从科学中心的崛起谈科普教育创新
□李象益
字数：2535
2024-11-03
版名：理论
1957年10月4日，发生了一件震撼全球的事件——苏联发射了第一颗人造卫星，这一事件引发了当时世界范围内科学教育的重大变革。美国人将他们落后于苏联归因于未能进行教育的改革，随之掀起了一场声势浩大、影响深远的科学教育改革运动。在这场运动中，核心问题是如何培养创新人才。于是，美国人放弃了杜威发起的进步主义教育运动，转而推崇布鲁纳的发现学习和探究式教学。
在这种背景下，参加过“曼哈顿计划”而后成为一位中学物理老师的美国物理学家弗兰克·奥本海默（Frank Oppenheimer）通过教学实践，他认为当时的教育理念、教育方式束缚了学生创造力的培育，所以决心要改革教育，培养创新人才。于是，他在旧金山的一个马棚里，制作了以物理学为基础的500项参与、互动的展品，创建了旧金山探索馆，其教育的理念、目标是培养青少年和公众的创新思维和创造力，而不是重视知识的普及与传播。其匠心得到了全世界的公认，从此开启了科学中心的时代。
科学中心的科普教育有四个基本特征：第一，重视传播面向未来，具有前瞻性、导向性的科普内容，如当前应重视反映新一轮技术革命、国家科技发展战略所包含的重要领域；第二，具有科学性、知识性、趣味性的融合教育；第三，强调科学知识、科学思想、科学方法的结合；第四，通过参与、互动、体验的教育方式，让公众与青少年在实践中探索与发现。
从普及的角度来看，科普教育的目的在于提升全民的科学素养。科学素养是一个综合目标，包括公众对科学知识的理解、对科学与技术的应用能力、具有正确的科学思想和方法以及科学的精神与价值观等。从提高的角度来看，科普教育的目的在于培养创新人才。
弗兰克·奥本海默提出的科学中心的理念和宗旨，对于当前我国推进建设科技强国战略，培养创新人才，依然有着重要的现实意义。
科普教育要提高到
思维变革的新高度
我们的时代已经不是知识传播的时代，而是一个思维变革的时代。科普教育要从知识普及中走出来，把科普教育从知识层面的普及提高到培育思维的新高度。著名数据科学家舍恩伯格（Schönberger）指出，大数据正在引发我们的生活、工作和思维的变革，开启了一次重大的时代转型。在大数据和人工智能时代，生成式大数据模型等技术的出现，使得比知识更重要的思维能力培养成为时代的要求。思维能力关系到个人的适应性、创新性、终身学习能力以及与技术互动的能力，因此要大力开展培育公众和青少年的联想思维、逆向思维、发散思维、跨界思维和颠覆性思维等的活动。
推进科普教育创新的
理念与方法
科普要开展深度教育，使青少年不仅了解知识本身，还能理解其背后的原理和逻辑。这涉及元认知的概念，即对自己认知的再认知，在科普教育中强调“问题比答案更重要”的理念，鼓励公众和青少年学会思考与提问，要不仅仅接受现成的知识，而且要引导他们进行深度学习。
过程教育是培养公众科学思想和方法的一种有效途径。以科学发现为例，每一项重大的科学发现都不是一蹴而就的，而是经过无数次尝试的过程，过程中含有丰富的由“不认识到认识”、由“错误到正确”的科学思想和方法。我们要让公众和青少年了解到在科学探索的过程中，运用怎样的科学思想和方法，才能获得这样的科学成就。
抓住本质
扎实推进科普教育创新
进入21世纪，科普教育经历了泛在学习、翻转课堂、STEM教育/STEAM教育、创客教育、探客教育、项目式学习等多种教育模式的探索。在科普教育的实践中，我们必须始终坚持先进的教育理念。没有创新的理念，就没有创新的实践。当前的科普教育创新要解决的问题是摒弃形式主义，不搞“天下文章一大抄”，抓住通过教育培养人的创新思维、创造力的本质。
强化拔尖创新人才的
早期培养
目前，加强科学教育已成为世界范围内的共识，科学教育正推动着教育的创新和改革，我们必须深入研究并落实拔尖人才的早期培养，探索其培养路径和方法。
北京市已提出“面向全体、早期发现、贯通培养、大中衔接”的创新人才培养策略。其中，面向全体和早期发现意味着在开展普及性科学教育的基础上，尽早发现那些在某一学科领域具有浓厚兴趣和特殊潜质的“偏才怪才”。贯通培养和大中衔接则意味着构建一个从小学到中学再到大学的连续培养体系，确保学生能够在稳定的环境中持续发展，避免因为频繁更换学习环境而中断成长轨迹。在贯通培养的过程中，我们还需要实施弹性管理，允许学生根据兴趣和特长进行灵活调整，使教育更具灵活性和适应性。
针对当前科学教育中存在的问题，可以从以下三个方面着手解决：一是加强专业指导教师的培训，加强与科研院所、高等院校和创新企业等机构的合作，提高专业指导教师的水平，使他们不仅掌握某一学科的知识，还要具备跨学科综合素养；二是开发特色课程，更加注重综合创新素质的培养，引导和支持学生参与科学实践活动；三是优化评价体系，逐步建立起一套基于过程和阶段性成果的拔尖创新人才发现和评价机制，持续跟踪学生的成长过程。
新人文主义下的
科普教育创新
新人文主义的本质，就是教育的目标不但满足自我的需要，而且要满足更多数人的需要。新人文主义下的科技教育，不是单纯地追求科技成果，而是要看这种成果对社会、对环境、对他人、对全人类是否能产生真正有价值的推动作用，要为可持续发展、与自然和谐共处而采取行动，这就是要解决“小我”与“大我”的关系问题，从青少年开始就要树立“人类命运共同体”的价值观。
从20世纪中叶弗兰克·奥本海默创建探索馆，运用参与、互动、体验的主动学习的教育方式去认识世界；到互联网时代兴起的创客教育与探客教育，其目标是创造世界；在新时代，倡导新人文主义下的科普教育，是在人文文化与科学文化融合下，进一步提高科普教育的目标，使其更加适合“人类命运共同体”的理念，这必将使科普教育迎来更加繁荣与光辉的未来。
为了实现这一目标，我们需要进一步培养公众与青少年的科学精神。此外，我们还可以通过实践活动，让青少年开阔视野，树立合作共享的意识。未来的创新不再是单打独斗，而是需要各个领域团队合作、共享和互助。因此，我们需要在科普教育中更加关注培养青少年的合作沟通能力。
在贯彻落实党的二十大精神的新征程上，我们要加强对科普教育的理念、目标、路径和方法的研究，注重自然科学与人文主义的融合发展，为提高公众和青少年科学素养，营造拔尖人才早期培养的新生态，实现强国战略目标，作出我们的新贡献。（据《中小学科学教育》，有删节）
在这种背景下，参加过“曼哈顿计划”而后成为一位中学物理老师的美国物理学家弗兰克·奥本海默（Frank Oppenheimer）通过教学实践，他认为当时的教育理念、教育方式束缚了学生创造力的培育，所以决心要改革教育，培养创新人才。于是，他在旧金山的一个马棚里，制作了以物理学为基础的500项参与、互动的展品，创建了旧金山探索馆，其教育的理念、目标是培养青少年和公众的创新思维和创造力，而不是重视知识的普及与传播。其匠心得到了全世界的公认，从此开启了科学中心的时代。
科学中心的科普教育有四个基本特征：第一，重视传播面向未来，具有前瞻性、导向性的科普内容，如当前应重视反映新一轮技术革命、国家科技发展战略所包含的重要领域；第二，具有科学性、知识性、趣味性的融合教育；第三，强调科学知识、科学思想、科学方法的结合；第四，通过参与、互动、体验的教育方式，让公众与青少年在实践中探索与发现。
从普及的角度来看，科普教育的目的在于提升全民的科学素养。科学素养是一个综合目标，包括公众对科学知识的理解、对科学与技术的应用能力、具有正确的科学思想和方法以及科学的精神与价值观等。从提高的角度来看，科普教育的目的在于培养创新人才。
弗兰克·奥本海默提出的科学中心的理念和宗旨，对于当前我国推进建设科技强国战略，培养创新人才，依然有着重要的现实意义。
科普教育要提高到
思维变革的新高度
我们的时代已经不是知识传播的时代，而是一个思维变革的时代。科普教育要从知识普及中走出来，把科普教育从知识层面的普及提高到培育思维的新高度。著名数据科学家舍恩伯格（Schönberger）指出，大数据正在引发我们的生活、工作和思维的变革，开启了一次重大的时代转型。在大数据和人工智能时代，生成式大数据模型等技术的出现，使得比知识更重要的思维能力培养成为时代的要求。思维能力关系到个人的适应性、创新性、终身学习能力以及与技术互动的能力，因此要大力开展培育公众和青少年的联想思维、逆向思维、发散思维、跨界思维和颠覆性思维等的活动。
推进科普教育创新的
理念与方法
科普要开展深度教育，使青少年不仅了解知识本身，还能理解其背后的原理和逻辑。这涉及元认知的概念，即对自己认知的再认知，在科普教育中强调“问题比答案更重要”的理念，鼓励公众和青少年学会思考与提问，要不仅仅接受现成的知识，而且要引导他们进行深度学习。
过程教育是培养公众科学思想和方法的一种有效途径。以科学发现为例，每一项重大的科学发现都不是一蹴而就的，而是经过无数次尝试的过程，过程中含有丰富的由“不认识到认识”、由“错误到正确”的科学思想和方法。我们要让公众和青少年了解到在科学探索的过程中，运用怎样的科学思想和方法，才能获得这样的科学成就。
抓住本质
扎实推进科普教育创新
进入21世纪，科普教育经历了泛在学习、翻转课堂、STEM教育/STEAM教育、创客教育、探客教育、项目式学习等多种教育模式的探索。在科普教育的实践中，我们必须始终坚持先进的教育理念。没有创新的理念，就没有创新的实践。当前的科普教育创新要解决的问题是摒弃形式主义，不搞“天下文章一大抄”，抓住通过教育培养人的创新思维、创造力的本质。
强化拔尖创新人才的
早期培养
目前，加强科学教育已成为世界范围内的共识，科学教育正推动着教育的创新和改革，我们必须深入研究并落实拔尖人才的早期培养，探索其培养路径和方法。
北京市已提出“面向全体、早期发现、贯通培养、大中衔接”的创新人才培养策略。其中，面向全体和早期发现意味着在开展普及性科学教育的基础上，尽早发现那些在某一学科领域具有浓厚兴趣和特殊潜质的“偏才怪才”。贯通培养和大中衔接则意味着构建一个从小学到中学再到大学的连续培养体系，确保学生能够在稳定的环境中持续发展，避免因为频繁更换学习环境而中断成长轨迹。在贯通培养的过程中，我们还需要实施弹性管理，允许学生根据兴趣和特长进行灵活调整，使教育更具灵活性和适应性。
针对当前科学教育中存在的问题，可以从以下三个方面着手解决：一是加强专业指导教师的培训，加强与科研院所、高等院校和创新企业等机构的合作，提高专业指导教师的水平，使他们不仅掌握某一学科的知识，还要具备跨学科综合素养；二是开发特色课程，更加注重综合创新素质的培养，引导和支持学生参与科学实践活动；三是优化评价体系，逐步建立起一套基于过程和阶段性成果的拔尖创新人才发现和评价机制，持续跟踪学生的成长过程。
新人文主义下的
科普教育创新
新人文主义的本质，就是教育的目标不但满足自我的需要，而且要满足更多数人的需要。新人文主义下的科技教育，不是单纯地追求科技成果，而是要看这种成果对社会、对环境、对他人、对全人类是否能产生真正有价值的推动作用，要为可持续发展、与自然和谐共处而采取行动，这就是要解决“小我”与“大我”的关系问题，从青少年开始就要树立“人类命运共同体”的价值观。
从20世纪中叶弗兰克·奥本海默创建探索馆，运用参与、互动、体验的主动学习的教育方式去认识世界；到互联网时代兴起的创客教育与探客教育，其目标是创造世界；在新时代，倡导新人文主义下的科普教育，是在人文文化与科学文化融合下，进一步提高科普教育的目标，使其更加适合“人类命运共同体”的理念，这必将使科普教育迎来更加繁荣与光辉的未来。
为了实现这一目标，我们需要进一步培养公众与青少年的科学精神。此外，我们还可以通过实践活动，让青少年开阔视野，树立合作共享的意识。未来的创新不再是单打独斗，而是需要各个领域团队合作、共享和互助。因此，我们需要在科普教育中更加关注培养青少年的合作沟通能力。
在贯彻落实党的二十大精神的新征程上，我们要加强对科普教育的理念、目标、路径和方法的研究，注重自然科学与人文主义的融合发展，为提高公众和青少年科学素养，营造拔尖人才早期培养的新生态，实现强国战略目标，作出我们的新贡献。（据《中小学科学教育》，有删节）
