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        激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣和探究精神

        發(fā)布時間:2023-03-13 作者:本報記者 汪瑞林 胡茜茹 龔萍 來源:中國教育報

            ■兩會訪談錄

        建設(shè)科技強國,需要培養(yǎng)一大批具備科學(xué)家潛質(zhì)的青少年群體。2022年9月,中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于新時代進一步加強科學(xué)技術(shù)普及工作的意見》。文件指出,學(xué)校要加強科學(xué)教育,不斷提升師生科學(xué)素質(zhì),積極組織并支持師生開展豐富多彩的科普活動。

        當(dāng)前我國中小學(xué)科學(xué)教育還存在哪些不足?如何協(xié)同各方資源開展科學(xué)教育?3月10日,全國政協(xié)委員、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員、中國科學(xué)院院士、美國國家科學(xué)院外籍院士、發(fā)展中國家科學(xué)院院士、中國女科技工作者協(xié)會副會長曹曉風(fēng)以及清華大學(xué)附屬中學(xué)原校長、清華大學(xué)教育研究院基礎(chǔ)教育研究所所長、教育部教育教學(xué)質(zhì)量評價指導(dǎo)專委會副主任委員王殿軍,做客中國教育報刊社“兩會訪談錄”,圍繞如何做好中小學(xué)科學(xué)教育展開深入探討。

            正確理解“科學(xué)教育”,厘清科學(xué)教育與科普、學(xué)科教育的關(guān)系

        記者:前段時間電影《流浪地球2》和電視劇《三體》引發(fā)了青少年對于相關(guān)科學(xué)知識的極大興趣??苹米髌穼τ谔嵘嗌倌甑目茖W(xué)素養(yǎng)有幫助嗎?

        王殿軍:科幻作品就是科學(xué)幻想,幻想就是現(xiàn)實中并不存在的東西。若干年前的一個幻想,到今天可能已經(jīng)變成現(xiàn)實。人類的偉大之處就是擁有無限的想象力。我們推薦青少年看科幻作品,并不是讓青少年通過這些作品學(xué)習(xí)科學(xué)知識和科學(xué)原理??苹米髌穼τ谇嗌倌甑淖畲笠饬x,就是激發(fā)他們對科學(xué)的好奇心和想象力。但是科幻電影與科學(xué)紀(jì)錄片是有區(qū)別的,不能把它作為學(xué)習(xí)科學(xué)知識和科學(xué)原理的途徑。

        記者:曹院士您是一位科學(xué)家,您認(rèn)為科學(xué)家身上最重要的品質(zhì)是什么?這種品質(zhì)能否通過后天的教育加以培養(yǎng)呢?

        曹曉風(fēng):科學(xué)家最主要的特征是好奇心與創(chuàng)造力??茖W(xué)家需要具備好奇心,因為科學(xué)實際上就是在不斷擴大人的知識范疇,只有對未知領(lǐng)域充滿好奇,才能不斷探索和發(fā)現(xiàn)新的知識。科學(xué)家除了有好奇心,還需要有創(chuàng)造力,即能夠獨立思考、提出新的研究方法、挖掘深層次問題的能力。在一定程度上,好奇心與創(chuàng)造力是可以通過后天的教育加以培養(yǎng)的。

        我們還要注意培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維,提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。我們可以借助一些人工設(shè)計的實驗對自然界進行觀察,來解釋、驗證這些現(xiàn)象,最終通過歸納、推理、證明等,更好地幫助學(xué)生理解和應(yīng)用科學(xué)知識,掌握科學(xué)思維的方法和技巧。

        記者:現(xiàn)在中小學(xué)開設(shè)了科學(xué)、物理、化學(xué)、生物、地理等課程,是不是把這些自然學(xué)科的知識學(xué)好了,就等于做好科學(xué)教育呢?

        王殿軍:這是一個非常重要的問題,也容易產(chǎn)生誤區(qū)。科學(xué)教育包括科普教育和學(xué)科教育,但是科普教育和學(xué)科教育都不等同于科學(xué)教育??破战逃饕怯猛ㄋ住⑸鷦拥恼Z言告訴人們一些科學(xué)常識、科學(xué)原理和科學(xué)成果,它是面向所有人的。

        小學(xué)階段開設(shè)了綜合的科學(xué)課,中學(xué)階段分科開設(shè)了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、地理、信息技術(shù)等課程,這些課程涉及各方面的科學(xué)知識,特別是原理和方法,但是不能把學(xué)科教育和科學(xué)教育混為一談??茖W(xué)教育是綜合的,而分科的學(xué)科課程學(xué)習(xí),對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維的作用是有限的。就像剛才曹院士講的,科學(xué)教育重在培養(yǎng)學(xué)生的好奇心、想象力,還有科學(xué)精神和創(chuàng)新意識。這更多地需要靠跨學(xué)科的、多學(xué)科融合交叉的、探究性的課程學(xué)習(xí)去實現(xiàn),而這方面正是目前我們比較缺乏的。

            改變以知識為中心的教學(xué)模式,注重學(xué)科交叉和興趣培養(yǎng)

        記者:目前我國在科學(xué)教育及創(chuàng)新人才培養(yǎng)方面有哪些難題需要解決?

        曹曉風(fēng):我認(rèn)為有以下三方面:一是傳統(tǒng)教學(xué)方式比較注重知識的灌輸,忽略了科學(xué)思維的培養(yǎng)。這樣的教學(xué)方式可能使一些有潛質(zhì)、本來可以成為拔尖創(chuàng)新人才的學(xué)生慢慢習(xí)慣于被灌輸,缺乏獨立思考、獨立解決問題的能力。所以我們要教會學(xué)生善于觀察,自己動腦動手去找答案,而不是把答案告訴學(xué)生。二是一定程度上存在理論知識和生活實踐脫節(jié)的問題。我們在課程教學(xué)時,不僅要注重理論知識,更要讓學(xué)生學(xué)會科學(xué)觀察,鼓勵學(xué)生動手實踐。三是如剛才王校長所說,目前單一學(xué)科教學(xué)比較強,而交叉學(xué)科和綜合性的教育比較弱,有待加強。此外,很多新知識、新方法,如AI技術(shù)和ChatGPT,應(yīng)該讓學(xué)生第一時間了解,打破思維禁錮。

        王殿軍:從課程教學(xué)的角度看,現(xiàn)在迫切需要加強的,一是推進跨學(xué)科的綜合課程以及項目式學(xué)習(xí),二是要改變滿堂灌和死記硬背的教學(xué)和學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生覺得學(xué)起來有趣,有探究的欲望。要強化實踐教學(xué),特別是中小學(xué)應(yīng)該加強實驗室建設(shè),實驗教學(xué)環(huán)節(jié)不能走過場,要多讓學(xué)生在實驗室做一些探究性科學(xué)研究活動。我們以知識為中心的教育模式持續(xù)的時間太長了,知識很重要,但更重要的是讓學(xué)生知道知識產(chǎn)生的過程,學(xué)會自己發(fā)現(xiàn)知識、發(fā)現(xiàn)原理,這樣才能提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

            攜手合作,讓更多科學(xué)界資源為推動科學(xué)教育服務(wù)

        記者:科教歷來不分家。曹院士,您來自中科院系統(tǒng),如何能夠讓科學(xué)界資源更好地為科學(xué)教育服務(wù)?

        曹曉風(fēng):科學(xué)界和教育界攜手合作推進科學(xué)教育,這是非常好、非常重要的舉措。中國科學(xué)院的研究涵蓋了物理、化學(xué)、天文、地理、生命科學(xué)等學(xué)科,分支機構(gòu)眾多,可以有效增加科學(xué)教育的深度和廣度。

        為了加強科學(xué)教育,中國科學(xué)院開展了以下四方面工作:一是各個研究所每年有定期的開放日、科普日,可以進行科研成果的展示和科普宣傳,歡迎學(xué)生前來參加科普日活動;二是吸引有興趣、學(xué)有余力的中學(xué)生來參加科學(xué)主題夏令營活動;三是在做好安全保障工作的前提下,讓一些中學(xué)生到各個研究所的實驗室做一些簡單科研,讓他們對嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究進行初步體驗;四是鼓勵更多科學(xué)家走進學(xué)校、走進課堂,和青少年交朋友,回答青少年各種各樣的問題。這些活動特別能激發(fā)中小學(xué)生對科學(xué)的向往。我小時候就參加過類似的科普教育活動,當(dāng)時學(xué)校請來茅以升給我們作講座,在我心中種下了科學(xué)夢想的種子,同時也拉近了科學(xué)家與學(xué)生的距離。

            記者:科學(xué)資源區(qū)域配置不均衡是一個現(xiàn)實問題,如何破解這個問題?

        王殿軍:首先,科學(xué)資源對開展科學(xué)教育很重要。資源多確實有好處,但并不意味著資源少就不能開展科學(xué)教育。在客觀條件短期內(nèi)無法改變的情況下,學(xué)校應(yīng)該解放思想,因地制宜,充分利用現(xiàn)有條件開展啟迪科學(xué)智慧的教育。一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的中小學(xué),可以利用身邊自然資源,把科學(xué)教育做得具有本地特色。開展科學(xué)教育,確實需要一定資源,但我認(rèn)為最重要的還是要在觀念上重視科學(xué)教育、要愿意花精力去實施。其實,科學(xué)教育資源無處不在,只要我們愿意做,總有辦法能做好。

            多措并舉加強師資培養(yǎng),補齊制約科學(xué)教育的短板

        記者:師資也是制約科學(xué)教育發(fā)展的一塊短板,如何補齊這塊短板?

        王殿軍:師資問題確實是當(dāng)前制約科學(xué)教育的一個關(guān)鍵因素。2022年5月,教育部發(fā)布《關(guān)于加強小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)的通知》,提出了培養(yǎng)科學(xué)教師的一系列舉措,由此可見國家對此問題的重視。由于長期以來,我們注重培養(yǎng)各個學(xué)科人才的科研能力,但沒有進行專門的科學(xué)教育師資的培養(yǎng),通常中小學(xué)招來的人才(包括從非師范院校招來的畢業(yè)生),雖然科研能力比較強,但往往不知道如何開展科學(xué)教育,駕馭科學(xué)課程的能力相對較弱。

        在遠(yuǎn)水解不了近渴的情況下,怎么辦?清華附中的做法是讓不同學(xué)科的幾位教師組成一個小組,組員共同完成綜合項目的教學(xué)指導(dǎo)任務(wù)。此外,我們還聘請一些科學(xué)家?guī)У牟┦?、碩士研究生,請他們進校園指導(dǎo),甚至把學(xué)生送過去。但是從長遠(yuǎn)來講,還是應(yīng)該加大力度,培養(yǎng)具有跨學(xué)科視野和能力的專業(yè)科學(xué)教師。

        曹曉風(fēng):一些教師自身知識結(jié)構(gòu)很難趕上最新發(fā)展變化,需要通過專業(yè)培訓(xùn)和教學(xué)方法的指導(dǎo),提高他們的教學(xué)能力和科學(xué)素養(yǎng)。我們要發(fā)現(xiàn)、找到具有較高科學(xué)素養(yǎng)的教師。這種教師富有使命感、富有激情,愿意把從事科學(xué)教育當(dāng)成自己的事業(yè),而不僅僅是一份工作。這樣的教師不僅能毫無保留地把知識傳授給學(xué)生,而且具有自我學(xué)習(xí)、自我提升的意識和動力。

        此外,在信息化時代,我們還應(yīng)該推進優(yōu)質(zhì)資源共享,呼吁在科學(xué)教育方面富有經(jīng)驗的優(yōu)秀教師制作慕課,讓更多的教師學(xué)習(xí)借鑒如何上好科學(xué)課。這樣有助于打破科學(xué)教育師資的區(qū)域不平衡,促進優(yōu)質(zhì)師資力量向偏遠(yuǎn)地區(qū)延伸。

        記者:王校長,您曾經(jīng)在一篇文章中提出,“科學(xué)教育要兼顧普及和提高的雙重使命”,請您結(jié)合清華附中的實踐談一談。

        王殿軍:“普及”就是面向全體學(xué)生開設(shè)課程及科普活動。比如清華附中開設(shè)了“走進圓明園”課程,涉及建筑、自然環(huán)境、鳥類生態(tài)等諸多方面,學(xué)生分小組去觀察、測量、查閱資料、制定研究方案。在校園里,一些志同道合的學(xué)生組成社團,比如昆蟲社、氣象社等,教師會指導(dǎo)他們定期開展科學(xué)觀測和課題研究活動。這些主要是普及性科學(xué)教育,讓學(xué)生增長見識,開闊視野。

        在興趣的基礎(chǔ)上,一些學(xué)生在某些方面展現(xiàn)出較大的潛力,對他們的科學(xué)教育就需要提升一個層次了。為了支持這些有科研潛質(zhì)的學(xué)生,清華附中設(shè)立了六七個“高研實驗室”,即相對高端的探究性實驗室,教師會帶領(lǐng)學(xué)生確定一個前人沒有做過的研究項目,參與某個項目的可以是一個學(xué)生,也可以是一個小組,項目時長有時會長達(dá)幾個月,最后也不一定能成功,但是在這個過程中,學(xué)生能親身體會到嚴(yán)謹(jǐn)求實、不畏挫折的科學(xué)精神,受到科學(xué)思維和方法的訓(xùn)練,具備初步的科學(xué)研究能力,科學(xué)素養(yǎng)得到提升。

        從普及到興趣聚合,再到為有潛質(zhì)的學(xué)生的成長提供支持,清華附中形成了金字塔型的科學(xué)教育體系。該體系不僅普遍提高了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),而且有可能從中發(fā)現(xiàn)在某些領(lǐng)域有特殊潛力的學(xué)生,為培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才做好支撐。

        記者:最后,想請二位嘉賓用一句話對如何做好科學(xué)教育、提升青少年的科學(xué)素養(yǎng)進行總結(jié)。

        王殿軍:要重視科學(xué)教育,多方力量協(xié)同建立科學(xué)教育體系,要用正確的方法來做科學(xué)教育。

        曹曉風(fēng):科學(xué)教育最重要的是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力,激發(fā)他們的科學(xué)興趣和探究精神。加強科學(xué)教育需要社會、家庭和學(xué)校協(xié)同努力。

        《中國教育報》2023年03月13日第4版 

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