4月15日,第61屆中國(guó)高等教育博覽會(huì)在福州開幕。在同期舉辦的50余場(chǎng)學(xué)術(shù)活動(dòng)中,“科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展學(xué)術(shù)活動(dòng)”格外特殊。這不僅是自1992年高博會(huì)開辦以來(lái)首場(chǎng)科學(xué)教育論壇,更有多位院士、高校教授熱議中小學(xué)科學(xué)教育。為何?
近年來(lái),國(guó)家對(duì)科學(xué)教育給予前所未有的重視,校內(nèi)校外關(guān)于開展科學(xué)教育的探索力度空前。要避免科學(xué)教育走進(jìn)誤區(qū),科學(xué)教育到底“教什么、怎么教、誰(shuí)來(lái)教、如何辦”?急需解惑。
科學(xué)教育教什么?
“不是科學(xué)知識(shí)的排列組合”
科學(xué)教育,是“科學(xué)+教育”嗎?
“數(shù)理化知識(shí)各拿一點(diǎn),小學(xué)、初中、高中知識(shí)各拿一點(diǎn)……排列組合就變成科學(xué)教育,這是開展科學(xué)教育的誤區(qū)?!痹?/span>中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)青少年科技教育工作者協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)武向平看來(lái),科學(xué)教育不是科學(xué)知識(shí)的簡(jiǎn)單傳授,也不局限于教育手段和教學(xué)方法的科學(xué)化,更不是指科學(xué)技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng),而是科學(xué)素養(yǎng)的養(yǎng)成教育,注重科學(xué)思維方式的習(xí)得,“讓學(xué)生可以像科學(xué)家一樣思考問題”。
武向平舉例,從“一尺之錘,日取其半,萬(wàn)世不竭”的哲學(xué)視角看,物質(zhì)無(wú)限可分,從數(shù)學(xué)角度看,數(shù)也可以不斷除以2,而從物理角度看,物質(zhì)到量子就無(wú)法繼續(xù)細(xì)分,這是人類現(xiàn)有認(rèn)知的極限?!昂⒆悠毡椴幌嘈盼镔|(zhì)不是無(wú)限可分的,但他會(huì)記住這個(gè)問題,從而啟發(fā)思考為什么分不下去,怎么分下去?!?/span>
這也是專家們的共識(shí)。“科學(xué)教育重在拓展想象和思維?!?/span>浙江師范大學(xué)資深教授、中國(guó)教育科學(xué)研究院原副院長(zhǎng)馬陸亭說(shuō),“科學(xué)教育要展現(xiàn)科學(xué)的神奇、美和力量,激發(fā)學(xué)生好奇心、想象力、探求欲、思維力,培養(yǎng)學(xué)生探索性、創(chuàng)新性的思維品質(zhì),激發(fā)學(xué)生崇尚科學(xué)、探索未知的興趣,認(rèn)識(shí)科學(xué)的意義和價(jià)值,從而堅(jiān)持科學(xué)規(guī)律,弘揚(yáng)科學(xué)精神?!?/span>
因此,馬陸亭認(rèn)為,“記、背、練、考”的教學(xué)模式要向“看、做、思、究”轉(zhuǎn)變。他建議,科學(xué)教育應(yīng)當(dāng)嵌入分科教學(xué)中,通過啟發(fā)式、探究式教學(xué),項(xiàng)目式、跨學(xué)科學(xué)習(xí)等方式,鍛煉學(xué)生深度思維能力;通過科普講座、科學(xué)實(shí)驗(yàn)等形式,激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣,通過場(chǎng)景式、體驗(yàn)式科學(xué)實(shí)踐活動(dòng),解決科學(xué)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(rèn)為創(chuàng)新人才培養(yǎng)在高校才開始,實(shí)際上中小學(xué)時(shí)期對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)更重要?!?/span>陜西師范大學(xué)二級(jí)教授、科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組組長(zhǎng)胡衛(wèi)平長(zhǎng)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(gè)思路:以綜合性、實(shí)踐性、思維性、進(jìn)階式的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。在小學(xué)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(xué)探究活動(dòng)和綜合性科技創(chuàng)新活動(dòng),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(jī)構(gòu)、高等學(xué)校與高中聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制,在大學(xué)的專業(yè)創(chuàng)新階段,要支持他們圍繞國(guó)家重大需求或國(guó)際前沿開展研究。
胡衛(wèi)平進(jìn)一步表示,需要建立高質(zhì)量課程教學(xué)體系,保障基礎(chǔ)教育科學(xué)課程理念、教學(xué)思想一致性,課程目標(biāo)與內(nèi)容循序漸進(jìn),還需要建立高質(zhì)量課程資源體系,提升教材質(zhì)量,開發(fā)更多數(shù)字化資源。
具體到學(xué)校課堂,華東師范大學(xué)教育學(xué)部教授、科學(xué)教育研究與教學(xué)中心執(zhí)行主任裴新寧認(rèn)為,盡管科學(xué)探究可以依據(jù)師生實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)“降維”,但依然要抓住“思、做、說(shuō)”三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),做到“高保真”?!坝门行?、證偽等科學(xué)的方法來(lái)思考問題,用開放式探究、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、建模等科學(xué)的方式來(lái)做實(shí)踐,用科學(xué)符號(hào)、科學(xué)概念來(lái)解釋和表達(dá)。如今,新技術(shù)也將為此提供更多支撐?!?/span>裴新寧說(shuō)。
科學(xué)教師從哪來(lái)?
“從實(shí)踐中來(lái)到實(shí)踐中去”
科學(xué)教育首先需要科學(xué)教師。然而,目前國(guó)內(nèi)招收科學(xué)教育專業(yè)的大學(xué)共53所,其中僅有2所“雙一流”高校。在前兩輪一流學(xué)科評(píng)審中,全國(guó)有8000多個(gè)一流專業(yè),科學(xué)教育不超過5個(gè)。
科學(xué)教師數(shù)量不足、素質(zhì)不高,成為制約科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸。
如何培養(yǎng)卓越的創(chuàng)新型科學(xué)教師?浙江師范大學(xué)教育學(xué)院院長(zhǎng)、科學(xué)教育研究中心主任黃曉介紹,在機(jī)制上,浙師大成立教師教育學(xué)院,在科學(xué)教育碩士培養(yǎng)中發(fā)揮“統(tǒng)領(lǐng)”作用,在全校層面組織物理、化學(xué)、生物等相關(guān)學(xué)院共同支持培養(yǎng),從而解決了科學(xué)教師培養(yǎng)分散、知識(shí)能力不綜合等問題。在課程體系上,一方面設(shè)置科學(xué)史、科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究等課程,讓學(xué)生掌握科學(xué)研究的方法,理解科學(xué)精神,另一方面聚焦實(shí)踐能力,讓學(xué)生以科學(xué)實(shí)證方法研究中小學(xué)科學(xué)教學(xué)難點(diǎn)。
“只有老師先具有科學(xué)素養(yǎng),才能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。要讓師范生們從實(shí)踐中來(lái)到實(shí)踐中去?!?/span>黃曉告訴記者,科學(xué)教育專業(yè)碩士畢業(yè)論文的選題都來(lái)自于他們?cè)谥行W(xué)實(shí)習(xí)中的現(xiàn)實(shí)問題、前沿問題,通過立足真實(shí)教學(xué)的科學(xué)實(shí)證研究,進(jìn)而解決問題。“他們未來(lái)到中小學(xué)任職時(shí),就能夠從科學(xué)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(xué)?!?/span>
裴新寧認(rèn)為,還需要培養(yǎng)一大批致力于基礎(chǔ)研究的科研隊(duì)伍,積累我國(guó)科學(xué)教育的理論與實(shí)證研究,一大批致力于把基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)化為教學(xué)應(yīng)用的學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)、課程開發(fā)團(tuán)隊(duì)、教師,推動(dòng)科學(xué)課程與教學(xué)的發(fā)展。
高質(zhì)量科學(xué)教育怎么辦?
“構(gòu)建全社會(huì)參與的科學(xué)教育體系”
“開展科學(xué)教育不能等政策、等經(jīng)費(fèi)、等師資。”武向平經(jīng)常到邊遠(yuǎn)地區(qū)、農(nóng)村學(xué)校學(xué)生身邊做科普。他發(fā)現(xiàn),孩子們對(duì)科學(xué)的好奇心別無(wú)二致。要更好開展科學(xué)教育,就需要建立全社會(huì)參與和覆蓋的科學(xué)教育體系。
隨著科學(xué)教育春天的到來(lái),這樣的生態(tài)正在形成。
去年,中國(guó)科協(xié)和教育部啟動(dòng)“科學(xué)家(精神)進(jìn)校園”活動(dòng),越來(lái)越多科學(xué)家、科技工作者走進(jìn)中小學(xué)校園。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)二級(jí)教授李祖超說(shuō):“科學(xué)教育要從娃娃抓起,娃娃的科學(xué)教育要從認(rèn)識(shí)科學(xué)家、崇拜科學(xué)家抓起,中小學(xué)科學(xué)教育要從弘揚(yáng)科學(xué)家精神抓起。”他表示,要挖掘科學(xué)家身上的優(yōu)秀品質(zhì),讓科學(xué)家們成為五育并舉的生動(dòng)素材,成為學(xué)生們追的星。
浙江省青少年科技教育協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)、秘書長(zhǎng)楊英明顯感受到,近年來(lái)科技活動(dòng)、科學(xué)競(jìng)賽增多,為青少年感受科技魅力、展示科學(xué)素養(yǎng)提供了平臺(tái),同時(shí),更要保障科學(xué)教育的風(fēng)清氣正。“科學(xué)教育競(jìng)賽活動(dòng)必須嚴(yán)格按照國(guó)家管理要求,堅(jiān)持立德樹人正確導(dǎo)向,嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),競(jìng)賽內(nèi)容要凸顯科技特色,繼續(xù)強(qiáng)化底線要求,做到零收費(fèi)、無(wú)器材掛鉤?!睏钣⒄f(shuō)。(中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)記者 林煥新)
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