科學教育助力科學普及，“1＋1＞2”

吳爽

今年3月，歌手華晨宇在綜藝節目《歌手·當打之年》中向觀眾科普“中國風音階”時，關于雅樂音階中“降so”和“升fa”的說法在網上引發爭議。上海音樂學院作曲系副教授劉暢發微博直指華晨宇“樂理不精通”。事后，華晨宇在微博回應樂理爭議，虛心接受指正。近些年來，隨著信息技術的迅猛發展，互聯網成為公民獲取科學信息的主要渠道，科普人員日益增多，科普方式和內容也越來越豐富多元。

在我國，面向公眾的科普由國家科技部和中國科學技術協會承擔，相對于學校的科學課程教育、科普活動，前者常被認為是“體制內”科普。教育部基礎教育課程改革南京師范大學研究中心負責人郝京華認為：“學校科學教育是整個科普事業的有機組成部分，面向社會公眾的科普與學校的教育應該是互相支撐的關系。如果把教育和科普分開，管科普的人不懂課程設計，管教學的人缺乏科學素養，那很多科普資源就會浪費掉。”

2016年，習近平總書記在“科技三會”上強調：“科技創新和科學普及是實現創新發展的兩翼，要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置。”

青少年是科學普及的重點人群、基礎人群，對于當下青少年而言，科學教育存在哪些誤區？科普需要普及什么？怎樣做科普？

科學教育不只是教知識

英國學者李約瑟曾提出：“盡管中國古代對人類科技發展做出了很多重要貢獻，但為什么科學和工業革命沒有在近代的中國發生？”1976年，美國經濟學家肯尼思·博爾丁稱之為“李約瑟難題”。

對此，中國科學院粒子天體物理重點實驗室主任、中國科學院高能物理研究所研究員張雙南曾在公開演講時說：“盡管中國近代逐漸開始重視科學，但是中國的教育體系至今也只傳授科學知識，不進行科學教育。關于科學的目的、精神和方法這三個要素，在中國的教育體系里面幾乎從來都不涉及，這是中國民眾科學素養偏低、中國社會普遍缺乏科學精神的一個重要原因，這也是中國迫切需要加強科學教育和科學普及的原因。”

2017年2月，教育部印發《義務教育小學科學課程標準》，小學科學課被列為與語文、數學同等重要的“基礎性課程”，《科學》課程的起始年級延伸到小學一年級。

科學教育在學校教育中逐漸受到重視，教學實踐中暴露出哪些問題呢？

教育部基礎教育質量檢測中心2018年發布的《中國義務教育質量檢測報告》表明：

“學生科學學業能力上，科學理解能力相對較強，但科學探究能力和科學思維能力有待提高。 ”

“科學課中，學生參與動手實驗、實踐調查的機會較少。八年級學生，在本學期物理課上做過 3 次及以上動手實驗的比例為 38.7%，從來沒有做過動手實驗的比例為 23.8%;生物課上做過3次及以上動手實驗的比例為19.3%，從來沒有做過動手實驗的比例為47.1%;參加過地理實踐活動（包括外出考察、實踐或調查）的比例只有20.9%。”

“科學教師開展探究教學的能力有待提升。監測表明，教師探究式教學水平與學生科學成績有密切關系。”

郝京華指出：“科學知識不等同于科學素養。”她告訴記者，科學素養有多個維度，除了科學知識，還包含科學態度、科學思維、科學興趣、工程思維（解決問題的能力）等方面。

近年來，隨著課程改革的推進，科學教師對科學課由傳遞知識向科學探究轉變的教育理念有了一定認知和了解，但在實踐層面仍然存在誤區。郝京華說：“很多科學教師誤認為‘科學探究很容易，一堂課就能完成。實際上，這種科學探究大多有形無神，比如探究力的大小影響因素、植物生長萌發的條件……此類探究的路徑是清晰的、結果是可預知的，即‘良構探究——無論學生探究的過程如何，教師總會告訴學生實驗結果，這種探究不是真正的探究。”

“真正的探究應該像科學家從事研究一樣，可能有失敗、有沮喪，也可能將實驗推倒重來，甚至完全不能證明假設。科學教育，應該增加這樣真正的探究活動。”

在郝京華看來，“學習科學探究并不是要把孩子培養成科學家，而是讓他們學會用科學眼光看世界的方法，這種方法就是實證和邏輯推理。”

作為江蘇教育出版社小學《科學》教材主編，郝京華曾多次呼吁：“科學教育要形成合力。”她認為，校外的科技場館、研學基地都是學校教育的有機組成部分，相互補充才能相得益彰。“孩子們去科技館要避免走馬觀花，只游不學，應帶著思考去體驗科技項目，把學科知識與實際應用聯系起來。”

科幻作品及戲劇舞臺中的“科普”

信息技術的發展為科普提供了契機，也讓更多的人在科普中受益。

2019年，根據劉慈欣同名科幻小說改編的科幻電影《流浪地球》一度占據票房高位。同年9月，教育部辦公廳、中共中央宣傳部辦公廳印發《第39批向全國中小學生推薦優秀影片篇目》，該片名列其中。

“讀科幻作品讓我主動地學習、吸收最新的科技發現與成果，提升自己的科學素養，深入理解科學精神在人類文明進程中的重要作用。”科幻作家陳楸帆談及科幻作品對他的影響時表示。

陳楸帆在上幼兒園時就開始看科幻作品，父親從單位里常給他帶回一些科普雜志，比如《知識就是力量》《科學畫報》。他先后讀過凡爾納《神秘島》、威爾斯《時間機器》、柯南道爾《失落的世界》等一系列作品，“感覺像進入了一個特別神奇的世界”。16歲，他在《科幻世界》上第一次發表了短篇小說《誘餌》，并獲得少年凡爾納獎項，從此走上了科幻創作之路。

陳楸帆認為，當下，科幻小說的意義已經遠遠超越了文學范疇，成為一種文化現象與思維范式，對青少年來說這種思維范式將幫助他們在科技主導的未來掌握認知上的先機。“科幻小說能夠幫助孩子建立對于未來不確定性和可能性的認知坐標系，讓他有信心去面對一切突如其來的變化，甚至從中找到自己感興趣的發展方向。孩子們能夠從《侏羅紀公園》中獲取遺傳學知識，從《星際穿越》中了解黑洞的神奇，從《海底兩萬里》中激發對海洋世界與生物的熱情……普及中國前沿科技成果、在教育領域推進創新思維，從而培養學生的想象力，提升整個社會的創造力。通過科幻小說、影視等形態的優秀內容創作有利于點燃大眾，尤其是青少年一代對于科學技術的好奇心與參與熱情。”

幾年前，戲劇導演葉遜謙開始嘗試把科普融入戲劇創作。2019年，他領銜創作了以門捷列夫發現的元素周期律為知識根基的科普劇《六號房間》。該劇以“碳元素”為切入口，通過擬人化的表達，將抽象的化學知識具象為“72個房客”，展現這些化學元素在生活中的應用，輔以多媒體呈現，不少孩子看完該劇非常興奮。

葉遜謙說：“科普要有趣、有料、有溫度，才易于青少年接受。把硬核的、枯燥的、干巴巴的科學知識融入戲劇場景中，不僅好玩有趣，而且能引發青少年更多思考。科普背后，蘊含著大量的人文哲思，可以啟發學生對世界的思考——科技既能造福人類，同時也可能摧毀人類。”

中科院院士、數學家林群曾表示：“科普不需要專家承認，科普需要受眾承認，由他們來判斷好還是不好，他們能接受就成功了，他們不能接受，專家講得再好也沒用處。”

隨著各地科普基礎設施的建設，公民利用各類科普設施獲取科學知識和科技信息的機會明顯增多。科普需要普及什么？張雙南認為，“科學教育和普及不但要傳播科學知識，更重要的是要教授科學的三要素：第一，科學的目的，即發現各種規律。比如說為了發現天體運行的規律，我們有了牛頓力學，有了萬有引力理論。第二，科學的精神是質疑、獨立和唯一。第三，科學的方法是邏輯化、定量化和實證化。”