追寻科学之本

党的二十大报告强调，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。”面对当今世界百年未有之大变局，在科技竞争、人才争夺加剧的现实背景下，实现中华民族伟大复兴，必须解决“科技自立自强的人才自主培养”问题。基础教育是教育的起始阶段，基础教育教师在学生成长中发挥着重要的启蒙作用。特别是科学教育及相关学科教师，往往是学生心中科学种子的播种者、科学兴趣的引导者和呵护者。推进基础教育阶段科学教师队伍建设势在必行。
科学教育是教育界和科技界乃至全社会的共同责任。《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》提出，要整合社会各方资源，健全大中小学及家校社协同育人机制，显著提高科学教育质量。
中小学校内科学教育在整个科学教育体系中占据核心地位。作为学生接受科学知识、养成科学思维习惯和培养探究实践能力的主要场所，学校科学教育的师资水平、教学与实验资源、教学方法与策略、课程设置和教材选择、评价与反馈机制以及学校管理和支持等因素相互作用，共同决定了科学教育的质量水平。其中师资建设，特别是科学教师专业化建设是影响校内科学教育质量的最关键因素。
小学科学教育对学生的科学兴趣发展、科学观念形成、科学方法掌握、科学探究实践和科学精神培育起着奠基作用。培养孩子的科学兴趣，让他们保持好奇心、形成良好的学习习惯、树立关键的意志品格，需要让孩子们在科学探究实践中深入学习和体验。近年来的国际学生评估项目和调查研究中，我国学生科学职业期望不高、问题解决与创新能力不足等问题引起广泛关注。青少年了解科学知识，却不知道科学知识从何而来，科学是什么、有何用、如何用。与此同时，科学课程改革持续推进，中小学科学教育越来越强调跨学科和综合性，注重通过科学推理、科学论证和科学建模促进科学学习，强调基于技术与工程的设计实践和真实情境的问题解决，以提高学生的动手能力和创新意识，持续丰富学生认识科学、理解科学、参与科学与体验科学的机会。《义务教育科学课程标准(2022年版)》要求“创设良好的学习情境”“设计适宜的探究问题”“经历科学探究以及技术与工程的实践过程”等。这均表明，科学教师不能仅基于教材和学科知识开展科学课堂教学，还要通过综合科学课程的教学让学生理解什么是科学与怎么做科学，这就对科学教师的综合素养提出了更高要求。
科学教师要懂科学、懂教育，深刻理解科学教育应该教什么、学生如何学习科学、教师如何教科学。即科学教师要对科学本质、科学方法、科学精神、科学与社会等有充分认识，对科学探究和工程实践有真实经历，对科学教学规律和人才成长规律有科学把握，才能具备较好的科学教学胜任力，才能有足够信心去引导学生们走进科学。
我国小学科学教育主要以综合科学课程形式开展，其基础性、实践性和综合性对小学科学教师的科学素养和专业能力有较高要求。然而，当前我国小学科学教师队伍现状与现实发展需求之间存在较大差距，小学科学教师对科学本质和科学探究实践的理解与应用能力有限，对有效开展科学教学缺乏信心、自我效能感不足，不擅长以探究和实践的形式开展科学教学。小学科学教师队伍的规模扩大和结构优化任重道远。
我国小学科学教师队伍供给不足、专业知识不强、专业素养不高等问题已经严重制约科学教育高质量发展，若不尽快加以扭转，必将严重阻碍我国科技强国建设和科技事业的长远发展。做好科学教育“加法”,就是要在事关科学教育发展全局的关键问题上力争突破，就是要紧抓小学科学教师队伍专业化建设这个影响科学教育高质量发展的牛鼻子，实现我国科技创新人才培养全链条水涨船高的整体效应。
除了国家、省(区、市)、校等各级层面实施的培训，教师日常的学习和思考对提升自身科学素养也至关重要。教师需要结合日常工作不断丰富对科学、科学素养、科学家精神的理解与认识。
强教必先强师。高质量教师队伍是建设社会主义现代化教育强国的重要保障，有高质量的教师队伍，才会有高质量的教育。面向2035年远景目标，愿广大教师踔厉奋发、勇毅前行!

本书为《中小学教师科学素养提升工程丛书》的第一册。2023年3月，为落实习近平总书记关于做好科学教育加法的重要指示精神，实施中小学教师科学素养提升行动计划。就目前中小学现状来看，科学教师队伍力量还相当薄弱，很大部分学校没有科学教师，或科学教师由其他学科老师兼任，普遍缺乏基本的科学培训。如何全面提高中小学教师的科学素养，已成为刻不容缓的任务。阅读是教育的核心，科学阅读是提升科学素养的基础手段之一，本丛书的编写目的，即是为中小学的教师尤其是科学教师提供最基础的、现成可用的阅读材料，围绕科学教育的需要，选编关于科学、科学教育、科学进展、科技创新、科学史等方面的名家名篇，全面提升科学教师的专业素养，帮助他们拓宽视野，助推中小学科学教育的高质量发展。《追寻科学之本》是一册以中小学教师为读者对象、帮助他们全面提升科学素养的基础读本。本书立足中小学教师科学素养的现实需要，针对教师科学素养现状，选取近50篇名家名篇，内容涉及科学是什么、科学素养是什么、科学家正在做什么、科学活动如何实施等方方面面，从科学知识、科学精神、科学能力和科学思维等方面，帮助教师拓宽视野，全面提升专业素养，助推中小学科学教育的高质量实施。丛书后续分册还将分别聚焦科技创新、科学史等内容。

丛书主编：
周忠和，第十四届全国政协常委，中国科学院院士，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、博士生导师、前所长，中国科普作家协会理事长。
郑永和，北京师范大学科学教育研究院首任院长，首届基础教育教学指导委员会委员，义务教育课程修订综合组专家、科学课修订组专家、信息科技课标修订组专家。

前言  任友群  郑永和/I
第一篇  科学是什么/1
论科学与科学家  爱因斯坦/2
科学的魅力  阿西莫夫/8
诺贝尔科学奖离我们有多近  王绶琯/16
科学家的错误与争论  汪品先/26
创新的道路  李惕暗/37
我心目中的科学与艺术  严加安/46
科学研究的范围  亨普尔/53
关于科学与科学传播的三个问题  刘兵/55
学习科学史的意义  吴国盛/64
科学是人类心智最伟大的成就之一  格里宾/73
走进科学，提高科学素养  王谷岩/82
如何成为一名科学家  郭传杰/93
第二篇  科学素养是什么 /103
新科学教育：从思想到行动  朱永新  王伟群/104
是时候锻造新的科学教育了  钱旭红/116
切实提升青少年科教工作者综合素质的四点建议  武向平/122
科学与科学教育  倪闽景/127
素养本位的单元设计，助力各国进入“素养时代”崔允泖/133
科学课程与教学改革的未来走向  胡卫平/142
科学教育中的跨学科概念：应用及案例  高云峰/153
科学教育：大国博弈的前沿阵地——国际科学教育战略与发展路径研究  课题组/162
重新思考科学教育的若干概念与实施途径  裴新宁/177
科学探究、科学素养与科学教育  李雁冰/190
论美育对科学素养的赋能  周宪/200
科学素养教育的意义及本土化诠释  张红霞/215
第三篇  科学家在干什么 /227
红色火星的蓝色星球梦——从火星探测到火星改造  欧阳自远/228
深海探测——向深海更深处钻研  汪品先/236
20世纪现代医学进展  韩启德/241
演化的力量  戎嘉余  周忠和/250
让我们一起走进化学  黄春辉/253
从天文学到现代自然科学  张双南/260
恐龙是如何演化为鸟类的  徐星/268
机器可以有情感吗——人工智能发展现状  吕宝粮/275
宇宙大爆炸和太阳系外行星的发现——2019年诺贝尔物理学奖背后的故事  陈鹏飞/283奇妙基因之旅——认识、发现和改变基因  仇子龙/292
附录/301
如何参与青少年科技创新大赛(一):工程学(发明创造)课题/302
如何参与青少年科技创新大赛(二):科学研究(科学论文)课题/313
如何参与青少年科技创新大赛(三):科技辅导员科教创新课题/326
后记/331

本书为《中小学教师科学素养提升工程丛书》的第一册。2023年3月，为落实习近平总书记关于做好科学教育加法的重要指示精神，实施中小学教师科学素养提升行动计划。就目前中小学现状来看，科学教师队伍力量还相当薄弱，很大部分学校没有科学教师，或科学教师由其他学科老师兼任，普遍缺乏基本的科学培训。如何全面提高中小学教师的科学素养，已成为刻不容缓的任务。阅读是教育的核心，科学阅读是提升科学素养的基础手段之一，本丛书的编写目的，即是为中小学的教师尤其是科学教师提供最基础的、现成可用的阅读材料，围绕科学教育的需要，选编关于科学、科学教育、科学进展、科技创新、科学史等方面的名家名篇，全面提升科学教师的专业素养，帮助他们拓宽视野，助推中小学科学教育的高质量发展。《追寻科学之本》是一册以中小学教师为读者对象、帮助他们全面提升科学素养的基础读本。本书立足中小学教师科学素养的现实需要，针对教师科学素养现状，选取近50篇名家名篇，内容涉及科学是什么、科学素养是什么、科学家正在做什么、科学活动如何实施等方方面面，从科学知识、科学精神、科学能力和科学思维等方面，帮助教师拓宽视野，全面提升专业素养，助推中小学科学教育的高质量实施。丛书后续分册还将分别聚焦科技创新、科学史等内容。

丛书主编：
周忠和，第十四届全国政协常委，中国科学院院士，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、博士生导师、前所长，中国科普作家协会理事长。
郑永和，北京师范大学科学教育研究院首任院长，首届基础教育教学指导委员会委员，义务教育课程修订综合组专家、科学课修订组专家、信息科技课标修订组专家。