中小学高质量科学课程体系应在道、理、技、器四个层面进行系统建设。这里的道指的是科学精神，理指的是科学知识，技指的是科学技术，器指的是科学工具。四层次完整构成了中小学科学教育内容的全部范畴，并由此产生了四种科学课程形态：科学通识课程、科学专门课程、科学综合课程和科学泛在课程。

    科学之道与通识课程

    科学之道指的是科学精神，是关于科学观、科学价值观、科学人生观、科学世界观、科学方法论、科学家精神等精神层面的内容。中小学科学精神教育以启蒙、渗透、引导为主，面向中小学科学精神教育的课程应该是通识课程形态。

    科学通识课程通常涵盖人文、社会科学、自然科学等多个领域，其意义在于超越专业课程的局限性，帮助学生树立正确的科学价值观、科学世界观和科学方法论，培养其科学精神、社会责任感和公民意识。通识课程主要是各种学科课程的通识部分，是在各门课程中渗透的科学精神要素。

    面向科学精神教育的通识课程教学，应致力于挖掘各种课程内容背后的科学意义、科学价值、科学精神等，通过知识诠释与符号解读，以启蒙、渗透、引导的方式让学生感知科学之道。教师应充分发掘不同课程文化背景中的科学元素，以发掘普通知识中的科学教育价值。

    科学之理与专门课程

    科学之理指的是科学知识，是通过文本所呈现的各种具体的知识内容。中小学科学知识教育主要以识记、理解为主，面向中小学科学知识教育的课程应该是专门课程形态。

    科学专门课程是针对科学原理教育特点设置的学科课程群，其意义在于克服科学知识的不足，为学生提供扎实全面的科学内容，帮助他们建构起全面系统的科学知识结构，夯实科学素养培育的“基本盘”。专门课程指向专门的科学课程群，包括数学、物理、生物、化学等自然科学课程以及部分社会科学课程。

    面向科学知识教育的专门课程教学，应围绕知识点的识记、理解和科学知识体系的建构进行，以讲授、探究、讨论等多种形式进行教学。在教材使用方面，应该立足于教材所提供的知识范围，应教尽教，通过深度教学引导学生深度学习，避免纯粹识记和应试倾向，追求理解原理、激发学习兴趣，充分发挥专门课程的育人价值。

    科学之技与综合课程

    科学之技指的是科学技术，是科学实践中需要通过具体应用才能被理解的策略性科学知识，是科学之“学”与科学之“术”的统一体。中小学科学技术教育主要以实验、探究、应用为主，面向中小学科学技术教育的课程应该是综合课程形态。

    科学综合课程是针对科学教育的“知行合一”特点设置的，其意义在于克服科学课程间的分离状态，为学生提供科学经验，帮助学生进一步深度理解科学知识，加强学生应用科学知识解决问题的能力，以便提高学生的科学素养和知识应用能力。科学综合课程包括综合实践课程、研学课程、校本课程等。

    科学综合课程教学应侧重科学经验、科学技能、科学应用等方面，以合作探究、问题解决、项目式教学、融合式教学等具有实践特征的教学方法开展具体的教学活动。科学综合课程教学还需要学校集合优势教育资源，结合校本课程建设、特色课程建设等不断拓宽科学综合课程的育人价值。

    科学之器与泛在课程

    科学之器指的是通过多元媒介所呈现的各种具体的科技和工具。科学教育不仅仅是关于“科学”的教育，同时也包括对“科技”本身在器物层面的日常熟知与应用。比如在学习中使用人工智能，这就是关于科学工具的教育。科学工具既包括一般意义上的科学实践的专门工具，比如显微镜，也包括社会生活中出现的各种新型科技工具，比如VR眼镜、ChatGPT等。通常在生活中人们广泛接触到的是科学之器。科学与技术之间本身还存在差距，并不是有了科学技术课程就意味着有了科学工具的教育。中小学科学工具教育主要以参观、体验、了解为主，面向中小学科学工具教育的课程是泛在课程形态。

    科学泛在课程主要是为了解决科学教育中的有“科”无“器”的弊端，弥补其他科学课程的不足，拓宽学生的科学视野，引导学生关注社会科技变化，接触具体的新科学工具，激发学生的科技热情，满足学生的科技体验需求。这些工具虽然不直接指向科学本身，却是了解科技发展的窗口和科学原理应用的前沿，因此，科学泛在课程属于科普层面的课程。其课程内容包括科技工具基本特征、科技工具应用场景、科技应用伦理等。科学泛在课程的内容载体主要是泛在空间，既包括社会中的现实场馆如科技馆（科学中心）、博物馆、科技展览馆、博览会等，也包括校内泛在课程空间如学校科技文化、学习环境等。具体课程包括在线科普课程、校园科技活动课程、校外研学课程、技术工具体验课程等。

    科学泛在课程教学应采用线上线下结合、校内校外跨界的方式进行，主要是通过科普活动让学生了解科学工具的功能、价值、应用场景等，以此提升学生的科学兴趣，及时了解科技发展前沿。科学泛在课程教学需要通过隐性课程方式，在校园文化建设、学习环境设计等方面主动引入科技元素，以浸润的方式进行。

    （作者系西北师范大学教育科学学院博士生、贵州师范大学教育学院教师；本文系西北师范大学2021年度研究生科研资助项目“马克思主义课程哲学研究”［项目编号：2021KYZZ01008］的阶段性成果）