基于參賽國際項目的獨特過程體悟

劉黨生

前言：

在同步國際的前提下，現階段可能運作的空間，無外乎是走出去、請進來。從上一篇開始，我們就依照這樣的思維慣性，以項目接觸的時間長短為線索，點線面體地展開我們的視野和踐行思緒。在此，將接下來的項目也一并做個預告，包括基于參賽國際項目的過程體悟、對接國際學術交流一線的論壇參與、課程導向的假期考察游學、聯合國際開源社群的專項眾籌、沉浸其中的學術研究訪學，以及打破圍墻的雙認證合作學習、以創(chuàng)客文化為支撐的跨界成果研發(fā)、統(tǒng)整學科邊界的個性化研修、變更學制后的教育創(chuàng)新，乃至大數據聯姻腦科學的全新教育嘗試、激活能力潛質為引領的職業(yè)生涯設計等。

● 基于規(guī)則的參賽國際項目“實驗”解讀

一提及規(guī)則，很多人都在第一時間想到了體育和游戲。沒錯，這是一種最接近生活體驗類的規(guī)則感知，并由此了解到規(guī)則“指揮”行動的微妙。例如，在國際圍棋賽事中，大家都知道日式圍棋和中式圍棋的規(guī)則不一樣。按照慣例，一般情況下，日本的比賽按數目法計算勝負，中國的比賽則按數子法計算勝負；如果在第三地比賽，或者多國參加的世界性比賽，則由主辦方選擇一種規(guī)則（數目、數子、計點）來計算勝負。再如，中國CBA等聯賽用的是國際籃聯的規(guī)則（除了比賽時間和犯規(guī)犯滿次數為6次），但NBA卻有一套自己的規(guī)則與尺度，兩個規(guī)則既有很多相同之處，也有很多不同之處，如NBA對翻腕和中樞腳的定論遠沒有國際籃聯罰得嚴等?，F在，國際籃聯的規(guī)則正逐漸向NBA規(guī)則靠攏，如進攻30秒變?yōu)?4秒，后來也增加了合理沖撞區(qū)、三秒區(qū)由梯形變?yōu)榫匦?、三分線兩側是直線等。

然而，規(guī)則僅僅意味著遵循，絕不標示著客觀。一個最為熟知的例子就是，當一個人自認為無法抉擇而需要求助于“拋硬幣”來作出判定時，其結果是：有相當比例的人選擇了不服，還臨時追加了一個規(guī)則約定……很少有人知道，這類反悔本身就已經明白無誤地揭示出當事人內心的潛抉擇。及至我們的教育競賽，特別是在不甚嚴謹的項目中，這種上帝之手往往會頻頻發(fā)力。例如，機器人比賽中的潛規(guī)則已成了業(yè)內公開的秘密：設備廠家主導賽事，甚至是設備廠家發(fā)起賽事的情況占據了不小的比例，而企業(yè)出于贏利的目的，會在賽事規(guī)則上做足文章，盡量通過修訂規(guī)則或影響規(guī)則來凸顯自家產品的規(guī)則勝算，甚至不同年份的規(guī)則修訂，只是為了推銷所謂升級版的產品而已。

究其本質，教育視界下的賽事活動畢竟與社會層面的競技賽事有區(qū)別，當歸屬于一種教育實驗項目。因此，在今天我們重拾參賽的話題時，有必要厘清“實驗”與“試驗”的區(qū)別，結合參賽話題，品讀一番關于賽事規(guī)則的實驗建構（或重塑）。

眾所周知，大家都約定俗成地把參賽確定為一種強體驗。只是這種體驗更多地屬于“實驗”還是“試驗”，恐怕一時半會兒難下結論，好在我們可以依據權威詞典的釋義來做一個甄別。

我們先看《現代漢語詞典》對這兩個詞的釋義：實驗是為了檢驗某種科學理論或假設而進行某種操作或從事某種活動；試驗是為了察看某事的結果或某物的性能而從事某種活動。在這里，“實驗”“試驗”的相同語素都是“驗”，即“檢驗”，這是兩者構成同義詞的基礎，不同語素是“實”“試”，這是同中有異的原因所在。從釋義中不難看出：實驗中被檢驗的是某種科學理論或假設，通過實踐操作來進行；而試驗中用來檢驗的是已經存在的事物，是為了察看某事的結果或某物的性能，通過使用、試用來進行。

我們再來看看“實驗”與“試驗”在英文語義學上的區(qū)別。英文中“實驗”是experiment，“試驗”是test。英文中關于experiment和test的解釋是這樣的：[experiment]a test under controlled conditions that is made to demonstrate a known truth，examine the validity of a hypothesis or determine the efficacy of something previously untried（在受控條件下為演示一項已知真理、檢驗假說的正確性或確定以前未試用過的某物的效能而做的試驗）。[exst]①a procedure for critical evaluation；a means of determining the presence、quality or truth of something；a trial（測試決定性評價的過程；為決定某種事物的存在、特性或真實性而采取的手段；試驗）。②a basis for evaluation or judgment（檢驗標準評價或判斷的根據）。

由此我們不難推論出，教育層面現有的競賽項目還是屬于試驗的范疇，但這并不意味今后的賽事項目就規(guī)避“實驗”。因為“實驗”“試驗”的相同語素都是“驗”，即“檢驗”，但前者是對抽象的知識理論所做的現實操作，用來證明它正確或者推導出新的結論，是相對于知識理論的實際操作，后者傾向于對事物或社會對象的一種檢測性操作，用來檢測正常操作或臨界操作的運行過程、運行狀況等。

● 基于生態(tài)的參賽國際項目“實驗”潛質

既然賽事項目不拒絕試驗與實驗，那么與之關聯的另一對概念也應該同時成立，那就是演繹與歸納。從科學研究的角度說，“試驗”是演繹過程的終結點，而“實驗”是歸納過程的起始點。西方的近代科學革命是建立在對歸納法的普遍應用的基礎上的，力求符合已知原理前提下的歸納是發(fā)現新的原理的最重要過程，系統(tǒng)、嚴格的歸納訓練是培養(yǎng)科學家的最重要的過程。Francis Bacon在他的《新工具》一書中，明確提出歸納法是發(fā)現和認識自然現象的“新工具”。

觀察國內的科學訓練，現階段主要還是側重于演繹的方法和技巧訓練，而比較缺乏系統(tǒng)、嚴格的歸納訓練。人們在研究中往往是理論先行，只要找到一些能夠說明已有理論的現象就萬事大吉，而并不重視嚴格、系統(tǒng)的實驗探索，對于新的現象總是習慣性地歸結于某個未知的偶然因素，結果導致新的發(fā)現總是擦肩而過。很多學生在研究過程中，總是希望做一些常規(guī)的現成的“試驗”，可是研究過程中最重要的是“實驗”，需要對很多未知的可能性進行測量和試驗。事實上，在實踐中，我們既要按照已知的原理進行“試驗”，又要嘗試對未知的現象進行總結的“實驗”。

在美國，有將臨床實踐和醫(yī)學研究結合得很好的醫(yī)生-科學家（doctor-scientist），那我們?yōu)槭裁床荒芘缮鲆粋€教師-科學家（teacher-scientist）的概念呢？其實，我們完全可以把STEM教育視作教師-科學家。我們需要思考的是，教育工作者能不能從接觸學生開始就習慣于對每一位學生進行仔細的檢驗和嚴格的觀察研究。我們的目標不僅是傳授知識，還要注重傳授的效果，及至將分門別類地施之以個性化的量身定制的積累和總結內在規(guī)律作為研究性教育實驗的開始。在這一點上，我們有必要借助幾乎所有的教育手段，當然也包括了教育賽事和項目式學習等平臺。

事實上，與我們常見的賽事設計邏輯形成極大反差的是，目前在教育類賽事的運作模式上，已經有不少人在嘗試突破，也有不少人在致力于拓展，更有不少機構在探索不一樣的賽事訴求。而這些都對我們曾以為天經地義的游戲規(guī)則形成了震撼，并有望引發(fā)漣漪效應。

變化之一：低結構、低門檻賽事逐漸有了市場。以霍尼韋爾冠名的全球青少年車模設計挑戰(zhàn)賽的主辦方是國際汽車工程師學會，作為一個技術性學會，它在全球范圍內擁有超過134000名會員，會員均是航空航天、汽車和商用車輛行業(yè)的工程師和相關技術專家。國際汽車工程師學會的核心競爭力是終身學習和自愿開發(fā)一致性標準。除了舉辦車模賽事之外，國際汽車工程師學會及其慈善機構（SAE基金會）還同時支持多項計劃，包括“運動中的世界”和“學院設計系列賽”。而車模賽事本身更是一項為年齡在11～14歲的學生量身定制的競賽項目，它旨在通過生動的教學方式來激發(fā)學生對數學和科學的興趣，以及對工程和技術類職業(yè)的探索。2016年，我們之所以擔負起這一賽事在國內的承辦權，就是看中賽事規(guī)則幾乎零門檻的特色，然而在看似低門檻的背后，卻顯現出“上不封頂”的多元期許；從截至到目前的歷屆獲獎作品來看，它們早已顛覆了成人對“車”的概念，如日本學生的作品是一個基于變形金剛的和服武士形象，中國學生的作品則響應了當年的菲律賓災害，凸顯了國際人文的關愛情懷。

變化之二：不唯一、不死板的評價機制應運而生。當今世界已經趨于達成共識，創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)需要多元評價模塊支撐，這也成為教育最重要的任務之一。美國大學考試中心（ACT）是美國教育測驗服務中心（Educational testing service，簡稱ETS）在美國國內的主要競爭對手?！懊绹髮W考試”（American College Test，ACT）和ETS主持的“學術評價考試”（Scholastic Assessment Test，SAT）是互相競爭的兩個美國“高考”。ACT每隔若干年會進行一次“國家課程調查”（National Curriculum Survey，簡稱NCS）。NCS的結果將成為學校課程設置和測驗改進的依據。日前，ACT公布了最新的《ACT國家課程調查2016結果》和《ACT國家課程調查2016政策報告——變化時代中的教育和工作》。報告中包含一項關于10種基本能力相對重要性的調查結果。這10種基本能力是知識內容（content knowledge）、教育計劃（educational plan）、與人合作（collaboration with peers）、學習技能（study skill）、寫作（writing）、聽說能力（speaking and listening）、責任心（conscientiousness）、批判性思維（critical thinking）、問題解決（problem solving）和信息技術（technology）。調查結果表明，關于“影響成功的因素”，小學和初中教師都將知識內容排在了第一位，高中教師將批判性思維排在了第一位，大學教師則將學習技能排在了第一位；雇主排在第一位的是知識內容，雇員排在第一位的也是知識內容。而關于“對學生進步阻礙最大的一項”，小學教師將問題解決排在第一位，中學教師將批判性思維排在第一位，大學教師則將責任心排在第一位；雇主排在第一位的也是責任心，雇員排在第一位的也是責任心。到了“影響成功的因素”這一項，小學和中學教師都將批判性思維排在第一位，大學教師將學習技能排在第一位；雇主排在第一位的是知識內容，雇員排在第一位的是責任心。據此設計教育相關競賽項目，將非常有意思。

變化之三：過程性記錄在大數據支撐下，被賦予新的價值。賽事，不僅專指開賽階段，更包括了與之相關的幾乎所有環(huán)節(jié)。以iGEM國際遺傳工程機器競賽為例，最新的消息是，“iGEM國際遺傳工程機器競賽國家重點高校實驗室”項目啟動了！iGEM（International Genetically Engineered Machine Competition）由麻省理工學院（MIT）于2003年創(chuàng)辦，2005年發(fā)展成為國際性學術競賽，是合成生物學領域的最高國際性學術競賽。它最先是國際上的合成生物學領域的頂級大學生科技賽事，后來逐漸擴大到研究生以及高中生。涵蓋多學科的iGEM團隊需要利用標準生物模塊（Biobricks）來構建基因回路、建立有效的數學模型，實現對精致復雜人工生物系統(tǒng)（artificial biosystem）的預測、操縱和測量，從而完成比賽。iGEM比賽涉及生物學、計算機科學、數學、藝術設計等多學科，是以合成生物學為核心的多學科交叉國際級科技競賽，其理念在于鼓勵大學生和中學生積極創(chuàng)新，用創(chuàng)新去改變世界。而以上這些知識在國內外基礎教育層面都沒有涉及，這就要求參賽各方需要擁有獨立的學習能力和有限知識的外引能力。與此同時，iGEM比賽要求學生自主選題，利用課余時間合作完成相應的實驗工作，這也充分鍛煉了學生的學術精神和團隊協(xié)作能力，參賽學生可將研究所取得的有用成果提交給MIT的競賽組委會，供全球的科學家共享研究成果；同時該項競賽不僅為不同國家、不同專業(yè)的大學生提供了一個相互交流的國際舞臺，而且培養(yǎng)了他們對科學的熱情。相關實驗室的具體課程活動內容包括：了解國際（中國）基因工程機器大賽，掌握國際（中國）基因工程機器大賽流程；學習細菌轉化、提取質粒、酶切、電泳、DNA回收、DNA連接及培養(yǎng)細菌的方法，并在國際重點高校實驗室實踐完成；頭腦風暴，設計創(chuàng)新研究課題；在導師的指導下，查找相關資料，構建課題實施的理論依據；將課題構思和實施的過程記錄在案并制作成PPT展示；等等。

變化之四：關聯契合個人成長的職業(yè)生涯元素成了考量的支點。我們還是羅列一些經典案例來加以說明：首先是世界青少年英才奧林匹克競賽（GENIUS Olympiad），它由1816年成立的紐約州立大學——奧斯威戈分校和特拉科學教育基金會聯合主辦，是一個由高中生參與的以基礎科學、藝術、創(chuàng)意寫作、工程、設計和商業(yè)開發(fā)為出發(fā)點的推動人們對環(huán)境問題及全球可持續(xù)發(fā)展關注的國際比賽。GENIUS Olympiad的科學類比賽涉及的學科可分為環(huán)境質量、生態(tài)學與生物多樣性、資源與能源、人類生態(tài)學等。2014年，來自美國、韓國、巴西、南非、羅馬尼亞、斯洛文尼亞、巴基斯坦、波黑等國的22個項目從502個科學類項目中脫穎而出，獲得了科學類金獎。其中，來自斯洛文尼亞的科學類金獎項目，利用可降解有機廚余來回收氫并進行發(fā)電。其次是德國哥廷根大學（先后產生45位諾貝爾獎得主，創(chuàng)造了舉世無雙的“諾貝爾奇跡”，是德國九所著名精英大學之一）X-LAB國際科學夏令營。入營學生可以在哥廷根大學X-LAB中進行實驗課程，在科學家們的指導下進行常規(guī)教育所沒有的思維鍛煉和研究技能訓練，同時還有機會參加科技文化交流活動，拓展國際視野，為成為未來的科學精英奠定基礎。參加夏令營的營員將獲得哥廷根大學頒發(fā)的營員結業(yè)證書。最后是美國西雅圖STEM游戲編程探索夏令營。它旨在通過STEM教育及科學探索體驗培養(yǎng)學生運用科學、技術、工程、數學的創(chuàng)新實踐能力；著力于STEM教育理念，帶大家走進游戲編程的大門，打造自己的專屬游戲，在輕松愉快的WORKSHOP環(huán)境中，幫助學生迅速掌握相關編程知識及技巧，拓展計算機領域專業(yè)知識。此外，在夏令營中，學生還將前往全球知名的微軟公司總部進行深度參觀及座談，領略美國知名高校的校園風采及文化氛圍，參觀大型工程制造商的科技工作流程等。

變化之五：凸顯甚至刻意強調集體合作意識的賽事形制愈來愈多。我們注意到，這種趨勢不僅表現在參賽形式上，更多地強調團隊意識，還表現在賽制上，有意要求來自不同學校、不同地域，甚至不同國別的選手，都必須接受現場隨機抓鬮、抽簽的結果，在有限的時間內，要求這個臨時集體能最大限度地調動每個陌生伙伴的潛能，激活集體智慧的最大能量，來完成項目、選題或挑戰(zhàn)。另外，這樣的集體意識更濃縮在項目本身，強調地球村的概念。例如，國際可持續(xù)發(fā)展項目奧林匹克競賽（能源、工程、環(huán)境）[The International Sustainable World Project Olympiad （Energy、Engineering & Environment），簡稱為I-SWEEEP]是面向初三至高三年級學生極具開創(chuàng)性的科學賽事，也是全球同類賽事中規(guī)模最大的科學賽事之一。其目標是就全球可持續(xù)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)，激發(fā)學生的興趣和意識，幫助學生把握相關議題，探尋解決問題的可行性方案，加快世界可持續(xù)發(fā)展進程。I-SWEEEP不僅為世界各國青少年搭建了學術交流的平臺，還為他們提供了參加社交晚會，參觀休斯頓自然科學博物館、美國航空航天局、萊斯大學，體驗STEM秀等豐富多元的活動。再如，國際環(huán)境與科學項目奧林匹克競賽（INESPO，International Environment & Scientific Project Olympiad）是由荷蘭的Cosmicus基金會等機構主辦，受到荷蘭政府的大力支持。它旨在推進世界各地青少年對社會環(huán)境及科學問題的共識，并通過教育解決人類面臨的嚴重的環(huán)境問題。每年，有來自美洲、歐洲、亞洲等地共計1500名選手參與。賽事分為五大類，分別是化學類、物理類、生物類、地理類以及社科類。每個項目均需要提交涵蓋參賽選手整個想法、設計和理念的論文，論文需要將針對某個環(huán)境問題的具有創(chuàng)新性、創(chuàng)意性的解決方法以模型或拼貼海報的形式呈現出來。在現場展示時，參賽選手既要有力證自己能力的觀點及理論，也要用實例來支撐進行輔助說明。

● 基于創(chuàng)新的參賽國際項目“實驗”迭代

最大的贏家，一定是學生！

首先，基于國際賽事的選題，與國內常見的項目略有不同，可將其概括為視野廣闊、接力出入口開放、貼合生活又引領現實，以及具有較強的操作性和可轉化性。讓我們看看學生的獲獎項目：張億一（華東師范大學第二附屬中學）選題《踩踏發(fā)電技術及運用》獲金獎；周南（上海市七寶中學）選題《太陽光催化的廢水有機物電池的設計與制作》獲銀獎；李由、劉華典、晏敏寬（上海交通大學附屬中學）選題《仿生水母潛水器》和董知寰、董知宇（復旦大學附屬中學）選題《水體石油烴污染物微生物降解漂浮式反應器》，以及龔樂（上海西南位育中學）選題《關于構建超級工程藻回收大氣二氧化碳的探究》均獲銅獎；文豪（上海延安高級中學）選題《上海空氣氣溶膠粒子（PM2.5）在不同天氣下的特性與變化研究》與陳碩（湖南師范大學附屬中學）選題《制備穩(wěn)定超疏水玻璃表面的提膜刻法研究及其在微尺度系統(tǒng)表面修飾中的應用》均獲榮譽獎。

其次，我們應該鎖定，參賽的常態(tài)趨勢正在影響學生升學標準的改良。有統(tǒng)計表明，在美國不少高校針對招生的檢測標準中，我們所熟知的雅思、托福、GRE、SAT所占比例，已經呈現逐年下降的態(tài)勢，甚至有不少學校的比重降到了30%的歷史最低點；反觀過程積累型、潛能驗證型、社會公益記錄等選項的參考分值卻在逐年提高，而參照依據正是各類國際比賽、國際活動和國際交流。從競賽視角來看，這一點也同樣是被自主招生高校所看好、看重的。

再次，世界教育正從以往追求的教育公平化，轉向教育公正。一刀切、齊步走、復印機似的培養(yǎng)模式將面臨淘汰，個性化的追求必將呼喚出貼合個性化需求的教育新常態(tài)；盡管還有不少活動被冠名為“競賽”，但這樣弱化了選拔功能的競賽，恰恰為及早發(fā)現、實踐確認、項目比較和量身定制提供了既帶有溫度，又帶有理性的驗證渠道。

最后，圍繞社會緊缺人才的培養(yǎng)，對接大學入學（四年后畢業(yè)）、高中入學（七年后畢業(yè)）、初中入學（十年后畢業(yè)），乃至未來社會進步的不確定性，無不顯現出愈是先進、前端、頂級的成果，其遭遇更新迭代的挑戰(zhàn)因素就愈強烈，知識更新的速度遠跟不上技術發(fā)展的步伐。因此，基礎性的領域、崗位反倒成了常勝將軍，人們對自身未來的定位，更理智地兼顧到了自身、家庭、社會、國家、世界等多層面的因素，多元選擇、長項更長的就業(yè)觀已成了大教育的主流，而不同的競賽模式恰好對應了這樣的驗證需求。