科学教育发展的英国路径

黄宇 陶琳琳

科学教育的质量关乎国家长远发展。当前，世界百年未有之大变局正在加速演进，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，国际环境错综复杂，提升科技创新人才培养质量的需求尤为迫切。

英国是国际科学教育的发祥地。早在19世纪50年代，英国教育家斯宾塞便在著作《教育论》中明确表明“科学知识最有价值”，大力提倡科学教育。经过长期改革和发展，英国已形成在世界上处于较高水平的科学教育体系。

英国科学教育的发展历程

萌芽阶段：19世纪到20世纪中叶

相对于数学而言，科学作为课程在英国学校系统起步较晚，进程艰难。虽然19世纪50年代开始，斯宾塞就大力提倡科学教育。但直到19世纪末，除了少数公学的科学教育有较高声誉之外，科学教育在学校教育中并没有取得实质性的进展。到19世纪和20世纪之交，形势才发生变化—由于军事院校入学考试中增加了科学科目的内容，科学教育在公学中逐渐受到重视。

第二次世界大战后，世界主要国家展开激烈的政治、军事、科技和经济竞赛，社会对科技人才的需求激增，科学教育开始以培养英才为目的。从20世纪50年代末开始，西方发达国家全面审查小学科学课程，组织专业科学家和科学教育专家学者开发课程、编写教材，以提升科学教育水平。当时英国著名的教科书有《牛津初等科学》《纳菲尔德初等科学》等。但在20世纪60年代之前，英国尽管在学校中开设科学课程，开始注重科学过程和方法的教授，但科学学科地位不高。科学课主要以传授科学知识为目的，几乎不存在任何形式的科学教育课程，一些与科学知识有关的课也主要限于教师向学生诵读教 材。

奠基阶段：20世纪60年代到90年代

20世纪60年代以后，随着工业化程度的快速提高和科学技术的迅速发展，整个社会迫切需求应用型人才与具备一定理论知识的技术工人，学校教育输出的精英在数量上无法满足市场需要，科学教育逐渐从精英教育向大众教育转向。1985年，英国学者博德默受英国皇家学会理事会委托撰写了一份名为《公众理解科学》的报告，提出科学的发展在很大程度上取决于公众对科学的理解程度，由此拉开了提高公众科学素养的序幕。同年，英国教育和科学部发布《5～16岁儿童科学教育政策》，要求对5～16岁儿童进行普遍的科学教育。但由于此时英国并没有统一的国家课程，教育内容高度依赖地方和学校，科学教育的质量和水平差别很 大。

1988年7月，英国颁布《1988年教育改革法》，规定从1989年起在全国所有公立中小学实行统一的国家科学课程。根据法案的要求，随后颁布首部科学课程标准《英国国家科学课程标准》，对义务教育的4个主要阶段（KS1：5～7岁；KS2：7～11岁；KS3：11～14岁、KS4：14～16岁）提出了相应的成绩目标和内容要求，并在每个学段结束时采用国家统一考试对学生科学学习的情况进行评定。从此，英国的科学教育得以规范开展。

提升阶段：21世纪以来

进入21世纪以来，英国多次修订科学教育国家课程标准并更新《16岁后技能教育改革T级行动计划》，力图保证公立学校系统科学教育的质量，为社会发展提供必要的有素质的劳动力资源。2002年4月，英国发布了《为了成功的科学工程技术（SET）：科学、技术、工程和数学技能人才的供应》报告，明确提出，作为国家战略的一部分，在教育中应优先发展科学、技术、工程和数学技能学科。2004年，英国政府又颁布了《科学与创新投资框架（2004—2014）》，第一次在政府文件中引入STEM教育，并规划了STEM的长期战略目标。2006年，英国教育与科学部和贸易与产业部联合发布了“STEM项目报告”，呼吁各方联合起来推动STEM教育开展，并由此设立了“STEM凝聚力计划”。2014年，英国皇家社会科学政策中心发布了一份报告《科学与数学教育愿景》，提出了英国未来科学与数学教育发展的蓝图。2017年1月，英国政府颁布《建立我们的工业战略绿皮书》，指出英国现代工业战略的核心是培育具有STEM技能的人才，从而把STEM教育提升到国家发展的战略高度，形成了更高定位的科学教育格局。

英国开展科学教育的主要做法

学前教育中的“法定框架”

英国学前教育在教学特点和教育途径上无不体现对科学素养的重视。2008年5月，英国儿童、学校和家庭事务部为0～5岁幼儿颁布了《早期基础阶段法定框架》，要求学前教育机构依据框架开展教育，确保幼儿在结束幼儿园教育时实现规定的发展目标。2021年最新版本的框架确定七个领域的早期学习目标：交流和语言，个人、社会和情感发展，身体发展，读写能力，数学，理解自然世界，表达艺术与设计。其中，理解自然世界目标包括三个子目标：探索周围的自然世界，观察和绘制动物与植物；了解周围的自然世界，利用经验和课堂所学对比环境之间的相似和不同之处；了解周围自然世界的一些重要过程和变化，包括季节和物质状态的变化。为了利用家庭和社区独特的教育资源拓展学前教育空间，保教人员和家长经常有目的、有计划地带领儿童去博物馆、动物园、公园、儿童游戏场、书店、农场等地方参观游览。这些活动区的设置和游览活动的安排，对于培养学龄前儿童的科学素养有着重要意义。此外，在学前教育阶段，掌握计算机被视为幼儿必备的一种生存技能。几乎每个班上都会配备计算机及与机型相匹配的学习软件，既有与各科教学相关联的教育软件，也有娱乐软件，幼儿可自由地上机操 作。

中小学教育中的“教育标准”

2013年9月11日，英国教育部发布《国家课程标准：科学学习计划》，明确了学习目的、学习目标、各阶段法定达成目标、各阶段教学内容及教学指导（非法定）。上述标准指出，所有学生都应该学习科学知识、方法、过程和应用的基本方面，通过建立一个关键的基础知识和概念体系，认识到理性解释的力量、培养对自然现象的兴奋感和好奇心、理解如何用科学来解释正在发生的事情及预测事情发生并分析原因。学习目标指向所有學生，确保所有学生能够通过生物、化学和物理等具体学科来发展科学知识和概念理解；通过不同类型的科学探究帮助学生回答关于周围世界的科学问题，从而发展对科学本质、过程和方法的理解；掌握科学对今天和未来世界意义及用途的相关知识。2014年12月2日新修订的《国家课程标准：科学学习计划》中增加了KS4阶段的科学学习计划，该阶段要求通过科学教育发展学生在科学思维、实验技巧与策略、分析和评价等方面的理解和一手经 验。

本科教育中的“教育愿景”和“行动计 划”

为了保持在科学与工程领域的世界领先地位，英国于2014年发布了题为《科学与数学教育愿景》的政策咨询报告，为未来20年英国教育体系改革绘制了路线图。其主要内容包括：将对数学与科学的学习延长到18岁；培养学生STEM职业意识，加强就业指导；进行持久稳定的课程改革；改革现有教育评价机制；提升教师地位，促进学科专家型教师发展。

2016年4月，英国发布了《关于技术教育的报告》，指出英国技术教育面临现有工作系统无效、资格证书繁多且令人困惑和市场失灵等种种问题，并据此提出了34项建议。英国政府根据此报告的建议，于2016年7月发布《16岁后技能计划》，支持年轻人和成年人获得终身持续的就业技能，以满足日益增长和迅速变化的经济需要。该计划自2017年起每年更新一次《16岁后技术教育改革—T级行动计划》，成功引入了T-Level课程。T-Level课程是由英国政府与雇主、企业合作开发的一项面向16～19岁青年的涵盖技术资格的第三级技术学习项目，是学生在普通中等教育资格考试后的主要选择之一。T-Level与为学生提供在“工作中”特定职业学习的学徒制和提供继续学术教育的A-Level并行，在规模上相当于3级A-Level课程。

非正规教育中的“社会支持体系”

英国社会各界积极助力科学教育，构成了多样的科学教育社会支持体系。例如，非营利组织—国家STEM学习中心与英国政府、企业、组织和教育机构合作，为教师、年轻人和其他人提供积极的科学教育互动。作为英国最大的STEM教育和职业支持提供机构，其合作范围覆盖了英国几乎所有的中小学校。根据其发表的《2018年度影响报告》，与中心合作的教师中有80%提高了STEM教学质量，更多的年轻人在其支持下以STEM为职业方向，弱势学生群体在该中心的帮助下受益更大，科学教师在参加完其组织的持续职业发展项目后更有可能继续从事科学教育。尤其值得关注的是中心对于家长参与科学教育的支持及在疫情防控期间迅速开发线上教育资源。2020年，该中心在三周内完成了创建家庭学习网页、录制相关视频、研发适用于各关键阶段的线上课程软件、建设支持虚拟活动开展的基础设施等任务，有力地推动了疫情防控期间科学教育的开 展。

“保证高质量学校科学教育”的挑战和应对

尽管英国科学教育存在精英的“纯粹科学探索”和大众的“就业技能训练”二元分化的情况，但“保证高质量的学校科学教育”一直是重要的核心。2021年4月，英国教育标准局在其发布的报告《研究与分析—研究综述系列：科学》中指出，英国科学教育面临着一些具体挑战。例如，许多小学在其学校课程标准中去掉了科学课和科学考试、压缩科学教学时间、学校领导不重视科学课程。2018年对8139名六年级学生的测试表明，仅有21.2%的学生达到了科学学习的要求水平（相较2014年下降了7个百分点），小学生体验到了有趣的游戏但对于相关科学概念的理解水平没有得到提升。七、八年级学生中仅有一半认为其小学阶段的学习为中学阶段的科学学习打下良好基础。在中学阶段，尽管有更多学生想要在16岁后学习科学，但总人数依旧很少。许多学生在离校时缺乏基本科学知识，对科学的兴趣随着在校学习降低。2019年，国际数学与科学趋势研究（TIMSS）的发现表明，英国9年级学生的科学表现相比2015年显著下降。报告同时表明，师资短缺是英国科学教育现阶段面临的主要挑战，许多学校无法招聘并保留足量的专业科学教师。

报告强调，高质量的科学教育植根于对科学的真实理解，应该优先让学生以一种有意义的方式构建关键概念的知识，同时，对科学课程的规划应该考虑到知识在未来学习中的作用。据此，英国教育标准局提出了未来高质量科学教育的标准，鼓励科学教育工作者和学校遵循这一标准开展科学教育。标准包括课程开发、知识组织、课程安排、课程资源、实践活动、教学方法、教学评估、学科和学校等维度的具体指标和实施建议，以保证英国未来的科学教育能够实现更高质量的发展。

同时，科学教育需要科学教师的数量和质量保证。英国在明确科学教师招聘和留存面临的四大阻碍后，采取了四项针对性策略：改革問责体系，创建互相支持的学校文化；为新晋教师提供高质量支持，引入阶段性奖学金；创建多种专业资格证书，支持教师职业发展；引进新数据系统，彻底简化科学教师应聘过程等，力图纾解师资方面的矛盾，改善科学教育质量。

（作者单位：北京师范大学国际与比较教育研究院 ）