我国科学教育研究述评

董坦坦

北京师范大学教育学部

[摘 要] 随着经济的发展，科技的进步，科学教育作为培养公民科学素养的主要方式，受到越来越多国家的关注。科学教育的研究，对科学教育实践具有重要的指导意义。本文通过内容分析法，对2009年-2013年这五年间我国公开发表的科学教育方面的论文进行分析。通过对我国当前的科学教育研究的现状进行调查、分析和研究，找出该领域的经验，分析其中的不足，提出促进我国科学教育发展的对策与建议。本文为更好的推进我国科学教育的实施，为我国科学技术的发展提供大量的科学技术人才，具有基础作用和推动作用。

[关键词]科学教育；素质教育；

1.引言

20世纪90年代，经济飞速发展，科技不断进步。科学技术作为人类社会进步的推动力，对各个国家至关重要。一个国家的科技进步，在绝大程度上依赖国民的科学素质，而实现的关键是科学教育。美国作为当今世界公认的教育强国，在1989年发布文件，题为《2061计划：面向全体美国人的科学》。报告明确提出：普及科学基础知识包括科学、数学和技术，已经成为教育的中心目标。作为发展中国家，我国要实现民族复兴，就必须紧紧抓住时代的潮流，依靠科技进步与创新来发展自己。1999年，我国的一批科技专家开始研究制定国家长期发展计划，从而在整体上提高我国公民的科学素养。2003年，我国正式启动《全民科学素质行动计划》，明确提出我国科学教育的目标，即到2049年使每一个公民素质达到与中等发达国家经济社会发展水平相适应的程度。

随着科学教育改革的兴起，越来越多的国家开始注重科学教育的研究。科学教育的研究，对科学教育实践具有重要的指导意义。在这样的时代背景下，通过我国当前的科学教育研究的现状进行调查、分析和研究，找出该领域的经验，分析其中的不足，对更好的推进我国科学教育的实施，为我国科学技术的发展提供大量的科学技术人才，是具有基础作用和推动作用的。

本文通过内容分析法，对2009年-2013年这五年间我国公开发表的科学教育方面的论文进行分析。以“科学教育”为关键词，搜索“CNKI中文期刊全文数据库”上的核心期刊，将检索到的2009-2013年期间的公开发表的论文519篇作为研究的对象。文章从四个维度对我国科学教育研究进行分析，分别为：科学教育研究类型、科学教育研究层次、科学教育研究文献来源、科学教育研究方法、。通过分析，阐述我国科学教育发展趋势，并提出促进我国科学教育发展的对策与建议。

2.研究结果

2.1我国科学教育研究类型分析

1）科学教育研究的整体趋势

从我国科学教育研究的整体发展趋势上进行分析，如表1，2009-2013年我国有关科学教育的分别为：141、126、89、105、58篇。从此数据中，可以明显看出，国内关于科学教育的研究在逐年下降，虽然在2012年科学教育的关注度上升，但在2013年后科学教育类的文章大幅度下降，甚至只达到12年的一半左右。出现的这种现象，不容忽视。同时，分析这五年内科学教育在教育类文章中所占比例，我们可以明显看到，科学教育在教育领域内的关注度下降。

表1 我国科学教育研究分析情况

2）科学教育研究类型分析

在选定的519篇有关科学教育的文章中，通过内容分析法，我们将所搜集到的文章类型分为三类，分别为：理论性研究论文、应用性研究论文及其他性研究论文。理论性研究论文主要以研究者阐述的关于科学教育的理论以及政府发表的文件、政策性的研究，经验性研究论文则关注科学教育的课堂教学案例、教师教育、课程开发和评价性方案的实施。其他有关科学教育的论文则归为最后一类——其他性研究论文，以描述性文章、评论性研究以及会议报告、通知为主。

从表中的文献篇数分布，我们可以看出，我国的科学教育研究还主要集中在理论研究领域，有237篇是关于科学教育理论的研究，在选定文献中占了近50%。而对于科学教育的实践应用研究还很不够，单纯的应用性研究在总的选取文献中只有89篇，仅占17.15%。而37.19%的文章只是对科学教育进行笼统的描述性分析，既缺乏理论性又缺乏应用性，多是关于科学教育的总论。

表2 我国科学教育研究类型分布情况1

2.2我国科学教育研究层次分析

科学教育是现代教育的一个极其重要的组成部分, 而它本身也是一个多层次、多系列的复杂结构。一般来说我们从培养目标来划分其层次, 可把科学教育分为: 幼儿( 学前期) 科学教育、基础科学教育、高等科学教育、社会科学教育等。其中幼儿教育是指幼儿( 学前期) 的科学启蒙教育；基础教育主要指中、小学的数学和理科教育；高等教育指培养大学生和研究生的科学教育；社会教育则包括业余教育、职业教育和科普教育，旨在提高全民族的科学素养。按照以上划分科学教育结构的标准, 对所抽取的519篇样本文献进行归类整理, 其中具体对幼儿( 学前) 科学教育研究文献有13篇, 中、小学科学教育研究文献有97篇, 高等科学教育研究文献107篇, 总计217篇, 也就是说剩下的302篇样本文献仅仅只是对科学教育进行笼统性地分析研究, 并没有进行具体层次结构研究。通过对前面的217篇样本文献的内容分析发现, 从研究层次来看, 我国研究者无论是在理论性研究还是在实践应用性研究上都主要关注幼儿( 学前) 教育基础教育的科学教育改革和发展( 见表3)。在这217篇样本文献中, 幼儿科学教育研究文献占了5.99%, 中、小学科学教育研究文献占了44.70%, 高等教育研究占了49.31%。

表3 我国科学教育研究层次分布情况1

在我国近年的科学教育改革和发展中, 基础科学教育应是我们研究和实施的重点层次。从心理学的角度分析, 早期良好的教育是今后我们进行科学教育的关键, 对其科学精神和行为能力等方面都有重要的作用。因此，幼儿、基础科学教育对今后的发展至关重要。从2009-2013年（见表4），我国幼儿科学教育与基础科学教育研究逐渐增加，但现阶段关于这方面的研究还比较薄弱。

另外, 在我们进行统计分析过程中可以发现, 幼儿阶段的科学教育研究主要在于培养幼儿最基础的科学的个人行为和习惯, 其科学知识内容极富启蒙性, 注重幼儿的直接感知和参与；中小学阶段的科学教育研究主要在于数理化教育, 注重开阔学生的知识面, 而大学阶段的科学教育研究主要集中于理论类型的研究, 如目前所十分关注的人文和科学教育的关系问题。

表4 我国科学教育研究层次分布情况2

2.3我国科学教育研究文献来源分析

为进一步了解我国科学教育研究情况，我们对整个样本空间的文献来源进行了逐年分析( 见表5)，就期刊种类上来看，样本文献散见于《教育研究》、《教育探索》、《教育发展研究》、《学前教育研究》等多种一般教育类杂志。就期刊范围上看, 说明我国科学教育研究论文广受各教育类杂志编辑者的认同。除2000 年外, 每年在教育类杂志上刊登的论文篇数比例都在总文献中占了70%以上(见表5) 。其余小部分文献来源于《科技进步与对策》 、《科学技术与辨证法》、《科学学与技术管理》等科技类杂志，但是并没有一个来源于专门的科学教育刊物。这表明我国还没有形成真正的科学教育学术支持，科学教育作为一个单独的研究领域还尚未形成。

表5 科学教育研究文献来源分布情况

2.4我国科学教育研究方法分析

教育研究方法主要有两种。一种为定性研究，也就是对教育现象进行“质” 的理论探究。其主要方法包括历史研究、文献研究、观察研究、逻辑分析、内容分析、实地考察、个案研究等。另外一种为定量研究(量的研究)，即在理论思辨的基础上，对教育现象内外部关系进行“量”的分析和考察，寻找有决策意义的结论。定量研究的主要功能是“实证”。其主要方法包括教育统计、教育测量、教育评价方法；也包括教育实验方法社会调查方法。我们根据所采用样本的研究方法特征，对科学教育研究笼统的分为定量研究和定性研究（见图1）。

从图中可以看出科学教育研究主要方法是定性研究，共519 篇，即有81.12%的文献是对教育现象进行质的理论探究，而定量研究仅为18.88%。这表明通过调查和实验方法的科学教育的定量研究方法还很薄弱。

3.科学教育研究现状

3.1研究倾向

1）从我国科学教育研究的整体趋势分析来看,我国科学教育研究的关注度逐年下降。20世纪90年代初，针对基础教育中应试教育的弊端，教育科技工作者提出素质教育，即要求培养学生“德、智、体、美、劳”全面发展。2006 年我国颁布《全民科学素质行动计划纲要( 2006 -2010- 2020)》， 旨在推动公民科学素质建设。科学教育作为素质教育的重要组成部分，具有较强的可操作性，应该引起人们的重视。教育部制定《基础教育改革纲要（试行）》，在教育改革中，提出激发学生的探究欲望的改革目的，加强对科学本质的理解，让学生学会以探究的思维去发现、分析和解决问题。通过不断推进科学教育建设与改革，提高公民科学素质。目前，关于科学教育的研究还远远落后，并不能满足人们对科学教育的需求。 “科教兴国”战略虽在一定程度上加大了科学教育在中小学课程中的比重，但科学课程在我国仍不能引起足够的重视，相对英语、计算机等课程仍显不足。在思想上引起重视，改变人们对科学教育不够重视、师资力量和实验设备缺乏的状况是科学教育得以顺利发展的基础。

2）从我国科学教育研究类型的分析来看，我国的科学教育研究长期以来注重理论性研究，忽略实践性研究。近年来我国科学教育的理论研究逐渐由独立的分科研究走向科学教育与人文教育相结合的研究，关注科学教育与人文教育的融合，并且开始注重了科学教育的哲学理论研究。在实践应用性研究上，对科学教育具体问题有了深入的研究，如教学研究、教师发展研究、科学课程开发研究、科学教育的管理和评价研究成为我国科学教育研究者关注的焦点。随着我国的不断发展，国内的学者打开眼界，吸收国外先进的科学教育理念，并关注各国社会、历史和文化的差异性，提出我国科学教育的“本土化”，这对我国科学教育的改革和健康发展具有重要意义。

3.2研究层次

科学教育作为提高公民科学素养的重要手段，为国家、社会输送大量高素质的人才。为满足国家当前和长远的科学技术和国民经济发展的需要，就需要各种专业、各级水平科技人才保持一定的比例。因此，合理的科学教育层次的研究也成为学者们关注的重点之一。我们通过对文献的研究层次的分析发现目前我国的科学教育层次并不合理。从心理学的角度分析, 早期良好的教育是今后我们进行科学教育的关键, 对其科学精神和行为能力等方面都有重要的作用。因此，幼儿、基础科学教育对今后的发展至关重要。我国幼儿科学教育与基础科学教育虽然呈现逐渐增加的趋势，但与发达国家相比，现阶段关于这方面的研究还比较薄弱。

3.3研究领域

我国的科学教育还没有形成专有的学术支持，科学教育作为一个研究领域还没有完全形成，对科学教育的关注度严重匮乏。我国的科学教育研究还缺乏对科学教育外部动力机制的研究，从文献的来源分析来看，我们并没有自己的科学学术刊物, 这是研究者们应共同努力的地方。

3.4研究方法

通过对科学教育研究方法的分析表明我国科学教育主要还是局限在定性方面的研究，结合理论和实践来研究我国科学教育，发展定量方面的研究方法, 有利于科学教育研究的深入, 也是推动科学教育发展的重要环节。

4.科学教育发展建议

我国科学教育还处于起步阶段，仍存在大量问题。这就要求国内的学者在借鉴国外先进的科学教育发展理念，吸取其发展历程中的经验、教训，以推进我们科学教育事业更好的发展。同时，在提高全民科学素养的要求中，国内研究者更应具备敏锐的观察力，提出问题、分析问题并且能够解决问题。科学教育的发展依赖各个层次的发展，具体提出以下建议。

4.1转变教育观念，改革教学方法

1）转变教育观念，提高对科学教育的认识，重视科学课程。科学和技术的进步与科学教育的普及程度、开展状况密不可分，各国均大力发展并不断改革科学教育，以促进科学教育现代化。特别是在整个社会趋于科学化的形势下，科学教育与国家发展密切联系在一起。美国的“2061 计划”和《国家科学教育标准》的颁布足见其对科学教育的重视。中国提出了“科教兴国”战略，这是增强国际竞争力的根本所在。

2）改变科学教育的教学方法，灵活运用探究教学法。美国科学教育的教学方法强调以探究为核心。《国家科学教育标准》对探究作了大量论述，主要有三层含义: 一是作为学习内容的探究，它要求学生把科学当作人类认识世界的一种方式；二是作为学习方式的探究，它要求学生以类似科学探究的方式来学习科学；方法是以讲授为主，重知识灌输，把科学教育错误地理解成是科学知识的讲授，缺乏真正的探究能力培养。因此，要改变教学方式，在熟练掌握基础知识的基础上，充分利用各种资源设备，灵活运用探究教学法，注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

4.2加强师资建设, 提高教师素质

培养专职的科学教师是实现教师专业化的第一步, 更是提升科学教师素养的重要一步。在促进科学教师的专业发展过程中,科学及科学教育研究前沿是科学教师必须掌握的内容。除此之外，先进的教学策略和教学技能，也是科学教师学习中必不可少的内容。由此，引导科学教师从事科学教育研究, 提升科学教育研究水平。提高科学教师素质, 推动专业化发展，具体从以下方面做起。

1）从课程建设入手，加强科学教育专业建设。科学教育本科专业在专业方向、课程设置和实施有很大的学科专业特色和优势，但是新兴专业在教学培养与实践方面仍处于摸索阶段。现阶段的科学教师培养形式的发展时间都较短，在专业建设、课程设置和师资培养上还存在诸多问题。在未来的建设中，改革现阶段科学教育专业发展的不足，提升发展基准。

2）尽快建立科学教育博士学位点，培养高层次科学教育研究人才。要改变我国科学教育研究的落后面貌, 国家教育管理部门和有关高等师范院校必须尽快考虑建立科学教育博士点。要从已经建立了理科各学科教育学的硕士学位点，并联合培养科学教育学博士生, 已积累科学教育资料的高等师范院校里选建。科学教育博士生导师的聘选, 既可以从理科学科教育教授中提拔，也可以从留学国外的科学教育学者中挑选。

3）有的放矢，抓好高校科学教育教师专业发展。科学教师教育者是指既具有科学背景又具有科学教育理论与实践知识的教师教育者，高校科学教育教师是典型的科学教师教育者。因此，在科学教育队伍建设中，高校科学教育教师是科学队伍中的主力军，应注重其培养与发展。

4.3促进广泛合作, 建立研究团队。

1）加强高校与中小学科学教师间的合作。这就要求研究方法的综合运用，研究内容的多方面整合。通过在中小学建立研究基地、在高校开设培训班等活动，以课题为桥梁，使科学教育研究在理论及实践意义上均有积极的启示作用。通过这种形式，促进科学教育研究者之间的合作，为科学教育研究提供多学科、多角度的视野，进一步充实科学教育研究的内涵。

2）建立教育研究所或研究中心。师范大学和师范学院是我国教师教育的基地，中小学理科师资的培养首先依靠高师院校。在这些院校建立科学教育研究所或研究中心有利于开展科学教育研究。国际上，许多国家大学都设立了这样的研究机构。除了专门的科学教育研究机构外， 国外教育学院系与理科院系的许多科学教育研究人员也是一支不可忽视的科学教育研究队伍。我国高等师范院校应当向国外这些科学教育研究机构学习, 借鉴它们的经验, 建立自己的科学教育研究机构。

3）成立全国科学教育研究会, 推动科学教育研究。成立民间学术团体是推动学术发展的一个重要途径。国际经验表明，在历次科学教育改革中各国科学教育研究会发挥了积极的促进作用。我国目前除了理科各学科已经成立教学研究会外，综合性的理科教育研究会还没有成立。尽快成立全国科学教育研究会是推动科学教育学学科建设的重要步骤。

4.4增加科研课题，创办科学教育杂志

1）增加科学教育研究课题，加大对科学教育研究的支持力度。从“七五”、“八五”和“九五”全国教育科学规划来看, 科学教育的研究课题数量太少, 支持力度亦不够。在未来发展中，我国应建立完善的科学教育研究队伍，重视科学教育研究，增加科研课题。

2）创办综合性科学教育学术杂志，传播和交流科学教育研究成果和信息。科学教育杂志的创建在很大程度上能够促进科学教育研究的深入开展，推进学科建设和科学教育改革。我国科学教育学要想尽快发展，就必须创办独立的科学教育杂志。

4.5紧密国内外联系, 拓宽研究视野

借鉴国外科学教育学研究成果，加快我国科学教育研究步伐。改革开放以来，无论在自然科学方面还是在社会科学方面，我国都大量借鉴和吸收国外先进的知识，有效的缩短我国与发达国家知识差距。

今后的科学教育研究中，应该不断通过国际会议等形式，加强国内外之间的交流，吸取国外已经积累起来的知识、经验和教训。同时学习国外先进的研究方法，了解最新的学术信息，努力与国际接轨。通过国际交流，推动我国科学教育的学科建设、推进科学教学和课程改革。在科学教育发展中，结合我国的国情，形成自身的特色，不断提升科学教育研究水平。

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