向世清，博士，中國科學院上海光學精密機械研究所研究員。長期從事激光物理與工程技術的前沿研發(fā)，是參與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟戰(zhàn)略與決策咨詢、基礎教育改革咨詢、科技創(chuàng)新中心發(fā)展戰(zhàn)略設計等多領域戰(zhàn)略專家，也是上海市最為活躍的科技創(chuàng)新教育專家之一。

前面幾講，我們針對當前科學教育中最基礎層次上的一種“不完備”——“知識概念與現(xiàn)實實際或?qū)嵺`的分離”，給出了實際中在教學行為上如何解決這一“分離”的基本思維和原則方法，大家應該感受到了教育中的這樣一些已被忽略許久的內(nèi)涵性要求；也讓大家看到，如果忽略了這樣的要求，教育會趨向什么結果（也更為客觀地說，許多人才剛剛認識到教育中還有這樣的本質(zhì)性理論規(guī)律的內(nèi)涵要求）。延續(xù)這樣的思路，這一講，我們將沿襲“給出一種不完備然后隨即給出相應解決方法”的敘述方法，開始對第二種“不完備”進行闡明和剖析，即在當前科學教育中廣泛存在的“技能與知識的教學分離”。

技能，是常見的一種概念，泛指人們在生活或工作中用來做事或者干活兒的基本技術操作能力（英文中對應較準確的是skills 所表述的含義，尤其指通過手最終實施操作的做事技術技能，即包括手及如何控制運用手的技能）。它一般包括了各種動作（運動）技能和各種心智技能（如圖1 示意）。從基本的意義上解釋，它通常指的是一個人自身運用此前已經(jīng)建立的知識經(jīng)驗，在一定的練習后形成的某些特定的動作方式；同時，也進一步拓展至所形成的智力活動方式。這些方式都是能夠完成事情或者做好工作的技術、技巧、能力保證。從技能的水平或者層次來說，它可以分為初級技能和高級（技巧性）技能。前者是借助于有關的知識和過去的經(jīng)驗，經(jīng)過練習和模仿而達到“會做”某事或“能夠”完成某種工作的水平（不可否認，其中還有部分技能具有一定的天生稟賦）；后者則要經(jīng)過反復練習，完成一套習得性操作系統(tǒng)以達到近乎自動化的程度。而在各種技能之中，心智技能有更為高級的性質(zhì)和特點，當一個人進行較復雜的活動時，心智技能往往有更重要的作用（這也是人與動物可能存在的最大差別之一，即人可以更高水平地使用大腦智慧）。必然地，他們的訓練也就往往需要更為復雜和高級的過程。

在現(xiàn)實中，人的技能一般具有與適用對象的針對性和專用匹配性，即往往因所做事情的種類（例如職業(yè)）而有不同，且在使用時往往有單獨和復合使用的不同要求。對于不同的個人來說，每個人一般都會達成大家都差不多具備的多種技能，以及普眾化的技能水平，但是也會因為經(jīng)過長期的積累和練習之后，每個人還都會有不同的技能掌握情況，包括種類和水平，各自的側重、比重、熟練、擅長等，均因人而異。如果能夠?qū)崿F(xiàn)某些方面技能的特別高水平，超越常人，則會成為技能專家，有更多的能力適用空間，還往往會很受人歡迎。當今社會，更是希望人們能夠成為具備專業(yè)性技能的高技能專業(yè)人才（如圖2 示意），要求是其具備高超的動手能力、極強的適應能力、規(guī)范的專業(yè)能力和突出的創(chuàng)造能力（按照我國當前的較明確定義，高技能人才是在生產(chǎn)和服務等領域崗位一線的從業(yè)者中，具備精湛專業(yè)技能，在關鍵環(huán)節(jié)發(fā)揮作用，能夠解決生產(chǎn)操作難題的人員，包括技能勞動者中取得技師和高級技師職業(yè)資格及相應職級的人員，主要分布于第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)中技能含量較高的崗位）。無論如何，隨著人類社會的不斷發(fā)展，今天的每一個人最起碼都必須建立一定的技能綜成，這是應對生活和工作的基本要求（例如，對于科技創(chuàng)新活動而言，高水平的創(chuàng)新技能是人們進行創(chuàng)造性活動的重要條件）。

科學技能（或更多稱為科技技能，拓展一點說，在科技創(chuàng)新教育中它還可包含創(chuàng)新技能）一般特指與科學或科技行為相關的技術性和操作性技能，具有多方面的種類，也自然包括一般技能（例如科學觀察技能、動手組裝技能、數(shù)據(jù)計算技能等）和高級技能（例如深度分析技能等）。當然，現(xiàn)在更多的還有很多方面的專業(yè)科技技能，特別是許多以前從未有過、隨著科技發(fā)展而不斷涌現(xiàn)出的新型專業(yè)科技技能，例如當前風行的軟件開發(fā)方法論、云端技術、主動安全、IT 自動化、AI 及機器學習、聯(lián)網(wǎng)技術、自然語言處理、金融科技、并行計算、量子計算等，這些當然都需要更為專業(yè)和長期的深度學習與訓練。

從基礎角度講，科學技能從一開始就是科學教育中必不可少的基本內(nèi)容之一。中小學生的科學技能主要是指為他們具備基本科學素養(yǎng)與能力所需要的多種技能，主要包括科學探究、動手實踐、研究方法、實驗方法、測試分析、創(chuàng)新方法等，以實際可操作性為主要核心。在這些基本技能中，有一些屬于完成基本科學學習與實踐所必需的通用性基本技能，例如包括但不限于為了科技活動而需要的動手實踐或探索技能、動腦分析技能等，是從小應該確保學生掌握的基本教學任務。必須強調(diào)的是，掌握必備的科技技能對于科學教育是必須完成的任務，絕不是可有可無和可多可少。因為，這其中關聯(lián)到了基本的科學素養(yǎng)，即便在未來不從事科技工作，通過所掌握的基本技能和素養(yǎng)，也可幫助每一個人在未來達成科學化的高水平生活奠定基礎性能力。同時，技能的習得中也絕不是簡單達成操作效能，它會極大地反向促進知識的認知和掌握，促進學習深度和能力提升。此外，研究已經(jīng)確認，從小對基礎科學技能的掌握情況也直接決定了學生今后學習科學可能達成的水平層次（很遺憾的是，隨著應試教育逐步推進，我國中小學生的技能教學已經(jīng)被擠壓得相當薄弱，學生的技能水平實際上呈現(xiàn)出一種“歷史低谷”。甚至可以說，在當前的學校教育和社會教育中，學生能夠較為完備地掌握基本的科技技能客觀事實上已經(jīng)是一件顯得較為奢侈的事情。與此相關的是，真正具有帶教科技技能的科技教師現(xiàn)在也沒有多少了。更有甚者，很多教師都認為學生掌握足夠多的科技知識即可，有沒有科學技能顯得并不是很關鍵。這樣的認識實在是不懂科技的表現(xiàn)！苦笑）。

按照科學界比較有共識性的說法， 現(xiàn)代科技社會中，作為合格公民的社會人，應該從小逐步建立一套基本的科學技能， 通用和主要包括以下13 種基本技能： 觀察（Observation）、推理（Inferring）、預測（Predicting）、測量（Measuring）、分類（Classifying）、交流（Communication）、工程與過程工具技能（Making and Tooling）、形成假設（Constructing Hypotheses）、控制變量（ManipulatedVariables）、確定操作性定義（Forming OperationalDefinition）、完成實驗（Finishing Experiment）、解釋數(shù)據(jù)（Interpreting Data）、建立模型（MakingModels）。有了這樣一套技能，生活于現(xiàn)代社會的科技背景下，一個人才能夠較為正常地滿足日常生活和工作的需要。所以，作為基本要求，中小學的科學教育中，理應在這些基本技能的教學上，建立完備和必需的教學要求（就算簡化一些，也應該有一個基本的要求集合）。

然而，我國現(xiàn)實的科學技能教育的現(xiàn)狀真的不容樂觀，了解實際情況后有些還會讓人感到觸目驚心。經(jīng)過廣泛的觀察和深入研究，我們發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)有的科學技能教學缺失非常嚴重。形成這一結果的原因是多方面的，但主要原因很簡單，那就是三方面的原因。一是針對中小學生的科學技能的教學要求并沒有明確和具體化。當然，我們是有一些要求的，例如分布于自然課、勞技課或通用技術課之中，但均較為模糊，而且因為不夠重視的原因，一般要求較低，甚至可有可無，所以更多是簡單地達成低層次水平即可，例如簡單的觀察技能。二是科學技能本應該與科學內(nèi)容一起完成教學，卻因為教學分科的原因，僅僅變成了一種單獨的教學。例如本應在物理課中最好地完成技能教學，但現(xiàn)在的物理課幾乎只關注知識性掌握，技能只能單獨體現(xiàn)在通用技術等課程中的簡單訓練。三是因應試教育最終考試時基本沒有技能測試要求（客觀上，技能也較難放到考卷紙面上進行有效考查），造成對技能教學的越來越輕視甚至忽視，壓根兒就沒有想到技能教學做到位會有什么好處和意義，甚至是使得學生都逐步以為，“學好知識就有了一切”。此外，還有一些原因也很關鍵，例如就連很多科技教師都不知道學生應該掌握哪些算是基本必備的科學技能（您覺得這樣的科技教師算是合格的嗎？還有，沒有科技技能的教學會讓學生變成什么樣？）