植根中国境脉，探索科学教育规律，转变教学方式

正如基础科学研究对于科学事业发展的重要性一样，科学教育改革的有效推进，也离不开广泛深入的基于本土的循证研究。相比国际经验，我国科学教育领域的理论创新成果和循证研究成果还有不小的缺口。实践亦表明，忽视文化历史境脉，一概照搬某些发达国家的做法，或简单套用某个新术语、新名词，对改变本土现实境遇成效不大。科学教育的成功需要坚持长期主义，要仰赖多方的持续努力。当前，我国科学教育进入了新的发展阶段，科学教育研究的科学化比任何时候都重要。我们需要通过科学研究真正了解自身，找到真问题，找准对症的方法、途径，以坚实的学术积累有力支撑科学教育质量的提升。以学校科学教育改进为例，我们需要确立新的审视课堂的视角和框架，让教师理解学生经验的内涵，从而掌握有效的策略和方法，真正以学生经验为中心，帮助学生成长。对此，我们从学习科学研究中得到启发，也从深入的学与教、行为与过程的比较研究（如“中法比较”“中美比较”等）中获得洞见，形成了“聚焦课堂学习，专注教师行为”的循证改进系列实践。将之简要概括为以下研究路径：①围绕科学素养关键要素确立研究视角，审视科学课堂；②基于课堂科学学习的基本结构对教师行为建模；③以学习科学理论指导研究设计，构建学习中心的适应性分析框架；④以人工智能和大数据技术赋能系统化设计与研究，实现嵌入式评价。在10余年的区域性先行先试探索中，优秀科学教师不断涌现，众多青年研究者（有许多是一线教师）成长起来，成为熟练的科研骨干。

科学教育循证改进行动新议程

涵养青少年科学志趣，培养基础科学后备人才，需要全面改进科学教育质量。针对已有研究所反映的我国科学教育的现状和问题，循证改进的议程应着重在3个方向作出研究投入和推进，即开好科学实验、丰富学习机会和创新科学实践。在这3个方向上同时带动教师的专业成长，重点任务是发展教师的科学探究能力、技术理解力，以及利用技术支撑科学学习活动的设计能力。

方向1. 开齐、用好科学实验，强化探究性实验

让学生认识到科学是通过系统的观察和实验对我们周围现象和事物的研究，是学校科学教育的基本任务之一。实验教学是实现新技术时代科学教育中价值教育、思维教育、创新教育相统一的重要途径。

要引导学校及教师深入理解科学实验的价值，开齐开好实验　科学影响我们对世界的认识，其主要途径之一就是通过科学精神、科学方法，而实验过程本身富含科学精神、科学方法之养分。经验不等于观察（科学观察需要通过专门的工具、遵循科学协定）；课堂上仅凭生活经验或教授常识，很难真正让学生学到科学思维，而科学实验是帮助学生从生活经验上升到科学思维的关键步骤。儿童的科学学习需要发生概念转变，科学实验是儿童科学观形成的正当经历和必由之路。许多研究表明，面对一个抽象的物理学概念，如果缺少必要的实验经历，学生很难对现象加以正确的抽象，甚至很长一段时间科学学习停滞不前。

要积极对实验教学作出改进创新　实验可以带来主动学习（具有动机激发作用），但主动学习不一定带来探究性学习。许多实验教学注重让学生学习很多实验技能和步骤，但这不代表学生能理解科学探究、能真正掌握科学探究的过程与方法。需要克服实验教学中“有形少实”的现象，提高师生对科学实验的认识论意义的理解。通过做实验，让学生参与探究，更好地理解科学的本质，理解知识、方法、建制之间的关联，逐步建立认识论通路。如此，才可能学好科学。为此，实验教学创新应在以下几个基本方面进行努力：①把实验室作为真实科学的“实习场”。实验室是让学生从事专业性科学探究和问题解决的实习场，学生经历像科学家一样的认识论过程，从而建立个人世界与自然世界、社会世界之间的多重联系。②实验教学要将促进学习的身体过程、认知过程、情意过程、社会过程有机统一，充分支持学生主动探索和创造性地解决问题。③让学生学习使用一些新技术、新工具、新方法，理解科学是不断向前的、创新的。④训练学生提出问题、解释论证、书面表征等基本能力。⑤使用新技术赋能探究过程和抽象思维，以充分支持学生的个性化学习。

方向2. 丰富学习机会，让学生在深度参与（专业实践）中学科学

研究发现，对科学的本质、科学的社会文化作用的理解等情境性素养的提升，并非靠知识的积累，而是通过社会性行动和真实性实践。这也启发我们，科学素养的提升，包括青少年科学志趣的涵育，根本上是一场双向奔赴的行动，即青少年或科学外行人参与科学家的专业实践，科学家参与科学外行人的社区实践。