當(dāng)前,世界正處于百年未有之大變局,科技革命引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)變革與經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展亟須科技創(chuàng)新人才的生力輸送與能力支持。教育全階段、育人全鏈條實(shí)施科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃,對(duì)實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興具有重要的基礎(chǔ)性意義。
黨的二十大報(bào)告提出“堅(jiān)持教育優(yōu)先發(fā)展、科技自立自強(qiáng)、人才引領(lǐng)驅(qū)動(dòng)……教育、科技、人才是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐”,從根本上體現(xiàn)了教育、科技、人才三者之間的關(guān)聯(lián),創(chuàng)新作為科技發(fā)展的根本動(dòng)力,創(chuàng)新人才的培育之基在學(xué)校教育,而其核心在于科學(xué)教育。2023年5月,教育部等十八部門印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》,指出著力在教育“雙減”中做好科學(xué)教育加法,一體化推進(jìn)教育、科技、人才高質(zhì)量發(fā)展。同時(shí),在國(guó)際科學(xué)教育更加注重學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培育以及科學(xué)教育模式改革的背景下,我國(guó)的科學(xué)教育應(yīng)當(dāng)盡快擺脫知識(shí)本位的科學(xué)教育價(jià)值觀和技術(shù)主義取向的科學(xué)教學(xué)觀等發(fā)展桎梏,重塑科學(xué)教育育人理念,以發(fā)展學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為宗旨,以科創(chuàng)教育推進(jìn)科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展。
一、科創(chuàng)教育的時(shí)代內(nèi)涵
科創(chuàng)教育并非語(yǔ)義上的改變,它與以往科學(xué)教育的不同在于更新了科學(xué)教育的價(jià)值旨?xì)w,科學(xué)教育不應(yīng)僅停留在對(duì)自然現(xiàn)象、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和學(xué)習(xí),也不應(yīng)止于對(duì)技術(shù)的探討和實(shí)踐,還應(yīng)以此為基礎(chǔ)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng),使科學(xué)教育適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。朱永新認(rèn)為,新科學(xué)教育以求真和創(chuàng)新為宗旨,以培養(yǎng)并提升科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo),包括科學(xué)知識(shí)與觀念、科學(xué)思維與方法、科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任感、提出問題與解決問題的能力等多個(gè)維度。[1] 吳振利等人認(rèn)為,科創(chuàng)教育既指科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新教育,也指落實(shí)科學(xué)實(shí)證精神、技術(shù)方法思想和探究創(chuàng)新旨求的教育,是一種廣泛的教育思想。[2] 項(xiàng)華等人認(rèn)為,科創(chuàng)教育是科學(xué)教育的第三個(gè)發(fā)展階段,是一種旨在培養(yǎng)智慧社會(huì)創(chuàng)新人才的技術(shù)密集型探究實(shí)踐科學(xué)教育活動(dòng)。[3] 基于以上討論,本研究認(rèn)為科創(chuàng)教育是以創(chuàng)新為要義,以培育學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)為宗旨,促進(jìn)學(xué)生關(guān)于客觀現(xiàn)象與規(guī)律知識(shí)系統(tǒng)的形成以及創(chuàng)造性應(yīng)用的教育活動(dòng)。從學(xué)校教育的角度來說,一方面包括數(shù)學(xué)、科學(xué)、信息科技、物理、化學(xué)、生物等與科學(xué)高度相關(guān)的學(xué)科課程實(shí)施,另一方面也泛指以科學(xué)的精神與方法對(duì)主體進(jìn)行創(chuàng)造性改造的教育活動(dòng)。
二、中小學(xué)發(fā)展科創(chuàng)教育的應(yīng)然價(jià)值
(一)激活學(xué)生創(chuàng)新內(nèi)驅(qū)力的“引擎”
科創(chuàng)教育的核心在于學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)發(fā)展。創(chuàng)新素養(yǎng)是創(chuàng)新知識(shí)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新態(tài)度等多方面的綜合表現(xiàn),包括創(chuàng)新品格和創(chuàng)新能力兩個(gè)方面。[4] 創(chuàng)新素養(yǎng)習(xí)得的關(guān)鍵在于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新內(nèi)驅(qū)力,內(nèi)驅(qū)力可以理解為由有機(jī)體自發(fā)產(chǎn)生的未來愿景和現(xiàn)實(shí)之間的內(nèi)在創(chuàng)造性張力。[5] 如果將學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)比作動(dòng)態(tài)的有機(jī)體,那么創(chuàng)新內(nèi)驅(qū)力就是學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)需要達(dá)到的理想水平和現(xiàn)實(shí)學(xué)校教育所能提供的創(chuàng)造性教育之間的牽引與制衡。科創(chuàng)教育強(qiáng)調(diào)學(xué)生在科學(xué)知識(shí)習(xí)得過程中創(chuàng)造性的產(chǎn)出,在課堂教學(xué)中需要學(xué)生帶著科學(xué)的認(rèn)知方式和創(chuàng)新的思維品質(zhì)對(duì)問題展開探究,強(qiáng)調(diào)對(duì)客觀規(guī)律和現(xiàn)象的刨根問底,養(yǎng)成“鉆研”的學(xué)習(xí)習(xí)慣,激活自身創(chuàng)新內(nèi)驅(qū)力。
(二)推動(dòng)基礎(chǔ)教育課程改革的“催化劑”
科技創(chuàng)新對(duì)學(xué)校課程改革具有直接的推動(dòng)作用,是基礎(chǔ)教育課程改革的重要影響因素。2001年教育部印發(fā)了《全日制義務(wù)教育科學(xué)(3~6年級(jí))課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》,倡導(dǎo)科學(xué)教育應(yīng)當(dāng)樹立合理的科學(xué)觀,以學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展為導(dǎo)向,對(duì)科學(xué)課程整合實(shí)施以及探究式教學(xué)法的應(yīng)用。[6] 科創(chuàng)教育所注重的綜合學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)、操作實(shí)踐等教育理念又在新一輪課程改革方案中被進(jìn)一步催化。如《義務(wù)教育課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》要求與時(shí)俱進(jìn),反映科學(xué)技術(shù)進(jìn)步新成果。設(shè)立跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng),加強(qiáng)學(xué)科間相互關(guān)聯(lián),帶動(dòng)課程綜合化實(shí)施,強(qiáng)化實(shí)踐性要求。另外,“雙減”政策頒布后,中小學(xué)??稍谡n后服務(wù)時(shí)間段大力開展科創(chuàng)類拓展課程,為學(xué)生帶來多樣的課程選擇。
(三)實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義教育現(xiàn)代化的“加速器”
《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》將“提升一流人才培養(yǎng)與創(chuàng)新能力”部署為十大戰(zhàn)略任務(wù)之一,要求加強(qiáng)拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。教育優(yōu)質(zhì)化、教育國(guó)際化與教育信息化是新時(shí)代教育現(xiàn)代化的三個(gè)重要表現(xiàn)形式。[7] 教育優(yōu)質(zhì)化是優(yōu)質(zhì)課程、優(yōu)質(zhì)教學(xué)和優(yōu)質(zhì)人才的集合,與時(shí)俱進(jìn)的科學(xué)內(nèi)容、探索實(shí)踐的培育手段以及創(chuàng)新思維的人才目標(biāo),正好契合科創(chuàng)教育價(jià)值追尋;科技創(chuàng)新正是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的核心與國(guó)際合作的焦點(diǎn),科創(chuàng)教育順理成章是教育國(guó)際化的必備條件;教育信息化是教育現(xiàn)代化的技術(shù)支撐與達(dá)成路徑,科創(chuàng)教育當(dāng)以最先進(jìn)的智慧教育理念和智能教育技術(shù)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)方式,加速教育信息化的發(fā)展。
(四)提升全民科學(xué)素質(zhì)的“先手棋”
科學(xué)素質(zhì)是國(guó)民素質(zhì)的重要組成部分,全民科學(xué)素質(zhì)的提升重在科學(xué)普及。要提升全民科學(xué)素質(zhì)需要在中小學(xué)加強(qiáng)科學(xué)普及,通過教育掃除科學(xué)普及的盲點(diǎn),從根本上解決科學(xué)素質(zhì)提升的諸多問題。科學(xué)素質(zhì)的提升不僅指掌握更多科學(xué)知識(shí),更重要的是崇尚科學(xué)理性的精神,能夠以科學(xué)思維去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題,在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)創(chuàng)造意識(shí),提升創(chuàng)新能力。中小學(xué)開展科創(chuàng)教育,以科學(xué)類學(xué)科課程為主導(dǎo)提升學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)的掌握水平,同時(shí)創(chuàng)設(shè)真實(shí)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生在探究與實(shí)踐過程中“像科學(xué)家一樣做科學(xué)”,[8] 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新素養(yǎng),實(shí)現(xiàn)國(guó)家對(duì)科學(xué)普及和拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的雙重目標(biāo)。
三、中小學(xué)發(fā)展科創(chuàng)教育的可為路徑
(一)擴(kuò)充科創(chuàng)師資隊(duì)伍,提高教師科創(chuàng)素養(yǎng)
師資隊(duì)伍的穩(wěn)定是落實(shí)中小學(xué)科創(chuàng)教育發(fā)展的根本保障,科學(xué)教師是開展科創(chuàng)教育的主力,應(yīng)當(dāng)大力加強(qiáng)科學(xué)教育師資隊(duì)伍建設(shè)。一是應(yīng)當(dāng)增加專職科學(xué)教師的數(shù)量配備,尤其是小學(xué)科學(xué)教師的培養(yǎng)供給,進(jìn)一步降低中小學(xué)科學(xué)教育的生師比。有學(xué)者從在校生人口數(shù)量、班級(jí)規(guī)模等維度構(gòu)建了小學(xué)科學(xué)教師需求預(yù)測(cè)模型,預(yù)測(cè)近十年小學(xué)科學(xué)教師會(huì)持續(xù)存在較大缺口,并且當(dāng)前的補(bǔ)充模式難以滿足教育的需求,建議做好師資配置的中長(zhǎng)期規(guī)劃,多渠道進(jìn)行補(bǔ)充。[9] 二是應(yīng)當(dāng)盡快構(gòu)建科學(xué)教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。為提升我國(guó)科學(xué)教師的整體素質(zhì),應(yīng)當(dāng)在現(xiàn)行教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上細(xì)化到學(xué)科,明確科學(xué)教師的素養(yǎng)要求與發(fā)展路徑。三是加強(qiáng)職前培育和職后培訓(xùn)。要從師范教育階段起提升教師的科創(chuàng)素養(yǎng),師范生的科創(chuàng)素養(yǎng)主要包括科創(chuàng)意識(shí)、科創(chuàng)興趣、科創(chuàng)知識(shí)、科創(chuàng)能力和科創(chuàng)精神。開展師范生科創(chuàng)教育,要加強(qiáng)研究性學(xué)習(xí),推動(dòng)精深化思考,推進(jìn)立體化實(shí)踐,謀求貫通性體悟。[10] 在職后培訓(xùn)方面,要?jiǎng)?chuàng)新以智慧教育為支撐的學(xué)科教研方式,提升對(duì)在職科學(xué)教師的培訓(xùn)質(zhì)量。構(gòu)建省級(jí)統(tǒng)籌、市級(jí)帶動(dòng)、校級(jí)驅(qū)動(dòng)、年級(jí)行動(dòng)的“四級(jí)聯(lián)動(dòng)”教研模式,發(fā)揮“名師課堂”“名師工作室”“教學(xué)競(jìng)賽”在教研中的積極作用,及時(shí)更新教師對(duì)科學(xué)教育本質(zhì)的理解,提升“創(chuàng)新”在科學(xué)教育中的分量,積極適應(yīng)科學(xué)教育向科創(chuàng)教育的變革。
(二)落實(shí)科創(chuàng)三級(jí)課程,打造科創(chuàng)特色品牌
國(guó)家、地方與校本課程是落實(shí)中小學(xué)科創(chuàng)教育的核心載體。首先,以國(guó)家課程夯實(shí)科創(chuàng)教育基礎(chǔ)。保質(zhì)保量開設(shè)國(guó)家課程是夯實(shí)學(xué)??苿?chuàng)教育基礎(chǔ)的前提,應(yīng)當(dāng)注重各學(xué)科在開展科創(chuàng)教育時(shí)的方向側(cè)重,非科創(chuàng)類學(xué)科也可以增設(shè)、挖掘本學(xué)科課程中的科創(chuàng)元素,嘗試“大科學(xué)教育”課程一體化新模式。其次,以地方課程彌補(bǔ)科創(chuàng)教育短板。各省級(jí)教育主管部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)地方經(jīng)濟(jì)、文化、資源特色積極開發(fā)科創(chuàng)教育地方課程,如重慶市“縉云山自然保護(hù)科普教育”課程、廣東省“中小學(xué)人工智能”課程、浙江省溫州市“中小學(xué)創(chuàng)客教育”課程等,這些地方課程的開發(fā)均是依托當(dāng)?shù)鬲?dú)特的科創(chuàng)資源與環(huán)境,地域特色明顯,符合地方科創(chuàng)實(shí)情。最后,以校本課程打造科創(chuàng)教育品牌。中小學(xué)科創(chuàng)教育特色品牌的打造指向?qū)W校內(nèi)涵發(fā)展和質(zhì)量提升,應(yīng)當(dāng)以校本課程為載體,注重學(xué)校科創(chuàng)特色品牌建設(shè),鼓勵(lì)中小學(xué)校以前沿的技術(shù)與工具為支撐,圍繞虛擬現(xiàn)實(shí)、物聯(lián)網(wǎng)、5G通信等新興科技主題開發(fā)特色校本課程。同時(shí),針對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)和薄弱學(xué)校因各方條件難以開展科創(chuàng)教育的實(shí)際,可采用“集團(tuán)化辦學(xué)”“送課下鄉(xiāng)”“專遞課堂”“名校網(wǎng)絡(luò)課堂”等形式,推進(jìn)科創(chuàng)教育校本課程的開設(shè)。
(三)變革科創(chuàng)教學(xué)方式,厚植創(chuàng)新育人理念
課堂教學(xué)是落實(shí)中小學(xué)科創(chuàng)教育行動(dòng)的關(guān)鍵,應(yīng)當(dāng)及時(shí)變革課堂教學(xué)方式以適應(yīng)科創(chuàng)教育育人的時(shí)代要求。首先,在教學(xué)過程中要注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力和問題提出能力的培養(yǎng),打破傳統(tǒng)解決科學(xué)問題的思維定式和功能固著,善于使用腦激勵(lì)法、分合法、自由聯(lián)想法等創(chuàng)造力培養(yǎng)方法進(jìn)行課堂教學(xué)。其次,要積極探索打破學(xué)科邊界的融合性教學(xué)方法,推進(jìn)“STEAM教育”“創(chuàng)客教育”等國(guó)際主流科創(chuàng)教育模式發(fā)展,促進(jìn)課程的綜合化實(shí)施,使知識(shí)的習(xí)得不是固定范域內(nèi)的認(rèn)知和見習(xí),填補(bǔ)從“知”到“用”再到“創(chuàng)”之間的鴻溝。有學(xué)者聚焦學(xué)科應(yīng)用教學(xué)和創(chuàng)新型人才培養(yǎng),將物理教育、信息技術(shù)、人文學(xué)科、工程加工、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等內(nèi)容進(jìn)行融合,探索出具有“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”“問題驅(qū)動(dòng)”“作品驅(qū)動(dòng)”三種變式的“S-3PBL”科創(chuàng)教育模式。[11] 再次,要借“生成式人工智能”“教育元宇宙”等教育技術(shù)浪潮,以技術(shù)革命推動(dòng)科創(chuàng)教學(xué)方式變革發(fā)展。國(guó)外研究者探討了近十年基于“AR”“VR”“MR”等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的嚴(yán)肅游戲(Serious games)在兒童科學(xué)教育中使用的有效性,發(fā)現(xiàn)技術(shù)對(duì)于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)效果有很大的促進(jìn)作用。[12] 值得一提的是,要及時(shí)根據(jù)《深化新時(shí)代教育評(píng)價(jià)改革總體方案》的要求,轉(zhuǎn)變科創(chuàng)教育的評(píng)價(jià)觀念,利用好評(píng)價(jià)指揮棒,正確引導(dǎo)科創(chuàng)教育的發(fā)展方向。
(四)建設(shè)科創(chuàng)實(shí)踐基地,完善科創(chuàng)活動(dòng)機(jī)制
校外實(shí)踐基地和活動(dòng)平臺(tái)等非正式科學(xué)教育環(huán)境是中小學(xué)科創(chuàng)教育發(fā)展的重要資源補(bǔ)充。首先,教育行政部門應(yīng)當(dāng)聯(lián)合社會(huì)力量,統(tǒng)籌地方各級(jí)區(qū)域內(nèi)的科創(chuàng)教育實(shí)踐基地進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。通過自主申報(bào)、專家評(píng)選,在高校實(shí)驗(yàn)室、科技場(chǎng)館、科技博物館、科研院所等單位掛牌一批優(yōu)秀的中小學(xué)科創(chuàng)教育實(shí)踐基地,以校內(nèi)外結(jié)合的方式開展科創(chuàng)教育。鼓勵(lì)學(xué)校與區(qū)域的科研機(jī)構(gòu)建立科教匯融機(jī)制,促進(jìn)科學(xué)研究與科創(chuàng)教育的深度耦合,培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才。一方面要帶領(lǐng)學(xué)生“走出去”,以研學(xué)等方式走進(jìn)基地開展“社會(huì)大課堂”,感受真切的科創(chuàng)氛圍,了解前沿的科學(xué)技術(shù),參與真實(shí)的科創(chuàng)活動(dòng)和科學(xué)考察活動(dòng);另一方面,要將實(shí)踐基地資源“引進(jìn)來”,為中小學(xué)校的科創(chuàng)教學(xué)、課程建設(shè)、教研培訓(xùn)提供智力支持。其次,搭建師生科技創(chuàng)新活動(dòng)平臺(tái),建立健全競(jìng)賽機(jī)制?!半p減”政策實(shí)施以來,校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的野蠻生長(zhǎng)得到了有效控制,非學(xué)科類培訓(xùn)對(duì)于學(xué)生全面發(fā)展的意義進(jìn)一步凸顯,應(yīng)當(dāng)以此為契機(jī)大力推進(jìn)校外科創(chuàng)活動(dòng)平臺(tái)建設(shè),對(duì)非學(xué)科類培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行科創(chuàng)教育價(jià)值引領(lǐng)和規(guī)范建設(shè)指導(dǎo),積極開展“機(jī)器人活動(dòng)”“編程活動(dòng)”“電腦制作與設(shè)計(jì)”等科創(chuàng)活動(dòng)。再次,“以賽促教”“以賽促學(xué)”是科創(chuàng)教育快速發(fā)展的有效途徑,應(yīng)當(dāng)以省級(jí)為單位建立信息公開的科創(chuàng)賽事平臺(tái),規(guī)范管理賽事活動(dòng)的申報(bào)、組織與評(píng)審。推進(jìn)科創(chuàng)賽事活動(dòng)的“白名單”建設(shè),選樹優(yōu)秀的賽事典型進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)推廣,促進(jìn)中小學(xué)科創(chuàng)賽事規(guī)范化、科學(xué)化運(yùn)作。
步入新時(shí)代以來,我國(guó)中小學(xué)科學(xué)教育的發(fā)展取得了長(zhǎng)足進(jìn)步,科學(xué)教育的地位不斷提高,科學(xué)教育的獨(dú)特育人價(jià)值逐步顯現(xiàn)。當(dāng)前,除了進(jìn)一步深入我國(guó)科學(xué)教育理論研究外,還需要加強(qiáng)理論研究對(duì)科學(xué)教育實(shí)踐的指導(dǎo),并結(jié)合我國(guó)國(guó)情開展本土化研究。因此,促進(jìn)科創(chuàng)教育發(fā)展,還應(yīng)在繼續(xù)完善科創(chuàng)教育的理論體系與實(shí)踐路向,挖掘科創(chuàng)教育與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的深層機(jī)理,改進(jìn)課程設(shè)計(jì)與教學(xué)模式,探索智慧教育支撐課堂教學(xué)改革與實(shí)驗(yàn)的方略,尋求非正式教育促進(jìn)科創(chuàng)教育的多元途徑等方面付諸努力。
本文系國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金重大項(xiàng)目“國(guó)家基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)體系研究”(項(xiàng)目編號(hào):19ZDA359)的階段性研究成果,西南大學(xué)研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目“小學(xué)教師深度教學(xué)能力測(cè)評(píng)模型構(gòu)建研究”(項(xiàng)目編號(hào):SWUB23012)的階段性研究成果
注釋:
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(作者宋乃慶系西南大學(xué)二級(jí)教授、博士生導(dǎo)師,中國(guó)基礎(chǔ)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)協(xié)同創(chuàng)新中心首席專家;徐春浪系西南大學(xué)教育學(xué)部博士研究生;鄭智勇系福建師范大學(xué)教育學(xué)院講師、博士研究生)
《人民教育》2024年第1期,原題為《科創(chuàng)教育:中小學(xué)科學(xué)教育發(fā)展的時(shí)代路向》
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