面向未来：幼儿园科学教育的理论审思与实践探索

［摘要］受教师科学教育素养准备不足以及对以儿童为中心教育思想的误读等因素的影响，当前我国幼儿园科学教育呈现出重儿童而科学属性不足的倾向。为培养适应未来世界和科学发展的儿童，幼儿园科学教育应强化对幼儿与科学关系的全面理解，在坚持儿童本位的基础上，不断增强科学教育的科学性和未来性，持续改进科学教育的目标、内容和实施方式，为幼儿的科学学习提供更具支持性的环境。［关键词］幼儿科学教育；科学经验；科学思维；科学素养科学教育是幼儿园教育的重要组成部分，是培养幼儿科学意识、科学经验和科学思维的重要手段，它建构了个体在生命之初对世界的认知方式，是我国建构教育、科技、人才一体化发展战略的基础。但科学教育又是幼儿园教育中的难点，相比其他领域教学，科学教育开展得相对不充分，教师科学教育素养、幼儿园科学教育环境等都未能有效满足教育要求。自《幼儿园教育指导纲要（试行）》（2001，以下简称《纲要》）颁布以来，经过20多年的政策实践和教育改革，当前我国幼儿园科学教育集中彰显了以儿童为中心的价值理念和实践准则，促进了学前儿童在感性经验、形象思维、科学兴趣、探究能力等方面的充分发展。但随着实践的深入，对儿童学习与发展的片面理解又使得幼儿园科学教育从只重知识传授走向重儿童而轻科学，以致科学教育的科学属性不足。[1]与此同时，在世界科学迅猛发展的时代背景下，幼儿园以生活、自然为基本对象的科学教育还未能及时关注和有效回应科学发展的前沿议题并思考科学飞速发展背景下该如何进一步优化科学教育的目标及其组织形式。[2]尽管幼儿园科学教育有其特殊性，但在坚持以儿童为中心的原则的基础上，我们需要重新审视幼儿与科学之间的关系，以科学的方式和逻辑去开展科学教育，使科学教育真正服务于学前儿童的有效发展。一、面向未来视域下幼儿园科学教育的实践审思科学活动是学前儿童认识世界及自我的重要手段。我国近代以来的幼儿科学教育被认为是“西学东渐”和西方学前教育思潮影响下的产物，其最早的实践应该是19世纪80年代外国教会在沿海地区兴办的“小孩察物学堂”。[3]新中国成立后，我国幼儿科学教育主要经历了常识教育、感知教育、领域教育等阶段，体现了科学教育目标的持续优化以及对幼教规律的积极回应。[4]尽管我国幼儿科学教育已经走过了一个多世纪的探索与发展历程，一些新的科学教育模式如STEM等也逐渐被引入幼儿科学教育领域，但总体上看，当前我国幼儿科学教育主要受到《纲要》和《3-6岁儿童学习与发展指南》（2012，以下简称《指南》）两个文件的影响，是一种以儿童为本位的科学教育。《纲要》彻底摆脱了传统的分科教学模式，目标从获取科学知识、经验转向培养幼儿的科学兴趣与态度，以及注重幼儿的科学探究过程。而《指南》的颁布进一步强化了以儿童为本位的价值理念，凸显了生活和游戏的科学教育价值，是当前我国幼儿科学教育领域的主导话语体系，[5]实践层面也以《纲要》和《指南》为主要依据开展科学教育。（一）安徽师范大学附属幼儿园科学教育的发展历程安徽师范大学附属幼儿园（以下简称安师大附幼）至今已有逾70年的办园历史，培养幼儿良好的科学态度、认知和使幼儿获取科学经验一直是安师大附幼科学教育的重要目标。跨越半个多世纪的科学教育历程是安师大附幼关于科学教育在思想认知、专业准备等方面不断转变和前进的过程，它既深刻反映了时代发展对幼儿园科学教育的规制作用，也反映了教师对科学教育的积极回应与主动建构。安师大附幼的科学教育遵循着一般的发展逻辑，但在不同的历史时期又深刻地体现了幼儿园关于科学教育的主体性思考。以《纲要》《指南》等文件的发布为节点，安师大附幼科学教育的发展历程大致可以分为三个阶段：2001年以前的常识课教育阶段、2001—2022年的科学领域教育阶段以及2023年至今的幼儿与科学融合阶段。在常识课教育阶段，安师大附幼的科学教育强调对自然、社会及人的粗浅知识的记忆及迁移，不太关注科学方法、科学态度和科学精神的培养。[6]这时的幼儿园科学教育偏重智力开发，缺乏对幼儿环境和生活观察意识的引导，不仅远离科学的本质，而且忽视儿童的自身发展需要，“无儿童无科学”是这一阶段科学教育的显著特征。科学领域教育阶段又可分为以教师为中心（2001—2014年）和以儿童为中心（2015—2022年）两个子阶段。《纲要》将传统的分科教学转变为领域教学，这一转变不仅在价值取向上确立了科学教育中的儿童本位，同时在内容和方法上也确立了儿童的主体性，但理论研究上的模糊性和教师科学教育素养的缺失使得幼儿园教师在开展科学教育的过程中未能很好地将科学融入儿童的学习与发展过程，科学教育主要是在教师的主导下开展，忽视了幼儿内在的学习需求与学习特征。[7]这一阶段的科学教育随着《指南》的颁布而逐渐发生转变。在《指南》精神的引领下，针对既往科学教育中教师高控、教师科学教育素养不足以及幼儿园科学教育条件薄弱等问题，安师大附幼从2015年开始探索以儿童为中心的“三生”科学教育模式，即试图通过科学教育内容和方式的生活化、生态化和生发化来克服上一阶段以知识传授为主和以教师为主导的科学教育模式所存在的弊端。经过近十年的探索和实践，“三生”科学教育模式显著地改善了教师的教育观念和教育行为，科学教育回归了幼儿的生活及规律发展本身。但随着实践的深入，这种以儿童为中心的科学教育实践又滑向了另外一个极端，即“有儿童而少科学”，在价值取向上以儿童为中心，在内容和方法上强调生活和游戏。例如，在科学探究活动“小车甩尾”当中，教师将问题的解决过程完全交给了儿童，让儿童在自主选择材料和连接方法的过程中去发展良好的学习品质。但这一科学活动目标的设计与评价更多地只关注儿童本身，对于活动本身蕴含哪些科学经验以及如何去展开介绍这些科学经验，教师并没有认真思考，如路面的倾斜导致小车受力不均、小车转弯时产生的惯性等，以致类似的科学活动虽具备一定的科学特征，但其内在的科学属性和科学逻辑明显存在不足，体现出“有儿童而少科学”的特点。而这一特征在我国当前的幼儿园科学活动中也广泛存在着，科学概念、科学经验等带有知识取向的科学教育内容因缺乏有效的理论和政策支撑而在实践中往往处于缺位状态。[8]尽管我们认为“三生”科学教育模式是安师大附幼取得的一个标志性成果，但新时代以来世界范围内科学技术的变革以及新冠肺炎疫情等重大社会事件的发生让我们意识到，以儿童为本位的、强调幼儿生活经验和自主探究的科学教育在目标、内容和方法上是否全面、及时地反映了这种时代的变革，强调儿童属性的科学教育是否让我们对儿童以及幼儿园之外的世界发展变得集体无意识，从而缺乏基本的敏感性和该有的时代回应，这些问题都值得我们深入去思考。事实上，这种集体无意识似乎在当前我国幼儿园科学教育实践领域中广泛存在，我们的科学教育面临着“多儿童而少科学”的困境，始终未能有效处理好科学教育内容与过程以及儿童与科学之间的关系。[9]为此安师大附幼从2023年开始尝试建构“有儿童有科学”的幼儿发展与科学教育有效融合的科学教育范式，探索适配幼儿身心发展规律且面向未来的科学教育体系，以期既能关照和顺应儿童的自然发展，又能在活动中真正发挥科学的育人价值，跳出非此即彼的逻辑。（二）当前幼儿园科学教育存在的主要问题当前我国幼儿园教育领域的话语体系主要是在《指南》的规制和引领下建构起来的，即儿童中心和过程导向。这一话语体系符合儿童的学习与发展规律，它在很大程度上优化了儿童的学习与发展环境。但对儿童中心的片面理解也割裂了对儿童学习与发展完整性的认识，[10]在科学领域逐步出现了重儿童而轻科学的实践倾向，以至于一些活动看似是科学活动但严格意义上又不能算是科学活动。这种倾向主要表现在三个方面。第一，在科学教育目标上强调幼儿形象思维、科学兴趣、探究能力等科学素养的发展，缺乏对科学经验学习的系统论述，即科学教育目标重科学素养而轻科学经验和科学思维的发展。若教师科学教育素养不足以支撑科学教育活动有效开展，幼儿就难以获得有效的科学经验，科学素养的发展也容易失去科学对象的支撑。例如，当我们强调幼儿的想象力时，如果没有具体科学经验的支撑，那么这种想象力可能是文学的想象力、艺术的想象力，而非科学的想象力。而这种对新生事物反应相对迟钝和缓慢的现象在科学教育领域普遍存在。[11]第二，在科学内容上强调感性经验以及表象性知识，远离科学的内在结构与本质。生活世界是幼儿的成长世界，是幼儿认识世界的第一场域。基于幼儿的思维发展特点，科学经验的增长必然要基于幼儿的生活世界。但科学教育是一个促使幼儿与科学世界互动的过程，科学世界是科学教育的基本对象。尽管生活中处处有科学，但各种生活现象并不等同于严谨的科学，科学也不是杂乱无章的生活现象的堆积。当前我国幼儿园科学教育实践中的科学内容多停留于现象，是一种常识概念下的科学内容，科学概念、科学原理等非儿童化的对象被本能地排除在科学教育之外。[12]此外，在科学自身已经被工具化的数智时代，幼儿园科学教育所面临的情境已经发生了巨大变化。科学教育不仅要有幼儿，更应该有科学，而且这种科学是面向未来的。当前我国幼儿园科学教育的内容强调生活和自然，科学教育的目标主要建立在对儿童发展的美好想象上，那些具有时代特征、能够反映科学发展的内容尚未能以合理的方式进入科学教育内容体系中，这在很大程度上限制了儿童对未来世界及科学的认知与想象。第三，活动方式强调生活化和游戏化，未能有效体现科学活动的结构及科学教育手段的多样化。随着人们对游戏价值的认可，游戏作为幼儿主要的学习方式渗透在各个领域，甚至幼儿教育脱离游戏就有小学化的嫌疑。将科学教育的手段局限于生活和游戏同样存在远离科学本质的风险。尽管游戏和科学探究都体现着幼儿的主动性、自主性与过程性，但是游戏的愉悦与科学的严谨显然在同一话语体系下很难和谐共存，而当前的科学教育实践首先强调的是过程的愉悦。游戏与科学都存在规则，但游戏中的规则为游戏而设，幼儿为了游戏中的快乐而自愿遵从规则；而科学中的观察、思考等未必会给幼儿带来即时的快乐，也就难以吸引幼儿自觉遵守科学探究中的规则。尽管当前的幼儿园科学教育认可并鼓励幼儿像科学家一样开展探究活动，但还多停留于培养幼儿好奇心的阶段，手段未能充分彰显科学教育的科学属性。事实上，儿童的学习不能将先天与后天、遗传和环境对立起来。[13]二、科学发展对幼儿科学教育的要求科学既是反映自然、社会、思维等的客观规律的知识体系，也是人类认识世界的工具和方法，它有着自身严密的知识和逻辑体系。近代以来，科学在各领域取得的巨大成就极大地推动了社会的发展。除了生产力的显著发展之外，人类的生活形态与社会关系、人类个体对世界的认知等也发生了巨大的改变。由基础科学、技术科学和应用科学构成的科学体系不仅更为深刻地揭示了各类物质的存在本质及发展规律，数智时代的到来更是将科学发展对人类生产和生活的影响推到了一个新的高度，人工智能的使用则进一步加快了科学研究及其成果转化的速度，对人类生活的方方面面产生了极为深远的影响。从微观的粒子运动或者基因探测到宏观的天体运动，层出不穷的技术极大地拓展了人类对世界的认知范畴，不断重构人类对世界的认知方式，人类因此可以更好地去认识和把握世界的复杂性、模糊性和不确定性。可以说，科学发展对人类的影响不仅体现在生产方式变革和生产力的提升上，同时重塑了人类的社会结构及社会关系，对人类的社会互动、政府治理、教育等都产生了极大的影响。[14]科学的飞速发展带来技术革新，科学技术的应用与产品充斥着现代社会生活，尽管不是所有人都像科学家、工程师那样从事专门的科学技术研究活动，但人们都被科学及其迭代的产品包围。科学的发展和技术的变革、社会生活方式的智能化不仅要求人们具有与之相适配的知识和能力储备，还要求人类个体具备与之相适配的思维方式和认知能力，同时具有迎接科技发展、接纳科技快速变化与更迭的情感倾向。教育先行必然要求教育面向未来。[15]科学的发展影响着人们认识世界和探索世界的方式，科学技术的应用与普及改变着人们的生活方式，而科学教育则通过其培养的人反作用于科学的发展。幼儿园科学教育应在理解科学发展规律、尊重幼儿发展规律的基础之上，积极回应科学发展的现实需要与未来倾向。因此，新的科学范式及其应用形态也对幼儿园科学教育提出了新的挑战。第一，幼儿园科学教育需要指向幼儿的科学素养的全面提高。随着科技的快速发展，传统的记忆和重复型学习模式已经不再适应现代社会的需求。科学教育越来越注重培养人的科学素养和批判思维，帮助个体应对未来的不确定性和快速变化。当前世界许多国家的科学教育开始强调批判性思维的培养，鼓励质疑、分析和评估科学知识。通过实验、数据分析和讨论等活动，学生不仅要学会如何解决问题，还要理解科学研究的方法和过程。[16]这种思维训练帮助个体在面对复杂问题时，能够做出理性判断，提出具有创新性的解决方案。如PISA（国际学生评估项目）敏锐地察觉到数据时代背景下科学对人才培养的需求变化，因此，《PISA2025科学素养测评框架》对科学素养与内容维度进行进一步优化，提出了科学身份这一新的维度。[17]第二，幼儿园科学教育亟待加强与社会发展之间的互动。通常，科学技术的进步往往首先在高等教育中得到回应，但幼儿科学教育不能因幼儿处于具体形象思维阶段而将自身隔离于社会科技的进步与发展之外，而是应该积极吸收科技发展的最新成果，在丰富的内容中让幼儿了解到世界日新月异的新样态。第三，幼儿园科学教育手段需要更为科学化和数字化。数字技术的快速发展正在深刻地改变科学教育的面貌，尤其是在教育工具、教学方法和学习环境方面，技术创新带来了前所未有的变革。在生活、游戏等已有手段的基础上，幼儿园科学教育一方面需根据科学教育内容的特性充分采用实验等更科学化的方法来引导幼儿深入了解科学对象的内在结构，增进幼儿对科学对象科学属性的认识；另一方面需借助数字化科技手段帮助幼儿更好地理解生活、游戏、实验等手段无法直观展现的科学现象或者科学过程，增进幼儿对科学本质的直观理解，并在幼儿与现代科技产品互动的过程中强化他们对未来科学世界的想象。三、面向未来的科学教育实践探索当前，科学教育为世界所瞩目。在科学教育领域，STEAM教育在世界范围内受到广泛的重视，《未来学校：为第四次工业革命定义新的教育模式》《PISA2025科学素养测评框架》《强势开端VII：在数字时代为儿童赋权》等国际性文件或报告陆续发布，以人工智能为代表的现代科学技术对教育产生冲击，等等，这些都促使我们不断反思既有幼儿园科学教育模式在理念、内容等方面的时代适用性以及培养目标上的完备性。为此，在“三生”科学教育模式的基础上，安师大附幼从2023年开始提出并实践面向未来的科学教育主张。这种主张一方面是为了重新审视既有幼儿园科学教育模式集体无意识下科学教育科学属性的缺失问题，另一方面也是为了通过重新建构儿童与未来科学世界之间的关系来给予幼儿更为适宜的科学教育。以《纲要》和《指南》为基，强化科学属性和面向未来的幼儿科学教育不是要否定儿童的主体性，而是坚持“越儿童越科学”和“越科学越儿童”的辩证统一。所谓“越儿童越科学”，是指教师要准确理解儿童的学习及其与外部世界的关系，把握科学教育规律，使儿童真正认识科学和理解科学；而“越科学越儿童”，则是指科学教育最终要回归儿童、服务儿童，通过能够反映时代变革的科学经验、科学内容来培养幼儿关于未来世界的科学信念、科学思维和科学素养。（一）重构科学教育与课程实践理念，拓展幼儿科学教育目标在《指南》的引领下，安师大附幼把科学教育的目标聚焦在幼儿科学态度的培养和科学探究行为的激发上，建构了以“生态、生活、生发”为指引的“三生”科学教育模式，注重科学教育内容与儿童经验、社会生活之间的紧密联系。“三生”科学教育活动的目标并不在于关注个体获得多少科学知识，也不是单纯表现为个体对知识的学习能力，而是将培养科学态度和精神放在首位。但随着实践的深入，我们发现，基于幼儿生活、以发展幼儿探究欲望和探究能力为主要目的的科学教育逐渐走向了另外一个极端，即过于强调幼儿对科学的兴趣和体验，以至于很多科学活动的儿童性有余而科学性不足，既看不到幼儿科学经验的递进式发展，也看不到幼儿科学探究能力的系统深入，很多科学活动看起来像科学又不是科学。例如，在“气球火箭”科学活动中，幼儿松开气球后气球并未沿着细绳飞到另一端，而是绕着绳子自转，幼儿随即转而对吹放气球及气球自转产生兴趣，玩起了吹气球的游戏，玩得不亦乐乎。幼儿所获得的科学经验似是而非，科学活动的边界和属性十分模糊。在这一阶段，幼儿对科学知识的了解更多是以零散的事实性知识为主，教师也几乎没有关注幼儿对科学核心概念的理解。[18]令我们更为触动的是，原来我们的科学活动以自然和生活为主要对象，但随着近年来科学技术的迅猛发展，各种科技产品不断地冲击着我们的生活以及我们对世界的认知方式，而这些处于时代发展前沿的科学对象或者说科学经验似乎都尚未进入幼儿园科学教育中来。这使得我们不禁发出这样的疑问：在强调以儿童为本位，关注幼儿科学兴趣和探究能力的同时，我们的科学教育目标的前瞻性体现在哪里？适应未来世界的幼儿需要具备怎样的科学素养？等等。因为对于包括幼儿在内的所有个体来说，给他们提供什么样的科学活动就决定了他们会获得什么样的科学经验、科学思维和科学品质。这促使我们作出以下两个方面的思考，即在尊重幼儿学习规律的基础上，幼儿园科学教育不仅要进一步关注科学教育的科学属性，还要给他们提供能够反映科学发展前沿的、更为丰富和系统的科学经验，帮助他们建构起对科学本身以及未来世界的原初认知。因此，我们在科学教育目标上不再只强调形式意义上的幼儿科学兴趣、科学情感、探究欲望和探究能力的培养，而是同时通过强化科学活动的科学属性和时代性来向他们输入更为丰富的科学经验，依托更为具象的科学活动来培养他们的科学思维。如我们会通过向幼儿呈现虚拟现实、空天飞机等科学对象的方式来培养幼儿对未来的想象，这些活动与传统以生活和游戏为基本手段的科学活动共同支撑起了幼儿在科学兴趣、探究能力、科学经验和科学思维等方面的协同发展。这种更强调科学属性和未来性的科学目标设定并不是让每个儿童都成为未来的科学家，而是发展他们关于科学的经验以及科学思维方式，让他们有足够的经验、能力去应对和适应未来世界的变化。（二）强化幼儿科学教育的科学属性，优化幼儿科学教育内容的组织方式以儿童为中心的儿童观对幼儿园教育的全面渗透使我国幼儿园教师基本树立了以儿童为中心的教育理念，而且这种理念也成为幼儿园以及教师组织课程内容和选择教育方式的基本准则。[19]安师大附幼“三生”科学教育模式也依据《指南》的有关要求将自然和生活作为科学教育的主要内容，“三生”中的生态和生活也是基于既往科学教育内容的非自然性和非生活性而提出的，这使得幼儿园科学教育在很大程度上回归了幼儿本身。但受制于《指南》等指导性文件关于科学内容规定的模糊性以及幼儿园教师自身科学教育素养的不足，“三生”科学教育模式的科学教育内容在强调自然和生活的基础上，也逐渐呈现出儿童性有余而科学性不足的问题。这一问题可能在当前我国幼儿园科学教育实践层面也广泛存在，[20]科学教育的科学性被遮蔽问题似乎还未被深刻认识到。[21]在科学迅猛发展的时代背景下，幼儿园科学教育在内容选择上要能够支持儿童面向未来的科学核心经验的发展，为他们适应和探索未来世界做好充足的心理准备和奠定经验基础。一方面，安师大附幼依据儿童的年龄特征以及不同年龄阶段幼儿的学习规律对科学内容的层次进行梳理，除传统的科学现象和科学探究之外，将科学知识、科学概念、科学原理等内容纳入科学教育内容范畴。关于自然、生活等现象或者对象是科学的基本内容，但若只停留于现象或常识，我们就难以在科学教育中发展幼儿关于科学的本体性认知，依托科学活动所发展的想象力、观察力等关键品质也无从谈起。例如，在日常盥洗活动中，小朋友知晓用七步洗手法清洁手部能够去除细菌，这帮助幼儿构建起了关于细菌和手部清洁行为之间的关联，但又仅停留于知其然却不知其所以然的层面，活动的科学性体现不够充分。为此，我们思考如何朝着可探究的科学关键经验方向转变，探索现象背后蕴含的科学原理，即让幼儿通过触摸不同物体后再接触面包这一实验载体，观察在洗手和没洗手两种不同情况下，面包上细菌生长状况的差异，这就使得洗手这一生活活动的科学意涵大大丰富，在给予幼儿更为丰富的科学经验的同时还引发了他们更深层的科学思考。因此，我们在选择科学教育内容时，不仅要强调幼儿已有的经验基础，还要考虑成人输入的科学经验的类别、性质和层次对幼儿科学学习的影响。另一方面，安师大附幼将最新的科学成果和科技产品引入科学教育内容范畴。尽管《指南》也提到了要引导幼儿关注科技产品，但总体来说科学的最新样态并不是幼儿园科学教育的基础组成部分，前沿科技成果尚未充分地进入幼儿园科学教育内容体系中来，新科技背后蕴含的科学经验、科学思维和认知方式等尚未构成科学教育内容的底座，幼儿园科学教育内容的时代性体现不足，我们仍更多地沉醉于将儿童作为一个美好事物的设想当中。例如，在开展传统科学活动“认识蜻蜓”时，教学目标多为直接感知蜻蜓的外形特征、行为习惯等，很少通过引入现代直升机、无人机等对象引导幼儿去探究思考蜻蜓与飞机飞行姿态和控制等事物之间的关系，仿生学的科学思维或者说科学意识在幼儿园深度科学活动中并未得到体现。为此，我们尝试以幼儿能够接受的方式向幼儿呈现前沿的科技产品，并引导他们去思考现象背后的原理。如感兴趣的幼儿可以选择参加幼儿园的无人机社团，通过遥控器操控无人机，学习起飞、降落、悬停等飞行技术，感知飞行的高度、速度、方向以及风力等要素之间的复杂关系。这一实践不是让幼儿马上去获得关于某一科学原理的系统知识，而是通过新的科技产品和科学发现去建构他们对未来世界的想象，重构他们对世界的认知方式，这一点对于培养适应未来社会的个体十分重要，也应是幼儿园科学教育的应有之义。（三）优化幼儿园教师专业发展模式，提升教师科学教育理念和素养幼儿园教师作为科学教育的实施者，其科学教育素养对幼儿园科学教育的质量有着直接且重要的影响。舒尔曼（Shulman）于1986年提出的学科教学知识（pedagogicalcontentknowledge，PCK）理论认为，PCK是教师在教学过程中融合学科与教学知识而形成的一种特殊知识，它是教师特有的、影响教师专业成长的关键因素。PCK包含三类：学科内容的知识、儿童的知识和教学方法的知识，其中起决定作用的是第一类知识，即学科内容的知识。研究也表明，当前我国幼儿园教师多数只具备基础的科学素养，科学知识水平较低，知识储备不足，对科学概念的理解较为模糊。[22]但实践表明，在常规的师资培养模式下，幼儿园教师的科学教育素养难