■本報(bào)記者 張文靜

不久前，在北京的寒意凜然中，82歲的中國(guó)科學(xué)院院士、數(shù)學(xué)家林群來(lái)到西什庫(kù)小學(xué)，給這里的孩子們講微積分。

在孩子的眼中，這位獲得過(guò)中科院自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、捷克科學(xué)院數(shù)學(xué)成就獎(jiǎng)、何梁何利科技進(jìn)步獎(jiǎng)等榮譽(yù)的知名科學(xué)家，更親切的身份是“微積分爺爺”。在他的口中，微積分成了孩子也能懂的有趣問(wèn)題。

與以往多次走進(jìn)學(xué)校講課不同，這一次，在講臺(tái)對(duì)面還多了三臺(tái)攝像機(jī)和一群忙碌的技術(shù)人員。搭乘中科院中國(guó)科普博覽求真云課堂的網(wǎng)絡(luò)直播，“微積分爺爺”的科普現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)傳遞到了遙遠(yuǎn)的黑龍江、寧夏、湖北、重慶、四川等地8個(gè)中小學(xué)課堂上，參與學(xué)生達(dá)到1000人。這些學(xué)生，大多都在縣城甚至教育貧瘠的貧苦縣。

如何將高端科研資源與中小學(xué)科學(xué)教育對(duì)接起來(lái)？林群的科普現(xiàn)場(chǎng)直播，成為最生動(dòng)的體現(xiàn)。

有了資源，科普就能做好？

2017年12月24日，在“第二屆中科院中國(guó)科普博覽互聯(lián)網(wǎng)+科學(xué)教育高峰論壇暨首屆中科院網(wǎng)絡(luò)科普聯(lián)盟研學(xué)旅行校長(zhǎng)論壇”上，國(guó)家教育咨詢委員會(huì)委員、中科院科普領(lǐng)導(dǎo)小組原組長(zhǎng)郭傳杰講起了20多年前的一件往事。

那是1996年，郭傳杰帶領(lǐng)代表團(tuán)到美國(guó)的知名高校和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室考察。這些實(shí)驗(yàn)室都是涉及軍事、能源、材料等國(guó)家重要領(lǐng)域的科研重鎮(zhèn)，在美國(guó)科學(xué)界占有重要地位。

“我們每到一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，工作人員通常最先帶我們參觀的就是他們的科普基地，一進(jìn)實(shí)驗(yàn)室大門(mén)就能看到，里面的科普內(nèi)容與該實(shí)驗(yàn)室的主要研究領(lǐng)域密切相關(guān)。”郭傳杰回憶說(shuō)，他當(dāng)時(shí)覺(jué)得很奇怪，就問(wèn)對(duì)方，實(shí)驗(yàn)室為何會(huì)把科普放在這么顯要的位置。對(duì)方回答說(shuō)：“我們實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展需要納稅人的支持，所以我們必須要讓公眾享受到科研成果和科學(xué)資源。況且，來(lái)我們這里參觀的學(xué)生，未來(lái)或許就會(huì)成為優(yōu)秀的科學(xué)人才。”這個(gè)回答讓當(dāng)時(shí)的郭傳杰深感震動(dòng)。

上世紀(jì)90年代的中國(guó)，科學(xué)教育一詞還很少見(jiàn)，科學(xué)普及的社會(huì)需求也不強(qiáng)，遠(yuǎn)未達(dá)到今天的地位和吸引力。“另外，我們當(dāng)時(shí)也有一些誤區(qū)，以為擁有這么多科學(xué)資源、科學(xué)家，做科普還不容易？”郭傳杰說(shuō)。

于是，美國(guó)考察之行回來(lái)后，郭傳杰等人做了兩件事。一是在中科院內(nèi)有條件的地方，開(kāi)始將科學(xué)資源進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變成中小學(xué)生喜聞樂(lè)見(jiàn)的形式，包括1999年研發(fā)完的中國(guó)科普博覽網(wǎng)站正式上線，把中科院分布在全國(guó)各地的植物園、天文臺(tái)等科普?qǐng)鲳^放到網(wǎng)絡(luò)上。第二件事是向國(guó)家申請(qǐng)專(zhuān)項(xiàng)資金，在合適的研究所前建立科普館、博物館，比如國(guó)家動(dòng)物博物館、南京地質(zhì)古生物博物館等。

“科學(xué)教育需要科學(xué)資源，如果沒(méi)有強(qiáng)大豐厚的科學(xué)資源作支撐，科學(xué)教育就是無(wú)源之水，很難長(zhǎng)期發(fā)展下去。但是，有了豐富的科學(xué)資源，我們的科學(xué)教育是否就能自然而然地做好了呢？答案顯然是否定的。”郭傳杰說(shuō)，“高端科研資源要承擔(dān)起教育功能，一定需要一系列重構(gòu)、重建和轉(zhuǎn)化的工作。”

向科學(xué)教育延伸

如今，中科院的科學(xué)資源比20年前更加豐厚。“我們有近4萬(wàn)一線科學(xué)家，其中兩院院士上千位。我們擁有三所大學(xué)，共有碩士、博士研究生近6萬(wàn)人。我們有國(guó)家重大科學(xué)工程、天文臺(tái)、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家級(jí)研究中心、分布在全國(guó)各地的生態(tài)野外臺(tái)站等。”郭傳杰說(shuō)。

在這樣的資源支持下，中科院開(kāi)始實(shí)施“高端科研資源科普化”計(jì)劃和“科學(xué)與中國(guó)”科學(xué)教育計(jì)劃，打造科普國(guó)家隊(duì)。

“在‘高端科研資源科普化’計(jì)劃方面，我們要進(jìn)行科普基地建設(shè)、科普隊(duì)伍建設(shè)、科普產(chǎn)品建設(shè)、科普活動(dòng)建設(shè)和科普平臺(tái)建設(shè)，這方面的體系化程度已經(jīng)比較高了。”中科院科學(xué)傳播局科普處處長(zhǎng)徐雁龍介紹說(shuō)，“現(xiàn)在，我們要把這種體系化資源向科學(xué)教育延伸。”

依托這些科研資源，中科院開(kāi)發(fā)出了多種周期的科學(xué)教育形式，比如一天周期的有科普?qǐng)?bào)告、科學(xué)家面對(duì)面交流、公眾科學(xué)日、科技創(chuàng)新年度巡展和各種主題的科普活動(dòng)等，以一周為周期的活動(dòng)有求真科學(xué)營(yíng)和各類(lèi)科學(xué)課程，還有周期長(zhǎng)達(dá)1～3年的長(zhǎng)期探究學(xué)習(xí)項(xiàng)目，主要就是北京青少年科技俱樂(lè)部。

北京青少年科技俱樂(lè)部開(kāi)辦于1999年，是由中科院院士王綬琯牽頭做起來(lái)的。當(dāng)時(shí)，退休之后的王綬琯在各學(xué)校講授科學(xué)課，并且用科學(xué)家的眼光，在北京四中、人大附中、北師大附中等學(xué)校選拔了一些學(xué)有余力又對(duì)自然科學(xué)某方面有特別偏好的孩子，把他們放在中科院各研究所的實(shí)驗(yàn)室中去。

北京青少年科技俱樂(lè)部形成了良好的人才選拔機(jī)制和探索課程流程。有些學(xué)生后來(lái)出國(guó)深造，又通過(guò)“人才”“萬(wàn)人計(jì)劃”回到國(guó)內(nèi)，成為優(yōu)秀的青年科學(xué)家。王綬琯有一年過(guò)生日，該俱樂(lè)部培養(yǎng)的學(xué)生在哈佛大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，用基因做出“王老，生日快樂(lè)”的祝福，通過(guò)視頻傳送回來(lái)，王綬琯特別激動(dòng)。

對(duì)于科學(xué)教育的內(nèi)容，針對(duì)不同年齡段的孩子，內(nèi)容也應(yīng)有不同的側(cè)重。比如，針對(duì)學(xué)前兒童強(qiáng)調(diào)自然體驗(yàn)，做感性的科學(xué)啟蒙；對(duì)小學(xué)生主要做視頻教學(xué)，開(kāi)發(fā)科學(xué)教育課程，激發(fā)孩子對(duì)科學(xué)的興趣；到了中學(xué)，主要是通過(guò)求真科學(xué)營(yíng)等活動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行理性思維和科學(xué)技能的訓(xùn)練；到了大學(xué)則會(huì)進(jìn)行科學(xué)傳播技能的訓(xùn)練，鼓勵(lì)他們輸出知識(shí)。如今，中科院正在嘗試在院內(nèi)高校的研究生中推廣科普學(xué)分制，推動(dòng)6萬(wàn)研究生能夠成為科普的主力。

作用于心靈的科學(xué)教育

在科學(xué)教育方面，我國(guó)已經(jīng)有了不少探索案例。比如，教育部和中國(guó)科協(xié)合作推出的“做中學(xué)”科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、高�？茖W(xué)營(yíng)、英才計(jì)劃以及北京市的翱翔計(jì)劃等。

科學(xué)教育有廣義和狹義之分。廣義的科學(xué)教育一詞可以用于與科學(xué)有關(guān)的、與教育方式方法科學(xué)化有關(guān)的事物上，狹義的科學(xué)教育則指的是針對(duì)中小學(xué)生開(kāi)展的以物理、化學(xué)、生物、地理等科學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)的教育。

科學(xué)教育方興未艾，也與國(guó)內(nèi)教育發(fā)展大趨勢(shì)有著密切的關(guān)系。“我們經(jīng)歷了三次教育目標(biāo)的轉(zhuǎn)變。”中國(guó)教育科學(xué)研究院STEM課程中心副主任曹培杰介紹說(shuō)，“最初是面向‘雙基’，即基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能。在這種理念下，什么是最好的學(xué)習(xí)？就是黃岡中學(xué)模式，老師精講，學(xué)生精練。2001年，我們啟動(dòng)了第八輪基礎(chǔ)教育新課改，提出了新的教育目標(biāo)——三維目標(biāo)，最好的課堂變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的課堂。到了2016年，《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》發(fā)布，里面大量出現(xiàn)我們以往在教育教學(xué)中不太常見(jiàn)的詞，比如理解、責(zé)任、擔(dān)當(dāng)、情懷等。在核心素養(yǎng)引領(lǐng)下，一定會(huì)有新的課堂形態(tài)出現(xiàn)。旅行、創(chuàng)造、設(shè)計(jì)、游戲、表演可能都會(huì)變成一種課堂形態(tài)，社區(qū)、田野、科技館、博物館可能都會(huì)變成課堂。”

我們?yōu)楹我�開(kāi)展科學(xué)教育？愛(ài)因斯坦說(shuō)，科學(xué)對(duì)于人類(lèi)事務(wù)的影響有兩種方式。第一種方式是大家熟悉的，科學(xué)直接地，并且在更大程度上間接地生產(chǎn)出完全改變了人類(lèi)生活的工具。第二種方式是教育性的，它作用于心靈。

“科學(xué)教育是教育的重要組成部分，也是素質(zhì)教育的重要組成部分�？茖W(xué)素養(yǎng)是人的核心素養(yǎng)之一。”徐雁龍說(shuō)道，“但同時(shí)也要看到，科學(xué)教育歸根結(jié)底也只是教育的一個(gè)重要組成部分而已，不能忽視，也沒(méi)必要夸大。人不僅需要科學(xué)素養(yǎng)，還需要音體美等其他素養(yǎng)�？茖W(xué)教育有其特殊意義。我們說(shuō)數(shù)學(xué)是所有學(xué)科的皇后和仆人，因?yàn)樗�具有皇后的地位和仆人的功能，而科學(xué)教育也正是如此，我們可以說(shuō)，科學(xué)教育是其他教育的皇后和仆人，因?yàn)槿说睦硇运季S一旦樹(shù)立，很多東西自然就能學(xué)得通、學(xué)得懂了。此外，科學(xué)教育還有其自身的規(guī)律。”

為了探求科學(xué)教育的規(guī)律，中科院每年都在云南羅梭江舉辦國(guó)際科學(xué)教育論壇，將科研人員和教育專(zhuān)家請(qǐng)到一起，共同探討。

到NASA做火箭

在科學(xué)教育方面，歐美國(guó)家先行，積累了不少經(jīng)驗(yàn)。在長(zhǎng)期研究美國(guó)、芬蘭教育的北京師范大學(xué)國(guó)際與比較教育研究院副院長(zhǎng)滕珺看來(lái)，美國(guó)高端科研資源與中小學(xué)科學(xué)教育的對(duì)接，得益于其強(qiáng)大的社會(huì)支撐系統(tǒng)。“美國(guó)擁有眾多的博物館，學(xué)校教師帶團(tuán)參觀可以很便捷地進(jìn)行預(yù)約，免費(fèi)參觀，博物館內(nèi)有一批專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行講解。”在休斯敦的NASA中，滕珺驚奇地發(fā)現(xiàn)，NASA竟然就在研制火箭的現(xiàn)場(chǎng)專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟了一個(gè)獨(dú)特的空間，中學(xué)以上的學(xué)生只要提前注冊(cè)成功，就可以成為志愿者，把自己所學(xué)的知識(shí)真正運(yùn)用到火箭研制之中，而不是只能隔著玻璃參觀。

芬蘭的經(jīng)驗(yàn)則讓滕珺看到，除了高端科研資源外，我們身邊還有很多可挖掘的科學(xué)教育資源。“比如，芬蘭一所小學(xué)要翻修操場(chǎng)，就讓學(xué)生們一起參與，提出需求和建設(shè)方案，當(dāng)然有專(zhuān)業(yè)人員一起參與，共同去市政府申請(qǐng)資金，實(shí)施修建。”滕珺說(shuō)，“這整個(gè)過(guò)程就是倡導(dǎo)在無(wú)定式、真實(shí)、復(fù)雜的環(huán)境下，調(diào)動(dòng)孩子各方面的能力，促進(jìn)其核心素養(yǎng)的提升。”

在滕珺看來(lái)，科研資源與科學(xué)教育的對(duì)接過(guò)程中，科技和教育領(lǐng)域?qū)＜业目缃缣接懞苤匾��?ldquo;各個(gè)年級(jí)的孩子進(jìn)入科研體系中到底要學(xué)什么，它需要是校園內(nèi)課程的延伸和拓展，而不能與校園課程脫節(jié)，變成兩張皮。比如，老師帶領(lǐng)學(xué)生去參觀機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要有意識(shí)地將參觀行程與學(xué)校課程體系對(duì)接，明確此行的目的是什么，學(xué)生是否學(xué)習(xí)過(guò)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的原理，然后再去參觀實(shí)物。這個(gè)過(guò)程需要很多專(zhuān)業(yè)的工作，包括課程研發(fā)和實(shí)施、培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人才等。”

郭傳杰認(rèn)為，高端科研資源與科學(xué)教育的對(duì)接，必須有一支專(zhuān)業(yè)化的團(tuán)隊(duì)和機(jī)構(gòu)。“他們熟悉科學(xué)家和相關(guān)的科研領(lǐng)域，同時(shí)又了解學(xué)生、老師和學(xué)校的需求，做好兩者之間的橋梁和紐帶，把科學(xué)家的科學(xué)知識(shí)、科研思維、科學(xué)精神傳遞給學(xué)生。”

郭傳杰還強(qiáng)調(diào)，教育專(zhuān)家、科學(xué)家和中小學(xué)校長(zhǎng)等應(yīng)共同研究科學(xué)教育的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范問(wèn)題。“近幾年科學(xué)教育熱度很高，吸引了很多機(jī)構(gòu)和人員參與其中，有以賺錢(qián)為目的的，也有以教育為宗旨的。在這些活動(dòng)中，學(xué)生能受到多少有益的熏陶、導(dǎo)游的專(zhuān)業(yè)度如何，都有待考量。”

如今互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也為高端科研資源與科學(xué)教育的對(duì)接提供了更多技術(shù)支持。2017年6月，在成都一所學(xué)校，曹培杰考察一個(gè)課程，是生物老師講人造呼吸系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的情境是學(xué)生遇到海難來(lái)到了一座荒島上，此時(shí)同伴有危險(xiǎn)需要做人造呼吸系統(tǒng)。課后曹培杰向老師提了一個(gè)問(wèn)題：“你是最了解人造呼吸系統(tǒng)的人嗎？”教師回答說(shuō)不是。“那么誰(shuí)是？”曹培杰問(wèn)。“應(yīng)該是醫(yī)生和護(hù)士。”教師答說(shuō)。“學(xué)生小組匯報(bào)用了15分鐘，這個(gè)環(huán)節(jié)如果請(qǐng)醫(yī)生和護(hù)士來(lái)點(diǎn)評(píng)，學(xué)生的收獲可能會(huì)更多。怎么請(qǐng)？打開(kāi)手機(jī)微信，隨時(shí)都能在線聯(lián)系點(diǎn)評(píng)。這就是互聯(lián)網(wǎng)思維。”

也是借助互聯(lián)網(wǎng)社交媒體等平臺(tái)，不少科學(xué)家以科普人的身份為大眾所熟知。高端科研資源與公眾的距離，正在拉近。