科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育的價(jià)值向度與實(shí)踐路徑

張 正 嚴(yán),陳 霞 玲

(1.西南大學(xué) 科學(xué)教育研究中心,重慶 400715;2.西南大學(xué) 教師教育學(xué)院,重慶 400715;3.國家教育行政學(xué)院 教研部,北京 102617)

創(chuàng)新強(qiáng)則國運(yùn)昌,創(chuàng)新弱則國運(yùn)殆;青年興則國家興,青年強(qiáng)則國家強(qiáng)。黨的二十大報(bào)告明確指出教育、科技、人才是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。面對加快建設(shè)教育強(qiáng)國、科技強(qiáng)國、人才強(qiáng)國的目標(biāo)要求,我國中小學(xué)科學(xué)教育還存在著科學(xué)教育資源尚未有效整合、師資力量薄弱等問題,亟待加強(qiáng)和改進(jìn)[1]。

2023年5月,《教育部等十八部門關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》明確指出,“鼓勵和支持高校、科研院所建立激勵機(jī)制,引導(dǎo)科學(xué)家(科技工作者)研究和參與中小學(xué)科學(xué)教育”[2]。2023年7月,習(xí)近平總書記在給“科學(xué)與中國”院士專家代表回信中強(qiáng)調(diào),科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的重要基礎(chǔ)性工作,要帶動更多科技工作者支持和參與科普事業(yè),激發(fā)青少年崇尚科學(xué)、探索未知的興趣,促進(jìn)全民科學(xué)素質(zhì)的提高[3]?？萍脊ぷ髡邊⑴c中小學(xué)科學(xué)教育,已然是一個時(shí)代命題。本文將深入分析、探討科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育的價(jià)值向度與實(shí)踐路徑。

一、科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育的時(shí)代價(jià)值

(一)科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育是培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才的時(shí)代訴求

黨的二十大報(bào)告指出,必須堅(jiān)持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力,深入實(shí)施科教興國戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國戰(zhàn)略,完善科技創(chuàng)新體系,弘揚(yáng)科學(xué)家精神,培養(yǎng)造就大批德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)人才。在百年未有之大變局下,國際競爭日益激烈,而國際競爭的決定性因素是人才競爭,特別是科技人才競爭。當(dāng)前,我們比歷史上任何時(shí)期都更接近實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的宏偉目標(biāo),黨和國家事業(yè)發(fā)展對科技人才的需要比以往任何時(shí)候都更為迫切。培養(yǎng)源源不斷的科技人才,基礎(chǔ)教育至關(guān)重要。因?yàn)槲ㄓ信囵B(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心和熱愛,才能為科技創(chuàng)新人才的長遠(yuǎn)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)是科技創(chuàng)新的關(guān)鍵,這是教育界和科技界共同的責(zé)任,也是高等教育與基礎(chǔ)教育共同的使命。高等教育階段是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的關(guān)鍵時(shí)期,而基礎(chǔ)教育階段則是人才培養(yǎng)的“搖籃期”,因此基礎(chǔ)教育階段的重要性不容忽視。

2019年12月,經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)公布的2018年國際學(xué)生能力測試(PISA)結(jié)果顯示,“將來期望進(jìn)入科學(xué)相關(guān)行業(yè)”的美國學(xué)生比例為45%,而中國學(xué)生比例只有25%,還不及OECD國家32%的均值[4]。我國未來科技創(chuàng)新人才的儲備令人擔(dān)憂。習(xí)近平總書記在兩院院士大會上指出,“要讓科技工作成為富有吸引力的工作、成為孩子們尊崇向往的職業(yè)”[5]。新時(shí)代,基礎(chǔ)教育如何服務(wù)于科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng),從而推動科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?這一問題值得深入探討。面對時(shí)代的訴求,科技工作者不僅要積極投入科技事業(yè),而且還要參與中小學(xué)科學(xué)教育?？萍紕?chuàng)新、經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要科技創(chuàng)新人才,而科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)則需要科技工作者的參與。受科學(xué)發(fā)展觀、教育價(jià)值觀和國家政治導(dǎo)向的影響,科學(xué)教育目標(biāo)在不同歷史時(shí)期是發(fā)展變化的。當(dāng)前,我國正處于加快推進(jìn)創(chuàng)新型國家建設(shè)、世界科技強(qiáng)國建設(shè)的歷史進(jìn)程,培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才是我國當(dāng)前面臨的緊迫任務(wù)。在這個特殊的時(shí)期,我國應(yīng)該旗幟鮮明地提出科技后備人才培養(yǎng)目標(biāo),即科學(xué)教育不僅要培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)的公民,而且還要培養(yǎng)具有科學(xué)創(chuàng)造力的科學(xué)家,要實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)探究能力“雙提升”。科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育是新時(shí)代發(fā)展的需要。隨著新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育目標(biāo)的調(diào)整,中小學(xué)科學(xué)教育應(yīng)當(dāng)走一條“科教融合”之路,讓科學(xué)教育回歸科學(xué)生活、服務(wù)科技創(chuàng)新[6]。

(二)科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育是國家創(chuàng)新體系建設(shè)的組成部分

黨的二十大報(bào)告指出,要完善科技創(chuàng)新體系,提升國家創(chuàng)新體系整體效能。國家創(chuàng)新體系是由知識創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新相關(guān)的機(jī)構(gòu)和組織組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),從本質(zhì)上講是一個國家科學(xué)技術(shù)力量和人文社會科學(xué)力量相互影響、共同促進(jìn)的綜合體系[7]。建設(shè)國家創(chuàng)新體系,需要科技界與教育界的力量相互影響、共同促進(jìn)。建設(shè)國家創(chuàng)新體系要加強(qiáng)構(gòu)建統(tǒng)籌科技與教育的融合,推動“科教融合體制”的自我完善[8]。

科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育,有助于挖掘基礎(chǔ)教育階段的科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)潛力,在更為廣闊的開放格局下拓展科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)路徑,更好地培育青少年科技創(chuàng)新能力,進(jìn)一步推動國家科技創(chuàng)新體系建設(shè)。

國家創(chuàng)新體系是一種有關(guān)科技知識創(chuàng)新和應(yīng)用的制度安排,科技知識的傳播是通過國家創(chuàng)新體系各個組成部分之間的相互作用實(shí)現(xiàn)的[9]?？萍贾R不僅需要應(yīng)用于科技界和產(chǎn)業(yè)界,而且還需要在教育界傳播,更需要在中小學(xué)生中傳承,不斷豐富與創(chuàng)新?？萍脊ぷ髡?又稱科學(xué)技術(shù)工作者,是指在自然科學(xué)領(lǐng)域掌握相關(guān)專業(yè)的系統(tǒng)知識,從事科學(xué)技術(shù)的研究、傳播、推廣、應(yīng)用以及專門從事科技工作管理等方面的人員,主要包括科學(xué)技術(shù)研究人員、工程技術(shù)人員、農(nóng)業(yè)技術(shù)人員、衛(wèi)生技術(shù)人員和自然科學(xué)教學(xué)人員[10]?？萍脊ぷ髡邊⑴c中小學(xué)科學(xué)教育工作,其主要任務(wù)是促進(jìn)知識的傳承與創(chuàng)新。

(三)科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育是促進(jìn)科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手

黨的二十大報(bào)告指出,要辦好人民滿意的教育,加快建設(shè)高質(zhì)量教育體系,推進(jìn)科教融合。建設(shè)高質(zhì)量科學(xué)教育體系,要以科教融合育人為導(dǎo)向,提高多主體協(xié)同效能。

從歷史而言,科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育由來已久。早在1939年,貝爾納在其《科學(xué)的社會功能》一書中就用“科學(xué)教育”“培訓(xùn)科學(xué)家”兩章內(nèi)容探討了科學(xué)家與教育之間的相關(guān)問題。他指出,“我們需要建立一個積極從事科研的青年科學(xué)家和有經(jīng)驗(yàn)的科學(xué)教師組成的一個常設(shè)委員會,以便經(jīng)常檢查科學(xué)教學(xué),并且對教學(xué)不斷提出改進(jìn)意見并予以實(shí)行”[11]。

就學(xué)理來說,科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育,有利于中小學(xué)科學(xué)教育的改革與創(chuàng)新。教育系統(tǒng)是一個獨(dú)立而又開放的系統(tǒng),教育必然受到科技發(fā)展的制約,同時(shí)又直接或間接影響科技發(fā)展。因此,教育系統(tǒng)的獨(dú)立性是相對的,越是完善的教育系統(tǒng)越是與科技系統(tǒng)聯(lián)系緊密,教育系統(tǒng)必須與科技系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)和能量交換。中小學(xué)科學(xué)教育是基礎(chǔ)教育的重要組成部分。中小學(xué)科學(xué)教育系統(tǒng)的良性發(fā)展,特別需要與科技系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換?？萍脊ぷ髡邊⑴c中小學(xué)科學(xué)教育,有利于教師終身學(xué)習(xí)、青少年創(chuàng)造性學(xué)習(xí)體系的構(gòu)建。培養(yǎng)科技創(chuàng)新人才要從早期開始著手,既要重視創(chuàng)造性思維的培養(yǎng),也要注重促進(jìn)創(chuàng)造性人格的形成[12]。中小學(xué)科學(xué)教育不僅需要夯實(shí)學(xué)生的知識基礎(chǔ),還應(yīng)激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的崇尚之情和對未知世界的探索興趣,培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維能力。這些工作的開展,需要科技工作者的參與,科技工作者也大有可為。

總而言之,科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育,是圍繞“創(chuàng)新型國家建設(shè)”“科技強(qiáng)國建設(shè)”和“科教興國戰(zhàn)略”任務(wù),強(qiáng)化基礎(chǔ)教育階段的“科教融合”,拓展中小學(xué)科學(xué)教育途徑,促進(jìn)基礎(chǔ)教育高質(zhì)量服務(wù)科技創(chuàng)新人才培養(yǎng),夯實(shí)科技創(chuàng)新的根基,推動教育、科技、人才三位一體協(xié)同發(fā)展的重要舉措。

二、科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育的基本取向

中小學(xué)科學(xué)教育是一項(xiàng)系統(tǒng)工作,需要多方力量共同推進(jìn)?？萍脊ぷ髡邊⑴c中小學(xué)科學(xué)教育,可以為中小學(xué)科學(xué)教育內(nèi)容、培養(yǎng)模式、發(fā)展方向提供指導(dǎo)性建議。

科技工作者作為參與科學(xué)教育的重要利益相關(guān)者,與其他利益相關(guān)者(中學(xué)科學(xué)教師、科學(xué)教育專家、中學(xué)生)相比,具有以下優(yōu)勢:首先,科技工作者對科學(xué)的本質(zhì)有著更加深刻的理解;其次,科技工作者對某一自然科學(xué)領(lǐng)域的理解,擁有知識面廣、創(chuàng)新性強(qiáng)的明顯優(yōu)勢[13]。科技工作者參與中小學(xué)生科學(xué)教育實(shí)踐,是為了讓中小學(xué)生更真實(shí)地了解某一科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀,增強(qiáng)學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解。

科學(xué)教育作為科學(xué)知識傳承以及科學(xué)素養(yǎng)提升的重要途徑,無法回避對文化的深入探究[14]。馬林洛夫斯基認(rèn)為文化包括物質(zhì)的、精神的和社會的三個層面[15]?？萍脊ぷ髡邊⑴c中小學(xué)科學(xué)教育,不僅要傳播科學(xué)知識,而且還要培養(yǎng)科學(xué)精神。

科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育,著眼于基礎(chǔ)教育階段科技創(chuàng)新人才培養(yǎng),旨在增強(qiáng)中小學(xué)生的科學(xué)技術(shù)從業(yè)意愿,營造熱愛科學(xué)、崇尚科學(xué)的社會氛圍,提升青少年的科技創(chuàng)新能力;推動科教融合,促進(jìn)基礎(chǔ)教育高質(zhì)量發(fā)展,服務(wù)科技創(chuàng)新,夯實(shí)科技創(chuàng)新的根基。因此,新時(shí)代科技工作者參與中小學(xué)教育的價(jià)值追求應(yīng)當(dāng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

(一)改善青少年心目中的科學(xué)家形象

科學(xué)家形象是社會公眾對科學(xué)家這一職業(yè)群體的集體畫像,主要包括刻板印象和認(rèn)知期待?？茖W(xué)家形象既可指科學(xué)家的姿態(tài)、外貌等外在特征,也可以指科學(xué)家的性格等內(nèi)在特征。青少年心目中的科學(xué)家形象是指:青少年根據(jù)自己的認(rèn)識與評價(jià)尺度,對科學(xué)家群體形成的印象、評價(jià)和態(tài)度[16]。

青少年對科學(xué)家存在刻板印象。由于人們?nèi)狈δ骋惶囟ㄈ后w的了解,很少直接接觸該群體從而導(dǎo)致刻板印象[17]。1957年,Mead等研究者最早開展科學(xué)家形象研究。在他們的研究中,典型的科學(xué)家被描述為聰明、有耐心、有獻(xiàn)身精神的中年男子,具有超越常人的能力,把自己的生命獻(xiàn)給了公眾利益,放棄了金錢和名譽(yù)[18]。

與國外類似,我國青少年心目中的科學(xué)家也存在著刻板印象,不少學(xué)生認(rèn)為:科學(xué)家一般為男性,他們發(fā)型怪異,佩戴眼鏡,不修邊幅,穿實(shí)驗(yàn)室制服,從事室內(nèi)工作等[19]。從認(rèn)知、情感特征看,青少年認(rèn)為科學(xué)家智商高、情商一般,與對科學(xué)家的評價(jià)相比,青少年肯定自己的情商,卻對智商不夠自信[16]。流行文化中塑造的關(guān)于科學(xué)家“書呆子”式的刻板印象普遍存在于中國公眾頭腦中,其刻板化程度明顯高于美國等發(fā)達(dá)國家[20]。

Daniel認(rèn)為,刻板印象可能是由于外部來源的信息形成的,該信息可以通過直接接觸獲得,也可以從政治、文化、教育等渠道獲得,還可以從其他外群體中獲得[21]。青少年很少有機(jī)會能夠直接接觸到科學(xué)家,主要靠媒體宣傳等方式獲取信息,這可能是造成青少年對科技工作者產(chǎn)生刻板印象的原因之一。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的現(xiàn)代,青少年往往是通過間接媒介如教科書、影視、科幻作品等的影響來構(gòu)建一個符合自己認(rèn)知的科技工作者的形象。他們很少有機(jī)會真正接觸實(shí)際從事科學(xué)技術(shù)研究的科學(xué)家、科技工作者,缺乏對其認(rèn)知、情感、工作和生活狀態(tài)的了解,因此會形成單一、刻板的印象,但這樣的形象與其真實(shí)性往往大打折扣。要減少“傳聲筒”對信息的損耗,最好的辦法就是省去“傳聲筒”?？萍脊ぷ髡邊⑴c中小學(xué)科學(xué)教育便是省去“傳聲筒”的最佳方式之一,讓青少年通過與科技工作者的實(shí)際接觸,對科學(xué)家的真實(shí)形象的認(rèn)知不再局限于以往間接媒體所塑造的方面,而是從多方面增進(jìn)對科學(xué)家的了解,最終在心中建立一個更加立體化的科學(xué)家形象。

現(xiàn)有的研究表明:讓科技工作者參與到青少年的科學(xué)教育中,可以幫助學(xué)生改善對科學(xué)家的刻板印象。例如Flick利用夏令營、學(xué)校演講等形式,讓學(xué)生與科學(xué)家進(jìn)行全方位的接觸,從而了解科學(xué)家以及他們的日常工作。他們的研究結(jié)果都表明,科學(xué)家的學(xué)校訪問和他們在學(xué)校的講座積極地影響著青少年對科學(xué)和科學(xué)家的看法[22]。Scherz等人在研究中設(shè)計(jì)了一個名為“科學(xué)技術(shù)調(diào)查”(Investigation Of Science and Technology,簡稱IST)的活動項(xiàng)目。在參與IST活動之前,學(xué)生對科學(xué)的認(rèn)識是比較消極的,認(rèn)為科學(xué)是表面的、不真實(shí)的,甚至是荒謬的、錯誤的。通過參與IST調(diào)查活動,學(xué)生對科學(xué)技術(shù)的認(rèn)識和態(tài)度產(chǎn)生了積極的變化,對科學(xué)家的印象在3個維度上也發(fā)生了改變。在“認(rèn)知維度”,學(xué)生眼中的科學(xué)家形象由膚淺、模糊變得準(zhǔn)確;在“知覺維度”,由刻板變得理性、坦率;在“情感維度”,由消極印象變成積極印象。通過此次活動,學(xué)生對科學(xué)家的刻板印象發(fā)生了積極的改變,如“他們中的大部分為女性科學(xué)家,這跟電視里看到的不一樣。我們看到了那些人也有家庭,其中一位還帶著她的女兒,這完全改變了我的看法”[23]。

科技工作者不僅在學(xué)術(shù)和技術(shù)方面具有專業(yè)知識和能力,還具有創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)合作能力和社會責(zé)任感等優(yōu)秀品質(zhì)。因此,科技工作者要注重與學(xué)生互動,引導(dǎo)和幫助學(xué)生了解科學(xué)家的工作和生活方式,認(rèn)識到科學(xué)家是懷揣夢想、充滿探索精神的人群,從而改變學(xué)生對科學(xué)家的刻板印象,激發(fā)學(xué)生對科學(xué)家的敬佩之情。

(二)增強(qiáng)青少年的科學(xué)從業(yè)意愿

青少年是未來科技事業(yè)持續(xù)發(fā)展的主力軍,是科技勞動力市場的潛在供應(yīng)者和國家科技人才儲備的重要來源。他們對科學(xué)技術(shù)的興趣和科學(xué)技術(shù)職業(yè)的從業(yè)意愿,直接影響到國家的科技人力資源儲備,提升青少年的科學(xué)從業(yè)意愿具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。石長慧等研究者發(fā)現(xiàn),中小學(xué)生雖然對科學(xué)職業(yè)給予了積極的評價(jià),但其從事科學(xué)職業(yè)的意愿不強(qiáng)。小學(xué)生中想當(dāng)科學(xué)家的比例為14.7%,初中生中想當(dāng)科學(xué)家的比例為5.5%[24]。隨著年齡的增長,越來越多的中學(xué)生說他們不想成為科學(xué)家,想成為科學(xué)家的女生人數(shù)明顯少于男生[25]。青少年的科學(xué)從業(yè)意愿不強(qiáng)是一個需要解決的復(fù)雜問題。

社會認(rèn)知職業(yè)理論(Social Cognitive Career Theory,SCCT)強(qiáng)調(diào),外界環(huán)境因素可以通過影響個體的自我效能感和結(jié)果預(yù)期進(jìn)一步影響職業(yè)選擇[26]?！翱茖W(xué)職業(yè)期望”是指學(xué)生想象自己在某種程度上扮演的角色和通過擁有的科學(xué)相關(guān)資源,來感知科學(xué)職業(yè)是否是可實(shí)現(xiàn)的[27]。自我效能感會驅(qū)動興趣發(fā)展,進(jìn)而激發(fā)職業(yè)期望,學(xué)生更有可能對自己能力和表現(xiàn)較好的職業(yè)感興趣,而不太可能被自己信心不足的職業(yè)所吸引。許多研究表明,科學(xué)自我效能感與科學(xué)職業(yè)期望呈正相關(guān)[28-29],是影響青少年科學(xué)從業(yè)意愿的重要因素。

學(xué)生不愿選擇科學(xué)專業(yè)的常見原因可能是認(rèn)為自己沒有能力去勝任科學(xué)家的角色,無法將自己想象成科學(xué)家,科學(xué)認(rèn)同感不夠強(qiáng)烈。學(xué)生對科學(xué)家的認(rèn)識來源于家庭和學(xué)校教育以及社會層面的大眾傳媒。教科書和大眾傳媒中的科學(xué)家形象,往往是不計(jì)報(bào)酬、無私奉獻(xiàn)、只求付出的形象,或者是廢寢忘食、不眠不休工作的勞模。這對學(xué)生愛國主義情懷的培養(yǎng)來說必不可少,是養(yǎng)成學(xué)生良好態(tài)度和高尚品德的基礎(chǔ)。但如果只是展現(xiàn)科學(xué)家辛苦付出的一面,在激發(fā)學(xué)生崇敬之情的同時(shí),也許會給學(xué)生帶來一種“高不可攀”的疏離感,甚至是“與我無關(guān)”的隔離感。學(xué)生僅靠少量的媒體報(bào)道和教科書提到的科學(xué)家事跡就形成了他們的“擇業(yè)信息差”,導(dǎo)致部分學(xué)生不知道如何選擇職業(yè),或者有向往的職業(yè)但不知是否適合自己。Wyss和Heulskamp等研究表明,如果未把技能、資格、要求和就業(yè)前景等相關(guān)信息明確地呈現(xiàn)給學(xué)生,學(xué)生可能對科學(xué)相關(guān)職業(yè)不感興趣,科學(xué)自我效能感會大大降低[30]。

科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育,要注重拓寬學(xué)生對科學(xué)職業(yè)的認(rèn)知途徑,引導(dǎo)學(xué)生崇尚科學(xué)精神、樹立科學(xué)理想,進(jìn)而對科學(xué)職業(yè)產(chǎn)生向往。通過與科技工作者的互動,學(xué)生能夠了解到科學(xué)工作的真實(shí)情況,包括創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性和成就感。科技工作者的參與要注重向?qū)W生展示科學(xué)職業(yè)的多樣性,包括科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)、技術(shù)創(chuàng)新等不同領(lǐng)域。他們的親身經(jīng)歷和故事能夠幫助學(xué)生了解科學(xué)工作的不同領(lǐng)域,激發(fā)學(xué)生對不同科學(xué)領(lǐng)域的興趣。他們通過分享自己的經(jīng)驗(yàn)和成就,激發(fā)學(xué)生對科學(xué)事業(yè)的興趣和熱情,讓學(xué)生意識到從事科學(xué)工作可以為社會作出重要貢獻(xiàn),進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)從業(yè)意愿。有研究表明,無論是短期還是長期研究,科技工作者參與教育實(shí)踐,對增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)從業(yè)意愿都有著積極作用[31]。

科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育,要注重為學(xué)生提供更多有關(guān)科學(xué)家及科學(xué)相關(guān)職業(yè)的信息,減少在科學(xué)家的形象宣傳過程中所形成的“擇業(yè)信息差”,增加學(xué)生了解科學(xué)家和科學(xué)相關(guān)職業(yè)的機(jī)會。如:帶領(lǐng)學(xué)生到中國科學(xué)院等科研院所實(shí)地參觀,了解一線科研工作者真實(shí)的工作環(huán)境和工作狀態(tài);帶領(lǐng)學(xué)生在公眾開放日深入到國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,和那些承擔(dān)著國家重大科研任務(wù)的科學(xué)家們深入地溝通求教,幫助學(xué)生理解科學(xué)家們對科研工作的熱愛和堅(jiān)守在科研崗位的動力。

實(shí)踐表明,一線科研人員和科普志愿者通過線下實(shí)地開展科普活動等方式,向青少年講述科研人員真實(shí)工作和心路歷程,可以最大程度地激發(fā)孩子們對科學(xué)家職業(yè)的興趣。比如中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所的科普志愿者團(tuán)隊(duì)依托外場試驗(yàn)環(huán)境及條件,連續(xù)多年開展科普援青、援疆支部共建等系列活動。每年全國科普日期間,送科普大禮包到青海。實(shí)驗(yàn)室開放日也曾邀請青海省的藏族小朋友來研究所實(shí)地參觀。在這一系列科普活動中,科技工作者作為重要參與者,為青少年提供真實(shí)的科學(xué)互動體驗(yàn),從某種程度上也提高了這些孩子們未來從事科學(xué)家的意愿[32]。

(三)弘揚(yáng)科學(xué)家精神

黨的二十大報(bào)告指出:“培育創(chuàng)新文化,弘揚(yáng)科學(xué)家精神,涵養(yǎng)優(yōu)良學(xué)風(fēng),營造創(chuàng)新氛圍?！盵33]科學(xué)家精神包括“胸懷祖國、服務(wù)人民的愛國精神,勇攀高峰、敢為人先的創(chuàng)新精神,追求真理、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的求實(shí)精神,淡泊名利、潛心研究的奉獻(xiàn)精神,集智攻關(guān)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的協(xié)同精神,甘為人梯、獎掖后學(xué)的育人精神”[33]。

科技要發(fā)展,精神要傳承。當(dāng)前中小學(xué)生中流行的“追星文化”“飯圈文化”,使得在中小學(xué)生中弘揚(yáng)科學(xué)家精神變得緊迫。在中小學(xué),大力弘揚(yáng)科學(xué)家精神,成為新時(shí)代賦予教育工作者乃至全社會的光榮而艱巨的歷史使命。因此,推動“科學(xué)家精神進(jìn)校園、進(jìn)課堂、進(jìn)頭腦”[34],實(shí)施“科學(xué)家(精神)進(jìn)校園行動”[2],培育一大批具備科學(xué)家潛質(zhì)的青少年群體,在全社會倡導(dǎo)科學(xué)精神,已經(jīng)成為建設(shè)高質(zhì)量科學(xué)教育體系的重要組成部分。

社會學(xué)習(xí)理論把行為、個體和環(huán)境看作是相互影響而連接在一起的一個系統(tǒng)[35],認(rèn)為個人和環(huán)境是緊密相連的,進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了環(huán)境對青少年自我發(fā)展的積極作用。通過觀察學(xué)習(xí),會發(fā)現(xiàn)榜樣的力量是無窮的,盡管可能存在延遲匹配的現(xiàn)象。榜樣力量的引領(lǐng)作用對培養(yǎng)青少年的科學(xué)精神具有積極作用。從我國中小學(xué)科學(xué)教育的發(fā)展來看,當(dāng)前我國中小學(xué)科學(xué)教育需要科技工作者的參與,形成“榜樣”示范。我國發(fā)展科學(xué)教育,有著不同于西方發(fā)達(dá)國家的歷史背景。西方國家在“自然哲學(xué)”的洗禮下有著悠久的科學(xué)發(fā)展歷史,科學(xué)思維發(fā)展較為充分。我國出現(xiàn)的“李約瑟難題”源于我國哲學(xué)、科學(xué)文化思想史上并沒有發(fā)生一場從傳統(tǒng)科學(xué)思維轉(zhuǎn)向現(xiàn)代科學(xué)形態(tài)的深層次革命[36]。在科技強(qiáng)國和創(chuàng)新型國家建設(shè)的背景下,當(dāng)前需要科技工作者引領(lǐng)一場思想文化上的革命。因此,我國中小學(xué)科學(xué)教育,不僅要傳播科學(xué)文化知識,而且還要弘揚(yáng)科學(xué)家精神,促進(jìn)“科學(xué)家精神進(jìn)校園、進(jìn)課堂、進(jìn)頭腦”。

科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育,在弘揚(yáng)科學(xué)家精神的過程中,要注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。這將為他們的未來學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并促使他們成為有創(chuàng)造力和影響力的未來科學(xué)家和創(chuàng)新者。伍新春等人的研究表明,如果對科學(xué)家故事進(jìn)行羅列與呈現(xiàn),會讓學(xué)生神圣化科學(xué)家,會讓學(xué)生覺得科學(xué)事業(yè)遙不可及[37]。因此,科技工作者在參與中小學(xué)科學(xué)教育過程中應(yīng)注重真實(shí)還原科技工作者的成長過程,特別是經(jīng)歷失敗和挫折以后取得成功的過程以及經(jīng)歷了眾多實(shí)驗(yàn)以后仍然未能有所發(fā)現(xiàn)的過程,在這個過程中凸顯科技工作者的某些人格特征,如堅(jiān)持不懈,膽大心細(xì)等?？萍脊ぷ髡呖梢酝ㄟ^自身經(jīng)歷和故事激勵學(xué)生堅(jiān)持不懈、克服困難。他們可以分享在研究過程中遇到的問題和挑戰(zhàn),以及如何尋找解決方案和克服困難的經(jīng)驗(yàn)。這樣的經(jīng)歷將培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持不懈的精神,讓他們在面對學(xué)習(xí)難題和未來的挑戰(zhàn)時(shí)不輕言放棄。

(四)培養(yǎng)青少年的跨學(xué)科實(shí)踐能力

黨和國家一直高度重視創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作。2021年,習(xí)近平總書記在中央人才工作會議上提出“深入實(shí)施新時(shí)代人才強(qiáng)國戰(zhàn)略,加快建設(shè)世界重要人才中心和創(chuàng)新高地”的戰(zhàn)略目標(biāo)[38]。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,科教融合對于創(chuàng)新人才培養(yǎng)具有重要作用。在理論與實(shí)踐的演變歷程中,科教融合的核心要義是:以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才為目標(biāo),以基于研究的學(xué)習(xí)為抓手,充分發(fā)揮科研的育人功能,推動科研活動與教學(xué)活動相輔相成[39]。

科技工作者基于其身份特殊性,從事著知識創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)展的重要工作,擁有豐富且系統(tǒng)的知識。他們不僅在理論上擁有不同領(lǐng)域的知識,同時(shí)也在實(shí)踐中綜合運(yùn)用這些知識。根據(jù)科教融合的核心要義,科技工作者應(yīng)充分發(fā)揮“科研育人”功能,推動科研活動與教學(xué)活動相輔相成。因此,當(dāng)科技工作者參與進(jìn)中小學(xué)科學(xué)教育時(shí),能夠促進(jìn)科研活動與教學(xué)活動緊密相連,能夠?yàn)閷W(xué)生們提供一個直觀的展示平臺,能夠切實(shí)向?qū)W生展示科學(xué)知識在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。比如,北京科技教育創(chuàng)新研究院物理名師工作室集聚了中國科學(xué)院院士、大學(xué)教授、中學(xué)名校長、教研員、種子教師等優(yōu)秀人才,以北京科學(xué)中心為研發(fā)基地,開發(fā)了“設(shè)計(jì)蹦極繩索”“設(shè)計(jì)智能家居”等課例,引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣解決問題、設(shè)計(jì)創(chuàng)造[40]。通過不同科技工作者介紹他們在解決實(shí)際問題與改善人類生活方面的努力和成就,學(xué)生能夠認(rèn)識到科學(xué)的實(shí)用性和社會影響力,并認(rèn)識到科學(xué)研究的“綜合性”和“跨學(xué)科”特點(diǎn)。

科技工作者與科學(xué)教師的明顯不同之處在于中學(xué)階段的科學(xué)教師主要教授物理、化學(xué)、生物等學(xué)科。一線中學(xué)科學(xué)老師擅長學(xué)科教學(xué),但在跨學(xué)科實(shí)踐方面存在不少困難。他們?nèi)狈茖W(xué)實(shí)踐的經(jīng)歷,對科學(xué)本質(zhì)的理解相對有限,其實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力特別是跨學(xué)科教學(xué)、探究式教學(xué)方面的能力較弱,很難培養(yǎng)出具有較高科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新意識的學(xué)生[37]。而科技工作者通常具備更為豐富的跨學(xué)科的知識背景和技能,他們的參與可以促進(jìn)科學(xué)教育與其他學(xué)科的交叉融合,更有利于當(dāng)前中小學(xué)科學(xué)教育中正在推動的“跨學(xué)科實(shí)踐”教學(xué)的開展和實(shí)施。例如,美國卡耐基梅隆大學(xué)機(jī)器人研究所(The Robotics Institute,Carnegie Mellon University)研制的Arts &Bots,這是一個基于工藝技術(shù)的機(jī)器人制作程序,旨在提高幼兒園到12年級(K-12)階段學(xué)生的表達(dá)能力和創(chuàng)造能力[41]?？萍脊ぷ髡叩慕槿?不僅能夠運(yùn)用跨學(xué)科理念解決問題,同時(shí)也能結(jié)合多領(lǐng)域知識進(jìn)行實(shí)踐。在無形之中也會對中小學(xué)科學(xué)教師產(chǎn)生一定的影響,促使一線科學(xué)教師提升自我能力。因此,在中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐活動中,科技工作者要注重與中小學(xué)教師合作,開展跨學(xué)科的項(xiàng)目研究和探索,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。此外,科技工作者為教師提供實(shí)際科學(xué)研究的案例和經(jīng)驗(yàn),為課堂教學(xué)帶來科學(xué)研究前沿信息。

科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育,要讓青少年直觀地感受到科學(xué)家們在解決跨學(xué)科問題時(shí)對于不同學(xué)科知識整合和創(chuàng)新實(shí)踐的能力?？萍脊ぷ髡咭⒅貫榍嗌倌杲鉀Q跨學(xué)科問題提供經(jīng)驗(yàn),激發(fā)青少年對跨學(xué)科問題的探索興趣,直接或間接地指導(dǎo)青少年對跨學(xué)科實(shí)踐問題的探討,培養(yǎng)青少年在跨學(xué)科實(shí)踐中的創(chuàng)新能力、知識整合能力、問題解決能力。同時(shí),科技工作者要注重一線教學(xué)與科學(xué)前沿的對接,推動科學(xué)教育的質(zhì)量提升和內(nèi)容更新,助推中小學(xué)跨學(xué)科實(shí)踐活動的開展,促進(jìn)學(xué)生跨學(xué)科實(shí)踐能力的提升。

三、科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育的實(shí)踐路徑

從國內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看,科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育的實(shí)踐路徑包括:參與中小學(xué)科學(xué)教育政策制定、科學(xué)教材建設(shè)、科學(xué)教師培訓(xùn)、科學(xué)教育實(shí)踐活動、科學(xué)教育評估等。我國科技工作者應(yīng)積極參與中小學(xué)科學(xué)教育政策制定、中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐活動以及中小學(xué)科學(xué)教師培訓(xùn)。

(一)參與中小學(xué)科學(xué)教育政策制定

參與中小學(xué)科學(xué)教育政策制定,主要由科技工作者的杰出代表科學(xué)家來實(shí)現(xiàn)?？茖W(xué)家(科技工作者)具備高深的科學(xué)技術(shù)知識,在參與政策制定的過程中,扮演著重要的專家角色?？茖W(xué)家對科學(xué)教育政策制定有重要影響?？茖W(xué)教育的政策制定過程是一個艱難的過程?？茖W(xué)家往往對最高層次的決策和政策制定產(chǎn)生影響。科技工作者在科學(xué)教育政策制定中的貢獻(xiàn),主要是基于他們個人的觀點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)[42]?？茖W(xué)家對科學(xué)教育的評價(jià)和批評具有相當(dāng)大的權(quán)威性,從而引領(lǐng)改革的方向[43]。科學(xué)家作為外援性力量的介入可以最大限度上打破僵化機(jī)構(gòu)自身衍生出來的制度惰性。科學(xué)家的介入會讓原有的教育政策制定共同體避免陷入同質(zhì)的退化狀態(tài),并時(shí)刻處于一種有活力的狀態(tài)。因此,應(yīng)該尊重科學(xué)家,讓科學(xué)家作為利益相關(guān)者參與科學(xué)教育政策的制定[44]。

科學(xué)家參與科學(xué)教育政策制定在國內(nèi)外都是一個既成事實(shí)。從20世紀(jì)60年代起,美國科技界人士就以多種模式參與美國的中小學(xué)科學(xué)教育改革[45]。國外科技工作者在科學(xué)教育政策制定的過程中發(fā)揮了積極作用。美國科學(xué)家通過國家研究理事會(NRC)組成研究委員會,參與了《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的政策制定[46]。英國皇家學(xué)會通過選派科技工作者代表參與政府的重大教育政策決策、應(yīng)政府和議會的要求進(jìn)行專題咨詢、發(fā)表自主立項(xiàng)的政策研究報(bào)告3種方式參與科學(xué)教育政策制定[47]。

我國科學(xué)家參與中小學(xué)科學(xué)教育政策的制定由來已久。從1950年起,我國就有德高望重的科學(xué)家以校訂、顧問等角色間接參與“中小學(xué)理科教學(xué)大綱(課程標(biāo)準(zhǔn))”的制定。例如:1950年《物理精簡綱要(草案)》,就是經(jīng)時(shí)任中國科學(xué)院辦公廳主任兼應(yīng)用物理研究所所長的嚴(yán)濟(jì)慈先生校訂的[48];2007年4月,教育部再次啟動義務(wù)教育各科課程標(biāo)準(zhǔn)修訂工作,經(jīng)中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會推薦,科學(xué)家直接參與了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、科學(xué)等學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)修訂[49]。在歷史上,我國科學(xué)家參與中小學(xué)理科課程標(biāo)準(zhǔn)制定的模式依次出現(xiàn)了借力模式、閥門模式、外壓模式、內(nèi)參模式[50]。

(二)參與中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐活動

科學(xué)教育實(shí)踐活動是豐富中小學(xué)科學(xué)教育形式、提升中小學(xué)科學(xué)教育質(zhì)量的重要途徑之一。同樣,科技工作者也可以參與中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐活動?？萍脊ぷ髡吣軌蚶米陨砜萍假Y源聯(lián)合中小學(xué)進(jìn)行共同教研,實(shí)現(xiàn)中小學(xué)科學(xué)教育的創(chuàng)新和質(zhì)量提升。具體而言,科技工作者可以通過科研項(xiàng)目、學(xué)生參訪科研機(jī)構(gòu)、科技工作者參訪中小學(xué)、夏令營、科技節(jié)等形式,參與中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐。

帶領(lǐng)中小學(xué)學(xué)生參加科研項(xiàng)目是科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐活動的一種重要形式。近年來,Gibson[51]、Scherz[23]、Eijck[52]等的實(shí)證研究表明:以項(xiàng)目的形式,將中小學(xué)學(xué)生帶到大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)和工廠,與科技工作者面對面接觸,進(jìn)行課題研究后,學(xué)生對科學(xué)技術(shù)的認(rèn)識和態(tài)度產(chǎn)生了積極的變化。周娜的研究發(fā)現(xiàn),中小學(xué)學(xué)生去大學(xué)科研實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)經(jīng)歷對他們心中科學(xué)家的刻板印象能夠產(chǎn)生顯著的改善,同時(shí)還可以增加學(xué)生對科學(xué)家本人及其工作環(huán)境的了解,對他們的科學(xué)從業(yè)意愿產(chǎn)生積極影響[53]。

中小學(xué)學(xué)生參訪科研機(jī)構(gòu)是科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)踐活動的常見形式。例如有研究者組織了一次參觀一所土耳其大學(xué)自給自足的太陽房和大學(xué)物理博物館的活動。這次活動使學(xué)生能夠與不同性別和背景的科學(xué)家交流,并看到科學(xué)家真實(shí)的工作環(huán)境。參觀過程中,科學(xué)家鼓勵學(xué)生提出問題,學(xué)生的問題內(nèi)容多集中于科學(xué)家的職業(yè)發(fā)展和個人生活等方面。此次活動,給予了學(xué)生們近距離接觸科技工作者的機(jī)會,使學(xué)生有機(jī)會了解科技工作者的科學(xué)研究方向和個人興趣,并了解他們的日常生活,打破了科技工作者“高不可攀”的刻板印象[54]。

當(dāng)前,國內(nèi)一些高校的科技工作者與中小學(xué)進(jìn)行了合作,打造了豐富多彩的中小學(xué)科學(xué)項(xiàng)目化課程。如:南京理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)小學(xué)的“鐘山少年科學(xué)院”與南京理工大學(xué)深度合作,推出了“田園一號”衛(wèi)星項(xiàng)目化課程,讓科技工作者基于中小學(xué)生情智發(fā)展進(jìn)行航天教育[55];北京科技大學(xué)教師也在附小開設(shè)科學(xué)類課程,附小學(xué)生的科學(xué)課堂也“開進(jìn)”了大學(xué)校園,兩所學(xué)校的教師團(tuán)隊(duì)還會共同開發(fā)科學(xué)教學(xué)資源、制作科學(xué)教具,實(shí)現(xiàn)了“大手牽小手”,共享優(yōu)質(zhì)教育資源[56]。又如在一次活動中,科技工作者被邀請進(jìn)入學(xué)校和學(xué)生交流。被邀請的這位科技工作者向?qū)W生們展示了她與朋友和家人的照片,并描述了自己的職業(yè)生涯,回答了學(xué)生的問題。通過這次活動,學(xué)生不僅了解了這位科技工作者的科學(xué)研究,還了解了她的日常生活,并認(rèn)識到科技工作者也有社會生活和愛好,比如像普通人一樣做運(yùn)動或去劇院[54]。

此外,夏令營作為一項(xiàng)課外活動對于提升中小學(xué)生的科學(xué)興趣至關(guān)重要。通過夏令營模式,學(xué)生可以參觀當(dāng)?shù)馗咝?shí)驗(yàn)室并與科學(xué)家面對面交流,加深其對科學(xué)家及其從事的科學(xué)研究的了解。一項(xiàng)研究表明,持續(xù)兩周的工程科學(xué)夏令營,有利于培養(yǎng)中學(xué)生對于工程學(xué)的積極態(tài)度[57]。夏令營的主要目的是讓學(xué)生近距離接觸科技工作者的生活和工作,深入了解科學(xué)研究的過程和科學(xué)家的工作環(huán)境,給學(xué)生帶來積極的學(xué)習(xí)體驗(yàn),提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過實(shí)地參觀并與科學(xué)家進(jìn)行互動,學(xué)生更深入地了解科學(xué)研究的過程和科學(xué)家的工作環(huán)境,改善對科學(xué)家的刻板印象,增加對科學(xué)家真實(shí)生活的認(rèn)知。夏令營除了能改善學(xué)生對科學(xué)家的刻板印象外,對增強(qiáng)科學(xué)從業(yè)意愿也有著積極意義。例如,有研究發(fā)現(xiàn)參加科技夏令營的初中生到了高中后選擇科技相關(guān)職業(yè)的比例高于未參與的學(xué)生[51]。

(三)參與中小學(xué)科學(xué)教師培訓(xùn)

在建設(shè)教育強(qiáng)國、科技強(qiáng)國和人才強(qiáng)國的新時(shí)代,為推動高質(zhì)量科學(xué)育體系的建設(shè),培養(yǎng)高質(zhì)量拔尖創(chuàng)新人才,培養(yǎng)高質(zhì)量科學(xué)教師隊(duì)伍成為社會各界關(guān)注的熱點(diǎn)。教育部積極建立協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制,借助科技界的專業(yè)優(yōu)勢和資源優(yōu)勢提升教師科學(xué)素養(yǎng)[58]。例如:2022年5月,《教育部辦公廳關(guān)于加強(qiáng)小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)的通知》提出“創(chuàng)新小學(xué)科學(xué)教師培養(yǎng)協(xié)同機(jī)制”,明確指出鼓勵中國科學(xué)院、中國工程院下轄單位相關(guān)專家到師范院校兼職,加強(qiáng)師范院校之間的協(xié)同,合作培養(yǎng)小學(xué)科學(xué)教師[59]。2022年10月,中國科學(xué)院與教育部共同合作,開展了“全國科學(xué)教育暑期學(xué)校”中小學(xué)教師培訓(xùn),該培訓(xùn)有19位院士和200多位科技、教育專家參與其中,是一項(xiàng)培訓(xùn)規(guī)模大、層次高、示范性強(qiáng)的中小學(xué)教師培訓(xùn)活動,在拓寬科學(xué)視野、普及科學(xué)知識、培養(yǎng)科學(xué)興趣、提高實(shí)踐能力、提高教師科學(xué)素養(yǎng)方面發(fā)揮著重要的作用[60]。

歐美先行國家科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教師培訓(xùn)的典型案例,對我國開展相關(guān)工作有一定的啟示。例如:美國國家科學(xué)基金會(NSF)、美國科學(xué)促進(jìn)會等政府和社會組織通過項(xiàng)目的形式促進(jìn)科技工作者參與中小學(xué)教師培訓(xùn)。例如安排K-12科學(xué)教師到獲得NSF資助的科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)室中去學(xué)習(xí),并鼓勵教師直接接觸當(dāng)代科學(xué)研究方法和最新科技成就,有效地融合了科研與教育[61]。值得注意的是,美國社會機(jī)構(gòu)在促進(jìn)科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教師培訓(xùn)也起到了積極作用。例如,由卡內(nèi)基公司、安恩伯格基金會和福特基金會資助的新時(shí)代教師(TNE)項(xiàng)目,在一定程度上推動了大學(xué)研究機(jī)構(gòu)(非正規(guī)科學(xué)教育)與中小學(xué)(正規(guī)科學(xué)教育)建立了良好的合作伙伴關(guān)系[62]。

中小學(xué)科學(xué)教師的培訓(xùn)還可以采用與科學(xué)家等科技工作者合作學(xué)習(xí)的方式,提升中小學(xué)科學(xué)教師的專業(yè)素養(yǎng)。例如《科學(xué)教育研究手冊》一書中列舉的兩個合作項(xiàng)目。其一,“德雷頓(Drayton)和福爾克(Falk)(2006)與二十多個由美國生態(tài)學(xué)家(科學(xué)家)和教師組成的團(tuán)隊(duì)展開合作”[63]。在一年的時(shí)間里,該團(tuán)隊(duì)的教師和科學(xué)家緊密合作,學(xué)習(xí)生態(tài)學(xué)研究和科學(xué)探究。他們收集了團(tuán)隊(duì)成員的問卷和檔案,對整個項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性和定性分析,發(fā)現(xiàn)部分的合作頗有成效。其二,“休斯、莫利納(Molyneaux)和狄克遜(Dixon)對三名在美國教師研究體驗(yàn)項(xiàng)目(Research Experience for Teachers)中與科學(xué)家合作的教師展開了定性研究”[63]。其中研究的數(shù)據(jù)來源包括教師訪談、在實(shí)驗(yàn)室對教師的觀察、科學(xué)家對教師的書面學(xué)習(xí)評價(jià)、項(xiàng)目結(jié)束后的課堂觀察和教師訪談,這些數(shù)據(jù)被編寫成案例。該項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),通過與科學(xué)家一年多的密切合作,教師提高了對探究的認(rèn)識,感到自己是群體的一部分,并從科學(xué)家那里獲得了有價(jià)值的信息[63]?？偟膩碚f,在教師與科學(xué)家的合作學(xué)習(xí)中,科學(xué)家的指導(dǎo)對教師的學(xué)習(xí)方式和教師將獲得信息傳遞給學(xué)生的方式能夠產(chǎn)生積極影響。

諾貝爾物理學(xué)獎得主Lederman在《科學(xué)家與21世紀(jì)的科學(xué)教育》一文中提議:理工科博士在取得學(xué)位后職業(yè)生涯的頭3年中,每周至少拿出3小時(shí)與STEM(科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué))教師一道工作[64]。這種合作可以有效地將科研和教學(xué)相結(jié)合,促進(jìn)科學(xué)教師與科技工作者之間的知識傳遞和實(shí)踐交流。

四、結(jié) 語

科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育,是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展、回應(yīng)時(shí)代訴求的“可行之舉”?？萍脊ぷ髡邊⑴c中小學(xué)科學(xué)教育,需要科技界與教育界協(xié)同合作,共同促進(jìn)科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。在科技蓬勃發(fā)展的背景之下,科技工作者們積累了大量科技知識和科技成果,但這些知識很少轉(zhuǎn)化為科學(xué)教育資源。科技工作者參與中小學(xué)科學(xué)教育,其主要使命就是要將這些科學(xué)知識轉(zhuǎn)化為中小學(xué)科學(xué)教育課程內(nèi)容,給中小學(xué)教學(xué)內(nèi)容帶來“活水”,豐富中小學(xué)科學(xué)教育的內(nèi)涵;同時(shí)給中小學(xué)教學(xué)方式帶來“活力”,培育青少年的科學(xué)精神,提高青少年的跨學(xué)科實(shí)踐能力,增強(qiáng)青少年科學(xué)從業(yè)意愿?？萍脊ぷ髡邊⑴c青少年科學(xué)教育應(yīng)當(dāng)深刻領(lǐng)會和正確把握科技強(qiáng)國建設(shè)和科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)的時(shí)代訴求,從中小學(xué)科學(xué)教育政策制定、教師培訓(xùn)、學(xué)生課外活動等方面著手,促進(jìn)中小學(xué)科學(xué)教育高質(zhì)量發(fā)展,助力科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。