項(xiàng) 華

北京師范大學(xué)物理與天文學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，教育部“全國(guó)青少年科技教育成果展示大賽”專委會(huì)副主任，全球華人探究學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)常務(wù)理事，數(shù)字科學(xué)家計(jì)劃創(chuàng)始人；現(xiàn)主持中國(guó)教育戰(zhàn)略發(fā)展學(xué)會(huì)課題“新時(shí)代科創(chuàng)教育與學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展方略研究”。

本刊編輯：近日，北京市教委發(fā)布《關(guān)于深入推進(jìn)高中階段學(xué)校考試招生改革的實(shí)施意見(jiàn)》，將語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、物理、道德與法治、體育與健康作為中考招生計(jì)分科目。其中，物理80分，包括閉卷筆試70分+實(shí)驗(yàn)操作10分。您對(duì)此有何看法？

項(xiàng) 華：我覺(jué)得這一舉措符合北京地區(qū)基礎(chǔ)教育改革精神，從“指揮棒”的層面促進(jìn)義務(wù)教育新課標(biāo)的實(shí)施與落地?？茖W(xué)是一個(gè)大系統(tǒng)，包含了眾多科學(xué)子系統(tǒng)，比如物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等等。物理學(xué)接近自然科學(xué)層面，屬于科學(xué)中的核心學(xué)科。物理學(xué)從近代物理學(xué)發(fā)展到現(xiàn)代物理學(xué)的過(guò)程中，形成了一整套獨(dú)特的科學(xué)思想和方法體系，正是這套獨(dú)特的思想或者方法體系帶動(dòng)了其他科學(xué)子系統(tǒng)的發(fā)展，同時(shí)也是區(qū)別于其他科學(xué)學(xué)科的主要特征。另外，隨著人類進(jìn)入工商業(yè)文明，科學(xué)影響到社會(huì)的各個(gè)細(xì)胞，成為社會(huì)文明發(fā)展的主要推動(dòng)力。由此看出，在學(xué)科科目越來(lái)越多、學(xué)科越分越細(xì)、學(xué)科身份越來(lái)越模糊的今天，將物理作為理科中唯一一門科目列入中考招生計(jì)分，體現(xiàn)了現(xiàn)代課程形成的“核心”概念，也就是體現(xiàn)了核心素養(yǎng)和核心課程的思想。由于科學(xué)本質(zhì)上是經(jīng)驗(yàn)學(xué)問(wèn)，在物理考試中明確規(guī)定實(shí)驗(yàn)操作10分，也是物理學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求的必然。

隨著2022年版義務(wù)教育新課程方案的頒布，物理教育開(kāi)始進(jìn)入新物理教育階段。新物理教育的目標(biāo)是提高每位學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)水平。從這個(gè)新課程方案中可以看到學(xué)科教育變革的整體要求，即在人文素養(yǎng)的滋養(yǎng)下加強(qiáng)跨學(xué)科實(shí)踐性。學(xué)科教育正在從學(xué)科知識(shí)教學(xué)走向?qū)W科能力培養(yǎng)或者學(xué)科核心素養(yǎng)水平提升。我們需要重新審視各個(gè)學(xué)科教育的本質(zhì)、內(nèi)容與方法。

本刊編輯：對(duì)于科學(xué)教育未來(lái)的創(chuàng)新發(fā)展，您有什么樣的看法？

項(xiàng) 華：首先，通過(guò)梳理科學(xué)與科學(xué)教育的發(fā)展歷史，我得出了科學(xué)教育發(fā)展的“三階段說(shuō)”。第一個(gè)階段的科學(xué)教育是工業(yè)時(shí)代的科學(xué)知識(shí)教學(xué)，其核心是科學(xué)知識(shí)講授與傳遞；第二個(gè)階段的科學(xué)教育是工業(yè)時(shí)代的科技教育，其核心是科技能力的培養(yǎng)和技術(shù)的雙刃性的關(guān)注；第三個(gè)階段的科學(xué)教育是數(shù)智時(shí)代的科創(chuàng)教育，其核心是創(chuàng)造思維培養(yǎng)。需要說(shuō)明的是，“三階段說(shuō)”不是后者取代前者的關(guān)系，而是后者在前者的基礎(chǔ)之上教育重心的轉(zhuǎn)移，比如第三個(gè)階段的科創(chuàng)教育是在科學(xué)知識(shí)傳遞或者科技能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)之上，將重心放在創(chuàng)造思維培養(yǎng)上。所謂的創(chuàng)造思維是一種基于探究性實(shí)踐與學(xué)科概念的問(wèn)以致學(xué)、學(xué)以致用、用以致問(wèn)的智慧思維方式。

其次，我在“三階段說(shuō)”基礎(chǔ)之上，結(jié)合黑格爾的理論邏輯起點(diǎn)要求，給出了科創(chuàng)教育和創(chuàng)造思維的定義。所謂的科創(chuàng)教育就是智能時(shí)代的科學(xué)教育，它是技術(shù)或者數(shù)據(jù)密集型的探究性實(shí)踐的科學(xué)教育活動(dòng)?？苿?chuàng)教育的核心或者邏輯起點(diǎn)是創(chuàng)造思維。創(chuàng)造思維由發(fā)散思維、直覺(jué)思維、邏輯思維、橫縱思維、編制思維、設(shè)計(jì)思維、計(jì)算思維組成，創(chuàng)造思維的成果包括物質(zhì)成果和精神成果?？苿?chuàng)教育中的科學(xué)不僅僅是學(xué)校課程中的科學(xué)科目，而且是數(shù)智時(shí)代的大科學(xué)。像火的使用一樣，計(jì)算機(jī)使得人類進(jìn)入一個(gè)嶄新的數(shù)智時(shí)代。21世紀(jì)的科學(xué)與技術(shù)正在面臨著一場(chǎng)全新的、激動(dòng)人心的轉(zhuǎn)折。這場(chǎng)轉(zhuǎn)折以整合或者聚合信息技術(shù)、納米技術(shù)、生物技術(shù)和認(rèn)知科學(xué)的整體科技觀為特征，旨在全面提升人類能力和生命質(zhì)量。它將關(guān)注點(diǎn)聚焦于人。

最后，我辨析了今天大家講的STEM教育、創(chuàng)客教育、科創(chuàng)教育、PBL教學(xué)五個(gè)概念的異同點(diǎn)。這五個(gè)概念本質(zhì)上是相同的，都是面向未來(lái)教育的實(shí)踐理念或者方式，區(qū)別反映在來(lái)源上。STEM教育來(lái)源于學(xué)校教育系統(tǒng)內(nèi)部的改革需求，面對(duì)未來(lái)教育，學(xué)校教育需要打破嚴(yán)重的學(xué)科條塊分割，需要基于科學(xué)、技術(shù)、工程實(shí)踐、數(shù)學(xué)的跨學(xué)科整合，STEM教育其實(shí)就是整合教育或者STS教育的具象化發(fā)展；創(chuàng)客教育來(lái)源于學(xué)校教育系統(tǒng)外部的第四次工業(yè)革命，基于互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等現(xiàn)代信息科技的第四次工業(yè)革命，出現(xiàn)了開(kāi)源共享的、喜歡創(chuàng)意和造物的創(chuàng)客群體，創(chuàng)客是數(shù)智時(shí)代的先進(jìn)生產(chǎn)力代表者，因此創(chuàng)客教育應(yīng)運(yùn)而生；科創(chuàng)教育來(lái)源于我國(guó)科學(xué)教育的話語(yǔ)體系，是針對(duì)我國(guó)素質(zhì)教育而產(chǎn)生的；PBL教學(xué)來(lái)源于面向未來(lái)教育的主流教學(xué)范式。

值得一提的是，未來(lái)已來(lái)，科創(chuàng)教育話語(yǔ)體系在我國(guó)有群眾基礎(chǔ)，易于指導(dǎo)我國(guó)的教育創(chuàng)新實(shí)踐，對(duì)于我國(guó)創(chuàng)新人才和拔尖人才培養(yǎng)具有特殊的意義。聚焦在創(chuàng)造性思維培養(yǎng)，科創(chuàng)教育的實(shí)施具有易理解、易對(duì)接傳統(tǒng)教育等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)該特別引起關(guān)注。開(kāi)展科創(chuàng)教育或者科學(xué)教育應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：第一，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）是抓手，創(chuàng)造思維培養(yǎng)是關(guān)鍵；第二，要在“雙減”背景下基于科創(chuàng)教育構(gòu)建學(xué)校課程，結(jié)合STEM教育和創(chuàng)客教育理念，創(chuàng)造豐富的面向未來(lái)的教學(xué)方法；第三，高校要設(shè)立科創(chuàng)教育專業(yè)方向，加強(qiáng)科創(chuàng)教育理論研究，培養(yǎng)科創(chuàng)教育人才；第四，要全學(xué)段、全學(xué)科、全口徑、全視域推進(jìn)科創(chuàng)教育或者科學(xué)教育。

本刊編輯：您是物理學(xué)專業(yè)背景，又是如何走上科創(chuàng)教育的學(xué)術(shù)道路的？

項(xiàng) 華：我本科讀的是物理學(xué)專業(yè)。1986年我的本科畢業(yè)論文就是關(guān)于計(jì)算機(jī)在物理科研方面的應(yīng)用研究，畢業(yè)時(shí)正趕上國(guó)際計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）熱，而國(guó)內(nèi)CAI才剛剛起步。畢業(yè)后我有幸從教于北京景山學(xué)校，一直到1998年。北京景山學(xué)校是中國(guó)教育改革創(chuàng)新的窗口學(xué)校。其間我注重教育技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用，開(kāi)發(fā)了一些教學(xué)軟件或媒體。我有3年時(shí)間師從我國(guó)著名基礎(chǔ)物理教育家閆金鐸先生攻讀碩士學(xué)位。我的碩士畢業(yè)論文題目是《M圖反饋法在物理教學(xué)中的嘗試與應(yīng)用》，文中根據(jù)國(guó)際上的概念圖方法，研究出用紙筆等工具診斷學(xué)生物理學(xué)習(xí)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的方法，現(xiàn)在看來(lái)這也可以算作廣義的信息技術(shù)輔助學(xué)習(xí)。1998年，我調(diào)到北京師范大學(xué)物理學(xué)系從事本科物理課程與教學(xué)論的教學(xué)工作。幸運(yùn)的是正趕上我國(guó)基礎(chǔ)教育改革浪潮的興起。其間，我主持過(guò)全國(guó)萬(wàn)名物理骨干教師國(guó)家級(jí)培訓(xùn)工作，還主持過(guò)國(guó)家物理新課程初中《科學(xué)》教材和教輔的編寫(xiě)工作及教師培訓(xùn)工作。更值得慶幸的是，我能夠在2001年師從我國(guó)著名教育家顧明遠(yuǎn)先生和閆金鐸先生，攻讀博士學(xué)位。我的博士論文題目是《國(guó)內(nèi)外信息技術(shù)與中學(xué)物理課程整合的比較研究——有序構(gòu)建我國(guó)基礎(chǔ)物理教育信息化體系》，從此我的學(xué)術(shù)研究開(kāi)始定位在學(xué)科教育創(chuàng)新的整合、STEM教育、創(chuàng)客教育、科創(chuàng)教育。

到了北師大工作以后，我教的課是課程與教學(xué)論專業(yè)方向中的基礎(chǔ)課程——中學(xué)物理教學(xué)概論，后來(lái)我確立了信息技術(shù)和物理教學(xué)整合的方向。在學(xué)科教育中開(kāi)展信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合，涉及學(xué)科教育如何創(chuàng)新，信息科技帶來(lái)的是社會(huì)各個(gè)行業(yè)的變化。在教育領(lǐng)域的學(xué)科教育里面也是如此，就是面臨著如何創(chuàng)新的問(wèn)題，所以我博士論文的方向就是技術(shù)環(huán)境下物理學(xué)科教育如何創(chuàng)新。

回顧我的學(xué)術(shù)生涯，三位恩師對(duì)我的學(xué)術(shù)思想影響非常大。第一位是顧明遠(yuǎn)先生，顧先生是中國(guó)教育學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。我剛剛讀博士的時(shí)候，顧先生給我留的第一個(gè)作業(yè)就是讓我去圖書(shū)館寫(xiě)一篇論文，主題是“什么是教育？”我到圖書(shū)館去查資料，翻閱了大量的關(guān)于教育的各種不同的界定，讓我對(duì)教育有了更深的思考。顧先生的“沒(méi)有愛(ài)就沒(méi)有教育”“沒(méi)有興趣就沒(méi)有學(xué)習(xí)”“教書(shū)育人在細(xì)微處”“學(xué)生成長(zhǎng)在活動(dòng)中”更是對(duì)教育真諦的準(zhǔn)確詮釋。第二位是閆金鐸先生，他是中國(guó)物理教育學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)，在物理學(xué)科教育屆是泰斗級(jí)的人物，他給我最大的影響就是他經(jīng)常掛在口頭的兩個(gè)詞——需要與可能。我們經(jīng)常會(huì)面臨這個(gè)問(wèn)題，特別是對(duì)待一個(gè)先進(jìn)的理念，我們要思考：需要是怎樣的，但是現(xiàn)實(shí)的情況又是怎么樣的？“需要”和“可能”要銜接好。閆先生的思想使我不僅僅停留在學(xué)術(shù)研究的層面，而是更進(jìn)一步地思考先進(jìn)的教育理念如何落地的問(wèn)題。

第三位就是何克抗先生，何先生在信息技術(shù)、教育技術(shù)領(lǐng)域的一些論述是非常經(jīng)典的。對(duì)我影響最大的有兩個(gè)：一個(gè)是借助信息技術(shù)輔助中國(guó)教育的“跨越式發(fā)展說(shuō)”；另一個(gè)是“整合”的本質(zhì)說(shuō)——信息技術(shù)要實(shí)現(xiàn)我國(guó)主流教學(xué)范式的轉(zhuǎn)變?！罢稀痹趪?guó)內(nèi)是兩條路線在走，一條是基于技術(shù)本身的路線，主要由教育技術(shù)學(xué)者推進(jìn)；還有一條是基于學(xué)科內(nèi)容的路線，主要由學(xué)科教育學(xué)者推進(jìn)，兩條路線切入點(diǎn)不一樣，但是殊途同歸。

本刊編輯：基于您的學(xué)術(shù)發(fā)展歷程和您對(duì)科學(xué)教育未來(lái)發(fā)展的判斷，您和您的團(tuán)隊(duì)在科學(xué)教育創(chuàng)新方面做了那些工作？

項(xiàng) 華：在探索科學(xué)教育創(chuàng)新的路上，我主要做了兩件事情：一個(gè)是形成了學(xué)科教育創(chuàng)新的理論；另一個(gè)是形成了“數(shù)字科學(xué)家計(jì)劃”現(xiàn)代科學(xué)新形態(tài)啟蒙項(xiàng)目。其中“數(shù)字科學(xué)家計(jì)劃”是我堅(jiān)持了十多年的項(xiàng)目，我和我的團(tuán)隊(duì)克服了各種困難，有學(xué)術(shù)研究上的困難，也有實(shí)踐當(dāng)中遇到的困難。由于“數(shù)字科學(xué)家計(jì)劃”是橫向課題，完全靠自籌經(jīng)費(fèi)，我們“穿百家衣吃百家飯”地堅(jiān)持下來(lái)的，這個(gè)過(guò)程是很不容易的。

目前我們看到貫通式創(chuàng)新人才培養(yǎng)的瓶頸在于教師的準(zhǔn)備。在基礎(chǔ)教育創(chuàng)新實(shí)踐面前，作為培養(yǎng)職前教師的重要陣地，師范教育還是有點(diǎn)滯后于時(shí)代的，所以我開(kāi)始帶領(lǐng)我的團(tuán)隊(duì)探討“新師范”教育的實(shí)施路徑問(wèn)題。“新師范”教育的理念是科創(chuàng)教育，核心工作是在科創(chuàng)教育理念下修改或者重構(gòu)課程體系，主要陣地在課堂上。為此，我們基于二十年來(lái)“整合”經(jīng)驗(yàn)在北京師范大學(xué)開(kāi)發(fā)了兩種“新師范”示范課程：一是物理系選修“中學(xué)物理教學(xué)與信息技術(shù)整合”課程，教學(xué)對(duì)象主要是學(xué)科教育領(lǐng)域中的物理學(xué)科教師；二是大學(xué)公選課程“A-STEM科創(chuàng)教育與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”，班級(jí)教學(xué)來(lái)自于各個(gè)院系的不同學(xué)科背景的學(xué)生。這兩種示范課程采用科創(chuàng)教育S-3PBL模式，目前正處于推廣階段。其中“A-STEM科創(chuàng)教育與項(xiàng)目式學(xué)習(xí)”獲得了2022年高等教育教學(xué)成果獎(jiǎng)校級(jí)一等獎(jiǎng)。

今年隨著ChatGPT的出現(xiàn)，生成式人工智能（AIGC）讓人們親身感受到了人工智能時(shí)代帶來(lái)的巨大沖擊，是機(jī)遇還是挑戰(zhàn)？是共生還是替代？是福址還是毀滅？它同樣給教育領(lǐng)域提出了一個(gè)非常尖銳的問(wèn)題：人工智能時(shí)代到底應(yīng)該教給孩子們什么？怎樣教？這已經(jīng)是擺在我們面前的迫切需要回答的問(wèn)題。雖然不好回答，但是傳統(tǒng)教育的“刷題”模式所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)在人工智能時(shí)代將蕩然無(wú)存，因?yàn)锳IGC是建立在大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的人工智能，這方面人腦是無(wú)法企及的。另外，在強(qiáng)人工智能面前，我們不能被機(jī)器綁架，成為思想上的奴隸，這就需要我們反思人類的學(xué)習(xí)方式，應(yīng)該承認(rèn)過(guò)去的認(rèn)知學(xué)習(xí)不是人類唯一的方式，科創(chuàng)教育中的智慧創(chuàng)造思維應(yīng)該能夠給出破題思路。未來(lái)的人可以分為兩類，一類是經(jīng)過(guò)強(qiáng)人工智能賦能的人，另一類就是沒(méi)有掌握強(qiáng)人工智能的人，這使得過(guò)去已經(jīng)形成的數(shù)字鴻溝將變得更加巨大，只有前者才能適應(yīng)未來(lái)環(huán)境。科創(chuàng)教育給出了一個(gè)不錯(cuò)的答案，因?yàn)榭苿?chuàng)教育的宗旨是培養(yǎng)創(chuàng)新人才，而創(chuàng)新人才培養(yǎng)的核心是創(chuàng)造思維培養(yǎng)，創(chuàng)新人才的思維方式是問(wèn)以致學(xué)、學(xué)以致用、用以致問(wèn)的閉環(huán)方式，只有這種創(chuàng)造思維培養(yǎng)方式能夠很好地與強(qiáng)人工智能耦合，實(shí)現(xiàn)人機(jī)共生，更好地適應(yīng)未來(lái)復(fù)雜的充滿不確定性的環(huán)境。面對(duì)未來(lái)教育，我有一句話與同仁們共勉：未來(lái)雖然不好預(yù)測(cè)，但是今天的實(shí)踐卻決定了未來(lái)的走向，未來(lái)可持續(xù)發(fā)展之路在哪里？答案是，路在腳下。

編 輯：盧秋紅