科學(xué)教育應(yīng)從區(qū)分科與技開(kāi)始

摘" 要" 不對(duì)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格區(qū)分，或?qū)⒊蔀榭茖W(xué)教育的最大障礙。從科學(xué)與技術(shù)的本質(zhì)出發(fā)，區(qū)分科學(xué)與技術(shù)、科學(xué)教育與技術(shù)教育，并進(jìn)一步分析我國(guó)與美國(guó)在科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)上的差異性，提出我國(guó)現(xiàn)階段科學(xué)教育應(yīng)該關(guān)注和改革的問(wèn)題，指出“雙減”中做好科學(xué)教育加法的關(guān)鍵性要素，并討論科學(xué)教育中的技術(shù)干擾現(xiàn)象，最后提出現(xiàn)階段科學(xué)教育的改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞 科學(xué)教育；技術(shù)教育；科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)；科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)；技術(shù)干擾

中圖分類號(hào)：G633.98" " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）23-000-05

0" 引言

2023年5月發(fā)布的《教育部等十八部門關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》提出，要通過(guò)3～5年努力，達(dá)到中小學(xué)科學(xué)教育體系更加完善，科學(xué)教育質(zhì)量明顯提高，中小學(xué)生科學(xué)素質(zhì)明顯提升的主要目標(biāo)。同年12月，教育部辦公廳又發(fā)出《關(guān)于推薦首批全國(guó)中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)校的通知》，明確了要在全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)校，探索科學(xué)教育實(shí)施有效途徑和人才培養(yǎng)創(chuàng)新模式的工作目的。本文將要論述，為了能夠達(dá)成上述目標(biāo)，在中小學(xué)科學(xué)教育中必須嚴(yán)格區(qū)分科學(xué)與技術(shù)，注重科學(xué)教育與技術(shù)教育在教育理念、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法上的不同；必須認(rèn)識(shí)到混淆科學(xué)與技術(shù)的教學(xué)對(duì)科學(xué)教育是十分不利的，有可能成為科學(xué)教育的一大障礙。

1" 科學(xué)與技術(shù)的本質(zhì)區(qū)別

為了能夠?qū)⒒煜茖W(xué)與技術(shù)對(duì)科學(xué)教育的影響闡釋清楚，首先應(yīng)該對(duì)科學(xué)概念與技術(shù)概念在本質(zhì)上的區(qū)別進(jìn)行解析。本節(jié)將從科學(xué)與技術(shù)在目的、邏輯和形態(tài)方面的不同分別進(jìn)行論述。

1.1" 科學(xué)與技術(shù)在目的方面的不同

在研究目的方面，科學(xué)與技術(shù)存在著本質(zhì)上的不同。科學(xué)的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)客觀存在事物的一般性規(guī)律，科學(xué)是一種探究未知、理解世界的方法；它通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)和邏輯推理，發(fā)現(xiàn)客觀存在事物的一般性規(guī)律?？茖W(xué)研究的成果通常以定律、理論等形式呈現(xiàn)，這些成果具有普遍性和可重復(fù)性；科學(xué)的目標(biāo)是揭示自然現(xiàn)象背后的基本原理，為人類社會(huì)的發(fā)展提供基礎(chǔ)理論。而技術(shù)的任務(wù)則是發(fā)明一個(gè)原本不存在的事物，通過(guò)運(yùn)用科學(xué)定律和人類的科學(xué)原創(chuàng)，將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。技術(shù)的成果通常以實(shí)物形式呈現(xiàn)。

在創(chuàng)新性方面，科學(xué)創(chuàng)新常被稱為原創(chuàng)，科學(xué)創(chuàng)新或科學(xué)發(fā)現(xiàn)的成果是抽象的且具有唯一性，例如，科學(xué)家牛頓將在物理學(xué)上的發(fā)現(xiàn)形成以數(shù)學(xué)公式形式所描述的物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律——牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律，在宏觀物理中是沒(méi)有其他形式可以取代的。技術(shù)創(chuàng)新或技術(shù)發(fā)明成果則是具象的且具有多樣性，例如，工程師能夠根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律發(fā)明以及設(shè)計(jì)制造出火箭、航天飛行器、回旋加速器等，它們具有不同的功能和形式。

1.2" 科學(xué)與技術(shù)在邏輯方面的不同

在研究過(guò)程方面，科學(xué)與技術(shù)也有本質(zhì)上的不同?？茖W(xué)研究過(guò)程是一個(gè)分析過(guò)程，是從特殊到一般的邏輯歸納；科學(xué)家通過(guò)細(xì)致觀察、邏輯思維和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行理論構(gòu)建，揭示自然或社會(huì)規(guī)律。而技術(shù)研究過(guò)程是一個(gè)綜合與設(shè)計(jì)的過(guò)程，是從一般到特殊的邏輯演繹；工程師通過(guò)技術(shù)應(yīng)用解決具體問(wèn)題，以達(dá)到不同的特定目的。

科學(xué)研究是從觀察客觀現(xiàn)象開(kāi)始的，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和數(shù)據(jù)分析來(lái)揭示事物的本質(zhì)，總結(jié)出普遍性的規(guī)律，再進(jìn)一步發(fā)展出新的理論和方法；這是一個(gè)不斷試錯(cuò)、修正和深化的過(guò)程，需要研究者具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砗团行?、發(fā)散性思維。相比之下，技術(shù)研究更加注重實(shí)用性，研究者根據(jù)已有的知識(shí)和技術(shù)設(shè)計(jì)出解決方案，綜合不同的方法與技術(shù)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)試方法的可行性，最終發(fā)現(xiàn)某個(gè)實(shí)用的事物。應(yīng)該注意到，科學(xué)與技術(shù)的研究過(guò)程都依靠實(shí)驗(yàn)，并都通過(guò)實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)，但是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)是用于驗(yàn)證抽象的一般性規(guī)律的正確性，是在不斷地進(jìn)行證偽；而技術(shù)實(shí)驗(yàn)（其實(shí)使用“試驗(yàn)”一詞更加確切）的數(shù)據(jù)是用于產(chǎn)品功能上的完善和技術(shù)指標(biāo)的提升。兩種實(shí)驗(yàn)的作用對(duì)象與目的目標(biāo)是完全不同的。

1.3" 科學(xué)與技術(shù)在形態(tài)方面的不同

從哲學(xué)本體論出發(fā)，可以清楚地區(qū)分科學(xué)與技術(shù)具有完全不同的存在形態(tài)?？茖W(xué)與技術(shù)都是客觀存在的，所以它們都是哲學(xué)本體論（亦稱“存在論”，Ontology）所謂的存在者，但是它們作為存在者卻具有完全不同的存在形態(tài)：科學(xué)的存在形態(tài)為思維形態(tài)，而技術(shù)的存在形態(tài)則為物質(zhì)形態(tài)[1]。

區(qū)分科學(xué)與技術(shù)的存在形態(tài)是十分重要的，因?yàn)檫@將決定對(duì)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)行教育時(shí)所遵循的完全不同的教育理念。教育理念是對(duì)教育的理性認(rèn)知，它是教育哲學(xué)研究的范疇[2]，是針對(duì)不同內(nèi)容進(jìn)行教育時(shí)應(yīng)各自遵循的“公理”[1]。對(duì)科學(xué)與技術(shù)在哲學(xué)存在形態(tài)上的區(qū)分決定著它們各自的教育理念，反射出各自不同的教學(xué)觀、課程觀、教學(xué)價(jià)值觀等。

2" 科學(xué)教育中對(duì)“科”“技”的區(qū)分

在中小學(xué)科學(xué)教育中需要對(duì)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)行區(qū)分，以保證科學(xué)教育不偏離正確的軌道，從而能夠達(dá)成最初設(shè)定的科學(xué)教育目標(biāo)?？茖W(xué)教育中對(duì)“科”“技”的區(qū)分最終應(yīng)使人們清楚科學(xué)教育與技術(shù)教育的本質(zhì)區(qū)別、我國(guó)科學(xué)教育與國(guó)外科學(xué)教育的差異性以及我國(guó)中小學(xué)科學(xué)教育所最應(yīng)該關(guān)注的東西。

2.1" 科學(xué)教育與技術(shù)教育

技術(shù)教育不是一個(gè)常用詞，本文使用它是為了強(qiáng)化對(duì)科學(xué)教育本質(zhì)特征的闡釋。其實(shí)在我國(guó)各級(jí)學(xué)校中進(jìn)行的信息技術(shù)、通用技術(shù)、教育技術(shù)等課程教學(xué)應(yīng)該都屬于技術(shù)教育的范疇?？茖W(xué)教育與技術(shù)教育具有完全不同的教育理念。

2.1.1" 教育理念的不同

教育理念是人們對(duì)教育的理性認(rèn)知。所以科學(xué)教育理念與技術(shù)教育理念都應(yīng)該被理性哲學(xué)所規(guī)定，也就是分別被科學(xué)的哲學(xué)存在形態(tài)與技術(shù)的哲學(xué)存在形態(tài)所決定。

科學(xué)的存在形態(tài)為思維形態(tài)，所以科學(xué)教育的教育理念在教學(xué)觀上必須強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生邏輯思維的訓(xùn)練，在課程觀上應(yīng)該注重學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的歸納以及科學(xué)知識(shí)的理論性與體系性，而在教學(xué)價(jià)值觀方面要體現(xiàn)學(xué)生理性科學(xué)思想的建立。技術(shù)的存在形態(tài)為物質(zhì)形態(tài)，所以技術(shù)教育的教育理念在教學(xué)觀上必須強(qiáng)調(diào)學(xué)生形象思維的訓(xùn)練，在課程觀上應(yīng)該注重學(xué)生對(duì)技術(shù)過(guò)程的演繹以及技術(shù)的規(guī)范性與設(shè)計(jì)性，而在教學(xué)價(jià)值觀方面要體現(xiàn)學(xué)生技能的提高與技術(shù)創(chuàng)新能力的建立[1]。

2.1.2" 教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略的不同

教育目標(biāo)在學(xué)校的科學(xué)教育與技術(shù)教育中體現(xiàn)為各自課程的教學(xué)目標(biāo)，不同的教育理念決定了完全不同的教學(xué)目標(biāo)，而不同的教學(xué)目標(biāo)又必須通過(guò)不同的教學(xué)策略來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常教學(xué)目標(biāo)一般分為知識(shí)目標(biāo)與能力目標(biāo)（或顯性知識(shí)目標(biāo)與隱性知識(shí)目標(biāo)），同樣對(duì)于這兩種不同性質(zhì)的教學(xué)目標(biāo)也會(huì)采取不同的教學(xué)策略。

目前，中小學(xué)科學(xué)教育的知識(shí)目標(biāo)和內(nèi)容一般定位在物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)這三個(gè)領(lǐng)域；而技術(shù)教育的知識(shí)目標(biāo)和內(nèi)容則一般定位在信息通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、人工智能技術(shù)以及通用技術(shù)這幾個(gè)方面。科學(xué)教育的能力目標(biāo)應(yīng)定位于學(xué)生邏輯思維能力的建立與科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ酿B(yǎng)成；而技術(shù)教育的能力目標(biāo)則應(yīng)定位于學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力的提高。在教學(xué)策略方面，科學(xué)教育采取的教學(xué)策略多為：通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)問(wèn)題→根據(jù)問(wèn)題提出假設(shè)→依據(jù)假設(shè)建立模型→運(yùn)用邏輯思想實(shí)驗(yàn)→組建實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證→根據(jù)數(shù)據(jù)歸納理論→相互協(xié)作宣講研討→撰寫報(bào)告總結(jié)規(guī)律；技術(shù)教育采取的教學(xué)策略多為：提出目標(biāo)（任務(wù)導(dǎo)向）→目標(biāo)綜合（理論運(yùn)用）→工程設(shè)計(jì)（技術(shù)搭建）→進(jìn)行試驗(yàn)（成品檢測(cè)）→總結(jié)改進(jìn)→撰寫報(bào)告。

2.2" 中美之間的科學(xué)教育差異性

在現(xiàn)階段的科學(xué)教育中，我國(guó)中小學(xué)應(yīng)該使用中國(guó)式的教育內(nèi)容與教育模式，盲目地照搬西方國(guó)家科學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容與方法，或者固守中國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容與方法都是不應(yīng)該的。西方國(guó)家在科學(xué)和科學(xué)教育的認(rèn)知上與我國(guó)存在巨大差異，這里以美國(guó)科學(xué)教育為代表，通過(guò)對(duì)中美之間科學(xué)認(rèn)知與科學(xué)教育的差異性分析將問(wèn)題厘清。

2.2.1" 我國(guó)在科學(xué)認(rèn)識(shí)上存在的問(wèn)題

在我國(guó)歷史上，科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展是非常不平衡的，著名英國(guó)學(xué)者李約瑟認(rèn)為技術(shù)的發(fā)展在中國(guó)十分突出，中國(guó)古代在技術(shù)發(fā)明上的成就十分輝煌，并非常深刻地影響著西方，但在科學(xué)上的表現(xiàn)卻乏善可陳[3]?！犊茖W(xué)是什么》的作者吳國(guó)盛教授指出，在對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)上，中國(guó)人心目中是“科”“技”不分的，當(dāng)談到科學(xué)時(shí)會(huì)不由自主地使用“科技”一詞，人們口中的“科技”其實(shí)本質(zhì)上指的是“技術(shù)”[4]。而對(duì)于影響我國(guó)科學(xué)認(rèn)識(shí)與科學(xué)發(fā)展的原因，愛(ài)因斯坦有一個(gè)著名的論斷，他認(rèn)為西方科學(xué)的發(fā)展是以兩個(gè)偉大的成就為基礎(chǔ)的，一個(gè)是形式邏輯體系，另一個(gè)是系統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，中國(guó)則缺乏這兩個(gè)東西[5]。我國(guó)在科學(xué)與科學(xué)教育的認(rèn)識(shí)上存在著兩個(gè)最大的問(wèn)題，第一是科學(xué)與技術(shù)不分，過(guò)多地強(qiáng)調(diào)技術(shù)的作用，用技術(shù)取代科學(xué)；第二是在科學(xué)教育的認(rèn)識(shí)上缺乏對(duì)邏輯思維和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重視。

2.2.2" 美國(guó)中小學(xué)科學(xué)教育的特征

能夠反映美國(guó)中小學(xué)科學(xué)教育特征的就是美國(guó)政府頒布的一系列科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，較早的有《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)（1996）》[National Science Edu-cation Standards（1996）]，其后有《K-12科學(xué)教育框架：實(shí)踐、交叉概念和核心思想（2012）》[A Framework for K-12 Science Education： Prac-tices， Crosscutting Concepts， and Core Ideas （2012）]，再后是簡(jiǎn)稱NGSS的《下一代科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)：各州（2013）》[Next Generation Science Stan-dards： For States， By States（2013）]。這些標(biāo)準(zhǔn)有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是在強(qiáng)調(diào)科學(xué)教育的教學(xué)內(nèi)容同時(shí)也對(duì)技術(shù)、工程的教學(xué)內(nèi)容提出了要求。

《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)（1996）》首先區(qū)別了科學(xué)與技術(shù)，指出科學(xué)的目標(biāo)是理解自然世界，技術(shù)的目標(biāo)是對(duì)世界進(jìn)行修改以滿足人類的需要；該標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)教育則是為幫助學(xué)習(xí)科學(xué)而設(shè)計(jì)的[6]24。另外，該標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)部分規(guī)定的科學(xué)教育內(nèi)容除了物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)以外，還有“科學(xué)與技術(shù)”這一重要內(nèi)容[6]6。《K-12科學(xué)教育框架：實(shí)踐、交叉概念和核心思想（2012）》將科學(xué)教育框架劃分為三個(gè)維度：科學(xué)和工程實(shí)踐（實(shí)驗(yàn)教學(xué)）、交叉概念（跨學(xué)科教學(xué)）、學(xué)科核心思想；其中學(xué)科核心思想的四個(gè)領(lǐng)域?yàn)椋何镔|(zhì)科學(xué)（PS）、生命科學(xué)（LS）、地球與空間科學(xué)（ESS）、工程技術(shù)和科學(xué)應(yīng)用（ETS）[7]3。該框架指出，工程技術(shù)內(nèi)容的加入是為學(xué)生提供了一條對(duì)科學(xué)作用理解的加強(qiáng)途徑[7]11?！断乱淮茖W(xué)標(biāo)準(zhǔn)：各州（2013）》則是基于上述K-12科學(xué)教育框架建立起來(lái)的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)[8]，幾乎繼承了K-12科學(xué)教育框架的全部?jī)?nèi)容和思想，但更加規(guī)范化、具體化，并提倡科學(xué)教育中采用STEM教學(xué)策略[8]。綜上，美國(guó)科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)反映出他們能夠清晰地區(qū)分出科學(xué)與技術(shù)、科學(xué)教育與技術(shù)教育，同時(shí)將技術(shù)教育作為科學(xué)教育的助力，而不僅僅是平行于科學(xué)教育的一個(gè)內(nèi)容。

2.2.3" 中美科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)比較

我國(guó)于2022年中小學(xué)開(kāi)始施行《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，該標(biāo)準(zhǔn)的課程內(nèi)容部分規(guī)定義務(wù)教育科學(xué)課程設(shè)置13個(gè)學(xué)科核心概念和四個(gè)跨學(xué)科概念[9]16。這13個(gè)學(xué)科核心概念可以歸納為四個(gè)學(xué)科領(lǐng)域：物質(zhì)科學(xué)（1～4）、生命科學(xué)（5～8）、地球與空間科學(xué)（9～11）、工程技術(shù)（12～13）。它們與美國(guó)科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)科核心思想四個(gè)領(lǐng)域相一致，而四個(gè)跨學(xué)科概念則又與美國(guó)科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)的交叉概念部分基本相同。所以，我們認(rèn)為美國(guó)制定的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)對(duì)我國(guó)義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)有一定的參考性。但在科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系上，我國(guó)義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有強(qiáng)調(diào)工程技術(shù)內(nèi)容是為了促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)，卻在課程性質(zhì)部分指出“科學(xué)也包括技術(shù)與工程”[9]1，或者說(shuō)技術(shù)也屬于科學(xué)，這反映出我們對(duì)“科”“技”的認(rèn)知是不夠清晰的。

2.3" 現(xiàn)階段科學(xué)教育的特點(diǎn)

《教育部等十八部門關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》是指導(dǎo)我國(guó)現(xiàn)階段科學(xué)教育的政策文件，該文件中強(qiáng)調(diào)指出要在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法。該文件包含兩個(gè)重要的核心概念：第一個(gè)是“雙減”，“雙減”的對(duì)象是義務(wù)教育階段的學(xué)生，“雙減”的目的是減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，而“雙減”的結(jié)果是使學(xué)生在校的15：30～17：30這段時(shí)間空余出來(lái)；第二個(gè)是“加法”，“加法”所加的內(nèi)容應(yīng)該屬于科學(xué)教育教學(xué)內(nèi)容，實(shí)行“加法”的目的是彌補(bǔ)義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)之不足，科學(xué)教育“加法”實(shí)施的時(shí)間則是學(xué)生在校期間的15：30～17：30。

根據(jù)前文的對(duì)比分析，現(xiàn)階段實(shí)施科學(xué)教育的具體內(nèi)容應(yīng)該包括（且不限于）以下這些。

1）在教育教學(xué)中應(yīng)該納入對(duì)科學(xué)與技術(shù)概念進(jìn)行根本區(qū)別的相關(guān)內(nèi)容，以彌補(bǔ)在這方面認(rèn)知上的不足。

2）應(yīng)該增加科學(xué)發(fā)展史的內(nèi)容，并與技術(shù)發(fā)展史進(jìn)行對(duì)照比較，從中了解科學(xué)的本質(zhì)。

3）應(yīng)該加強(qiáng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并與工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)做嚴(yán)格區(qū)分。需要指出的是，相對(duì)于美國(guó)科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)的三個(gè)維度，我國(guó)義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)僅強(qiáng)調(diào)了交叉概念（跨學(xué)科）和學(xué)科核心思想（核心學(xué)科概念）這兩個(gè)維度，而沒(méi)有強(qiáng)調(diào)科學(xué)和工程實(shí)踐（科學(xué)實(shí)驗(yàn)）維度。

4）應(yīng)該加強(qiáng)邏輯思維訓(xùn)練，建議增加在頭腦中進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過(guò)程，即通過(guò)思想實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯思維訓(xùn)練。

我國(guó)現(xiàn)階段的科學(xué)教育是中國(guó)式科學(xué)教育，它的特點(diǎn)應(yīng)該是在區(qū)分科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)展的科學(xué)教育教學(xué)，它不能完全照搬西方的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)，也不能固守自己傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和方法，應(yīng)實(shí)現(xiàn)如上所述“雙減”中的加法，才是科學(xué)教育的創(chuàng)新。

3" 科學(xué)教育中技術(shù)的干擾

在現(xiàn)階段的中小學(xué)科學(xué)教育中，“科”與“技”混淆，不對(duì)科學(xué)與技術(shù)進(jìn)行區(qū)分的表現(xiàn)是很多的，在這里將它們統(tǒng)稱為科學(xué)教育中的技術(shù)干擾。分析科學(xué)教育中的技術(shù)干擾現(xiàn)象，對(duì)技術(shù)干擾的結(jié)果做出判斷，提出克服技術(shù)干擾的措施，是本節(jié)討論的重點(diǎn)內(nèi)容。

3.1" 技術(shù)干擾的表現(xiàn)

科學(xué)教育中的技術(shù)干擾現(xiàn)象至少可以分為三個(gè)方面：教學(xué)內(nèi)容方面、科學(xué)實(shí)驗(yàn)方面、教學(xué)評(píng)價(jià)方面。它們分別表現(xiàn)為用STEM（或STEAM）代替科學(xué)教育內(nèi)容，用工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)代替科學(xué)實(shí)驗(yàn)，用工程技術(shù)制品代替科學(xué)教育成果。

3.1.1" 用STEM（或STEAM）代替科學(xué)教育

由于《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出了跨學(xué)科的教學(xué)理念，一些學(xué)校就將STEM的教學(xué)內(nèi)容直接搬進(jìn)課堂，認(rèn)為這就是科學(xué)教育。STEM教學(xué)包括科學(xué)內(nèi)容（S）、技術(shù)內(nèi)容（T）、工程內(nèi)容（E）和數(shù)學(xué)內(nèi)容（M），STEAM在STEM的基礎(chǔ)上又增加了一個(gè)藝術(shù)內(nèi)容（A）。需要說(shuō)明的是，跨學(xué)科教學(xué)絕不是混淆學(xué)科界限，而是要讓本學(xué)科的知識(shí)在其他學(xué)科中得到應(yīng)用、起到作用。例如，用力學(xué)知識(shí)解決搭橋技術(shù)和工程問(wèn)題、用物理現(xiàn)象解釋數(shù)學(xué)定律等。其實(shí)，美國(guó)的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中的跨學(xué)科概念（Crosscutting Concepts）更加注重社會(huì)科學(xué)的融入，它的核心思想第四個(gè)領(lǐng)域ETS部分特別指出了科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系[7]?？茖W(xué)教育不是STEM，不能將STEM作為科學(xué)教育的教學(xué)內(nèi)容，STEM只能以教學(xué)策略的形式出現(xiàn)。

3.1.2" 用工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)代替科學(xué)實(shí)驗(yàn)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了理解自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的手段，而工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)提供了解決實(shí)際問(wèn)題的工具，兩者在本質(zhì)上是不同的。用工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)代替科學(xué)實(shí)驗(yàn)的第一個(gè)表現(xiàn)是在學(xué)校科學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和儀器配備方面，一些單位將3D打印、開(kāi)源器件、無(wú)人機(jī)、智能機(jī)器人等內(nèi)容作為科學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)內(nèi)容配備到學(xué)校，而這些技術(shù)開(kāi)發(fā)型的儀器設(shè)備和材料與科學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是相悖的。用工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)代替科學(xué)實(shí)驗(yàn)的第二個(gè)表現(xiàn)是將實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容定位在硬件設(shè)計(jì)類和軟件開(kāi)發(fā)類等解決實(shí)際問(wèn)題的內(nèi)容上，這與科學(xué)實(shí)驗(yàn)探索自然或社會(huì)現(xiàn)象的目標(biāo)是不相容的?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的目的是通過(guò)控制和觀察現(xiàn)象來(lái)驗(yàn)證或推翻現(xiàn)有的科學(xué)假設(shè)，探索未知領(lǐng)域，并為理論提供實(shí)證支持，與工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)是完全不同的。

3.1.3" 用工程技術(shù)制品代替科學(xué)教育成果

對(duì)科學(xué)教育效果的評(píng)價(jià)常以展示教學(xué)成果的形式進(jìn)行。一個(gè)典型的科學(xué)教育成果展是這樣的：展區(qū)分為幼兒科創(chuàng)區(qū)、小學(xué)科創(chuàng)區(qū)、中學(xué)科創(chuàng)區(qū)，展出的作品有腦機(jī)接口、遙控賽車、無(wú)人機(jī)、動(dòng)物樂(lè)園、航模與船模、建模與機(jī)器人、電子電路設(shè)計(jì)等。顯然，這些成果都屬于工程技術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，它們的共同特點(diǎn)是具有物質(zhì)形態(tài)，與技術(shù)的存在形態(tài)一致?？茖W(xué)的存在形態(tài)為思維形態(tài)，科學(xué)教育成果的展現(xiàn)應(yīng)該定位在思維的變化上，它包括邏輯思維的建立、發(fā)散性思維的提升、創(chuàng)新性思維的激發(fā)等，這種改變最終應(yīng)體現(xiàn)在學(xué)生分析歸納問(wèn)題的能力方面，它與技術(shù)教育的成果要求截然不同。

3.2" 技術(shù)干擾的結(jié)果

如果對(duì)現(xiàn)階段科學(xué)教育中技術(shù)干擾的結(jié)果進(jìn)行判斷，則其結(jié)果大致可分為兩種，即顯性的和隱性的。

3.2.1" 技術(shù)干擾的顯性結(jié)果

現(xiàn)階段科學(xué)教育中技術(shù)干擾的顯性結(jié)果是那些可以被直接看到或感覺(jué)到的現(xiàn)象，它主要表現(xiàn)在師資培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)置三個(gè)方面。在師資培養(yǎng)方面，由于技術(shù)干擾使得科學(xué)教師不能在概念上理解科學(xué)，不能在理念上掌握科學(xué)教育，導(dǎo)致科學(xué)教育教學(xué)的正常開(kāi)展不能得到保證。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面，由于技術(shù)干擾，導(dǎo)致不能夠建設(shè)一個(gè)真正的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，用工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)室代替科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)也就會(huì)脫離科學(xué)實(shí)驗(yàn)，脫離科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在課程設(shè)置方面，由于技術(shù)干擾會(huì)使得學(xué)校15：30～17：30的科學(xué)教育活動(dòng)重復(fù)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的內(nèi)容，這就在客觀上超出了《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》所規(guī)定的課時(shí)數(shù)[10]，不僅沒(méi)有減負(fù)，反而實(shí)際造成了增負(fù)。

3.2.2" 技術(shù)干擾的隱性結(jié)果

科學(xué)作為存在者，其存在形態(tài)為思維形態(tài)，所以科學(xué)教育從本質(zhì)上是在解決人的思維問(wèn)題，具體化為邏輯思維、發(fā)散性思維、創(chuàng)新性思維等，而這些東西并非具象的，它們的抽象特點(diǎn)決定了其必然是隱性的?，F(xiàn)階段科學(xué)教育中的技術(shù)干擾會(huì)使得這些思維能力的建立與提高無(wú)法實(shí)現(xiàn)，又由于它們的隱性特征使人們不易做出科學(xué)的判斷，也就不能對(duì)它們進(jìn)行正確的測(cè)量與評(píng)價(jià)。科學(xué)教育中技術(shù)干擾產(chǎn)生的這個(gè)隱性的結(jié)果或許是對(duì)科學(xué)教育造成的最大傷害。

3.3" 克服技術(shù)干擾的措施

關(guān)于克服科學(xué)教育中技術(shù)干擾的措施雖然目前還不夠成熟，但是下面列出的五個(gè)方面的措施基本能夠反映出各種需求。

3.3.1" 加強(qiáng)中小學(xué)科學(xué)教師職后培訓(xùn)

對(duì)于現(xiàn)階段中小學(xué)科學(xué)教育，依靠職前系統(tǒng)教育培養(yǎng)緊缺的科學(xué)教師不太現(xiàn)實(shí)，而加強(qiáng)現(xiàn)有科學(xué)教師或兼職科學(xué)教師以及科學(xué)教育管理人員的職后培訓(xùn)才是最有效的。對(duì)科學(xué)教師進(jìn)行培訓(xùn)的內(nèi)容應(yīng)以科學(xué)概念、科學(xué)教育理念、科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力、科學(xué)教學(xué)策略、科學(xué)教學(xué)評(píng)價(jià)等為主。

3.3.2" 建立中小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段中小學(xué)科學(xué)教育主要呈現(xiàn)在義務(wù)教育階段，義務(wù)教育的強(qiáng)制性特點(diǎn)決定了實(shí)驗(yàn)室與儀器設(shè)備應(yīng)該建立配備標(biāo)準(zhǔn)，而我國(guó)義務(wù)教育的地域性特點(diǎn)又允許配備標(biāo)準(zhǔn)的形制可以為地方標(biāo)準(zhǔn)，這就給各地教育裝備管理部門提出了新的任務(wù)，需要為各個(gè)地區(qū)的中小學(xué)制訂科學(xué)教育的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的配備標(biāo)準(zhǔn)[11]。在建立這些標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須把握科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)，嚴(yán)格區(qū)分科學(xué)實(shí)驗(yàn)室與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，區(qū)分兩種實(shí)驗(yàn)室配備的儀器設(shè)備。一般來(lái)說(shuō)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的儀器設(shè)備應(yīng)以工具型設(shè)備為主，包括觀察工具、測(cè)量工具、分析工具等，并且管理應(yīng)為開(kāi)放形式。

3.3.3" 制訂中小學(xué)科學(xué)教育課程指南

前文談到，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》不能完全滿足現(xiàn)階段中小學(xué)科學(xué)教育的要求，所以制訂一個(gè)適合當(dāng)前中小學(xué)科學(xué)教育的課程指南就顯得尤為重要。如前所述，這個(gè)指南應(yīng)該突出科學(xué)教育理念，在科學(xué)與技術(shù)的概念區(qū)分、科學(xué)發(fā)展史、科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及邏輯思維訓(xùn)練等方面都做出相關(guān)的教學(xué)規(guī)定，以便在此基礎(chǔ)上編制各地科學(xué)課程的校本教材和地方教材。

3.3.4" 研制中小學(xué)科學(xué)教育評(píng)估辦法

各個(gè)學(xué)?？茖W(xué)教育的效果如何，對(duì)它的判斷需要一個(gè)科學(xué)的測(cè)量與評(píng)價(jià)方法，也就需要一個(gè)科學(xué)教育評(píng)估辦法出臺(tái)。這將是一個(gè)艱巨的工作，在這方面的經(jīng)驗(yàn)十分不足，研制過(guò)程也會(huì)非常曲折而漫長(zhǎng)。

3.3.5" 加強(qiáng)中小學(xué)科學(xué)教育管理工作

中小學(xué)?？茖W(xué)教育管理包括教育資源管理、教育質(zhì)量管理、教育安全管理三個(gè)大的方面?？茖W(xué)教育資源管理包括師資管理、實(shí)驗(yàn)室管理、課程資源管理；科學(xué)教育質(zhì)量管理包括科學(xué)教育過(guò)程質(zhì)量管理、科學(xué)教育考核質(zhì)量管理、教育資源質(zhì)量管理；科學(xué)教育安全管理包括科學(xué)教育活動(dòng)學(xué)生安全管理制度制定、科學(xué)教育活動(dòng)學(xué)生安全管理人員配置、科學(xué)教育活動(dòng)安全設(shè)施配備。

4" 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)中小學(xué)現(xiàn)階段的科學(xué)教育必須重視嚴(yán)格區(qū)分科學(xué)與技術(shù)、科學(xué)教育與技術(shù)教育，避免用工程技術(shù)教學(xué)內(nèi)容代替科學(xué)教育的教學(xué)內(nèi)容，這是我國(guó)現(xiàn)階段科學(xué)教育成功發(fā)展的關(guān)鍵。在重視克服混淆“科”“技”的同時(shí)，還應(yīng)該注意科學(xué)教育資源的建設(shè)問(wèn)題?？茖W(xué)教育資源包括人力資源——科學(xué)教育教學(xué)教師的培養(yǎng)，包括人工物力資源——科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的配備，還包括科學(xué)人工智力資源——科學(xué)教學(xué)課程的建設(shè)[12]。培養(yǎng)的科學(xué)教師應(yīng)該能夠從本質(zhì)上嚴(yán)格區(qū)分科學(xué)與技術(shù)、科學(xué)教育與技術(shù)教育；配備的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備應(yīng)該區(qū)別于工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)室及其儀器設(shè)備；建立的科學(xué)教育校本課程或地方課程應(yīng)該能夠彌補(bǔ)義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的不足。只有這樣，才能使我國(guó)中小學(xué)現(xiàn)階段科學(xué)教育的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

最后還需要特別指出，本文的初衷是強(qiáng)調(diào)科學(xué)教育中避免在概念上對(duì)科學(xué)與技術(shù)的混淆，并不是要貶低技術(shù)的作用。從科技發(fā)展的角度看，科學(xué)的進(jìn)步引發(fā)了技術(shù)革命，而理性技術(shù)的發(fā)展又推動(dòng)了理性科學(xué)的進(jìn)一步提高。先進(jìn)的技術(shù)作為科學(xué)教育的教學(xué)工具和手段，一定會(huì)使得科學(xué)教育得以長(zhǎng)足發(fā)展。

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