育未来科学人:中国科学院科学教育联盟科学教育理念创新与实践(理论篇)

国内外科学教育现状及对比分析 　　引导是科学教育之窗 　　国内外科学教育发展分析与启示 　　曲江华 　　中国科学院空天信息创新研究院 　　21世纪强国需要人才，科技、创新、科学教育是培养创新科技人才的关键。从国家层面看，随着科技的迅猛发展，当今社会对人才的需求发生了根本转变，从技术型人才需求向创新型人才需求转变，甚至发展到了需要开发每个人创新潜力的阶段。从个人角度看，职业发展的需求正发生翻天覆地的变化，具有创新思考能力，可能是不远的将来一个人职业生涯能立足的根本。 　　|国内科学教育存在的问题| 　　中国科学教育从21世纪初开始受到重视，当前科学教育现状还有许多不足。 　　首先，不否认中国近年来科技发展迅猛，然而重视技术却不重视科学。这是自古遗留的问题。西方从公元前古希腊泰勒斯、毕达哥拉斯开始，到柏拉图、亚里士多德，就已经建立了严密的数学和逻辑推理体系，为科学大厦的建立奠定了坚实的理论研究基础。我国春秋战国也有百家争鸣，但是轻理重文，四大发明的辉煌只能说是技术应用而非科学。历史发展到现在，对科技已有足够的重视，但是科学和技术仍不同步。 　　其次，科学教育对创新教育的认识不足。从教学目标的设计就没有考虑到创新思想的培养或者说权重很小；应试的升学导向对创新思维的促进作用不明显，因为这是一个没有标准答案的时代，我们需要培养的是靠自己的思维想出答案的能力；科学教育没有引起足够的重视，教育者对学生探索的引导不够，学生缺乏自主探究的精神，科学教师队伍数量不足、质量不高。 　　*后，中国的科学教育对理科生的人文教育不够。自然科学客观规律的探索离不开健康人文世界观的引导，否则创新力越大，破坏力就越大。雅斯贝尔斯说：“教育是人的灵魂的教育，而非理智知识和认识的堆积。少年时代的柯西颇受拉格朗日的赞赏，但是当柯西的父亲找到拉格朗日的时候，拉格朗日却建议柯西先学文学以沉淀个性。 　　综合上述，诚如陈光巨先生所说：“创新人才培养的关键在于教育，发展科学教育已成为建设科技强国的急迫需求，而目前我国科学教育发展的紧迫性与滞后性存在巨大的矛盾。 　　|国外科学教育发展现状分析| 　　芬兰教育一直处在全球领跑地位，芬兰也多次被联合国评为*幸福的国家。芬兰没有竞争，全民全时段教育免费，学生高度自由，有更多学业选择自主性和职业转变机会。芬兰教育始终强调学生主体地位，引导学生做到主动学习和合作式学习，培养学生横向学习的能力，鼓励学生接受学科的融合教育。教师评估的是学生的学习方法，更看中学生的思维和能力。教师是不是优秀也不看成绩，要看学生的拥戴程度。“教室可以是学校的厨房、手工房、木工房、车间、音乐教室、语言教室，也可以是当地的森林、博物馆、社区，甚至可以和当地的教育机构合作。芬兰在2016年国家核心课程中加入STEM教育理念，芬兰STEM教育遵循两个原则：一是STEM教育要服务于所有学生，二是在STEM教育中要使学生享受学习带来的快乐。为了应对未来的挑战，芬兰开展了现象教学，让学生在合作和探究的过程中实现一些主题和任务目标，以此为载体进行跨学科教学。 　　美国从20世纪60年代开始重视探究式教学，1994年国际科学联盟提出“动手做科学教育模式，1995年把“动手做探究式学习列为进行改革的重要原则之一。“动手做后来在法国得到推广。2001年教育部副部长韦钰将“动手做科学教育项目引入国内，中国开始真正强调探究式教学。2016年美国发布了STEM2026，在推进STEM教育的过程中，开发了一系列旨在提高STEM学习兴趣、提高学生STEM素养及STEM领域职业意愿的课程，设计基于活动、项目、解决问题的STEM课程项目，致力于推行跨学科整合，并充分利用了网络资源共享平台。 　　STEM教育视域，科学素养，项目式学习方式，科学、技术、工程、数学有机结合，向课外延伸，综合运用科技知识和工具，被公认为“有助于培养学生科学探究能力、创新意识、批判性思维、信息技术能力。德国称MINT（数学/信息技术/自然科学/技术）变革了科学教育体制，从传统输入控制向关注学生自主学习的输出引导转变，提出三维国家科学教育标准：认知过程、能力方面、复杂性。日本提出科学技术计划，识别有天赋儿童并提升其能力，增强数学、科学兴趣，促进中小学与大学合作，增强实践机会，开展教师培训，鼓励科研人员参与指导中小学实验课程。英国STEM注重批判式思维培养，教师从学生角度出发，让学生透过现象去思考事物本质内涵。新加坡引入NLP（应用学习项目）。同时，一些国家对学生的科学素养进行了大规模评测，如NAEP（国家教育进步评价）、PISA（国际学生评估项目）、TIMSS（国际数学与科学教育成就趋势调查研究）。 　　2012年，在线教育浪潮在美国兴起，全球卷入，从而引发新的教育改革。移动互联网时代的学习革命，教育的在线时刻，使传统教育模式被重新构建。教师的角色定位也发生了转变，加上创新思维培养对科学教育的重要性，各国逐渐意识到科学教师培养的重要性。 　　|对中国科学教育的启示| 　　树立科学态度 　　人文世界观的引导，是科学教育的价值体现。科技在飞速发展，孩子是未来蓝图的设计者。科技即力量，这力量应是正向的，而非反向的。 　　培养科学思维 　　创意是思维，思维创新本质是一种探索和思考过程，认知逻辑替代学科轨道，思维训练先于机械学习。创造力人人都有，科学教育要把这种创造力释放出来。 　　利用网络教学 　　善假于物，利用信息技术解决教学中的具体问题。“以个性化教育和在线教育相结合方式探讨互联网时代培养学生创造力的独特方式。