“科学并不等于正确。科学的生命力就在于它从不承认自己绝对正确。在量子世界中，即使完全复制一个实验步骤，仍然会给出不同的结果。”
“要建造像《流浪地球》那样的太空电梯，至少必须使用36000公里长的高强度碳纳米管作为绳索，但目前人类在实验室中能够制造的碳纳米管不超过1米。”
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日前，由浙江省教育厅主办、浙江师范大学教育学院承办的“院士教师培训——浙江省中小学教师科学素质提升行动”在浙江金华举行。 中国科学院院士吴祥平和中国物理学会科普工作委员会主任、中科院物理研究所研究员魏洪祥带来了两节生动有趣的科普课，引起现场热烈反响。
浙江师范大学中国科学院院士吴祥平供图
浙江在提高全民科学素养、开展科学教育方面始终走在全国前列。 活动围绕“双减”中加入科学教育、提升教师科学素养、共同培育科学教育良好生态等话题。 院士、科普工作者、科普特级教师为来自浙江各市的1000余名科普教师、科普教学科研人员和中小学生带来了一场“科普盛宴”。
“我们希望通过系列化设计，利用社会课堂，充分发挥院士、科学家在师资培养中的作用，让我们中小学教师与院士能够‘面对面’，帮助他们更好地发展科学思维、领会科学家精神。” 浙江省教育厅教师工作处处长牟令刚说。
活动现场浙江师范大学供图
科学教育做“加法”迫在眉睫
今年2月，习近平总书记在中共中央政治局第三次集体学习时指出，“要做好教育‘双减’中增加科学教育的工作，激发青少年的好奇心、想象力、探索欲，培养具有科学家潜质、乐于奉献科学研究的青少年。”
“从目前我国的小学科学教育来看，存在一些亟待解决的问题，增加科学教育是非常必要、非常及时、非常紧迫的。” 中国青少年科技教育家协会科学教师教育专业委员会主任、重庆师范大学教授林长春谈到科学教育现状，连用了三个“非常”。
北京师范大学科学教育研究院院长、教育部基础教育教学指导委员会科学教学委员会主任郑永和主导的全国小学科学教师调查显示，小学科学教师中，只有27.5%具有理工科背景，32.3%具有文科背景。 同时，70%以上的小学科学教师为兼职教师，每年有近四分之一的小学科学教师参加各级“0”教研培训。
“小学科学教师严重短缺，专业化程度严重缺乏，已经成为当前科学教育发展的制约因素。” 郑永和在演讲中表示，“发达国家将科学视为与母语、数学同等重要的核心学科。与我国语文、数学、外语三大重要学科相比，小学科学在教师数量和学历要求上还存在较大差距，扩大小学科学教师规模、优化结构还有很长的路要走。”
北京师范大学科学教育研究院院长、浙江师范大学供图
科学教师的整体素质需要提高，科学教育的方式也需要“升级”。 PISA测试显示，中国青少年在科技知识方面表现良好，但在知识应用、科学探究、实践创新等方面能力较弱。
“我国青少年学生创新能力和动态综合解决问题能力不强，在科学方法的掌握和科学思维的发展方面存在短板。” 林长春教授的研究也证实了这一点。
让科学教育专家担忧的是，大多数国家的K-12（从幼儿园到高中）都有系统的科学课程标准，而我国还缺乏体系的顶层设计。
郑永和表示，战略规划和法律法规对科学教育发展缺乏专门安排，学科布局错位，经费体系缺乏，小学科学地位极低，不利于科学教育发展。 为此，他呼吁迫切需要建立“高质量的科学教育体系”，为国家科技创新提供强有力的人才支撑。
值得庆幸的是，随着国际形势的变化和世界科技创新步伐的加快，党和国家高度重视科学（科普）教育。 围绕如何更好开展科学教育，《全民科学素养行动计划纲要（2021-2035年）》《关于加强小学科学教师培训的通知》《关于加强新时代中小学科学教育的意见》相继出台，为科学教育发展营造了良好氛围，提供了强有力的政策支撑。
“我们要抓住机遇，在政策引导下探索科学教师培训和专业发展协同创新新路径、新机制。” 郑永和说道。
“做好科学教师队伍建设”是重中之重
如何做好科学教育加法？ 科学教师是关键。
做好科学教师的补充工作，岗前培训环节是第一块“硬骨头”。 在《关于加强小学科学教师培养的通知》等文件“建设科学教育专业、扩大招生规模”的基础上，今年教育部等18部门联合印发的《关于加强新时代中小学科学教育的意见》提出“逐步推动实现每所小学至少拥有1名理工科硕士学位的科学教师”。
郑永和解释，在加强科学教育研究生培养的基础上，理工科背景的研究生在学科专业知识、科学探究、工程实践经验等方面具有优势，是适合转为科学教师的人才的首选。
“保障高素质科学教师供给，不仅要注重培养科学教育研究生，还要积极鼓励和支持理工科研究生从事科学教育工作，做到‘两条腿’走路。”郑永和说。
从政策角度，林长春建议地方教育管理部门为各小学科学教师配备岗位，小学应招聘专业科学教师。
同时，科学教师的离职后培训也是必不可少的。 我国超过20万科学教师急需接受专业培训，提高基础教育教学能力、科学实践能力、创新教育能力和信息技术教育能力。
与会专家表示，“由于我国科学教师大多不是专业出身，培训首先要完善其专业知识结构，包括自然科学基础理论、工程技术、实验技术、信息技术知识、科学技术与社会、生产生活相关知识、科学学科最新动态和研究成果、科学哲学、科学方法论、科学史等。”
中国青少年科技教育家协会物理教育普及委员会秘书长、浙江师范大学教育学院院长黄晓泽认为，课程教学能力一直是教师的核心素质。 未来，理科教师需要具备更强的能力，根据学生个体心智成长和知识结构组织课程资源，运用智能技术精准有效地开展学科（跨）教学。
黄晓以课程资源《邮票中的科学家与科学史》为例。 中国邮政将于2017年、2019年、2021年分别发行一套“科技创新”纪念邮票。
“每一张邮票都蕴藏着丰富的科学内涵，如果教师能够利用这一课程资源开发相应的科学课程，相信能够激发学生的科学探究兴趣。” 黄晓说道。
“科学教师必须懂科学、懂教育，深刻理解科学教育应该教什么、学生如何学科学、教师如何教科学。” 日前，教育部教师工作司司长任友群在《光明日报》撰文表示。
让学生像科学家一样思考
“科学教育不仅仅指简单的科学知识传授，也不局限于教育手段和教学方法的科学化，也不专指科技人才的培养，而是注重培养现代人在科技时代所必需的科学素养的教育。” 吴祥平院士在讲话中强调，“在教学中，传统课程注重灌输固定知识，而科学教育注重激发和培养学生的个人兴趣”。
为什么我们的学校总是培养不出优秀的人才？ “钱学森问题”至今仍经常被提及。 魏洪祥提醒与会的科学老师在科学教育过程中要注意培养孩子的“好奇心、批判性、自信心”。
浙江师范大学中国科学院物理研究所研究员魏洪祥供图
浙江省特级教师、中国教育学会科学教育分会副理事长王耀存以诺贝尔物理学奖获得者费曼的成长故事为例。 费曼从小就对自然和世间万物保持着好奇心。 他也不受约束，追求自由，热爱动手实践。 这是使他成为著名科学家的一个重要因素。
“科学课程要培养的学生核心素养包括科学观念、科学思维、探究实践、态度与责任等。其中，探究与实践能力是基础，科学思维能力是核心。” 王耀存特别强调学生实践科学探究能力的培养，提倡学生“多做探究实践、真做探究实践”。
“从观察、实验到归纳、演绎、数理逻辑和论证，到探究方法的提出，到科学探究的提出，再到探究实践和科学思维的提出，可以发现，科学教育从一开始就蕴含着探究的思想，科学探究从一开始就伴随着科学思维。” 上海交通大学教育学院教师严晓梅认为，探究性教学过程中，既要注重学生通过自身的体验和探究来解决问题，也要注重学生对科学探究本身的理解。
浙江师范大学教授、浙江省教育学会科学分会原副会长陈丙初也表示，“对已发表的科学研究成果进行评价是科学探究的任务，包括审查过程、检验证据、找出错误推理、对同一观察结果提出不同的解释等。”
从托勒密的“地心说”到哥白尼的“日心说”，再到牛顿的宇宙论，再到当代的大爆炸宇宙论，当时人们所认为的“科学”被后来不断地推翻。 吴祥平多次表示，科学没有终极理论，而是一个永远开放的体系，需要我们不仅去探索、去质疑，而这才是真正的“科学精神”。
在本次培训中，培养学生的创新能力和质疑能力也被专家多次提及。 王耀存表示，一旦学生形成固定思维，他们的创造力就会受到限制。
“我们不是要培养每个孩子都成为科学家，而是要让每个孩子都像科学家一样思考。”吴祥平说。
培训期间，与会专家还就校外科学教育协同创新、科学实验室建设、科技创新实践活动、科学教育研究、数字时代科普普及等问题进行了深入研讨。
“可以预见，科学教育的变革将带来育人方式的深刻变革，从以知识、技能为主的教育转向以能力、素养为主的教育。” 郑永和最后说道。 （中国教师报-中国教育新闻网记者 黄浩）
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