日前，上海市积极推进基础教育数字化转型。图为学生在数学课上通过平板电脑进行课堂练习。新华社记者 刘颖摄
中国式现代化的关键是科技现代化，核心是人的现代化。从科技人才数量上看，我国研发人员全时当量从2012年的324.7万人年到2022年超过635.4万人年，规模多年保持世界第一，但我国高水平创新人才特别是顶尖科学家仍较稀缺。从全民科学素质看，2023年我国公民具备科学素质的比例达14.14%，虽比2022年增长了1.21%，但与西方主要发达国家相比仍有差距。当前，加强数理化基础学科教育，既是提高全民整体科学素质的内在要求，更是破解自主培养创新人才难题的战略选择。
加强数理化基础学科教育意义重大
19世纪末，以数理化等内容为核心的科学传入中国，引发了科学救国的浪潮。改革开放初期，“学好数理化，走遍天下都不怕”的理念影响了一代人，培养了一大批数理化基础扎实的创新人才，有力地支撑了我国创新型国家的建设与第一个百年奋斗目标的实现。当前，在建设世界科技强国与实现中国式现代化中，数理化基础学科发挥着至关重要的作用。
一是数理化基础学科教育决定着全体劳动者的科学素养水平。数理化基础学科教育是培养学生科学探究能力、创新意识、批判性思维与信息技术能力等未来社会必备素养的基础，对于公众依据事实和证据进行逻辑推理形成科学思维非常重要，将伴随人的一生，在生活和工作中持续发挥作用。
二是数理化基础学科教育决定着顶尖科学家的发展高度。20世纪获得诺贝尔奖的466位科学家中，41.6%具有交叉学科背景，特别是20世纪最后25年，具有交叉学科背景的获奖者占到了获奖总人数的49.1%，而绝大部分交叉学科背景获奖者都具有数理化某一学科的教育经历。诺贝尔生理学或医学奖获奖者中，仅有不到1%的获奖者教育背景完全属于生命学科，大部分获奖者都具有数理化学科方面的教育背景。
三是数理化基础学科在攻克“卡脖子”技术中发挥关键作用。当前我国面临的很多“卡脖子”技术问题，根源在于基础理论研究和运用能力不足。未来关键技术突破依然有赖于数理化等基础学科科学问题的解决。例如，华为提出在后香农时代十大数学问题，与通信、网络等领域发展基础难题有关。美国发布未来30年颠覆人类生活的20项趋势技术，其核心理论全部都与数理化基础学科紧密相关。
数理化基础学科教育仍存短板
从国际上看，近年来发达国家不断加强数理化基础学科教育以提升竞争力，如美国形成了以数理化基础学科为核心的STEM（科学、技术、工程和数学）教育基本国策；日本文部科学省在新的理工科人才培养战略中进一步强调数理化基础学科的重要性；欧洲不少国家纷纷出台加强数理化基础学科教育的相应政策。
近年来，我国不断强化数理化基础学科人才培养。教育部等相关部门出台了一系列政策文件，发布《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》《关于进一步加强国家重点领域紧缺人才培养工作的意见》《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》《关于加快推动博士研究生教育高质量发展的意见》等，持续开展了“基础学科拔尖计划2.0”“双万计划”等。2023年，教育部启动建设数理化生国家高层次人才培养中心，构筑基础学科高层次拔尖人才自主培养“母机”，开启了“三位一体”培养基础学科高层次拔尖人才的新途径，初步形成了本硕博一体化的基础学科人才培养架构体系。但是，与国际相比，我国当前在数理化基础学科教育方面还存在如下问题。
基础教育与高等教育衔接不畅且教学方式等亟待改进。基础教育阶段为在升学中获得高分普遍存在初三和高三学生用大量时间机械“刷题”的现象，影响了学生的探索欲、好奇心和学习兴趣，以及进入大学阶段学习的主动性。基础教育阶段一些关键知识点的缺失也给高校理工科专业的教学带来困难，部分学生难以适应大学学习要求，甚至一些高校不得不开设预科班，给部分新生补习高中数理化基础。
培养学生探索精神和动手能力的实验课程不足。物理、化学作为古老的自然学科，是以实验为基础逐渐发展而来的，其实验课程的设置具有针对性和具体性，是培养学生创新能力的关键。然而由于实验教学条件保障不足，加上实验较难通过考试来测评，很多原定的实验课被改作理论讲解课或者习题课，实验教学只进行课堂演示，学生使用科研仪器的机会少，不利于培养他们的创新能力。
多措并举提升数理化基础学科教育水平
当前，加强数理化基础学科教育，应从以下几个方面发力。
一是要提升基础教育和高等教育阶段的数理化学科教育水平。需要明确数理化基础是科学素养的重要组成，提升科学素养是素质教育的核心内容。在基础教育阶段，全面加强数理化基础学科教育，对课程标准和中、高考等考试要求要有统一规范指导。要重视数理化学科教学在高等教育特别是理工科专业创新人才培养中的基础性地位，保障数理化教学的课时和质量，提升创新人才解决关键“卡脖子”核心问题的能力。
二是建立基础教育与高等教育有效衔接的常态化机制。要打通基础教育和高等教育衔接不畅的堵点，邀请院士、优秀科学家参与数理化基础学科教材编写，按照认知规律，提高数理化教材的科学性与先进性，出版具有世界一流水平的经典教材；加强物理、化学的实验教学，培养学生的动手实践能力。支持高水平综合性大学培养从事数理化基础教育的教师，并定期开展培训，以增进现有教师对现代科学技术进步和数理化学科前沿发展的了解。
三是加大科教融汇力度服务创新人才培养。通过我国自立自强科技支撑体系的建立，进一步明确高校在数理化基础学科创新人才培养方面的主责主业。建立高校与科研机构和产业界深度融合的激励机制，提升高校数理化基础学科教学质量和人才培养能力。加强科研机构、科技馆等科技资源与高校等教育资源的有机结合，共同培育数理化基础学科创新人才。
（作者：周建中，系中国科学院科技战略咨询研究院研究员）