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党的二十大报告将教育、科技和人才统筹部署，作为全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑，体现了当前我国科技创新和人才培养任务的重要性和紧迫性。科学教育作为科技创新人才培养的主要阵地和关键环节，将责无旁贷地承担起自主培养拔尖创新人才的时代重任。习近平总书记强调要在教育“双减”中做好科学教育加法，培养具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。当下做好科学教育加法的关键一步在于落实青少年的科学高阶思维培养。

“重知识而轻思维”是我国高校科学教育长久以来的弊病。国家大型教育测评和比较研究持续揭示我国中小学生科学基础知识和技能掌握扎实，而在复杂认知和高阶思维能力方面表现欠缺的事实。如PISA测评显示，我国四省市中学生科学学业成绩名列前茅，但合作式问题解决能力、科学认识论和STEM职业期望等相对薄弱。中美学生科学推理能力的对比研究显示，我国学生比美国学生多接受了近三年的物理课程学习，虽然使得我们的科学知识掌握水平显著高于美国学生，但科学推理等高阶思维能力却与美国学生持平。因此，实现从“双基”教学到高阶思维的科学教育育人目标升级势在必行。

美英日等国都将包括比例推理、定量思维、批判性思维和计算思维在内的高阶思维能力纳入到基础教育科学课程标准中。我国近年来也逐渐重视将思维培养作为青少年科学教育的基本落脚点之一。2022年版义务教育物理、化学、生物和科学课程标准也都将模型建构、推理论证和创新思维等科学思维列为科学核心素养的重要结构维度。深入推进并落实青少年科学高阶思维能力的培养，必将成为驱动科学教育改革发展并落实科学教育加法的核心动力。但面对当前育人机制、教师发展、方法策略等薄弱环节，亟须多点施策发力，以实现青少年科学高阶思维培养的精准突破。

首先，明晰科学高阶思维内涵，探索青少年科学高阶思维发展的内在机理。科学高阶思维不仅包括单个的思维技能，还包括单个思维技能的交互整合和影响关系。科学高阶思维作为一个动态交互的综合能力系统，体现在学生创造性地解决科学问题的过程之中，并且以科学推理、论证和建模能力为核心“执行者”，以元认知和批判性思维作为“反思者”，以科学态度、动机和效能感为“调控者”，全面诠释学生科学学习的认知与非认知过程。鉴于当前科学高阶思维系统的教学和评价工作还处于起步和探索阶段，首先应加强对各学科领域科学高阶思维系统各维度能力的认识与探索，落实在其培养目标、教学内容和教学实践方面的政策标准；同时，也应通过理论与实践研究挖掘青少年科学思维发展的关键证据和内在机理，为青少年科学高阶思维培养体系筑牢科学地基。

其次，强化科学教师专业发展支持，以跨学科实践助力科学高阶思维发展。强教必先强师，需要在教师专业发展中全面推进跨学科实践与合作式问题解决教学，以助力科学高阶思维的培养落实。统筹科学教师全过程培养人才链，面向不同发展阶段和专业需求的教师开展教学实践培训，一方面应积极开展跨学科教学实践活动，如开展专题讲座或新课标优秀课例展示活动等，使教师在实操体验中深刻体悟科学教学的探究性和实践性本质并强化思维型教学信念；另一方面，组建科学教师跨学科教研共同体，通过研训结合活动推进各级教师的联动合作，以提升教师科学高阶思维的教学技能。

最后，拓展非正式学习场域的思维教学，创新科学高阶思维教学模式。科学课堂的教学模式、方法与策略是推进科学高阶思维培养的关键。非正式场域的科学学习同样对青少年的科学思维发展意义重大，因此，应充分利用科技馆和博物馆等公共资源和设施环境，以拓宽青少年科学高阶思维培养的场域范围。同时，科学教师也应不断探索创新，积极开展项目式教学、探究式教学以及STEM教学活动，用行动有效践行科学高阶思维培养的教育目标。

（作者单位均系北京师范大学科学教育研究院）

《中国教师报》2023年04月19日第13版

作者：王晶莹 周丹华