【摘要】在教育強國、科技強國、人才強國戰略背景下，科學教育加法實施可以推進西部欠發達地區科學教育優質均衡發展，助力西部欠發達地區培養拔尖創新人才，落實中小學生科學核心素養培育的根本要求。但是，科學教育加法推動實施仍然面臨諸多困境，前期準備階段：缺乏系統規劃，認知存在迷思；實施過程階段：大中小學科學教育一體化發展不足，停留于模仿借鑒水平；評價反饋階段：非科學知識測評困難，測評結果運用不足?？苫诖颂岢銎平庑詫Σ?，前期準備階段應針對需求與困境構建協同賦能的支持體系；實施過程階段應探索大中小學協同的地方特色科學教育加法發展模式；評價反饋階段聚焦問責機制與改進機制并駕齊驅?！娟P鍵詞】科學教育加法西部欠發達地區價值訴求改革路徑基礎教育階段的科學教育能助力教育強國和科技強國戰略的落實，是提升我國公民整體基本科學素養的基礎，也是國家基礎教育高質量發展的一項重要工作。2023年，《教育部等十八部門關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》中強調，“著力在教育‘雙減’中做好科學教育加法，一體化推進教育、科技、人才高質量發展”，“探索利用人工智能、虛擬現實等技術手段改進和強化實驗教學，并注重利用先進教育技術彌補薄弱地區、薄弱學校及特殊兒童群體擁有優質教育教學資源不足的狀況”。旨在通過科學教育提質增效，促進區域科學教育公平發展?；诖耍鞑壳钒l達地區科學教育加法實施何為與為何等問題尤為凸顯，亟待探究。其本體教育價值是喚醒西部欠發達地區中小學生對科學探索的熱情，從科學的視角關注現實世界，在團隊合作探究中提出問題、分析問題并解決問題，其衍生的教育價值則體現在推進基礎教育階段科學教育的優質均衡發展。一、西部欠發達地區科學教育加法實施的價值訴求（一）推進西部欠發達地區科學教育優質均衡發展科學教育加法的實施能推進西部欠發達地區科學教育優質均衡發展，具體體現在以下兩個方面：第一，科學教育加法能助力西部欠發達地區教育提質增效。2023年，教育部、國家發展改革委、財政部印發《關于實施新時代基礎教育擴優提質行動計劃的意見》中強調：“實施義務教育強校提質行動，加快優質均衡發展?！痹谝庾R層面，要引導西部欠發達地區中小學管理者和教師重視新時代科學教育，明白其重要性及育人價值，扭轉只關注升學考試科目教學質量提升的局面。在實踐層面，國家要加大對西部欠發達地區科學教育加法實施硬件與軟件的配置力度，鼓勵西部欠發達地區積極探索科學教育內涵式發展之路。第二，科學教育加法有利于縮小西部欠發達地區與東部發達地區中小學之間科學教育差距。2023年，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于構建優質均衡的基本公共教育服務體系的意見》中規定，“以推進學校建設標準化為重點，加快縮小區域教育差距”，“繼續加大對中西部困難地區支持力度”，“全面改善民族地區辦學條件，整體提升辦學水平”。西部欠發達地區科學教育加法的推行有利于重新審視其與東部發達地區科學教育的差距，在模仿和借鑒的基礎上基于地區教育的實際情況和優勢特色，不斷縮小科學教育質量與水平的發展差距。（二）助力西部欠發達地區培養拔尖創新人才西部欠發達地區科學教育加法實施對拔尖創新人才的培養具有積極的推動作用。首先，西部欠發達地區科學教育加法主要體現在校內與校外、線上與線下課程資源的整合以及跨學科內容的有機融入上，通過全方位教育資源的拓展，使學生有更多機會了解和掌握較為前沿的科學理論和現代科學技術的新進展，從不同視角認識世界并激發他們的創新思維，從而為培養拔尖創新人才奠定堅實的知識基礎。其次，西部欠發達地區在實施科學教育加法時，除了要傳授科學知識與技能，還要特別關注通過實驗教學、項目式學習、探究式學習等多種方式以激發學生的學習興趣和探究意愿，進而培養學生的科學思維、科學方法、科學態度、科學精神等。最后，西部欠發達地區科學教育加法的實施應注重以學生為主體開展科學實踐探究活動，引導學生體驗提出問題、分析問題及解決問題等科學探究的全過程，并通過建立科學實驗室、科技創新基地等，引導學生在實踐操作中探索科學、發現科學及創造科學。這些是西部欠發達地區拔尖創新人才培育實操層面的重要組成部分。（三）落實中小學生科學核心素養培育的根本要求科學教育加法聚焦于培養什么樣的人，即培養具有科學核心素養的社會主義現代化建設者和接班人?？茖W教育加法實施以中小學生可持續發展為本，摒棄“唯分數論”“唯升學論”及“唯結果論”等，聚焦新時代未來公民應具備的科學核心素養的培育（科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任）?？茖W教育加法實施聚焦將中小學生視為積極主動的學習者、探究者與合作者，以培養社會責任感高、實踐操作能力強、具備反思與批判性思維的公民為目標導向。中小學生科學觀念的塑造關注中小學生唯物主義世界觀和方法論形成及運用的培育；中小學生科學思維的鍛造聚焦引導中小學生使用科學方法與系列程序探究世界本質、特點及規律的意識與能力；中小學生探究實踐能力的培育則涉及中小學生從日常觀察中發現值得探究的問題，形成初步猜想與假設并通過實踐活動驗證；中小學生科學態度責任的培育則應彰顯中小學生為祖國與社會發展做貢獻的覺悟與意識。科學教育加法實施關涉中小學生科學核心素養培育過程中的多樣化與個性化，摒棄統一的學習目標與學習結果，引導學生成為科學探索主體，基于不同學生科學學習水平探索適宜的科學教育及引導模式。中小學生科學核心素養的培養是一個連續發展過程，科學教育加法關注不同學段學生科學學習基礎與需求的異同并實施分層教學，尤其關注幼兒園階段與小學階段學生科學學習內容、學習思維及學習方式等的過渡，小學階段與中學階段學生科學學習內容、學習思維及學習方式等的有機銜接。二、西部欠發達地區科學教育加法實施的現實困境（一）前期準備階段：缺乏系統規劃，認知存在迷思認識是實踐的先導，正確的認識影響并推進科學教育加法實施的進程和效能。實施科學教育加法首先要解決認識層面的問題，即了解科學教育加法的內涵和本質，以及為什么要在西部欠發達地區實施中小學科學教育加法。教育行政部門、教研部門、學校管理者、中小學科學教師作為西部欠發達地區實施科學教育加法的主要參與者，他們關于科學教育加法實施意義及價值的理解勢必會影響教育效果。西部欠發達地區科學教育加法實施需要教育行政部門的頂層設計與統籌規劃，但是西部欠發達地區科學教育加法準備階段仍存在以下問題：第一，教育行政部門未能通過頒布政策、制定制度等形式幫助學校、教研部門、家長等明確各自在科學教育加法實施過程中應承擔的具體責任和應踐行的具體路徑。第二，忽視西部欠發達地區學校管理者、科學教師對科學教育加法的認知困惑與矛盾。第三，西部欠發達地區中小學科學教師師資數量不足及專業化水平亟待提升。教研人員的認知偏誤集中體現在兩個方面：第一，教研部門的教研員們未能正確認知西部欠發達地區中小學教師在科學教育加法準備階段可能遇到的認知偏誤與畏難心理。第二，高等學校相關研究者未能深入實際為中小學科學教育加法的實施提供系列優秀案例。學校管理者的認知誤區體現在以下兩個方面：第一，消極且被動地等待教育行政部門及教研人員的指示與支援。學校管理者在科學教育加法實施過程中存在“坐等靠要”的心理，導致科學教育規劃的準備進度遲緩。第二，學校管理者在科學教育加法實施的規劃與籌備中主要管理者與籌劃者的角色責任缺失，科學教育加法實施規劃工作完全由科學教育教研組長及科學教師們完成?？茖W教育加法實施“最后一公里”關鍵在于科學教師，他們對科學教育加法實施的認識與理解影響教育效果。當前，一些科學教師仍然存在以下迷思：第一，部分教師缺失自身是科學教育加法實施主體的覺悟，認為科學教育加法實施是教育部門負責的事宜，是學校領導應該思考的問題，應由發達地區科學教師作為“領頭雁”探索和引領教學方向。第二，部分教師對科學教育加法的認識狹隘且窄化，這部分教師將“加法”等同于增加科學教育課時，增加考試范疇的內容，忽視了學生科學核心素養的習得。第三，由于科學課程不是考試必考課程，科學教育加法很難踐行和落實。（二）實施過程階段：大中小學科學教育一體化發展不足，停滯于模仿借鑒水平西部欠發達地區科學教育加法的實施關鍵在于解決如何實施“科學教育加法”的問題。這其中既有行動能力和素養的問題，又有認識的問題。從這個意義上看，當前探究西部欠發達地區科學教育加法實施特別需要關注兩個基本維度：一是缺乏基于系統思維實施科學教育加法的認知引領與指導意識；二是西部欠發達地區科學教育加法實踐層面的可行性、困難與挑戰等。教育行政部門在科學教育加法實施中的問題有以下兩點：第一，支持體系有待完善。制度中“鼓勵、支持和指導”只是停留在倡導和建議層面，如何為西部欠發達地區在科學教育加法實施過程中提供適切且精準的專業指導、人員支持與資源配置，怎樣促進西部欠發達地區大中小學科學教育加法實施的有機銜接及一體化設計與落實，以及如何協同并促進各核心利益相關者之間的平等、自愿且持續的合作等都有待商榷。第二，實施過程中仍需健全及完善激勵機制。為規避西部欠發達地區各主體在科學教育加法實施中參與的偶然性、隨意性及短期性等問題，有效激發學生在科學教育加法實施過程中參與的積極性與主動性仍然是個難題。教研部門在科學教育加法實施中的問題有以下兩點：第一，西部欠發達地區師范類高等學校的科學教育專業建設尚處于起步階段，缺乏指導及引領中小學科學教育加法實施的意識和能力。第二，西部欠發達地區的科學教研員、科學教師及科學名師工作室的建立相對滯后，科學教研員人數不足，通常由其他學科教研員兼任。學校管理者在科學教育加法實施中的問題有以下三點：第一，缺乏結合本校實際情況加強中小學科學教育加法實施前后銜接及一體化設計的規劃意識與能力。部分學校管理者以上級硬性考核標準為參照，注重結果導向的科學教育成績，缺乏對實施過程中科學師資、資源、教研活動等有機整合及利用的綜合考量。第二，學校管理者推行科學教育加法時照搬照抄，改革仍然處于模仿和借鑒階段，缺乏向創新及特色化發展方向邁進的意識和能力。第三，學校管理者在管理層面挖掘、整合及有效利用高等學校、科研院所等社會機構資源的能力匱乏，忽視大中小學科學教育加法中教、學、評一體化規劃。西部欠發達地區科學教師在科學教育加法實施過程中的困惑和問題有以下三點：第一，未能充分發揮科學教育獨特的育人價值。教與學的內容以抽象且零散的科學知識與技能為主，未能深度挖掘及融入其蘊含的愛國主義、科學探究精神及社會倫理道德等思政元素。第二，“我國小學科學教師在信息技術、跨學科與問題解決式教學方面表現最弱，且專業發展的支持與保障嚴重不足”［1］，家庭、社區、科技館、博物館等科學資源的整合與優化能力匱乏。第三，實驗教學是培養創新人才的重要途徑，但是科學實驗也以教師主導的驗證教科書中結論的重復性模擬實驗居多，中小學生自主探究式的創新型科學實驗活動則開展得較少。（三）評價反饋階段：非科學知識測評困難，測評結果運用不足《義務教育科學課程標準（2022年版）》中強調“評價主體多元和方法多樣”，“要強化過程評價，探索增值評價，關注個體差異”。西部欠發達地區科學教育加法實施的評價與反饋關乎中小學生科學核心素養培育實效，也涉及東西部科學教育差距的縮小及教育公平問題的解決。評價與反饋不僅是中小學科學教育加法實施過程中某一環節階段性的梳理與總結，也是向高水平進階的參照與借鑒，其中既關涉認識論層面的問題，也有行動能力和素養等方面的問題。由于監督評價機制與問責機制不健全，教育行政部門未能及時發現并解決西部欠發達地區科學教育加法實施的問題與困難，這可能會導致部分西部欠發達地區學校不作為或低效敷衍等情況出現。如何通過大數據及專家團隊精準持續追蹤西部欠發達地區科學教育加法實施后的改進實效，以確?？茖W教育加法的高質量實施仍然有待商榷。教研人員的評價局限于微觀層面科學教師的教和學生的學，忽視學校層面在科學教育加法中給予的資源支持、管理制度及專業培訓方面的整體性評價。以學生科學成績為導向的評價理念仍然占主導地位，如何有效將評價結果運用于學?？茖W教育加法仍需思考。學校方面的評價仍然存在以下兩個亟待解決的問題：第一，如何科學、客觀且全面地評價小學科學教育加法實施的顯性效果？其隱性效果如何察覺？又如何將之顯性化以納入中小學科學課程與教學改革計劃之中？第二，測評結果如何用于中小學科學教育加法的持續改進？中小學科學教師的困惑有以下兩點：第一，學生的科學知識、科學技能及科學思維等掌握情況可以通過考試的方式測評，但是學生的科學觀念、探究實踐及態度責任等科學核心素養無法僅通過紙筆測驗的方式考查，且目前尚未出臺權威且統一的測評依據及標準。第二，科學教師的專業發展缺少專家的專業性引領，且中小學生對于教師踐行科學教育加法實施效果及問題的反饋能力有限，加之專業的科學教師人數較少，來自教師學習共同體的有效反饋也相對較少。三、西部欠發達地區科學教育加法實施困境的突破（一）前期準備階段：針對需求與困境構建協同賦能的支持體系在前期準備階段，主要利益相關者（即學校管理者、科學教研員、科學教師及其他學科教師、師范類高等學校的教育者、家長等）關于科學教育加法的共性需求與普遍困境主要體現在以下三個方面：第一，在科學教育加法實施中，主要利益相關者的責任及角色不明確且認同度低。第二，他們在推進科學教育加法實施的過程中普遍存在畏難心理。第三，他們在如何有效且持續推進科學教育加法實施方面仍有困惑。針對以上三個問題，建議針對需求與困境構建協同賦能的支持體系。制定制度及構建支持體系從頂層設計及制度層面解決前兩個共性問題。針對第一個問題，中小學校是科學教育加法實施的主陣地，學校管理者、科學教師及其他學科教師、中小學生等都是核心設計者、組織者與變革者。教育行政部門和高等學校是科學教育加法的重要參與者和支持者，教研員通過片區教研沙龍、培訓及競賽等活動為科學教育加法的實踐賦能；高等學校通過科學教師職前培養及在職培訓，為其開展科學教育加法提供理論支撐與技術指導。家庭、科技館、博物館等都是科學教育物質資源環境與人文氛圍創設的重要參與者與提供者。此外，要實現利益相關者從“要我改革”向“我想改革”的思維轉變，需要引導他們在科學教育加法實施中將主體責任意識、角色與身份認同等與教師自身專業發展、職業道德修煉、區域科學教育質量提升、教育強國及科技強國等關聯起來，以激發各利益相關者主體改革的內生動力與活力。針對第二個問題，在西部欠發達地區科學教育加法實施的初步探索階段，教育行政部門應建立鼓勵創新、容許失敗、允許試錯的相關制度與規定。學校管理者應努力營造開放包容的氛圍，鼓勵創新，也應允許因教學變革造成學生科學學業成績暫時不穩定的情況，允許教師在教學變革中試錯。容錯機制與糾錯機制的構建與完善應該容許因缺乏經驗先行先試出現的失誤、探索性嘗試中出現的失敗或失誤、為推動科學教育加法教育改革中的無意過失，但是在失誤中也要守住底線，知錯即改，并從失敗中總結經驗教訓。糾錯機制是在試誤與錯誤發生之后，對其產生的緣由、過程及后果進行科學評估及原因分析，并通過科學論證與征求意見等程序及時給予糾偏和糾錯，將可能造成的損失降到最低。教育部門與高等學校合作為學校管理者及小學科學教師提供具有指導性與實操性的科學教育加法實施框架，鼓勵西部欠發達地區學校大膽嘗試探索科學教育加法教學改革，允許在嘗試錯誤的過程中不斷汲取經驗，持續改進。制度層面助力家庭、學校、社會機構的互聯互通，西部欠發達地區學校與東部發達地區學校、西部欠發達地區學校之間就“科學教育加法實施”結成聯盟并創立學習共同體，大膽探索，不斷創新。技術、資源與環境支持體系則聚焦解決第三個問題，即引導各核心利益相關者從“我想改革”向“我能改革”的思維轉變。圍繞中小學生科學核心素養培育建立“政府—學?！n堂”聯動的組織與資源保障體系。第一，高素質科學師資建設方面，師范院校與綜合類大學加快培養一批“有責任、有擔當、有專業素養”的、愿意扎根西部欠發達地區的中小學科學教師，同時加大與增強中小學科學教師轉型的支持力度與培訓實效。第二，完善一站式中小學生科學探索的資源共享與優質服務體系。營造崇尚科學探究的氛圍與環境，建設一批跨學科綜合實驗室與網絡資源共享平臺，依托高等學校，共享其智慧教室與實驗室等優質科學教育資源。第三，充分利用援疆計劃等支援開展西部欠發達地區科學教育加法優秀案例庫的建設、使用及完善等工作。以中小學生科學素養培育為目標，以科學核心概念為主軸，實現理論與實踐多維度的融合，高等學校、中小學及科研院所等跨界合作，大膽嘗試科學教育加法優秀案例庫的開發與建設。（二）實施過程階段：探索大中小學協同的地方特色科學教育加法發展模式以數字技術賦能科學教育為著力點，大中小學協同推進科學教育加法體系建設，強調大中小學一體化布局，體現科學教育貫穿全學段素養教育的理念?！靶W至中學各年級學段的科學教育需要有機銜接，中小學與職業教育階段科學類課程要相互聯系。”［2］一方面，指向“加法”的大學、中學與小學科學教育內容選擇、教學模式、學業測評與改進機制等前后貫通且相互銜接。緊跟中國教育數字化轉型要求，結合人工智能、5G、大數據等課程基礎，以螺旋上升的方式加強各學段科學教育內容的系統化設計，努力探索大中小學一體化的“互聯網+科學教育”教學模式。另一方面，大學理科科研團隊、教研人員及中小學科學教師等構成科學教育加法的“跨界共同體”，實現資源共享并以科教融合范式破除西部欠發達地區科學教育加法實施難題；以主題或項目為依托形成由大學教師、中小學教師、大學生、中學生及小學生等構成的跨學段、跨學科學習共同體。《義務教育科學課程標準（2022年版）》指出：“從學生已有經驗出發，選擇合適的情境素材，運用觀察、實驗、調查、制作等活動創設教學情境，提出有價值的問題，引發認知沖突，激發探究動機?！毙聲r代基礎教育階段科學教育加法的實施應注重地域特色與差異化發展模式，聚焦過程與結果并重的發展模式。西部欠發達地區還需要結合本地區實際情況，持續探索富有地域特色的科學教育加法發展模式。結合西部欠發達地區獨特的地質地貌、氣候環境、豐富的特產、獨特的建筑風格、穿戴服飾、禮儀習俗等，嘗試從“驗證取向”教學模式轉向“創新取向”教學模式。西部欠發達地區各中小學選擇適宜且典型的科學教育加法實施模仿樣板，由潛層的結構模仿逐漸過渡到深層變革理念與思路的模仿，并不斷嘗試將本地區學生的學情、區域思政元素、區域獨特的物質與人文資源等納入其中，開啟自主探索創新。中小學生科學學習領域不應局限于科學知識的積累、科學技能的掌握、科學思維的習得，更應關注科學文化與科學倫理的學習與熏陶?？茖W文化與科學倫理可引導學生樹立唯物主義世界觀和方法論，破除封建迷信，弘揚科學真理，維護民族團結，鑄牢中華民族共同體意識。結合西部欠發達地區的紅色資源、兵團精神、胡楊精神、優秀傳統文化、國家安全、民族團結等重大主題內容，將其有機融入科學教育中，幫助學生構建科學文化認知體系并形成文化自信，引導學生養成良好的科學道德觀與較強的社會責任感與使命感，摒棄功利主義、形式主義、主觀主義、拜金主義等不良風氣?；趯W生科學核心素養培育的跨學科主題教學是科學教育加法實施的主要方式之一?？茖W教育加法實施不能僅停留于科學知識簡單累積的基礎學習層面，還應上升到中小學生科學觀念、科學思維、探索實踐、態度責任等高級學習層面。最常見的兩種培養模式，即科學內部的跨學科主題教學模式與其他課程的嵌入式教學模式。第一種培養模式是將科學教育領域的四個跨學科概念（即物質與能量、系統與模型、結構與功能、穩定與變化）與時代發展、社會需要、中小學生學習需要與興趣等整合以建立完整的知識圖譜。例如引導學生了解及探究西部欠發達地區特產（例如青稞、羅布麻茶、藏紅花茶等）中的結構及富含的糖類、脂類、蛋白質、礦物質及維生素，明白其包含的人類健康所需的營養物質與能量。引導學生關注并熟悉特色農牧產品的生產、包裝、銷售及后續服務等整個系統的運作流程，感悟現代科技在助推農業高質量生產與便捷化銷售中的作用。引導學生深入體驗西部欠發達地區演奏樂器的來龍去脈，感受特色的民風民俗，并將之與農牧業特色文旅產業鏈開發與運作關聯起來。第二種培養模式是在其他課程教學、社團活動及社會實踐活動中開展跨學科主題式探究活動及項目式學習活動。西部欠發達地區學校應關注其他課程教學中科學教育價值的挖掘及應用，例如中小學道德與法治課程中民族團結“我們像石榴籽一樣緊緊團結在一起”主題系列活動之一是中小學生走進果園觀察石榴籽，從科學層面探究“石榴籽為什么要團結在一起？它們是如何團結在一起的？”?；诖艘龑W生理解各民族大雜居和小聚居的分布特點。學?？膳c當地企業或高等學校互聯互通，共建科學類社團并開展社會實踐活動，結合新時代科學信息技術新進展與學生的科學興趣，以學生為中心開展科學實驗與探索活動，充分挖掘學生的創新意識與創造能力。例如學生對紙皮核桃、冰糖心蘋果、紫色浪漫薰衣草等感興趣，建議學校聯系農場與當地農業科學研究所，組織學生帶著問題和假設開啟觀察、體驗、實驗等持續跟蹤的學習歷程。（三）評價反饋階段：問責機制與改進機制并駕齊驅2021年，國務院教育督導委員會發布的《教育督導問責辦法》中關注對教育部門及相關工作人員履職盡責等方面的行政層面教育問責，兼具監督與指導的功能。西部欠發達地區科學教育加法的落實也屬于教育督導范疇。構建以“發展取向”的問責目標、明確的問責主客體、權威且彈性的問責標準、可操作性的問責方法與工具等為圈層，以體