从今年秋季开学起，科学必修课将进入全国小学一年级新生的课堂。根据2017年2月教育部印发并要求执行的《义务教育小学科学课程标准》，小学科学课被列为与语文、数学同等重要的“基础性课程”。
在2001年第八次全国基础教育课程改革之前，小学自一年级起开设自然课，其性质为科学启蒙课程。课改后，自然课改为科学课，起始年级也从一年级变为三年级。时隔16年，科学课从三年级又回归至一年级。那么，科学课缘何会受到如此重视？孩子们又应该在科学课上收获什么呢？
一年级引入科学课是否过早
从今年9月开始，杭州市时代小学科学教师张忠华有了一项新的教学任务——给一年级学生上科学课，每周一课时。
暑假结束前，张忠华已经接受了专门的培训，为这门课作准备。浙江小学科学网原本每个月都会组织一次网络研修活动，邀请有经验的专家为全省的科学教师培训。此次为了让教师们更好地适应低年级学生的科学教学任务，暑假结束前的培训更为密集，培训内容主要围绕对新课标的解读和一年级《科学》教材和教法两部分内容。“有些比较超前的学校在几年前就已经尝试给一、二年级的学生开设科学启蒙类课程，积累了一些经验，他们在培训中会给我们提供一些实际的建议。”张忠华说。
除一年级科学课外，这个学年张忠华还要给四年级上科学课。“此前科学课从三年级开始上，所以到了四年级，学生们已经对科学学习方式有一定了解，所以教学虽然还以观察为主，但已经可以加入一些较高级的对比实验等。但刚入学的一年级学生可能是零起点，所以教学还是以启蒙、培养兴趣为主，多开展一些观察、体验活动，比如观察植物。”
目前，已通过审定的《科学》教材包括教育科学出版社、江苏教育出版社、河北人民出版社、青岛出版社、湖南科技出版社等多个版本。张忠华所在的时代小学使用的是教科版《科学》教材。中国科学院动物研究所高级工程师、国家动物博物馆科普策划人张劲硕参与了教科版《科学》教材中生命科学领域内容的编写。
“在生命科学领域，低年级的科学教育主要强调基础方法的学习，比如对植物、动物的分类，就涉及到基本的观察、比较、测量、归纳等方法。”张劲硕介绍说，“这也是科学课开展的一个思路，即不直接灌输科学知识，而是以对孩子科学思维和方法的培养为大方向。”
有些家长担心，一年级课堂引入科学课是否过早，是否会给孩子造成负担。对此，张劲硕认为，其实，科学很早就出现在孩子的生活中了。“当孩子最早去叫爸爸妈妈时，其实已经在使用分类的方法。所以，从一年级开始上科学课，是非常正常的，并不算早。”张劲硕说，“而且在科学课上，孩子能动手做实验，并从中得到一些认识世界方面的启发、科学实证精神的培养，较早地让孩子们接受这方面的训练，也是很有必要的。”
“从国际比较来讲，在科学文化传统较强的西方国家，科学课都是很早就开展了，而且从来都是与数学、语文同等重要的课程。”南京大学教育研究院教授张红霞介绍说。在她看来，在我国，让孩子尽早接触科学教育更为重要，因为我们的传统文化更倾向于对人际关系的重视，而缺少科学传统和思维培植的土壤。
“相比于严谨和准确的科学数据和事实描述，我们更喜欢用形容词。比如媒体报道台风新闻，可能会用‘千军万马’‘摧枯拉朽之势’等词，但实际上，讲清楚台风中心在哪里、台风几级是怎样划分的、台风吹倒的树有多粗、台风为什么这样移动等，才是准确、有效的信息传递。科学追求的是事实及其背后的原因，而不是情感表达。这样的思维我们一直有所欠缺，所以更要用科学教育来弥补。”张红霞说。
在张红霞看来，科学教育越早开展越好还有一个原因，那就是脑科学的研究成果证明，人脑结构是可以在后天得到改变的，外界的刺激越早，改变越容易发生。“而且，较早开展科学教育也符合孩子的天性。”
在这方面，张忠华有着切身体会。时代小学此前也开设过科学趣味实验等课外兴趣班。“一年级孩子报名的非常多，对课程也很感兴趣。他们其实是很喜欢科学的。”张忠华说。
一次重要的转变
如今，科学课被引入小学一年级的课堂，学校早期科学教育受到更多重视。“这是个重要的转变。”张劲硕说。
2001年，依据国务院《面向21世纪教育振兴行动计划》建立“21世纪基础教育课程体系”的要求，我国开始了新一轮的课程改革，当时将“自然”课更名为“科学”，起始年级也从一年级变为三年级，此后直到2017年2月《义务教育小学科学课程标准》的颁布。对于这16年的评价，中国教育科学研究院小学科学教育研究中心主任、教科版《科学》教材主编郁波坦言，我们在课程开发、师资培训、教材建设等方面取得了一些成果和进步，但科学课作为一门独立的新课程，在整个九年义务教育阶段并未受到应有的重视。“这种不重视与我们当前教育存在的问题有很大关联。”清华大学社会科学学院科学技术与社会研究所教授刘兵说，“很多学校过于追求升学率，不与应试升学等挂钩的课程当然不受重视，没有专职的科学教师等情况很普遍。而且，科学课标往往设计得很理想，但真正到了讲台上却因为种种原因，实际教学打了折扣。”
在张红霞看来，科学教育的缺失还与当下国家教育的发展阶段有关。“我们当前教育资源的丰富程度还很不够，科学教育尤其需要教育资源，因为它要求学生能動手，能出去考察，大到科技馆，小到植物角、动物角都是需要的。在这方面需要国家更多的投入。”
张红霞认为，还有一个更重要的原因是我国科学文化传统的不足。“我们对科学的本质还没有足够了解。很多人觉得，科学教育无非是让孩子去记一些科学知识，但科学教育的真正意义并不在此。我们的教师和家长还不十分清楚科学与人文有何不同的教育价值等问题。在这方面，教师和家长都需要培训。”
如何上好科学课
如今，科学教育被更早地纳入到正规教育中。但刘兵提醒说，毕竟是从小学一年级开始，我们不要把科学课的目标定得太高。“低年级科学课更重要的是培养孩子对科学最基本的感觉，包括认识世界最基本的方式、科学探索的好奇心和兴趣等，不要把科学弄得那么冷冰冰的，显得很神秘，很高深。”而且，刘兵着重强调说，义务教育阶段的科学课程，是面向全体公民的，而不是只为了以后从事科学研究职业的人或精英阶层，科学课程的广泛性应该得到重视。
在张劲硕看来，科学课开设的最终目的是通过科学教育，教会孩子们如何做人。“比如在生命科学领域，生命演化和生物多样性等方面的知识要贯穿在整个教材中。现在孩子们获得知识的渠道很多，但他们眼中缺乏对生命的关注。我们生命科学的教育要让他们知道人与自然、人与动物之间的关系，知道除了人类之外，这个世界上还有许多生命，不能唯我独尊。”
张红霞则认为，观察是科学研究的基础，也是人类认识世界的第一步。中国的小学生如果能分清什么是事实、什么是想象，能准确描述观察到的事实，认识到说真话的重要性，养成尊重事实的习惯，就已经是很大的成功。“这说来简单，但并不容易。”张红霞在小学课堂观察时就发现，孩子们很喜欢想象和拟人化的表达，但却不会客观地表达。
“比如，孩子们看到蜗牛在爬，用手一碰它的头，头立刻就缩回去了。有的孩子就说这是因为蜗牛怕冷了，有的说蜗牛害怕了。这些答案往往还能得到老师的表扬。”张红霞说，“其实这时老师应该追问‘你怎么知道’。客观描述应该是‘我用手一碰蜗牛的头，它就缩回去了’。至于是否怕冷、害怕，并没有被观察到。那么，老师应该继续问的问题是：多试几次还会得到同样的结果吗？用温度不同的手再试试呢？这才是科学探究的态度。可是很多科学教师往往会表扬学生的想象力，而不是科学性。”
“老师在教学中还要允许孩子犯错，不要一味要求孩子都能得出那个唯一的实验结果，应该引导孩子更注重科研探索本身的过程。”张劲硕说。
科学教师如何“演”
小学科学课从中高年级扩展至低年级，科学教师人才的缺口无疑会进一步增大。
“目前我们科学教育专业人才是远远不够的，其中还有很多学生毕业后改行了。而且，现在科学教师还存在着对科学的综合性认识不足、对科学本质理解不深入的问题。小学一年级的科学课未必就比高难度的科学内容好教。”刘兵说。
2002年和2012年，张红霞等人分两次对全国21个省市的近4000名小学教师的科学素养进行了问卷调查。调查结果发现，教师对科学性质的理解，相比于科学知识、科学方法、科学态度等，表现出了较低的水平，而且历经10年，这种状况没有得到明显的改善。
郁波认为，对科学性质的理解是对科学的理解的核心。对于普通公众而言，也许懂得事实性的科学知识就够了，对于教师来讲，不懂得科学的性质，不懂得科学与其他学科的差别，就不能真正上好科学课。“这样的教师，不仅存在着将伪科学引入课堂的危险，而且不能做到把科学知识的学习寓于科学实践的过程之中，寓于科学史和科学与社会关系的情境之中，会长期停留在以识记符号为特征的‘应试教育’阶段。”
解决这个问题的方法，郁波认为在于让科学家真正参与到科学教育中来，教师培训和课程设计是两个非常重要的切入点。
所以，在教科版《科学》教材的编写中，郁波邀请了一批科研和科普工作者来参与。除了研究动物方面的张劲硕之外，还有研究植物、物理、化学、天文、自动化等方面的科学家和科普人。前几天，张劲硕等科学圈人士还与教育专家、全国各地的科学教研员一同开会讨论科学教育的相关问题。
“其实，我们各大学、研究所每年培养这么多的硕士、博士，不一定都要去从事科研工作，也可以去从事科学教育工作，他们对科学研究有着更深入的认识。现在无论是学校还是社会的科学教育行业，人才需求都很大。研究领域较窄的科研人才我们需要培养，但同时也需要培养更多综合性的科学人才，满足科学教育的需求。”张劲硕提议说。
张红霞强调，一流大学应该参与到基础科学教育的师资培养中来。“但目前这方面并未得到各方面的重视。”张红霞说，“还可以让科学教师参与到一流大学的科研课题中，让他们切身了解科学研究的过程，这样才能正确地引导孩子进行科学探索，而不是在课堂上‘演科学剧’。”
在加强小学科学教育方面，张红霞还提出，课标的细化非常重要。“你要告诉科学教师，从哪里下手、如何循序渐进，甚至在课堂上要如何说话。”
“比如，这样几类话教师在科学课堂上就不要讲。”张红霞说，“第一类是完全脱离了科学课情境的语言不要讲，比如‘你真棒’‘你真聪明’，要保证更多的時间留给孩子观察、思考；第二类是教师不说学生自己也能继续进行的活动，有的教师喜欢讲‘下一步我们应该观察什么’，孩子还需要回答，反而是对他们的干扰；第三类是为了吸引孩子注意力而明知故问的话不要讲；第四类是教师的备课用语，不要带到课堂上，比如说‘下面我们分组展示大家的观察结果’，实际上有的小组观察完了直接让他们讲就好了，要顺着孩子的思路来，不需要那么刻板。国内的科学课标应该详细到这个程度。”
“另外，我们现在对于教材的顶层设计仍然是缺乏的。”张劲硕说道，“比如我们一边上科学课，一边会在语文教材中看到各种不科学的内容，包括蝙蝠与雷达的关系等课文。各门课程仍需要整合。当然，现在科学教育越来越受到重视，这是个很好的开始，未来还有待进一步发展。”
