以“大科学教育”理念打好小学科学教育基础

科学教育是培养学生科学精神、科学素养的系统性过程，它不只传授知识，还塑造学生究“理”的思维方式和生活态度。尤其是小学生的思维发展和问题解决能力的养成，是为其形成科学家潜质、献身科学研究事业打基础的关键。但小学生知识整合与转化能力相对较弱，其科学精神的培养有赖于大教育环境的支撑。早年间，我在乡村小学作为班主任兼多学科教学，深感各学科虽蕴含着科学精神的渗透点，但与真正的科学教育还有差距。经过多年教学实践，我发现小学阶段科学教育容易出现知识整合不深、实践能力转化不足、科学精神渗透薄弱、校家协同实践育人不深等情况，导致学生重结果、轻过程，不利于科学精神的养成。为此，我认为应从小学阶段践行“大科学教育”理念，回答好三大现实问题：科学知识如何综合统整为“有力量的一体”？静态的科学知识如何转化为能动的科学实践力？学校层面科学教育如何与国家全民科学教育贯通起来？

科学知识如何综合统整为“有力量的一体”

科学知识不仅在学科内部构成复杂体系，也在社会文化和生产实践中快速更迭、多样呈现。如何以科学课堂为中心，将多个不同来源、不同表现的科学知识统整为一个内在统一的知识体，凝练为科学教育核心素养，进而激发学生科学精神和科学追求，是开展科学教育的首要问题。“大科学教育”的核心在于推动教育者、教育对象、场所、时间、内容、过程及评价全面突破课堂与学校传统边界，最终实现以提升全民科学素养为追求的科学教育目标。

击破“学生难以用所学知识解决实际问题”的痛点，留住学生的积极性。科学知识统整是实现“学用结合”的核心要义，零散知识点无法解决实际问题，唯有搭建知识间的内在关联，形成系统化知识体系，才能让学生实现从“知”到“用”的转化。学生难以用所学知识解决实际问题常表现为：对单个知识点掌握牢固，但面对实际问题时无法快速调取并融合多领域知识；能应对书本上标准化问题，却对生活化、开放性真实问题束手无策；具备基础知识储备，却缺乏运用知识主动分析问题、解决问题的思维与方法。这些情况容易影响学生学习科学知识的积极性，因此，需要给学生自主学习机会、教授学生科学方法、培育学生综合素质，层层递进地培养学生的实践能力。

突破传统边界，让科学教育向生活场景、社会议题延伸。单一场景的知识传授很难应对复杂现实问题，需要进行资源整合与机制创新。一方面，需打通校内外实践基地、科技馆、博物馆等资源通道，建立跨领域协作网络；构建弹性课程制度，将科学教育向生活场景、社会议题延伸。另一方面，需要组建市、县、乡三级学校联盟工作室，以集体备课为抓手，促进校际经验共享；推进教师课件制作能力培训，整理优质教案，共享实验材料，建立校际交流协作机制，共创“实验材料流动超市”，丰富科学教育资源。

统整多元科学知识，构建“科学大课堂”与“科学小课堂”双向互动的课程。统整科学知识，构建双向互动课程，关键在于打破知识壁垒，实现理论与实践、宏观与微观的深度融合。这需要学校、教师及社会力量协同行动：学校搭建开放平台，整合校内外资源；教师设计跨场景项目，引导家长参与学校科学教育，便于学生尝试知识在课堂外的迁移应用；社会机构提供前沿技术支持；社区创设真实问题情境。如以“养蚕”为主题，“科学大课堂”邀请专家作讲座，组织学生在家长带领下走进蚕茧站、养蚕棚或蚕丝被厂实地考察，帮助学生建立宏观认知；“科学小课堂”引导学生分组汇报进行拼接式合作学习，学习具体养蚕知识，通过亲历一个多月的喂养，发现蚕宝宝成长过程中吃食、蜕皮、吐丝以及生病等问题，在教师或家长的协助下解决问题。大课堂提供资源支持，小课堂通过实践反馈优化，形成“理论—实践—再理论”的螺旋上升模式，最终实现知识系统建构与能力全面提升。

静态的科学知识如何转化为能动的科学实践力

科学精神，在现实生活与生产实践中才能真正体现出来；创新能力，也只有通过技术进步、工艺提高与工具改良，才能落到实处。培养小学生将科学知识转化为实践力的意识、本领和担当，不仅需要讲求理论方法，更需要开拓实践方式。

营造真实复杂情境，让学生在问题解决中实现知识深度整合与思维有序生长。科学教育是指向实践的教育，其教学应摒弃“填鸭式”灌输，营造真实复杂情境，让学生在问题解决中学会整合知识，养成科学思维。针对知识整合不深问题，教师在教学中可以借鉴建构主义理论，以自主创新性学习为突破口开展课程研究，尊重学生主体性，践行课程生成与预设结合，改革课堂教学方式，增加学生自主选择学习的机会。尤其是在“科学小课堂”研究中响应课程改革中对“探究”学习的要求，从教师“教”走向学生“学思悟践”，实现学习方式根本转变。

推动科学教学从“知识建构型”向“问题解决型”转型。“知识建构型”教学聚焦知识生成，以夯实学科基础为目标，多采用“全程问答”等策略，易陷入“满堂灌”局限；“问题解决型”教学以培养学生创新实践能力为导向，通过模拟科学家探究路径、开展真实实践，深化概念理解，彰显科学学科育人价值。首先，在实现转型的过程中，科学教育要注重教学规范、优化教学环节。科学教育的课堂教学是系统性工程，多个环节各要素相互依存、相互作用，相较其他学科，更需要从教学全流程发力，构建“课前筹备—课中关注—课后研讨”的改进机制。例如，为全面提高学生科学素养，开展的探究活动要遵循“六个要”：问题要有情境，猜想要有理由，选材要有结构，研讨要有深度，实验要有分工，评价要有导向。其次，教师要更加注重科学实践活动设计的生活贴近程度，引导学生用常见材料制作符合科学规律的作品，通过作品展示与评价优化，让学生在探究中体会劳动价值、初步树立社会责任意识，提升实践能力与创新思维。

把科学“探究”作为科学“实践”的准备，体现科学教育的综合性。当学生能够做到在日常生活中关注科学现象，并将重心转于“实践”，学校科学教育就需要发挥“综合”的重要性和可能性，在教育教学中将观念、思维、探究、责任等统一起来，设计契合科学本质的跨学科综合性活动，给学生充分的深度实践空间。一方面，要开展校家协同的跨学科综合性“科学大课堂”实践，多主体协同打破教育场域壁垒，实现资源互补。其中，学校重在提供科学知识框架与理论指导，家庭要重视激发孩子对身边科学现象的好奇心，通过家校协同开展亲子科学实验、社区科学调研等活动，让科学学习从课堂延伸至生活，形成教育闭环，实现科学素养全面提升。另一方面，以“合”为桥构建校家协同培育系统，课前借自然观察、社会关怀等活动使家长深度参与，课后以社会验证、科普宣讲等实践反哺家庭教育，让课外空间成为学生科学实践力培育的新的“生发地”。

学校科学教育如何与全民科学教育贯通

在科学教育中，实践力转化不足是制约学生科学素养提升的关键瓶颈。学生往往能掌握科学概念，却难以将其应用于真实情境，暴露出知识与实践的割裂。如何以学校科学教育为中心，整合多方资源、凝聚合力，突破儿童科学教育与全民科学教育的藩篱，是“大科学教育”不得不回答的问题。

在小课堂中，将科学教育视为一个包含知识输入、实践转化、反馈优化的完整链条。科学教育应被视为一个动态循环的有机整体，其中知识输入是前提，旨在构建结构化认知基础；实践转化是关键，通过探究式学习实现知识迁移应用；反馈优化是保障，以过程性数据与结果性评价，反向驱动教学内容与方法的精准革新，从而实现教育效能的持续提升。小学科学课堂的重点是在学科整合中提升学生科学素养，立足低成本、小切口、深挖掘，选择一项能够在学期内完成的微项目实践。例如，以“种植凤仙花”“养蚕”为主题微项目，学生在观察生物生命周期的同时，可亲手制作凤仙花染指液、蚕丝扇等作品，自然融入语文记录、数学分析、工程设计等跨学科技能，构建起“做中学”的沉浸式体验。在这一段完整的科学教育中，重点在于引导学生捕捉生活中的科学现象，将家庭养花等日常场景转化为探究素材，使科学学习回归生活本源。这种设计不仅打通了知识与实践的通道，更通过真实问题驱动，激发学生探究内驱力，为科学教育从“知识传递”向“素养培育”转型提供可行路径，有效激发学生的科学学习兴趣与探究使命感。

在大课堂中，形成协同育人模式。“科学大课堂”的特点是把社会和家庭资源“合进来”，以新型学习方式提升学生科学素养。要遵循“一核引领、多方协同”的实践模式，以“知行合一”为精神内核，锚定科学精神和实践能力培育两项育人目标，整合学校、家庭和社会三方实施力量，搭建科学实验、科技创新、文化传承、科学实践四类实践内容，构建项目式学习、体验式实践、主题类活动、小课题研究、社团类活动五种育人路径，完善评价激励、沟通协调、资源共享、活动设计、推进实施、多元指导六套实施机制，形成规范的“科学大课堂”教学模式，探索“儿童科学教育与全民科学教育”共振的可能性。

以学生为枢纽，加强“学校科学教育”与“全民科学教育”贯通探索。在科学教育的整体生态中，学生并非被动接受知识的客体，而是衔接“学校科学教育”与“全民科学教育”的关键枢纽与动态载体。学校科学教育以系统化培育为核心，完成学生科学认知、探究思维的启蒙与塑造。在此基础上，学生通过家庭实践、社区科普传播、公益探究等行为，把学校习得的科学精神、知识、技能延伸到家庭和社区，成为学校发挥社会功能的“搅动机制”，实现科学素养的外化与辐射，成为两类教育场景相互渗透、彼此赋能的核心纽带，破解科学教育“校园内闭环、校园外脱节”的困境。长此以往，将有助于构建儿童科学教育与全民科学教育共振的新样态。

“大科学教育”是实现学生科学实践力提升的关键，但其育人效益的发挥，既有赖于家长科学素养的提升，也要依靠协同观念和区域提供的协同条件。面向未来，“大科学教育”还需突破学校教育的局限，升级为社会层面系统育人工程，才能真正实现科学教育培育人才的最终目标。

作者张立新系正高级教师，山东省日照市莒县青岛路小学副校长，教育部新时代中小学名师名校长培养计划（2024—2027）名师培养对象。山东省特级教师，被授予全国模范教师、全国中小学优秀德育课教师、全国教育系统巾帼建功标兵等称号。担任全国中小学科学教育专家委员会委员，齐鲁师范学院特聘教授，齐鲁名师领航工作室主持人。

责任编辑：李景