多元主體與多重路徑:促進科學教育發展的國際經驗
【世界教育之窗】
作者:康建朝(中國教育科學研究院副研究員)
科學教育對培養(yang) 科技人才和創新人才具有不可或缺的重要地位,包括科學探究方法的傳(chuan) 授、科學態度的養(yang) 成、創新精神和實踐能力的涵育等。學習(xi) 科學不是少數科學家和工程師的專(zhuan) 利,科學對於(yu) 每個(ge) 人來說都非常重要。科學教育的最終目的就是培養(yang) 公眾(zhong) 的科學素養(yang) ,使之成為(wei) 具備科學素養(yang) 的高素質的國家建設者。要發揮科學教育在國家戰略中的重要價(jia) 值,需要從(cong) 小抓起,培養(yang) 深厚的人才土壤,孕育出大批高水平的科技人才。
放眼國際,英美日韓等國家重視科學教育支撐與(yu) 生態體(ti) 係構建,為(wei) 大中小幼科學教育發展提供了強有力的保障。一方麵,科學教育支撐體(ti) 係包括高層次的專(zhuan) 業(ye) 人才培養(yang) 、專(zhuan) 業(ye) 社團網絡的積極參與(yu) 、理論與(yu) 經驗研究的縱深開展、基金會(hui) 等社會(hui) 組織的資助等。另一方麵,各國積極拓展利用校外非正式學習(xi) 環境,著力構建多元協同發展的科學教育生態體(ti) 係。科學博物館、科技中心等科技場館是開展非正式科學教育的重要場所,科技競賽成為(wei) 一項具有重要獨特價(jia) 值的非正式科學教育活動,科技研發機構、家庭、社區、媒體(ti) 等在構建科學教育生態方麵均發揮重要作用。
1.重視科學教育多層次專(zhuan) 業(ye) 人才培養(yang)
英美等國科學教育專(zhuan) 業(ye) 興(xing) 辦曆史較長,形成了較有特色的學科體(ti) 係及課程結構體(ti) 係。本科階段,一方麵科學教育專(zhuan) 業(ye) 課程設置靈活,提供不同學段的科學教師培養(yang) 課程。例如,在美國佛羅裏達州大學等高校,科學教育專(zhuan) 業(ye) 本科生可以根據幼兒(er) 園至5年級、4至8年級、7至12年級三個(ge) 不同學段來選擇學習(xi) 課程和決(jue) 定未來從(cong) 事的職業(ye) ,不同學段的課程方案要求有所差異。另一方麵,科學教育專(zhuan) 業(ye) 課程結構合理,注重學生綜合能力培養(yang) ,一般包括普通教育課程、學科科學課程、教育科學課程。課程內(nei) 容具備廣泛、綜合、注重實踐等多方麵特點。普通教育課程為(wei) 未來科學教師提供內(nei) 容廣泛的文理知識與(yu) 技能;學科科學課程包括生物學、化學、物理、地球與(yu) 空間等學科內(nei) 容,並注重打破學科間的壁壘;教育科學課程包括教育心理學、科學教學方法與(yu) 策略、課程組織設計等。碩士和博士階段,除了培養(yang) 從(cong) 事科學教育研究者外,還培養(yang) 科學教師教育者,即既能進行科學教育研究又能進行科學教育人才培養(yang) 的高級人才。
2.專(zhuan) 業(ye) 社團網絡多途徑參與(yu) 支持科學教育
歐美日韓等國家科學教育的開展得到諸多專(zhuan) 業(ye) 社團網絡的參與(yu) 支持,這些專(zhuan) 業(ye) 社團參與(yu) 支持科學教育的途徑也是立體(ti) 多元的。如美國科學促進會(hui) 成立於(yu) 1848年,是世界上最大的綜合性科學團體(ti) ,對美國科學課程乃至國際科學課程產(chan) 生了深遠影響,科促會(hui) 的經費來源主要有個(ge) 人、基金會(hui) 、企業(ye) 等捐贈和政府資助。英國科學教育協會(hui) 成立於(yu) 1963年,是英國最大的學科協會(hui) ,也是科學教育的非政府專(zhuan) 業(ye) 協會(hui) ,旨在促進和發展小學至大學的科學教育。在東(dong) 亞(ya) ,日本科學教育學會(hui) 、日本科學教育研究協議會(hui) 、韓國科學教育學會(hui) 、韓國科學英才教育學會(hui) 等是典型代表。日本文部科學省為(wei) 日本科學教育學會(hui) 提供經費支持,全國各地設有學會(hui) 支部,涉及物理、化學、生物、地學、信息、計算機多個(ge) 學科的教育,以及科學交流、科學普及等業(ye) 務。這些專(zhuan) 業(ye) 社團參與(yu) 支持科學教育的途徑是多種多樣的。例如,美國科學促進會(hui) 通過召開學術研討會(hui) 、開展各種促進科學教育的項目、開展調查研究、發表論文或報告、出版雜誌和書(shu) 籍等方式促進中小學科學教育發展。英國科學學習(xi) 中心是提高中小學科學教師素質的重要依托機構,得到政府和各種慈善基金會(hui) 的資助,每年推出數百個(ge) 培訓課程,接納數千名學員。再如韓國科學英才教育學會(hui) ,以韓國27所大學的附屬科學英才教育院和科學英才教育研究者、教育者為(wei) 中心運營,為(wei) 韓國培養(yang) 卓越的科學英才作出了巨大貢獻。
3.學術科研為(wei) 科學教育提供堅實的理論引領
重視發行豐(feng) 富的科學教育學術期刊。一方麵,有隸屬於(yu) 學會(hui) 的期刊。如英國的科學教育協會(hui) 發行的《科學教育》《小學科學評論》《學校科學評論》和《科學教師教育》等期刊。韓國科學教育學會(hui) 內(nei) 設核心期刊《韓國科學教育學術雜誌》,日本科學教育學會(hui) 擁有《科學教育研究》雜誌和《科學教育研究報》報刊等。澳大利亞(ya) 科學教育研究協會(hui) 發行的《科學教育研究》等。另一方麵,還有一些不隸屬於(yu) 學會(hui) 的著名期刊。如美國的《科學教育》《科學教育與(yu) 技術》,英國利茲(zi) 大學的《科學教育研究》《國際科學教育學刊》等,在國際科學教育學界影響都很大。
創辦專(zhuan) 門的科學教育研究中心。如英國倫(lun) 敦大學國王學院和利茲(zi) 大學分別於(yu) 20世紀60年代和70年代在其教育學院建立了科學與(yu) 數學教育研究中心,德國於(yu) 1966年在基爾大學建立了國家級的科學教育研究所。加拿大卡爾頓學院科學教育資源中心,在國家科學基金會(hui) 資助下,主要關(guan) 注本科生STEM教育的同時,和中小學階段的教育者開展廣泛合作,通過教學模式研發、社區活動組織、工作坊、數字圖書(shu) 館、網站開發、項目實施和評估等多種方式為(wei) 科學教育賦能。美國史密森尼科學教育中心成立於(yu) 1985年,得到史密森學會(hui) 和國家科學院的資助,旨在促進K-12階段真實的、基於(yu) 探究的STEM教育,推動STEM教育可持續發展。主要業(ye) 務包括支持K-12階段STEM教師和學校領導的專(zhuan) 業(ye) 成長、開發標準化的課程材料、為(wei) 青少年開發免費數字資源等。
4.充分發掘科技場館的非正式科學教育價(jia) 值
科學博物館、科技中心等科技場館,因其預先設定好的科學教育環境、體(ti) 係化的科普展教資源、較為(wei) 完善的科學教育人才隊伍建設等諸多優(you) 勢,成為(wei) 開展非正式科學教育的重要場所。美、英、加拿大、新加坡等國家的科技場館以其先進的教育理念為(wei) 特色,開展的科學教育以互動、參與(yu) 、體(ti) 驗為(wei) 主,為(wei) 廣大參觀者提供親(qin) 身體(ti) 驗和感受科學的機會(hui) ,在館校結合、科學教師培養(yang) 、教育技術運用等方麵各具特色。如倫(lun) 敦科學博物館將一係列與(yu) 課程相關(guan) 的互動表演、研討會(hui) 、微視頻等帶入中小學、社區、科學俱樂(le) 部等,方便大眾(zhong) 理解科學。加拿大安大略科學中心強調通過大量互動展品,讓青少年在動手參與(yu) 、親(qin) 身體(ti) 驗的樂(le) 趣中感悟科技知識,注重為(wei) 青少年搭建一個(ge) 進行創新思維和科學對話的場所。美國舊金山探索館作為(wei) 參與(yu) 型科技場館的原型,注重以觀眾(zhong) 為(wei) 中心開展科學教育,以挖掘好奇心、親(qin) 身體(ti) 驗科學多樣性為(wei) 建館理念。展品就是小型的科學實驗,參觀者可以自己動手操作、觀察,從(cong) 而得出結論,讓觀眾(zhong) 有機會(hui) 經曆科學實驗和科學發現的“真實”過程。新加坡科學中心對在校中小學生實行門票會(hui) 員製,一年隻需很少的花費就可以在任意時間免費參與(yu) 科學中心的活動。
5.發揮競賽在科技創新人才選拔培養(yang) 中的積極作用
大力選拔及培養(yang) 具有國際競爭(zheng) 力的科技創新後備人才,才能實現高質量的科技創新人才供給,保障國家在未來全球競爭(zheng) 中的主導權。經過長期發展,科技競賽已成為(wei) 一項具有重要獨特價(jia) 值的非正式科學教育活動,是被教育領域和社會(hui) 公眾(zhong) 廣泛認可的拔尖創新人才選拔及培養(yang) 手段。如美國科學與(yu) 公眾(zhong) 協會(hui) 主辦的、享有全球青少年科學競賽“世界杯”美譽的國際科學與(yu) 工程大獎賽(ISEF),其賽事安排和活動組織具備精細化的競賽類目設置、規範合理的規則及流程、科學嚴(yan) 謹的評審機製等特點。全球每年約300萬(wan) ~500萬(wan) 學生提交參賽科研項目,最終隻有約1200名能夠獲得參加ISEF的資格。其參賽經曆和獲獎情況在申請大學時為(wei) 美國知名大學所看重,麻省理工等頂尖名校的招生官員甚至會(hui) 作為(wei) 評委在全球決(jue) 賽中挑選合適的招錄人選。再如歐盟委員會(hui) 研究總局管理的歐盟青年科學家競賽(EUCYS),每年把來自40多個(ge) 國家的優(you) 秀學生聚集在一起,促進年輕研究人員之間的合作交流。讓他們(men) 有機會(hui) 向一些世界頂尖科學家展示自己的研究工作,以此鼓勵更多年輕人獻身於(yu) 科技事業(ye) 。
6.民間機構等多元主體(ti) 為(wei) 科學教育提供保障支撐
一些國家設立專(zhuan) 門的基金會(hui) 並鼓勵民間機構和組織讚助科學教育發展。如美國國家科學基金會(hui) (NSF)下設“教育與(yu) 人力資源”局,資助科學教育普及和研究活動。日本公益性的索尼教育財團成立的索尼科學教育研究會(hui) (SSTA),以“培養(yang) 愛好科學的孩子”為(wei) 目標,通過教材編製、改善理科教育授課、培養(yang) 理科教育領航教師等方式支持科學教育發展。韓國科學創意財團隸屬韓國教育部,主要活動包括科學文化的傳(chuan) 播,數學、科學領域教育課程的開發,科學英才教育的支持等。科技研發機構也重視開展科學教育工作。美國國家航空航天局(NASA)自成立以來做了許多卓有成效的科學教育工作,包括開發K-12年級的在線科學遊戲、設立STEM教育獎學金等。
家庭、社區、媒體(ti) 等更廣泛的網絡也為(wei) 科學教育提供有益補充。如美國的“城市優(you) 勢”項目將家庭視為(wei) 科學教育重要組成要素,設計專(zhuan) 門的家庭指導手冊(ce) ,分發到參與(yu) 項目的學生家庭。美國還製定相關(guan) 政策法規鼓勵媒體(ti) 開展科學普及,向科學教育媒體(ti) 投入發展資金。
(本文係中國教育科學研究院基本科研業(ye) 務費專(zhuan) 項所級項目“國際比較視野下中小學科學教育實施模式與(yu) 支持體(ti) 係研究”〔GYI2022021〕成果)
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