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如果科学是光，科学教育应该是火焰。光只能照亮，火焰还能温暖。
人类一度自信地认为，科学就是真理的不断积累。数百年的工业革命，把科学一步又一步推向了世界的中心。曾经的人类，迷醉于科学带来的改变中，笃定地认为一切并非演化而是进化——有进步地变化。
但是，对科学的迷信，人类一度在懵懂中走向了幸福的反面。大至爆炸的原子弹，小至泛滥的塑料袋，无不以惨痛事实教训着我们：迷信美好，并非美好。对科学的迷信，比对迷信的迷信更为可怕。
科学教育，是对科学的承上与启下。科学教育在反思现有科学得失错对的前提下，通过对既有科学有选择的传承，培育一个人的基本科学素养，也孕育着新的科学创造者。科学教育催生明天的科学，今天的科学则推动着明天的科学教育。正如火焰是光的源泉，也是光的方向。
对于近代中国而言，科学更是特殊的一环，是一个国家的创痛之所在。“师夷长技以制夷”的呐喊，“德先生和赛先生”的自省，让数代中国人为之前仆后继。知耻而后勇，毫不夸张地说，中国的科学之路，是无数先辈以生命为石，默默铺就。
当今的我们，站在工业时代和信息时代的交替之处。
每一个新的时代，必然产生新的文化、新的科学。信息时代和工业时代，对科学的需求有何不同？迈入信息时代，对科学有着怎样的呼唤，对科学教育有着怎样的需求？
正在腾飞的中国，在信息时代的网络发展、智能构架上，不少探索已经位居世界前列，接下去，将在科学教育上，以怎样的价值观，传达出东方文明在经济腾飞之后，面向未来的探索，面向全球的担当？
在信息时代的背景之下，对科学教育进行一次重新反思与重新出发，迫在眉睫。
一、科学教育的现状与难点
（一）什么是科学和科学教育
科学，分科治学。19世纪又被称为科学的世纪。近代科学在这一百年中突飞猛进，在20世纪的一百年中枝繁叶茂。《现代汉语词典》中，科学作为名词，指的是“反映自然、社会、思维等的客观规律的分科的知识体系”。
科学教育，分科而学。广义上指通过传播、传授科学来提升全民科学素质的教育。狭义上指以科学、生物、化学等学科的教育教学工作。
（二）科学教育的现状
2010年，第八次中国公民科学素养调查结果显示，我国具备基本科学素养的公民比例为3.27%，相当于日本、加拿大和欧盟等主要发达国家在20世纪80年代末、90年代初的水平。（《第八次中国公民科学素养调查结果公布》，科学时报，2010年11月26日，王学健）
2015年，在第九次中国公民科学素质调查中，通过对我国大陆31个省、自治区、直辖市的调查研究显示，我国具备科学素质的公民比例达到6.20%。从纵向比较比2010年提高近90%，显示出总体水平大幅提升，从横向比较，与发达国家的差距仍然十分明显，比如，只有上海、北京和天津的公民科学素质水平分别为18.71%、17.56%和12.00%，位居全国前三位，分别达到美国和欧洲世纪之交的水平。（《中国科协发布第九次中国公民科学素质调查结果》，新华网北京2015年9月19日）
尽管2015年的第九次中国公民科学素质调查显示，我国圆满完成“十二五”超过5%的目标任务，但是作为国民素质之根本的中小学教育，在科学教育上的现状并不乐观。
2013年9月，中国青少年研究中心对北京、哈尔滨、武汉等8个城市64所学校的5696名中小学生进行相关问卷调查，数据显示，“中小学生去科技场馆的频率较低，参加科技类课外小组的比例较低，从事科学技术职业的意愿不强，学校的科学活动‘看得多做得少’，学生对课外科学活动的需求尚未得到满足，普遍希望增加去大自然中和科技场馆学习的机会。此外，中小学生对科学的兴趣随年级升高反而降低，女生、农村学生及中西部学生科学兴趣不足、科学素养较低。”
2015年3月30日，《中国教育报》发表记者张春铭《中小学科学课成了“鸡肋”？》一文，指出科学教育中出现的几大问题：没有思维含量的“虚假探究”；探究不用动手就能知道的常识；班额大，材料缺，课外实践难开展；科学教育专业“有人学，没人要”等等。这些都是迄今普遍存在的现状。
（三）当下科学教育的痛点
科教兴国。這不仅是国家制定的方针，更是民众的呼声。
随着中国教育的发展，这些年以来，科学教育也相应取得了进步。
但是，无论是和发达国家横向比较，还是直面信息时代提出的更高要求，时至今日，我们的科学教育还存在着诸多问题。
1.科学教育缺少目标分层，严重阻碍着自身发展
早在当年，蔡元培就提出科学教育上精英与平民并重的特点，一方面他强调要加强学术研究、探究高深学问，一方面则强调普及科学知识、重视科学方法。
如今，习近平总书记也明确提出：“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。”
但是，在当下的科学教育中，一方面父母身陷望子成龙的焦虑中，盲目追求精英教育，让所有孩子承受同样压力，接受同样的科学教育；一方面教育部门面对各方压力，以机械的应试手段，只针对需要考试的科学教育学科进行训练，不能真正关注特殊才能的学生的提升，让科学教育走入误区。
缺少目标分层，本身就导致了教育的不科学。不科学的教育方式，自然无法开展良好的科学教育。
2.科学教育缺少人文助力，丧失了腾飞的基础
蔡元培先生曾经提出，教育应该文科理科融合，联姻科学艺术。
如果说科学是发动机，人文则是指南针。错误方向的探索，固然会贻害无穷，缺少方向的探索，也会让人丧失热情。
科学与人文被并列提及，是20世纪20年代才发生的。但是，因为落后而挨打的惨痛历史，让中国一度对于科学报以几近崇拜的态度，“学好数理化，走遍天下都不怕”成为民间的谚语，让科学站上了至高无上的神坛，导致人文精神的退隐。 同时，现行教育中过早的文理分科，则从制度上对中国的科学教育有着重大伤害。缺少通常由人文所萌发的兴趣，会难以抵御科学学习中乏味与枯燥的一面。因为人文精神的匮乏，导致内心的原动力难以被激发，一个学生在学业完成后，就更难坚持纯粹的科学探索，由此难以产生真正的创新，即李培根院士所指出的从无到有的“原始创新”，而多数是从少到多的“增量创新”。
3.科学教育发展不均衡，有碍国家稳定、社会和谐
直到2015年举行的第九次中国公民科学素质调查中，仍然显示出我国公民科学素质水平发展不平衡，不仅农民和妇女的科学素质水平仍然偏低、提升较慢，而且在沿海发达地区与西部内陆落后地区，公民科学素质水平差距进一步拉大。
科学是第一发展力。科学教育的发展不均衡，将会导致精神和物质上的贫富差距进一步拉大，长远来看，对国家稳定和社会和谐，形成了重要隐患。
除此之外，在科学教育中，重科学知识的灌输、轻科学方法的掌握，重科学理念的传播、轻科学精神的养成等问题，也屡见不鲜。
但是，正是这些问题，指出了努力的方向。在信息时代的科学教育，应该以问题为契机，继续前行。
二、信息时代科学教育的追求
论中国的科学教育，绕不过中国新文化运动。其间，“德先生”（民主）、“赛先生”（科学）的两面旗帜高高扬起，引领着无数国人。
论中国的科学教育，绕不过新文化运动的先驱蔡元培先生。在时任北大校长的蔡元培看来，基本可以总结为：科学教育是实施智育的关键所在，是落实德育的基础所在。
所以，蔡元培留下了大量关于科学教育的论述。如，“盖人之心思细密，方能处事精详，而习练此心思使之细密，则有赖于科学”，“精究科学者，必有特别之智慧胜于恒人，由其脑筋之灵敏也”。“科学者，合成以求理者也”。因此有学者提出，“蔡元培是近代中国将科学精神与教育结合起来进行系统阐述的第一人”。（《略论蔡元培关于科学精神与教育思想》，彭凯）
转瞬我们已经走入了新的时代。
我们可以说，在工业时代，人类以科学兴奋地向外界探寻，是“人→物”的过程，那么到了信息时代，在此基础上，科学应该从人出发，再回到人，即：“人→物→人”。
这一次的回归，意味着科学不仅仅是无尽的探索，同时应该关注着对科学发展的反思，也就是说：我们发展的科学，对人意味着什么？
人的需求，也就是科学教育的追求。因此，科学教育的追求可以简单分为两大类：对内是提升一个人的科学素养；对外是养成一个人不断追求真理以造福人类的科学精神。
（一）科学素养的提升
科学素养的定义，随着时代的发展变化，还在不断更新之中，迄今并没有形成广泛认可的一致表述。一些重要机构对科学素养提供了各自的阐释。
如国际经济合作组织（OECD）认为，科学素养是运用科学知识，确定问题和作出具有证据的结论，以便对自然世界和通过人类活动对自然世界的改变进行理解和作出决定的能力。
如国际学生评估项目中（PISA）科学素养测试大纲提出科学素养由三个方面组成：科学基本观念、科学实践过程和科学场景。
如美国学者米勒认为，公众科学素养由相互关联的三部分组成：科学知识、科学方法和科学对社会的作用。
而国际普遍认为，科学素养的内涵，主要是指对科学知识、科学方法、科学技术的基本了解。
遵循国际对科学素养的普遍认知，要想提升科学素养，必须对三者进行全面提升。
科学知识，是科学的种子。种子孕育万物，但是，缺乏外界条件，则处于自我固化之中，无法萌芽。因此，在科学教育中，不重视科学知识的传授是错误的，但仅仅传授知识，则无异于直接烹饪种子，不能让种子产生应有的效果。
科学方法，是科学的枝干。枝干上通下达，为果实输入营养，为扎根提供支撑。科学方法是指一切正确的手段。方法是高效的保障，无论是效果还是效率，掌握方法，事半功倍。在科学教育中，通过对科学知识的传授，应该达成对科学方法技能的掌握与习得。
科学技术，是科学的果实。科学技术直接服务于社会，服务于人群，产生着广泛的影响力。但是，在科学教育中我们应该意识到，对科学技术产生的作用与副作用，都应该有所涉及。否则就容易造成对科学的迷信。
在信息时代，从科学素养的培育上，可以通过以下五步，在循环往复的锤炼中逐渐锻造而成：知、思、行、创、述。
知，是指客观了解认知相关的科学知识。在教学过程中，这一点可以通过学生的阅读、教师的讲述实现。
思，是指结合自身境况，以思考激活科学知识。在教学过程中，这一点可以通过师生讨论、写作记录来实现。
行，是指运用各种方法，以行动实践所学知识。在教学过程中，这一点可以通过课堂上的实验或生活中的实践来实现。
创，是指立足已知上，进一步探索新的知识。在教学过程中，这一点可以通过老师布置的或者学生自发的各种作品实现。
述，是指运用演讲、绘画、写作乃至戏剧等多种手段，进行传播。在教学过程中，这一点可以通过课内课外各种各样的活动来实现。
這五点并不是五级台阶，并不意味着一成不变的循序渐进。它们彼此之间更像是一颗五角星的五个角，互相影响、互相制约也互相促进。
比如，缺乏其他四者的“知”，将是死记硬背；缺乏“思”的共鸣，难以深入理解；缺乏“行”的运用，难以举一反三；缺乏“创”的目标，难免成为两脚书橱；缺乏“述”的推进，不仅会局限创造本身的价值，自身也会缺乏反省，难以进一步提高。
（二）科学精神的养成
如前文所说，在科学的大树上，科学知识是科学的种子、科学方法是科学的枝干、科学技术是科学的果实，那么科学精神则是科学的根系。正是科学精神，让科学日新月异，让科学教育自我反省，吐故纳新。 真、善、美，是人类的永恒追求。显然，科学教育所指向的是“真”。
蔡元培认为科学精神是“求真求实”的精神，体现在“诚、勤、勇、爱”四个方面。诚是必须求实，不自欺欺人；勤是反复推敲，才予以判断；勇是追寻真理，不惧怕万难；爱是破除门派，要一视同仁。
简单地说，科学精神，也就是求真精神。通过对“真”的不断探索，一个拥有科学精神的人，一方面越来越接近全面地认知外部世界，与此同时越来越促成对自我的反思，从而形成对世界的全面认知。
科学精神的养成中，特别强调独立思考和集思广益。
独立思考，意味着我们要回避两个思考的误区，一个是人云亦云的随波逐流，另一个是迷信专家和权威。
集思广益，则要求我们占据尽可能多的资料，站在前人的肩膀上，让进一步的探索变得高效。科学是一个天梯，是一级又一级阶梯向上攀登。俗话说：“三个臭皮匠，顶个诸葛亮。”这源远流长的民间智慧，正是推崇着这一理念。
科学和迷信相对立。因此在科学教育中，我们要特别警觉一种不易被发觉的迷信——对科学的迷信。拥有科学精神，正是破除“迷信科学”这一怪相的法宝。古人云，尽信书则不如无书。当我们拥有一种自我反省、不断创新的科学精神，通过不断地反省，则不会迷信一时一事的科学，而会在科学之路上不断探索，不断前行，不断追寻。
所以，在科学教育的过程中，我们还会不断衍生、丰富着科学的探索。比如“科学学”。《现代汉语词典》中定义的“科学学”，指的是：“探索和研究现代科学的自身结构和演化规律，预测各个学科的发展趋势，为科学活动提供最佳决策和最佳管理的科学。”在这其中，因心理学、脑科学发展而共同发展的教育科学，也在不断发展着自身，显然科学教育也会随着教育科学的发展而进一步发展。
三、信息时代科学教育的原则
我们可以说，工业时代，是人们使用科学改造自然的时代。科学作为人们改造自然的工具，在发展中不断更新，不断迭代。以至于人类就像一个玩火的孩子，拥有着越来越强大的科学带来的力量，却并没有拥有控制这科学力量的精神力量。
那么，信息时代，可以称为人们使用科学改造自我的时代。无论是人类基因改造，还是人工智能的兴起，都是划时代的改变。尤其是人工智能的甚嚣尘上，以至于有一种悲观的论调认为，信息时代之中淘汰的，不再是工具，而是人。
对待信息时代的科学发展，无论人们抱着乐观还是悲观的态度，毫无疑问，科学教育都是为了让人更好地成为人。
在工业时代，科学的使命被视为追求真理。
信息时代是以人为本的时代。在这样的时代光辉之下，我们或许应该进一步完善：科学的使命，是追求造福人类的真理。
信息时代的科学教育，建立在以人为本的前提之下，应该以生活为源头，以问题为导向，以融合为特色，以合作为方式，以探究为手段，以创造为目标，过一种幸福完整的教育生活，通过提高全民整体的科学素养、精英群体的科学创新，锤炼出国人的科学精神，因此创造并拥有幸福完整的人生。
（一）信息時代的科学教育，应该以生活为源头
生活是万事的源头。信息时代的科学教育，尤其需要把生活视为源头。
已经有研究显示，《纽约时报》一周的信息量大于18世纪一个人一生所要接受的信息量，而全世界18个月所产生的信息，比过去5000年的信息总和还要多。
如此之多的信息，也意味着科学知识的飞速裂变。在这样的状况下，如果仍然以科学知识为科学教育的源头，则会陷入本末倒置的困境中。
只有把科学知识这枚种子，种到生活的大地上，让我们既从生活出发，不断进行探索，又以生活为依托，不断实施践行——使用这样的科学循环，才是吻合教育科学的科学教育。
（二）信息时代的科学教育，应该以问题为导向
以人的疑问为导向，是以学生为学习主体的另一种定义。
以问题为导向，意味着激发出每个人内在的潜力。每个人的疑问，意味着每个人探索着自身的未知。
以问题为导向，意味着最终将实现最多的可能性。从同样的事物出发，不同的人可以产生不同的疑问；从同样的疑问出发，不同的人会有不同的解答。
以问题为导向，更是科学教育以融合为特色的前提。
（三）信息时代的科学教育，应该以融合为特色
科学的重大贡献，在于分科治学，通过条分缕析的细致研究，让万事万物越来越清晰。但是，最大的优点往往就是最大的局限。因为科学的精深，让专业与专业之间壁垒越来越高，也让科学教育越来越容易教出专业知识的人，而难以培育出完整的人。
以问题为导向，意味着科学教育的一项学习，将会使用到不同学科的知识，需要掌握多种方法。
比如，从科学知识出发，我们需要单独分别传授生物学、化学、测量学。但是，当我们以一只蚂蚁为研究对象，我们就会自然而然地将这所有学科融合其中。
这样的融合，不仅让学习更有趣味，更让跨界式学习激荡起头脑风暴，让人变得更加富有创造力。
（四）信息时代的科学教育，应该以合作为方式
科学的发展，让科学知识越来越丰富、越来越精细，意味着探索一件事物所需要的知识越来越多，由此意味着人们在科学探索中，越来越需要合作。根据统计，在1901-1975年获诺贝尔奖的309位科学家中，与他人合作的比例从第一个25年的24%，到了第三个25年上升到74%。
不仅科学探索如此，在信息时代，社会生活的方方面面都越来越需要人们用合作思维模式取代竞争思维模式。包括教育领域的探索中，以合作为导向的芬兰教育和以竞争为导向的美国教育，前者就始终在国际学生评估项目（PISA）测评中遥遥领先。
（五）信息时代的科学教育，应该以探究为手段
探究学习，是科学教育的必然手段。 探究，意味着从原点处开始，对未知事物、对未知世界的尝试性探索。
这样的探索，从结果上看会有成功和失败之分，其学习过程却永远意味着成功，意味着探索中对方法的进一步熟悉与掌握。
反观错误的科学教育，一种是以传播结论为主，通过对已知的反复背诵，达成牢记知识的目的；一种可以称为虚假探究，也就是“有探无究”，只是以随意的行动模仿表象，不加以追究的深入思考，促使科学思维的形成，无法起到任何作用。
（六）信息时代的科学教育，应该以创造为目标
创新是科学发展的使命，创造是生命存在的意义。现实教育中，无论科学教育还是其他教育，我们常常用一个标准答案制约了学生的探索。当科学教育以创造为目标，在倒推教育过程之际，就会让教学发生从以教为主到以学为主的改变。
当然，我们必须认识到，每一次教育教学，都是针对具体的人。因此，对于其他人、对于全世界并不新奇的作品，如果是当事人独立完成的，也是创造。创造与实验的根本区别在于，前者是源自当事人内在冲动的原创行为，后者是根据外界或多或少的安排进行的复制。
（七）信息时代的科学教育，应该以全员为对象
真正的以全员为对象，不是指千人一面的科学知识普及，而是指针对不同学生、不同特点的分类分层教学。
如前文所述，只有在科学通识教育中，让全员具备基本的科学素养，拥有根本的科学精神，才能在此基础上，产生重科学、爱科学的良好社会氛围，才能为天赋良好的人才提供坚实的成长土壤。
通过正确的科学教育，实现精英的原始创新和大众的增量创新，就能实现科学发展新的腾飞，创造人类文明新的发展，从而让每个人的幸福不再是梦想。
（八）信息时代的科学教育，应该以人本为宗旨
新教育实验发起人朱永新先生曾经指出：“新教育的彼岸是什么？我想，那应该是一群又一群长大的孩子，在他们身上我们可以清晰地看到，政治是有理想的，财富是有汗水的，科学是有人性的，享乐是有道德的。”
科学如宝剑，并无善恶。人性如剑鞘，存在美丑。恶是丑陋有毒的剑鞘，会让科学沦为凶器。善是包裹科学的剑鞘，能让科学服务众人。当我们为宝剑加上善的剑鞘，才能让每一个人更好地成为人，让科学更好地造福人类。
19世纪美國著名教育家、被誉为“美国公立学校之父”的霍勒斯·曼曾经说过：“美德是一位失明的天使，唯有知识为其带路，方可抵达最终目标。”其实，科学知识也只是一位单翼天使，唯有善良为其增添一翼，才能引领人类飞翔。因此，追寻“有人性的科学”，具体地说，是追寻“有人性之善的科学”，正是信息时代到来之际，正是科学发展的日新月异让人类心惊肉跳之际，我们开展科学教育所应该遵循的宗旨所系。
区区数百年，科学车轮滚滚，风驰电掣。同样不过百年，黄土又掩埋多少英雄？！人类在科学之路上的探索，从未止步，但是人类在科学教育上的自我反思，相应而言却太过单薄。
人类对科学的认知，哪怕天才如爱因斯坦者，也存在着一个过程。
1931年，爱因斯坦写道：“科学是为科学而存在的，就像艺术是为艺术而存在的一样，它既不从事自我表白，也不从事荒谬的证明。”他强调的是科学的客观、纯粹。
短短两年后的1933年，在德国纳粹所向披靡的残暴中，爱因斯坦改变了自己的态度，认为人们必须以武装保卫自己。
到了1945年的原子弹爆炸，爱因斯坦震惊而痛苦，三年后的1948年7月，他更是明确说：“我们从痛苦的经验中懂得，光靠理性还不足以解决我们社会生活的问题。深入的研究和专心致志的科学工作常常给人类带来悲剧性的后果。”
更遑论中国。
曾经中国的内忧外患中，蔡元培先生指出科学救国之路：“余以我国科学知识之落后，绝非国人智慧之后人；切欲救中国于萎靡不振中，唯有力倡科学化。”“欲保存国粹，必以科学方法，扬国粹之真相。”
从昔日的萎靡不振到当下的奋然崛起，中国走过了这一段艰辛与荣耀的路途。
站在二十一世纪，站在信息时代，以新的科学教育，以充满人性光辉的科学教育，再一次呼唤国人的理性自觉和智性勃发——这，是信息时代科学教育的使命所在，也应该成为每一个中国教育人的梦想所在。个体的科学之火，汇聚为群体的熊熊烈火，最后，不仅照亮我们共同的明天，也将同时温暖着人类自身的存在。
（作者单位：新教育研究院、《教育·读写生活》杂志社）
人类一度自信地认为，科学就是真理的不断积累。数百年的工业革命，把科学一步又一步推向了世界的中心。曾经的人类，迷醉于科学带来的改变中，笃定地认为一切并非演化而是进化——有进步地变化。
但是，对科学的迷信，人类一度在懵懂中走向了幸福的反面。大至爆炸的原子弹，小至泛滥的塑料袋，无不以惨痛事实教训着我们：迷信美好，并非美好。对科学的迷信，比对迷信的迷信更为可怕。
科学教育，是对科学的承上与启下。科学教育在反思现有科学得失错对的前提下，通过对既有科学有选择的传承，培育一个人的基本科学素养，也孕育着新的科学创造者。科学教育催生明天的科学，今天的科学则推动着明天的科学教育。正如火焰是光的源泉，也是光的方向。
对于近代中国而言，科学更是特殊的一环，是一个国家的创痛之所在。“师夷长技以制夷”的呐喊，“德先生和赛先生”的自省，让数代中国人为之前仆后继。知耻而后勇，毫不夸张地说，中国的科学之路，是无数先辈以生命为石，默默铺就。
当今的我们，站在工业时代和信息时代的交替之处。
每一个新的时代，必然产生新的文化、新的科学。信息时代和工业时代，对科学的需求有何不同？迈入信息时代，对科学有着怎样的呼唤，对科学教育有着怎样的需求？
正在腾飞的中国，在信息时代的网络发展、智能构架上，不少探索已经位居世界前列，接下去，将在科学教育上，以怎样的价值观，传达出东方文明在经济腾飞之后，面向未来的探索，面向全球的担当？
在信息时代的背景之下，对科学教育进行一次重新反思与重新出发，迫在眉睫。
一、科学教育的现状与难点
（一）什么是科学和科学教育
科学，分科治学。19世纪又被称为科学的世纪。近代科学在这一百年中突飞猛进，在20世纪的一百年中枝繁叶茂。《现代汉语词典》中，科学作为名词，指的是“反映自然、社会、思维等的客观规律的分科的知识体系”。
科学教育，分科而学。广义上指通过传播、传授科学来提升全民科学素质的教育。狭义上指以科学、生物、化学等学科的教育教学工作。
（二）科学教育的现状
2010年，第八次中国公民科学素养调查结果显示，我国具备基本科学素养的公民比例为3.27%，相当于日本、加拿大和欧盟等主要发达国家在20世纪80年代末、90年代初的水平。（《第八次中国公民科学素养调查结果公布》，科学时报，2010年11月26日，王学健）
2015年，在第九次中国公民科学素质调查中，通过对我国大陆31个省、自治区、直辖市的调查研究显示，我国具备科学素质的公民比例达到6.20%。从纵向比较比2010年提高近90%，显示出总体水平大幅提升，从横向比较，与发达国家的差距仍然十分明显，比如，只有上海、北京和天津的公民科学素质水平分别为18.71%、17.56%和12.00%，位居全国前三位，分别达到美国和欧洲世纪之交的水平。（《中国科协发布第九次中国公民科学素质调查结果》，新华网北京2015年9月19日）
尽管2015年的第九次中国公民科学素质调查显示，我国圆满完成“十二五”超过5%的目标任务，但是作为国民素质之根本的中小学教育，在科学教育上的现状并不乐观。
2013年9月，中国青少年研究中心对北京、哈尔滨、武汉等8个城市64所学校的5696名中小学生进行相关问卷调查，数据显示，“中小学生去科技场馆的频率较低，参加科技类课外小组的比例较低，从事科学技术职业的意愿不强，学校的科学活动‘看得多做得少’，学生对课外科学活动的需求尚未得到满足，普遍希望增加去大自然中和科技场馆学习的机会。此外，中小学生对科学的兴趣随年级升高反而降低，女生、农村学生及中西部学生科学兴趣不足、科学素养较低。”
2015年3月30日，《中国教育报》发表记者张春铭《中小学科学课成了“鸡肋”？》一文，指出科学教育中出现的几大问题：没有思维含量的“虚假探究”；探究不用动手就能知道的常识；班额大，材料缺，课外实践难开展；科学教育专业“有人学，没人要”等等。这些都是迄今普遍存在的现状。
（三）当下科学教育的痛点
科教兴国。這不仅是国家制定的方针，更是民众的呼声。
随着中国教育的发展，这些年以来，科学教育也相应取得了进步。
但是，无论是和发达国家横向比较，还是直面信息时代提出的更高要求，时至今日，我们的科学教育还存在着诸多问题。
1.科学教育缺少目标分层，严重阻碍着自身发展
早在当年，蔡元培就提出科学教育上精英与平民并重的特点，一方面他强调要加强学术研究、探究高深学问，一方面则强调普及科学知识、重视科学方法。
如今，习近平总书记也明确提出：“科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。”
但是，在当下的科学教育中，一方面父母身陷望子成龙的焦虑中，盲目追求精英教育，让所有孩子承受同样压力，接受同样的科学教育；一方面教育部门面对各方压力，以机械的应试手段，只针对需要考试的科学教育学科进行训练，不能真正关注特殊才能的学生的提升，让科学教育走入误区。
缺少目标分层，本身就导致了教育的不科学。不科学的教育方式，自然无法开展良好的科学教育。
2.科学教育缺少人文助力，丧失了腾飞的基础
蔡元培先生曾经提出，教育应该文科理科融合，联姻科学艺术。
如果说科学是发动机，人文则是指南针。错误方向的探索，固然会贻害无穷，缺少方向的探索，也会让人丧失热情。
科学与人文被并列提及，是20世纪20年代才发生的。但是，因为落后而挨打的惨痛历史，让中国一度对于科学报以几近崇拜的态度，“学好数理化，走遍天下都不怕”成为民间的谚语，让科学站上了至高无上的神坛，导致人文精神的退隐。 同时，现行教育中过早的文理分科，则从制度上对中国的科学教育有着重大伤害。缺少通常由人文所萌发的兴趣，会难以抵御科学学习中乏味与枯燥的一面。因为人文精神的匮乏，导致内心的原动力难以被激发，一个学生在学业完成后，就更难坚持纯粹的科学探索，由此难以产生真正的创新，即李培根院士所指出的从无到有的“原始创新”，而多数是从少到多的“增量创新”。
3.科学教育发展不均衡，有碍国家稳定、社会和谐
直到2015年举行的第九次中国公民科学素质调查中，仍然显示出我国公民科学素质水平发展不平衡，不仅农民和妇女的科学素质水平仍然偏低、提升较慢，而且在沿海发达地区与西部内陆落后地区，公民科学素质水平差距进一步拉大。
科学是第一发展力。科学教育的发展不均衡，将会导致精神和物质上的贫富差距进一步拉大，长远来看，对国家稳定和社会和谐，形成了重要隐患。
除此之外，在科学教育中，重科学知识的灌输、轻科学方法的掌握，重科学理念的传播、轻科学精神的养成等问题，也屡见不鲜。
但是，正是这些问题，指出了努力的方向。在信息时代的科学教育，应该以问题为契机，继续前行。
二、信息时代科学教育的追求
论中国的科学教育，绕不过中国新文化运动。其间，“德先生”（民主）、“赛先生”（科学）的两面旗帜高高扬起，引领着无数国人。
论中国的科学教育，绕不过新文化运动的先驱蔡元培先生。在时任北大校长的蔡元培看来，基本可以总结为：科学教育是实施智育的关键所在，是落实德育的基础所在。
所以，蔡元培留下了大量关于科学教育的论述。如，“盖人之心思细密，方能处事精详，而习练此心思使之细密，则有赖于科学”，“精究科学者，必有特别之智慧胜于恒人，由其脑筋之灵敏也”。“科学者，合成以求理者也”。因此有学者提出，“蔡元培是近代中国将科学精神与教育结合起来进行系统阐述的第一人”。（《略论蔡元培关于科学精神与教育思想》，彭凯）
转瞬我们已经走入了新的时代。
我们可以说，在工业时代，人类以科学兴奋地向外界探寻，是“人→物”的过程，那么到了信息时代，在此基础上，科学应该从人出发，再回到人，即：“人→物→人”。
这一次的回归，意味着科学不仅仅是无尽的探索，同时应该关注着对科学发展的反思，也就是说：我们发展的科学，对人意味着什么？
人的需求，也就是科学教育的追求。因此，科学教育的追求可以简单分为两大类：对内是提升一个人的科学素养；对外是养成一个人不断追求真理以造福人类的科学精神。
（一）科学素养的提升
科学素养的定义，随着时代的发展变化，还在不断更新之中，迄今并没有形成广泛认可的一致表述。一些重要机构对科学素养提供了各自的阐释。
如国际经济合作组织（OECD）认为，科学素养是运用科学知识，确定问题和作出具有证据的结论，以便对自然世界和通过人类活动对自然世界的改变进行理解和作出决定的能力。
如国际学生评估项目中（PISA）科学素养测试大纲提出科学素养由三个方面组成：科学基本观念、科学实践过程和科学场景。
如美国学者米勒认为，公众科学素养由相互关联的三部分组成：科学知识、科学方法和科学对社会的作用。
而国际普遍认为，科学素养的内涵，主要是指对科学知识、科学方法、科学技术的基本了解。
遵循国际对科学素养的普遍认知，要想提升科学素养，必须对三者进行全面提升。
科学知识，是科学的种子。种子孕育万物，但是，缺乏外界条件，则处于自我固化之中，无法萌芽。因此，在科学教育中，不重视科学知识的传授是错误的，但仅仅传授知识，则无异于直接烹饪种子，不能让种子产生应有的效果。
科学方法，是科学的枝干。枝干上通下达，为果实输入营养，为扎根提供支撑。科学方法是指一切正确的手段。方法是高效的保障，无论是效果还是效率，掌握方法，事半功倍。在科学教育中，通过对科学知识的传授，应该达成对科学方法技能的掌握与习得。
科学技术，是科学的果实。科学技术直接服务于社会，服务于人群，产生着广泛的影响力。但是，在科学教育中我们应该意识到，对科学技术产生的作用与副作用，都应该有所涉及。否则就容易造成对科学的迷信。
在信息时代，从科学素养的培育上，可以通过以下五步，在循环往复的锤炼中逐渐锻造而成：知、思、行、创、述。
知，是指客观了解认知相关的科学知识。在教学过程中，这一点可以通过学生的阅读、教师的讲述实现。
思，是指结合自身境况，以思考激活科学知识。在教学过程中，这一点可以通过师生讨论、写作记录来实现。
行，是指运用各种方法，以行动实践所学知识。在教学过程中，这一点可以通过课堂上的实验或生活中的实践来实现。
创，是指立足已知上，进一步探索新的知识。在教学过程中，这一点可以通过老师布置的或者学生自发的各种作品实现。
述，是指运用演讲、绘画、写作乃至戏剧等多种手段，进行传播。在教学过程中，这一点可以通过课内课外各种各样的活动来实现。
這五点并不是五级台阶，并不意味着一成不变的循序渐进。它们彼此之间更像是一颗五角星的五个角，互相影响、互相制约也互相促进。
比如，缺乏其他四者的“知”，将是死记硬背；缺乏“思”的共鸣，难以深入理解；缺乏“行”的运用，难以举一反三；缺乏“创”的目标，难免成为两脚书橱；缺乏“述”的推进，不仅会局限创造本身的价值，自身也会缺乏反省，难以进一步提高。
（二）科学精神的养成
如前文所说，在科学的大树上，科学知识是科学的种子、科学方法是科学的枝干、科学技术是科学的果实，那么科学精神则是科学的根系。正是科学精神，让科学日新月异，让科学教育自我反省，吐故纳新。 真、善、美，是人类的永恒追求。显然，科学教育所指向的是“真”。
蔡元培认为科学精神是“求真求实”的精神，体现在“诚、勤、勇、爱”四个方面。诚是必须求实，不自欺欺人；勤是反复推敲，才予以判断；勇是追寻真理，不惧怕万难；爱是破除门派，要一视同仁。
简单地说，科学精神，也就是求真精神。通过对“真”的不断探索，一个拥有科学精神的人，一方面越来越接近全面地认知外部世界，与此同时越来越促成对自我的反思，从而形成对世界的全面认知。
科学精神的养成中，特别强调独立思考和集思广益。
独立思考，意味着我们要回避两个思考的误区，一个是人云亦云的随波逐流，另一个是迷信专家和权威。
集思广益，则要求我们占据尽可能多的资料，站在前人的肩膀上，让进一步的探索变得高效。科学是一个天梯，是一级又一级阶梯向上攀登。俗话说：“三个臭皮匠，顶个诸葛亮。”这源远流长的民间智慧，正是推崇着这一理念。
科学和迷信相对立。因此在科学教育中，我们要特别警觉一种不易被发觉的迷信——对科学的迷信。拥有科学精神，正是破除“迷信科学”这一怪相的法宝。古人云，尽信书则不如无书。当我们拥有一种自我反省、不断创新的科学精神，通过不断地反省，则不会迷信一时一事的科学，而会在科学之路上不断探索，不断前行，不断追寻。
所以，在科学教育的过程中，我们还会不断衍生、丰富着科学的探索。比如“科学学”。《现代汉语词典》中定义的“科学学”，指的是：“探索和研究现代科学的自身结构和演化规律，预测各个学科的发展趋势，为科学活动提供最佳决策和最佳管理的科学。”在这其中，因心理学、脑科学发展而共同发展的教育科学，也在不断发展着自身，显然科学教育也会随着教育科学的发展而进一步发展。
三、信息时代科学教育的原则
我们可以说，工业时代，是人们使用科学改造自然的时代。科学作为人们改造自然的工具，在发展中不断更新，不断迭代。以至于人类就像一个玩火的孩子，拥有着越来越强大的科学带来的力量，却并没有拥有控制这科学力量的精神力量。
那么，信息时代，可以称为人们使用科学改造自我的时代。无论是人类基因改造，还是人工智能的兴起，都是划时代的改变。尤其是人工智能的甚嚣尘上，以至于有一种悲观的论调认为，信息时代之中淘汰的，不再是工具，而是人。
对待信息时代的科学发展，无论人们抱着乐观还是悲观的态度，毫无疑问，科学教育都是为了让人更好地成为人。
在工业时代，科学的使命被视为追求真理。
信息时代是以人为本的时代。在这样的时代光辉之下，我们或许应该进一步完善：科学的使命，是追求造福人类的真理。
信息时代的科学教育，建立在以人为本的前提之下，应该以生活为源头，以问题为导向，以融合为特色，以合作为方式，以探究为手段，以创造为目标，过一种幸福完整的教育生活，通过提高全民整体的科学素养、精英群体的科学创新，锤炼出国人的科学精神，因此创造并拥有幸福完整的人生。
（一）信息時代的科学教育，应该以生活为源头
生活是万事的源头。信息时代的科学教育，尤其需要把生活视为源头。
已经有研究显示，《纽约时报》一周的信息量大于18世纪一个人一生所要接受的信息量，而全世界18个月所产生的信息，比过去5000年的信息总和还要多。
如此之多的信息，也意味着科学知识的飞速裂变。在这样的状况下，如果仍然以科学知识为科学教育的源头，则会陷入本末倒置的困境中。
只有把科学知识这枚种子，种到生活的大地上，让我们既从生活出发，不断进行探索，又以生活为依托，不断实施践行——使用这样的科学循环，才是吻合教育科学的科学教育。
（二）信息时代的科学教育，应该以问题为导向
以人的疑问为导向，是以学生为学习主体的另一种定义。
以问题为导向，意味着激发出每个人内在的潜力。每个人的疑问，意味着每个人探索着自身的未知。
以问题为导向，意味着最终将实现最多的可能性。从同样的事物出发，不同的人可以产生不同的疑问；从同样的疑问出发，不同的人会有不同的解答。
以问题为导向，更是科学教育以融合为特色的前提。
（三）信息时代的科学教育，应该以融合为特色
科学的重大贡献，在于分科治学，通过条分缕析的细致研究，让万事万物越来越清晰。但是，最大的优点往往就是最大的局限。因为科学的精深，让专业与专业之间壁垒越来越高，也让科学教育越来越容易教出专业知识的人，而难以培育出完整的人。
以问题为导向，意味着科学教育的一项学习，将会使用到不同学科的知识，需要掌握多种方法。
比如，从科学知识出发，我们需要单独分别传授生物学、化学、测量学。但是，当我们以一只蚂蚁为研究对象，我们就会自然而然地将这所有学科融合其中。
这样的融合，不仅让学习更有趣味，更让跨界式学习激荡起头脑风暴，让人变得更加富有创造力。
（四）信息时代的科学教育，应该以合作为方式
科学的发展，让科学知识越来越丰富、越来越精细，意味着探索一件事物所需要的知识越来越多，由此意味着人们在科学探索中，越来越需要合作。根据统计，在1901-1975年获诺贝尔奖的309位科学家中，与他人合作的比例从第一个25年的24%，到了第三个25年上升到74%。
不仅科学探索如此，在信息时代，社会生活的方方面面都越来越需要人们用合作思维模式取代竞争思维模式。包括教育领域的探索中，以合作为导向的芬兰教育和以竞争为导向的美国教育，前者就始终在国际学生评估项目（PISA）测评中遥遥领先。
（五）信息时代的科学教育，应该以探究为手段
探究学习，是科学教育的必然手段。 探究，意味着从原点处开始，对未知事物、对未知世界的尝试性探索。
这样的探索，从结果上看会有成功和失败之分，其学习过程却永远意味着成功，意味着探索中对方法的进一步熟悉与掌握。
反观错误的科学教育，一种是以传播结论为主，通过对已知的反复背诵，达成牢记知识的目的；一种可以称为虚假探究，也就是“有探无究”，只是以随意的行动模仿表象，不加以追究的深入思考，促使科学思维的形成，无法起到任何作用。
（六）信息时代的科学教育，应该以创造为目标
创新是科学发展的使命，创造是生命存在的意义。现实教育中，无论科学教育还是其他教育，我们常常用一个标准答案制约了学生的探索。当科学教育以创造为目标，在倒推教育过程之际，就会让教学发生从以教为主到以学为主的改变。
当然，我们必须认识到，每一次教育教学，都是针对具体的人。因此，对于其他人、对于全世界并不新奇的作品，如果是当事人独立完成的，也是创造。创造与实验的根本区别在于，前者是源自当事人内在冲动的原创行为，后者是根据外界或多或少的安排进行的复制。
（七）信息时代的科学教育，应该以全员为对象
真正的以全员为对象，不是指千人一面的科学知识普及，而是指针对不同学生、不同特点的分类分层教学。
如前文所述，只有在科学通识教育中，让全员具备基本的科学素养，拥有根本的科学精神，才能在此基础上，产生重科学、爱科学的良好社会氛围，才能为天赋良好的人才提供坚实的成长土壤。
通过正确的科学教育，实现精英的原始创新和大众的增量创新，就能实现科学发展新的腾飞，创造人类文明新的发展，从而让每个人的幸福不再是梦想。
（八）信息时代的科学教育，应该以人本为宗旨
新教育实验发起人朱永新先生曾经指出：“新教育的彼岸是什么？我想，那应该是一群又一群长大的孩子，在他们身上我们可以清晰地看到，政治是有理想的，财富是有汗水的，科学是有人性的，享乐是有道德的。”
科学如宝剑，并无善恶。人性如剑鞘，存在美丑。恶是丑陋有毒的剑鞘，会让科学沦为凶器。善是包裹科学的剑鞘，能让科学服务众人。当我们为宝剑加上善的剑鞘，才能让每一个人更好地成为人，让科学更好地造福人类。
19世纪美國著名教育家、被誉为“美国公立学校之父”的霍勒斯·曼曾经说过：“美德是一位失明的天使，唯有知识为其带路，方可抵达最终目标。”其实，科学知识也只是一位单翼天使，唯有善良为其增添一翼，才能引领人类飞翔。因此，追寻“有人性的科学”，具体地说，是追寻“有人性之善的科学”，正是信息时代到来之际，正是科学发展的日新月异让人类心惊肉跳之际，我们开展科学教育所应该遵循的宗旨所系。
区区数百年，科学车轮滚滚，风驰电掣。同样不过百年，黄土又掩埋多少英雄？！人类在科学之路上的探索，从未止步，但是人类在科学教育上的自我反思，相应而言却太过单薄。
人类对科学的认知，哪怕天才如爱因斯坦者，也存在着一个过程。
1931年，爱因斯坦写道：“科学是为科学而存在的，就像艺术是为艺术而存在的一样，它既不从事自我表白，也不从事荒谬的证明。”他强调的是科学的客观、纯粹。
短短两年后的1933年，在德国纳粹所向披靡的残暴中，爱因斯坦改变了自己的态度，认为人们必须以武装保卫自己。
到了1945年的原子弹爆炸，爱因斯坦震惊而痛苦，三年后的1948年7月，他更是明确说：“我们从痛苦的经验中懂得，光靠理性还不足以解决我们社会生活的问题。深入的研究和专心致志的科学工作常常给人类带来悲剧性的后果。”
更遑论中国。
曾经中国的内忧外患中，蔡元培先生指出科学救国之路：“余以我国科学知识之落后，绝非国人智慧之后人；切欲救中国于萎靡不振中，唯有力倡科学化。”“欲保存国粹，必以科学方法，扬国粹之真相。”
从昔日的萎靡不振到当下的奋然崛起，中国走过了这一段艰辛与荣耀的路途。
站在二十一世纪，站在信息时代，以新的科学教育，以充满人性光辉的科学教育，再一次呼唤国人的理性自觉和智性勃发——这，是信息时代科学教育的使命所在，也应该成为每一个中国教育人的梦想所在。个体的科学之火，汇聚为群体的熊熊烈火，最后，不仅照亮我们共同的明天，也将同时温暖着人类自身的存在。
（作者单位：新教育研究院、《教育·读写生活》杂志社）