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中小学科学教育“双轨协同”的立论依据与功能重构

发布时间：2026-11-01 11:45:02 最近访问：2026-11-01 11:45:03

本文6151字

【作者按】此前几篇文章多次提到 “双轨”“双轨制”，有人问起这个说法的出处与立论依据，索性把相关思考从头到尾捋了一遍，就成了这篇文章。

【摘要】：我国中小学科学教育在法定课程结构中存在两类科学类课程形态：以素养整合为组织逻辑的综合《科学》课，和以学科知识体系为组织逻辑的分科科学类课程。本文将其概括为“双轨协同”分析框架。主流叙事长期以统一的“探究—素养”范式统摄两者，导致功能分工不充分：《科学》课陷入“名实分离”，分科课程的育人价值在科学教育话语中被遮蔽。本文以《义务教育课程方案（2022年版）》的法定课程结构、2022年版义教科学课程标准的核心素养表述、2023年教育部等十八部门文件的政策定位为制度依据，结合认知发展、知识分类与科学认识论的相关理论，论证双轨功能分界的必要性与可行性，并探讨“双轨协同”的落地路径。需要说明的是，“双轨”不是“双轨制”，不涉及学生分流，而是课程功能分工。只有回归双轨分工协同，才能真正走出“加码—形式化—再加码”的循环，实现在教育“双减”中做好科学教育加法。

【关键词】：中小学科学教育；双轨协同；综合科学；分科理科；核心素养；课程功能

一、问题的提出

2023年5月，教育部等十八部门联合印发《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》，要求“加强中小学科学及相关学科（物理、化学、生物、地理、信息科技/信息技术、通用技术等）课程标准及教材修订完善工作，凸显学生核心素养培养”。这一表述本身就提示了一个常被忽视的事实：国家层面的“科学教育”是一个全域概念，综合《科学》课与分科科学类课程是并列协同关系，而非包含或替代关系。

然而在政策传导与学术讨论中，这一并列结构常被收束为单门《科学》课的单轨发力。有调查显示，西部某市在统计“科学教育课程”开设情况时，仅3所学校设为必修课——这一结论可反推其统计对象仅指向小学综合《科学》课，完全未将法定必修的物理、化学、生物纳入科学教育范畴。这种窄化并非个例，而是领域内较为普遍的认知惯性：一轨被过度赋权，一轨被隐性降级。

既有研究在讨论科学教育时，普遍默认科学教育遵循同一套“探究—素养”育人逻辑，小学与中学只是内容难度、活动复杂度的梯度差异。相关调研常将困境归因为“师资不足、资源不够、观念落后”，其分析框架隐含一个前提：这套单一范式本身完全合理，问题只在执行不到位，而不在“标尺本身是否适配所有课程、所有学段”。

基于此，本文提出“双轨协同”分析框架，核心是把久已有之却被遮蔽的制度事实显式化、把混淆错位的育人功能清晰化。需要首先声明的是：“双轨”并非本文臆造的全新概念，其最为基础的刚性依据源自官方文件的明文规定；同时，本文是在现有学制框架内对两类课程的功能边界做清晰校准的分析框架，而非宣称“双轨”已是学界通用术语。

说明：本文为什么用“双轨协同”而非“双轨制”

需要特别说明的是，本文使用“双轨协同”而非“双轨制”。在教育政策研究中，“双轨制”常指学生分流、学校分层等制度安排，容易引发等级化、封闭化联想；本文所论“双轨”，仅指科学类课程内部两种组织形态与功能侧重，不涉及学生分流，也不主张两轨封闭并行。相反，“协同”恰恰强调两轨共享科学素养目标、相互支撑。若沿用“双轨制”一词，反而会遮蔽本文的核心主张。

严格说，国家课程方案并未使用“双轨”这一名称；本文所称“双轨”，是对课程方案中两类科学类课程形态及其功能关系的显式化概括，而非法定术语。本文聚焦综合《科学》与物理、化学、生物学、地理等分科科学类课程，信息科技、通用技术等暂不展开。

二、“双轨”的制度依据：法定课程结构的显式化命名

（一）课程方案的法定结构

《义务教育课程方案（2022年版）》明确规定：“科学在一至九年级开设（初中阶段可选择分科开设物理、化学、生物学）。初中阶段若选择开设科学，需统筹科学和地理中自然地理学习内容”。这一设置清晰呈现了义务教育阶段的科学类课程结构：

小学阶段（1—6年级）：综合形态的《科学》课程，覆盖物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四大领域，定位为启蒙性、普及性教育。
初中阶段（7—9年级）：可选择分科开设物理、化学、生物学；若选择开设综合科学，则需统筹科学和地理中自然地理学习内容。
高中阶段：物理、化学、生物等科学类必修、选择性必修和选修课程。

王磊将此概括为“覆盖了1-12年级的综合科学和分科理科并行课程体系”——这是在说双轨结构是国家课程设计的既定安排。马勇军、吴俊明在其《科学教育概念辨析》中将科学教育分为广义的、狭义的，更狭义的。更狭义的，单指那门叫《科学》的课程。初中阶段“可分科、可综合”的选择性设计，赋予的是课程组织形态的地方选择权，并非“综合先进、分科落后”的价值排序。事实上，仅浙江在初中统一开设综合《科学》。

（二）课程标准的不同定位

2022年版义教科学课标明确：科学课程要培养的核心素养“包括科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等方面”。在课标上，这四个维度指向的是素养导向——科学观念是基础，科学思维是核心，探究实践是主要途径，态度责任是品格升华。

而物理、化学、生物、地理等分科课程的课标，虽然同样统摄于“核心素养”的提法之下，但其课程内容组织、学业质量描述、教学实施建议，均以学科知识体系的逻辑建构为主线。二者在课程目标表述上的差异是客观的：综合《科学》课的核心素养四维度是并列的育人指向；分科课标同样以核心素养为统领，但其内容组织与学业质量描述更依托学科知识体系展开。

（三）政策文本的并列定位

从2023年十八部门文件中“科学及相关学科（物理、化学、生物、地理、信息科技等）”的并列表述，到《义务教育阶段科学教育“做中学”领航行动指南》中“结合国家义务教育科学、物理、化学、生物学、地理、信息科技等课程内容”的并列要求，均清晰说明：国家层面的“科学教育”是全域概念，综合《科学》课与分科科学类课程是并列协同关系。

政策文本确认了两类课程的并列存在，但并未在功能层面明确二者的育人分工，这导致了中小学科学教育上的一些模糊与混淆。

三、功能诊断：制度并列与功能自觉的断层

提出“双轨”概念的核心动因在于：结构早已客观存在，但功能分工始终处于认知盲区。

（一）顶层设计未做功能明示

政策文本仅在枚举层面呈现了两类课程的并列事实，从未在功能层面明确二者的育人分工与协同关系。如果顶层与学界已形成“双轨功能分野”的共识，当前科学教育的主流叙事就不会是今天的面貌——这正说明“制度并列≠功能自觉”是当前科学教育困境的根源。

（二）主流叙事的单一范式偏差

现有研究普遍默认：科学教育遵循同一套“探究—素养”育人逻辑，小学与中学只是内容难度、活动复杂度的梯度差异。相关调研之所以普遍将困境归因为“师资不足、资源不够、观念落后”，底层前提正是默认这套单一范式完全合理——问题只在“执行不到位”，不在“标尺本身是否适配所有课程、所有学段”。

（三）传导中的符号化窄化

更突出的现实偏差是“科学教育窄化”：本应覆盖全域的战略判断，在行政执行、教研指导乃至学术研究中，被符号化收束为单门《科学》课的单轨发力。其原因在于：在行政管理、媒体宣传、公众认知的层面，提到“重视科学教育”，最直接、最可见的动作就是给“科学课”增加课时、配齐设备、加强教研——因为这种“可见性偏好”的存在，操作上最易辨识，也最易出表现。

这种窄化并非个例，而是领域内较为普遍的认知惯性——一轨被过度赋权、一轨被隐性降级，最终造成功能错位与资源浪费。

（四）现行双轨的名实分离

《科学》课的名实分离：在相当多版本教材和常态课堂中，小学《科学》课存在深层的途径—目标错配。名义目标是素养：课标明确将“科学观念、科学思维、探究实践、态度责任”列为核心素养；实际逻辑是知识：教材以科学概念为主题组织单元，不少地区的评价以概念识记为核心，教学以概念传递为主线。素养被视为“在探究中自然生成”的副产品，而非需要系统教学、明确训练的独立目标。这就是典型的“名实分离”——名义上是素养导向的综合课，骨子里仍是简化版的学科知识课。主流讨论较少质疑这一点，因为默认了“概念框架能够承载素养目标”这一未经充分检验的前提。

分科课程的价值遮蔽：物理、化学、生物等分科课程，事实上承担着最系统、最深入的科学知识传递与逻辑思维训练，是中小学科学教育的知识主阵地。但在当前的科学教育叙事中，它们常被简化为“应试学科”，其系统育人价值未被纳入科学教育整体框架统筹发挥。

错位的最终后果：素养轨不做真素养，沦为“简化知识+形式化活动”；知识轨的育人价值被遮蔽，无法理直气壮地发挥系统优势。两轨功能错位，正是“素养目标悬空、形式主义屡禁不止”的深层根源。

四、“双轨协同”的核心主张

提出“双轨协同”，不是要颠覆“小学综合、中学分科”的法定课程结构，而是在现有学制框架内，对两类课程的功能边界做清晰校准。

（一）素养轨（小学综合《科学》）：重构底层逻辑

现行《科学》课之所以素养目标悬空，根源在于它名义上是素养导向，骨子里仍然是学科教育型的“概念框架”——以科学概念为主题组织单元，以探究活动为表面载体，实际指向的仍然是科学事实的获知。思维与方法是间接、隐性的，依赖学生自发“感悟”，无法系统落地。

重构后的素养轨，核心功能回归培根铸魂：以科学过程技能的系统训练为主线，涵盖基本技能（观察、分类、测量、推断、预测、交流）与综合技能（控制变量、操作定义、假设检验、解释数据、建立模型）。科学概念不再作为终点，而作为过程技能训练的载体、情境与实例；选择少而精、可迁移的概念知识，支撑过程技能的系统训练。科学态度、科学思维在标准化的过程操作中被明确传递、反复强化，从“不可说的副产品”变成“可教可练的明确目标”。

（二）知识轨（中学分科理科）：坚守本位优势

物理、化学、生物、地理等分科课程，天然承担着系统传递人类成熟科学知识体系的功能，这是我国基础教育的传统优势，也是后续高精尖人才培养的根基，不需要被盲目解构，更不需要被强行改造成“简化版综合探究课”。

其核心功能是筑基塑能：以学科逻辑为主线，搭建严谨的概念、原理、定律体系；实验教学服务于概念理解、规范操作训练与证据思维培养，而非追求“自主发现新知识”的理想化目标。素养不是额外附加的活动环节，而应在系统知识学习中被显性提炼、反复运用并逐步内化。知识轨的优势不是“只教知识”，而是以严谨的学科逻辑为素养发展提供最系统的知识载体。

（三）关键澄清：双轨是系统内的功能分工，不是二元对立

两轨的关系如同人体五官：眼司视觉、耳司听觉、鼻司嗅觉，各有专属功能，却无法脱离整体独立存在，共同服务于“完整感知”的总目标。

素养轨侧重程序性知识、元认知知识与态度品格的启蒙，知识轨侧重陈述性知识的系统建构；
二者共享同一套科学过程技能体系，共享“目标显性、示范—练习—反思—迁移”的教学逻辑；知识轨可讲授先行、实践跟进，素养轨可示范先行、练习跟进，但都不能把思维目标留在暗处；
各有侧重但互为支撑，共同服务于“完整科学素养培育”的总目标，绝非非此即彼的二元分割。

五、双轨分工的学理依据

双轨的功能划分并非主观设定，有成熟的理论支撑与国际教训作为参照。

（一）契合认知发展规律

学不躐等；当其可之，不陵节而施。

依据皮亚杰认知发展阶段理论，小学阶段学生以具象思维为主，适配过程技能、思维方法的阶梯式具身训练；初中阶段进入形式运算期，抽象逻辑思维快速发展，才具备系统掌握学科概念体系的认知基础。违背这一规律，要么让小学硬扛系统知识任务，要么让中学打散知识体系做浅层次探究，都会事倍功半。

（二）契合知识分类逻辑

依据安德森的知识分类理论，完整科学素养包含陈述性、程序性、认知性（一说“条件性”）三类知识。两轨分工对应知识习得的进阶规律：小学打牢方法与思维底座，中学搭建系统知识框架，前后衔接才能实现素养的完整生长。

（三）契合科学认识论的双重使命

依据赖欣巴哈“发现语境/证明语境”二分，科学教育同时承担“方法启蒙”与“知识传承”双重使命。小学侧重发现语境的初步体验（在教师指导下练习如何观察、如何分类、如何控制变量），中学侧重证明语境的严谨内化（系统传递人类已经确认的科学结论），两轨协作才能避免混淆“科研发现逻辑”与“课堂学习逻辑”的认识论偏差。

可参照库恩关于常规科学与科学革命的区分：知识轨更多承担常规科学的知识传承，素养轨更多承担方法启蒙与质疑意识。但科学教育不能简单等同于科学研究的发现逻辑，二者需要在不同学段各有侧重。

（四）国际课改教训的镜鉴

美国20世纪后期以来，受建构主义与探究发现理念影响的多轮科学教育改革（1960年代以发现学习为核心的学科结构运动，1996年以探究为核心的《国家科学教育标准》），曾出现弱化系统知识传递的倾向，导致学生科学基础薄弱、两极分化严重。这一教训说明：单靠探究范式无法兼顾全体学生的素养培育与系统知识基础，双轨分工协同更符合人才成长的普遍规律。

（五）范式自觉：警惕单一话语的垄断

库恩的“范式”理论提示我们：当一个话语成为主导范式后，它会形成自我合法化的叙事闭环——范式内部的证据被强化，范式外部的质疑被忽略或边缘化。当前“做中学”话语在一定程度上呈现出范式特征：它定义了什么是“好的科学教育”、什么是“落后的教学方式”，并以此为标准进行价值判断。双轨框架的提出，正是对这种范式主导的自觉突破——不是用一种范式取代另一种范式，而是揭示范式的存在本身，恢复教育讨论的多元性。本文并非否定“做中学”，而是反对将其唯一化、标签化。