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              第26屆全國青少年科技輔導員論文征集活動論文主題解讀
              發布日期:2018-04-08 09:45:39   閱讀數:3954

              科學教育:開啟培養未來創新人才的新探索


                科學教育、科學傳播與科學普及,是提升我國青少年乃至國民科學素養的3個主要途徑。一般來說,科學教育主要由國家立法、政府規劃,這是面向青少年(中小學生),以學校課程教學模式為主進行的科學認知和傳承。科學傳播系由社會組織、機構或個體引導,通過人際、媒介等多種形式實現的公眾對科學的理解。科學普及則是由國家立法,政府、社會組織、機構共同引導,以國民為主體的科學推介和理解活動。

                總體來看,科學教育是青少年乃至國民科學素養形成的基礎。這是因為,作為我國基礎教育階段的科學教育,通過向中小學生傳授科學知識體系,依據科學實驗等向他們普及科學方法,以及聯系現實生活幫助其理解科技對個人和社會的影響,使青少年乃至國民從小就萌發了科學素養的幼芽,并助力其逐步成長為植根于社會的具有科學素養的社會主義建設者和接班人。

                縱觀世界各國的科學教育,大都對本國青少年乃至國民科學素養的形成和提升起著至關重要的作用。但隨著21世紀以來科技的進步、經濟的飛躍和社會的發展,特別是各國對未來引領世界潮流的科技創新人才的急迫需求,導致科學教育的改革應運而生——許多國家的科學教育都在造就青少年乃至國民科學素養形成基礎的同時,進一步拓展并開啟了培養未來科技創新人才的新探索。

                黨的十九大報告指出:“建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程。”對于基礎教育階段執教科學課程的中小學科學教師,以及組織和指導課外、校外科技教育活動的科技輔導員而言,貫徹黨的十九大報告的最具體最現實任務,就是投身科學教育改革,為培養未來科技創新人才隊伍積極探索。實際上許多科學教師和科技輔導員已經這樣做了:他們一方面吸收國外特別是一些發達國家的先進教育理念,另一方面堅持中國科學教育模式的深入實踐。本次征文即是為上述新探索搭建一個理清方向、深化研究和相互交流的平臺。

                下面,為廣大科學教師和科技輔導員參與本次征文活動提供幾個不同的視角。


              從STEM到STEAM——跨學科的科學教育對培養未來創新人才的啟示

                為了提升國家競爭力,美國政府長期以來都在推行一項鼓勵高中畢業生主修大學科學、技術、工程和數學等相關專業領域的計劃——STEM教育計劃,并不斷加大高等院校科學、技術、工程和數學教育的投入,以獲得更多具有STEM學位的未來人才。但近些年來,原本面向高等院校的STEM教育計劃開始向中小學延伸,科學、技術、工程、數學等相關專業教育也從大學生向中小學生遷移。

                這實際上是中小學科學教育的領域在擴展——從過去的自然科學領域擴大為包括自然科學、技術、工程、數學都在內的“大科學”領域,實現了更大范圍的綜合和“跨學科”。這種探索對于青少年科學素養、技術素養、工程素養和數學素養的早期綜合培養,以及更好地為高等院校輸送具有創新精神和實踐能力的STEM后備人才(即我們所說的科技創新后備人才)具有良好的效果。

                上述新的教育理念和模式,已引起我國許多專家學者、中小學教師的關注,并開始結合國情和區域特色,嘗試將其本土化。2017年2月6日,我國教育部印發的《義務教育小學科學課程標準》中亦明確指出:“倡導跨學科學習方式。科學(science)、技術(technology)、工程(engineering)與數學(mathematics),即STEM,是一種以項目學習、問題解決為導向的課程組織方式,它將科學、技術、工程、數學有機地融為一體,有利于學生創新能力的培養。”這表明在我國小學科學課程的教學中,教育主管部門已肯定并倡導有益于未來創新人才培養的STEM教育模式。

                再看STEAM中的5個字母,它們分別代表科學(Science)、技術(Technology)、工程(Engineering)、藝術(Art)與數學(Mathematics)。STEAM教育就是集科學、技術、工程、藝術、數學多學科融合的一種綜合教育模式。STEAM教育模式源于美國,又很快傳播至歐洲、澳洲、亞洲等各國,我國也在嘗試應用。2015年9月,教育部發布《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見(征求意見稿)》,其中提到了未來5年對教育信息化的規劃,就要求“探索STEAM教育、創客教育等新教育模式”。

              STEAM中的A即藝術(Arts),包含美術(Fine Art)、音樂(Music Art)、語言(Language Art)、形體(Physical Art)乃至人文(Humanities)等。眾所周知,科學追求的是真,而藝術追求的是美。STEAM教育模式既求真又求美的內涵,對科技創新后備人才的培養具有非常重要的意義。

                在STEAM教育模式的推行過程中,青少年不僅可以通過閱讀科學史,在諸如達·芬奇和許多其他科學家的研究生涯中看到科學與藝術結合所展示的個人風采,更可通過自己設計制作“產品”領悟科學的藝術表征和藝術的科學價值。而這些對于科技創新后備人才的成長是十分有益的。正如我國著名科學家錢學森所說:“一個有科學創新能力的人不但要有科學知識,還要有文化藝術修養。培養創新人才,要走科技和藝術結合之路。因為創新是科技和藝術共同的靈魂。”


              從課堂、實驗室到社會——科學教育資源的拓展有益于未來創新人才成長

                傳統的應試教育往往只需要死記硬背教科書上的知識,甚至連實驗都可以不做,只要背下實驗步驟、結論即可。而素質教育則不然,需要依賴大量資源,使青少年通過實踐真正理解和掌握相關知識、技能、方法,領悟相關思想和精神。因此,要培養未來科技創新人才,科學教育資源的作用非常重要。

                早期的科學教育課堂僅限于傳播一般科學常識,這是因為當時科學教育的教材僅僅介紹一些已公認的科學知識,而教師據此授課,只能向青少年進行相關的科學知識的傳播。當科學教育的教材開始包含實驗操作時,這就要求學校有相應的實驗設施和專門的實驗室。而此時教師授課,則需要向青少年展示或讓其親自動手體驗實驗過程和相關的科學方法。

                而現在諸多發達國家的科學教育課堂,也包括我國北京、上海等地的一些科學教育課堂,早已移至科學館、植物園、工業博物館、科技開發區等社會場所。其依據是:科學不僅僅是書本上的知識,也并非只是局限于實驗室里的模擬過程,它還是以事實為依據,以發現規律為目的的社會活動。社會場所拓展成為科學教育課堂,有益于青少年通過實踐真正理解科學,感受科技創新。而中國科協和教育部近年來推出的青少年“高校科學營”活動,也已證明是利用高校科學教育資源培育科技創新后備人才的良好模式之一。

                另外,當今世界已進入信息時代,信息技術成為了創新速度最快、通用性最廣、滲透力最強的高技術之一,它也必然全面滲透并深刻影響到科學教育資源的配置。許多科學教師和科技輔導員能夠嘗試將信息技術的應用與科學教育的變革緊密結合,通過自身實踐跟上新的思潮,利用科學教育的信息化資源在科學課教學、課外科學活動和青少年科技競賽等方面不斷取得突破,并結出豐碩成果。

                例如,借助先進的信息技術和網絡平臺出現的慕課和微課,則可以使大規模并且個性化的科學學習活動成為可能,讓全球各國或國內東部和西部地區不同人群共享優質科學教育資源成為現實。而大數據應用、3D技術、微信平臺等相關信息技術在科學教育中的應用,可使更多的青少年在認知科學上受益匪淺。而我國北京、上海、浙江、福建等一些學校和校外機構的科學教師和科技輔導員,也通過嘗試利用校外科技活動資源形態的碎片化、微型化、主題化,逐漸開發出以微視頻為主要載體的微課,讓中小學青少年體驗到新的學習科學的模式。這些實踐探索豐富多彩且意義深刻,正引領更多的科學教師和科技輔導員利用科學教育的信息化資源,為培養未來科技創新后備人才而努力探索。

                我們希望,廣大科學教師和科技輔導員,能夠依托近兩年自己參與科學教育培育未來創新人才的實踐探索,選擇不同的視角深入分析、研究和升華,最終梳理、總結出依托科學教育的改革與發展,嘗試培養未來科技創新人才成長的新思路、新體驗和新規律,為本次征文活動作出自己應有的貢獻。

              (翟立原 中國青少年科技輔導員協會理論工作委員會副主任委員)


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