面向科学教育专业的科学学科核心素养养成策略分析

2022.10.19

李娟何君辉陈典

摘要：科学教育专业科学学科核心素养的养成对学生科学素养与综合素质的提升有着重要作用。STEM教育是培养科学学科核心素养的有效途径，可基于两种方式进行：一是构建符合科学教育专业人才培养需求的STEM课程;二是开展融入STEM教育理念的科学学科活动。作者以科学教育专业地理课程教学为例，进行了基于STEM教育综合发展学生学科核心素养的教学实践探索。

关键词：科学教育专业;科学学科;学科核心素养;STEM教育

中图分类号：G420 ? ? ? ? 文献标志码：B ? ? ? ? ?文章编号：1673-8454（2019）22-0072-03

为了更好地落实教育部提出的《中国学生发展核心素养》，培养符合国家发展需要以及具备终身发展与适应未来社会关键生存能力的人，学科核心素养已经主导了当下新一轮的课程与教学改革。在分科教学体制下，科学学科（物理、化学、生物、地理等相关学科）核心素养的养成对提高学生的科学素养与综合素质发挥着不可替代的作用。但在高等教育领域，围绕科学学科核心素养的研究还较为缺乏。对于以培养中小学科学教师为目标的科学教育专业来说，物理、化学、生物、地理等相关科学课程属于核心专业课程，学生学科核心素养的养成尤其要被关注和思考。

一、科学教育专业的科学学科核心素养分析

1.科学教育专业的科学学科核心素养框架

学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生核心素养在特定学科（或学习领域）的具体化，学生学习该学科（或特定学习领域）之后所形成的具有学科特点的关键成就[1]。不同科学学科对核心素养的养成有着不同侧重点，如何培养学生科学学科核心素养成为科学教育领域的研究热点。借鉴2018年教育部对高中阶段各科学学科核心素养的权威界定，科学教育专业的科学学科核心素养体系如表1所示。结合该专业科学学科的教学内容与学生核心素养发展需求来看，该界定对科学教育专业的人才培养具有很好的适用性和指导意义。但从学段和专业发展需求分析，科学教育专业学生的科学学科核心素养培养应具有自身的特点。

2.科学教育专业的科学学科核心素养特点

（1）拓展性

相较于基础教育、中等教育阶段，科学教育专业的科学课程教学专业性更强，难度更大。对该专业学生的科学学科核心素养培养应该有着更高的要求，要在素养习得的广度和深度上得到更进一步的拓展和提升。如要求学生具有跨学科知识的横向融合与迁移转化能力，能够综合运用知识解释与解决复杂实际问题的能力等。教师应当思考如何在教学中通过有效的途径拓展其高阶思维，促进深度学习，帮助学生养成高阶的科学学科核心素养。

（2）專业性

高等教育阶段科学学科核心素养的培养必须结合学生的专业特色与职业岗位需求，为学生的专业和就业服务。科学教育专业学生作为师范生，有着当代大学生和未来科学教师的双重身份，在发展其科学核心素养的教学中，应尽可能对接中小学科学教学的知识与技能需求，促进其专业素养的提升，如培养学生科技制作和科学实验的指导与创新能力。

二、基于STEM教育理念发展学生科学学科核心素养的适切性分析

STEM教育强调通过项目式学习方式将科学、技术、工程与数学进行有机融合，被公认为“有助于培养学生的科学探究能力、创新意识、批判性思维、信息技术能力等未来社会必备的技能和创新能力”，是培养学生核心素养的最好载体[2]。而这些能力也是进行科学探究活动的重要组成部分，在科学学科教学中，以STEM教育的理念指导科学探究活动的设计和实施不仅适切，且极有必要[3]。STEM教育与科学教育的融合是国内开展STEM教育实践的主要方式，也是科学教育领域教育改革的主要方向。

1.STEM教育是培养科学学科核心素养的良好载体与途径

科学、技术、工程与数学四门学科具有很好的相通性和渗透性，能很好地实现跨学科知识的有机整合。融入STEM教育理念的科学学科教学与传统的科学课相比，能让学生在真实情境中聚焦工程任务，综合运用多学科知识与数学工具、技术手段解决现实问题，更好地培养学生STEM素养与学科核心素养。加上STEM教育具有跨学科特性和STEM+的可延伸性，如融入艺术（Art）的steam等出现，使得STEM项目涉及的内容可包罗万象，更好地帮助学生在综合素养上进一步提升，体现科学学科核心素养的高阶性。

2.STEM教育在科学学科教学中需要关注学科核心素养

有学者提出STEM教育带有强烈的社会功利性色彩，应该去除功利化，回归教育的本质[4]。而通过以学科核心素养为导向，在STEM教学过程中兼顾学科核心素养的培养目标，能帮助教师避免过度使用偏向于应用工程模型的STEM项目，追求STEM产品的生产，因而更好地实现科学学科的育人价值，把握好科学教育的本质。因此，融合STEM教育理念的科学教育应重点关注科学学科的核心素养。

三、基于STEM教育发展科学学科核心素养的策略

在科学教育专业中，基于STEM教育理念发展学生科学学科核心素养可通过两种策略：一是构建符合专业人才培养需求的STEM课程，在教学中兼顾STEM素养与科学核心素养;二是开展融入STEM教育理念的学科活动，延伸STEM学习的场所和时间，综合发展学生核心素养。

1.构建符合科学教育专业人才培养需求的STEM课程

包括跨学科整合知识构建系列成熟的STEM项目，形成一门独立、稳定的STEM课程以及分别在物理、化学、生物、地理等相关科学课程中引入系列符合学科主题特色的STEM项目，促进科学课程的STEM化。科学教育专业开设的科学类课程比较全面丰富，在深度整合多学科知识设计STEM项目并建设STEM课程方面具有独特的优势。在STEM教育的发展趋势下，STEM项目走向课程化成为一种必然[5]，更符合当下科学教育专业人才培养的需要，将能更大程度地发挥STEM教育的人才培养价值。