《紫荊論壇》專稿/轉載請標明出處

王賀 | 廣東省佛山市樂從第一實驗學校副教授

科學教育是香港特別行政區政府教育局（以下簡稱「香港教育局」）著重強調的七個學習領域之一。自2002年開始，香港在中小學推行科學教育，強調培養學生「對世界的好奇心和強化他們的科學思維」二十多年來，香港教育局先後頒布、更新八項有關中小學科學教育的指導性文件，形成了完善的中小學科學教育政策體系。本文對香港中小學科學教育課程改革的動因、特點、措施作出分析，以期為內地科學教育政策制定和課程建設改革提供經驗借鑒。對內地中小學來說，香港科學教育突出科學素養的課程目標、強調貫通培養的課程設置、體現綜合路徑的學習方式、採用多元策略的評估機制，具有積極的借鑒價值。

香港科學教育課程改革的動因

科學教育是學生通過探究活動、發展所需的科學知識和技能、幫助他們評鑒科學與科技發展為社會帶來影響的教育過程，有助於學生成為科學與科技的終生學習者和負責任的公民。香港中小學科學教育課程改革既有應對數智時代要求的需要，又受到基礎教育領域培養學生「核心素養」和國家「科教興國」背景下教育改革發展的驅動。二十多年來，香港教育局先後頒布、更新八項有關中小學科學教育的指導性文件（見表1），形成了完善的中小學科學教育政策體系。

（一）應對數智時代要求，增強學生科學潛能。21世紀以來，全球化的迅速發展對一個國家（地區）的科技發展水平提出了更高要求，也推動人類社會進入了快速迭代變革的數智時代（Age of Digital Intelligence）。香港教育局積極應對全球科技革命浪潮給基礎教育帶來的轉變，通過在中小學設置系統的科學教育課程，不斷挖掘學生的科學潛能，增強學生應對數智時代挑戰的能力。香港教育局發布的2002年版、2017年版「科學教育學習領域課程指引」均強調，學生在小學階段著重「計算思維－編程教育」，中學階段則強調「資訊及通訊科技」教育；同時頒布了「設計與應用科技」課程指南，把一些社會前沿科技引入校園，深入開展科普活動，培養學生的好奇心、求知欲和想象力；另外，大量開展跨學科學習項目，對在數學、物理、化學等方面表現優異的學生，提供特別學業進階通道和支持保障，不斷增強學生應對社會科技變革的競爭力。

（二）基於核心素養要求，提升學生資訊能力。近二十年來，「核心素養」成為了基礎教育領域改革的關鍵詞，如2002年美國提出的「21世紀能力」中就包含「核心素養」一項。香港教育局在參考24個國家（地區）的「核心素養」概念後，於2021年發布的《資訊及通訊科技》（修訂版）中，強調科學教育的宗旨在於培養學生的「資訊素養」，並對資訊科技在不同學段科學教育課程中的定位作出了明確規定。 為維持香港在全球的經濟競爭力，培養學生在資訊及通訊科技方面的興趣和才能是一項十分重要的教育使命。《科學教育學習領域課程指引（小一至中六）》（2017）強調，學生資訊實踐能力的重要性不在於科技本身，而是在於科技賦予他們存取知識和溝通的各種重大能力。因此，科學課程旨在為學生提供知識及實用技能，讓學生明白如何運用相關科技解決問題，以及在操作過程中應用資訊及通訊科技的必需知識和技巧，幫助學生發展慎思明辨的能力、溝通力、創造力、問題解決力等多種重要的資訊應用能力。

（三）順應教育改革趨勢，培養學生的科學素養。自2001年6月香港教育局發布《學會學習─課程發展》報告後，香港中小學以促進「學會學習」為導向，持續進行科學教育課程改革。二十多年來，香港科學教育課程積極配合國家「科教興國」政策方向，採取以學生為中心的教學策略，促進學生終身學習、全人發展、不斷提升科學素養。通過培養學生對世界的好奇心和求知欲，激發他們的學習興趣和動機，發展學生自主學習的能力，讓他們成為積極的知識追求者和問題解決者。通過多元化的學習活動，幫助學生系統掌握科學領域的知識和概念，培養學生的基本工程思維，建立基本科學態度，提升學生的創造力和創新思維水平，培育未來的科學家、工程師、創新科技企業家等。

香港科學教育課程改革的特點

科學是「有目的地應用知識、技能及價值觀和態度，運用資源創製產品、服務或建立系統以滿足人類需求」的研究過程。香港科學教育課程在三個學段包含的學科範疇各不相同（見表2），這種課程改革給予學校和教師充分的靈活性和自主權，能夠使學校結合自身優勢及學生的需求和志向，規劃本校科學教育課程。

（一）通過科學教育發展學生多維度共通能力。共通能力是學生學會學習的基礎，能夠使學生把一種學習情境中學到的知識和技能轉移到另一種學習情境中去應用，也是學生未來升學及就業所需的終身學習能力的基礎。在科學教育過程中，共通能力應融合於科學教育學科的學與教中，而非是新添加的元素。

2017年修訂的香港《科學教育學習領域課程指引（小一至中六）》強調，21世紀的科學課程需要培養學生九種共通能力，按性質可被分成三組：基礎能力、思考能力、個人及社交能力（見表3）。

九種共通能力中，香港科學教育課程改革尤為重視「解決問題能力、創造力及明辨性思考能力」的作用。香港教育局在科學教育課程指引中全面規劃學與教活動，讓學生通過學習能夠有效應用及發展共通能力，通過如設計與製作、個案研究、產品探究以及相關的主題式學習活動，讓學生積極參與到不同領域的探究過程中，成為發展學生共通能力的有效途徑。

（二）通過科學教育培養學生正向性價值觀念。價值觀教育是香港科學教育課程的一個重要組成部分，與其他學習領域、德育及公民教育、跨課程學習活動、全方位學習經歷密切相關。在香港最新修訂的《價值觀教育課程架構（試行版）》（2021）中，香港教育局列出了十種學生需首要得到培育的價值觀和態度（見圖2），反映出香港作為中西方文化和價值觀共融的國際大都會的獨特性。

譬如在科技產品製作中，學生需要選擇切合特定需要的設計、物料、選擇程序、工具、設備等，並做出恰當的價值抉擇。在決策過程中，學生不僅需要評估各種限制及成本效益，亦需要評估產品及製作過程可能對個人、家庭、社會和環境可持續發展所造成的結果和影響，學會平衡各項考慮因素，做出最終取舍。通過學習過程和教師指導，學生可以培養自身的價值觀和態度，逐步建立起人生價值系統。

（三）通過科學教育提升學生多元化資訊素養。資訊素養是指有效及合乎道德地使用信息的能力和態度。香港科學教育資訊素養旨在培養學生以下幾方面的能力：識別信息需求，找出、評估、提取、整理、表達信息，創建新想法，應對信息世界的變化，秉持使用信息的道德操守，避免做出如網絡欺淩及侵犯知識產權失範行為。

作為科學教育課程中的重點內容，學生的資訊素養貫穿整個中小學階段：小一到小六學段主要融入在常識科課程中；中一到中六學段融入在科學教育學習領域課程及高中科學教育選修科目內。相關科目提供真實情境，讓學生在科學教育中獲取能力和經驗，培養他們成為現代世界有見識和負責任的公民。

此外，香港教育局還專門為高中階段科學教育制定《資訊及通訊科技課程指南》，明確「信息及通訊科技」作為專門的選修課，通過對計算機系統的軟、硬件及數據互聯的學習，讓學生學會解決信息通訊科技時代社會、道德及法律方面的問題，懂得運用科技手段制定自己的學習方案，幫助自己培養學習習慣、協作能力、解決問題能力、創造力和計算思維等。此外，科學教育課程一方面強調電子學習的知識和能力，另一方面也不斷加強學生使用信息科技時應具備的價值觀和態度。

（四）通過科學教育促進學生進行跨學科課程學習。香港中小學現行科學教育課程體系有兩種學習模式：其一以STEM教育為核心，強化科學、科技及數學方面的教育，培育具備不同知識技能水平的多元化人才，提升香港國際競爭力；其二以跨課程語文學習促進科學教育。隨著信息科技和社交媒體的急速發展，學生需要掌握新的讀寫技能，處理和創作多類型文本，透過不同形式（如圖像、動畫和聲音等）傳達信息。

香港科學教育課程改革的舉措

（一）構建開放式課程架構，培養優秀拔尖學生。香港科學教育採用開放而具彈性的課程架構，通過跨學科的課程設計、個性化的培養方式、密切銜接的學段過渡，實現不同能力階段學生各學所需，促進優秀拔尖學生脫穎而出。 

首先，跨學科學習透過合適的課程規劃、學與教活動、教學評估，聯繫和綜合六個學習範疇，讓學生學習相關科學概念、養成科學的思維習慣；其次，香港科學教育關注學生的興趣培養和個性發展，課程框架針對學生在不同教育階段應學習的知識內容進行分層設定，通過「驗證式、結構式、引導式、開放式」的探究學習活動，培養學生的價值觀及科學研究能力；最後是三學段銜接，在開放式課程架構下，小學階段（低階科學教育）強調「覺知與探究」，訓練學生觀察、量度、分類與解釋等基本科學技能；初中階段（中階科學教育）強調「體驗及應用」，通過系統的觀察、實驗和分析，認識不同類型的科學探究方法如公平測試、分類、尋找規律等；高中階段（高階科學教育）強調「終身學習及專門化的方向探究」，強調綜合和運用科學及STEM領域的知識與技能。這種由低層次逐步發展到更高層次的科學教育課程幫助學生在不同學段按照其生理、心理、意識等生長特點完成學習內容，達成學習目標，同時也實現了三學段間的順利過渡和有效銜接。

（二）採取多路徑學習方式，實現關鍵項目要求。香港中小學科學教育包括一系列不同性質、擁有共同目標的學習課業。從2002年起，香港中小學科學教育領域重點推行四個關鍵項目：德育及公民教育、從閱讀中學習、專題研習、運用資訊科技推動互動學習，以培養學生獨立學習的能力。

通過德育培養，學生可以接觸到一些如環境保護、媒體教育、道德及健康生活等德育及公民教育方面的課題，逐步培養其具備對世界發展的宏觀看法，以及對家庭、社會和國家的認同感，提高個人素質、培養社會責任感。

閱讀學習是一種重要的學習技巧，在科技領域內，科技發展歷程、最新科學技術及其不斷擴展的應用範圍、新科技的運用等都是豐富的閱讀材料，閱讀這些資料能夠幫助學生認識到科技發展與地域、自然、資源之間的關係，理解科技對社會、經濟發展的影響。

專題研習在科學教育中是重要的學習工具，通過專題研習能夠讓學生具備建構及聯繫科學教育和跨領域的知識和技能，建立正向價值觀。

資訊科技助力科學課程。積極使用計算思維，透過計算思維概念（如抽象化、算法、自動化）學習成為工具的創造者而非僅僅是使用者；借助模擬或建模工具，幫助學生在體驗中學習，提供實時反饋，促進自主學習；使用腦圖工具讓學生使用腦圖應用程序進行小組學習，構建關於生態和健康的概念圖，促進學生協作學習，通過合作加強對內容的理解。

（三）開展多元化學習評估，暢通效果反饋機制。科學教育的本質是真實的、有目的的、整體性的學習，香港科學教育包括進展性評估（學與教反饋）和總結性評估（評估所學）兩方面，可以讓教師、學校、家長了解學生的學習進度。香港中小學科學教育常見的評估模式包括以下四種。

專題研習評估。教師會給學生一個尚未界定清晰的題目，要求他們製作一個成品（可以是一件器物或一個系統的工作模型）。專題研習的評估重點必須包括製作過程及最終成果，學生需提交一份個人學習歷程檔案，其中包括工作記錄文件，教師、同學意見，自我反思，以及設計製作的成品和其簡單的使用說明。

課業學習評估，通常指有目的的、特定情境下的準確評估。界定清晰的課業可誘導學生運用指定的技能與知識，教師亦可藉此提供反饋。課業評估特別適用於注重正確和實踐的科學教育學習活動。例如高中的「自動化控制」課業就要求學生理解以計算機為基礎的系統進行控制的基本原理和物理結構，同時要求學生能夠使用簡單的輸入和輸出設備，以及利用流程圖設計簡單的控制程序，通過控制軟件和界面，運用建構套件模擬計算機控制系統，實現對特定產品的自動化控制。

知識範疇評估。在科學教育學習中，學生對知識、概念和原理的理解是很重要的。評估學生對知識和概念的理解除了可以通過專題研習和課業達到之外，教師也可考慮運用一些規範的評估課業如筆試、簡報、小組討論等完成評估目標。

電子學習評估。利用信息科技進行評估，包括在教室多媒體屏幕上進行操作測試、計算機輔助批改課業及使用電子學習歷程檔案進行總結進展性評估。電子評估的其中一個優勢是評核者可以通過自動批改過程給予學生實時反饋結果。這種評估方式容許在任何時間、地點對學業成果進行靈活評估，大大增加了學生的參與度。

借鑒與啟示

目前，國家教育部正聚焦科學教育，開展全國範圍的科學教育試驗區（校）建設。香港科學教育課程在課程目標、課程體系、學習方式、評估體制等方面經過二十多年的發展，積累了一些經驗，值得內地中小學科學教育課程改革學習與借鑒。

（一）課程目標：突出科學素養。科學素養是指面向2030年代的未來素養，主要包含創新、責任、擔當、解難四個維度。香港科學教育課程的目標導向非常明確：以培養學生的科學素養為宗旨，強調21世紀香港社會的合格公民需能有效應對未來科技發展的挑戰，把握技術變革帶來的機遇，能夠一生不斷自學、思考、探索、創新和應變，為國家和世界的前途作出貢獻。內地科學教育在課程目標上可以盡可能圍繞科學素養進行規劃，促進學生的批判性思維、創新性設計能力、有效溝通能力、合理探究能力、正確價值觀塑造協同發展。通過系統扎實的科學知識、概念學習和全方位的科學能力訓練，實現培養重點由知識學習向科技能力學習的轉變，使科學教育在高效的學與教循環中不斷發展，幫助學生達到樂於學習、善於溝通、勇於承擔、敢於創新的目標。

（二）課程體系：強調貫通培養。科學教育是一個系統性的基礎教育工程，香港科學教育在課程設置上注重不同學齡段學生理解水平的差異，實現「由知識為本轉為以概念為基礎、以能力為驅動、注重人的全面發展」。內地中小學科學教育的課程設計可以針對不同階段的學習內容進行整體謀劃，重視小、初、高階段科學教育的連續性、階段性和系統化特點。在課程實施過程中，要著重引導學生探索知識、培養能力、塑造品格、讓學生在科學學習中感受到生命的生長和進步。縱向維度上，課程的貫通設置要凸顯「進階性」與「系列性」特點，以學科概念的縱向連貫為線索，對學生每個學習領域內學科知識和技能進行培養；橫向維度上，要彰顯「跨學科」和「項目化」特點，加強學科內和不同學科間科學內容的橫向聯繫，為學生習得高階科學技能提供機會和階梯。

（三）學習方式：體現綜合路徑。研究表明靈活且富有彈性的學習方式對學生科學思維的深度發展大有裨益。香港科學教育課程讓學生沉浸於思考、探究、設計、實踐、合作、交流等研究過程，促進學生增強跨學科能力，習得高階科學研究技能。內地科學教育可以引導學生採用多樣化的學習方式來達成不同教學情境中的課程目標，低學齡段學生可以設計初級科學探究活動，以觀察和實驗為主；高學齡學生可以設計高級科學探究活動，以設計和製作為主。通過由簡單到複雜的探究學習方式，學生可以逐漸由初階的「接受問題式被動學習」過渡到高階的「設置問題式自主學習」。另外，還可以將信息科技融入學習方法，促進學生對抽象科學概念的理解，培養學生自主學習能力。提供多樣化課外學習渠道（如大學、高新技術企業、社會科技團體舉辦的科普講座、科技展覽，針對某一熱點問題的專題研學，大學專業實驗室進行的高階實驗等），為不同能力水平的學生提供多樣的學習路徑選擇。

（四）評估機制：採用多元策略。香港科學教育課程是一個多元化、跨學科的體系，包括對知識和概念、過程和技能的學習以及對科技所帶來的影響的覺知。香港中小學沒有依靠單一的筆試形式來評估學生的學習效果，而是採用了多元化的評估方式。內地在進行科學教育時，需要適當轉變評估方式，採用多元評估模式，提供適時反饋，加強學習和教學效能。打造科學教育數據共同體，促進教育技術與教育生態、行為深度融合，實現以評促教、以評促學的一致性和育人價值。

本文發表於《紫荊論壇》2024年5-6月號