香港科学教育课程改革的启示 
《紫荆论坛》专稿/转载请标明出处
王贺 | 广东省佛山市乐从第一实验学校副教授
科学教育是香港特别行政区政府教育局（以下简称「香港教育局」）著重强调的七个学习领域之一。自2002年开始，香港在中小学推行科学教育，强调培养学生「对世界的好奇心和强化他们的科学思维」二十多年来，香港教育局先后颁布、更新八项有关中小学科学教育的指导性文件，形成了完善的中小学科学教育政策体系。本文对香港中小学科学教育课程改革的动因、特点、措施作出分析，以期为内地科学教育政策制定和课程建设改革提供经验借鉴。对内地中小学来说，香港科学教育突出科学素养的课程目标、强调贯通培养的课程设置、体现综合路径的学习方式、采用多元策略的评估机制，具有积极的借鉴价值。
香港科学教育课程改革的动因
科学教育是学生通过探究活动、发展所需的科学知识和技能、帮助他们评鉴科学与科技发展为社会带来影响的教育过程，有助于学生成为科学与科技的终生学习者和负责任的公民。香港中小学科学教育课程改革既有应对数智时代要求的需要，又受到基础教育领域培养学生「核心素养」和国家「科教兴国」背景下教育改革发展的驱动。二十多年来，香港教育局先后颁布、更新八项有关中小学科学教育的指导性文件（见表1），形成了完善的中小学科学教育政策体系。
（一）应对数智时代要求，增强学生科学潜能。21世纪以来，全球化的迅速发展对一个国家（地区）的科技发展水平提出了更高要求，也推动人类社会进入了快速迭代变革的数智时代（Age of Digital Intelligence）。香港教育局积极应对全球科技革命浪潮给基础教育带来的转变，通过在中小学设置系统的科学教育课程，不断挖掘学生的科学潜能，增强学生应对数智时代挑战的能力。香港教育局发布的2002年版、2017年版「科学教育学习领域课程指引」均强调，学生在小学阶段著重「计算思维－编程教育」，中学阶段则强调「资讯及通讯科技」教育；同时颁布了「设计与应用科技」课程指南，把一些社会前沿科技引入校园，深入开展科普活动，培养学生的好奇心、求知欲和想象力；另外，大量开展跨学科学习项目，对在数学、物理、化学等方面表现优异的学生，提供特别学业进阶通道和支持保障，不断增强学生应对社会科技变革的竞争力。
（二）基于核心素养要求，提升学生资讯能力。近二十年来，「核心素养」成为了基础教育领域改革的关键词，如2002年美国提出的「21世纪能力」中就包含「核心素养」一项。香港教育局在参考24个国家（地区）的「核心素养」概念后，于2021年发布的《资讯及通讯科技》（修订版）中，强调科学教育的宗旨在于培养学生的「资讯素养」，并对资讯科技在不同学段科学教育课程中的定位作出了明确规定。 为维持香港在全球的经济竞争力，培养学生在资讯及通讯科技方面的兴趣和才能是一项十分重要的教育使命。《科学教育学习领域课程指引（小一至中六）》（2017）强调，学生资讯实践能力的重要性不在于科技本身，而是在于科技赋予他们存取知识和沟通的各种重大能力。因此，科学课程旨在为学生提供知识及实用技能，让学生明白如何运用相关科技解决问题，以及在操作过程中应用资讯及通讯科技的必需知识和技巧，帮助学生发展慎思明辨的能力、沟通力、创造力、问题解决力等多种重要的资讯应用能力。
（三）顺应教育改革趋势，培养学生的科学素养。自2001年6月香港教育局发布《学会学习─课程发展》报告后，香港中小学以促进「学会学习」为导向，持续进行科学教育课程改革。二十多年来，香港科学教育课程积极配合国家「科教兴国」政策方向，采取以学生为中心的教学策略，促进学生终身学习、全人发展、不断提升科学素养。通过培养学生对世界的好奇心和求知欲，激发他们的学习兴趣和动机，发展学生自主学习的能力，让他们成为积极的知识追求者和问题解决者。通过多元化的学习活动，帮助学生系统掌握科学领域的知识和概念，培养学生的基本工程思维，建立基本科学态度，提升学生的创造力和创新思维水平，培育未来的科学家、工程师、创新科技企业家等。
香港科学教育课程改革的特点
科学是「有目的地应用知识、技能及价值观和态度，运用资源创制产品、服务或建立系统以满足人类需求」的研究过程。香港科学教育课程在三个学段包含的学科范畴各不相同（见表2），这种课程改革给予学校和教师充分的灵活性和自主权，能够使学校结合自身优势及学生的需求和志向，规划本校科学教育课程。
（一）通过科学教育发展学生多维度共通能力。共通能力是学生学会学习的基础，能够使学生把一种学习情境中学到的知识和技能转移到另一种学习情境中去应用，也是学生未来升学及就业所需的终身学习能力的基础。在科学教育过程中，共通能力应融合于科学教育学科的学与教中，而非是新添加的元素。
2017年修订的香港《科学教育学习领域课程指引（小一至中六）》强调，21世纪的科学课程需要培养学生九种共通能力，按性质可被分成三组：基础能力、思考能力、个人及社交能力（见表3）。
九种共通能力中，香港科学教育课程改革尤为重视「解决问题能力、创造力及明辨性思考能力」的作用。香港教育局在科学教育课程指引中全面规划学与教活动，让学生通过学习能够有效应用及发展共通能力，通过如设计与制作、个案研究、产品探究以及相关的主题式学习活动，让学生积极参与到不同领域的探究过程中，成为发展学生共通能力的有效途径。
（二）通过科学教育培养学生正向性价值观念。价值观教育是香港科学教育课程的一个重要组成部分，与其他学习领域、德育及公民教育、跨课程学习活动、全方位学习经历密切相关。在香港最新修订的《价值观教育课程架构（试行版）》（2021）中，香港教育局列出了十种学生需首要得到培育的价值观和态度（见图2），反映出香港作为中西方文化和价值观共融的国际大都会的独特性。
譬如在科技产品制作中，学生需要选择切合特定需要的设计、物料、选择程序、工具、设备等，并做出恰当的价值抉择。在决策过程中，学生不仅需要评估各种限制及成本效益，亦需要评估产品及制作过程可能对个人、家庭、社会和环境可持续发展所造成的结果和影响，学会平衡各项考虑因素，做出最终取舍。通过学习过程和教师指导，学生可以培养自身的价值观和态度，逐步建立起人生价值系统。
（三）通过科学教育提升学生多元化资讯素养。资讯素养是指有效及合乎道德地使用信息的能力和态度。香港科学教育资讯素养旨在培养学生以下几方面的能力：识别信息需求，找出、评估、提取、整理、表达信息，创建新想法，应对信息世界的变化，秉持使用信息的道德操守，避免做出如网络欺凌及侵犯知识产权失范行为。
作为科学教育课程中的重点内容，学生的资讯素养贯穿整个中小学阶段：小一到小六学段主要融入在常识科课程中；中一到中六学段融入在科学教育学习领域课程及高中科学教育选修科目内。相关科目提供真实情境，让学生在科学教育中获取能力和经验，培养他们成为现代世界有见识和负责任的公民。
此外，香港教育局还专门为高中阶段科学教育制定《资讯及通讯科技课程指南》，明确「信息及通讯科技」作为专门的选修课，通过对计算机系统的软、硬件及数据互联的学习，让学生学会解决信息通讯科技时代社会、道德及法律方面的问题，懂得运用科技手段制定自己的学习方案，帮助自己培养学习习惯、协作能力、解决问题能力、创造力和计算思维等。此外，科学教育课程一方面强调电子学习的知识和能力，另一方面也不断加强学生使用信息科技时应具备的价值观和态度。
（四）通过科学教育促进学生进行跨学科课程学习。香港中小学现行科学教育课程体系有两种学习模式：其一以STEM教育为核心，强化科学、科技及数学方面的教育，培育具备不同知识技能水平的多元化人才，提升香港国际竞争力；其二以跨课程语文学习促进科学教育。随著信息科技和社交媒体的急速发展，学生需要掌握新的读写技能，处理和创作多类型文本，透过不同形式（如图像、动画和声音等）传达信息。
香港科学教育课程改革的举措
（一）构建开放式课程架构，培养优秀拔尖学生。香港科学教育采用开放而具弹性的课程架构，通过跨学科的课程设计、个性化的培养方式、密切衔接的学段过渡，实现不同能力阶段学生各学所需，促进优秀拔尖学生脱颖而出。
首先，跨学科学习透过合适的课程规划、学与教活动、教学评估，联系和综合六个学习范畴，让学生学习相关科学概念、养成科学的思维习惯；其次，香港科学教育关注学生的兴趣培养和个性发展，课程框架针对学生在不同教育阶段应学习的知识内容进行分层设定，通过「验证式、结构式、引导式、开放式」的探究学习活动，培养学生的价值观及科学研究能力；最后是三学段衔接，在开放式课程架构下，小学阶段（低阶科学教育）强调「觉知与探究」，训练学生观察、量度、分类与解释等基本科学技能；初中阶段（中阶科学教育）强调「体验及应用」，通过系统的观察、实验和分析，认识不同类型的科学探究方法如公平测试、分类、寻找规律等；高中阶段（高阶科学教育）强调「终身学习及专门化的方向探究」，强调综合和运用科学及STEM领域的知识与技能。这种由低层次逐步发展到更高层次的科学教育课程帮助学生在不同学段按照其生理、心理、意识等生长特点完成学习内容，达成学习目标，同时也实现了三学段间的顺利过渡和有效衔接。
（二）采取多路径学习方式，实现关键项目要求。香港中小学科学教育包括一系列不同性质、拥有共同目标的学习课业。从2002年起，香港中小学科学教育领域重点推行四个关键项目：德育及公民教育、从阅读中学习、专题研习、运用资讯科技推动互动学习，以培养学生独立学习的能力。
通过德育培养，学生可以接触到一些如环境保护、媒体教育、道德及健康生活等德育及公民教育方面的课题，逐步培养其具备对世界发展的宏观看法，以及对家庭、社会和国家的认同感，提高个人素质、培养社会责任感。
阅读学习是一种重要的学习技巧，在科技领域内，科技发展历程、最新科学技术及其不断扩展的应用范围、新科技的运用等都是丰富的阅读材料，阅读这些资料能够帮助学生认识到科技发展与地域、自然、资源之间的关系，理解科技对社会、经济发展的影响。
专题研习在科学教育中是重要的学习工具，通过专题研习能够让学生具备建构及联系科学教育和跨领域的知识和技能，建立正向价值观。
资讯科技助力科学课程。积极使用计算思维，透过计算思维概念（如抽象化、算法、自动化）学习成为工具的创造者而非仅仅是使用者；借助模拟或建模工具，帮助学生在体验中学习，提供实时反馈，促进自主学习；使用脑图工具让学生使用脑图应用程序进行小组学习，构建关于生态和健康的概念图，促进学生协作学习，通过合作加强对内容的理解。
（三）开展多元化学习评估，畅通效果反馈机制。科学教育的本质是真实的、有目的的、整体性的学习，香港科学教育包括进展性评估（学与教反馈）和总结性评估（评估所学）两方面，可以让教师、学校、家长了解学生的学习进度。香港中小学科学教育常见的评估模式包括以下四种。
专题研习评估。教师会给学生一个尚未界定清晰的题目，要求他们制作一个成品（可以是一件器物或一个系统的工作模型）。专题研习的评估重点必须包括制作过程及最终成果，学生需提交一份个人学习历程档案，其中包括工作记录文件，教师、同学意见，自我反思，以及设计制作的成品和其简单的使用说明。
课业学习评估，通常指有目的的、特定情境下的准确评估。界定清晰的课业可诱导学生运用指定的技能与知识，教师亦可借此提供反馈。课业评估特别适用于注重正确和实践的科学教育学习活动。例如高中的「自动化控制」课业就要求学生理解以计算机为基础的系统进行控制的基本原理和物理结构，同时要求学生能够使用简单的输入和输出设备，以及利用流程图设计简单的控制程序，通过控制软件和界面，运用建构套件模拟计算机控制系统，实现对特定产品的自动化控制。
知识范畴评估。在科学教育学习中，学生对知识、概念和原理的理解是很重要的。评估学生对知识和概念的理解除了可以通过专题研习和课业达到之外，教师也可考虑运用一些规范的评估课业如笔试、简报、小组讨论等完成评估目标。
电子学习评估。利用信息科技进行评估，包括在教室多媒体屏幕上进行操作测试、计算机辅助批改课业及使用电子学习历程档案进行总结进展性评估。电子评估的其中一个优势是评核者可以通过自动批改过程给予学生实时反馈结果。这种评估方式容许在任何时间、地点对学业成果进行灵活评估，大大增加了学生的参与度。
借鉴与启示
目前，国家教育部正聚焦科学教育，开展全国范围的科学教育试验区（校）建设。香港科学教育课程在课程目标、课程体系、学习方式、评估体制等方面经过二十多年的发展，积累了一些经验，值得内地中小学科学教育课程改革学习与借鉴。
（一）课程目标：突出科学素养。科学素养是指面向2030年代的未来素养，主要包含创新、责任、担当、解难四个维度。香港科学教育课程的目标导向非常明确：以培养学生的科学素养为宗旨，强调21世纪香港社会的合格公民需能有效应对未来科技发展的挑战，把握技术变革带来的机遇，能够一生不断自学、思考、探索、创新和应变，为国家和世界的前途作出贡献。内地科学教育在课程目标上可以尽可能围绕科学素养进行规划，促进学生的批判性思维、创新性设计能力、有效沟通能力、合理探究能力、正确价值观塑造协同发展。通过系统扎实的科学知识、概念学习和全方位的科学能力训练，实现培养重点由知识学习向科技能力学习的转变，使科学教育在高效的学与教循环中不断发展，帮助学生达到乐于学习、善于沟通、勇于承担、敢于创新的目标。
（二）课程体系：强调贯通培养。科学教育是一个系统性的基础教育工程，香港科学教育在课程设置上注重不同学龄段学生理解水平的差异，实现「由知识为本转为以概念为基础、以能力为驱动、注重人的全面发展」。内地中小学科学教育的课程设计可以针对不同阶段的学习内容进行整体谋划，重视小、初、高阶段科学教育的连续性、阶段性和系统化特点。在课程实施过程中，要著重引导学生探索知识、培养能力、塑造品格、让学生在科学学习中感受到生命的生长和进步。纵向维度上，课程的贯通设置要凸显「进阶性」与「系列性」特点，以学科概念的纵向连贯为线索，对学生每个学习领域内学科知识和技能进行培养；横向维度上，要彰显「跨学科」和「项目化」特点，加强学科内和不同学科间科学内容的横向联系，为学生习得高阶科学技能提供机会和阶梯。
（三）学习方式：体现综合路径。研究表明灵活且富有弹性的学习方式对学生科学思维的深度发展大有裨益。香港科学教育课程让学生沉浸于思考、探究、设计、实践、合作、交流等研究过程，促进学生增强跨学科能力，习得高阶科学研究技能。内地科学教育可以引导学生采用多样化的学习方式来达成不同教学情境中的课程目标，低学龄段学生可以设计初级科学探究活动，以观察和实验为主；高学龄学生可以设计高级科学探究活动，以设计和制作为主。通过由简单到复杂的探究学习方式，学生可以逐渐由初阶的「接受问题式被动学习」过渡到高阶的「设置问题式自主学习」。另外，还可以将信息科技融入学习方法，促进学生对抽象科学概念的理解，培养学生自主学习能力。提供多样化课外学习渠道（如大学、高新技术企业、社会科技团体举办的科普讲座、科技展览，针对某一热点问题的专题研学，大学专业实验室进行的高阶实验等），为不同能力水平的学生提供多样的学习路径选择。
（四）评估机制：采用多元策略。香港科学教育课程是一个多元化、跨学科的体系，包括对知识和概念、过程和技能的学习以及对科技所带来的影响的觉知。香港中小学没有依靠单一的笔试形式来评估学生的学习效果，而是采用了多元化的评估方式。内地在进行科学教育时，需要适当转变评估方式，采用多元评估模式，提供适时反馈，加强学习和教学效能。打造科学教育数据共同体，促进教育技术与教育生态、行为深度融合，实现以评促教、以评促学的一致性和育人价值。
本文发表于《紫荆论坛》2024年5-6月号
扫描二维码分享到手机
+关注
《紫荆论坛》专稿/转载请标明出处
王贺 | 广东省佛山市乐从第一实验学校副教授
科学教育是香港特别行政区政府教育局（以下简称「香港教育局」）著重强调的七个学习领域之一。自2002年开始，香港在中小学推行科学教育，强调培养学生「对世界的好奇心和强化他们的科学思维」二十多年来，香港教育局先后颁布、更新八项有关中小学科学教育的指导性文件，形成了完善的中小学科学教育政策体系。本文对香港中小学科学教育课程改革的动因、特点、措施作出分析，以期为内地科学教育政策制定和课程建设改革提供经验借鉴。对内地中小学来说，香港科学教育突出科学素养的课程目标、强调贯通培养的课程设置、体现综合路径的学习方式、采用多元策略的评估机制，具有积极的借鉴价值。
香港科学教育课程改革的动因
科学教育是学生通过探究活动、发展所需的科学知识和技能、帮助他们评鉴科学与科技发展为社会带来影响的教育过程，有助于学生成为科学与科技的终生学习者和负责任的公民。香港中小学科学教育课程改革既有应对数智时代要求的需要，又受到基础教育领域培养学生「核心素养」和国家「科教兴国」背景下教育改革发展的驱动。二十多年来，香港教育局先后颁布、更新八项有关中小学科学教育的指导性文件（见表1），形成了完善的中小学科学教育政策体系。
（一）应对数智时代要求，增强学生科学潜能。21世纪以来，全球化的迅速发展对一个国家（地区）的科技发展水平提出了更高要求，也推动人类社会进入了快速迭代变革的数智时代（Age of Digital Intelligence）。香港教育局积极应对全球科技革命浪潮给基础教育带来的转变，通过在中小学设置系统的科学教育课程，不断挖掘学生的科学潜能，增强学生应对数智时代挑战的能力。香港教育局发布的2002年版、2017年版「科学教育学习领域课程指引」均强调，学生在小学阶段著重「计算思维－编程教育」，中学阶段则强调「资讯及通讯科技」教育；同时颁布了「设计与应用科技」课程指南，把一些社会前沿科技引入校园，深入开展科普活动，培养学生的好奇心、求知欲和想象力；另外，大量开展跨学科学习项目，对在数学、物理、化学等方面表现优异的学生，提供特别学业进阶通道和支持保障，不断增强学生应对社会科技变革的竞争力。
（二）基于核心素养要求，提升学生资讯能力。近二十年来，「核心素养」成为了基础教育领域改革的关键词，如2002年美国提出的「21世纪能力」中就包含「核心素养」一项。香港教育局在参考24个国家（地区）的「核心素养」概念后，于2021年发布的《资讯及通讯科技》（修订版）中，强调科学教育的宗旨在于培养学生的「资讯素养」，并对资讯科技在不同学段科学教育课程中的定位作出了明确规定。 为维持香港在全球的经济竞争力，培养学生在资讯及通讯科技方面的兴趣和才能是一项十分重要的教育使命。《科学教育学习领域课程指引（小一至中六）》（2017）强调，学生资讯实践能力的重要性不在于科技本身，而是在于科技赋予他们存取知识和沟通的各种重大能力。因此，科学课程旨在为学生提供知识及实用技能，让学生明白如何运用相关科技解决问题，以及在操作过程中应用资讯及通讯科技的必需知识和技巧，帮助学生发展慎思明辨的能力、沟通力、创造力、问题解决力等多种重要的资讯应用能力。
（三）顺应教育改革趋势，培养学生的科学素养。自2001年6月香港教育局发布《学会学习─课程发展》报告后，香港中小学以促进「学会学习」为导向，持续进行科学教育课程改革。二十多年来，香港科学教育课程积极配合国家「科教兴国」政策方向，采取以学生为中心的教学策略，促进学生终身学习、全人发展、不断提升科学素养。通过培养学生对世界的好奇心和求知欲，激发他们的学习兴趣和动机，发展学生自主学习的能力，让他们成为积极的知识追求者和问题解决者。通过多元化的学习活动，帮助学生系统掌握科学领域的知识和概念，培养学生的基本工程思维，建立基本科学态度，提升学生的创造力和创新思维水平，培育未来的科学家、工程师、创新科技企业家等。
香港科学教育课程改革的特点
科学是「有目的地应用知识、技能及价值观和态度，运用资源创制产品、服务或建立系统以满足人类需求」的研究过程。香港科学教育课程在三个学段包含的学科范畴各不相同（见表2），这种课程改革给予学校和教师充分的灵活性和自主权，能够使学校结合自身优势及学生的需求和志向，规划本校科学教育课程。
（一）通过科学教育发展学生多维度共通能力。共通能力是学生学会学习的基础，能够使学生把一种学习情境中学到的知识和技能转移到另一种学习情境中去应用，也是学生未来升学及就业所需的终身学习能力的基础。在科学教育过程中，共通能力应融合于科学教育学科的学与教中，而非是新添加的元素。
2017年修订的香港《科学教育学习领域课程指引（小一至中六）》强调，21世纪的科学课程需要培养学生九种共通能力，按性质可被分成三组：基础能力、思考能力、个人及社交能力（见表3）。
九种共通能力中，香港科学教育课程改革尤为重视「解决问题能力、创造力及明辨性思考能力」的作用。香港教育局在科学教育课程指引中全面规划学与教活动，让学生通过学习能够有效应用及发展共通能力，通过如设计与制作、个案研究、产品探究以及相关的主题式学习活动，让学生积极参与到不同领域的探究过程中，成为发展学生共通能力的有效途径。
（二）通过科学教育培养学生正向性价值观念。价值观教育是香港科学教育课程的一个重要组成部分，与其他学习领域、德育及公民教育、跨课程学习活动、全方位学习经历密切相关。在香港最新修订的《价值观教育课程架构（试行版）》（2021）中，香港教育局列出了十种学生需首要得到培育的价值观和态度（见图2），反映出香港作为中西方文化和价值观共融的国际大都会的独特性。
譬如在科技产品制作中，学生需要选择切合特定需要的设计、物料、选择程序、工具、设备等，并做出恰当的价值抉择。在决策过程中，学生不仅需要评估各种限制及成本效益，亦需要评估产品及制作过程可能对个人、家庭、社会和环境可持续发展所造成的结果和影响，学会平衡各项考虑因素，做出最终取舍。通过学习过程和教师指导，学生可以培养自身的价值观和态度，逐步建立起人生价值系统。
（三）通过科学教育提升学生多元化资讯素养。资讯素养是指有效及合乎道德地使用信息的能力和态度。香港科学教育资讯素养旨在培养学生以下几方面的能力：识别信息需求，找出、评估、提取、整理、表达信息，创建新想法，应对信息世界的变化，秉持使用信息的道德操守，避免做出如网络欺凌及侵犯知识产权失范行为。
作为科学教育课程中的重点内容，学生的资讯素养贯穿整个中小学阶段：小一到小六学段主要融入在常识科课程中；中一到中六学段融入在科学教育学习领域课程及高中科学教育选修科目内。相关科目提供真实情境，让学生在科学教育中获取能力和经验，培养他们成为现代世界有见识和负责任的公民。
此外，香港教育局还专门为高中阶段科学教育制定《资讯及通讯科技课程指南》，明确「信息及通讯科技」作为专门的选修课，通过对计算机系统的软、硬件及数据互联的学习，让学生学会解决信息通讯科技时代社会、道德及法律方面的问题，懂得运用科技手段制定自己的学习方案，帮助自己培养学习习惯、协作能力、解决问题能力、创造力和计算思维等。此外，科学教育课程一方面强调电子学习的知识和能力，另一方面也不断加强学生使用信息科技时应具备的价值观和态度。
（四）通过科学教育促进学生进行跨学科课程学习。香港中小学现行科学教育课程体系有两种学习模式：其一以STEM教育为核心，强化科学、科技及数学方面的教育，培育具备不同知识技能水平的多元化人才，提升香港国际竞争力；其二以跨课程语文学习促进科学教育。随著信息科技和社交媒体的急速发展，学生需要掌握新的读写技能，处理和创作多类型文本，透过不同形式（如图像、动画和声音等）传达信息。
香港科学教育课程改革的举措
（一）构建开放式课程架构，培养优秀拔尖学生。香港科学教育采用开放而具弹性的课程架构，通过跨学科的课程设计、个性化的培养方式、密切衔接的学段过渡，实现不同能力阶段学生各学所需，促进优秀拔尖学生脱颖而出。
首先，跨学科学习透过合适的课程规划、学与教活动、教学评估，联系和综合六个学习范畴，让学生学习相关科学概念、养成科学的思维习惯；其次，香港科学教育关注学生的兴趣培养和个性发展，课程框架针对学生在不同教育阶段应学习的知识内容进行分层设定，通过「验证式、结构式、引导式、开放式」的探究学习活动，培养学生的价值观及科学研究能力；最后是三学段衔接，在开放式课程架构下，小学阶段（低阶科学教育）强调「觉知与探究」，训练学生观察、量度、分类与解释等基本科学技能；初中阶段（中阶科学教育）强调「体验及应用」，通过系统的观察、实验和分析，认识不同类型的科学探究方法如公平测试、分类、寻找规律等；高中阶段（高阶科学教育）强调「终身学习及专门化的方向探究」，强调综合和运用科学及STEM领域的知识与技能。这种由低层次逐步发展到更高层次的科学教育课程帮助学生在不同学段按照其生理、心理、意识等生长特点完成学习内容，达成学习目标，同时也实现了三学段间的顺利过渡和有效衔接。
（二）采取多路径学习方式，实现关键项目要求。香港中小学科学教育包括一系列不同性质、拥有共同目标的学习课业。从2002年起，香港中小学科学教育领域重点推行四个关键项目：德育及公民教育、从阅读中学习、专题研习、运用资讯科技推动互动学习，以培养学生独立学习的能力。
通过德育培养，学生可以接触到一些如环境保护、媒体教育、道德及健康生活等德育及公民教育方面的课题，逐步培养其具备对世界发展的宏观看法，以及对家庭、社会和国家的认同感，提高个人素质、培养社会责任感。
阅读学习是一种重要的学习技巧，在科技领域内，科技发展历程、最新科学技术及其不断扩展的应用范围、新科技的运用等都是丰富的阅读材料，阅读这些资料能够帮助学生认识到科技发展与地域、自然、资源之间的关系，理解科技对社会、经济发展的影响。
专题研习在科学教育中是重要的学习工具，通过专题研习能够让学生具备建构及联系科学教育和跨领域的知识和技能，建立正向价值观。
资讯科技助力科学课程。积极使用计算思维，透过计算思维概念（如抽象化、算法、自动化）学习成为工具的创造者而非仅仅是使用者；借助模拟或建模工具，帮助学生在体验中学习，提供实时反馈，促进自主学习；使用脑图工具让学生使用脑图应用程序进行小组学习，构建关于生态和健康的概念图，促进学生协作学习，通过合作加强对内容的理解。
（三）开展多元化学习评估，畅通效果反馈机制。科学教育的本质是真实的、有目的的、整体性的学习，香港科学教育包括进展性评估（学与教反馈）和总结性评估（评估所学）两方面，可以让教师、学校、家长了解学生的学习进度。香港中小学科学教育常见的评估模式包括以下四种。
专题研习评估。教师会给学生一个尚未界定清晰的题目，要求他们制作一个成品（可以是一件器物或一个系统的工作模型）。专题研习的评估重点必须包括制作过程及最终成果，学生需提交一份个人学习历程档案，其中包括工作记录文件，教师、同学意见，自我反思，以及设计制作的成品和其简单的使用说明。
课业学习评估，通常指有目的的、特定情境下的准确评估。界定清晰的课业可诱导学生运用指定的技能与知识，教师亦可借此提供反馈。课业评估特别适用于注重正确和实践的科学教育学习活动。例如高中的「自动化控制」课业就要求学生理解以计算机为基础的系统进行控制的基本原理和物理结构，同时要求学生能够使用简单的输入和输出设备，以及利用流程图设计简单的控制程序，通过控制软件和界面，运用建构套件模拟计算机控制系统，实现对特定产品的自动化控制。
知识范畴评估。在科学教育学习中，学生对知识、概念和原理的理解是很重要的。评估学生对知识和概念的理解除了可以通过专题研习和课业达到之外，教师也可考虑运用一些规范的评估课业如笔试、简报、小组讨论等完成评估目标。
电子学习评估。利用信息科技进行评估，包括在教室多媒体屏幕上进行操作测试、计算机辅助批改课业及使用电子学习历程档案进行总结进展性评估。电子评估的其中一个优势是评核者可以通过自动批改过程给予学生实时反馈结果。这种评估方式容许在任何时间、地点对学业成果进行灵活评估，大大增加了学生的参与度。
借鉴与启示
目前，国家教育部正聚焦科学教育，开展全国范围的科学教育试验区（校）建设。香港科学教育课程在课程目标、课程体系、学习方式、评估体制等方面经过二十多年的发展，积累了一些经验，值得内地中小学科学教育课程改革学习与借鉴。
（一）课程目标：突出科学素养。科学素养是指面向2030年代的未来素养，主要包含创新、责任、担当、解难四个维度。香港科学教育课程的目标导向非常明确：以培养学生的科学素养为宗旨，强调21世纪香港社会的合格公民需能有效应对未来科技发展的挑战，把握技术变革带来的机遇，能够一生不断自学、思考、探索、创新和应变，为国家和世界的前途作出贡献。内地科学教育在课程目标上可以尽可能围绕科学素养进行规划，促进学生的批判性思维、创新性设计能力、有效沟通能力、合理探究能力、正确价值观塑造协同发展。通过系统扎实的科学知识、概念学习和全方位的科学能力训练，实现培养重点由知识学习向科技能力学习的转变，使科学教育在高效的学与教循环中不断发展，帮助学生达到乐于学习、善于沟通、勇于承担、敢于创新的目标。
（二）课程体系：强调贯通培养。科学教育是一个系统性的基础教育工程，香港科学教育在课程设置上注重不同学龄段学生理解水平的差异，实现「由知识为本转为以概念为基础、以能力为驱动、注重人的全面发展」。内地中小学科学教育的课程设计可以针对不同阶段的学习内容进行整体谋划，重视小、初、高阶段科学教育的连续性、阶段性和系统化特点。在课程实施过程中，要著重引导学生探索知识、培养能力、塑造品格、让学生在科学学习中感受到生命的生长和进步。纵向维度上，课程的贯通设置要凸显「进阶性」与「系列性」特点，以学科概念的纵向连贯为线索，对学生每个学习领域内学科知识和技能进行培养；横向维度上，要彰显「跨学科」和「项目化」特点，加强学科内和不同学科间科学内容的横向联系，为学生习得高阶科学技能提供机会和阶梯。
（三）学习方式：体现综合路径。研究表明灵活且富有弹性的学习方式对学生科学思维的深度发展大有裨益。香港科学教育课程让学生沉浸于思考、探究、设计、实践、合作、交流等研究过程，促进学生增强跨学科能力，习得高阶科学研究技能。内地科学教育可以引导学生采用多样化的学习方式来达成不同教学情境中的课程目标，低学龄段学生可以设计初级科学探究活动，以观察和实验为主；高学龄学生可以设计高级科学探究活动，以设计和制作为主。通过由简单到复杂的探究学习方式，学生可以逐渐由初阶的「接受问题式被动学习」过渡到高阶的「设置问题式自主学习」。另外，还可以将信息科技融入学习方法，促进学生对抽象科学概念的理解，培养学生自主学习能力。提供多样化课外学习渠道（如大学、高新技术企业、社会科技团体举办的科普讲座、科技展览，针对某一热点问题的专题研学，大学专业实验室进行的高阶实验等），为不同能力水平的学生提供多样的学习路径选择。
（四）评估机制：采用多元策略。香港科学教育课程是一个多元化、跨学科的体系，包括对知识和概念、过程和技能的学习以及对科技所带来的影响的觉知。香港中小学没有依靠单一的笔试形式来评估学生的学习效果，而是采用了多元化的评估方式。内地在进行科学教育时，需要适当转变评估方式，采用多元评估模式，提供适时反馈，加强学习和教学效能。打造科学教育数据共同体，促进教育技术与教育生态、行为深度融合，实现以评促教、以评促学的一致性和育人价值。
本文发表于《紫荆论坛》2024年5-6月号
