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黨的二十大報告將教育、科技和人才統籌部署，作為全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰略性支撐，體現了當前我國科技創新和人才培養任務的重要性和緊迫性。科學教育作為科技創新人才培養的主要陣地和關鍵環節，將責無旁貸地承擔起自主培養拔尖創新人才的時代重任。習近平總書記強調要在教育“雙減”中做好科學教育加法，培養具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體。當下做好科學教育加法的關鍵一步在于落實青少年的科學高階思維培養。

“重知識而輕思維”是我國高校科學教育長久以來的弊病。國家大型教育測評和比較研究持續揭示我國中小學生科學基礎知識和技能掌握扎實，而在復雜認知和高階思維能力方面表現欠缺的事實。如PISA測評顯示，我國四省市中學生科學學業成績名列前茅，但合作式問題解決能力、科學認識論和STEM職業期望等相對薄弱。中美學生科學推理能力的對比研究顯示，我國學生比美國學生多接受了近三年的物理課程學習，雖然使得我們的科學知識掌握水平顯著高于美國學生，但科學推理等高階思維能力卻與美國學生持平。因此，實現從“雙基”教學到高階思維的科學教育育人目標升級勢在必行。

美英日等國都將包括比例推理、定量思維、批判性思維和計算思維在內的高階思維能力納入到基礎教育科學課程標準中。我國近年來也逐漸重視將思維培養作為青少年科學教育的基本落腳點之一。2022年版義務教育物理、化學、生物和科學課程標準也都將模型建構、推理論證和創新思維等科學思維列為科學核心素養的重要結構維度。深入推進并落實青少年科學高階思維能力的培養，必將成為驅動科學教育改革發展并落實科學教育加法的核心動力。但面對當前育人機制、教師發展、方法策略等薄弱環節，亟須多點施策發力，以實現青少年科學高階思維培養的精準突破。

首先，明晰科學高階思維內涵，探索青少年科學高階思維發展的內在機理。科學高階思維不僅包括單個的思維技能，還包括單個思維技能的交互整合和影響關系。科學高階思維作為一個動態交互的綜合能力系統，體現在學生創造性地解決科學問題的過程之中，并且以科學推理、論證和建模能力為核心“執行者”，以元認知和批判性思維作為“反思者”，以科學態度、動機和效能感為“調控者”，全面詮釋學生科學學習的認知與非認知過程。鑒于當前科學高階思維系統的教學和評價工作還處于起步和探索階段，首先應加強對各學科領域科學高階思維系統各維度能力的認識與探索，落實在其培養目標、教學內容和教學實踐方面的政策標準；同時，也應通過理論與實踐研究挖掘青少年科學思維發展的關鍵證據和內在機理，為青少年科學高階思維培養體系筑牢科學地基。

其次，強化科學教師專業發展支持，以跨學科實踐助力科學高階思維發展。強教必先強師，需要在教師專業發展中全面推進跨學科實踐與合作式問題解決教學，以助力科學高階思維的培養落實。統籌科學教師全過程培養人才鏈，面向不同發展階段和專業需求的教師開展教學實踐培訓，一方面應積極開展跨學科教學實踐活動，如開展專題講座或新課標優秀課例展示活動等，使教師在實操體驗中深刻體悟科學教學的探究性和實踐性本質并強化思維型教學信念；另一方面，組建科學教師跨學科教研共同體，通過研訓結合活動推進各級教師的聯動合作，以提升教師科學高階思維的教學技能。

最后，拓展非正式學習場域的思維教學，創新科學高階思維教學模式。科學課堂的教學模式、方法與策略是推進科學高階思維培養的關鍵。非正式場域的科學學習同樣對青少年的科學思維發展意義重大，因此，應充分利用科技館和博物館等公共資源和設施環境，以拓寬青少年科學高階思維培養的場域范圍。同時，科學教師也應不斷探索創新，積極開展項目式教學、探究式教學以及STEM教學活動，用行動有效踐行科學高階思維培養的教育目標。

（作者單位均系北京師范大學科學教育研究院）

《中國教師報》2023年04月19日第13版

作者：王晶瑩 周丹華