文　王侃瑜

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中美科學(xué)教育差異科學(xué)教育要從娃娃抓起

文王侃瑜

目前，我國(guó)正大力提倡科技創(chuàng)新，在基礎(chǔ)科學(xué)教育和提升國(guó)民科學(xué)素質(zhì)方式方面卻與美國(guó)截然不同，對(duì)比兩國(guó)差異并借鑒西方先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)成為當(dāng)務(wù)之急。

提到科學(xué)教育質(zhì)量和國(guó)民科學(xué)素質(zhì)領(lǐng)先的國(guó)家，相信不少人首先想到的就是美國(guó)。早在獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，美國(guó)政府就明確了以教育帶動(dòng)科研的方針，給教育提供各種優(yōu)惠政策，以保證每一個(gè)公民都有機(jī)會(huì)享受優(yōu)質(zhì)教育。美國(guó)的歷任領(lǐng)導(dǎo)人也非常重視科技發(fā)展，再加上積極利用移民政策吸引大量科技人才赴美，美國(guó)成功地在20世紀(jì)將世界科技中心轉(zhuǎn)移到本土。目前，我國(guó)正大力提倡科技創(chuàng)新，在基礎(chǔ)科學(xué)教育和提升國(guó)民科學(xué)素質(zhì)方式方面卻與美國(guó)截然不同，對(duì)比兩國(guó)差異并借鑒西方先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)成為當(dāng)務(wù)之急。

書寫黑板上的科學(xué)教育

自1985年以來(lái)，美國(guó)開始實(shí)行“2061計(jì)劃”，力圖通過(guò)K—12（幼兒園到高中畢業(yè)）教育系統(tǒng)的改革使所有美國(guó)公民具備科學(xué)素質(zhì)。這一計(jì)劃增加了科學(xué)在美國(guó)課程體系中的重要性，也使科學(xué)成為最為有趣的課程之一。

在美國(guó)，科學(xué)課程被當(dāng)作一個(gè)整體來(lái)對(duì)待。剛剛?cè)雽W(xué)的一年級(jí)學(xué)生就有科學(xué)課，低年級(jí)時(shí)各門類的科學(xué)課并不分科，所有知識(shí)被統(tǒng)一在“普通科學(xué)”這一綜合課程之中。美國(guó)的中小學(xué)一般會(huì)在校內(nèi)建立一個(gè)科學(xué)組，學(xué)生進(jìn)入高年級(jí)以后，即便科學(xué)課程被分成生物、物理、化學(xué)和地球科學(xué)等學(xué)科，這些學(xué)科的老師也往往會(huì)在同一個(gè)科學(xué)組中，以便共同進(jìn)行教研活動(dòng)和教師專業(yè)發(fā)展活動(dòng)。

無(wú)論在中國(guó)還是美國(guó)，孩子對(duì)于科學(xué)的興趣是天生的，關(guān)鍵就在于我們的科學(xué)教育是有好好加以利用并挖掘這種興趣。目前看來(lái)，美國(guó)在這方面做得相當(dāng)出色，而作為一種蘊(yùn)含豐富科學(xué)知識(shí)的娛樂形式，科幻小說(shuō)和電影可以促進(jìn)孩子對(duì)于科學(xué)的興趣。

反觀中國(guó)的科學(xué)教育，雖然在小學(xué)時(shí)統(tǒng)一于“自然科學(xué)”課程下，但這門課作為與語(yǔ)數(shù)外相對(duì)的“副課”并沒有受到多少重視。自初中起，名為“科學(xué)”的統(tǒng)一課程不再存在，而是被分成物理、生物、化學(xué)、地理等獨(dú)立科目，這些科目之間的老師很少就教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相互交流。以筆者讀書時(shí)的上海為例，高中生一般在高二時(shí)會(huì)選擇高考加試科目，選定之后就會(huì)專攻語(yǔ)數(shù)外和這一課程，即便選擇物理/生物/化學(xué)中的一門后還要同時(shí)考理科綜合，除了加試科目外，其他課程基本也是完全擱置，而地理更是被歸類為文科?？茖W(xué)在中國(guó)的教育系統(tǒng)中從來(lái)就不是一個(gè)統(tǒng)一的集合，與科學(xué)相關(guān)的課程被稱為與“文科”相對(duì)的“理科”，而“理科”這一稱謂本身并沒有與科學(xué)課對(duì)等。

中美課堂科學(xué)教育的另一大差別是在教學(xué)方式上。在中國(guó)接受中小學(xué)教育的每一個(gè)人都知道，科學(xué)課程，或者說(shuō)理科課程的教學(xué)方式就是老師講解與學(xué)生做題，要想在考試中取得好成績(jī)就得采取題海戰(zhàn)術(shù)，課標(biāo)考綱對(duì)于理論和計(jì)算的要求遠(yuǎn)大于對(duì)實(shí)踐及思考的要求。當(dāng)然，中國(guó)的物理、化學(xué)、生物等課程也有課堂實(shí)驗(yàn)，并且在考試中占據(jù)了一小部分，但很難說(shuō)實(shí)驗(yàn)課是有趣的。學(xué)生們按照教科書上的實(shí)驗(yàn)步驟操作，記住關(guān)鍵動(dòng)作和結(jié)果，得到應(yīng)該有的結(jié)果，考試中體現(xiàn)在試卷上，這些實(shí)驗(yàn)并沒有多少自由度。更糟糕的是，有時(shí)老師為了趕課程進(jìn)度，多講解幾道習(xí)題，會(huì)將本就有限的實(shí)驗(yàn)時(shí)間進(jìn)一步壓縮甚至略過(guò)。

相反，美國(guó)的科學(xué)課卻是最重實(shí)踐的課程。在美國(guó)接受小學(xué)教育的挪威人Magnus Jorem告訴筆者：“從一年級(jí)開始就有科學(xué)課了，美國(guó)的科學(xué)課真的很好玩，我們?cè)谡n堂上做各種各樣的實(shí)驗(yàn)，比如說(shuō)用小蘇打和可樂制作火山噴發(fā)模型，每個(gè)人都玩得很開心。相比來(lái)說(shuō)挪威的科學(xué)課真是無(wú)聊極了，他們只會(huì)讓你親近自然?！泵绹?guó)的科學(xué)課程并不僅僅因?yàn)橛腥さ膶?shí)驗(yàn)而得到學(xué)生們的喜愛，在美國(guó)出生長(zhǎng)大的華裔女孩Sophie Ding在接受采訪時(shí)說(shuō)：“科學(xué)和英語(yǔ)數(shù)學(xué)一樣是小學(xué)里的核心課程之一，我從來(lái)不懷疑喜不喜歡科學(xué)，因?yàn)槲蚁矚g所有課。我們不僅學(xué)到了事實(shí)是什么，也學(xué)到了它們?yōu)槭裁词悄菢?，知道這些很棒。”

合作—探究學(xué)習(xí)是美國(guó)公立學(xué)校普遍的教學(xué)方式。在科學(xué)課上，學(xué)生們被分成小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，共同探究一個(gè)問(wèn)題，而這些問(wèn)題往往沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，要靠學(xué)生自己來(lái)發(fā)現(xiàn)，并理解其背后的原理。課堂上，老師的講解很少，大部分時(shí)間被留給學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)解答問(wèn)題。這種形式使學(xué)生們從被動(dòng)接受知識(shí)到主動(dòng)探求知識(shí)，不僅提升了其學(xué)習(xí)積極性，也增強(qiáng)了教學(xué)效果。

美國(guó)的科學(xué)課卻是最重實(shí)踐的課程

象牙塔外編織科教思維

課堂中的科學(xué)教育畢竟時(shí)間有限，并且只針對(duì)在校學(xué)生。美國(guó)當(dāng)然不可能忽視課堂之外對(duì)于更廣泛群體的科學(xué)教育。早在20世紀(jì)60年代，美國(guó)科學(xué)家和教育家就開始探討如何利用科技場(chǎng)館來(lái)普及科學(xué)知識(shí)，并在1961年創(chuàng)建了世界上第一個(gè)可以與展品互動(dòng)的科學(xué)中心——舊金山探索館。1999年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育研究協(xié)會(huì)(National Science Education Research Association)成立了“非正式環(huán)境科學(xué)教育專委會(huì)”，主要負(fù)責(zé)組織和研究學(xué)校以外的科學(xué)教育，進(jìn)一步推進(jìn)了科技場(chǎng)館的建設(shè)及其對(duì)科學(xué)教育作用的研究。

Sophie Ding回憶說(shuō)：“幾乎每個(gè)星期父母都會(huì)帶我去科學(xué)中心，我在那里看了許多電影和展覽。”Sophie成長(zhǎng)于美國(guó)華盛頓州的西雅圖，西雅圖的太平洋科學(xué)中心除常設(shè)展覽外，還不定期推出各種特展，而西雅圖及其周邊地區(qū)也匯集了亞馬遜、微軟等諸多全球知名科技企業(yè)。美國(guó)現(xiàn)有各類科技館、博物館2400多座，其中200多座是科學(xué)中心，這些科學(xué)中心十分注重基礎(chǔ)學(xué)科教育，堅(jiān)持以展品為核心，也鼓勵(lì)觀眾與展品互動(dòng)。

中國(guó)在針對(duì)全社會(huì)的科學(xué)教育方面同樣努力。中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)在建國(guó)50周年之際提出了“全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃”，目標(biāo)是在2049年使中國(guó)公民人人具備科學(xué)素質(zhì)。這一計(jì)劃強(qiáng)調(diào)的是向全體公民開展科學(xué)普及行動(dòng)，采用社會(huì)化的科學(xué)普及手段，科普活動(dòng)的舉辦和科學(xué)場(chǎng)館的建設(shè)是其中的重要一環(huán)。我國(guó)科普?qǐng)鲳^中，共有自然史類博物館165個(gè)，科技館（科學(xué)中心）240個(gè)，專業(yè)科技博物館105個(gè)，其他博物館108個(gè)，與美國(guó)相比，無(wú)論是絕對(duì)數(shù)量還是人均擁有數(shù)量上都有差距，這些場(chǎng)館大多分布在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，西部地區(qū)則較少，參觀熱度方面也冷熱不均。不難發(fā)現(xiàn)，一些較為陳舊的科普?qǐng)鲳^展示內(nèi)容多于互動(dòng)內(nèi)容，但近年來(lái)新建或重建的場(chǎng)館則更加注重趣味性與互動(dòng)性，受到觀眾的歡迎。

同時(shí)，中科協(xié)和各省市科協(xié)也積極舉辦各類科普活動(dòng)，向大眾普及科學(xué)知識(shí)。以上海市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)和上海市科普作家協(xié)會(huì)舉辦的“解讀科學(xué)類諾貝爾獎(jiǎng)”系列講座為例，協(xié)會(huì)每年都邀請(qǐng)當(dāng)年諾獎(jiǎng)得主相關(guān)領(lǐng)域的院士級(jí)專家來(lái)進(jìn)行講座，并在講座后與其他專家和科技新聞工作者一同座談，將前沿科學(xué)知識(shí)用深入淺出的方式帶到群眾面前?？茖W(xué)松鼠會(huì)和果殼網(wǎng)這樣的民間科普組織、科技媒體更是將科學(xué)包裝成有意思的內(nèi)容，更加貼合年輕人的需求。

（本文作者就職于復(fù)旦大學(xué)北歐中心 ）