科技人文融合創(chuàng)新教育實踐路徑探析

陳鄭偉 何善亮

摘要：采用案例分析法，以創(chuàng)新大賽十佳優(yōu)秀科技實踐活動為案例，探析走進(jìn)自然環(huán)境、依托傳統(tǒng)文化、立足現(xiàn)實生活、引入現(xiàn)代科技的科技人文融合創(chuàng)新教育的實踐路徑。

關(guān)鍵詞：科技人文融合創(chuàng)新教育 全國青少年科技創(chuàng)新大賽 科技實踐活動 案例分析法

科技一般泛指科學(xué)和技術(shù)，人文更是內(nèi)涵豐富：認(rèn)為人是具有首要價值和意義的；秉持人道主義，關(guān)心人類福利；對廣泛事物持有博愛主義[1]。從20 世紀(jì)50 年代以來，科學(xué)與人文逐漸從對立走向融合，對科學(xué)教育與人文教育提出了新的要求[2]。STEM+ 的教育范式也不斷地將科學(xué)因素與人文因素結(jié)合起來，試圖在教育領(lǐng)域融合科技與人文，并逐漸走向國際化[3]?？萍冀逃c人文教育的融合成為了科技知識與人文知識的融合、科學(xué)精神與人文精神的融合之間的紐帶[4]。如何實現(xiàn)科技與人文的融合創(chuàng)新教育？已有學(xué)者指出實現(xiàn)科學(xué)教育與人文教育的一體化，要在人文教育中注重求真和批判性思維的培養(yǎng)，要在科學(xué)教育中增加科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)與科學(xué)社會學(xué)內(nèi)容和討論，并在教學(xué)中進(jìn)行跨文化比較和討論[5]。那么科技與人文融合教育的實踐路徑是否還能進(jìn)一步創(chuàng)新和落地？我們把目光投向全國青少年科技創(chuàng)新大賽。

全國青少年科技創(chuàng)新大賽是一項面向全國中小學(xué)生及科技輔導(dǎo)員的科技競賽活動，在全國范圍內(nèi)具有廣泛動員和影響。大賽每年都會評出“十佳優(yōu)秀科技實踐活動”，這些科技實踐活動將科學(xué)技術(shù)與社會緊密聯(lián)系起來，是科技人文融合創(chuàng)新教育的優(yōu)秀實踐成果。本文嘗試采用案例分析法以創(chuàng)新大賽第32—34 屆的十佳優(yōu)秀科技實踐活動為例，探析科技人文融合創(chuàng)新教育的實踐路徑。

一、走進(jìn)自然環(huán)境，思考人與自然和諧共生

盧梭認(rèn)為，每個人都受到自然教育、事物教育、人為教育的影響，其中自然教育受之于自然，遵循自然，它不斷鍛煉孩子，用各種各樣的考驗?zāi)サZ他們[6]。

在這種自然教育模式中，學(xué)生可以深入自然環(huán)境，以發(fā)現(xiàn)有趣的自然現(xiàn)象。自然筆記是自然教育模式中的常用方法，即學(xué)生用筆記的形式，有規(guī)律地對身邊的大自然進(jìn)行記錄和感知。學(xué)生采取自然筆記的方法，或調(diào)查動植物現(xiàn)狀，或?qū)ふ业乩?、地質(zhì)特征，既有知識的獲得、體質(zhì)的鍛煉，更能深刻體會自然環(huán)境的重要性，以樹立保護(hù)環(huán)境的理念，這是科技人文融合創(chuàng)新教育的實踐路徑之一。

一方面，我國地大物博，擁有非常豐富的物種資源，展現(xiàn)出生物多樣性。教師可在保證安全的前提下，以當(dāng)?shù)靥厣锓N或瀕危物種為對象，帶領(lǐng)學(xué)生調(diào)查該物種的生活習(xí)性、種群分布及環(huán)境影響。第33 屆大賽“多旋翼無人機探究烏魯木齊后峽高山兀鷲繁殖奧秘實踐活動”[7] 以當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)指標(biāo)物種高山兀鷲為對象，指導(dǎo)學(xué)生使用無人機和探測相機研究高山兀鷲種群分布和數(shù)量、生活習(xí)性、繁殖行為等生物學(xué)現(xiàn)象，既為學(xué)生觀察高山兀鷲提供了新的方法，又讓學(xué)生在野外實踐中提升了體質(zhì)、磨煉了意志。該科技活動不僅局限于加深學(xué)生對高山兀鷲的了解，提升學(xué)生對家鄉(xiāng)和地域的認(rèn)同，更為重要的是，依托特色物種幫助學(xué)生形成保護(hù)動物和環(huán)境的意識，這體現(xiàn)出對生命和環(huán)境極高的負(fù)責(zé)任的態(tài)度，彰顯出博愛的人文主義精神。

另一方面，我國幅員遼闊，還擁有特色鮮明的地質(zhì)資源，地貌山川、河湖海洋、濕地保護(hù)區(qū)等都具有自然教育的價值。地層是大自然的天然史書，其中的化石是記錄地球歷史的文字。第32 屆大賽“石頭上游動的魚——湘鄉(xiāng)魚化石考察”科技實踐活動[8] 以化石為載體，通過一系列活動幫助學(xué)生了解湘鄉(xiāng)魚化石的形成過程、種類及分布情況，學(xué)會化石標(biāo)本的采集、辨認(rèn)、制作方法，知道化石的科學(xué)價值和意義。學(xué)生在探索湘潭古生態(tài)環(huán)境的同時，也做到了宣傳和保護(hù)家鄉(xiāng)寶貴資源。這樣一來，學(xué)生會對化石群保護(hù)現(xiàn)狀極其關(guān)注和擔(dān)憂，并熱忱于改善現(xiàn)狀，表現(xiàn)出對地質(zhì)資源和福利的關(guān)心，這培養(yǎng)了學(xué)生強烈的責(zé)任意識，也是人文教育所期望的。

當(dāng)學(xué)生沉浸于大自然時，可以借助學(xué)生的直觀感受或親身體驗，融入大自然所蘊含的基本科學(xué)知識，以此引導(dǎo)學(xué)生在自然旅行中深度思考自己（人類）與自然環(huán)境的關(guān)系。在創(chuàng)新大賽這3 屆的十佳優(yōu)秀科技實踐活動中，有近一半采用了自然教育模式，這是科技人文融合創(chuàng)新教育的主要實踐路徑。

二、依托傳統(tǒng)文化，再現(xiàn)科技文明

在我國源遠(yuǎn)流長的歷史長河中，有著豐富多彩的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，如傳統(tǒng)建筑、民間工藝、四大發(fā)明、琴棋書畫、古玩器物、醫(yī)藥醫(yī)學(xué)等，這些傳統(tǒng)文化無不蘊含科學(xué)知識和故事，閃爍著科技文明的光輝。依托這些傳統(tǒng)文化，我們可以創(chuàng)設(shè)相應(yīng)情境，再現(xiàn)中國古代科技文明，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識并養(yǎng)成良好品質(zhì)，以達(dá)到科技人文融合創(chuàng)新教育的目的。

中草藥是我國中醫(yī)藥文化的重要組成部分，每一粒中藥丸都經(jīng)過一道道嚴(yán)格的制造工藝和流程生產(chǎn)出來，展現(xiàn)出中藥“來自自然，取自人心”的匠心精神。第34 屆大賽“追尋中藥文化匠心精神——閔行區(qū)中小學(xué)生本草之旅系列活動”[9] 依托當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)的中醫(yī)藥文化，設(shè)計了野外藥用植物識別、藥文化園參觀、中草藥科普講座、草藥園夏令營、優(yōu)質(zhì)中草藥材及其制作展示等實踐活動。學(xué)生在活動中能識別常見的野生中藥草，認(rèn)識到合適的采藥時間對其品質(zhì)和藥效都具有重要的影響。更重要的是，學(xué)生能認(rèn)識到中藥制作是非常精細(xì)且精心的，中藥文化匠心精神不是因循守舊、墨守成規(guī)，而是傳承與創(chuàng)新的有機融合，是科技與人文的有機融合。

造紙術(shù)是我國古代的四大發(fā)明之一，且在不同歷史時期涌現(xiàn)出了不同的造紙技術(shù)。第32 屆大賽“傳承宣紙文化，玩轉(zhuǎn)紙類科技”活動[8] 依托當(dāng)?shù)鼐哂杏凭梦幕瘹v史底蘊的宣紙、徽墨、歙硯等文房器寶，開展了了解宣紙歷史、我來做張宣紙、走進(jìn)紙類世界、變廢為寶、玩轉(zhuǎn)紙類科技等活動。一方面，這些活動鍛煉了學(xué)生運用調(diào)查、訪談等方法獲取信息的科學(xué)過程技能，培養(yǎng)學(xué)生變廢為寶的動手能力及創(chuàng)造能力；另一方面，這些活動也讓學(xué)生在科技實踐中增強團(tuán)隊合作能力和人際交往能力，養(yǎng)成節(jié)約用紙、珍惜資源的環(huán)保意識，從而將“紙科技”與“紙文化”進(jìn)行融合。

由以上案例可知，學(xué)生在傳統(tǒng)文化的熏陶下加深了對歷史、政治等人文學(xué)科的認(rèn)識與熱愛，增強了民族自信心和自豪感，激發(fā)了愛國熱情，同時在科技史中深刻體會前人的科學(xué)哲學(xué)精神和科學(xué)思維方法。即在傳統(tǒng)文化大背景下，優(yōu)選地方特色文化，引入我國古代相關(guān)科技成就或科技史亦可以實現(xiàn)科技與人文的融合創(chuàng)新教育。

三、立足現(xiàn)實生活，享受生活樂趣

現(xiàn)代學(xué)生的生活是舒適的、具有人性關(guān)懷的、凸顯人的價值的，且處處蘊含科學(xué)道理，學(xué)生能切實感知到生活的人文性與科學(xué)性并存。立足學(xué)生現(xiàn)實生活中喜聞樂見的現(xiàn)象或可能遇到的問題，引導(dǎo)學(xué)生對現(xiàn)象或問題進(jìn)行深入細(xì)致的探究，亦可進(jìn)行科技與人文的融合創(chuàng)新教育。

“顏色”在學(xué)生生活中可謂隨處可見，那么在這些絢麗多彩的顏色中具有什么樣的教育價值呢？第34 屆大賽“從色彩中探尋科學(xué)的影子”科技實踐活動[9]用生活中通常認(rèn)為毫不相關(guān)的各種物質(zhì)材料開展一場大膽且奇妙的色彩之旅，從色彩中發(fā)現(xiàn)科學(xué)。該活動為學(xué)生提供顏料、畫筆、粉筆、酒精、肥皂、小蘇打等生活中常見的物質(zhì)材料，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣觀察、發(fā)現(xiàn)和尋找顏色。

在好奇心的驅(qū)動下，學(xué)生既學(xué)會了色彩的種類、特點及其產(chǎn)生，還嘗試用科學(xué)的眼光發(fā)現(xiàn)美，用自己的雙手創(chuàng)造美，這樣將科學(xué)與藝術(shù)很好地結(jié)合在一起。

不同物質(zhì)材料的融合體現(xiàn)出化學(xué)學(xué)科與美術(shù)學(xué)科的融合，更體現(xiàn)了科學(xué)與人文的融合，以小見大，具有較高的教育價值。

學(xué)生每天都在一定的天氣狀況中度過，對天氣有親身感知但并未形成具體表象。生活中有哪些常見天氣？天氣有什么作用和危害？如何科學(xué)預(yù)測天氣？這些都是學(xué)生在生活中可能會遇到的問題。

第32 屆大賽“探知風(fēng)云變幻，氣象服務(wù)生活——校園氣象觀測與探究”科技實踐活動[8] 便以氣象為對象，一方面在全校范圍內(nèi)開展氣象科普宣傳活動，如組織學(xué)生參觀氣象科普展覽、參與氣象知識競賽、編寫氣象觀察日記等；另一方面通過開展研究性學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生觀測校園氣象、撰寫氣象科技小論文等。這一系列的科技實踐活動讓學(xué)生更好地了解到利用先進(jìn)科技手段研究氣象的積極意義，讓氣象更好地服務(wù)于大眾的生活。

學(xué)生的衣食住行甚至學(xué)習(xí)與娛樂等方面都有值得深挖的科學(xué)知識，還表現(xiàn)出以人為中心的人文性。因此，以學(xué)生生活中的常見現(xiàn)象或問題為切入點，不僅能有效調(diào)動學(xué)生的直接經(jīng)驗，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)興趣，還能使得科技教育與人文教育有效融合。

四、引入現(xiàn)代科技，彰顯人類智慧

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，一些高技術(shù)領(lǐng)域也不斷取得新的突破，例如電子信息技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、生物技術(shù)、海洋技術(shù)、空間技術(shù)等都為我們帶來了巨大的福祉。人類的智慧不僅在于發(fā)展科學(xué)技術(shù)，提升自己的物質(zhì)和精神水平，更在于能夠用發(fā)展與批判的眼光看待科學(xué)技術(shù)，比如科學(xué)行為規(guī)范和技術(shù)倫理的出現(xiàn)進(jìn)一步規(guī)范了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。尤其是在科技進(jìn)步引發(fā)道德倫理糾紛的時代，亦可引入科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境之間交互關(guān)系所引發(fā)的一些具有爭議性的社會性科學(xué)議題，促進(jìn)學(xué)生科技品德的養(yǎng)成。因此，向?qū)W生引入現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，不僅可以引導(dǎo)學(xué)生思考科學(xué)問題，也能引導(dǎo)學(xué)生思考社會問題。

通過航天人員的不懈奮斗，我國空間技術(shù)已走在世界前列，讓我們的學(xué)習(xí)、工作和生活變得更加便利。第34 屆大賽“北斗走天下”科技實踐活動[9] 以空間技術(shù)最新成就“北斗”為對象，開展北斗科普課堂和講座、北斗航天科普知識競賽、“我身邊的北斗”科學(xué)調(diào)查、“北斗”主題征文評選、“北斗+ 人工智能應(yīng)用”創(chuàng)意設(shè)計比賽、“我的北斗夢”科幻畫等活動，緊密聯(lián)系前沿科技，在較高的起點上學(xué)習(xí)和使用我國最新的科技成果，既讓學(xué)生走近航天、了解航天，啟迪學(xué)生的航天夢想，又大大激發(fā)了學(xué)生的愛國主義熱情，感受到祖國的強大，以及現(xiàn)代科技給人類社會帶來的積極影響。

人工智能技術(shù)作為計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)的核心，已滲透到我們生活的各個角落，加快推進(jìn)我們邁入智能時代。第33 屆大賽“共享智慧，共育夢想——我與智能機器人共成長”科技實踐活動[7] 依托智能編程平臺，通過興趣課堂、主題講座、專題學(xué)習(xí)等方式，幫助學(xué)生進(jìn)行WER智能機器人程序編寫、VJC 智能控制程序設(shè)計、計算機常識等學(xué)習(xí)；通過模擬訓(xùn)練和小組競賽等方式，進(jìn)行WER 智能機器人控制實踐。此外，該活動還調(diào)查了人們無節(jié)制地濫用智能設(shè)備的現(xiàn)象：因沉迷手機、電腦和游戲機而造成的不思考、不運動、不勞動等不良習(xí)慣。這些活動都讓學(xué)生在學(xué)習(xí)智能知識、感受智能科技強大的同時，也深度思考科學(xué)技術(shù)的不當(dāng)使用為人們帶來的弊端，從而逐步學(xué)會從正反兩方面看待科學(xué)技術(shù)對社會影響。

在互聯(lián)網(wǎng)+ 大背景下，現(xiàn)代科技離學(xué)生并不遙遠(yuǎn)，學(xué)生可以通過各種渠道獲取科技熱點。讓學(xué)生接觸和學(xué)習(xí)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，有助于學(xué)生走進(jìn)科學(xué)、熱愛科學(xué)，在了解科技發(fā)展方向的同時理解科技發(fā)展引領(lǐng)社會進(jìn)步，社會要求制約科技發(fā)展。我們可以看到，借助現(xiàn)代科技引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待科學(xué)技術(shù)與社會的關(guān)系，既是科技人文融合創(chuàng)新教育的路徑，也是科技人文融合創(chuàng)新教育的目的所在。

五、總結(jié)

在科技文化與人文文化逐漸走向深度融合的時代，在教育領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行科技與人文融合的嘗試和創(chuàng)新勢在必行。通過分析3 屆創(chuàng)新大賽的十佳優(yōu)秀科技實踐活動典型案例，可探析實現(xiàn)科技人文融合創(chuàng)新教育的以上4 條路徑。需要強調(diào)的是，這4 條路徑并非并道而行，而是存在一定交集。如“探究‘武平客家百草’主題科技實踐活動”（第34 屆）既依托當(dāng)?shù)匕俨菟巶鹘y(tǒng)文化，又帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)自然研究和學(xué)習(xí)，將路徑1 和路徑2 相結(jié)合；“‘師生溯源，水韻姑蘇’師生紙電路創(chuàng)意編程設(shè)計活動”（第34 屆）采用“數(shù)字技術(shù)+ 傳統(tǒng)工藝”的形式，將姑蘇文化與智能編程技術(shù)結(jié)合，體現(xiàn)了路徑2 和路徑4 的結(jié)合；“珍愛生命，保護(hù)水源”科技實踐活動（第32 屆）既帶領(lǐng)學(xué)生深入河流湖泊等自然環(huán)境調(diào)查水質(zhì)量，又從現(xiàn)實生活角度探究水的用途和保護(hù)，體現(xiàn)了路徑1 和路徑3 的結(jié)合。因此，我們在開展科技人文融合創(chuàng)新教育時，可根據(jù)實際情況采取融合的多種路徑。

鄧波等學(xué)者認(rèn)為，科技與人文融合的實現(xiàn)途徑主要“以科技文化為主體，在其中融入人文因素；以人文文化為主體，讓科技回歸人文”[10]。具體到教育領(lǐng)域，路徑1 和路徑4 以科技文化（自然環(huán)境、現(xiàn)代科技）為切入點，凸顯其人文價值，屬于前者；路徑2 和路徑3以人文文化（傳統(tǒng)文化、現(xiàn)實生活）為切入點，在其中滲透科技運用，屬于后者。

不難看出，科技人文融合創(chuàng)新教育實際上是一種跨學(xué)科教育，整合了自然科學(xué)學(xué)科和人文社會學(xué)科的知識、過程、方法和精神。因此，不管是以科技文化為主體還是以人文文化為主體，不管是以上提到的哪一條路徑還是哪幾條路徑的結(jié)合，其本質(zhì)都是基于某個對象選取不同的視角挖掘其潛在的科技因素和人文因素，并將兩種因素在實踐活動中結(jié)合起來，以實現(xiàn)科技與人文的融合。

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（本文系國家社會科學(xué)基金一般項目“中小學(xué)STEM教育理論與本土實踐研究”（No.BHA180126）的研究成果）