蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)中科學(xué)家精神的分析及其啟示

【摘""要】教科書(shū)中的科學(xué)家事例是傳遞科學(xué)家精神、提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要載體。其中，科學(xué)家形象的選擇、呈現(xiàn)和塑造與科學(xué)家精神及科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)有著直接關(guān)系。以蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)為樣本，根據(jù)分析框架分別對(duì)科學(xué)家形象和科學(xué)家精神進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn)：科學(xué)家形象在性別、國(guó)別、研究門(mén)類等方面各有側(cè)重；科學(xué)家精神的覆蓋維度較為全面，但學(xué)段分布不均衡。據(jù)此應(yīng)關(guān)注科學(xué)家形象及其精神的教學(xué)轉(zhuǎn)化：聚焦科學(xué)家形象，進(jìn)行學(xué)習(xí)進(jìn)階式設(shè)計(jì)；開(kāi)發(fā)教科書(shū)資源，讓科學(xué)家精神的呈現(xiàn)方式變得更加生動(dòng)；開(kāi)展家校社合作，協(xié)同培育科學(xué)家精神?！娟P(guān)鍵詞】科學(xué)家形象；科學(xué)家精神；科學(xué)教育；蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)一、問(wèn)題提出黨的二十大報(bào)告提出：立足新時(shí)代新征程，要堅(jiān)持“弘揚(yáng)科學(xué)家精神，涵養(yǎng)優(yōu)良學(xué)風(fēng)，營(yíng)造創(chuàng)新氛圍”。2023年5月，教育部等十八部門(mén)發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》，指出：實(shí)施“校內(nèi)科學(xué)教育提質(zhì)計(jì)劃”“科學(xué)家（精神）進(jìn)校園行動(dòng)”等項(xiàng)目［1］。2023年7月，中國(guó)科協(xié)、教育部印發(fā)了《“科學(xué)家（精神）進(jìn)校園行動(dòng)”實(shí)施方案》。一系列文件的發(fā)布意味著科學(xué)家精神作為科學(xué)教育發(fā)展的核心要素，已經(jīng)成為我國(guó)實(shí)施教育、科技、人才三位一體全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。已有研究表明：科學(xué)家精神進(jìn)校園有助于樹(shù)立科學(xué)家良好的內(nèi)在形象，促進(jìn)社會(huì)主義核心價(jià)值觀教育。［2］科學(xué)家形象是傳遞科學(xué)家精神的主要載體，對(duì)科學(xué)家形象的認(rèn)識(shí)有助于激發(fā)學(xué)生從事科學(xué)事業(yè)的興趣。［3］而科學(xué)家形象在科學(xué)教育教學(xué)活動(dòng)中主要依托教科書(shū)呈現(xiàn)。因此，對(duì)小學(xué)科學(xué)教科書(shū)中的科學(xué)家形象進(jìn)行梳理，分析其中包含的科學(xué)家精神，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。二、研究設(shè)計(jì)（一）研究樣本的選擇2017年9月，蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)投入使用，本研究選擇一至六年級(jí)的教材作為樣本進(jìn)行分析。（二）分析維度的確立1.科學(xué)家形象的分析維度身穿白大褂、手拿試管、心無(wú)旁騖地躬身于實(shí)驗(yàn)室、棲居于“象牙塔”之內(nèi)，大抵就是學(xué)院科學(xué)家傳統(tǒng)形象的寫(xiě)照。不管是在“以科學(xué)為志業(yè)”的時(shí)期，還是在“以科學(xué)為職業(yè)”的初期，甚至是其后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，科學(xué)家這一傳統(tǒng)形象幾乎沒(méi)有改變。［4］但是科學(xué)家的定義并不是一成不變的。隨著科學(xué)實(shí)踐和社會(huì)環(huán)境的變化，科學(xué)家的角色和定義也在不斷發(fā)展和演變。［5］科學(xué)家角色由傳統(tǒng)的單一“學(xué)院科學(xué)家”轉(zhuǎn)變?yōu)榘▽W(xué)院科學(xué)家、產(chǎn)業(yè)科學(xué)家和政府科學(xué)家等多元角色樣態(tài)的“后學(xué)院科學(xué)家”。［6］教科書(shū)中的科學(xué)家形象是指科學(xué)家在從事科學(xué)活動(dòng)時(shí)所表現(xiàn)出的角色特征。［7］其中，科學(xué)家形象可以從自然、社會(huì)、教科書(shū)三個(gè)維度進(jìn)行劃分（如表1）。2.科學(xué)家精神的分析維度科學(xué)家精神是指科學(xué)家在科研活動(dòng)中所展現(xiàn)出的一系列優(yōu)秀品質(zhì)和精神風(fēng)貌，不僅在科學(xué)領(lǐng)域具有核心價(jià)值，在整個(gè)社會(huì)中也占有重要地位。科學(xué)家精神孕育于民族精神和時(shí)代精神，其核心為“愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)”“求實(shí)創(chuàng)新”，與民族精神的核心“愛(ài)國(guó)主義”、時(shí)代精神的核心“改革創(chuàng)新”高度重合，二者都強(qiáng)調(diào)愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)、團(tuán)結(jié)一心和自強(qiáng)不息、銳意進(jìn)取。［8］2019年6月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步弘揚(yáng)科學(xué)家精神加強(qiáng)作風(fēng)和學(xué)風(fēng)建設(shè)的意見(jiàn)》［9］（以下簡(jiǎn)稱《意見(jiàn)》），對(duì)科學(xué)家精神的內(nèi)涵作了明確界定。本研究依據(jù)《意見(jiàn)》構(gòu)建科學(xué)家精神的分析維度，具體如表2所示。（三）統(tǒng)計(jì)方法的設(shè)計(jì)一是劃定研究范圍。研究者根據(jù)科學(xué)家的內(nèi)涵提煉蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)中具體的科學(xué)家形象。如，伽利略在一年級(jí)上冊(cè)第一單元“走近科學(xué)”中的第1課《小小科學(xué)家》、二年級(jí)上冊(cè)第二單元“天空中的星體”中的第5課《看月亮》、三年級(jí)下冊(cè)專項(xiàng)學(xué)習(xí)“像科學(xué)家那樣”中的科學(xué)閱讀欄目中均出現(xiàn)過(guò)。統(tǒng)計(jì)時(shí)，所有事例都要匯總在數(shù)據(jù)總表中。二是描述性統(tǒng)計(jì)。如，國(guó)家、研究類別和研究領(lǐng)域方面只計(jì)數(shù)1次，不累積計(jì)數(shù)。三是對(duì)科學(xué)家精神進(jìn)行分析和提煉。在計(jì)數(shù)過(guò)程中，一個(gè)科學(xué)家故事會(huì)體現(xiàn)多個(gè)一級(jí)科學(xué)家精神維度，對(duì)應(yīng)的二級(jí)科學(xué)家精神維度也有多個(gè)，且存在一個(gè)科學(xué)家故事重復(fù)出現(xiàn)在不同年級(jí)的情況。本研究在計(jì)數(shù)過(guò)程中，對(duì)相同事例出現(xiàn)在不同年級(jí)但體現(xiàn)同種科學(xué)家精神的情況進(jìn)行累積計(jì)數(shù)。三、分析結(jié)果（一）教科書(shū)中的科學(xué)家形象分析在蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)中，共出現(xiàn)69個(gè)明確的科學(xué)家事例、53位科學(xué)家。其中，科學(xué)家伽利略重復(fù)出現(xiàn)4次，哥白尼重復(fù)出現(xiàn)3次，卡爾·本茨、亞里士多德、蔡倫、牛頓、瓦特、魏格納、達(dá)爾文、弗萊明、孟德?tīng)?、沃森、克里克、加加林重?fù)出現(xiàn)2次。1.性別性別是最早將人區(qū)別開(kāi)來(lái)的指標(biāo)。［10］據(jù)統(tǒng)計(jì)，蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)中的科學(xué)家形象均為男性。統(tǒng)編版語(yǔ)文教科書(shū)中共出現(xiàn)45位科學(xué)家形象，其中女性科學(xué)家僅有屠呦呦和瑪麗·居里兩位。教科書(shū)中人物形象性別比例失調(diào)的問(wèn)題常被歸咎于意識(shí)形態(tài)和權(quán)力對(duì)教科書(shū)編寫(xiě)的影響。［11］這反映出一個(gè)事實(shí)：雖然在早期科學(xué)研究領(lǐng)域，男性占較大比例，但也不排除許多女性科學(xué)家的價(jià)值被遮蔽的情況。如：在地球與宇宙空間這一研究領(lǐng)域，清朝女科學(xué)家王貞儀的事例鮮為人知；在物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域，被稱為“中國(guó)的居里夫人”的何澤慧等人的成就也較少得到傳播。2.國(guó)別本研究參照科學(xué)家的祖籍血統(tǒng)、國(guó)家貢獻(xiàn)、個(gè)人意愿等因素，對(duì)科學(xué)家的國(guó)別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)中共有53位科學(xué)家（分散在15個(gè)國(guó)家）。其中，英國(guó)14人、中國(guó)11人、美國(guó)7人、法國(guó)4人、德國(guó)4人、古希臘4人，意大利、俄國(guó)、奧地利、波蘭、荷蘭、阿拉伯、蘇聯(lián)、英格蘭、瑞典各1人。3.研究門(mén)類在劃分科學(xué)家的研究門(mén)類時(shí)，會(huì)遇到一位科學(xué)家涉及多個(gè)研究門(mén)類的問(wèn)題。如阿基米德既是物理學(xué)家，又是工程師。本研究在統(tǒng)計(jì)時(shí)，僅取其在教科書(shū)中所在的研究門(mén)類。這樣統(tǒng)計(jì)得到的科學(xué)家研究門(mén)類一共有12種，具體如表3所示。4.科學(xué)家形象所在課程領(lǐng)域分布物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域、生命科學(xué)領(lǐng)域、地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域、技術(shù)與工程領(lǐng)域在蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)中均有涉及。部分科學(xué)家可能跨越多個(gè)研究領(lǐng)域，如伽利略在地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域、技術(shù)與工程領(lǐng)域都有建樹(shù)。這里需要分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。其中，占比最多的是地球與宇宙科學(xué)領(lǐng)域，體現(xiàn)出該領(lǐng)域的研究比較豐富，學(xué)生應(yīng)充分了解該領(lǐng)域的發(fā)展歷程及成果。占比最少的是技術(shù)與工程領(lǐng)域。具體如表4所示。5.年級(jí)分布統(tǒng)計(jì)時(shí)，同一位科學(xué)家會(huì)在不同的年級(jí)出現(xiàn)，比如伽利略、亞里士多德、哥白尼、達(dá)爾文等人反復(fù)出現(xiàn)，此處累積計(jì)數(shù)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，六年級(jí)教材中的科學(xué)家數(shù)量最多（占33.33%），其次是五年級(jí)（占21.74%），隨后分別是四年級(jí)（占20.29%）、二年級(jí)（占10.14%）、三年級(jí)（占8.70%），最后是一年級(jí)（占5.80%），具體如表5所示。總體上看，科學(xué)家數(shù)量的分布隨著年級(jí)的升高呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，三年級(jí)例外。研究發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家形象集中出現(xiàn)在教科書(shū)中的專項(xiàng)學(xué)習(xí)和科技發(fā)展歷程板塊，占比44.93%。且科學(xué)家形象在蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)中主要以事例的方式呈現(xiàn)，包括實(shí)驗(yàn)、成就及其影響。集中在一個(gè)專題呈現(xiàn)雖有助于學(xué)生整體把握科學(xué)發(fā)展歷程，但不利于科學(xué)家精神在常規(guī)教學(xué)中的滲透。（二）教科書(shū)中的科學(xué)家精神分析本研究對(duì)科學(xué)家形象出現(xiàn)的位置、事例及涉及的實(shí)驗(yàn)、成果和影響進(jìn)行歸納，參考蘇教版小學(xué)科學(xué)教師用書(shū)對(duì)相關(guān)科學(xué)精神進(jìn)行分析。1.維度分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)中科學(xué)家精神累計(jì)出現(xiàn)112次。其中，一級(jí)維度中的各精神均得到體現(xiàn)，但二級(jí)維度中的“淡泊名利”“獎(jiǎng)掖后學(xué)”未體現(xiàn)。蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)中科學(xué)家精神的維度分布如表6所示。具體而言，一級(jí)維度上，“求實(shí)精神”出現(xiàn)的頻次最多，為42次（占37.50%）。如，伽利略為證實(shí)不同質(zhì)量的物體下落時(shí)具有相同的加速度，進(jìn)行了著名的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)，推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)。此外，伽利略還支持哥白尼的日心說(shuō)，與宗教產(chǎn)生了沖突，被指控為異端。但即使在獄中，伽利略仍然堅(jiān)持開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗(yàn)，撰寫(xiě)科學(xué)論文，體現(xiàn)了其對(duì)科學(xué)真理的堅(jiān)持。其次是“愛(ài)國(guó)精神”，為25次（占22.32%），接著是“創(chuàng)新精神”，為23次（占20.53%），最低的是“育人精神”，為2次（占1.79%）。二級(jí)維度上，“追求真理”出現(xiàn)的頻次最多，為24次（占21.43%）。如在蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)五年級(jí)下冊(cè)第三單元“地球的運(yùn)動(dòng)”第9課《晝夜交替》中，哥白尼通過(guò)觀察和計(jì)算，提出了日心說(shuō)?！皾撔难芯俊背霈F(xiàn)15次（占13.39%）。如在蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)六年級(jí)上冊(cè)第二單元“遺傳與變異”第7課《尋找遺傳與變異的秘密》中，孟德?tīng)柾ㄟ^(guò)為期8年的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了基因的秘密。可見(jiàn)，科學(xué)家的成功離不開(kāi)持之以恒的努力?！靶貞炎鎳?guó)”出現(xiàn)3次（占2.68%）。如在蘇教版小學(xué)教科書(shū)六年級(jí)上冊(cè)第四單元“探索宇宙”第14課《探索宇宙》中，第一位中國(guó)航天員楊利偉登上月球，體現(xiàn)了為國(guó)出征的愛(ài)國(guó)主義精神。2.學(xué)段分布本研究分低年級(jí)（一至二年級(jí)）、中年級(jí)（三至四年級(jí)）、高年級(jí)（五至六年級(jí)）對(duì)教材中的科學(xué)家精神進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表7所示。從橫向上看，科學(xué)家精神的學(xué)段分布呈不均衡的樣態(tài)。整體上呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)：低年級(jí)出現(xiàn)20次，中年級(jí)出現(xiàn)33次，高年級(jí)出現(xiàn)59次。從縱向上看，求實(shí)精神受到了每個(gè)學(xué)段的重視，愛(ài)國(guó)精神、創(chuàng)新精神和奉獻(xiàn)精神也得到了廣泛關(guān)注。四、研究結(jié)論與建議蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)中的科學(xué)家形象是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)家精神的寶貴資源，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的重要載體。本研究對(duì)小學(xué)科學(xué)教材中的科學(xué)家精神的教學(xué)提出以下建議。（一）聚焦科學(xué)家形象，進(jìn)行學(xué)習(xí)進(jìn)階式設(shè)計(jì)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》在課程理念中明確提出：基于學(xué)生的認(rèn)知和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)安排學(xué)習(xí)進(jìn)階。在教學(xué)中講解科學(xué)家的典型事例時(shí)，首先需要將學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行整合，規(guī)劃不同學(xué)段的、螺旋上升的課程目標(biāo)和課程內(nèi)容。研究發(fā)現(xiàn)，蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)并非每個(gè)單元都涉及科學(xué)家精神，集中在專項(xiàng)學(xué)習(xí)和科技發(fā)展歷程兩個(gè)板塊。這要求教師熟悉各個(gè)年段有關(guān)科學(xué)家的典型事例，在教學(xué)中做到“心中有數(shù)”，并基于學(xué)生特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其次要增加對(duì)女性科學(xué)家的典型事例的講解。蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)較多呈現(xiàn)男性科學(xué)家而忽視呈現(xiàn)女性科學(xué)家的情況，容易使學(xué)生形成刻板印象。鑒于此，教師需要對(duì)女性科學(xué)家的案例加以完善。比如在學(xué)習(xí)蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)二年級(jí)上冊(cè)第二單元“天空中的星體”第5課《看月亮》時(shí)，可以引入清朝女科學(xué)家王貞儀的事例，滲透求真、求實(shí)的科學(xué)精神。最后是開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)。《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》要求每門(mén)課程至少拿出10%的時(shí)間進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)。統(tǒng)編語(yǔ)文教科書(shū)中編排了多篇有關(guān)科學(xué)家精神的文章，介紹了屠呦呦、居里夫人、袁隆平、鐘揚(yáng)等科學(xué)家的事跡。教師可以結(jié)合語(yǔ)文學(xué)科中的相關(guān)內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)。學(xué)生對(duì)科學(xué)家年輕化認(rèn)識(shí)的趨勢(shì)是全球性的［12］，年輕科學(xué)家的故事也可以作為參考點(diǎn)。（二）開(kāi)發(fā)教科書(shū)資源，讓科學(xué)家精神的呈現(xiàn)方式變得更加生動(dòng)教科書(shū)是紙質(zhì)媒介，學(xué)生閱讀時(shí)呈現(xiàn)的是靜態(tài)知識(shí)。隨著科技的發(fā)展，教室里的設(shè)備可以呈現(xiàn)不同類型的教學(xué)資源，如視頻資源、音頻資源等。教師可以此為工具，講述科學(xué)家的故事，讓科學(xué)家精神的呈現(xiàn)方式變得更加生動(dòng)。比如，蘇教版小學(xué)科學(xué)教科書(shū)五年級(jí)下冊(cè)第四單元“簡(jiǎn)單機(jī)械”第13課《撬重物的竅門(mén)》中講述了阿基米德與杠桿的故事。教學(xué)時(shí)，教師可以引入相關(guān)視頻資源，形象地刻畫(huà)科學(xué)家的形象，使學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)。此外，教師也可帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展科普劇創(chuàng)作，如編排以變廢為寶為主題的科普劇。同時(shí)，學(xué)校還可采用“請(qǐng)進(jìn)來(lái)”“走出去”等方式，加強(qiáng)與科研機(jī)構(gòu)的聯(lián)系，發(fā)揮高校教師、科普?qǐng)鲳^、科學(xué)家等的育人功能。（三）開(kāi)展家校社合作，協(xié)同培育科學(xué)家精神2023年1月，教育部等十三部門(mén)印發(fā)了《關(guān)于健全學(xué)校家庭社會(huì)協(xié)同育人機(jī)制的意見(jiàn)》［13］；2023年5月，教育部等十八部門(mén)印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見(jiàn)》，明確提出“實(shí)施家庭科學(xué)教育，促進(jìn)家校社協(xié)同育人”；2024年11月，教育部等十七部門(mén)聯(lián)合印發(fā)了《家校社協(xié)同育人“教聯(lián)體”工作方案》［14］。這些文件的頒布體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)于家校社協(xié)同育人的重視?？茖W(xué)教育是一個(gè)系統(tǒng)化的工程，不僅需要學(xué)校課程作為基礎(chǔ)，還要發(fā)揮家庭、社會(huì)等方面的合力。2006年P(guān)ISA調(diào)查結(jié)果表明，接觸與科學(xué)相關(guān)的課外活動(dòng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)能力都有積極影響。［15］2012年，英國(guó)維康信托基金會(huì)（WellcomeTrustMonitor）隨機(jī)抽取460名年齡在14～18歲的年輕人開(kāi)展調(diào)查。