好奇心和想象力：核心素養培育的新視點

摘要：好奇心和想象力要從娃娃抓起，是我國進入新發展階段學生核心素養培育的新視點。科幻教育是以培養學生的好奇心和想象力為核心，以提升學生科學素養和批判性思維為導向的跨學科的教育實踐活動。在核心素養的視域下，科幻教育是好奇心和想象力培育的重要抓手，具有四大核心理念：課程目標以培養學生的好奇心和想象力為導向，課程內容以科學“大概念”為邏輯基礎和教學設計的依據，課程實施倡導富有想象力的思想實驗，課程評價是指向核心素養的發展性評價。該文以科幻教育為例梳理了當下好奇心和想象力培育的主要模式，提出了將科幻教育和創客教育、STEM教育、人工智能教育等融合發展的思路，構建了科幻教育跨學科的5E教學范式，為好奇心和想象力等核心素養的培育提供了一種新的視野和路徑選擇。

關鍵詞： 好奇心；想象力；核心素養；科幻教育；認知工具理論；后現代課程觀

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

一、前言

習近平總書記在科學家座談會上指出，“科學研究特別是基礎研究的出發點往往是科學家探究自然奧秘的好奇心……好奇心是人的天性，對科學興趣的引導和培養要從娃娃抓起”[1]。愛因斯坦說過：“我沒有特別的天賦，我只有強烈的好奇心”①，“想象力比知識更重要……想象力是科學研究中的實在因素”[2]。《中國學生發展核心素養》把“具有好奇心和想象力”作為六大核心素養之“科學精神”的重點和主要表現之一[3]。眾多科學家的成功實踐表明，好奇心和想象力是構成他們成功的最核心的素養。

然而受“五唯”頑瘴痼疾的影響，中小學生的好奇心受到束縛，想象力貧乏。目前，我國中小學生課業負擔重，教育內卷化愈演愈烈。2018年“國際學生評估項目”（簡稱PISA）中國學生成績優異，但學習時間長，居參賽國家前列；學習效率低，國際排名靠后[4]。《中國兒童想象力危機報告》顯示，“中小學生的好奇心強而冒險性和想象力弱”[5]，好奇心和想象力隨年齡增大而升高的趨勢不顯著。新高考改革后，理科科目特別是物理學科的選考人數相比以往大幅下滑，產生了“理科萎縮”現象[6]，學生對科學的興趣不高令人擔憂。作為創新人才的核心素養，好奇心和想象力如何在中小學落地生根是新時代中小學面對的重大挑戰。

近幾年，指向好奇心和想象力培育的科幻教育走進了中小學課堂，受到青少年的歡迎，特別是有的省市將科幻教育融入中高考試題的舉措引發社會的廣泛關注。如2015年北京市中考作文續寫科幻小說《超級智能住宅》；2016年高考作文題浙江省的“虛擬與現實”和北京市的“神奇的書簽”；2021年中考作文浙江衢州的“火星上的科幻故事”和廣東深圳的“這創意，讓我激動不已”，給科幻創作盡情發揮的空間。南方科技大學發布的《2018中國科幻產業報告》認為“科幻教育無論是一種事業還是產業，都有望成為下一個發展的增長點”[7]。科幻教育觸及了創新人才的核心素養——好奇心和想象力，力克當前教育唯分數、唯升學的弊端，為中小學課堂注入了源頭活水。有關好奇心和想象力的研究國內外已經有許多成果。加拿大教育學家基蘭·伊根的認知工具理論認為，“人類想象力的發展先后經歷了五種明顯的認知系統（方式）—身體認知、神話認知、浪漫認知、哲學認知與諷喻認知，每一種認知系統（方式）都有自己獨特的認知‘工具箱”[8]。基蘭·伊根據此提出了富有想象力的教育實踐方案。南方科技大學吳巖教授認為，好奇心和想象力與人的認知發展有著密切的關系，科幻教育就是用來提升想象力的。他提出科幻教育小學以保護兒童好奇心、讓想象力自由發揮為主，初中以發展科學思維為主，高中以發展批判性思維為主[9]。

目前，關于好奇心和想象力方面的核心素養研究在國內剛剛起步，科幻教育作為好奇心和想象力培育的抓手、路徑和教學模式開始受到學界重視，但現有的科幻教育的理論和實踐研究很少。本文以基蘭·伊根的認知工具理論和美國學者小威廉·E.多爾的后現代課程觀為指導，在核心素養的視域下，以科幻教育為例從課程目標、課程內容、課程實施和課程評價等四個維度闡釋了好奇心和想象力培育的核心理念，梳理了當下科幻教育實施的主要模式，提出了將科幻教育和創客教育、STEM教育、人工智能教育等融合發展的思路，構建了科幻教育跨學科的5E教學范式，為好奇心和想象力等核心素養的培育提供了新的視野。

二、好奇心和想象力：核心素養培育的新訴求

（一）好奇心和想象力的內涵

好奇心是“個體對新異和未知事物想知的傾向，是個體重要的內部動機之一”[10]。好奇心是個體重要的心理品質，具有主動性、反應性和持續性等心理特征。想象是人腦中對已有經驗和記憶表象加工改造和重新編碼而產生新的意象或觀念的心理過程，屬于人的高級認知活動。“想象力是一種先天綜合的能力”[11]，處在各種心理過程交叉融通的十字路口。想象力是創造的內在生理、心理機能，是人類創新的原生動力，是創造力形成的前提條件。

兒童期是好奇心和想象力培養的黃金時期。隨著年齡的增長，好奇心逐漸退化，需要不斷的鼓勵、獎賞和激勵。徐春玉教授認為10歲之前是“好奇心教育”階段，應實行以培養和保護好奇心為核心的教育模式[12]。阿西莫夫建議，兒童應該盡早閱讀科幻作品，在9歲或10歲，不能晚于11歲。有“鋼鐵俠”之稱的埃隆·馬斯克（Elon Musk）是一位硬核科幻迷，他把童年看過的科幻小說全部寫進了SpaceX。其中，阿西莫夫的基地系列是他創立 SpaceX 的靈感基礎。這位科技“狂人”在SpaceX重型獵鷹火箭搭載的特斯拉跑車里，放了一套微縮版的《銀河帝國：基地》，馬斯克以此方式向他的偶像致敬。亞馬遜創始人杰夫·貝佐斯，從五歲開始就夢想著去太空旅行。在看完電影October Sky后，貝佐斯與美國著名科幻作家尼爾·斯蒂芬森（Neal Stephenson）討論了創建航天公司的事宜。2000年藍色起源成立，2021年7月20日該公司首次提供亞軌道觀光旅行服務，貝佐斯作為第一批乘客成功飛向太空。

（二）核心素養的時代訴求

學生發展核心素養，主要指學生應具備的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。中國學生發展核心素養是黨的教育方針的具體化和細化。新修訂的普通高中課程標準將發展核心素養作為普通高中的培養目標，并“基于學科本質凝練了各學科的核心素養，明確了學生學習該學科課程后應達成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力”[13]。2020年，教育部考試中心發布的《中國高考評價體系》將高考考查內容凝練為“核心價值、學科素養、關鍵能力、必備知識”[14]。

黨的十九屆五中全會提出，堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，實施創新驅動發展戰略。培養創新型人才是中華民族長遠發展的大計，讓更多的青少年心懷科學夢想、樹立創新志向是中小學的使命擔當。教育部制定了“強基計劃”，聚焦國家重大戰略需求，著眼于培養拔尖創新人才的時代要求。創造性思維是創造性人才必備的核心素養。清華大學錢穎一教授認為“創造性思維由知識、好奇心和想象力、價值取向三個因素決定”[15]。2021年教育部頒布了《義務教育質量評價指南》，將好奇心和想象力作為學生發展質量評價關鍵指標之創新精神的考查要點[16]。好奇心是人類探索未知世界的起點，是創造的基本動力；想象力是創造力的核心。好奇心和想象力是人類社會不斷創新和持續前進的基本動力，培養好奇心和想象力是新時代對學生核心素養提出的新訴求。

三、基于好奇心和想象力的科幻教育模式：核心素養培育的新視點

科幻是科學幻想的簡稱，是“科學創建的浪漫故事”，它用幻想藝術的方式，描繪科學技術發展對人類影響。科幻最初是以小說形式出現在歐洲的一種特殊的類型文學，如今，科幻已從小說發展到影視、動漫、游戲、教育、創意設計、主題公園等各個領域，并成為一種新文化和一個高速增長的產業。科幻教育是一種以培養學習者的好奇心和想象力為核心，以提升學習者科學素養和批判性思維為導向的跨學科學習的教育實踐活動。

（一）理論基礎：后現代課程觀

美國學者小威廉·E.多爾在《后現代課程觀》中總結了后現代課程的“3S”特征，強調“我們需要將科學（Science）的理性與邏輯、故事（Story）的想象力與文化，以及精神（Spirit）的感覺與創造性結合起來”[17]。科幻教育天然地具有后現代課程的“3S”特點：科學性、故事性和精神性。

小威廉·E.多爾提出了后現代課程的“4R”標準：豐富性、回歸線、關聯性和嚴密性。豐富性指“課程的深度、意義的層次、多種可能性或多重解釋”[18]。多爾認為“課程應具有‘適量的不確定性、異常性、無效性、模糊性、不平衡性、耗散性與生動的經驗”[19]。回歸性是一個不斷循環的思想運動，也是創造意義的重要途徑，“是指人類將思想回轉到自身的能力而不是數學意義上的循環”[20]。多爾強調“對話是回歸的絕對必要條件：沒有反思——由對話引起——回歸就會變得膚淺而沒有轉變性；那將不是反思的回歸，而只是重復”[21]。關聯性包含教育聯系和文化聯系，指的是在一定的教育和文化背景中，對觀點、意義和價值之間的聯系不斷地探求。嚴密性是不確定性和詮釋性的組合，“嚴密性意味著有目的地尋找不同的選擇方案、關系和聯系”[22]。

科幻是指向未來的敘事形式和思考方式，科幻教育與傳統教育側重點不同，傳統教育傳授給學生既定的知識和技能，習慣于聚合思維，是封閉的、統一的、線性的、可預測的。科幻教育是面向未來的教育，它用想象引領創新，用創新拓展我們對未來的領導力，偏向于發散思維，是開放的、多元的、非線性的、不確定性的。

（二）基本理念：以科幻教育為例

1.課程目標：以培養學生的好奇心和想象力為導向

科幻教育目標的設定趨向開放性和生成性，以培養學生的好奇心和想象力為導向。“好的故事應具有足夠的不確定性以誘使讀者參與到對話中來”[23]。不確定性意味著選擇的多樣性和系統的開放性，是豐富性的前提。科幻教育具有“足夠的不確定性”正是這門后現代課程的魅力所在，也是激發好奇心和想象力的源泉。好奇心和想象力是科幻與生俱來的基因，科幻是科學與幻想碰撞的火花，是科學創新呈現的載體。科幻教育具有培養好奇心和想象力的天然優勢，科幻教育的目標就是要呵護人的好奇心，激發人的想象力，培養人的創新能力和批判性思維，最終服務于學生核心素養的發展。

根據基蘭·伊根的認知工具理論，科幻教育在不同年齡段應采取相應的教育策略，以持續保持和系統發展學生對未知世界的好奇心和想象力。在嬰幼兒時期，以身體認知、神話認知為主，科幻教育要讓兒童的好奇心與想象力自由伸展，給孩子提供一個歡樂的童年；在小學階段，要融合身體認知、神話認知、浪漫認知三種認知方式，科幻教育應該在保護好奇心、激發想象力的前提下，逐漸讓孩子體會到理性思維的光輝；在中學階段，要從浪漫認知方式逐步向以哲學認知方式為主轉變，科幻教育應該使學生的好奇心和想象力與各種知識建立有機聯系，讓學生體會到科學思維和批判性思維的神奇；在大學及以后的學習階段，以哲學認知、諷喻認知為主，科幻教育應該努力使好奇心和想象力與各種實際問題相聯系，培養學生問題解決能力、批判性思維和創新精神。

2.課程內容：以科學“大概念”作為課程組織的邏輯基礎和教學設計的依據

多爾認為后現代課程內容具有豐富性和差異性，“課程模式是非線性、非序列性的，但它由各種交叉點予以界定、充滿相關的意義網絡”[24]。“隨我們注意力的轉移而不斷變化中心的復雜的馬賽克”[25]。科幻教育課程內容的“意義網絡”或“馬賽克”的中心就是科學“大概念”。大概念是最有普適價值的自然法則或認知框架，能夠統領和關照較大區域內的一系列相關問題[26]。英國科學教育學者哈倫女士（Wynne Harlen）在她主編的《科學教育的原則與大概念》一書中明確提出了14個科學大概念[27]。科學大概念是一個知識的聚集點，讓學生的學習被賦予意義，同時又會成為新知識的增長點。科學大概念在未來持續對學生發生作用，可以系統地發展和持續保持學生對世界的好奇心。目前，對于科學大概念的研究有許多成果，如美國《下一代科學標準》中所提到的13個學科核心概念以及5個跨學科概念都屬于不同層次的科學大概念。我國《義務教育小學科學課程標準》中提出了18個主要概念。《普通高中課程方案》強調“重視以學科大概念為核心，使課程內容結構化”[28]。

中山大學李淼教授曾提出，科幻應該從最簡單最基本的科學原理推導出最精彩的故事，其實是強調科幻要圍繞科學大概念來敘事。科學“大概念”是科幻教育課程組織的邏輯基礎和教學設計的依據。如在以“太空探索”為主題的科幻課程中，有以下科學“大概念”：“宇宙中所有的物質都是由很小的微粒構成的”“宇宙中存在著數量極大的星系，太陽系只是其中一個星系―銀河系中很小的一部分”“物體可以對一定距離以外的其他物體產生作用”等。

3.課程實施 ：倡導富有想象力的思想實驗

在歐美高校，斯坦福大學“Physics 13”課程是開展科幻教育的典范。課堂上學生用想象力作為認知工具，通過思想實驗獲得檢驗科學思想的有效經驗。“Physics 13”教學模式主要有閱讀、討論和寫作三個步驟。第一步，教師提供給學生主題閱讀材料和一系列“思考問題”，學生帶著問題深閱讀；第二步，組織課程討論會，教師先簡要介紹相關知識和觀點，然后學生展開討論；第三步，創作型的寫作，學生探索一項基于自己創意的科學原理或科學現象所帶來的連鎖反應，通過寫作來提升學生的想象力[29]。

思想實驗是科幻教育區別于其它教育最顯著的功能。科幻教育中的思想實驗強調培養學生的批判性思維、創造力和問題解決的能力等核心素養。思想實驗是一種使用想象力在人腦中進行的理性思維活動。思想實驗在科學發展史上起到過重要的作用。伽利略的思想實驗推翻了亞里士多德“重物體比輕物體下落速度快”的斷言。愛因斯坦的狹義相對論就來自于其著名的“愛因斯坦光線”思想實驗。科幻教育的思想實驗，用來考察科學技術與人類社會交互作用的諸多可能性，為社會發展提供一些預案。比如，機器人有了情感之后，人、機器人和人類社會會發生什么樣的變化？

4.課程評價：指向核心素養的發展性評價

中共中央、國務院印發的《深化新時代教育評價改革總體方案》（以下稱《方案》）強調，“堅持科學有效，改進結果評價，強化過程評價，探索增值評價，健全綜合評價，充分利用信息技術，提高教育評價的科學性、專業性、客觀性”[30]。科幻課程評價是指向學生核心素養的發展性評價。發展性評價著眼于學生的發展，“尊重評價對象的主體性和差異性，強調評價對象的自我評價、自我反思和自我監控，注重評價對象發展變化的過程，使評價成為促進評價對象不斷發展的教育活動”[31]。科幻課程評價不同于傳統評價只看重結果評價，片面強調分數和升學率，而是注重評價的診斷、激勵和發展功能，通過評價促進學生的學習與進步，促進學生在不同學習階段核心素養水平的形成和發展。科幻評價明確回答了“誰來評”（評價主體）、“評什么”（評價內容）、“怎么評”（評價方式）的問題，為教育評價提供了鮮活樣本。

（1）“誰來評”（評價主體）：凸顯學生主體地位

傳統的教學評價主要是教師對學生的評價，科幻課程的評價是在教師的組織和指導下由學生自主完成，學生是課程評價的主體和執行者。科幻案例的實踐表明，教師提供評價量規學生進行自評和互評，有益于學生完善學習成果、達成學習目標和培養批判性思維。課前學生進行前測，內容主要包括“前科學概念”和學習目標，前測有助于學生明確學習目標，制定學習規劃；課堂學生填寫學習日志，記錄學習過程和反思，有助于學生發現問題，進行自我監控和調節；課后學生進行后測，內容包括學習體會、好奇心和想象力測量、學習成果和進一步的學習期望。這種以學生為主體的評價方式促使學生成為學習的主體，使教學評價不再是教學活動的終結，而成為驅動學生開展自主學習、發現問題和解決問題的手段和過程。

（2）“評什么”（評價內容）：重視學習過程、指向核心素養

科幻課程評價圍繞核心素養如好奇心與求知欲、想象力與創新精神、批判性思維與科學素養、人類可持續發展意識等方面，從知識（如大概念）和認知過程（如好奇心、想象力、批判性思維等）兩個維度進行評價。評價聚焦課堂真實情境，重視學生學習的過程和體驗，采用指向深度學習的課堂表現性評價。表現性評價主要是指評價者在真實情境中，運用一定評價規則判斷學生完成學習任務的過程表現與結果，包括學生的學習行為（包含作業或作品情況）、資源利用、互動交往、學習時長、練習和測評結果等。“表現性評價能更好地評價批判性思維、有效溝通和發表學術見解等能力，彌補傳統客觀紙筆測驗主要關注膚淺學習和基本技能的不足”[32]。

（3）“怎么評”（評價方式）：科技賦能、立體評價

《方案》要求加強評價的專業化建設，“創新評價工具，利用人工智能、大數據等現代信息技術，探索開展學生各年級學習情況全過程縱向評價、德智體美勞全要素橫向評價”[33]。科幻評價將學生縱向學習的全過程與橫向發展的全要素整合起來進行立體評價，綜合應用多種評價方法和評價工具，取長補短。常用的評價工具有觀察、訪談、學習日志、評價量規、電子檔案、作品展示網站、學生調查表等。科幻教育充分利用5G、大數據、物聯網、人工智能、學習分析技術等現代新科技，精準采集真實課堂的數據，對學生的各種行為進行計算、建模和可視化，實現課堂教學的智能評價。

四、面向好奇心和想象力的科幻教育實踐：核心素養培育的新路徑

（一）認知工具理論及教學模式

基蘭·伊根教授在他的著作《富有想象力的教學方法》中系統地闡釋了認知工具理論，提出了極富想象力的教育實踐方案，開發了基于各種認知系統的教學模式，從整體上規劃了各種認知工具在課程實施中的應用流程。根據基蘭·伊根的認知工具理論，好奇心和想象力的培育要根據不同年齡段學生的認知方式選擇相適應的認知工具（如表1所示），認知工具理論不僅為科幻課程提供了系統化的設計工具和教學模式，而且還提供了豐富的想象力和廣闊的創新空間。

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作者簡介：

嚴欣斌：中學高級，碩士，研究方向為科幻教育、STEM教育。

Curiosity and Imagination： A New Perspective on the Cultivation of Core Literacy

—Take Science Fiction Education as an Example

Yan Xinbin

（The Middle School Attached to South China University of Technology， Guangzhou 510641， Guangdong）

Abstract： Curiosity and imagination should be grasped from the doll， which is a new viewpoint for the cultivation of students core literacy in the new stage of development in our country. Science fiction education is an interdisciplinary educational practice which focuses on cultivating students curiosity and imagination and aims to improve students scientific literacy and critical thinking. From the perspective of core literacy， science fiction education is an important starting point for the cultivation of curiosity and imagination， with four core ideas： curriculum objectives are guided by the cultivation of students curiosity and imagination. the curriculum content is based on the scientific “big concept” as the logical basis and the basis of teaching design， curriculum implementation advocates imaginative ideological experiments， and curriculum evaluation is a developmental evaluation pointing to the core literacy. Taking science fiction education as an example， this paper combs the main modes of curiosity and imagination cultivation， puts forward the idea of integrating science fiction education with creator education， STEM education and artificial intelligence education， constructs an interdisciplinary 5E teaching paradigm of science fiction education， and provides a new field of vision and path choice for the cultivation of core qualities such as curiosity and imagination.

Keywords： curiosity； imagination； core literacy； science fiction education； cognitive tool theory； postmodern curriculum view

收稿日期：2021年1月17日

責任編輯：趙云建