■聚焦中小學(xué)科學(xué)教育系列報(bào)道（二）

科學(xué)是人類文明進(jìn)步的基石，是現(xiàn)代科技發(fā)展的動(dòng)力。面對(duì)世界百年未有之大變局，在科技創(chuàng)新成為國(guó)際戰(zhàn)略博弈主戰(zhàn)場(chǎng)的時(shí)代背景下，實(shí)現(xiàn)人才自主培養(yǎng)和高水平科技自立自強(qiáng)的需求尤為迫切。前不久，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)的《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》強(qiáng)調(diào)，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)。

加強(qiáng)中小學(xué)生科學(xué)教育正當(dāng)其時(shí)。引導(dǎo)學(xué)生熱愛科學(xué)、投身科學(xué)，并成為能進(jìn)行科學(xué)生活和創(chuàng)意生活的人，甚至成為未來的科學(xué)家與工程師，成為國(guó)家科技進(jìn)步的新生力量，是科學(xué)教育的重要使命。中國(guó)的科學(xué)教育應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神、綜合應(yīng)用能力、動(dòng)手能力、策劃意識(shí)等重要的創(chuàng)新素質(zhì)。在科學(xué)教育的過程中，這些創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)，可以通過拓展好奇之心、啟蒙批判思維、激發(fā)探究興趣等手段來進(jìn)行，在學(xué)生們心中播下科學(xué)“種子”。

    當(dāng)下學(xué)生缺乏哪些創(chuàng)新素質(zhì)

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，中國(guó)不少學(xué)生身上缺乏一些重要的創(chuàng)新素質(zhì)，主要表現(xiàn)為質(zhì)疑精神缺乏、綜合應(yīng)用不夠、動(dòng)手能力較差、策劃意識(shí)不強(qiáng)等。

第一，缺乏質(zhì)疑精神。質(zhì)疑精神就是不盲從附和，敢于提出問題，保持獨(dú)立和理性的思考，能區(qū)分事物的表象和本質(zhì)，判斷事物的真?zhèn)巍２糠謱W(xué)校在培養(yǎng)學(xué)生的過程中，過于注重傳授知識(shí)，導(dǎo)致很多學(xué)生不敢挑戰(zhàn)權(quán)威，提不出問題。比如，我們?cè)趪?guó)外參加國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議，演講者講完報(bào)告，到了提問環(huán)節(jié)，國(guó)外很多學(xué)生舉手發(fā)言，而提問的中國(guó)學(xué)生寥寥無幾。這實(shí)際上是因?yàn)楹芏鄬W(xué)生在聽報(bào)告過程中，缺乏質(zhì)疑精神。

第二，綜合應(yīng)用不夠。綜合應(yīng)用就是在透徹地理解很多知識(shí)的基礎(chǔ)上，能夠進(jìn)行交叉融合、提煉升華。但目前很多學(xué)生通過條塊化、碎片化的方式學(xué)習(xí)知識(shí)，對(duì)于如何將學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行交叉融合、綜合應(yīng)用，他們不知道該怎么做。

第三，動(dòng)手能力較差。創(chuàng)新是要能將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，學(xué)會(huì)分析觀察，從實(shí)踐中檢驗(yàn)理論。但在很多學(xué)校，比較注重引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)書本上的理論知識(shí)，學(xué)好就可以考到好分?jǐn)?shù)。由于很多學(xué)生缺乏實(shí)踐和動(dòng)手能力的訓(xùn)練，一到動(dòng)手弱點(diǎn)就暴露出來了。

第四，策劃意識(shí)不強(qiáng)。這里所說的策劃意識(shí)，主要指培養(yǎng)學(xué)生的組織能力和領(lǐng)導(dǎo)能力?？茖W(xué)教育要引導(dǎo)學(xué)生不但聽別人的，更重要的是，促進(jìn)學(xué)生能自主策劃一些科研項(xiàng)目，幫助他們從小培養(yǎng)領(lǐng)導(dǎo)能力、發(fā)掘戰(zhàn)略科學(xué)家的潛質(zhì)。但在很多學(xué)校的實(shí)際教學(xué)中，往往是老師說什么，學(xué)生就做什么，學(xué)生經(jīng)常被動(dòng)地接受安排，缺乏主動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)的機(jī)會(huì)和空間。究其原因，很多學(xué)校在科學(xué)教育中，未能著力培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)領(lǐng)導(dǎo)、組織、設(shè)計(jì)課題等能力。

這四個(gè)方面實(shí)際上都和科學(xué)教育思想密切關(guān)聯(lián)?？茖W(xué)教育如何使學(xué)生擺脫這樣的困境，應(yīng)是每位科學(xué)教育教師都要認(rèn)真思考的問題。

    兒童所有的問題都是好問題，保護(hù)學(xué)生好奇天性

什么是科學(xué)教育的主要任務(wù)？在我看來，不只是讓學(xué)生掌握基本的科學(xué)知識(shí)，更重要的是，如何保護(hù)學(xué)生好奇的天性，激發(fā)和培養(yǎng)他們對(duì)科學(xué)的興趣。怎么通過科學(xué)教育，保護(hù)、培養(yǎng)好學(xué)生的好奇心、質(zhì)疑精神、綜合應(yīng)用能力、動(dòng)手能力及策劃意識(shí)等創(chuàng)新素質(zhì)呢？

“好奇心是科學(xué)之母”，我們要著力拓展學(xué)生的好奇心。好奇心是孩子與生俱來的，很多時(shí)候，孩子對(duì)科學(xué)問題的思考，源于對(duì)生活的好奇。對(duì)于孩子提出的問題，家長(zhǎng)都要努力去解答；對(duì)于自己不懂的，家長(zhǎng)要去查閱資料，或者通過網(wǎng)絡(luò)尋找答案，而不要去應(yīng)付孩子。

保持和拓展孩子的好奇心，也是教師的重要責(zé)任。教師一定要鼓勵(lì)學(xué)生提問題，并且盡量解答。“世界上沒有愚蠢的問題，只有愚蠢的回答?！睂W(xué)生問的任何問題都不是愚蠢的問題。他們提出問題的過程，就是他們的經(jīng)驗(yàn)世界與未知世界主動(dòng)建立連接的過程，這時(shí)是最好的科學(xué)教育時(shí)機(jī)。從這個(gè)角度上說，兒童所有的問題都是好問題。成功的教學(xué)所需要的不是強(qiáng)制，而是激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的好奇心。他們對(duì)科學(xué)的熱情一經(jīng)點(diǎn)燃，就可能釋放無窮的潛能。

如何從小就培養(yǎng)孩子的質(zhì)疑精神呢？在小學(xué)科學(xué)教育中，包括物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙、能源與環(huán)境等板塊，教師們要做好聚焦、探索、研討、拓展。聚焦是提出一個(gè)學(xué)習(xí)問題，探索是要探索一些相關(guān)現(xiàn)象，研討的是在這些現(xiàn)象中出現(xiàn)的問題。教師在講課過程中，要鼓勵(lì)學(xué)生提問，充分拓展學(xué)生的想象力與直覺思維，沒有想象力就沒有創(chuàng)造力，而直覺思維與科學(xué)猜想、科學(xué)假設(shè)和科學(xué)懷疑等密切相關(guān)。

如何讓學(xué)生能問出好問題？這就應(yīng)該從小問題開始，培養(yǎng)好孩子們問問題的思維方式和習(xí)慣。“小疑則小進(jìn)”，大的問題一定是在小問題的基礎(chǔ)上積累形成的。科學(xué)家問的問題就是大問題，有大的問題才能推進(jìn)科學(xué)的進(jìn)步。教師在教學(xué)過程中，要鼓勵(lì)學(xué)生先從小問題入手，啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的批判性思維方式。當(dāng)學(xué)生養(yǎng)成問問題的習(xí)慣后，他就會(huì)逐漸問出大問題來。

如何激發(fā)學(xué)生的探究興趣？興趣是最好的老師，教師在講課中，可以通過挖掘很多素材，激發(fā)學(xué)生探究的興趣，可以引導(dǎo)學(xué)生探究一些新奇的現(xiàn)象。例如小學(xué)三年級(jí)科學(xué)課里講到水，低于零度時(shí)，水結(jié)冰，是固態(tài)；常溫時(shí)，水是液態(tài)；如果把水加熱到100℃時(shí)，它就變成水蒸氣，成為氣態(tài)，這就是我們常說的物質(zhì)的三種形態(tài)。教師可以再問，把溫度升高到一萬攝氏度時(shí)，水會(huì)是什么形態(tài)？這時(shí)水分子就不存在了，原子的電子也電離了，變成由電子和原子核這樣一個(gè)離子所構(gòu)成的狀態(tài)，這個(gè)叫等離子態(tài)，這是物質(zhì)的第四種形態(tài)。教師還可以繼續(xù)問下去，如果把溫度升高到比太陽(yáng)的中心溫度高20萬倍，達(dá)到4萬億攝氏度會(huì)是什么樣子呢？這時(shí)質(zhì)子和中子都熔化了，形成了由夸克和膠子構(gòu)成的新物質(zhì)形態(tài)——夸克膠子等離子體，這是物質(zhì)的第五種形態(tài)，是目前國(guó)際科學(xué)前沿正在探索和研究的物質(zhì)新形態(tài)。

    讓學(xué)生在玩中學(xué)、問中學(xué)、一起學(xué)

科學(xué)教育要注重多學(xué)科的融合應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)動(dòng)手操作、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和實(shí)踐檢驗(yàn)。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、策劃組織課題，在玩中學(xué)、問中學(xué)、一起學(xué)。

在“玩”的過程中，教師一定要引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，并鼓勵(lì)學(xué)生不斷提出問題。如何一起學(xué)？教師可在多學(xué)科融合應(yīng)用中，組織不同學(xué)科專長(zhǎng)的孩子在一塊兒學(xué)。學(xué)生們一起學(xué)的時(shí)候，還需要一個(gè)人在旁邊策劃、指揮這件事，這是鍛煉學(xué)生組織策劃能力的好時(shí)機(jī)。教師需要通過引導(dǎo)學(xué)生策劃組織課題，提升學(xué)生的組織策劃能力。

華南師范大學(xué)成立了粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新與科學(xué)教育研究中心，引入STEM的教育觀念，把教學(xué)過程轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)探究的過程，促進(jìn)學(xué)生在主動(dòng)探究中建構(gòu)知識(shí)、發(fā)展思維。在目標(biāo)內(nèi)容方面，分為知識(shí)、探究、態(tài)度和能力四種目標(biāo)，知識(shí)內(nèi)容是強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)的融合。研究?jī)?nèi)容包括提問、假設(shè)、計(jì)劃制定、信息收集處理以及總結(jié)交流。

華南師大粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新與科學(xué)教育研究中心經(jīng)過探索，推出了兩種課程設(shè)計(jì)形式。一種是主題形式的設(shè)計(jì)課程，一個(gè)主題里包含多個(gè)項(xiàng)目。另一種是以項(xiàng)目的形式來設(shè)計(jì)課程，緊密圍繞科學(xué)教育課標(biāo)和教材內(nèi)容，一個(gè)項(xiàng)目對(duì)標(biāo)教材的一節(jié)內(nèi)容。

其中小飛行員跨年級(jí)的主題教學(xué)案例包含11個(gè)項(xiàng)目，內(nèi)容涉及飛行的若干原理、飛機(jī)模型等。孩子們都覺得很好奇，為什么飛機(jī)能在天上飛，地面的汽車卻飛不起來呢？教師這時(shí)可對(duì)問題進(jìn)行拓展，飛機(jī)為什么能夠飛起來？在飛行時(shí)要考慮哪些因素？自己能不能做一架飛機(jī)？這就是拓展好奇心的典型適應(yīng)場(chǎng)景。

在孩子們心中播下科學(xué)“種子”后，“種子”能不能茁壯成長(zhǎng)，關(guān)鍵看有沒有得到悉心呵護(hù)、持續(xù)培養(yǎng)。我們應(yīng)以育人方式改革為抓手，促進(jìn)科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展，助力更多青少年學(xué)生成長(zhǎng)為具備戰(zhàn)略科學(xué)家潛質(zhì)的群體，從他們之中再走出能引領(lǐng)未來世界科技大潮的精英。

（作者系華南師范大學(xué)黨委副書記、校長(zhǎng)）

《中國(guó)教育報(bào)》2022年11月09日第5版