行知思想啟發(fā)下的科學(xué)教育創(chuàng)新

福建師范大學(xué) 李月琴 朱小欽

福建省海絲企業(yè)創(chuàng)新研究院 付浸甜

近年來，隨著中國特色社會主義的不斷發(fā)展，加上國際貿(mào)易限制的大環(huán)境，科技已成為國家重要的國際競爭力，科學(xué)教育者肩負(fù)著培育科技人才的重要任務(wù)。陶行知先生早已意識到教育是立國之本，教師手里掌握著個(gè)人、民族和人類的命運(yùn)。受陶行知“生活即教育”思想的啟發(fā)，本文從多層面探討研究科學(xué)教育的創(chuàng)新方法，通過將教學(xué)理論、科學(xué)理論和社會活動實(shí)踐相結(jié)合，打造一個(gè)可持續(xù)科學(xué)教育模式。

一、關(guān)注科學(xué)教育管理和實(shí)踐

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，政府已全面推進(jìn)素質(zhì)與科學(xué)教育，以促進(jìn)人民科學(xué)創(chuàng)新精神及實(shí)踐能力的培養(yǎng)，下發(fā)了《關(guān)于深化教育體制機(jī)制改革的意見》《全民科學(xué)素質(zhì)行動計(jì)劃綱要實(shí)施方案》等文件。從實(shí)踐層面來說，培育新一代優(yōu)質(zhì)的科學(xué)工作者對教師來說是一大挑戰(zhàn)，他們在改進(jìn)學(xué)習(xí)科學(xué)方法，激發(fā)人民學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，推進(jìn)信息技術(shù)與科學(xué)教育的深度融合，支持開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新，推動廣泛開展創(chuàng)客教育等方面還存在不足。從國家層面來說，提高對科學(xué)技術(shù)的重視度只是起點(diǎn)，千里之行始于足下，還需從教育的根本入手，加強(qiáng)科學(xué)教育管理和實(shí)踐，緊緊圍繞“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，發(fā)展科學(xué)教育體系，培養(yǎng)良師，育人育才，在未來可持續(xù)地輸出優(yōu)質(zhì)科學(xué)及教育工作者。

（一）規(guī)范科學(xué)師資培育

教育是立國之本，要解決國內(nèi)科學(xué)技術(shù)人才緊缺的問題，首先要重視培育優(yōu)質(zhì)的科學(xué)教育工作者，從K12 STEAM科普教師到高校大學(xué)博士生導(dǎo)師都包括在內(nèi)。科學(xué)教育是一門交叉學(xué)科、文理工學(xué)科融合的專業(yè)；優(yōu)秀的科學(xué)教師不僅要具備厚實(shí)的跨領(lǐng)域科學(xué)知識，也要熟練掌握各種教育方法，這種復(fù)合型師資人才較為稀缺。從科學(xué)教育管理層面來說，建議規(guī)范各學(xué)級的科學(xué)教師培育計(jì)劃，完善科學(xué)教師的職能及專業(yè)技能體系，實(shí)施科學(xué)教育者上崗基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)制度，確?？茖W(xué)教育工作者的專業(yè)水平和能力達(dá)標(biāo)。同時(shí)，也應(yīng)關(guān)注欠發(fā)達(dá)地區(qū)教師的定向培養(yǎng)，深入實(shí)施鄉(xiāng)村科學(xué)教師支持計(jì)劃。

國內(nèi)多所高校已設(shè)有科學(xué)教育專業(yè)的本科和研究生學(xué)位，以及科教基礎(chǔ)研究實(shí)驗(yàn)室，如北京大學(xué)的學(xué)習(xí)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、東南大學(xué)的學(xué)習(xí)科學(xué)研究中心、北京師范大學(xué)的科學(xué)教育研究院、福建師范大學(xué)的科普教育基地，這些機(jī)構(gòu)正逐步完善科教人才的培育和深化學(xué)習(xí)科學(xué)的研究。除此之外，還可以用政策激勵(lì)在職科學(xué)教師不斷學(xué)習(xí)提升自我，重視教師在理工科和文科多層面的發(fā)展，組織全國科學(xué)工作者進(jìn)行交流，協(xié)調(diào)共享優(yōu)秀的科學(xué)教育案例，促進(jìn)科學(xué)教育的綠色發(fā)展、開放與創(chuàng)新。

（二）建立標(biāo)準(zhǔn)化課程體系

先天資質(zhì)，后天思維。科學(xué)知識和邏輯思維可按部就班地培養(yǎng)，一個(gè)完善的科學(xué)課程體系能引導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)產(chǎn)生興趣、鞏固所學(xué)的知識、形成良好的學(xué)習(xí)和思維習(xí)慣，這個(gè)閉環(huán)將為科學(xué)創(chuàng)新打造良好基礎(chǔ)。國內(nèi)學(xué)者企圖規(guī)范科學(xué)教育的課程體系，如《小學(xué)科學(xué)課程實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)化》、北京師范大學(xué)的課程開發(fā)（KnowledgeComponent CenteredCurriculumDevelopment）等。一旦形成科學(xué)教育的標(biāo)準(zhǔn)化體系，不僅能促進(jìn)小學(xué)生至高中生的科學(xué)學(xué)習(xí)，加速優(yōu)質(zhì)K12STEAM的師生培養(yǎng)，從社會效益層面也可以提高全民科學(xué)素質(zhì)及創(chuàng)新意識。例如，以科學(xué)教育振興鄉(xiāng)村，推進(jìn)終身學(xué)習(xí)等多年齡段、全方位的學(xué)習(xí)科學(xué)方式。

二、鼓勵(lì)跨領(lǐng)域、多元化的教育研究和教學(xué)方法

國內(nèi)外的科學(xué)教育院校和機(jī)構(gòu)，從不同角度著手跨領(lǐng)域、多元化的教育研究和教學(xué)方法?！翱茖W(xué)-技術(shù)-工程-藝術(shù)-數(shù)學(xué)STEAM”教育旨在提倡跨領(lǐng)域?qū)W科的學(xué)習(xí)。項(xiàng)目學(xué)習(xí)（ProjectBasedLearning）、以“學(xué)習(xí)活動為中心”的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)（LearningActivityCentered InstructionalDesign）、培養(yǎng)“數(shù)字公民”的中小學(xué)信息社會學(xué)課程（KnowledgeProcessRelationshipandCultures）等，均是以學(xué)習(xí)目的為導(dǎo)向的教學(xué)模式。5E（Engagement，Exploration， Explanation， Elaboration，Evaluation）教學(xué)模式和設(shè)計(jì)思維（DesignThinking）模式，則是以賦能學(xué)習(xí)技能和科學(xué)思維為重點(diǎn)。身為科學(xué)教師應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，積極學(xué)習(xí)接觸國內(nèi)外先進(jìn)的科教理論，融合本地學(xué)生的需求，制定學(xué)習(xí)目標(biāo)與方針；在日常教學(xué)中實(shí)施科教課程創(chuàng)新，賦能學(xué)生科學(xué)技能和素質(zhì)培養(yǎng)，豐富學(xué)生的跨學(xué)科、跨領(lǐng)域?qū)W習(xí)。

另外，科學(xué)教師是課堂活動的引導(dǎo)者，隨著新興科技的不斷涌現(xiàn)，教師也可應(yīng)用新一代多媒體工具，如AR／VR、微課、遠(yuǎn)程教育、直播等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)師生之間的互動，這樣不但能提升學(xué)生的創(chuàng)造力，也能深化學(xué)生對科學(xué)學(xué)科知識的掌握。

三、加強(qiáng)科學(xué)理論和社會實(shí)踐融合

陶行知提出“生活即教育，社會即學(xué)校，教學(xué)做合一”，這是推廣科學(xué)教育必不可少的思想。為促使學(xué)生可持續(xù)地學(xué)習(xí)，除了引起最初的興趣外，還得激勵(lì)學(xué)生、獎(jiǎng)勵(lì)優(yōu)秀的學(xué)習(xí)成果，讓學(xué)生認(rèn)識科學(xué)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用以及對社會的貢獻(xiàn)和影響，從而幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值。利用日常生活中遇到的技術(shù)挑戰(zhàn)，鼓勵(lì)學(xué)生積極提問，反推到課堂所學(xué)的理論，理論與社會應(yīng)用深度融合，與社會、生態(tài)環(huán)境息息相關(guān)。重復(fù)這個(gè)良性循環(huán)，將培養(yǎng)科學(xué)思維，長期養(yǎng)成學(xué)習(xí)科學(xué)的良好習(xí)慣和打好知識基礎(chǔ)。

福建師范大學(xué)推出首個(gè)可持續(xù)科學(xué)教育（Sustainable STEAM）課程，將設(shè)計(jì)思維引入科學(xué)教育，雙管齊下帶動科教創(chuàng)新；教師可以用設(shè)計(jì)思維來完善自己的課程，學(xué)生可以用設(shè)計(jì)思維來促進(jìn)自己的學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)思維含5個(gè)步驟：（1）同理心，收集真實(shí)需求；（2）定義，分析收集的需求，提煉要解決的學(xué)習(xí)問題；（3）“頭腦風(fēng)暴”，開放式探討，提出創(chuàng)意點(diǎn)子；（4）原型制作，通過動手制作，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)構(gòu)想；（5）測試，收集反饋，優(yōu)化解決方案?？茖W(xué)教師已使用設(shè)計(jì)思維開發(fā)的科學(xué)課程有水的科學(xué)和環(huán)保、聲波和聲音的日常等。中小學(xué)生已將設(shè)計(jì)思維融入自己的日常生活，以邏輯思維和所學(xué)的科學(xué)理論應(yīng)對每天遇見的小挑戰(zhàn)，手動制作如《出遠(yuǎn)門時(shí)的自動澆花器》《觀察月相的床頭燈》等創(chuàng)意作品。以“學(xué)生需求”和“社會實(shí)踐”為中心，讓科學(xué)“走出”課堂，教師鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)心社會現(xiàn)象，動腦動手，用科學(xué)解決生活中的問題，貫徹陶行知“生活即教育”思想。

四、提升學(xué)習(xí)大環(huán)境，建立本土化科教體系

參照國內(nèi)外科學(xué)教學(xué)方法，梳理本土化的科學(xué)教育培訓(xùn)體系，制定課件標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)教具方案，推廣師資的培訓(xùn)業(yè)務(wù)，大力拓展科學(xué)教育工作者團(tuán)隊(duì)建設(shè)，是科學(xué)教學(xué)管理和標(biāo)準(zhǔn)化的第一步。通過開展科學(xué)教育工作，使學(xué)生形成科學(xué)世界觀、科學(xué)思維和道德價(jià)值觀，樹立科學(xué)態(tài)度和精神，掌握基本的科學(xué)技術(shù)和方法。同時(shí)，營造適合學(xué)習(xí)科學(xué)創(chuàng)新活動蓬勃開展的良好環(huán)境，培養(yǎng)、儲備新一代素質(zhì)優(yōu)良的科學(xué)教師人才。教育機(jī)構(gòu)齊抓共管，學(xué)校、社會共同參與，才能構(gòu)建有力的科學(xué)教育工作格局和長效機(jī)制。通過科學(xué)教育、科學(xué)的傳播和普及，養(yǎng)成人民“愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)”的良好習(xí)慣，提倡在日常生活學(xué)習(xí)及應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，保障科學(xué)興國戰(zhàn)略順利實(shí)現(xiàn)。

五、結(jié)語

目前，科學(xué)教育的發(fā)展仍存在不足，需要加強(qiáng)教育管理，創(chuàng)新課程體系，推動優(yōu)秀教師盡展其才。科學(xué)教育的題材可以來源于師生的生活。不斷吸納跨領(lǐng)域、多元化的科學(xué)內(nèi)容和教學(xué)法，整合創(chuàng)造出適合本地的新科學(xué)課程，學(xué)以致用，才能真正實(shí)現(xiàn)“教學(xué)合一、知行合一”的可持續(xù)教育模式，培育富有厚實(shí)科學(xué)基礎(chǔ)、良好科學(xué)素質(zhì)、社會責(zé)任感的新一代好公民和科學(xué)人才。