乡村学生科学素养培育的本体优势、现实困境及突破路径
作者： 付卫东 于旭晨摘 要：乡村科学教育作为乡村学生科学素养培育的关键环节，承载着振兴乡村教育的重要使命，探索乡村学生科学素养培育的本体优势、现实困境及突破路径具有重要现实意义。在全面推进乡村振兴视域下，乡村自然资源、生活实践、本土文化分别构成了乡村学生科学素养培育的生态优势、场域优势和人文优势。在实践中，乡村学生科学素养的培育面临三大困境：科学教学体系保障与乡村学校实施条件之间的矛盾造成体制窠臼，科学教师素养要求与乡村师资队伍建设之间的差距形成师资羁绊，科学教育家庭支持与乡村家长教育观念之间的冲突引起协同藩篱。将乡村学生科学素养的培育作为振兴乡村教育的新引擎，需要做好以下工作，以突破三大困境：一是革新教学要素，构建在地化乡村科学教育体系；二是强化师资培育，锻造高素质乡村科学教师队伍；三是推动协同育人，打造多主体乡村科学教育格局。
关键词：乡村学校；乡村学生；科学教育；科学素养；突破路径
中图分类号：G54
文献标识码：A 文章编号：1674-7615（2025）02-0031-09
DOI：10.15958/j.cnki.jywhlt.2025.02.004
科学教育作为塑造科技创新人才、引领教育强国建设的关键驱动力，其核心聚焦中小学生科学素养的培育，为国家科技竞争力与创新活力奠定坚实的基础。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［1］。2023年5月，教育部等十八部门发布《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》（以下简称《意见》），着眼于全面推进全体学生的科学素养培育，明确指出要提高学生科学素质［2］。同年6月，教育部办公厅正式发布《基础教育课程教学改革深化行动方案》，明确将“科学素养提升行动”确立为此次教学改革的核心任务之一［3］。显然，在科学教育全局性部署的时代，科学素养培育呈现出适应科技发展和教育改革的新样态。
乡村教育作为乡村振兴战略中的重要环节，在乡村学生科学素养培育中承担着举足轻重的责任。与城市相比，乡村教育发展具备天然的地理特色，并以文化传统作为架构基础，有着区别于城市的科学教育地缘优势［4］。现阶段，乡村学校因长期缺乏教师、资金和技术的支持，未能建立师资、课程、教学一体化的乡村学生科学素养培育体系［5］。鉴于此，本研究试图探寻科学素养培育在乡村教育地域中的独特优势，探索突破乡村学生科学素养培育困境的有效路径，以期弥合城乡教育差距，推动乡村科教事业发展，从源头上助力乡村振兴。
一、乡村学生科学素养培育的本体优势
（一）乡村自然资源：乡村学生科学素养培育的生态优势
乡村地区因其独特的自然环境而展现出与生俱来的生态优势，植物、动物、矿物等资源在乡村随处可见，为乡村学生科学素养培育提供了有利条件。一方面，任何科学知识都不是孤立存在的，都必须以地方性的“默会知识”为基础［6］，乡村学生通过日常生活中的观察与体验，对当地地质构成、动植物习性、节气变化等有着深刻的认识。不仅如此，乡村自然资源所蕴含的感性材料，使得乡村学生能够积累繁多的知识，并作为科学素养培育的基础性和先导性内容，为相关学科的学习奠定基础［7］。另一方面，区别于借助实验设备开展的科学探究，实地调查、科学实验等教学形式在田间地头就能轻松实现。例如，利用乡村自身具备的自然资源能够开展“绿野芩踪寻黄芩”“豆子变形记”“鱼菜共生实验”等科学实践，提升科学素养。这种具身式的学习过程，不仅能够弥补实验室“离身”情境下的认知不交互与僵化，还能帮助乡村学生形成对自然和生活的深刻理解与感知，充分挖掘乡村学生发展潜能，对科学素养的培育产生积极效应。
（二）乡村生活实践：乡村学生科学素养培育的场域优势
依据“场域理论”可知，乡村基础教育所处的场域呈现多维交织、复杂互动的格局，涵盖教育、文化、科技、社区等多个子场域，各子场域之间既自主与独立，又紧密关联与依存［8］。具体来看，家庭、学校、社区作为乡村科学教育协同主体，能够秉持开放合作、资源共享的理念，深入挖掘并有效利用乡村地区丰富的生活实践资料，开展一系列提升学生科学素养的实践活动，有效延展科学教育的场域空间。其一，乡村家庭以农耕文明培育学生科学素养。农耕文明中的节气知识、水利灌溉技术、农作物种植经验等，都是古代劳动人民在长期实践中积累的科学成果［9］。乡村学生通过亲身参与农事活动，在潜移默化中学到科学原理、技术发明等方面的知识，使得科学素养的提升过程兼顾工具理性与价值理性。其二，乡村学校以校本课程培育学生科学素养。乡村学校依托本土资源环境，实施问题驱动、项目式和跨学科等教学方法，有效缩小乡村学校因缺乏现代教学设备所带来的科学教学“鸿沟”。例如，山东某乡村小学采用STEAM教学模式，引导学生利用物理的杠杆原理、数学计算、工程设计等知识，共同探索一种高度可调节的梯子解决方案，以优化大棚樱桃采摘的效率［10］。其三，乡村社区以社会网络搭建科学素养培育的桥梁。以乡村社区为核心，将科学知识与农民发展、农业生产、农村建设联系起来，充分发挥行政辐射和引领作用，为提升乡村学生的科学素养不断注入活力。
（三）乡村本土文化：乡村学生科学素养培育的人文优势
科学教育家贝尔纳（John Desmond Bernal）于1939年首次提出科学教育的人文化这一议题，他认为应打破科学与人文相互对立的局面，代之以科学教育的人文化［11］。低层次的科学教育局限于知识的灌输与获取，难以窥见科学的完整面貌和内在精髓，忽视了科学教育的应有之义。对比之下，高层次的科学教育更侧重于激发学生的探索欲、创造力以及对科学的追求，以科学精神和人文底蕴为基石，共同构筑起科学教育的价值体系［12］。作为乡村社会的灵魂与根基，乡村本土文化承载着丰富的历史信息、人文精神和民俗风情，是科学素养和人文底蕴培育的沃土。其一，乡村传统技艺彰显科学的文化价值。诸如农耕实践、手工艺品制作及草药炮制工艺等乡村传统技艺，不仅是村民在长期的实践中积累的经验知识，还体现了村民对自然的深刻理解和科学运用。通过学习和传承传统技艺，乡村学生能够感受到科学的实用性和文化价值，激发其科学兴趣，引导其以文化的视角审视科学问题，从而加深对科学的理解和认同。其二，乡村民俗习惯反映科学的人文旨趣。在历史长河中不断演化与积淀，乡村民俗习惯构成了独具地域特色的乡村文化生态，不仅映射了人们对自然界运行规律、生命循环不息以及社会结构的理解与尊重，而且展现了科学与人文在日常生活实践中的深度交织。例如，通过观察星象以预测农时，既体现对古代天文学知识的应用，也蕴含人与自然和谐共生的哲学思想；利用传统草药治疗疾病，则是民间医学与自然科学知识的结合，同时传递了对生命健康与疾病防治的人文关怀。
二、乡村学生科学素养培育的现实困境
（一）体制窠臼：科学教学体系保障与乡村学校实施条件的矛盾
科学素养的培育以科学教学为基础，而科学教学作为一个系统工程，需要构建灵活创新的课程体系，实施精准高效的教学与活动，建立健全的配套制度体系，建立以学生科学素养为核心的评价体系［13］。事实上，受限于教育资源的不完善和结构性缺失，乡村学校普遍难以构建起真正意义上的科学教学体系。具体来看，主要表现为三个方面：一是由于缺乏科学的课程规划，乡村学校在科学课程的开设上往往显得零散无序，难以形成连贯的知识体系。加之应试教育观念的影响，科学课程在课程安排上常被边缘化，导致科学课程难以开齐、开足。二是多数乡村学校仍以考试成绩作为评价学生科学素养的主要标准，忽视对学生实践能力和创新能力的全面评价。“一刀切”的评价方式无法真实反映学生的科学学习水平和潜力，也无法有效激励学生积极参与科学实践和探究活动。三是乡村学校基础设施不足，实验室设备、实验耗材和教学工具更新缓慢，难以满足现代科学教育实践性与探究性的要求，致使乡村学校开好科学课程几近奢望。因此，种种因素的层层叠加，严重削弱了科学教学的质量和效果，成为乡村学生科学素养全面提升道路上的窠臼。
（二）师资羁绊：科学教师素养要求与乡村师资队伍建设的差距
具备科学素养的乡村教师群体，是驱动乡村学生科学素养培育进程的关键因素，而专业化的科学教师师资力量，则构成这一培育体系的核心引擎。长期以来，由于乡村地理位置偏远、生活条件艰苦，加之受乡村教师薪资不优厚、师资待遇不完善等诸多因素影响，城乡科学教师配比严重失衡［14］。此外，乡村科学教师队伍建设面临三个方面的问题：其一，乡村专任科学教师数量严重不足。2021年教育部基础教育教学指导委员会科学教学专委会对我国小学科学教师队伍现状的调查显示：乡村小学的兼任科学教师占比高达84.7%，其中文科背景教师占比为32.3%，兼任教师在知识与信念、专业发展、教学实践等方面表现明显不如专任教师［15］。其二，乡村科学教师教学观念落后，与现代教育理念脱节。乡村科学教师在教学理念上普遍较为保守，许多教师仍沿用传统的教学方法，重知识传授而轻能力培养，忽视对学生科学探究精神、创新思维和问题解决能力的培养。同时，对新课程标准、科学教育目标及科学教学方法的理解不深，缺乏将科学知识与生活实际相结合、引导学生进行主动探究的教学策略［16］。其三，乡村科学教师专业实践能力欠缺，影响科学教学质量。由于缺乏系统的专业培训和持续的专业发展支持，许多教师在科学探究、实验教学、跨学科整合等方面缺乏必要的技能和经验。在实验教学中，他们往往局限于课本知识的简单演示，将“做”实验代之以“讲”实验，缺乏引导学生自主设计实验、分析数据、得出结论的能力。随着国家中小学智慧教育平台等在线教育资源进入科学教育实践，传统物理空间场域被新技术重塑。一支规模不足、专业技能薄弱、整体素质偏低的科学教师队伍，与乡村科学教育发展需求之间存在巨大落差，成为振兴乡村科学教育的绊脚石。
（三）协同藩篱：科学教育家庭支持与乡村家长教育观念的冲突
《意见》明确指出：实施家庭科学教育，促进家校社协同育人［2］。综合来看，科学教育对科技创新人才的培养更加重视个体学习与家庭环境的交互影响，同时致力于构建一个连贯且持续的培养体系，为人才成长提供更加多元交互的发展路径［16］。当前，乡村地区家庭在学生科学教育方面存在诸多实践误区与价值偏倚。在“离农”观念的影响下，乡村学生的家长将高考视为改变命运、离开乡村的唯一途径，家庭对科学教育的重视往往被应试教育的需求所掩盖，乡村学生家长更加关注子女的考试成绩和升学率，而忽视科学教育对于子女综合素质提升和创新能力培养的重要作用。即便是少数具有科学教育意识的乡村家长，也会因为自身文化水平不高，无法根据青少年的性格特征及兴趣爱好进行个性化的教育，更无法对乡村学生进行有效的科学精神和价值观引导。除此之外，留守儿童在乡村学生中占有较大的比例，留守儿童的抚养人主要以祖父母或外祖父母等老年人为主，祖辈对于孙辈的家庭教育往往是宠溺式教育或缺乏原则性的培养，可能对乡村学生的科学兴趣和创新思维产生抑制作用，即隔代教育的负面效力。这样来看，乡村地区家庭科学教育的责任缺失与乡村家长落后教育观念的桎梏，不仅限制了乡村学生科学素养的培养，也阻碍了家校协同育人理念的深入传播。
三、乡村学生科学素养培育的突破路径
（一）革新教学要素，构建在地化乡村科学教育体系
目前，我国乡村学校的科学教学体系框架尚未建立，结合乡村科学教育发展现状及优势资源，进行科学教学全要素变革，构建在地化乡村科学教育体系，已成为乡村科学教育的迫切要求。
首先，强化国家科学课程主阵地，同步拓展乡村课后服务实践场。《义务教育科学课程标准（2022年版）》将科学课程定位为综合性基础课程，是义务教育和普通高中课程方案规定的必修课程，与学科课程并列设置［17］。因此，教育行政部门和乡村学校应改变将科学课作为副科的固有做法，对科学课程进行系统设计、统筹规划，使国家课程方案在城乡、学校科学课程实施中减小势能落差。同时，建立和完善学校科学课程考核监督机制，着力督查乡村学校科学课程的开展实施情况，内容可包括学校组织管理情况、实验活动开展情况、开课率等。在保证国家规定的科学课程开齐、开足、开好的同时，结合乡村本土资源，将科学教育作为课后服务的主要内容，立足学生科学素养的培育，加强实践探究［18］。例如：某乡村小学探索“三园”教育（花园、菜园、茶园），创设古镇综合实践活动基地，以项目化学习、参观考察、场馆教学、实践学习等形式与乡土资源相融合，在课后服务中运用乡村自然资源开展科学实践活动［19］。