在科学实践教育方面,我们可以借鉴相对成熟的STEM/STEAM教育。STEM是Science(科学)、Technology(技术)、Engineering(工程)、Maths(数学)这四个单词的缩写。STEM教育起源于美国,它所着力培养的是由科学素养、技术素养、工程素养和数学素养组成的STEM素养,而所谓STEM素养并不是上述四种素养的简单组合,而是学生在杂乱无章的学习情境中的问题解决能力。

新世纪的第二个十年,人们日益认识到科学技术与人文之间的紧密关系,因此又把Art置入其中。美国30年的STEAM发展呈现出两大趋势:一是从高等教育走向基础教育;二是从分科走向融合。《2015年地平线报告:K12版》提出,“STEAM学习的崛起”将成为“未来一至两年技术驱动K12教育的重要趋势”。这些趋势对我国科学教育发展有着极大的借鉴作用。

值得注意的是,科学教育不仅涉及自然科学,也应包括工程科学,以及社会科学、人文科学,是实现人才培养目标的重要内容和重要途径。

一方面,从现代社会的发展来看,自然、社会、人文、工程已经越来越紧密地结合在一起。比如,启动一个工程项目要进行环境评估,要征求群众的意见。另一方面,社会人文对自然、工程的发展有着重要影响。科技和艺术人文发展的核心都是创造力,而创造来源于想象,人文艺术可以提供给人们无尽的想象。同时,科技也需要人文来制约平衡,否则就会变成脱缰的野马,带来严重的伦理问题。

科学教育师资培养:走新路

科学教育和人才培养是一个系统性的工程,需要我们研究人才成长的规律、科学教育的规律,研发优质的科学教育资源,培训科学教育的师资等。

具体到科学教育相关师资培养的方式,应该注重两个方面的教育,一是思维教育,一是创新创业教育。

思维教育,有别于一般的通识教育,应更加关注学生对科学、文化发展过程中形成的各种思维模式的掌握。华东师大开设了《人类思维和学科史论》系列课程,就是让学生对各学科历史发展中具有重要意义的思维突破和转折有所了解,让学生知道一个学科发展的思维脉络,进而提炼总结科学规律、方法,提升学生的思维能力。我们就是要面向全社会的创新、创造需求,为大学基础阶段和中小学基础教育培养具有思维教育、通识教育能力的未来新师资。

创新创业教育,其目的不是为了孩子创业或者真能做出什么创新,而在于激发孩子的探索精神,特别是探索与基础科学相关的领域,并防止简单地局限于传统的科学分科,弥补单科、分科教育的不足,形成全科、跨学科的氛围。重在发掘学生兴趣和实验、实践及动手能力。要防止与大学的分科教育简单重复或者对应,在启发理论思考的同时,锻炼动手能力。