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科學(xué)教育能解決人才之問嗎？| 科學(xué)四十人閉門耕

2022/09/14
導(dǎo)讀
如何發(fā)展科學(xué)教育？

  編者按  


從左至右：周忠和、丁邦平、王殿軍、鄭永和
近日，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于新時(shí)代進(jìn)一步加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)普及工作的意見》。文件要求，學(xué)校要加強(qiáng)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(dòng)。實(shí)際上，二戰(zhàn)之后，美國等西方發(fā)達(dá)國家一直將發(fā)展科學(xué)教育視為國家戰(zhàn)略。1999年，在布達(dá)佩斯召開的首屆世界科學(xué)大會(huì)，也呼吁各個(gè)國家政府要把改進(jìn)科學(xué)教育作為重中之重。眼下，我國進(jìn)入了新的發(fā)展階段，改革發(fā)展我國的科學(xué)教育、提升國民科學(xué)素養(yǎng)，對(duì)中華民族復(fù)興大業(yè)來說是一項(xiàng)基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的事業(yè)。
我國的科學(xué)教育起步晚、發(fā)展慢、普及低，現(xiàn)在的中小學(xué)科學(xué)教育還差什么？如何解決科學(xué)教師數(shù)量和質(zhì)量問題？教育公平背景下的科學(xué)教育評(píng)價(jià)體系怎么破？就這些問題，《知識(shí)分子》聯(lián)合 “科學(xué)四十人”，邀請(qǐng)到北京師范大學(xué)科學(xué)教育研究院院長鄭永和、清華附中校長王殿軍和首都師范大學(xué)科學(xué)教育研究中心主任丁邦平，圍繞基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育問題，組織了科學(xué)四十人第三期閉門耕座談。主持人為中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員、中科院院士、《知識(shí)分子》總編輯周忠和。以下為文字實(shí)錄。

文字整理 | 王雨丹

責(zé)編 | 錢煒


為什么要推行科學(xué)教育

周忠和：從長遠(yuǎn)的人才培養(yǎng)、科技發(fā)展層面來說，我國在基礎(chǔ)教育階段推行科學(xué)教育的重要性和緊迫性體現(xiàn)在哪？

鄭永和：從國家的發(fā)展來說，我們進(jìn)入了創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的新階段，有高質(zhì)量發(fā)展的新要求。同時(shí)，國際上一些發(fā)達(dá)國家在科技上的 “卡脖子” 對(duì)我們?cè)斐闪朔浅４蟮膲毫Α?/span>

從根本上說，推行科學(xué)教育要解決的是人才問題。改革開放的這三四十年中，大量曾經(jīng) “出去” 再 “回來” 的科學(xué)家在發(fā)揮作用，但未來面向劇烈的國際對(duì)抗，這個(gè)過程會(huì)受到很大阻礙，我們也必須解決科技自立自強(qiáng)過程中的人才自主培養(yǎng)。

錢學(xué)森曾說 “為什么我們的學(xué)?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出的人才”，科學(xué)界教育界也一直希望能夠回答這個(gè)問題。要解決 “錢學(xué)森之問”，我想一定要從創(chuàng)新人才培養(yǎng)的模式出發(fā)，應(yīng)試教育的模式很難匹配創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。

周忠和：所以，科技發(fā)展歸根結(jié)底還是要有創(chuàng)新活力的人才，而科學(xué)教育又是人才培養(yǎng)的第一步。

記得之前一次開會(huì)，王殿軍校長提到我們的人才到了研究生階段缺少創(chuàng)新的力量，然后就 “怪罪” 到大學(xué)，大學(xué)推到中學(xué)，以此類推又可以推到小學(xué)教育上去。王校長在大學(xué)當(dāng)過教授，后來又擔(dān)任清華附中校長，一直大力推動(dòng)科學(xué)教育，你覺得我國科學(xué)教育的現(xiàn)狀如何？


周忠和

王殿軍：目前，我國基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育，相比發(fā)達(dá)國家差得很遠(yuǎn)，這與現(xiàn)行的教育體制有關(guān)，也可能與我們的文化傳統(tǒng)有關(guān)。我們更強(qiáng)調(diào)知識(shí)性教育，把原有的知識(shí)教會(huì)學(xué)生，讓學(xué)生記住概念和知識(shí)，往往容易教現(xiàn)成的東西。而除了科學(xué)知識(shí)之外，他還需要培養(yǎng)科學(xué)精神與科學(xué)素養(yǎng)，要用科學(xué)的思維方式去觀察這個(gè)世界。

一流的教育才能出一流的科學(xué)家，才能出一流的科研成果。不過，基礎(chǔ)教育畢竟是面向所有學(xué)生的，不是每個(gè)學(xué)生都要成為頂尖的科學(xué)人才，他還要成為社會(huì)其他領(lǐng)域的人才。因此科學(xué)教育不僅僅是培養(yǎng)頂尖科學(xué)家，而是培養(yǎng)每個(gè)人在生活中的方方面面都有科學(xué)素養(yǎng)。

周忠和：王校長認(rèn)為現(xiàn)有的科學(xué)教育體系和發(fā)達(dá)國家有較大差距，是因?yàn)槲覀兊目茖W(xué)教育理念是灌輸型的。丁老師在研究科學(xué)教育理論方面有很深的造詣，你同意剛剛兩位老師的看法嗎？

丁邦平：我同意王校長的判斷?！翱茖W(xué)” 本身就是近代以來中國從西方引進(jìn)過來的。日本有科學(xué)教育學(xué)者做過相關(guān)研究，如東京理工大學(xué)小川正賢認(rèn)為，對(duì)于東亞國家來說，科學(xué)和科學(xué)教育都是外來文化。

我國的科學(xué)教育史，從1866年清廷朝開辦的京師同文館開辦科學(xué)館算起，這是一個(gè)起點(diǎn)。50年多后的1922年，梁啟超做《梁啟超：科學(xué)精神與東西方文化》的演講，對(duì) “什么是科學(xué)、什么是科學(xué)精神” 做了系統(tǒng)闡發(fā)，但這個(gè)時(shí)候科學(xué)教育仍沒有普及。從1922年到現(xiàn)在，又整整過去了100年。1949年之前，我們主要學(xué)習(xí)美國，后來主要學(xué)習(xí)蘇聯(lián)，改革開放之后又開始向發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)，因此我們的科學(xué)教育也可以說是引進(jìn)的。

最近20年，我們?cè)谶M(jìn)行科學(xué)教育上的改革，但我們講的 “科學(xué)素養(yǎng)” “科學(xué)探究” 這些名詞都是直接從國外引進(jìn)的。中科院高能物理研究所研究員張雙南在他的一個(gè)著名演講《什么是科學(xué)？》里說，自己在英國讀博士時(shí)，也不知道什么是科學(xué)?？梢?，在科學(xué)和科學(xué)教育的理念方面，我們與西方還是有很大差距的。

科學(xué)教育到底學(xué)什么

周忠和：科學(xué)教育的目標(biāo)是什么？從科學(xué)教育的理念出發(fā)，我們現(xiàn)在的中小學(xué)課程內(nèi)容和教學(xué)形式應(yīng)該怎么改革？有沒有做過哪些方面的探索？

王殿軍：剛才丁老師講的非常重要。咱們現(xiàn)代的科學(xué)教育還是在向西方學(xué)習(xí)，既然要學(xué)，就要踏踏實(shí)實(shí)地認(rèn)真研究。但我覺得我們?cè)谶@方面的學(xué)習(xí)還不夠，我們把他們的科學(xué)教育學(xué) “倒” 了，學(xué)成了 “學(xué)科教育”，有了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物等學(xué)科，這些學(xué)科的大綱和教材都很系統(tǒng)，由很多專家精雕細(xì)刻而來。但我們忽視了一點(diǎn)，西方發(fā)達(dá)國家的科學(xué)教育可不是只有學(xué)科和學(xué)科考試，還有很多別的東西：科學(xué)是怎么來的，科學(xué)結(jié)論是怎么來的，成果是怎么來的，科學(xué)家是怎么成長起來的？

我們僅僅只把 “學(xué)科教育” 學(xué)得比較到位和嚴(yán)謹(jǐn)，但這是不夠的，不學(xué)學(xué)科不行，但只學(xué)學(xué)科也不行，西方這種跨學(xué)科的交叉學(xué)科，這種以問題為導(dǎo)向的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)也很重要，他們?cè)谥行W(xué)階段就注意這些方面的培養(yǎng)。


王殿軍


周忠和：所以你涉及到一個(gè)關(guān)鍵的點(diǎn)：“科學(xué)” 還是 “學(xué)科”。只有學(xué)科是不夠的。

王殿軍：對(duì)，我們的學(xué)科教育有很多地方做得不錯(cuò)，但這只是科學(xué)教育的一部分。美國有STEM教育（編者注：STEM是科學(xué)Science、技術(shù)Technology、工程Engineering與數(shù)學(xué)Mathematics四門學(xué)科英文首字母的縮寫），最主要的特點(diǎn)是以問題為導(dǎo)向，這個(gè)問題用到哪個(gè)學(xué)科就學(xué)哪個(gè)學(xué)科，我們?nèi)鄙俚木褪沁@種課程。西方已經(jīng)走到了學(xué)科交叉融合的階段，但我們還沒有。在研究現(xiàn)實(shí)問題的時(shí)候，問題本身就是綜合、多學(xué)科的，我們就得教孩子們綜合運(yùn)用各學(xué)科的知識(shí)來分析和解決問題。

周忠和：我們的課程內(nèi)容、教學(xué)形式，還停留在 “單一學(xué)科” 的程度，近年也有改革，你說說我們改革試點(diǎn)的情況。

王殿軍：清華附中10多年前就開始改革了，我們自己設(shè)立了系列課程和項(xiàng)目，最終效果我認(rèn)為是非常好的。但為什么這種改革在全國推不下去，就是因?yàn)楹枚鄬W(xué)校的老師或校長認(rèn)為搞這種項(xiàng)目式研究與跨學(xué)科學(xué)習(xí)，對(duì) “學(xué)科” 的學(xué)習(xí)幫助不大，怕影響成績。

周忠和：另外還有一點(diǎn)，清華附中的生源非常好，如果換到一般的學(xué)校可能達(dá)不到你這個(gè)效果，有沒有這可能？

王殿軍：普通學(xué)校要想達(dá)到這種效果的可能性不大。因?yàn)檫@種跨學(xué)科的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)提高的是人分析問題和解決問題的能力，如果我能解決實(shí)際問題，就意味著我也能很好地應(yīng)付考試，因?yàn)橹R(shí)都學(xué)過了。

周忠和：也許清華附中的情況不一定有普遍性，鄭老師，你覺得我們從教學(xué)的內(nèi)容方式到評(píng)價(jià)等方面應(yīng)該怎么改？

鄭永和：從教育政策及其實(shí)施的視角看，教育部現(xiàn)在已經(jīng)做了相當(dāng)多的努力，包括育人模式的轉(zhuǎn)變、評(píng)價(jià)改革及資源均衡等等。如何讓學(xué)生達(dá)到 “解決問題” 的培養(yǎng)目標(biāo)，這其中已經(jīng)有很多探索了，但我認(rèn)為這個(gè)過程是非常漫長的。尤其在學(xué)校，老師們要接受這個(gè)理念也需要一個(gè)過程，然后他再去培養(yǎng)學(xué)生。學(xué)校和老師對(duì)于科學(xué)教育理念的接受是最困難的，但我相信有很多學(xué)校是可以走出來的。

周忠和：丁老師，你有這么樂觀嗎？

丁邦平：我沒有這么樂觀，舉一個(gè)例子。

最近，我跟鄭老師參加了教育部與中科院聯(lián)合資助的一個(gè)科學(xué)教育改革戰(zhàn)略研究項(xiàng)目。有一次項(xiàng)目研討會(huì)上，一位被派到外省某個(gè)中學(xué)去的民大附中校長說，北京到那個(gè)地方也就100多公里，但那里的老師及學(xué)生家長的觀念，跟北京是天差地隔的，所以他呼吁大家不能只關(guān)注北京的這些學(xué)校。其他省份學(xué)校的辦學(xué)條件、師生觀念、地方教育和行政部門對(duì)學(xué)校的要求與壓力，和北京是完全不一樣的。

中國的情況很復(fù)雜，地區(qū)間差異大，像PISA考試（學(xué)生能力國際評(píng)價(jià)考試），江蘇、浙江、上海、北京這些地方學(xué)生的成績都是國際領(lǐng)先的，但它并不能代表中國教育的平均水平。

周忠和：所以你覺得科學(xué)教育理念要推廣，在中國還有一個(gè)漫長的道路。

丁邦平：這是一個(gè)相當(dāng)漫長的道路。即使在發(fā)達(dá)國家，例如美國，他們的探究教學(xué)實(shí)踐已經(jīng)搞了幾十年，到現(xiàn)在也不能說美國所有的學(xué)校都是好的。我2007年曾在美國訪學(xué)半年，在當(dāng)?shù)匾恍W(xué)校聽課，發(fā)現(xiàn)美國也有不好的學(xué)校，他們的科學(xué)教學(xué)我聽了也不感冒。

科學(xué)教育師資問題怎么解決

周忠和：在教材編寫和師資方面，還有哪些比較棘手的問題需要解決的？除了理念之外，有沒有實(shí)際的問題，比如老師不夠、沒有教材等等？

鄭永和：師資困難我認(rèn)為是非常重要的一個(gè)方面。我們最近做了一個(gè)小學(xué)科學(xué)教師的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)70%的小學(xué)科學(xué)老師是兼任教師。想象一下，一個(gè)教英語的老師同時(shí)兼著教科學(xué)課，這會(huì)是個(gè)什么情景？


鄭永和


周忠和：我聽說還有不少學(xué)校的科學(xué)老師甚至是體育老師兼職的。

鄭永和：我們的調(diào)查顯示，有23.6%科學(xué)老師的專業(yè)背景是漢語言文學(xué)（含師范），5.6%的是音體美（含師范）。雖然我們不要求所有的小學(xué)科學(xué)老師都是學(xué)理工科背景的，但他一定要有專業(yè)素養(yǎng)。70%的科學(xué)老師都是兼任教師，這個(gè)比例還是蠻大的，這是一個(gè)問題。

另外，從學(xué)科背景來看，只有27.5%的老師是理工科背景，70%以上都是非理工科的。在這種情況下，科學(xué)老師對(duì)創(chuàng)新的理解肯定是有偏差的，你要讓他按照科學(xué)教育的新模式去培養(yǎng)孩子的科學(xué)素養(yǎng)，這是非常漫長的。

所以，我認(rèn)為教師的工作一定要走在前面，然后要投入大量的資源來解決教材問題，這些需要盡快落實(shí)。我們這一輪課改的理念是先進(jìn)的，但要真正落實(shí)到教材還需要一個(gè)過程，如何把學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變成像科學(xué)家一樣思考的過程，是需要教材編撰時(shí)進(jìn)行探索的。

周忠和：專職科學(xué)教師短缺的問題，有什么辦法可以解決嗎？現(xiàn)在我們的大學(xué)生就業(yè)還是有點(diǎn)困難的，可不可以讓一些理工科背景的優(yōu)秀大學(xué)畢業(yè)生去當(dāng)小學(xué)科學(xué)教師？

鄭永和：你說得對(duì)，我覺得這是一個(gè)特別好的主意。我們?cè)?jīng)有調(diào)查顯示，非師范類院校出身的理工科背景的學(xué)生考取教師資格證并從事教學(xué)工作，他們?cè)诳茖W(xué)教學(xué)方面表現(xiàn)的專業(yè)素養(yǎng)最佳。我們特別應(yīng)該鼓勵(lì)這些有意愿從事科學(xué)教育的理工科背景的年輕人，希望他們能夠進(jìn)到中小學(xué)。

周忠和：王校長在清華附中應(yīng)該不存在科學(xué)教師短缺的問題吧？

王殿軍：你要是說科學(xué)教師，那肯定有，但這些教師都達(dá)不到我的理想標(biāo)準(zhǔn)。

博士畢業(yè)越往上走，學(xué)科就越學(xué)越窄，但我們的科學(xué)教育是強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科的。舉個(gè)例子，我曾經(jīng)讓學(xué)校老師開發(fā)過一個(gè)關(guān)于國際安全下科學(xué)技術(shù)的短課程，這與科技、國際政治等好多內(nèi)容都有關(guān)系，所以最后需要8名老師才能把這門課上完。我們現(xiàn)在讓老師去培養(yǎng)孩子的科學(xué)素養(yǎng)，他自己都沒有，怎么培養(yǎng)別人呢？你說跨學(xué)科，他自己都沒跨過，他跨不過去，他都博士畢業(yè)工作好多年了，別的學(xué)科都忘光了。

我們的教育就是從師資培養(yǎng)開始的，你剛才那個(gè)建議我覺得非常好，要是能夠把這些找不到工作的理工科學(xué)生訓(xùn)練一下，讓他學(xué)學(xué)別的學(xué)科，提升一下科學(xué)素養(yǎng)，然后讓他去中小學(xué)做科學(xué)教育老師，這是很好的。

周忠和：最近教育部和中科院也在討論，其中一項(xiàng)就是能不能利用假期給科學(xué)教師進(jìn)行培訓(xùn)。關(guān)于大學(xué)教育這塊，我們有科學(xué)教育專業(yè)招收本科生的學(xué)校嗎？

王殿軍：我沒發(fā)現(xiàn)有教科學(xué)教育的這種專業(yè)學(xué)科。

周忠和：丁老師，你覺得我覺得我們的師范學(xué)校甚至綜合性大學(xué)，是不是應(yīng)該開設(shè)這樣的專業(yè)來招收更多的本科生？

丁邦平：我完全同意。對(duì)科學(xué)教師，要分階段來看。就小學(xué)教師而言，我們國家長期忽視這塊，所以70%的小學(xué)科學(xué)教師都是兼職的，而且他們的學(xué)科背景跟科學(xué)有關(guān)的比例太小，因?yàn)檫^去20年主要是師范類院校在培養(yǎng)老師。

早在上個(gè)世紀(jì)90年代，人教社有一個(gè)老先生叫劉默耕，他抓教學(xué)大綱編制的時(shí)候，就已經(jīng)很重視小學(xué)科學(xué)的改革了，但是教師的培養(yǎng)沒有跟上，一直到現(xiàn)在都還沒有跟上，所以這一次，教育部下了很大的決心要改革這一塊。

談到跟發(fā)達(dá)國家的比較，我具體講講與日韓小學(xué)科學(xué)教師的差距，人家至少都是本科畢業(yè)的，我們現(xiàn)有的很多科學(xué)老師是大專畢業(yè)。有些發(fā)達(dá)國家，比如美國，小學(xué)科學(xué)教師碩士畢業(yè)的比例都比較高，有些甚至是博士畢業(yè)的。

如何評(píng)價(jià)

周忠和：關(guān)于學(xué)科問題，從1988年啟動(dòng)義務(wù)教育課程改革開始，浙江省就在小學(xué)和初中推行科學(xué)課，浙江的初中科學(xué)課是不分科的，就用科學(xué)課代替了理化生。我去浙江的時(shí)候也問過當(dāng)?shù)乩蠋?，浙江省這么多年的改革效果怎么樣，有沒有什么困難？鄭老師，此前有人做過這方面的研究嗎？你對(duì)這個(gè)問題怎么看？

鄭永和：浙江的確是走在前面的，30多年來一直在堅(jiān)持綜合科學(xué)，追求樹立孩子們整合性的科學(xué)理念。在參加PISA測(cè)試的北京、上海、江蘇、浙江四個(gè)省市中，浙江從2015年科學(xué)成績的第十提升到第一，所以我覺得浙江的做法肯定是有作用的。當(dāng)然各地區(qū)是有差異的，浙江的理念需要深入研究。

周忠和：丁老師怎么看待浙江的探索？

丁邦平：最近，浙江省教研室開了一個(gè)會(huì)，總結(jié)30年來的科學(xué)教育改革經(jīng)驗(yàn)，可以說浙江在中國科學(xué)教育這塊是開了一個(gè)好頭，這是一個(gè)創(chuàng)舉。有些省也在學(xué)他們，但因?yàn)檫@事很難，所以沒有推廣。難的原因是多方面的，浙江自己也是經(jīng)歷了30多年4個(gè)階段的摸索，在省內(nèi)推廣的時(shí)候也遇到過阻力，包括院士的反對(duì)。直到2015年，浙江初中的綜合科學(xué)教育才全面開花，因?yàn)樗麄兣囵B(yǎng)了一批能夠勝任綜合科學(xué)課的教師（80%以上），而且學(xué)生的成績也不錯(cuò)。


丁邦平


周忠和：所以浙江也是通過30多年的探索，才有了現(xiàn)在的共識(shí)。王校長曾說科學(xué)教育不影響高考成績，這個(gè)理念我覺得可能也需要很長時(shí)間才能讓更多人接受。

王殿軍：我覺得浙江的經(jīng)驗(yàn)非常好，給我國的科學(xué)教育帶了個(gè)好頭。不過，30年時(shí)間過去了，按照國際上對(duì)人才培養(yǎng)研究的做法，我們應(yīng)該長期追蹤通過這樣培養(yǎng)出來的人，看看他們之后的發(fā)展情況。

鄭永和：是的，我們的科學(xué)教育之所以現(xiàn)在還相當(dāng)落后，一個(gè)重要的原因就是我們的研究沒跟上。我們?cè)谘芯糠矫娴耐度胩?，也沒有一個(gè)科學(xué)教育的資助體系。中國的科學(xué)教育研究，從專家團(tuán)隊(duì)到經(jīng)費(fèi)都是比較缺乏的，無法開展剛剛王校長所提出的大規(guī)模的跟蹤性研究。

丁邦平：美國的國家科學(xué)基金從上世紀(jì)50年代開始就資助科學(xué)教育的研究，英國也是這樣。我國臺(tái)灣地區(qū)從1970年代就開始選拔理科教師到美國去讀博士，現(xiàn)在已經(jīng)有至少三代科學(xué)教育專家了。臺(tái)灣有2000多萬人口，有科學(xué)教育博士學(xué)位的研究者至少有100多人，浙江省6000多萬人口有幾個(gè)科學(xué)教育學(xué)者？據(jù)我所知是屈指可數(shù)的。

周忠和：我們現(xiàn)在的科學(xué)教育仍有應(yīng)試教育的影子，比如說對(duì)知識(shí)的死記硬背，這就涉及到如何評(píng)估科學(xué)教育的重量和學(xué)生的表現(xiàn)。我曾聽到有家長抱怨，說自己的孩子對(duì)科學(xué)非常有興趣，能力也不差，但考試成績就不太好。我跟浙江的科學(xué)教師們探討過這個(gè)問題，他們也有相關(guān)文件要求，說這種考試不能只是單純筆試，還得結(jié)合其他形式。關(guān)于評(píng)價(jià)體系，除了學(xué)生的評(píng)價(jià)外，科學(xué)教師的評(píng)價(jià)也是需要重視的。丁老師，在教師和學(xué)生評(píng)價(jià)的問題上，你有什么看法？

丁邦平：這確實(shí)是一個(gè)很大的問題。英國的高中生考試除了筆試之外，還有占總分?jǐn)?shù)20%的實(shí)驗(yàn)操作，我國目前主要還是以學(xué)校的筆試測(cè)驗(yàn)為主。另外，國外教學(xué)中對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)是非常重視的，而我國學(xué)校對(duì)教材里規(guī)定的實(shí)驗(yàn)還不能落實(shí)到位，這是科學(xué)教育里的一個(gè)普遍現(xiàn)象。

周忠和：你說的這個(gè)問題讓我想到，中國科研里大學(xué)生的動(dòng)手能力確實(shí)會(huì)弱一點(diǎn)。此外，現(xiàn)在我們的很多儀器設(shè)備都要靠進(jìn)口，這其中當(dāng)然有很復(fù)雜的因素，但跟我們的教育缺少培養(yǎng)動(dòng)手能力、學(xué)校缺少設(shè)備等也應(yīng)該有關(guān)系。王校長，從清華附中的情況來看，你怎么看學(xué)生動(dòng)手能力的問題？

王殿軍：“動(dòng)手” 在我看來實(shí)際上分兩部分。第一部分是純粹鍛煉動(dòng)手能力的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，比如理化生教材上的很多實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)如何操作，有哪些過程，最后出現(xiàn)什么現(xiàn)象，這些都是寫在教材里的，嚴(yán)格按照步驟操作就行。這種訓(xùn)練能讓孩子們搞清楚其中的原理。

但科學(xué)教育除了這種實(shí)驗(yàn)之外，還應(yīng)有探究性實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)沒有人告訴你具體怎么做，學(xué)生需要在老師的指導(dǎo)下自己嘗試，可能會(huì)失敗或者達(dá)不到預(yù)期的效果，他分析原因調(diào)整后再做，這就有點(diǎn)像真實(shí)的科學(xué)研究了。

我們現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)多是固定模式，缺乏探究性實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)在國家有標(biāo)準(zhǔn)，比如義務(wù)教育驗(yàn)收的時(shí)候，會(huì)查學(xué)校實(shí)驗(yàn)室有幾個(gè)，設(shè)備有幾套，會(huì)評(píng)比和督導(dǎo)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而這些很多縣級(jí)中學(xué)都能達(dá)標(biāo)。

周忠和：動(dòng)手能力的實(shí)驗(yàn)大學(xué)階段才接觸就晚了，我們很多訓(xùn)練實(shí)際上在中小學(xué)階段就應(yīng)該養(yǎng)成?？萍冀缃?jīng)常討論 “從零到一” 的問題，相對(duì)來說我國的跟蹤模仿做得很好，但是從零到一、從無到有的研究比較缺乏，是不是跟我們從小的這種教育模式有關(guān)？

王殿軍：有關(guān)系。我們理想的科學(xué)教育應(yīng)該是有高水平的實(shí)驗(yàn)室，而且有研究性實(shí)驗(yàn)，問題讓孩子們自己想，想完了給老師匯報(bào)，老師指導(dǎo)后再去做，最后自己答辯、找題目、做出成果。因此，我們必須在中小學(xué)階段就去訓(xùn)練孩子們這種自主觀察世界、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。我們現(xiàn)在都是逼著學(xué)生學(xué)一些現(xiàn)成的東西，他根本就不感興趣，其實(shí)孩子的天性是希望探究那些未知的領(lǐng)域。

鄭永和：已經(jīng)有研究證明，如果孩子們按照應(yīng)試模式走，然后再去走創(chuàng)新這條路，他過了一定的閾值就回不來了，也就是說，強(qiáng)化刷題之后，他的大腦機(jī)制都變了。中國科技界的創(chuàng)新能力一定要從娃娃抓起，小的時(shí)候就讓他按照創(chuàng)新模式去走，啟發(fā)他的心智，讓他愿意去 “摻和”，愿意去做實(shí)驗(yàn)。

周忠和：現(xiàn)在我們中學(xué)有很多競(jìng)賽，這個(gè)東西和想象中的探究式的科學(xué)教育有什么不一樣？

王殿軍：我不想說競(jìng)賽好不好，但我認(rèn)為競(jìng)賽和科學(xué)教育完全不是一回事。因?yàn)楦?jìng)賽還是有一定的知識(shí)范圍、方法和策略在的，它和真正的科學(xué)訓(xùn)練不一樣，老師出的題都有標(biāo)準(zhǔn)答案，這也是某種意義上的紙筆測(cè)試，只不過測(cè)試更難、技巧更高，需要進(jìn)行專門的特殊訓(xùn)練，不過也不能說競(jìng)賽就沒有意義。

周忠和：我們說了現(xiàn)在科學(xué)教育的很多現(xiàn)象，我覺得要發(fā)現(xiàn)問題才能找到解決之道。在我看來，中高考可能是根本的問題，這可能是最大的指揮棒。對(duì)于中高考，以及考試所涉及到的教育公平的問題，鄭老師有什么看法？剛才王校長說 “科學(xué)教育和高考不矛盾”，這種思考是非常了不起的，但我覺得現(xiàn)階段要讓大家都接受這個(gè)觀點(diǎn)很困難。所以這種情況下，如何平衡教育公平和教育理念的改革？

鄭永和：我覺得結(jié)合我們現(xiàn)在的人才需求，應(yīng)該在考試內(nèi)容上做深刻變革。將來的高考中考都應(yīng)該有所變化，中高考只是科學(xué)教育問題其中的一個(gè)方面。我們現(xiàn)在正在推進(jìn)育人模式的改革，同時(shí)后面的研究力量也要跟上，包括我們?cè)趺礃觼韺?shí)現(xiàn)資源的配置，這些是很系統(tǒng)的一個(gè)工程。

周忠和：所以你認(rèn)為，很難說是哪一個(gè)問題是最關(guān)鍵的。

鄭永和：我覺得現(xiàn)在沒有哪個(gè)問題是最關(guān)鍵的，現(xiàn)在是要考慮從科學(xué)教育體系建設(shè)著手，提出系統(tǒng)的解決方案。

王殿軍：中高考是很關(guān)鍵的，但現(xiàn)在的中高考方案都在改革，尤其是高考方案，除了考試之外，還有綜合素質(zhì)的評(píng)價(jià)，我們叫 “多元錄取”。當(dāng)然，我們的教育除了科學(xué)教育，還有藝術(shù)教育、人文教育，有些孩子參加了特殊的項(xiàng)目，他的學(xué)習(xí)表現(xiàn)結(jié)果評(píng)價(jià)應(yīng)該納入到中高考的因素中，別讓中高考筆試成績成為100%。

周忠和：除了教材、教師、考試，我覺得家長也是科學(xué)教育成效不可忽視的因素。中國家長的決定權(quán)很大。我們是不是能多尊重孩子的意見和興趣，然后在升學(xué)制度方面做一些探索，這可能也是很有幫助的。

立法與科學(xué)界要跟上

丁邦平：其實(shí)我很同意鄭老師說的，很難說哪一個(gè)因素特別關(guān)鍵，我們要從中國國情去考慮科學(xué)教育改革的問題。

舉個(gè)例子，美國的STEM教育為什么發(fā)展得這么快？很重要的一個(gè)原因就是它有立法來推進(jìn)，有相關(guān)的制度設(shè)計(jì)，這是真正的 “依法治教”。日本1953年就頒布實(shí)施了《理科教育振興法》，他們連從小學(xué)到中學(xué)到大學(xué)所需實(shí)驗(yàn)儀器的配備標(biāo)準(zhǔn)清單都列出來了。所以我之前也寫過文章呼吁，我國要有專門的科學(xué)教育立法。

周忠和：我們的科普法（編者注：《中華人民共和國科學(xué)普及法》）現(xiàn)在已經(jīng)在修訂階段了。目前的科普法雖有一定的效果，修訂其實(shí)還是有點(diǎn)籠統(tǒng)，所發(fā)揮的效果還是不如大家期待的那么好。

丁邦平：科普法主要是科協(xié)系統(tǒng)提出來，通過全國人大頒布實(shí)施的，但是它對(duì)于學(xué)?？茖W(xué)教育幾乎沒有起到什么作用。

鄭永和：剛才丁老師說國外有相關(guān)法律，也有國家戰(zhàn)略規(guī)劃，但我們國家就科學(xué)教育來說現(xiàn)在沒有這些部署。

周忠和：我們的教育法里面也沒有涉及到科學(xué)教育。

丁邦平：立法很重要，但立法之后也有執(zhí)法的問題。

周忠和：我們假設(shè)有一個(gè)科學(xué)教育法，或者在教育法修訂的時(shí)候把科學(xué)教育作為一些明確的條文納進(jìn)去，這樣效果還是會(huì)不一樣吧?？破辗ò阉腥巳憾及?，科學(xué)教育法的話，相對(duì)來講還是指中小學(xué)的。

鄭永和：對(duì)，科學(xué)教育法是強(qiáng)制性的，科普法是非強(qiáng)制性的。一旦有了法律保障，科學(xué)教育產(chǎn)生的效果會(huì)完全不一樣。

王殿軍：2013年，美國出臺(tái)了《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（Next Generation Science Standards，NGSS），中小學(xué)教材和學(xué)生知識(shí)能力方面的要求都要照著這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)背后是專門的科學(xué)教育研究，我們連科學(xué)教育研究都沒有，也沒有師資，沒有課程，沒有科學(xué)的評(píng)價(jià)，那這怎么弄？

周忠和：科學(xué)教育不僅僅是學(xué)校和科學(xué)教師的事，那中國的科技界能夠起到什么作用？除了科技界，還有科技館、博物館、研學(xué)基地等，它們?cè)谕苿?dòng)我們國家科學(xué)教育方面又能起到什么作用？

鄭永和：我們科技創(chuàng)新人才的早期培養(yǎng)，不是教育界自身能解決的問題，必須要由科技界來介入。因?yàn)橹行W(xué)老師在這方面有天然的不足，所以科技界任何形式的投入都是有意義的?？萍拣^等場(chǎng)所在這方面也很有優(yōu)勢(shì)，它有場(chǎng)地，有展品，有活動(dòng)，有資源，能把許多學(xué)校做不到的事補(bǔ)充進(jìn)來。

周忠和：有兩個(gè)問題，一是科技館可能沒有那么大的積極性，另外學(xué)生也沒有那么多時(shí)間。

鄭永和：可以在每天下午3:30以后的課后時(shí)間，和科技館合作開發(fā)一些中小學(xué)生喜聞樂見的科學(xué)活動(dòng)，這也是國際上的一個(gè)趨勢(shì)。第二，我認(rèn)為還要有新的創(chuàng)舉，要把全國的科技館當(dāng)成當(dāng)?shù)嘏囵B(yǎng)學(xué)?？茖W(xué)教育教師的一個(gè)中心，這樣的話就能帶動(dòng)整個(gè)科學(xué)教育的活躍度。我希望科技館在這些方面能發(fā)揮更大的作用。

丁邦平：我是搞比較教育的，喜歡從比較的視角來看，國外科學(xué)家參與科學(xué)教育的廣度和深度比我們要大得多。美國從1950年代開始科學(xué)教育改革，當(dāng)時(shí)的科學(xué)教育改革就是科學(xué)家、而且是第一流的科學(xué)家來主導(dǎo)和推動(dòng)的。而且美國的國家政策和法律都支持科學(xué)家做科學(xué)教育改革，科學(xué)家深度參與到科學(xué)教育改革中去，涉及課程教材、教師培訓(xùn)以及科學(xué)教育研究方面，相比而言，我國在這些方面要遜色一些。

周忠和：
根據(jù)今天的討論，我覺得科學(xué)研究、科學(xué)教育、科普這幾個(gè)問題都是相關(guān)的。我們尤其還要把科技界與科學(xué)教育更好地結(jié)合起來，這可能是未來的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。再次感謝三位老師！


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在創(chuàng)辦《知識(shí)分子》和《賽先生》等知名科學(xué)文化平臺(tái)的基礎(chǔ)上，智識(shí)學(xué)研社發(fā)起成立了民間科學(xué)交流平臺(tái) “科學(xué)四十人”?！翱茖W(xué)四十人” 的成員包括數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等九個(gè)領(lǐng)域的領(lǐng)軍科學(xué)家。“科學(xué)四十人” 致力成為先進(jìn)的科學(xué)交流平臺(tái)，積極推進(jìn)國際科學(xué)交流和全球科技治理議題，匯聚各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)力量和專業(yè)知識(shí)、意見和影響力，推動(dòng)人類可持續(xù)發(fā)展?！翱茖W(xué)四十人” 得到了科匯致遠(yuǎn)公益基金會(huì)的大力支持。

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制版編輯 | 姜絲鴨



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