打開科學(xué)教育的想象空間
發(fā)布時間:2025-09-22 17:08:53 來源:陜西教育新聞網(wǎng)·陜西教育客戶端
當今中國,科學(xué)教育受到前所未有的重視—作為人才培養(yǎng)的根基與路徑,科學(xué)教育的潛力將變成參與國際競爭、爭取國際話語權(quán)的實力。但科學(xué)教育不僅僅要在學(xué)校展開,更應(yīng)該成為全社會的共同行動,需要多部門、多機構(gòu)的共同努力!
科學(xué)家:要會講故事
科學(xué)教育是支撐人力資源強國和創(chuàng)新型國家建設(shè)的重要舉措。如何高質(zhì)量推進科學(xué)教育工作,是社會各界的核心議題之一。
科學(xué)教育與科學(xué)普及雖是兩個不同概念,但有若干相通之處,而“教育”二字的賦予,更讓科學(xué)教育承載了遠超知識傳遞的職能。當今的科學(xué)教育也正逐步突破單純的知識傳授范疇,轉(zhuǎn)向?qū)W(xué)生核心能力與綜合素養(yǎng)的全方位培育。一方面,教育過程注重引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)研究的方法,如觀察、實驗、假設(shè)、驗證等,培養(yǎng)他們的科學(xué)思維能力,包括邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維。另一方面,教育過程同樣重視人文關(guān)懷和改善社會文化的功能:通過科學(xué)教育,學(xué)生能夠更好地理解世界和自身,能夠運用科學(xué)思維理性分析應(yīng)對現(xiàn)實中的各種問題,做出更有利于自身和社會的決策,在提升個人生活質(zhì)量、豐富精神需求的同時,推動社會文化向更健康、更理性的方向演進。
相較科學(xué)普及,科學(xué)教育更加聚焦科學(xué)素養(yǎng)的目標,側(cè)重對科學(xué)精神的培育和熏陶。但在這一過程中,我們面臨的一個重要問題是:如何讓科學(xué)教育更有趣味、更易接受?
精彩的科學(xué)故事,是達成這一目標的重要且有效的路徑之一,這是因為人類的教育雛形,實則深植于動物界的本能傳承,當人類祖先在演化中創(chuàng)造出復(fù)雜的語言系統(tǒng)之后,以故事為核心的高效的知識傳承方式,直接推動了人類教育能力的全方位提升。
無論是經(jīng)典的科幻電影、科普電視作品,還是科普書籍,都離不開好的故事。《侏羅紀公園》系列電影的巨大成功,點燃了青少年對科學(xué)的興趣,其中不少人因此投身科學(xué)事業(yè)。例如著名的華裔生物學(xué)家張鋒,12歲的時候,在一堂分子生物學(xué)課上觀看了《侏羅紀公園》,激發(fā)了他對恐龍及生物工程超乎尋常的興趣。已故的美國著名生物學(xué)家愛德華 威爾遜,更是一名“會講故事”的創(chuàng)作者,收獲了“既是世界級科學(xué)大師,又是偉大作家”的贊譽。
“求真務(wù)實、探索創(chuàng)新、理性質(zhì)疑”的科學(xué)精神,并非抽象的準則,而是從一個個鮮活的科研案例中沉淀而來。科學(xué)家精神深深植根于中國科學(xué)家的歷史實踐與家國情懷,例如袁隆平先生就是一位兼具科學(xué)精神和科學(xué)家精神的典范。蘇聯(lián)時期的李森科否定經(jīng)典遺傳學(xué),推崇獲得性遺傳,在20世紀50年代對我國的相關(guān)科研教學(xué)產(chǎn)生了不小的負面影響,然而袁隆平先生具有可貴的求真與質(zhì)疑精神,他從實際出發(fā),堅信孟德爾、摩爾根的遺傳學(xué)說,最終在雜交水稻領(lǐng)域取得了偉大的成就。
目前,中小學(xué)階段的科學(xué)教育是社會關(guān)注的重點,但廣義上的科學(xué)教育邊界更為廣闊——它不僅面向各年齡段學(xué)生,更將成年群體納入其中,致力于實現(xiàn)全人群的科學(xué)素養(yǎng)提升。針對多元人群的分階段培育,科學(xué)教育的目標與特點有所不同,但有一項核心共性目標從未改變,那就是怎樣最大限度留存人們的好奇心與探索欲,使其轉(zhuǎn)化為受教育者終身學(xué)習(xí)的持久原動力。這一目標的實現(xiàn),離不開富有感染力的傳播載體,而優(yōu)質(zhì)的科學(xué)故事打破了年齡與認知層次的界限,是極具普適性的選擇。
(作者:周忠和、栗靜舒,分別系中國科學(xué)院院士,中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員;中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所高級工程師)
科研機構(gòu):做好科學(xué)教育加法
加強科學(xué)教育不是單純的教育議題,而是回應(yīng)“錢學(xué)森之問”、關(guān)乎國家競爭力與民族創(chuàng)新能力的戰(zhàn)略任務(wù),更是為關(guān)鍵科技領(lǐng)域擺脫“跟跑”困境的重要舉措。
科學(xué)教育為科學(xué)研究輸送人才,科學(xué)研究為科學(xué)教育提供真實場景和豐富資源。相比于單純的課堂教學(xué),科研機構(gòu)通過提供真實的科研場景和實驗設(shè)施,讓學(xué)生體驗從假設(shè)提出到驗證結(jié)論的完整過程,能夠大大縮短課堂與前沿知識的距離,解決教育與實踐脫節(jié)的問題,引導(dǎo)學(xué)生實現(xiàn)“學(xué)會知識—會學(xué)知識—會用知識—學(xué)會思考—學(xué)會創(chuàng)新”的遞進躍升,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、團隊協(xié)作的綜合能力。
早在20世紀末,中國科學(xué)院就相繼批準成立了“老科學(xué)家科普演講團”和“北京青少年科技俱樂部”,近千位科學(xué)家獎掖后學(xué)、甘當人梯,用自身學(xué)識與熱忱點燃青少年科學(xué)夢想,將前沿科學(xué)知識與科研思維融入科普和科學(xué)教育活動,更是深度培養(yǎng)有志于科學(xué)事業(yè)且已顯露科學(xué)稟賦的優(yōu)秀高中學(xué)生,部分早期成員已成為國際科學(xué)前沿領(lǐng)軍人物。
除了以傳播知識為目的的科普活動,作為國家級科研機構(gòu),我們能不能做得更多?
在前置謀劃、早期探索的基礎(chǔ)上,中國科學(xué)院在2015年開始系統(tǒng)化實施“‘科學(xué)與中國’科學(xué)教育”計劃。我們認為,科學(xué)教育更注重實現(xiàn)“以科學(xué)知識為載體,傳授科學(xué)方法、培養(yǎng)科學(xué)思維”的綜合性目標。為此,中國科學(xué)院打造了“羅梭江科學(xué)教育論壇”和“學(xué)部科學(xué)教育論壇”,旨在搭建跨界的交流合作平臺,有效促進科研機構(gòu)、教育系統(tǒng)和社會科普教育機構(gòu)等部門的思想碰撞和成果互通。
在科學(xué)教育已成為學(xué)生必修課的情況下,提升任課教師的能力和水平是一件迫在眉睫的事。2022年,中國科學(xué)院進一步深化與教育部的協(xié)同聯(lián)動,共同啟動了“科學(xué)教師素養(yǎng)提升”計劃,針對不同階段科學(xué)教師的能力需求,開展“全國科學(xué)教育暑期學(xué)校”和“特色科學(xué)教師研修班”。其中,“暑期學(xué)校”聚焦于為教師建立科學(xué)教育的基本認知和理論基礎(chǔ);“特色研修班”則緊扣學(xué)科重點與教學(xué)痛點,邀請科研人員手把手指導(dǎo),幫助教師將專題知識轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)能力,將科學(xué)思維、方法論嵌入教師培訓(xùn)體系,協(xié)助打造研究型教學(xué)的師資隊伍;同步推出的百余節(jié)“科學(xué)公開課”,則以線上線下聯(lián)動形式,將優(yōu)質(zhì)科學(xué)教育資源推向全國,從供給端切實落實好“加法”。這些探索不僅惠及數(shù)十萬青少年和教師群體,更形成了可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗?zāi)J剑瑸楦哔|(zhì)量科學(xué)教育提供有力支撐。
未來,中國科學(xué)院將繼續(xù)深度參與科學(xué)教育,系統(tǒng)布局、重點突破。在重點科學(xué)領(lǐng)域打造跨學(xué)科、可遞進的研究性課程,強化問題定義和解決能力;發(fā)揮野外臺站、天文臺、標本館和博物館陣地作用,打造沉浸式科學(xué)感知場景,開展專業(yè)性科學(xué)啟蒙活動;搭建科學(xué)教育資源共享平臺,讓更多孩子看見科學(xué)、投身科學(xué);踐行科學(xué)教育長期主義,將長遠規(guī)劃融入育人全過程,助推后備人才梯隊建設(shè)的良性循環(huán)格局。
“問渠那得清如許?為有源頭活水來。”隨著更多科研機構(gòu)的深度參與,我國必將形成可深度契合人工智能時代特征、具備靈活適應(yīng)能力與長遠發(fā)展?jié)摿Φ目茖W(xué)教育新生態(tài),更多的孩子將在真實的科學(xué)探索中增長見識本領(lǐng),在科學(xué)家精神浸潤中成才報國,為中國式現(xiàn)代化匯聚源源不斷的創(chuàng)新力量。
(作者:周德進 馬 強,單位均為中國科學(xué)院學(xué)部工作局;中國科學(xué)院學(xué)部工作局陳蕊、谷美慧對本文亦有貢獻)
科技場館:變“參觀熱”為“學(xué)習(xí)熱”
2025年暑期,公眾對科學(xué)的需求呈現(xiàn)前所未有的繁榮景象:遼寧省科技館單日接待量突破3萬人次,創(chuàng)歷史新高;新疆科技館將閉館時間延至20點后,晚間客流占比達35%;中國科技館門票開售即告罄——其中京外觀眾占比高達90%以上。
這種“一票難求”的現(xiàn)象,折射出公眾對科學(xué)教育的旺盛需求。
在全球化與科技革命的雙重浪潮下,科學(xué)教育的對象,不再只局限于青少年,而是擴展到全年齡段、涉及全社會層面。通過加強科學(xué)教育的供給,可以培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才,為科技創(chuàng)新提供源源不斷的動力,促進社會的全面進步,同時也可以促進科技與文化的深度融合,形成新的創(chuàng)新模式和業(yè)態(tài)——在激發(fā)公眾興趣和熱愛、提升科學(xué)素養(yǎng)的同時,還可以通過文化創(chuàng)意、展覽展示、影視作品等多種形式,形成新的文化消費熱點。
從這個角度而言,科技館已突破傳統(tǒng)科普場所的定位,成為一個城市科學(xué)文化的地標和科學(xué)知識傳播的樞紐——“十四五”期間,全國科技館聯(lián)合行動征集了3678項優(yōu)秀科學(xué)教育資源。中國科技館建設(shè)的科學(xué)教育網(wǎng)絡(luò)平臺,已入駐292個機構(gòu),開展直播課程694場,共享視頻課程300余節(jié),極大豐富了科學(xué)教育資源。
配合國家“雙減”政策,中國科技館與北京市中小學(xué)校深入推進“館校合作”長效機制,為其提供豐富多彩的活動,實現(xiàn)了科技館資源與學(xué)校課程的有機銜接。2021-2024年累計深度服務(wù)學(xué)校281所,覆蓋學(xué)生12萬人次。2023-2024年,聯(lián)合23家地方科技館共同承辦,開展了32期“館校合作中小學(xué)教師科學(xué)教育實踐能力提升”培訓(xùn)班,服務(wù)培訓(xùn)全國3615名中小學(xué)校及科技館科學(xué)教育人員。
然而,對比發(fā)達國家,我國科技館建設(shè)仍存在顯著差距:截至2024年底,全國達標科技館總數(shù)雖較“十三五”末增長58.84%至548座,但數(shù)量和質(zhì)量上仍有較大差距,特別是在人均擁有量和分布密度上,差距更為明顯。各級科技館在科普資源供給、教育活動開展、科研創(chuàng)新等方面資源配置效率不夠高。在展覽研發(fā)、教育活動設(shè)計、特效影視創(chuàng)作等領(lǐng)域的創(chuàng)新潛力挖掘不夠。
未來,科技館體系服務(wù)范圍應(yīng)進一步從以城市居民為主,拓展到面向全國城鄉(xiāng)居民、線上線下公眾,不斷送達、服務(wù)、扎根基層和農(nóng)村地區(qū)。
流動科技館、科普大篷車及農(nóng)村中學(xué)科技館項目資源配置向偏遠地區(qū)、邊疆地區(qū)、經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)傾斜,積極穩(wěn)步推進科技扶智、農(nóng)村科學(xué)教育現(xiàn)代化等工作,為鄉(xiāng)村振興和農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展貢獻力量。
各地科技館應(yīng)積極探索建立館校合作長效機制,鼓勵中小學(xué)到科技館常態(tài)化開展“科技館里的科學(xué)課”,將優(yōu)質(zhì)校外科學(xué)教育資源擴展至中小學(xué)。
在人工智能、新一代移動通信等技術(shù)驅(qū)動下,科技館也要加速數(shù)智化轉(zhuǎn)型。探索“人工智能賦能”路徑,開發(fā)科技館智能體,推動展陳交互、資源調(diào)配和知識傳播的智能化升級。通過泛在感知與互聯(lián)互通,實體館與流動設(shè)施、各類線上線下科普平臺形成網(wǎng)絡(luò)化布局,打破體驗科學(xué)的物理空間限制。通過“破壁”融合科技、教育、文化資源,全國各地的科技館應(yīng)積極打造沉浸式科學(xué)文化體驗場景,強化對受眾的科學(xué)思維與創(chuàng)新能力的培養(yǎng),塑造科學(xué)精神的社會認同。
站在新科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的歷史交匯點,科學(xué)教育已超越傳統(tǒng)認知范疇,構(gòu)建“政府引導(dǎo)—場館創(chuàng)新—社會參與”的協(xié)同機制,才能將“參觀熱”真正轉(zhuǎn)化為“學(xué)習(xí)熱”,最終實現(xiàn)增強科技創(chuàng)新競爭力、提升全民科學(xué)素質(zhì)的目標。
(作者:郭 哲,系中國科技館館長)
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