且在科學課上， 孩子能動手做實驗， 並從中得到一些認識世界方面的啟發、科學實證精神的培養， 較早地讓孩子們接受這方面的訓練， 也是很有必要的。 ”
“從國際比較來講， 在科學文化傳統較強的西方國家， 科學課都是很早就開展了， 而且從來都是與數學、語文同等重要的課程。 ”南京大學教育研究院教授張紅霞介紹說。 在她看來，
“相比于嚴謹和準確的科學資料和事實描述， 我們更喜歡用形容詞。 比如媒體報導颱風新聞， 可能會用‘千軍萬馬’‘摧枯拉朽之勢’等詞， 但實際上， 講清楚颱風中心在哪裡、颱風幾級是怎樣劃分的、颱風吹倒的樹有多粗、颱風為什麼這樣移動等， 才是準確、有效的資訊傳遞。 科學追求的是事實及其背後的原因， 而不是情感表達。 這樣的思維我們一直有所欠缺， 所以更要用科學教育來彌補。 ”張紅霞說。
在張紅霞看來， 科學教育越早開展越好還有一個原因， 那就是腦科學的研究成果證明， 人腦結構是可以在後天得到改變的， 外界的刺激越早，改變越容易發生。“而且，較早開展科學教育也符合孩子的天性。”
在這方面，張忠華有著切身體會。時代小學此前也開設過科學趣味實驗等課外興趣班，“一年級孩子報名的非常多，對課程也很感興趣。他們其實是很喜歡科學的。”張忠華說。
一次重要的轉變
如今，科學課被引入小學一年級的課堂，學校早期科學教育受到更多重視。“這是個重要的轉變。”張勁碩說。
2001年，依據國務院《面向21世紀教育振興行動計畫》建立“21世紀基礎教育課程體系”的要求，我國開始了新一輪的課程改革，當時將“自然”課更名為“科學”，起始年級也從一年級變為三年級，此後直到2017年2月《義務教育小學科學課程標準》的頒佈。對於這16年的評價，中國教育科學研究院小學科學教育研究中心主任、教科版《科學》教材主編郁波坦言，我們在課程開發、師資培訓、教材建設等方面取得了一些成果和進步，但科學課作為一門獨立的新課程，在整個九年義務教育階段並未受到應有的重視。
“這種不重視與我們當前教育存在的問題有很大關聯。”清華大學社會科學學院科學技術與社會研究所教授劉兵說，“很多學校過於追求升學率，不與應試升學等掛鉤的課程當然不受重視，沒有專職的科學教師等情況很普遍。而且，科學課標往往設計得很理想，但真正到了講臺上卻因為種種原因，實際教學打了折扣。”
在張紅霞看來，科學教育的缺失還與當下國家教育的發展階段有關。“我們當前教育資源的豐富程度還很不夠，科學教育尤其需要教育資源，因為它要求學生能動手，能出去考察，大到科技館，小到植物角、動物角都是需要的。在這方面需要國家更多的投入。”
張紅霞認為，還有一個更重要的原因是我國科學文化傳統的不足。“我們對科學的本質還沒有足夠瞭解。很多人覺得，科學教育無非是讓孩子去記一些科學知識，但科學教育的真正意義並不在此。我們的教師和家長還不十分清楚科學與人文有何不同的教育價值等問題。在這方面，教師和家長都需要培訓。”
如何上好科學課
如今，科學教育被更早地納入到正規教育中。但劉兵提醒說，畢竟是從小學一年級開始，我們不要把科學課的目標定得太高。“低年級科學課更重要的是培養孩子對科學最基本的感覺，包括認識世界最基本的方式、科學探索的好奇心和興趣等，不要把科學弄得那麼冷冰冰的，顯得很神秘，很高深。”而且，劉兵著重強調說，義務教育階段的科學課程，是面向全體公民的，而不是只為了以後從事科學研究職業的人或精英階層，科學課程的廣泛性應該得到重視。
在張勁碩看來，科學課開設的最終目的是通過科學教育，教會孩子們如何做人。“比如在生命科學領域，生命演化和生物多樣性等方面的知識要貫穿在整個教材中。現在孩子們獲得知識的管道很多，但他們眼中缺乏對生命的關注。我們生命科學的教育要讓他們知道人與自然、人與動物之間的關係，知道除了人類之外，這個世界上還有許多生命，不能唯我獨尊。”
張紅霞則認為，觀察是科學研究的基礎，也是人類認識世界的第一步。中國的小學生如果能分清什麼是事實、什麼是想像，能準確描述觀察到的事實，認識到說真話的重要性，養成尊重事實的習慣，就已經是很大的成功。“這說來簡單，但並不容易。”張紅霞在小學課堂觀察時就發現，孩子們很喜歡想像和擬人化的表達，但卻不會客觀地表達。
“比如，孩子們看到蝸牛在爬，用手一碰它的頭，頭立刻就縮回去了。有的孩子就說這是因為蝸牛怕冷了，有的說蝸牛害怕了。這些答案往往還能得到老師的表揚。”張紅霞說，“其實這時老師應該追問‘你怎麼知道’。客觀描述應該是‘我用手一碰蝸牛的頭，它就縮回去了’。至於是否怕冷、害怕，並沒有被觀察到。那麼，老師應該繼續問的問題是：多試幾次還會得到同樣的結果嗎？用溫度不同的手再試試呢？這才是科學探究的態度。可是很多科學教師往往會表揚學生的想像力，而不是科學性。”
“老師在教學中還要允許孩子犯錯，不要一味要求孩子都能得出那個唯一的實驗結果，應該引導孩子更注重科研探索本身的過程。”張勁碩說。
科學教師如何“演”
小學科學課從中高年級擴展至低年級，科學教師人才的缺口無疑會進一步增大。
“目前我們科學教育專業人才是遠遠不夠的，其中還有很多學生畢業後改行了。而且，現在科學教師還存在著對科學的綜合性認識不足、對科學本質理解不深入的問題。小學一年級的科學課未必就比高難度的科學內容好教。”劉兵說。
2002年和2012年，張紅霞等人分兩次對全國21個省市的近4000名小學教師的科學素養進行了問卷調查。調查結果發現，教師對科學性質的理解，相比於科學知識、科學方法、科學態度等，表現出了較低的水準，而且歷經10年，這種狀況沒有得到明顯的改善。
鬱波認為，對科學性質的理解是對科學的理解的核心。對於普通公眾而言，也許懂得事實性的科學知識就夠了，對於教師來講，不懂得科學的性質，不懂得科學與其他學科的差別，就不能真正上好科學課。“這樣的教師，不僅存在著將偽科學引入課堂的危險，而且不能做到把科學知識的學習寓於科學實踐的過程之中，寓於科學史和科學與社會關係的情境之中，會長期停留在以識記符號為特徵的‘應試教育’階段。”
解決這個問題的方法，鬱波認為在於讓科學家真正參與到科學教育中來，教師培訓和課程設計是兩個非常重要的切入點。
所以，在教科版《科學》教材的編寫中，鬱波邀請了一批科研和科普工作者來參與。除了研究動物方面的張勁碩之外，還有研究植物、物理、化學、天文、自動化等方面的科學家和科普人。前幾天，張勁碩等科學圈人士還與教育專家、全國各地的科學教研員一同開會討論科學教育的相關問題。
“其實，我們各大學、研究所每年培養這麼多的碩士、博士，不一定都要去從事科研工作，也可以去從事科學教育工作，他們對科學研究有著更深入的認識。現在無論是學校還是社會的科學教育行業，人才需求都很大。研究領域較窄的科研人才我們需要培養，但同時也需要培養更多綜合性的科學人才，滿足科學教育的需求。”張勁碩提議說。
張紅霞強調，一流大學應該參與到基礎科學教育的師資培養中來。“但目前這方面並未得到各方面的重視。”張紅霞說，“還可以讓科學教師參與到一流大學的科研課題中，讓他們切身瞭解科學研究的過程，這樣才能正確地引導孩子進行科學探索，而不是在課堂上‘演科學劇’。”
在加強小學科學教育方面，張紅霞還提出，課標的細化非常重要。“你要告訴科學教師，從哪裡下手、如何循序漸進，甚至在課堂上要如何說話。”
“比如，這樣幾類話教師在科學課堂上就不要講。”張紅霞說，“第一類是完全脫離了科學課情境的語言不要講，比如‘你真棒’‘你真聰明’，要保證更多的時間留給孩子觀察、思考；第二類是教師不說學生自己也能繼續進行的活動，有的教師喜歡講‘下一步我們應該觀察什麼’，孩子還需要回答，反而是對他們的干擾；第三類是為了吸引孩子注意力而明知故問的話不要講；第四類是教師的備課用語，不要帶到課堂上，比如說‘下面我們分組展示大家的觀察結果’，實際上有的小組觀察完了直接讓他們講就好了，要順著孩子的思路來，不需要那麼刻板。國內的科學課標應該詳細到這個程度。”
“另外，我們現在對於教材的頂層設計仍然是缺乏的。”張勁碩說道，“比如我們一邊上科學課，一邊會在語文教材中看到各種不科學的內容，包括蝙蝠與雷達的關係等課文。各門課程仍需要整合。當然，現在科學教育越來越受到重視，這是個很好的開始，未來還有待進一步發展。”
外界的刺激越早，改變越容易發生。“而且，較早開展科學教育也符合孩子的天性。”在這方面，張忠華有著切身體會。時代小學此前也開設過科學趣味實驗等課外興趣班，“一年級孩子報名的非常多，對課程也很感興趣。他們其實是很喜歡科學的。”張忠華說。
一次重要的轉變
如今，科學課被引入小學一年級的課堂，學校早期科學教育受到更多重視。“這是個重要的轉變。”張勁碩說。
2001年，依據國務院《面向21世紀教育振興行動計畫》建立“21世紀基礎教育課程體系”的要求，我國開始了新一輪的課程改革，當時將“自然”課更名為“科學”，起始年級也從一年級變為三年級，此後直到2017年2月《義務教育小學科學課程標準》的頒佈。對於這16年的評價，中國教育科學研究院小學科學教育研究中心主任、教科版《科學》教材主編郁波坦言，我們在課程開發、師資培訓、教材建設等方面取得了一些成果和進步，但科學課作為一門獨立的新課程，在整個九年義務教育階段並未受到應有的重視。
“這種不重視與我們當前教育存在的問題有很大關聯。”清華大學社會科學學院科學技術與社會研究所教授劉兵說，“很多學校過於追求升學率，不與應試升學等掛鉤的課程當然不受重視，沒有專職的科學教師等情況很普遍。而且，科學課標往往設計得很理想，但真正到了講臺上卻因為種種原因，實際教學打了折扣。”
在張紅霞看來，科學教育的缺失還與當下國家教育的發展階段有關。“我們當前教育資源的豐富程度還很不夠，科學教育尤其需要教育資源，因為它要求學生能動手，能出去考察，大到科技館，小到植物角、動物角都是需要的。在這方面需要國家更多的投入。”
張紅霞認為，還有一個更重要的原因是我國科學文化傳統的不足。“我們對科學的本質還沒有足夠瞭解。很多人覺得，科學教育無非是讓孩子去記一些科學知識，但科學教育的真正意義並不在此。我們的教師和家長還不十分清楚科學與人文有何不同的教育價值等問題。在這方面，教師和家長都需要培訓。”
如何上好科學課
如今，科學教育被更早地納入到正規教育中。但劉兵提醒說，畢竟是從小學一年級開始，我們不要把科學課的目標定得太高。“低年級科學課更重要的是培養孩子對科學最基本的感覺，包括認識世界最基本的方式、科學探索的好奇心和興趣等，不要把科學弄得那麼冷冰冰的，顯得很神秘，很高深。”而且，劉兵著重強調說，義務教育階段的科學課程，是面向全體公民的，而不是只為了以後從事科學研究職業的人或精英階層，科學課程的廣泛性應該得到重視。
在張勁碩看來，科學課開設的最終目的是通過科學教育，教會孩子們如何做人。“比如在生命科學領域，生命演化和生物多樣性等方面的知識要貫穿在整個教材中。現在孩子們獲得知識的管道很多，但他們眼中缺乏對生命的關注。我們生命科學的教育要讓他們知道人與自然、人與動物之間的關係，知道除了人類之外，這個世界上還有許多生命，不能唯我獨尊。”
張紅霞則認為，觀察是科學研究的基礎，也是人類認識世界的第一步。中國的小學生如果能分清什麼是事實、什麼是想像，能準確描述觀察到的事實，認識到說真話的重要性，養成尊重事實的習慣，就已經是很大的成功。“這說來簡單，但並不容易。”張紅霞在小學課堂觀察時就發現，孩子們很喜歡想像和擬人化的表達，但卻不會客觀地表達。
“比如，孩子們看到蝸牛在爬，用手一碰它的頭，頭立刻就縮回去了。有的孩子就說這是因為蝸牛怕冷了，有的說蝸牛害怕了。這些答案往往還能得到老師的表揚。”張紅霞說，“其實這時老師應該追問‘你怎麼知道’。客觀描述應該是‘我用手一碰蝸牛的頭，它就縮回去了’。至於是否怕冷、害怕，並沒有被觀察到。那麼，老師應該繼續問的問題是：多試幾次還會得到同樣的結果嗎？用溫度不同的手再試試呢？這才是科學探究的態度。可是很多科學教師往往會表揚學生的想像力，而不是科學性。”
“老師在教學中還要允許孩子犯錯，不要一味要求孩子都能得出那個唯一的實驗結果，應該引導孩子更注重科研探索本身的過程。”張勁碩說。
科學教師如何“演”
小學科學課從中高年級擴展至低年級，科學教師人才的缺口無疑會進一步增大。
“目前我們科學教育專業人才是遠遠不夠的，其中還有很多學生畢業後改行了。而且，現在科學教師還存在著對科學的綜合性認識不足、對科學本質理解不深入的問題。小學一年級的科學課未必就比高難度的科學內容好教。”劉兵說。
2002年和2012年，張紅霞等人分兩次對全國21個省市的近4000名小學教師的科學素養進行了問卷調查。調查結果發現，教師對科學性質的理解，相比於科學知識、科學方法、科學態度等，表現出了較低的水準，而且歷經10年，這種狀況沒有得到明顯的改善。
鬱波認為，對科學性質的理解是對科學的理解的核心。對於普通公眾而言，也許懂得事實性的科學知識就夠了，對於教師來講，不懂得科學的性質，不懂得科學與其他學科的差別，就不能真正上好科學課。“這樣的教師，不僅存在著將偽科學引入課堂的危險，而且不能做到把科學知識的學習寓於科學實踐的過程之中，寓於科學史和科學與社會關係的情境之中，會長期停留在以識記符號為特徵的‘應試教育’階段。”
解決這個問題的方法，鬱波認為在於讓科學家真正參與到科學教育中來，教師培訓和課程設計是兩個非常重要的切入點。
所以，在教科版《科學》教材的編寫中，鬱波邀請了一批科研和科普工作者來參與。除了研究動物方面的張勁碩之外，還有研究植物、物理、化學、天文、自動化等方面的科學家和科普人。前幾天，張勁碩等科學圈人士還與教育專家、全國各地的科學教研員一同開會討論科學教育的相關問題。
“其實，我們各大學、研究所每年培養這麼多的碩士、博士，不一定都要去從事科研工作，也可以去從事科學教育工作，他們對科學研究有著更深入的認識。現在無論是學校還是社會的科學教育行業，人才需求都很大。研究領域較窄的科研人才我們需要培養，但同時也需要培養更多綜合性的科學人才，滿足科學教育的需求。”張勁碩提議說。
張紅霞強調，一流大學應該參與到基礎科學教育的師資培養中來。“但目前這方面並未得到各方面的重視。”張紅霞說，“還可以讓科學教師參與到一流大學的科研課題中，讓他們切身瞭解科學研究的過程，這樣才能正確地引導孩子進行科學探索，而不是在課堂上‘演科學劇’。”
在加強小學科學教育方面，張紅霞還提出，課標的細化非常重要。“你要告訴科學教師，從哪裡下手、如何循序漸進，甚至在課堂上要如何說話。”
“比如，這樣幾類話教師在科學課堂上就不要講。”張紅霞說，“第一類是完全脫離了科學課情境的語言不要講，比如‘你真棒’‘你真聰明’，要保證更多的時間留給孩子觀察、思考；第二類是教師不說學生自己也能繼續進行的活動，有的教師喜歡講‘下一步我們應該觀察什麼’，孩子還需要回答，反而是對他們的干擾；第三類是為了吸引孩子注意力而明知故問的話不要講；第四類是教師的備課用語，不要帶到課堂上，比如說‘下面我們分組展示大家的觀察結果’，實際上有的小組觀察完了直接讓他們講就好了，要順著孩子的思路來，不需要那麼刻板。國內的科學課標應該詳細到這個程度。”
“另外，我們現在對於教材的頂層設計仍然是缺乏的。”張勁碩說道，“比如我們一邊上科學課，一邊會在語文教材中看到各種不科學的內容，包括蝙蝠與雷達的關係等課文。各門課程仍需要整合。當然，現在科學教育越來越受到重視，這是個很好的開始，未來還有待進一步發展。”