開展科學教育不能“等”

4月15日，第61屆中國高等教育博覽會在福州開幕。在同期舉辦的50余場學術活動中，“科學教育高質量發(fā)展學術活動”格外特殊。這不僅是自1992年高博會開辦以來首場科學教育論壇，更有多位院士、高校教授熱議中小學科學教育。為何？

近年來，國家對科學教育給予前所未有的重視，校內(nèi)校外關于開展科學教育的探索力度空前。要避免科學教育走進誤區(qū)，科學教育到底“教什么、怎么教、誰來教、如何辦”？急需解惑。

科學教育教什么？

“不是科學知識的排列組合”

科學教育，是“科學+教育”嗎？

“數(shù)理化知識各拿一點，小學、初中、高中知識各拿一點……排列組合就變成科學教育，這是開展科學教育的誤區(qū)?！痹?/span>中國科學院院士、中國青少年科技教育工作者協(xié)會理事長武向平看來，科學教育不是科學知識的簡單傳授，也不局限于教育手段和教學方法的科學化，更不是指科學技術專業(yè)人才的培養(yǎng)，而是科學素養(yǎng)的養(yǎng)成教育，注重科學思維方式的習得，“讓學生可以像科學家一樣思考問題”。

武向平舉例，從“一尺之錘，日取其半，萬世不竭”的哲學視角看，物質無限可分，從數(shù)學角度看，數(shù)也可以不斷除以2，而從物理角度看，物質到量子就無法繼續(xù)細分，這是人類現(xiàn)有認知的極限?！昂⒆悠毡椴幌嘈盼镔|不是無限可分的，但他會記住這個問題，從而啟發(fā)思考為什么分不下去，怎么分下去。”

這也是專家們的共識。“科學教育重在拓展想象和思維?！?/span>浙江師范大學資深教授、中國教育科學研究院原副院長馬陸亭說，“科學教育要展現(xiàn)科學的神奇、美和力量，激發(fā)學生好奇心、想象力、探求欲、思維力，培養(yǎng)學生探索性、創(chuàng)新性的思維品質，激發(fā)學生崇尚科學、探索未知的興趣，認識科學的意義和價值，從而堅持科學規(guī)律，弘揚科學精神?！?/span>

因此，馬陸亭認為，“記、背、練、考”的教學模式要向“看、做、思、究”轉變。他建議，科學教育應當嵌入分科教學中，通過啟發(fā)式、探究式教學，項目式、跨學科學習等方式，鍛煉學生深度思維能力；通過科普講座、科學實驗等形式，激發(fā)學生科學興趣，通過場景式、體驗式科學實踐活動，解決科學問題。

拔尖創(chuàng)新人才如何培養(yǎng)？

“從娃娃抓起，按規(guī)律培養(yǎng)”

“很多人認為創(chuàng)新人才培養(yǎng)在高校才開始，實際上中小學時期對創(chuàng)新人才的培養(yǎng)更重要?！?/span>陜西師范大學二級教授、科學課程標準修訂組組長胡衛(wèi)平長期從事創(chuàng)造力研究，拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)絕非一蹴而就。

怎么培養(yǎng)？

“不是讓幼兒園孩子去編程。要根據(jù)孩子不同發(fā)展階段因材施教?！焙l(wèi)平提供了一個思路：以綜合性、實踐性、思維性、進階式的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。在小學的早期探索階段培養(yǎng)好奇心和興趣，在初中興趣顯露階段要參加科學探究活動和綜合性科技創(chuàng)新活動，在初高中的才干浮現(xiàn)階段培養(yǎng)理論興趣，要建立科研機構、高等學校與高中聯(lián)合培養(yǎng)機制，在大學的專業(yè)創(chuàng)新階段，要支持他們圍繞國家重大需求或國際前沿開展研究。

胡衛(wèi)平進一步表示，需要建立高質量課程教學體系，保障基礎教育科學課程理念、教學思想一致性，課程目標與內(nèi)容循序漸進，還需要建立高質量課程資源體系，提升教材質量，開發(fā)更多數(shù)字化資源。

具體到學校課堂，華東師范大學教育學部教授、科學教育研究與教學中心執(zhí)行主任裴新寧認為，盡管科學探究可以依據(jù)師生實際情況進行適當“降維”，但依然要抓住“思、做、說”三個關鍵環(huán)節(jié)，做到“高保真”。“用批判性、證偽等科學的方法來思考問題，用開放式探究、團隊協(xié)作、建模等科學的方式來做實踐，用科學符號、科學概念來解釋和表達。如今，新技術也將為此提供更多支撐?！?/span>裴新寧說。

科學教師從哪來？

“從實踐中來到實踐中去”

科學教育首先需要科學教師。然而，目前國內(nèi)招收科學教育專業(yè)的大學共53所，其中僅有2所“雙一流”高校。在前兩輪一流學科評審中，全國有8000多個一流專業(yè)，科學教育不超過5個。

科學教師數(shù)量不足、素質不高，成為制約科學教育高質量發(fā)展的瓶頸。

如何培養(yǎng)卓越的創(chuàng)新型科學教師？浙江師范大學教育學院院長、科學教育研究中心主任黃曉介紹，在機制上，浙師大成立教師教育學院，在科學教育碩士培養(yǎng)中發(fā)揮“統(tǒng)領”作用，在全校層面組織物理、化學、生物等相關學院共同支持培養(yǎng)，從而解決了科學教師培養(yǎng)分散、知識能力不綜合等問題。在課程體系上，一方面設置科學史、科學實驗教學研究等課程，讓學生掌握科學研究的方法，理解科學精神，另一方面聚焦實踐能力，讓學生以科學實證方法研究中小學科學教學難點。

“只有老師先具有科學素養(yǎng)，才能培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。要讓師范生們從實踐中來到實踐中去?！?/span>黃曉告訴記者，科學教育專業(yè)碩士畢業(yè)論文的選題都來自于他們在中小學實習中的現(xiàn)實問題、前沿問題，通過立足真實教學的科學實證研究，進而解決問題。“他們未來到中小學任職時，就能夠從科學的方法論角度發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，成為卓越的研究型教師，不斷反哺教學?！?/span>

裴新寧認為，還需要培養(yǎng)一大批致力于基礎研究的科研隊伍，積累我國科學教育的理論與實證研究，一大批致力于把基礎研究轉化為教學應用的學術團隊、課程開發(fā)團隊、教師，推動科學課程與教學的發(fā)展。

高質量科學教育怎么辦？

“構建全社會參與的科學教育體系”

“開展科學教育不能等政策、等經(jīng)費、等師資。”武向平經(jīng)常到邊遠地區(qū)、農(nóng)村學校學生身邊做科普。他發(fā)現(xiàn)，孩子們對科學的好奇心別無二致。要更好開展科學教育，就需要建立全社會參與和覆蓋的科學教育體系。

隨著科學教育春天的到來，這樣的生態(tài)正在形成。

去年，中國科協(xié)和教育部啟動“科學家（精神）進校園”活動，越來越多科學家、科技工作者走進中小學校園。中國地質大學二級教授李祖超說：“科學教育要從娃娃抓起，娃娃的科學教育要從認識科學家、崇拜科學家抓起，中小學科學教育要從弘揚科學家精神抓起?！彼硎荆诰蚩茖W家身上的優(yōu)秀品質，讓科學家們成為五育并舉的生動素材，成為學生們追的星。

浙江省青少年科技教育協(xié)會副理事長、秘書長楊英明顯感受到，近年來科技活動、科學競賽增多，為青少年感受科技魅力、展示科學素養(yǎng)提供了平臺，同時，更要保障科學教育的風清氣正。“科學教育競賽活動必須嚴格按照國家管理要求，堅持立德樹人正確導向，嚴把質量關，競賽內(nèi)容要凸顯科技特色，繼續(xù)強化底線要求，做到零收費、無器材掛鉤。”楊英說。（中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)記者 林煥新）