科技素養教育創新實踐

羅星凱　柳棟

對話嘉賓：

羅星凱：廣西師范大學物理科學與技術學院教授、博士，科學教育研究所所長，桂林興華科學教育研究院創始人兼理事長，兼任第二屆國家基礎教育課程教材專家工作委員會委員，教育部第二屆教師教育課程資源專家委員會委員、教育部與中國科協全國高層次科普專門人才培養指導委員會委員、中國教育學會科學教育分會常務副理事長等職。

領銜興華科學教育團隊，長期從事融科學技術教育研究、教師培養及服務基礎教育于一體的創新實踐。先后獲得全國模范教師、全國先進工作者、“八桂名師”等榮譽稱號，2009年榮獲第五屆高等學校教學名師獎。近年來致力于建設興華科學技術教育協同創新平臺（簡稱“興華平臺”），對接普通高中《通用技術》新課程創新實驗、小學科學課程實施能力提升等重大需求，協同多所高校和中小學，開展以提升師資培養質量和科技類課程育人價值為主要內容的深度合作。

對話嘉賓：

柳棟：上海市虹口區教師進修學院課程中心教研員，兼任中國教育學會科學教育分會常務理事，上海市中青年教師教學評選活動評選委員會委員，上海師范大學教育學科兼職副教授，北京圣陶教育發展與創新研究院研究員，中文社會科學引文索引CSSCI來源期刊、國家核心學術期刊《開放教育研究》外審專家等職。

長期從事課程教學的研究與實踐指導工作，主要研究領域有中小學探究學習與研究型課程，綜合實踐中的拓展型校本課程建設，中小學科學技術類課程建設與學科信息化實施。1999年10月，指導兩所小學開出了大陸第一批真正的基于網絡的學習課程。2001年作為主要設計者參與了大陸第一個研究性學習軟件平臺自主開發工作。2002年開始，在大陸推動了WebQuest、教師教育網志等學習方式和教師專業發展工具的傳播。從2003年至今一直帶領團隊進行中小學科技類課程元勘，開展了通用技術和信息科技課程學科本體知識框架的研究。

關于科技素養

羅星凱：科學教育，尤其基礎教育階段的科學教育，對人的科學素養，起著“塑造”“養成”和“成型”的作用。而一個人的科學素養既包括必要的科學知識和對科學的理解，也包括科學的思維方式以及運用科學知識和方法解決問題的意識與能力，同時還包括科學精神、科學態度和價值觀等對人的影響，這也是更為深刻和久遠的沉淀。真正意義的科學教育，理所當然應該是科學素質教育，即以提高學生科學素養為終極目標的教育。

柳棟：中國科協于2015年3月至8月開展了第九次中國公民科學素質抽樣調查，調查范圍為我國大陸31個省、自治區、直轄市。抽樣調查結果顯示：2015年我國具備科學素質的公民比例達到了6.20%，與2010年的3.27%相比有了很大的提高，進一步縮小了與西方主要發達國家的差距。

上海、北京和天津的公民科學素質水平分別為18.71%、17.56%和12.00%，位居全國前三位。分別達到美國和歐洲世紀之交的水平。江蘇（8.25%）、浙江（8.21%）、廣東（6.91%）和山東（6.76%）四省的公民科學素質水平超過了全國總體水平。盡管與2010年相比，北京和上海的公民科學素質水平增長幅度較大，安徽和河南的公民科學素質水平排名進步較快，但是這與目前社會文化經濟發展態勢的要求還有一定的差距。

羅星凱：我國2001年啟動的基礎教育課程改革，是從中小學課程切入素質教育推進的重大行動，自上而下的推動力度空前，改革理念也得到了廣泛認同，但卻一直沒能撼動“應試教育”的大樹。這其中的原因并不簡單，甚至說主要原因不在教育內部也很有道理，但有一個普遍存在的事實卻是不可否定的，那就是教師新課程實施能力的提升和改革動力的維系很快走入“高原”，遇到了難以跨越的障礙。科學探究學習的實施，就是一個典型的例子。

教育是面向未來的事業，即所謂“十年樹木，百年樹人”。這樣的理念高遠深刻但簡單樸素，一點都不難理解，難的是落實、是踐行，特別是身體力行。

柳棟：最近我查到了一份資料，它梳理了這次課程標準修訂中的21門高中學科的核心素養，除了6門外語，其他15門學科共梳理出60項核心素養。數學、物理、化學、生命科學、地理、通用技術、信息技術等7門課程的核心素養（如下表），涵蓋了思維發展、科學方法、科學態度、實踐能力、社會責任等5個維度。而從這些核心素養來看，廣義的科學探究是相當重要的學習目標與學習內容。如何在現有條件下，逐步落實這些新的課程理念是極大的挑戰。

羅星凱：教育承載著傳承文化的使命，因此我們要立足已知，該知不知，談何創新？但同時，教育也具有發展的功能，從本質上說，教育就是面向未來的事業，回避未知，談何發展？正因如此，世界各國的理科教育改革都不約而同地強調將科學探究的思想引入基礎課程，應用于教學之中，來探索連接已知和未知的科學素養教育之路。這對于研究生的培養，道理很顯然，但對中小學生甚至大學生的教育，思想就很難統一。不少人認為，這些階段學生的主要任務，是高效率地學習知識，多吸收人類已有的知識成果，至于探究知識，那是以后的事。

因此，探究知識、發現知識和創造知識的價值，在其他很多領域理所當然、毋庸置疑，而要成為教育的現實，首先遇到的是實實在在的觀念障礙，更實際的障礙則來自本領和利益的問題。試想一下，我們現在正當年的教師中，有多少不是從“應試教育”走出來的？他們最擅長的，難道不是教學生應試，而是探究和創新嗎？即使那些喜歡并擅長探究和創新的教師，又有多少能扛得住與教學生應試結果掛鉤的評價呢？

“教育領域的創新，有很多特別的困難。最突出的是內生動力不足、不強，而背后的原因，既有觀念，也有本領，更有利益的問題。”多年的探索中，我對教育創新的難點有了自己的觀察，對突圍教育困局形成了越來越明確的思路。

漫談創客教育

柳棟：STEMx和創客是當前比較火熱的實踐探索。我們開展了相關的學習與研究，目前有這樣兩點認識：

第一，STEMx的命名方式強調技術領域學習的綜合性，創客教育的稱呼更強調技術領域學習中“制成”這一特征；一些STEMx學習活動，并不是創客教育范疇的學習活動，但創客教育的學習活動一定是STEMx學習活動。創客教育是一類“x=商業/經濟”的STEMx學習活動。

第二，STEMx各領域之間的融合有賴于技術體系和工學概念。基于這個關鍵點，STEMx、創客教育方向的各種努力，一是啟示了我們通用技術課程需要重構課程學習內容和學習方法，二是提醒了我們通用技術課程要為多樣化的技術領域學習打好扎實的基礎，STEMx、創客教育畢竟還是技術領域的學習活動。

羅星凱：我的專業領域和工作本職是科學教育，我們的出發點可能不同，但其實從哪里出發并不要緊，關鍵的是向哪個方向走。我理解的STEM是一種教育追求，是從學科中心走向育人中心，從在乎眼前的知識技能掌握量走向重視終身發展必備的關鍵能力與品格，從知識呈現走向知識應用，從結構化的知識運演走向情境化綜合性問題解決，從學科本位走向學科融合的教育追求。這反映的是一個知識和技術成就積累量今非昔比，更新速度也前所未有的時代，對于教育的根本要求，表達的是一個人類力量空前強大無比、影響無所不及，但所面對的挑戰更加層出不窮、棘手異常的時代，以及對教育創新的渴求。因此，其他的努力，不管冠以什么名頭，不管出于什么考慮都被限制了特定的內涵，只要是教育，都應該朝著這個順應時代發展的方向進發。與此大方向相比，其余均是可以多樣化探索，可以本土化改良的。這些年我們提出并組織合作學校踐行“有技術含量的科學課”或“有科學含量的技術課”，就是基于以上思想的創新行動。實踐證明，將學校教育中被人為邊緣化的課程，實實在在地變成“厭學的孩子喜歡，好學的孩子著迷”的探究學習，才是技術課程真正擺脫尷尬地位、走出困境的道路。

柳棟：現在有一些熱心的探索者，認為3D打印、Scratch、機器人是“創客教育三劍客”。

事實上，各類工藝方法、各類加工手段之間，并不是簡單的替代性演進，更多的是相互并存、豐富性發展，而根據具體實踐的條件制約來選擇當下合適的工藝方法、加工手段的原則應該是技術課程中重要的學習內容。特種部隊的野外生存訓練就體現了這個原則的應用，盡管擁有了各種先進食品技術，仍然需要掌握鉆木取火。而“創客教育三劍客”就與這個基本規律相違背了，且實踐應用效益極其局限。

羅星凱：無論使用什么工具，工具就是工具，育人才是一切教育的根本，本末不可倒置。我們曾翻譯過一本關于科學探究學習的書——《探究：小學科學教學的思想、觀點與策略》，書中的一句話“標準并不能改變教育結果，真正能夠改變教育結果的是人（Standards documents do not change educational outcomes. People do）”也是這些年來我們實踐的指南和探索的目標。隨著腳下實踐之路的延伸，我們越來越深入地理解了這句話所蘊含的道理，對其認同感也越來越強烈。于是，按照同樣的思路我們提出了“設備并不能改變教育結果，真正能夠改變教育結果的是人”的實驗室建設指導思想。在中國教育開始走向“不差錢”的發展階段時，我們看到了太多的“土豪”做派，特別需要提醒手中握有決策職權者：現代化的儀器設備不等于優質的教育資源！

師資培養的有效路徑

柳棟：新的理念、新的課程，在實踐中對課程的實施提出了極高的要求，而在目前的條件下師資準備水平嚴重不足。著眼于未來，高等師范的師資培養范式有待進一步的突破。這類突破不會是“一切從頭來”的所謂理想模型，而是在現有的基礎上不斷演進的歷程。

羅星凱：師范生的教育實習，屬于對教師的職前培養，但也可以說是職后培訓。實際上，教育實習是二者的交集，它為教師教育職前培養和職后培訓一體化探索提供了獨特的試驗田。在這塊沃土上，我與同事們在廣西師范大學經過20余年深耕，建設了“興華科學技術教育協同創新平臺（簡稱興華平臺）”，創造出“興華創新實踐”育人模式，讓一個個教師崗位的“新兵蛋子”，變成勇挑科技教育改革重擔的教育創客。

北京十一學校豐富多彩的校本課程中，有一門名為《探究科學》的課很受學生歡迎。可是，自2009年開始的7年來，負責開課的并不是該校的名師，而一直是“興華平臺”派去的一茬接一茬的教學新手。韋顯交就是其中的第10位，2014年初他剛到十一學校時，并沒有表現出一般實習教師都會有的緊張和焦慮，反而顯得自信滿滿，胸有成竹。在同學的博客上，他這樣留言：“師兄在這里，壓力也很大，畢竟身邊同事不是博士就是清華北大的，但我不會自卑，反而很有自信和底氣！因為我們所學的教學理念是先進的，我們親歷過的科學、技術探究教學模式是最接近教育本質的東西，這些不管是在京城名校，還是在山區學校，都是迫切需要的……”正是這種真刀真槍的探究學習經歷，讓一個個教學新手日后面對挑戰性任務，少了幾分畏懼和不知所措。

柳棟：我們從您牽頭的這一實踐中看到了高等師范學校的培養方式正在發生著變化，但就中小學日常的教學實踐來說，盡管學生可以自學，但他們需要學會主動學習，而在他們發生這個變化的歷程中，教師是整個社會運行機制中直接支持他們的專業人員（而且還承擔著臨時監護的法律責任），可謂“教室不可一日無教師”。

因此，現有教師的在職培養，是教育轉型、課改深化中不可缺少的專業環節。但是究竟應采用“用枯燥的講課告訴教師們如何避免枯燥的講課”的方式，還是用“在戰爭中學習戰爭”的方式呢？

羅星凱：在基礎教育課程改革中，出現了高中《通用技術》《研究性學習》和小學《科學》這樣一類遭遇較大實施困難的課程。究其原因并不單一，而缺乏專業師資，依賴其他科教師轉行或兼教是最根本的原因之一，即教其他學科并不出色的教師，一般缺乏教好這類新課程的底氣，而若是其他學科教得出色的教師，則缺乏改行來教一門新課程的動力。

看準了這一難題的關鍵，我們將目光投向了這些邊緣化的課程，并與中小學共建以“興華創新實踐”為主要合作項目的科學技術教育協同創新平臺，鼓勵進入實習階段的學生到項目合作學校頂崗承擔這類課程的教學任務，在攻堅克難的實踐中，獲得個人教學能力的快速成長。“興華創新實踐”育人模式，由此逐漸形成，其核心思想，可用“同步”和“跨越”來概括：“同步”意指師范生在頂崗承擔高難度教學任務的創新實踐中，同步實現基本教學技能的提升和教育改革意識、創新能力形成的雙重目標，而非一先一后分步進行；“跨越”是指在創新實踐中，師范生實現由教學新手向創新型、研究型教師的跨越，即不僅成長為一名有經驗的教師，而且蛻變為能駕馭學科核心素養目標，育人能力出色，能勇挑科技教育改革創新重擔的“科技教育創客”。

實踐推進

柳棟：2015年12月4日，興華綜合科技運動會2015北京測試邀請賽在北京師范大學邱季端體育館舉辦，賽事設置包括水火箭比高、鐵絲陀螺、拋石機投射等項目。中國物理學會原副理事長、北京大學物理學教授趙凱華，中國科技館原館長王渝生，北京師范大學副校長陳光巨以及中國教育創新研究院院長劉堅等領導和專家們在現場看到如火如荼的比賽場面和選手們出色的表現，紛紛對此次綜合科技運動的舉辦表示稱贊。陳光巨副校長當即決定請運動會組織者趕制5分鐘視頻，在第二天的中國教育創新成果公益博覽會開幕式上播出。請您介紹舉辦這項活動的初衷。

羅星凱：綜合科技運動會的構想，是我們在全力推進廣西普通高中《通用技術》新課程創新實驗中逐漸形成的。當時廣西是作為全國最后一個進入高中新課程實驗的省區，創新實驗的首要任務就是要找到突圍困局之策。為此，團隊精心設計和組織實施了一系列探究學習活動。基于20多年科學探究學習資源開發的積淀，我們開發的一些活動，投入教學實驗后產生了讓“厭學的孩子喜歡，好學的孩子著迷”的效果。通過認真研究總結，我們發現能達到如此效果的活動，不僅科技含量足，而且往往具有綜合性（科學與工程技術以及數學高度融合）、群眾性或普惠性（知識和實踐門檻較低，沒有知識能力和設備條件的障礙，能面向全體學生）、富有層次的挑戰性（像游戲一樣讓人欲罷不能）、客觀公平性（有公正易行的評判標準，結果客觀公平但過程高度開放）等特征。在此基礎上，我們正式提出了“科技運動會”的創意，明確將其目標定位于探索科技素養的表現性評價方式，希望能研發出綜合科技實踐類課程，并適合大規模學生學業測評方案和實施技術，淡化對常見的統考模式的依賴，為這類課程的校本評價提供外部支持和專業引領。本次邀請賽及此前在廣西貴港市江南中學和興華創新實驗師資班上的類似活動，再一次驗證了各比賽項目的可行性和良好效果，讓團隊信心大增。

柳棟：我還得知，除了將“綜合科技運動會”帶到更多合作學校外，您還在國際科學教育協會理事會（ICASE）、北京師范大學中國教育創新研究院、中國教育學會科學教育分會、中國青少年科技輔導員協會等單位的協作下，在廣西自治區教育廳、寧夏自治區教育廳等教育行政部門的支持下，將于2016年9月23日至25日在北京師范大學、12月3日至4日在桂林廣西師范大學舉辦“首屆興華國際青少年科技運動會”特別預賽和決賽活動，讓更多學生感受科技探究實踐的魅力，讓社會大眾更直觀地感受到，將科技實踐與運動競技融為一體的活動，會給孩子們帶來遠遠不只是快樂的享受。

對話印象

我認識羅星凱教授，是在2001年前后，那時候我正在開展基于網絡的研究性學習和小學科學學科的信息化實施的研究，羅教授的很多關于探究學習的研究文章是我的重要學習資料。那年應羅教授之邀，我參加了教育部廣西師范大學基礎教育課程研究中心、廣西師范大學科學教育研究所的研討會活動，從此真正認識了羅教授。

近年來，創客活動在科技專業人員、各類愛好者和熱心教師的推動下，正如火如荼地開展著。這其中就有很多的興華創新實踐者。

其實在“創客教育”的概念提出之前，羅教授在科技素養教育道路上就已摸索實踐20多年，有過困惑，甚至有過絕望。“守得云開見月明”，20多年的堅守如今喜見成效及回報。“興華平臺”所培養的眾多興華創新實踐者，因面對挑戰自信陽光、科技教育創新意識和實踐能力突出而被譽為“科技教育創客”，并成為中小學和校外科教場館的搶手貨。羅教授堅守的，也許就是他自己喜歡的事，但由此可能改變的是很多人的一生。

羅教授回顧了幾十年的從教生涯，作為一名師范類教育工作者，他最揪心的感受就是所處的整體育人環境并沒有隨著物質條件的改善變得越來越好，他說他的工作說白了主要就是“教大學生怎樣去教中學生”，因此不能不在意基礎教育，而中小學至今未能走出“應試教育”的窠臼，教師的“生產”不得不以應試教育的“產品”為“原材料”。

從踏上培養物理教師講臺的那一天起，羅教授就將自己的使命定位為“教大學生怎樣去提升中學生的科學素質”。當時很清楚自己的選擇無異于激流中逆水行舟，只是沒想到年復一年應試主宰基礎教育的狀況至今未見多少改變。第八次基礎教育課程改革自上而下的推動力度空前，改革理念也得到廣泛認可，卻一直沒能撼動應試教育的大樹。這樣一來，羅教授團隊所教學生的理念和方式，即自己希望師范生將來教中學生的理念和方式，與現實中“分數至上”價值觀和題海戰術“方法論”相比，顯得不合時宜。

一種因清醒而致的痛，讓他忍不住無數次問自己，與強大的應試教育抗爭，何日是盡頭？

“我曾擔心有一天會被倒逼到與‘應試’接軌的路上去。因為，以應試教育的‘產品’為‘原材料’，通過應試教育‘生產’能回去再實施應試教育的‘升級產品’，邏輯上更順理成章，操作上更得心應手。”說這番話時，可以看出，羅教授的這種擔心，至今并未完全消除。

在羅教授看來，科技教育改革創新是個慢工出細活的事，前方的道路一定還有諸多艱難險阻。但20余年的堅守，特別是近8年來“興華創新實踐”道路的開拓，都是靠迎難而上、不斷攀登而實現的。正因為道路艱險，前景不那么明確，才不會有人趨之若鶩，成就了“低利害”的改革環境，無疑是真正開拓者的樂土。

———— 柳棟