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    打開科學教育的想象空間

    2025年09月18日08:39 | 來源:光明日報222
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    原標題:打開科學教育的想象空間

    當今中國,科學教育受到前所未有的重視—作為人才培養的根基與路徑,科學教育的潛力將變成參與國際競爭、爭取國際話語權的實力。但科學教育不僅僅要在學校展開,更應該成為全社會的共同行動,需要多部門、多機構的共同努力!

    科學家:要會講故事

    科學教育是支撐人力資源強國和創新型國家建設的重要舉措。如何高質量推進科學教育工作,是社會各界的核心議題之一。

    科學教育與科學普及雖是兩個不同概念,但有若干相通之處,而“教育”二字的賦予,更讓科學教育承載了遠超知識傳遞的職能。當今的科學教育也正逐步突破單純的知識傳授范疇,轉向對學生核心能力與綜合素養的全方位培育。一方面,教育過程注重引導學生掌握科學研究的方法,如觀察、實驗、假設、驗證等,培養他們的科學思維能力,包括邏輯思維、批判性思維和創造性思維。另一方面,教育過程同樣重視人文關懷和改善社會文化的功能:通過科學教育,學生能夠更好地理解世界和自身,能夠運用科學思維理性分析應對現實中的各種問題,做出更有利于自身和社會的決策,在提升個人生活質量、豐富精神需求的同時,推動社會文化向更健康、更理性的方向演進。

    相較科學普及,科學教育更加聚焦科學素養的目標,側重對科學精神的培育和熏陶。但在這一過程中,我們面臨的一個重要問題是:如何讓科學教育更有趣味、更易接受?

    精彩的科學故事,是達成這一目標的重要且有效的路徑之一,這是因為人類的教育雛形,實則深植于動物界的本能傳承,當人類祖先在演化中創造出復雜的語言系統之后,以故事為核心的高效的知識傳承方式,直接推動了人類教育能力的全方位提升。

    無論是經典的科幻電影、科普電視作品,還是科普書籍,都離不開好的故事?!顿_紀公園》系列電影的巨大成功,點燃了青少年對科學的興趣,其中不少人因此投身科學事業。例如著名的華裔生物學家張鋒,12歲的時候,在一堂分子生物學課上觀看了《侏羅紀公園》,激發了他對恐龍及生物工程超乎尋常的興趣。已故的美國著名生物學家愛德華 威爾遜,更是一名“會講故事”的創作者,收獲了“既是世界級科學大師,又是偉大作家”的贊譽。

    “求真務實、探索創新、理性質疑”的科學精神,并非抽象的準則,而是從一個個鮮活的科研案例中沉淀而來??茖W家精神深深植根于中國科學家的歷史實踐與家國情懷,例如袁隆平先生就是一位兼具科學精神和科學家精神的典范。蘇聯時期的李森科否定經典遺傳學,推崇獲得性遺傳,在20世紀50年代對我國的相關科研教學產生了不小的負面影響,然而袁隆平先生具有可貴的求真與質疑精神,他從實際出發,堅信孟德爾、摩爾根的遺傳學說,最終在雜交水稻領域取得了偉大的成就。

    目前,中小學階段的科學教育是社會關注的重點,但廣義上的科學教育邊界更為廣闊——它不僅面向各年齡段學生,更將成年群體納入其中,致力于實現全人群的科學素養提升。針對多元人群的分階段培育,科學教育的目標與特點有所不同,但有一項核心共性目標從未改變,那就是怎樣最大限度留存人們的好奇心與探索欲,使其轉化為受教育者終身學習的持久原動力。這一目標的實現,離不開富有感染力的傳播載體,而優質的科學故事打破了年齡與認知層次的界限,是極具普適性的選擇。

    (作者:周忠和 栗靜舒,分別系中國科學院院士,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員;中國科學院古脊椎動物與古人類研究所高級工程師)

    科研機構:做好科學教育加法

    加強科學教育不是單純的教育議題,而是回應“錢學森之問”、關乎國家競爭力與民族創新能力的戰略任務,更是為關鍵科技領域擺脫“跟跑”困境的重要舉措。

    科學教育為科學研究輸送人才,科學研究為科學教育提供真實場景和豐富資源。相比于單純的課堂教學,科研機構通過提供真實的科研場景和實驗設施,讓學生體驗從假設提出到驗證結論的完整過程,能夠大大縮短課堂與前沿知識的距離,解決教育與實踐脫節的問題,引導學生實現“學會知識—會學知識—會用知識—學會思考—學會創新”的遞進躍升,培養學生發現問題、分析問題、團隊協作的綜合能力。

    早在20世紀末,中國科學院就相繼批準成立了“老科學家科普演講團”和“北京青少年科技俱樂部”,近千位科學家獎掖后學、甘當人梯,用自身學識與熱忱點燃青少年科學夢想,將前沿科學知識與科研思維融入科普和科學教育活動,更是深度培養有志于科學事業且已顯露科學稟賦的優秀高中學生,部分早期成員已成為國際科學前沿領軍人物。

    除了以傳播知識為目的的科普活動,作為國家級科研機構,我們能不能做得更多?

    在前置謀劃、早期探索的基礎上,中國科學院在2015年開始系統化實施“‘科學與中國’科學教育”計劃。我們認為,科學教育更注重實現“以科學知識為載體,傳授科學方法、培養科學思維”的綜合性目標。為此,中國科學院打造了“羅梭江科學教育論壇”和“學部科學教育論壇”,旨在搭建跨界的交流合作平臺,有效促進科研機構、教育系統和社會科普教育機構等部門的思想碰撞和成果互通。

    在科學教育已成為學生必修課的情況下,提升任課教師的能力和水平是一件迫在眉睫的事。2022年,中國科學院進一步深化與教育部的協同聯動,共同啟動了“科學教師素養提升”計劃,針對不同階段科學教師的能力需求,開展“全國科學教育暑期學?!焙汀疤厣茖W教師研修班”。其中,“暑期學?!本劢褂跒榻處熃⒖茖W教育的基本認知和理論基礎;“特色研修班”則緊扣學科重點與教學痛點,邀請科研人員手把手指導,幫助教師將專題知識轉化為課堂教學能力,將科學思維、方法論嵌入教師培訓體系,協助打造研究型教學的師資隊伍;同步推出的百余節“科學公開課”,則以線上線下聯動形式,將優質科學教育資源推向全國,從供給端切實落實好“加法”。這些探索不僅惠及數十萬青少年和教師群體,更形成了可復制、可推廣的經驗模式,為高質量科學教育提供有力支撐。

    未來,中國科學院將繼續深度參與科學教育,系統布局、重點突破。在重點科學領域打造跨學科、可遞進的研究性課程,強化問題定義和解決能力;發揮野外臺站、天文臺、標本館和博物館陣地作用,打造沉浸式科學感知場景,開展專業性科學啟蒙活動;搭建科學教育資源共享平臺,讓更多孩子看見科學、投身科學;踐行科學教育長期主義,將長遠規劃融入育人全過程,助推后備人才梯隊建設的良性循環格局。

    “問渠那得清如許?為有源頭活水來?!彪S著更多科研機構的深度參與,我國必將形成可深度契合人工智能時代特征、具備靈活適應能力與長遠發展潛力的科學教育新生態,更多的孩子將在真實的科學探索中增長見識本領,在科學家精神浸潤中成才報國,為中國式現代化匯聚源源不斷的創新力量。

    (作者:周德進 馬 強,單位均為中國科學院學部工作局;中國科學院學部工作局陳蕊、谷美慧對本文亦有貢獻)

    科技場館:變“參觀熱”為“學習熱”

    2025年暑期,公眾對科學的需求呈現前所未有的繁榮景象:遼寧省科技館單日接待量突破3萬人次,創歷史新高;新疆科技館將閉館時間延至20點后,晚間客流占比達35%;中國科技館門票開售即告罄——其中京外觀眾占比高達90%以上。

    這種“一票難求”的現象,折射出公眾對科學教育的旺盛需求。

    在全球化與科技革命的雙重浪潮下,科學教育的對象,不再只局限于青少年,而是擴展到全年齡段、涉及全社會層面。通過加強科學教育的供給,可以培養出具有創新精神和實踐能力的人才,為科技創新提供源源不斷的動力,促進社會的全面進步,同時也可以促進科技與文化的深度融合,形成新的創新模式和業態——在激發公眾興趣和熱愛、提升科學素養的同時,還可以通過文化創意、展覽展示、影視作品等多種形式,形成新的文化消費熱點。

    從這個角度而言,科技館已突破傳統科普場所的定位,成為一個城市科學文化的地標和科學知識傳播的樞紐——“十四五”期間,全國科技館聯合行動征集了3678項優秀科學教育資源。中國科技館建設的科學教育網絡平臺,已入駐292個機構,開展直播課程694場,共享視頻課程300余節,極大豐富了科學教育資源。

    配合國家“雙減”政策,中國科技館與北京市中小學校深入推進“館校合作”長效機制,為其提供豐富多彩的活動,實現了科技館資源與學校課程的有機銜接。2021-2024年累計深度服務學校281所,覆蓋學生12萬人次。2023-2024年,聯合23家地方科技館共同承辦,開展了32期“館校合作中小學教師科學教育實踐能力提升”培訓班,服務培訓全國3615名中小學校及科技館科學教育人員。

    然而,對比發達國家,我國科技館建設仍存在顯著差距:截至2024年底,全國達標科技館總數雖較“十三五”末增長58.84%至548座,但數量和質量上仍有較大差距,特別是在人均擁有量和分布密度上,差距更為明顯。各級科技館在科普資源供給、教育活動開展、科研創新等方面資源配置效率不夠高。在展覽研發、教育活動設計、特效影視創作等領域的創新潛力挖掘不夠。

    未來,科技館體系服務范圍應進一步從以城市居民為主,拓展到面向全國城鄉居民、線上線下公眾,不斷送達、服務、扎根基層和農村地區。

    流動科技館、科普大篷車及農村中學科技館項目資源配置向偏遠地區、邊疆地區、經濟欠發達地區傾斜,積極穩步推進科技扶智、農村科學教育現代化等工作,為鄉村振興和農村地區經濟社會發展貢獻力量。

    各地科技館應積極探索建立館校合作長效機制,鼓勵中小學到科技館常態化開展“科技館里的科學課”,將優質校外科學教育資源擴展至中小學。

    在人工智能、新一代移動通信等技術驅動下,科技館也要加速數智化轉型。探索“人工智能賦能”路徑,開發科技館智能體,推動展陳交互、資源調配和知識傳播的智能化升級。通過泛在感知與互聯互通,實體館與流動設施、各類線上線下科普平臺形成網絡化布局,打破體驗科學的物理空間限制。通過“破壁”融合科技、教育、文化資源,全國各地的科技館應積極打造沉浸式科學文化體驗場景,強化對受眾的科學思維與創新能力的培養,塑造科學精神的社會認同。

    站在新科技革命與產業變革的歷史交匯點,科學教育已超越傳統認知范疇,構建“政府引導—場館創新—社會參與”的協同機制,才能將“參觀熱”真正轉化為“學習熱”,最終實現增強科技創新競爭力、提升全民科學素質的目標。

    (作者:郭 哲,系中國科技館館長)

    (責編:李昉、郝孟佳)

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