行知思想啟發(fā)下的科學教育創(chuàng)新

福建師范大學 李月琴 朱小欽

福建省海絲企業(yè)創(chuàng)新研究院 付浸甜

近年來，隨著中國特色社會主義的不斷發(fā)展，加上國際貿易限制的大環(huán)境，科技已成為國家重要的國際競爭力，科學教育者肩負著培育科技人才的重要任務。陶行知先生早已意識到教育是立國之本，教師手里掌握著個人、民族和人類的命運。受陶行知“生活即教育”思想的啟發(fā)，本文從多層面探討研究科學教育的創(chuàng)新方法，通過將教學理論、科學理論和社會活動實踐相結合，打造一個可持續(xù)科學教育模式。

一、關注科學教育管理和實踐

科學技術是第一生產(chǎn)力，政府已全面推進素質與科學教育，以促進人民科學創(chuàng)新精神及實踐能力的培養(yǎng)，下發(fā)了《關于深化教育體制機制改革的意見》《全民科學素質行動計劃綱要實施方案》等文件。從實踐層面來說，培育新一代優(yōu)質的科學工作者對教師來說是一大挑戰(zhàn)，他們在改進學習科學方法，激發(fā)人民學習科學的興趣，推進信息技術與科學教育的深度融合，支持開展實驗教學創(chuàng)新，推動廣泛開展創(chuàng)客教育等方面還存在不足。從國家層面來說，提高對科學技術的重視度只是起點，千里之行始于足下，還需從教育的根本入手，加強科學教育管理和實踐，緊緊圍繞“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，發(fā)展科學教育體系，培養(yǎng)良師，育人育才，在未來可持續(xù)地輸出優(yōu)質科學及教育工作者。

（一）規(guī)范科學師資培育

教育是立國之本，要解決國內科學技術人才緊缺的問題，首先要重視培育優(yōu)質的科學教育工作者，從K12 STEAM科普教師到高校大學博士生導師都包括在內。科學教育是一門交叉學科、文理工學科融合的專業(yè)；優(yōu)秀的科學教師不僅要具備厚實的跨領域科學知識，也要熟練掌握各種教育方法，這種復合型師資人才較為稀缺。從科學教育管理層面來說，建議規(guī)范各學級的科學教師培育計劃，完善科學教師的職能及專業(yè)技能體系，實施科學教育者上崗基礎標準制度，確保科學教育工作者的專業(yè)水平和能力達標。同時，也應關注欠發(fā)達地區(qū)教師的定向培養(yǎng)，深入實施鄉(xiāng)村科學教師支持計劃。

國內多所高校已設有科學教育專業(yè)的本科和研究生學位，以及科教基礎研究實驗室，如北京大學的學習科學實驗室、東南大學的學習科學研究中心、北京師范大學的科學教育研究院、福建師范大學的科普教育基地，這些機構正逐步完善科教人才的培育和深化學習科學的研究。除此之外，還可以用政策激勵在職科學教師不斷學習提升自我，重視教師在理工科和文科多層面的發(fā)展，組織全國科學工作者進行交流，協(xié)調共享優(yōu)秀的科學教育案例，促進科學教育的綠色發(fā)展、開放與創(chuàng)新。

（二）建立標準化課程體系

先天資質，后天思維。科學知識和邏輯思維可按部就班地培養(yǎng)，一個完善的科學課程體系能引導學生對科學產(chǎn)生興趣、鞏固所學的知識、形成良好的學習和思維習慣，這個閉環(huán)將為科學創(chuàng)新打造良好基礎。國內學者企圖規(guī)范科學教育的課程體系，如《小學科學課程實用標準化》、北京師范大學的課程開發(fā)（KnowledgeComponent CenteredCurriculumDevelopment）等。一旦形成科學教育的標準化體系，不僅能促進小學生至高中生的科學學習，加速優(yōu)質K12STEAM的師生培養(yǎng)，從社會效益層面也可以提高全民科學素質及創(chuàng)新意識。例如，以科學教育振興鄉(xiāng)村，推進終身學習等多年齡段、全方位的學習科學方式。

二、鼓勵跨領域、多元化的教育研究和教學方法

國內外的科學教育院校和機構，從不同角度著手跨領域、多元化的教育研究和教學方法。“科學-技術-工程-藝術-數(shù)學STEAM”教育旨在提倡跨領域學科的學習。項目學習（ProjectBasedLearning）、以“學習活動為中心”的教學設計實訓（LearningActivityCentered InstructionalDesign）、培養(yǎng)“數(shù)字公民”的中小學信息社會學課程（KnowledgeProcessRelationshipandCultures）等，均是以學習目的為導向的教學模式。5E（Engagement，Exploration， Explanation， Elaboration，Evaluation）教學模式和設計思維（DesignThinking）模式，則是以賦能學習技能和科學思維為重點。身為科學教師應與時俱進，積極學習接觸國內外先進的科教理論，融合本地學生的需求，制定學習目標與方針；在日常教學中實施科教課程創(chuàng)新，賦能學生科學技能和素質培養(yǎng)，豐富學生的跨學科、跨領域學習。

另外，科學教師是課堂活動的引導者，隨著新興科技的不斷涌現(xiàn)，教師也可應用新一代多媒體工具，如AR／VR、微課、遠程教育、直播等，激發(fā)學生的學習興趣，促進師生之間的互動，這樣不但能提升學生的創(chuàng)造力，也能深化學生對科學學科知識的掌握。

三、加強科學理論和社會實踐融合

陶行知提出“生活即教育，社會即學校，教學做合一”，這是推廣科學教育必不可少的思想。為促使學生可持續(xù)地學習，除了引起最初的興趣外，還得激勵學生、獎勵優(yōu)秀的學習成果，讓學生認識科學在現(xiàn)實中的應用以及對社會的貢獻和影響，從而幫助學生實現(xiàn)自我價值。利用日常生活中遇到的技術挑戰(zhàn)，鼓勵學生積極提問，反推到課堂所學的理論，理論與社會應用深度融合，與社會、生態(tài)環(huán)境息息相關。重復這個良性循環(huán)，將培養(yǎng)科學思維，長期養(yǎng)成學習科學的良好習慣和打好知識基礎。

福建師范大學推出首個可持續(xù)科學教育（Sustainable STEAM）課程，將設計思維引入科學教育，雙管齊下帶動科教創(chuàng)新；教師可以用設計思維來完善自己的課程，學生可以用設計思維來促進自己的學習。設計思維含5個步驟：（1）同理心，收集真實需求；（2）定義，分析收集的需求，提煉要解決的學習問題；（3）“頭腦風暴”，開放式探討，提出創(chuàng)意點子；（4）原型制作，通過動手制作，實現(xiàn)設計構想；（5）測試，收集反饋，優(yōu)化解決方案。科學教師已使用設計思維開發(fā)的科學課程有水的科學和環(huán)保、聲波和聲音的日常等。中小學生已將設計思維融入自己的日常生活，以邏輯思維和所學的科學理論應對每天遇見的小挑戰(zhàn)，手動制作如《出遠門時的自動澆花器》《觀察月相的床頭燈》等創(chuàng)意作品。以“學生需求”和“社會實踐”為中心，讓科學“走出”課堂，教師鼓勵學生關心社會現(xiàn)象，動腦動手，用科學解決生活中的問題，貫徹陶行知“生活即教育”思想。

四、提升學習大環(huán)境，建立本土化科教體系

參照國內外科學教學方法，梳理本土化的科學教育培訓體系，制定課件標準，設計教具方案，推廣師資的培訓業(yè)務，大力拓展科學教育工作者團隊建設，是科學教學管理和標準化的第一步。通過開展科學教育工作，使學生形成科學世界觀、科學思維和道德價值觀，樹立科學態(tài)度和精神，掌握基本的科學技術和方法。同時，營造適合學習科學創(chuàng)新活動蓬勃開展的良好環(huán)境，培養(yǎng)、儲備新一代素質優(yōu)良的科學教師人才。教育機構齊抓共管，學校、社會共同參與，才能構建有力的科學教育工作格局和長效機制。通過科學教育、科學的傳播和普及，養(yǎng)成人民“愛科學、學科學、用科學”的良好習慣，提倡在日常生活學習及應用科學技術，保障科學興國戰(zhàn)略順利實現(xiàn)。

五、結語

目前，科學教育的發(fā)展仍存在不足，需要加強教育管理，創(chuàng)新課程體系，推動優(yōu)秀教師盡展其才。科學教育的題材可以來源于師生的生活。不斷吸納跨領域、多元化的科學內容和教學法，整合創(chuàng)造出適合本地的新科學課程，學以致用，才能真正實現(xiàn)“教學合一、知行合一”的可持續(xù)教育模式，培育富有厚實科學基礎、良好科學素質、社會責任感的新一代好公民和科學人才。