摘要: 随着科学技术的快速发展，科学教育在培养创新人才方面的重要性日益凸显。然而，在乡村地区，小学科学教育面临着诸多挑战。本研究以重庆市某乡村小学为例，采用访谈法、课堂观察法等深入乡村小学进行调研，收集了关于乡村科学教育资源、教师队伍、教学方法等方面的第一手资料。依据调查结果进行分析，发现乡村小学科学教育存在教育基础设施匮乏、教师数量不足、教师专业素养较低、教学方法和评价方法单一、学生综合能力偏低等问题。主要是由科学教育资源分配不均、教师职业发展和激励机制不完善、科学教育观念落后、家校社的合作和沟通不足等引起。基于此，乡村小学需要加大科学教育基础设施投入、加强科学教师队伍建设、完善科学课程评价体系、充分利用本土资源、落实家校社合同育人机制。这有助于促进乡村小学科学教育的发展，提高乡村学生的科学素养，为乡村地区的可持续发展培养更多优秀人才，实现乡村振兴。
Abstract: With the rapid development of science and technology, the science education in cultivating innovative talents is becoming more and more important. However, in rural areas, the primary school science education faces many challenges. This study took a rural primary school in Chongqing as an example, used interview method and classroom observation method to investigate rural primary schools, and collected first-hand information on rural science education resources, teachers, teaching methods and other aspects. According to the analysis of the survey results, it is found that the science education in rural primary schools has some problems, such as lack of educational infrastructure, insufficient number of teachers, low professional quality of teachers, single teaching methods and evaluation methods, and low comprehensive ability of students. It is mainly caused by the uneven distribution of science education resources, the imperfect career development and incentive mechanism of teachers, the backward concept of science education, and the insufficient cooperation and communication between home, school and society. Based on this, rural primary schools need to increase the investment in science education infrastructure, strengthen the construction of science teachers, improve the evaluation system of science curriculum, make full use of local resources, and implement the contract education mechanism of home-school and social organizations. These will help to promote the development of science education in rural primary schools, improve the scientific literacy of rural students, train more outstanding talents for the sustainable development of rural areas, and realize rural revitalization.
1. 引言
随着科学技术的不断发展，全球竞争加剧，加强科学教育已成为世界各国保证并提升科技竞争力与国家综合竞争力的重要手段。近年来，我国对科学教育的重视程度也不断提升。2023年2月，习近平总书记在二十届中共中央政治局第三次集体学习时强调：“要在教育‘双减’中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。”同年5月，教育部等十八部门联合发布《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》中提出通过3至5年努力，在教育“双减”中将做好科学教育加法的各项措施全面落地[1]。
小学阶段的科学课作为科学的启蒙课程，在培养学生的科学素养和创新能力上起着不可比拟的作用，其实施情况在一定程度上决定了未来我国公民的整体科学素养和创新能力。在乡村振兴战略的背景下，国家对乡村教育的重视也在不断提升。科学教育作为基础教育的重要组成部分，国务院印发的《全民科学素质行动规划纲要(2021~2035年)》明确提出，将在“十四五”时期着力提升基础教育阶段科学教育水平，特别是农村中小学。目前，大多数的乡村小学都按照《义务教育科学课程标准》的要求设置了科学课，配备了科学实验室。然而，由于地理位置偏远、经济条件限制等因素，乡村小学科学教育与城市小学科学教育存在明显差距。在已有研究中指出，受应试教育思想影响，科学课常被视为“副科”，存在被挤占现象，乡村小学基础设施和教师队伍素质也较为落后，这些差距不仅影响了乡村科学教育的质量，也制约了乡村学生全面发展的可能性。
2. 乡村小学科学教育之困
2.1. 科学教育基础设施匮乏
基础设施为科学教育提供基础保障，是有效开展科学教育和提高教学质量的重要物质条件。乡村小学科学教育基础设施匮乏是一个普遍存在的问题，这不仅影响了农村儿童的教育质量，也制约了乡村振兴战略的实施。教育公平理论强调每个学生都应享有平等的教育机会和资源。与城市学校相比，乡村小学在科学教育基础设施方面存在明显差距。此次调研的乡村小学共有18个教学班，但仅设有1个科学实验室，无法满足每个班级的每一节实验课都能够在科学实验室里进行。另外，实验室设备、实验耗材和教学工具较为简陋，学校也很少更新和维护实验设备，学生只能完成一些基础简单的实验，这导致科学教学往往依赖于传统的讲授方式，这严重限制了学生亲自动手实践的机会，难以满足现代科学教育的实践性和探究性要求。而城市学校往往能够更快地更新和维护科学教育设施，除了基本的科学实验室外，还提供了更丰富的科学教育资源，以跟上科技发展的步伐，例如科技馆、植物园、气象台等。
2.2. 科学教师数量不足
我国科学教师的数量远低于其他学科。2022年全国小学科学专任教师24万人，校均科学教师人数为1.61人/校，数量严重不足[2]。在乡村地区，科学教师数量更少，且存在较严重的流失情况。此次调研的乡村小学共有18个教学班，每个班级每周设两节科学课，但全校只有1位专任科学教师，科学教师配比严重不足。1位科学老师难以承担18个教学班的科学教学工作，所以其他学科的教师不得不承担一部分科学课程的教学工作，这导致教师教学负担重，教学压力大，不仅影响科学学科的教学质量，其他学科的质量也得不到保证。
2.3. 科学教师专业素养较低
高质量的科学教育离不开高素质、专业化、创新型的科学教师，而科学教师的专业提升是教研工作的时代使命与担当[3]。优秀的科学教师更倾向于选择在城市工作，导致乡村小学科学教师队伍的整体素质相对较低。乡村小学的科学教师普遍缺乏科学教育背景和足够的教学经验，大多数的科学教师都是由以前的数学、语文教师担任。这些非专业的教师缺乏科学教育背景，教学内容流于表面，难以有效地引导学生，培养学生的科学思维和科学认知能力。一方面，乡村小学科学教师有着繁重的教学任务，这在一定程度上影响了他们专注于提升科学教学能力的可能性。另一方面，乡村科学教师面临的培训机会较少，再加上乡村小学教师老龄化较为严重，导致他们在教学创新与知识创新等方面的意识和动力不足，难以及时更新教学理念和方法。例如，在讲解复杂的物理原理时，专业的教师能够通过生动的实验和案例让学生轻松理解，而乡村教师可能由于自身知识储备不足，只能进行简单的理论讲解。
2.4. 教学方法和评价方法单一
义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性[4]。科学教育理论强调培养学生的科学素养和探究能力。而乡村小学的科学教学方法多采用讲授法和演示法，过于注重知识传授，忽视了学生的探究能力和实践技能的培养。缺乏启发式、探究式、开放式的教学方式，难以激发学生的学习兴趣和科学思维。例如，在讲解植物的生长过程时，只是让学生背诵知识点，而没有组织学生进行实地观察和实验。在评价方法方面，乡村小学多采用“课堂表现 + 书面考试”相结合的评价体系，但评价主体单一，都是由教师对学生进行单方面的评价。评价体系只关注学生对相关科学理论知识的掌握，而未包含学生的创新能力、实践技能、科学态度和价值观等，忽视了对学生科学核心素养的评价，也忽视了学生在课堂中的获得感与参与度。
2.5. 乡村学生综合能力偏低
由于家庭环境和社会环境的影响，乡村学生的综合能力普遍偏低。首先，乡村学校学生语言表达能力欠佳。例如，在“用导线连接小灯泡”的科学实验课上，乡村学生有较强的动手能力，能够快速完成实验，点亮小灯泡。但让他们讲述实验过程时，大多数学生都无法用语言准确讲述实验过程。这降低了课堂上师生互动的有效性，教师也不能及时得到学生的反馈。其次，乡村学生大多缺乏自我管理能力，实验课上随时随意摆弄实验器材、忽视教师的讲解、交头接耳等现象频发，从而影响了教学进度。此外，学生的团队协作意识淡薄，在分组实验中，学大多数学生以自我为中心进行实验操作，缺乏同伴之间的交流与合作，不利于培养学生的科学素养和创新精神。
3. 多维因素导致乡村小学科学教育的困境
3.1. 科学教育资源分配不均
乡村地区的地理位置偏远，科学教育资源总体上较为匮乏。这包括教育经费、教学设施、教学材料等各个方面。乡村地区的学校往往缺乏必要的科学教育设备，如实验仪器和实验室设施，这限制了学生进行科学实验和探究的机会。与城市学校相比，乡村学校在图书、计算机等教育资源的分配上存在明显差距，这影响了学生获取知识和信息的能力。近年来，国家已经在政策上提出了对乡村教育的支持。例如，国务院印发的《全民科学素质行动规划纲要(2021~2035年)》中强调了加强科学教育基础设施建设和配备，以及加大科学教育活动和资源向农村倾斜力度的重要性。虽然在缩小城乡教育差距方面取得了一定的进展，但乡村小学在科学教育资源方面仍然较为落后，这影响了乡村学生的教育质量和未来发展。
3.2. 教师职业发展和激励机制不完善
乡村小学科学教师参加培训和外出学习的机会较少，往往缺乏系统的职前教育和持续的职后培训，这导致他们在科学知识和教学技能上的更新滞后，不利于教师的职业发展，也难以适应现代科学教育的需求。乡村小学缺乏有效的激励机制，教师职称晋升名额少，看不到个人发展前途，这影响了教师的积极性和职业忠诚度，进而影响了他们的专业成长和教学质量。再加上乡村地区的地理位置偏远，教学条件艰苦、教育设施缺乏、教育资源较差，优秀或年轻的教师不愿意长期在乡村学校任教，乡村小学在招聘和留住专业科学教师方面面临更大的挑战。
3.3. 科学教育观念落后
在乡村地区，科学教育仍然受到传统教育观念的影响，大多数乡村小学的教师以及学生家长只重视语文、数学等“主科”教育，未能充分认识到科学教育在培养学生综合素质中的重要性，以及小学科学与中学物理、化学、生物等学科的衔接作用，从而忽视科学教育的重要性。受到长期积累的主副科划分和应试教育的深刻影响，义务教育阶段的科学教育在实施过程中严重偏离了学科育人这一根本出发点，与培养创新精神和实践能力之间的矛盾日益突出[5]。科学课程往往被视为次要科目，缺乏足够的教学时间和资源，导致科学课程的地位和课时得不到应有的保障。
3.4. 家校社的沟通与合作不足
小学科学知识的教学，不是仅在课堂上就可以完成，需要家庭、学校和社会的沟通和合作。科学知识与日常生活息息相关，但乡村地区家长的教育水平普遍较低，缺乏培养孩子科学素养的能力。此外，许多乡村家庭的父母为了生计选择外出打工，孩子交给祖辈照看，成为留守儿童。对于农村留守儿童来说，家庭教育主体是否具有责任意识、责任意识的强弱程度如何都有可能影响家庭教育质量，进而影响农村留守儿童的健康成长与发展[6]。这些情况导致学生家长在家校社合作中的参与度和效果有限。学校方面未能发挥在家校社合作中的主导作用，在实践中，学校和家庭的主要沟通方式是家长会，频率低，流于形式。乡村地区社会资源相对不足，家长和社区参与学校活动的机会较少。影响了家校社合作的深入和广泛。家校社之间缺乏有效的沟通和交流的桥梁，导致三方难以形成合力。
4. 乡村小学科学教育的解困之策
4.1. 加大乡村小学科学教育基础设施的投入
政府和教育部门应增加对乡村教育的财政投入，特别是科学教育的专项资金，确保有足够的经费用于购置教学设备、改善教学环境。为乡村小学建设或升级科学实验室，配备必要的实验器材和安全设施，确保学生能够进行科学实践操作。开发和提供适合乡村小学的科学教育材料和课程资源，包括教科书、实验指导书和数字教学资源。在学校自身资源匮乏的情况下，积极与外部机构或专业人士合作，借助其他方式为学生提供不一样的“科学课”。例如利用网络资源，让学生观看科学实验视频、科普讲座等，或者与其他学校、科技馆等开展合作交流活动。这有助于提高乡村小学的科学教育质量和教育水平，缩小与城市的差距，确保每个孩子都能够享受到公平且有质量的科学教育。
4.2. 加强乡村小学科学教师队伍的建设
百年大计，教育为本；教育大计，教师为本。加强乡村小学科学教师队伍的建设是提升农村教育质量、促进教育公平的关键。乡村中小学科学教师数量和教学质量问题是农村科学教育发展的痛点[7]。乡村小学科学教师在数量和专业素养上都存在明显的不足，需要加大投入。首先，应加强在职教师的培训。通过“国培计划”等项目，为在职乡村科学教师提供定期的专业培训，更新教育理念和教学方法。还可以开展远程和网络培训，利用信息技术手段，为乡村教师提供远程培训资源，包括网络课程、在线研讨会等，以弥补地理限制。其次，应多层次引入人才，提高乡村小学科学教师配比。借助“特岗计划”吸引优秀高校毕业生到乡村就业，优化科学教师队伍，提高科学教育质量。《新时代基础教育强师计划》中指出，支持部属师范大学和高水平地方师范院校，根据各地需求，每年为中西部欠发达地区定向培养一批高素质教师，发挥示范带动作用，推进各地进一步加大县域普通高中和乡村学校教师补充力度。最后，应提升乡村小学科学教师的稳定性。要让科学教师“下得来，留得住”，合理提高乡村小学科学教师的待遇、畅通乡村小学科学教师的专业发展通道，从生活和职业发展多层面留住教师，提高乡村小学科学教师的稳定性。
4.3. 完善科学课程评价体系
《义务教育科学课程标准(2022年版)》强调构建素养导向的评价体系，改进结果评价，强化过程评价，重视“教–学–评”一体化，发挥评价的诊断功能、激励作用和促进作用。因此，在制定评价标准时要因地制宜，考虑到乡村小学的特点，制定适合的评价标准，反映乡村学生的实际发展水平和潜力。在实施中，选用多样化评价方法，除教师对学生的作业评价、实验操作评价外，增加自我评价与同伴互评。而在评价指标方面，不仅关注学生对知识的掌握情况，也要关注学生的探究能力、创新精神和实践技能，以及学生在科学课堂上的参与度和获得感。
4.4. 充分利用本土资源
我国96.7%的农村小学多分布在镇村一级地区，学生天天置身于广阔的大自然中，与鸟兽虫鱼为伍，与山川草木相伴[8]。与城市学校相比，乡村学校特殊的地理位置为科学教育提供了一些独特的优势。陈鹤琴提出的“活教育”思想中指出大自然、大社会都是活教材[9]，强调将大自然和社会环境作为教育内容的源泉和背景，让学生在直接接触和体验中学习。乡村天然存在河流、湿地、山林等丰富的“地方境脉”，这为科学教育提供了丰富的实践资源。学生可以在自然环境中直接观察植物生长、动物行为，进行天文观测等，这种亲近自然的体验是城市学校难以比拟的。因此，乡村小学可以根据当地实际，合理开发乡村本土的教育资源，开展与当地生活紧密相关的科学教育活动或开发校本课程。例如，从农作物、家禽、地理位置特色等学生熟悉的事物入手，靠近山林的学校可以开展自然观察和生态研究活动，农业发达地区的学校可以侧重于农业科学知识的传授和实践。这样不仅能够提升学生的科学素养，还能够让学生更好地了解和热爱自己的家乡，使学生能够在实践中学习和体验科学，激发学生学习科学的内在动机，同时加强学生探究实践能力。
4.5. 落实家校社协同育人机制
教育部等十三部门发布的《关于健全学校家庭社会协同育人机制的意见》中明确提出了加强学校与家庭、社会协同育人的措施，强调了政府在其中的作用，以及学校、家庭和社会应如何合作以促进学生的全面发展。落实家校社协同育人机制是一个系统性工程，需要家庭、学校、社会等多方的共同努力。根据利益群体理论，学校与家庭，学校与社会，社会与家庭关系是基于个体发展而建立的共同利益群体，三者只有协同合作才能实现共赢[10]。首先，政府应出台相关政策，鼓励和支持乡村小学与社会机构建立合作关系，提供必要的政策支持和资金补贴。其次，家校社三方需要更新教育观念，明确在协同育人中的职责，确保各司其职，形成育人合力。在家校之间建立和完善日常沟通途径，保持密切联系，共同关注学生成长。定期组织家校社协同育人活动，如家长会、家庭教育讲座、社区服务等，增强家长教育意识和能力。社区方面，鼓励乡村学校与社会资源如图书馆、博物馆和科技公司等建立合作，为学生提供更丰富的学习资源和体验机会。例如“青少年科技素养提升计划”和华为“科技小学堂”项目，开阔乡村学生的视野。同时，可以利用乡村独特的地理优势，与当地农场、工厂合作，为乡村学生提供更多学习科学知识、提高实践能力的机会。
科学教育对于提升国民科学文化素质、培养科技创新人才、推动社会进步和实现国家的长远发展具有不可替代的重要作用。小学科学教育能很好地对学生进行科学启蒙，但在大部分乡村小学，科学教育存在着很多问题都亟需解决。通过本研究，我们深入分析了当前乡村小学科学教育面临基础设施匮乏、教师数量不足、教师专业素养较低、教学方法和评价方法单一、学生综合能力偏低等问题，这些问题的存在严重制约了乡村小村小学科学教育质量的提升。然而，通过加大科学教育基础设施投入、加强科学教师队伍建设、完善科学课程评价体系、充分利用本土资源、落实家校社合同育人机制等对策，我们相信乡村小学科学教育的困境可以得到有效缓解，为乡村振兴战略培养必要的人才基础。
基金项目
西南民族大学2024年中央高校基本科研业务费专项基金项目。项目名称：乡村小学科学教育的现状、问题与对策研究——以重庆市某乡村小学为例(项目编号：2024SYJSCX77)。