现代科学教育始于19世纪中叶，但得到大力发展则是在第二次世界大战结束后。在美苏“冷战”背景下，美国率先将科学教育提升至国家安全高度，由此引发了世界各国对科学教育的广泛关注。
近年来，随着新一轮科技革命和产业变革孕育兴起、国际竞争加剧和大国力量对比变化，强化科学教育再次被提上许多国家的议事日程。
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当前，我国正向第二个百年奋斗目标迈进，同时面临着百年未有之大变局的国际形势，所以也需要大力推进科学教育的发展。
欧美等发达国家在过去几十年的发展中，已经形成了一些较为成熟的科学教育经验，可以为我们提供一定的参考。
一、科学教育的国际经验
1、重视科学教育政策顶层设计
从欧美等国的科学教育发展历程来看，无论是教育分权制国家还是中央集权制国家，均重视在国家政策层面支持科学教育，这也是这些国家科学教育能够取得突出成就的重要原因之一。
美国早在1950年就成立国家科学基金会（NSF），开展科学教师培训和科学课程开发。此后，美国联邦政府对科学教育的重视一直没有中断：或将科学教育纳入综合性的教育法案中加以强调，或出台专门的科学教育政策，包括近年来正在推进的第二个STEM（科学、技术、工程和数学）教育发展规划“北极星计划”等。
日本、韩国、俄罗斯等也有一些类似的持续性国家政策或行动。例如，日本1953年《理科教育振兴法》、1995年《科学技术基本法》、2021年《科学技术创新基本计划（2021—2025年）》等均把“发展科学教育”作为其中一项重要内容。
除了全面的科学教育政策外，发达国家还针对理工科领域高天赋学生出台了专门政策，如美国《贾维茨英才学生教育法》、英国《全面卓越计划：全校超常儿童教育提升方案》、德国《中小学英才儿童教育促进计划》等。
2、对英才儿童和普通儿童实施差异化科学教育
一些发达国家在推进科学教育时针对儿童天赋开展差异化教育。对于理工科领域的英才儿童，通常采取分组、加速、充实等方式开展差异化教育。
分组，是将英才儿童作为一个群体，设立特别学校或特别班级对其进行专门培养，如以色列设置英才班。
加速，是通过一定的评估机制，允许高天赋儿童提前入学、跳级或者跨年级学习、超前学习，以满足其特殊学习需求。
充实，则是通过课程、学习内容或者教学形式的延伸拓展，为英才儿童提供更具深度和广度的学习活动。
此外，发达国家还重视英才教育保障体系建设，如系统开展英才教育教师培养、通过专业组织和学术研究机构为英才教育提供科学引领、多元主体共同构建英才教育社会支持体系等。
对于普通学生，在高中阶段以下主要通过设置科学课程来开展科学教育，课时仅次于母语和数学课程。各国每周课时不等，英国2—3.5小时，美国3.5—4小时，澳大利亚2—3小时，加拿大1.5—2.5小时，爱尔兰2—3小时，等等。
在课程与教学上，小学阶段以融合课程为主，重视兴趣培养，通常采用项目式学习、主题式学习等，中学基本采用分科教学方式，强调科学思维和科学探究能力的培养；高中阶段除普通学校外，不少国家还专门开设了以科学教育为特色的学校，如美国STEM高中、日本超级科学高中、韩国科学高中、俄罗斯专业教育和科学中心、德国文理中学等。
3、强化科学教师专业标准和队伍建设
教师是提高科学教育质量的基础与保障，为此，不少发达国家都建立了科学教师专业标准并通过多元路径推进科学教师队伍建设。
在专业标准方面，发达国家强调科学教师职前培养标准建设。例如，英国政府在1998年发布小学和中学科学教师职前培训课程，从教学知识与理解、教学方法与评估方法、科学知识与理解三方面对中小学科学教师培养提出要求。
美国国家科学教师协会（NSTA）联合科学教师教育促进协会（AETS）于1998年制定了《科学教师教育标准》，并于2003年、2012年和2020年进行了三次更新。
澳大利亚科学教师协会（ASTA）2002年发布《全国优秀科学教师专业标准》，从专业知识、专业实践和专业领导三个维度对高水平科学教师标准进行了界定和描述。
另外，发达国家还采取措施充实科学教师队伍，包括在师范院校和综合大学内开设科学教育专业学士学位课程、对非师范类理工科毕业生提供硕士学位课程或教育科学培训、构建科学教育共同体等，让没有相关教师资格的人参与科学教育工作。
同时，采取多种途径促进科学教师专业发展，包括：通过政府出台政策，高校和科研机构提供培训服务；通过专业机构研制教师标准、提供专业认证等方式激励教师持续专业成长；吸纳社会力量广泛参与，在项目、资金等方面支持科学教师培训等等。
4、完善科学教育支撑体系建设
建立广泛、多元、立体的支撑体系也是发达国家推进科学教育的一项重要举措。
一是重视科学教育高层次专业人才培养。欧美等国高校一般在本科、硕士研究生和博士研究生阶段开设相应课程。本科阶段的科学教育既有以培养中小学科学教师为目标的课程，也有以追求学术研究为目标的课程。在硕士研究生和博士研究生阶段，除培养从事科学教育的研究者外，还培养科学教师教育者。
二是成立专门的科学教育社会组织。除普遍成立国家科学教育协会开展决策咨询、教师培训、学术研究等外，还成立其他专业组织，如美国国家科学教师协会、英国科学学习中心、日本科学教育研究协议会、韩国科学英才教育学会等。
三是强化科研教研对科学教育的学术支持，包括创办科学教育学术期刊、推进科学教育学学科建制、在大学和研究机构建立专门的科学教育研究中心等。
四是设立专门的基金会并鼓励民间机构和组织参与。例如，隶属韩国教育部的科学创意财团主要活动有科学文化传播、数学和科学领域教育课程开发、科学英才教育支援、教育捐赠文化社会推广等。
5、构建科学教育多元协同发展生态体系
发达国家除加强学校科学学习环境建设外，还利用并拓展校外非正式学习环境，目前已形成多元协同发展的生态体系。
一是发挥科技场馆沉浸式科学学习体验功能，包括开展开放式科学知识普及和互动参与活动、通过馆校合作促进科学教与学协同发展、综合运用新技术手段提高科学学习真实体验等。
二是利用科研院所等社会机构丰富科学教育机会，具体举措有协力促进全民科学参与、设立多样项目和奖励激发科学学习热情、推进线上线下融合发展回应数字化时代的科学教育发展需求等。
三是探索科学教育的家校社、媒体等的跨界联动，包括开展整合式项目学习、构建家校社协同育人模式、以高质量科学传播产品为中介发挥媒体的科学教育优势等。
四是利用科技竞赛促进科技创新人才选拔与培养，典型做法包括通过严谨规范的赛事规则及流程选拔优秀人才、以竞赛辐射对青少年创新和问题解决等能力进行培养、给予优秀人才顶级深造机会以鼓励其投身科学事业。
二、启示
1、从国家战略高度规划科学教育发展
在“逆全球化”背景下，科学教育在维护国家安全和赢得国家科技竞争力上的作用越加凸显，借鉴国际经验我们也应加强科学教育的战略发展规划，并分阶段性有序推进。
其中在中短期层面，可重点关注拔尖创新人才早期培育，将理工科领域的英才儿童教育纳入国家政策行动中。
在中长期层面，可聚焦科学教育体系化建设，如科学教育生态创新、公众科学素养提升、科学教育与科技创新互动等。
2、加强科学教育贯通化与差异化发展
对于在理工科领域的英才儿童，一方面应构建大学-中学-小学相互衔接的协调机制，为其提供清晰的升学发展路径与出口；另一方面应创新教育教学模式，如基础教育阶段可试点弹性教学、建立科技高中，高等教育阶段继续加强钱学森班等实践探索。
对于普通儿童，应完善科学教育的贯通培养与终身教育机制，加强基于科学教育研究机构与科技领域机构共同参与的科学教育支持体系建设。同时，广泛邀请科学家、一线科技工作者参与科学教育标准、内容、教材的制定，提升科学教育的有效性和科技人才培养的效率。
3、完善科学教育支撑与保障体系建设
一是充分借鉴科普工作经验，并吸取其他国家因平权运动等因素导致科学教育发展停滞甚至反弹的教训，通过立法确立科学教育的重要地位，保障科学教育的长效发展。
二是统筹制定、完善针对英才教育体系建设、科学教育内容建设、科学教师队伍建设、科学教育生态建设等关键领域的政策。
三是体系化构建覆盖科技英才学生筛选、科学教育内容、科学教育教学、科学教育评价、科学教师职前培养与职后培训、科学教育共建生态等要素的科学教育标准，推动我国科学教育规范、高效发展。
4、建立多元主体参与的科学教育生态体系
我国应确立科学教育统筹单位，构建多元主体共同参与投入的科学教育生态体系。具体而言，政府部门间协同应明确科学教育边界与主体责任部门，完善各部门协同工作机制，充分释放多元主体开展科学教育的效能。
政府与社会间协同应关注激发社会主体参与科学教育活力，鼓励科研院所、科技企业、科技场馆、媒体等社会主体参与投入。
教育与科研协作应关注专业科研机构共同参与科学教育教学政策出台、标准制定和教材编写工作，广泛吸纳科研人员、技术人员等科技相关从业者作为兼职科学教师，填补科学教师不足的缺口。
【本文为中国教育科学研究院课题成果。负责人：王素研究员。课题组成员（按姓氏笔画排序）包括：方勇、苏红、吴云雁、张永军、张珊、张晓光、赵迎结、赵章靖、姜晓燕、秦琳、袁野、黄瑄、康建朝】
