党的二十大报告指出：教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。建设社会主义现代化国家需要大量具有较高科学素养和终身学习能力的科技人才，而科学教育旨在提升公民科学素养、培养科技人才。阐明新时代科学教育的学理基础、擘画新时代科学教育的目标指向、建构高质量科学课堂，对深入推进“科教兴国”和“人才强国”战略具有重要的现实意义。
　  新时代科学教育的学理基础
　　做好科学教育首先要厘清“科学是什么”这个问题，即从科学技术哲学的视角理解科学的本质，科学与技术、科学与伪科学的区别；其次要明确“科学教育的目的是什么”这个问题，即从教育哲学的视角思考基础教育的总体目标和科学教育的具体目标。在此基础上，还应进一步汲取心理学、脑科学以及认知科学等领域的最新研究成果，根据学生学习的发生机制采取适切的教学策略和评价方式，推动基础教育阶段科学课堂提质增效。20世纪中叶以来，科学本质观经历了从“真理观”向“建构主义科学观”的转变，科学教育目的观经历了从“精英教育”向“大众教育”的转型，科学学习过程观经历了从“知识本位”向“学生本位”的转化。了解这些转变是推进新时代科学教育高质量发展的理论基础。
　　新时代科学教育的目标指向
　　长期以来，我国基础科学教育以“自然”和“常识”教育为主，而基础工程教育则基本处于缺失状态。新时代的科学课程虽然以“科学探究”“技术与工程实践”活动为主要学习途径，但大众科学教育的目的不是要把所有青少年都培养成科学家、工程师或发明家，而是通过探究实践活动激发个体的好奇心和求知欲，启发学生像科学家一样思考；培养个体理论联系实际的行为习惯和行动能力，引导学生像工程师一样实践；培养个体从不同视角思考问题、分析问题和解决问题的能力，鼓励学生像发明家一样创新。
　　启发学生像科学家一样思考。像科学家一样思考，本质上是指采用科学方法和原则来探索问题、分析信息并形成结论的过程，即科学思维过程。科学思维不仅限于自然科学研究领域，还可以应用于生活的各个方面。《义务教育科学课程标准（2022年版）》把“科学思维”目标列为四个核心素养目标之一，在学段目标中又以“探究实践”的基本流程明确了科学家思考和分析问题的基本流程；同时通过教材编写和教学内容组织等方式将这一理念落实到课堂实践中。通过重复训练，学生无论是解决学习中的挑战，还是解决日常生活中的疑惑，都能更加理性、系统地进行决策思考。这意味着科学教育需要加强以下两个方面的工作：一是重视科学探究能力的培养。引导学生学会提出可探究的问题、设计实验、收集数据、分析结果，并基于证据形成结论。二是重视知识理解与应用能力培养。使学生掌握基础的科学概念和原理，理解自然界的现象和科学技术的应用，以及科学与生态环境、人体健康、社会经济等方面的关系。
　　引导学生像工程师一样实践。像工程师一样实践，是指学习工程师在解决问题或执行任务时采取的系统化、逻辑化和实践导向的方法。这种实践方式更强调将理论转化为实际行动，通过设计、测试、迭代来达到既定目标。在目前正在使用的小学科学教材中，以技术与工程实践为主题的单元或课题的比重越来越高。通过技术与工程实践引导学生像工程师一样依据数据和测试结果来作出决策，意识到任何重大决策都需要提前收集数据，进行分析，并据此调整方案。同时还要尽可能识别潜在的风险和挑战，并提前规划应对措施，以减少不确定性对项目的影响。此外，技术与工程实践往往涉及跨学科团队合作，有效的沟通技巧、团队协作和领导力是成功的关键。而这些以技术与工程实践为主题的单元将学生置身于真实的技术与工程情境中，通过教师的帮助和小组成员的分工协作来完成项目方案设计、模型制作与测试，以此来引导学生将所学知识转化为实践技能。
　　鼓励学生像发明家一样创新。像发明家一样创新意味着拥有探索未知、打破常规的思维方式和敢于尝试新事物的勇气，并通过独创性的思维和方法创造出前所未有的解决方案。像发明家一样创新的目标是创造真正的价值，无论是解决人类现在面临的重大挑战，还是改善日常生活的小细节，都是为了使世界变得更加美好。科学教育需要鼓励学生保持开放心态，勇于探索未知，通过不断试验和学习，将创新思维转化为改变世界的力量。
　  高质量科学课堂的驱动策略
　　在义务教育优质均衡发展背景下，科学教育不仅要为全体学生提供相对均衡的学习机会和学习环境，还要追求科学课堂教学质量的相对均衡，即面向全体学生的高质量的科学课堂。建构高质量的科学课堂，既要确保教育目标、课程内容、评价体系等与时代发展相适应，也要增强课堂学习的实用性和探索性，培养学生解决实际问题的能力。这就要求科学教师要基于真实情境问题或模拟情境问题、科学问题和工程问题进行教学设计，增强生活世界与科学世界的联结；要围绕科学技术知识在日常生活中的具体应用进行教学设计，增强自然世界与人工世界的联结；根据新时代的发展需求，开辟科学教育的新领域，建构开放、协同、创新的科学教育生态系统，增强现实世界与未来世界的联结。
　　问题驱动：建立生活世界与科学世界的联结。问题驱动的科学教育方法通常指的是问题导向学习或基于问题的学习（ problem-based learning，PBL），它是一种以学生为中心的教学模式，强调通过解决生活世界的问题来促进学习。这种教学方式不仅能帮助学生掌握科学知识，还能培养他们的问题解决能力、团队协作能力和自主学习能力，是现代科学教育中非常推崇的一种教学策略。
　　任务驱动：建立自然世界与人工世界的联结。任务驱动的科学教育是一种以实际任务为中心的教学模式，它基于建构主义学习理论，强调通过完成具体项目来促进学生对科学概念的理解和技能的掌握。任务驱动的科学教育除了教授科学知识，更重要的是培养学生的问题解决能力、批判性思维、创新意识以及终身学习的习惯。
　　兴趣驱动：建立现实世界与未来世界的联结。兴趣驱动的科学教育侧重激发学生的内在兴趣，让他们在愉悦和好奇的心态下主动探索科学知识。教师可以有效激发学生对科学的兴趣，使科学学习成为一种乐趣而非负担，进而培养出具有探究精神和创新思维的未来科学家和科学爱好者。
　　随着生成式人工智能的快速发展和不断成熟，科学教师可以更加简单快速地创设问题情境、精准分析学情，不断丰富科学教育图景。将科学概念与新兴科技相结合进行教学设计，不仅可以让学生认识到科学知识的实用性和趣味性，也可以让学生了解科技发展趋势和可能发展走向。
　　（据《中小学科学教育》2025年第6期，有删节）