“科学教育加法”背景下师生科学素养协同培养的路径探索与实践研究

一、引言

全球科技竞争加剧，科学素养成为国家核心竞争力要素。我国将科学教育提升至战略高度，党的二十大及《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》明确“科学教育加法”目标，旨在通过系统性改革提升青少年科学素养。当前科学教育面临课程灌输化、教师能力参差、资源分配不均等挑战，而师生科学素养具有双向协同性 —— 教师素养直接影响学生，学生探究反向促进教师成长。现有研究多聚焦单一主体，缺乏“教”“学”协同的系统性探索。本研究基于政策导向，围绕现状瓶颈、政策机遇、协同生态构建及共生路径展开，以期为科学教育高质量发展提供参考。

二、我国师生科学素养培养的现状与困惑

（一）培养现状

1. 学生素养：结构性失衡

国际测评显示我国学生科学基础扎实，但城乡差异显著：发达地区学生探究能力较强，农村学生实验操作与科学思维薄弱；学生学习动机普遍较高，但批判性思维与创新能力不足，应试导向导致对科学本质理解不深。

2. 教师素养：专业能力短板

教师队伍整体提升，但存在三大问题：学科知识单一，跨学科整合能力不足；实验教学受设备与培训限制，实践指导流于形式；科研经历匮乏，难以引导学生开展探究性学习。

3. 政策实施：课程与资源瓶颈

新课标推动科学实践，但小初高课程衔接不畅，内容重复或断层；评价仍以笔试为主，过程性评价缺失；城乡资源差距显著，农村实验室建设、科技活动支持滞后。

（二）核心问题

协同机制缺失：学校主导科学教育，家庭、社会参与不足，跨学科融合有限，未形成“家校社”育人合力。

教师发展滞后：职后培训针对性弱，激励机制与科研支持不足，影响专业成长积极性。

实践条件受限：实验设备短缺、教学形式化，科技活动覆盖率低，创新实践机会不足。

社会认知偏差：功利化导向导致科学教育边缘化，科普资源开放度低，社会支持体系不完善。

三、“科学教育加法”的政策内涵与实践机遇

（一）政策核心目标

“科学教育加法”非简单增量，而是系统性优化：强化科学教育战略地位，构建贯通小初高的高质量体系，推动教育公平，实现从“量变”到“质变”的整体提升。

（二）政策支持路径

1. 课程体系：跨学科与实践融合

新课标强调科学探究与工程实践，推行STEM/STEAM 项目化学习，践行“做中学”。利用STEM 项目化学习培养学生的理性思维，从而能提高解决问题的能力；利用STEAM 项目化学习，在增加了艺术学科的融合后，不仅让学生有了理性思维，同时还能表达出学生感性的认识，从而设计出高颜值、高实用性的东西。

利用虚拟实验、AI 技术丰富教学资源，弥补资源差距，实现信息技术与科学教育深度融合。

2. 师资建设：系统化培养机制

实施“国培”“省培”专项计划，提升跨学科教学能力和实验教学能力。高校- 中小学协同“双导师制”和将科学家、工程师引入中学课堂，加强高校-中小学科研实践衔接。

3. 资源供给：社会协同拓展

标准化实验室建设向农村倾斜，科技馆、科研院所和学校合作开发实践课程，打造多种层面的教学情境。

鼓励企业、公益组织参与，打造更多能提供资源的平台，促进社会力量多维度的投入。

（三）实践机遇

模式创新：探究式学习普及，科技竞赛参与度提升，学生创新实践空间拓展；

均衡推进：“线上科学课堂”“城乡结对”缩小城乡差距，促进优质资源共享

评价改革：过程性评价纳入学业考核，建立全国科学素养监测体系，引导能力导向的教学转型。

四、构建“家校社”协同培养生态

（一）学校：主导作用深化

课程改革：推行 STEM 项目式学习（如“校园生态改造”），构建小初高一体化课程，避免内容断层；

教师发展：建立“高校 - 学校 - 政府”协同培养机制，实施“双师课堂”，邀请科研人员协同授课；

评价优化：建立多元评价体系，将实验操作、创新项目纳入学生档案，记录科学思维发展轨迹。

（二）家庭：基础作用强化

意识提升：通过家长学校普及科学教育理念，提供“家庭科学活动手册”，指导亲子实验（如厨房化学）；

实践平台：利用数字化技术，共享科普资源，定期组织开展“家庭科学日”活动，构建家庭“科学探索角”；

家校联动：建立家长参与课堂观摩、形成教育理念共识、协同推进科学学习的联络员制度。

（三）社会：支持作用拓展

资源整合：绘制区域科普地图，推行“科普资源一卡通”，实施“科普惠农·智慧乡村”计划，为乡村发展助力；

机制创新：建立“科学教育合伙人”制度，企业、科研机构与学校结对，开发“科学家在线”互动平台；

智慧支持：打造集虚拟实验室、在线课程于一体的科学教育云平台，利用大数据提供个性化的学习推荐与指导。

（四）协同机制构建

建立区县协同中心、学校协调办公室、社区促进会三级架构，制定专项政策明确权责，设立协同发展基金，开发数字化平台实现资源共享与成效监测，打破体制障碍，形成教育合力。

五、师生素养共生发展的实施路径

（一）课程改革：双向赋能的内容基础

跨学科融合：设计“智慧城市”、“智慧生活”等主题课程，师生共同参与开发，在真实情境中融合多学科知识；

螺旋式体系：小初高课程层层递进、无缝衔接，教师通过跨学段教研深入学科理解，升华课程资源（如初中教师研究小学衔接，以此类推）；

数字化资源：搭建师生共建平台，动态更新微课、探究成果等资源，形成共享共建模式。

（二）教师培训：专业成长的支持系统

沉浸式研修：教师参与科研项目，在真实探究中提升实践能力；

临床指导：科研专家与资深教师组成导师团，通过课堂观察、案例分析针对性提升教学能力；

反思共同体：建立区域教师社群，通过课例研究、行动研究促进反思性实践与经验共享。

（三）实验教学创新：互动实践的核心场域

探究式设计：将验证性实验转化为开放性项目（如“设计智能照明系统”替代定律验证）；

虚实结合：构建“虚拟仿真 + 实体操作”体系，突破时空限制，拓展实验深度（如模拟太空环境实验）；

社会议题导向：围绕垃圾分类、新能源等热点设计实验，培养解决真实问题的科学实践能力。

结论

“科学教育加法”为师生科学素养协同培养提供政策保障与实践路径。协 同生态为师生科学素养共生共长奠定根基。课程教学创新为师生科学素养共生 共长搭建平台。监测评价与资源均衡配置为师生科学素养共生共长提供保障。 教师激励为师生科学素养共生共长增添动力。数字化与跨界融合为师生科学素 养共生共长开创新路径。开放多元的科学教育为师生科学素养共生共长提供沃 土。

参考文献：

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