如何在学业减负的同时做好科学教育加法，发展中小学生的创新意识、科学精神和实践能力，为拔尖创新人才培养在源头打下坚实基础，是中小学校面临的时代命题。
中小学科学教育的内涵丰富，形式多样，既包含科学（包括物理、化学、生物等）、数学、信息科技、通用技术等科学与技术领域的学科教学，还强调在语文等人文领域学科教学中的有机融入，以STEM教育、项目化学习等多种样态开展的跨学科实践更是实施科学教育的新途径。同时，机器人、人工智能、物联网、生物科技等新技术新领域的内容不断进入校园，以面向真实问题解决的小发明、小创造、小制作、小论文等为载体的中小学科技创新教育活动广泛开展，形成丰富的科学教育形态。1.要坚守科学教育的育人价值，强调“科学性”与“人文性”的统一 科学家精神是中华优秀传统文化和改革开放时代精神的集中体现，是科学精神与人文精神的有机统一，蕴含了在长期科学研究中积淀的科学规范，体现了科学家浓厚的家国情怀与强烈的社会责任感。在科学教育中塑造学生正确价值观、必备品格的有力举措是大力弘扬科学家精神。中小学校要在引导学生开展科学探究实践的过程中，用科学家的事迹故事和思想方法激励学生像科学家那样崇尚创新、追求真理、严谨治学、潜心研究、团结协同，用自己的努力实践服务他人、服务社会、报效祖国。2.要树立面向全体的教育理念，坚持“大众化”基础上的“个性化”
在基础教育阶段应培养学生的创新思维，激发学生的创新活力，助力卓越人才的成长，应当成为重要的实践课题。每个人生来就有创造和创新的潜力，拔尖创新人才在接受教育的早期未必表现优秀、突出，甚至会因这样那样的“问题”使得潜能受到抑制。天生才智过人的学生，也可能会因为忽视对意志的塑造以及未得到持续鼓舞，无法坚持走到取得突破的时刻。因此，学校科学教育要面向全体学生，要通过创造丰富多样的科学探索机会，提供个性化的课程，激发不同学生的才能，保护学生的好奇心和创造力，鼓励他们从浅层兴趣走向深层志趣，使他们不会因为得不到足够支持和指导而放弃探索，不会在投入真正的科学学习时因为感觉枯燥、繁复而失去热情，从而逐渐泯灭潜在的科学天分。3.要在实践原则上突出创新，提升“做中学”“用中学”“创中学”的科技含量
《义务教育课程方案（2022年版）》要求将“突出实践”作为义务教育课程应遵循的基本原则。对于科学教育领域来说，科学探究与工程技术是科学家和工程师探索与改造自然世界和人工世界的方法，是凸显学科特质的实践方式，包括提出问题、作出假设、制订计划、搜集证据、处理信息、得出结论、表达交流和反思评价等科学探究活动，以及明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果等工程技术活动。所谓行之愈笃，则知之愈明，不亲历实践，就不能完全理解科学和工程实践的本质。同时，科学的核心是发现，技术的核心是发明，工程的核心是建造，这些无不需要创新精神与创新思维的参与。中科院院士邱大洪明确指出，“要使科学研究达到高水平，除了实践、认识、再实践、再认识外，创新是关键”。提升学生的科技创新素养，必须让他们像科学家和工程师那样，在科学探究实践中发展知识与技能，在科学技术活动中创造性地迁移应用，解决新问题，应对新情境。在科学学习中，学生是否着力于“做中学”“用中学”“创中学”，应成为评价他们在科学与技术方面学习质量的重要尺度。4.要透过“大观念”厘清全学科融入科学教育的思维脉络 2009年，来自不同国家的一组科学家和科学教育专家共同提出了“科学教育的原则与大概念”，他们一致认为，科学教育不应该传授给孩子支离破碎、脱离生活的抽象理论和事实，而应当慎重选择一些重要的科学观念，帮助孩子们建立一个完整的对世界的理解。由此可见，科学的“大观念”不仅是近年来科学学科教学的理论基础，更可以帮助非科学类学科教师找准与本学科相融的科学教育元素，避免仅仅从具体的科学事实、科学知识以及显见的科学活动层次上理解能否进行科学教育，使非科学类学科教学更好地与科学教育有机结合。学校应使全体教师从认识、理解、熟知科学大观念的层面来开展科学教育，这对于适时适当地将科学教育融入各学科教学具有非常重要的意义。
当然，倡导科学教育融入各学科并非是要每一个学科都去教科学知识、做科学实验，这显然是不可取的。学科的内涵存在于这个学科独特的思想方法之中，不同学科可以为学生理解科学世界和科学家世界提供不同的视角和侧面，共同促进学生科学思维能力、创新能力的发展以及科学态度、责任、价值观的形成。因而，发挥不同学科的独特性，是所有学科协同落实提升学生科学素养目标的应有坚持。
学校教学管理部门应整体设计加强科学教育的教学机制模型，以开展常态性跨学科集体备课、组织跨学科项目化学习等形式，促进各学科教师协同探讨“面向每一个”“渗透每一课”“融入每一天”的科学教育新课题。5. 要将跨学科学习适时适当地转化为物化导向的科技创新型实践 中共中央、国务院印发的《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》提出“要探索基于学科的课程综合化教学，开展研究型、项目化、合作式学习”。跨学科主题学习、综合实践活动、工程与技术实践体现了对这一要求的践行，是在学科融入基础上进一步促进各学科协同开展科技创新教育的重要路径。
面向生活情境的跨学科实践常会融入科学和技术元素，学生会在迁移运用多学科知识和能力的基础上，开展科学探究和设计制作活动。依据义务教育新课程方案要求，每个学科要用不少于10%的课时设计跨学科主题学习，其中包含着丰富的以作品为导向的科技创新活动机会。为此，学校应深度构建一种“科技创新活动型实践模式”，将学生的每一次科技创新活动转化为“大任务”“大主题”“大单元”，以解决自主发现的真实问题为驱动，通过科学探究和工程设计活动，完成以小论文、小发明、小制作等形式呈现的科学技术类作品。（内容改编自《从全局思考到协同行动：共创学校科学教育新格局面向生活情境的跨学科实践常会融入科学和技术元素，学生会在迁移运用多学科知识和能力的基础上，开展科学探究和设计制作活动。依据义务教育新课程方案要求，每个学科要用不少于10%的课时设计跨学科主题学习，其中包含着丰富的以作品为导向的科技创新活动机会。为此，学校应深度构建一种“科技创新活动型实践模式”，将学生的每一次科技创新活动转化为“大任务”“大主题”“大单元”，以解决自主发现的真实问题为驱动，通过科学探究和工程设计活动，完成以小论文、小发明、小制作等形式呈现的科学技术类作品。（内容改编自《从全局思考到协同行动：共创学校科学教育新格局》，作者：杨健，发表于《中小学管理》2023年第6期）
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