科學教育與美國特色

當今時代，面對各國之間激烈的科技競爭，培養兒童和青少年的科學素養與科學精神顯得格外重要。美國在教育中尤其注重這一點。下面，筆者將結合在明尼蘇達州的經歷和觀察，介紹一下美國科學教育的相關情況。

認識科學技術，熏陶科學精神

在明尼蘇達州的各類教育中，科學問題是永恒的主題之一。從小學開始，科學課便成了學校知識體系的重要組成部分。從毛毛蟲到土撥鼠，從日食到極光，從颶風到地下河，從爆米花到牙齒……一年級科學課的授課內容總是和學生正在經歷的日常生活、目睹的自然現象或變化緊密相關。進入三年級后，學校會為學生系統開設STEM課程，提供實驗環節；同時，高年級學生所開展并完成的實驗項目，也會開放給低年級學生參觀。

事實上，學校只是面向學生開展科學教育的眾多主體之一。除學校之外，學生們還可以在眾多的博物館或社區中心里獲得科學的滋養。明尼蘇達州的博物館涵蓋自然、科學、歷史、藝術、農業、市政（鐵路、消防）等多個領域，其展覽與活動中滲透著諸多科學技術相關內容。這里既有專門以自然與科技為主題的明尼蘇達科學博物館、貝爾自然歷史博物館，也有專門以兒童為服務對象的圣保羅兒童博物館和動手博物館。此外，孩子們還可以在歷史博物館中了解人類科技進步的歷史，在磨坊博物館中了解面粉的生產過程，在吉布斯農場中了解農業相關科技，在雙城鐵路模型博物館和消防博物館中了解鐵路、消防等專業技術知識……值得一提的是，這些博物館都非常強調操作性和互動性，使科學知識在游戲中變得有趣，從而加深孩子們對于科學的認識和理解。

社區中心也是兒童和青少年接受科學內容培訓的日常陣地。每到暑假，社區中心都會面向孩子們組織各種夏令營活動，主題包括STEM教育、太陽能與機器人、發現昆蟲、尋找恐龍、認識海洋和海洋生物、水循環、城市中的高樓、環境污染等。孩子們可以在專業教師和志愿者的帶領下，在自己感興趣的領域進行探索和學習。

此外，各級政府機關和市政部門也都參與到了兒童與市民教育之中。議會大廈、市政廳、最高法院等政府部門，常年向市民開放，并為各類參觀者提供專門的講解服務，其中，中小學生是重要的參觀者。學生們在參觀的過程中，可以全面了解明尼蘇達州的歷史、文化傳統、政治體制和建筑所體現的藝術與技術之美。除政府機關外，電力、供水、污水處理、垃圾處理、公共交通等市政部門也會定期向市民開放，孩子們可以通過參觀了解電從哪里來、生活污水和垃圾如何處理、城市公共交通是如何為人們服務的……從而直觀地感受城市是如何運轉的，以及科技是如何改變人類生活的。

鼓勵提問，擁抱改變

科學精神的培養通常從鼓勵提問開始。在美國的各類教育中，常能聽到老師們說“This is a good question”（這是一個好問題）。無論是在小學還是在大學課堂，學生們都被鼓勵提出疑問。即使是各類參觀活動，講解員在介紹完相關知識或信息后，也會向參觀者詢問“是否有什么問題”。

事實上，很多人都曾指出西方教育對于提問的鼓勵。但需要強調的是，他們不僅注重提出問題，同樣關注如何有邏輯地解答問題。以小學一年級的閱讀和寫作課程為例，教師會讓學生嘗試指出作者在文章中回答了怎樣一個問題，以及作者給出的答案是什么，即理解并確定文章所傳遞的核心觀點。更為重要的是，教師會要求學生按照一定的邏輯規范來進行自我表達和寫作。例如，當學生們介紹自己喜歡什么以及為什么喜歡的時候，首先需要明確指出“我喜歡……”，然后按照“第一、第二、第三……”的邏輯順序來說明原因，最后需要總結“這就是我為什么喜歡……的原因”。與此類似，在對某事物的使用方法進行介紹時，也需要按照“第一、第二、第三……”的邏輯順序進行表達。此類訓練會反復出現在一年級的寫作課上，這也許就是科學思考和表達的最初練習。

美國教育之所以鼓勵提出問題，是因為科技創新和社會進步通常與提出問題、解決問題緊密相關。由此不難想象，美國社會對于改變與創新的積極肯定。老師們會將那些推動了科技與社會進步的重要科學家和社會行動者作為科學和歷史課程的一部分進行講授；明尼蘇達大學鋪設了一條“學者之路”（Scholars Walk），特別用來紀念本校的諾貝爾獎獲得者、杰出教授和校友；華盛頓的國會大廈上陳列著上百座雕像，以紀念各州的知名人物，其中不乏發明家、教育家或社會活動家；甚至很多旅游景點的介紹視頻中，都會不失時機地強調其中所包含的創新與進步，例如尼亞加拉瀑布的介紹視頻中就特別說明了當地環保運動帶來的環境變化和社會變遷，以及科學技術的應用對當地乃至整個美國產生的能源推動作用。

可以說，美國的學校教育和公民教育都在鼓勵改變與創新，但與此同時，教師們也會用科學態度引導學生們正確地認識改變：改變可能是好的，也可能是壞的；可能造福人類，也可能使人悲哀。他們會向孩子們傳遞一種信念，“我能夠改變一些事情，我也終將改變一些事情”；同時也會告誡孩子們，“我們無法改變一些事情”。由此讓孩子們明白：能夠在一個自己擅長的領域帶來改變，便是值得自豪的事情。

（本文得到國家留學基金資助）

（作者單位：南開大學社會學院）