科学教育是未来科技人才成长的关键环节,是国家科技进步发展的重要基础。面对国家科学教育做“加法”的现实要求,进一步扩大视野、挖掘资源、提供服务,是一项重要的基础性紧迫性的任务。纵观我国近现代科学教育历程,自1905年废除存续近1500年的科举制度,开始仿照西方的科学教育模式,开启现代科学教育不平凡的进程,科学之花从此在中华大地上绽放,原本诵读“四书五经”的私塾,第一次出现了物理、化学等新鲜名词。由于缺乏科学文化的传统,近现代科学教育从诞生之际起,存在着先天不足,除了上海、北京等大城市以外,中小城市特别是广大农村地区的中小学,科学教育所需要的基本条件,如合格的师资、实验的器材、甚至规范的科学教材等都缺乏,遑论先进的科学教育理念、教育方法等。进入20世纪的中后期,实施改革开放政策,打开了面向世界的视野,吹响“科学的春天”的号解,开启科学教育的新进程,依然有不少人还沉浸在“学好数理化,走遍天下都不怕”简单认知中,对国外先进的科学教育理论、方法、技术等,知之甚少,甚至莫名的排斥,对于科学教育重要性的认识,也相当肤浅,将读书理解记忆背诵,缺乏有效的科学思维、科学方法的训练。
2012年我们曾邀请诺贝尔将获得者、意大利物理学家卡洛·鲁比亚来“科学会客厅”栏目作报告,现场互动时有学生问:“老师让我们用公式解答许多题目,这么多的公式、定理平时也没什么用啊?”他回答说“光看公式本身,会让你失去了科学研究的乐趣。练习使用公式是需要的,但是只看公式本身,太简化科学背后的故事,是不够的”。我想,许多中小学生学习物理、数学时都会被一堆公式、定理难住过,却很少有老师对此进行解释和说明,孩子们一次次的刷题训练,只做了用了它做作业,单调地乏味地使用它,缺乏对事物思考、探究的过程。
在中小学校科学教育的教学目标、课程设置等存在不足,强调了一般性、基础性科学知识的学习,考试、刷题、分数、升学等,成了评价教学效果的主要指标,科学教育所必需的、相配套的青少年科技活动,科学实验操作的技能训练、创新思维训练,有意无意地被忽略了。科学教育作为最讲求实验、验证过程的课程,简化成老师在课堂上讲解或题目演算,学生在科学实验、观察、发现中获得的体验感、兴趣感、成就感,基本上被忽视。重视基础科学知识的学习与掌握,的确是科学教育的重要基础,但是,陈旧的教育理念、偏颇的教育目标、不合理的评价体系,导致了科学教育出现严重偏差。资料表明,我国15岁学生期望从事理工科相关职业的比例为16.8%,排在全球第68位;低于联合国经合组(DECD)平均水平24.5%,明显低于美国38%的水平。另一项调查结果显示,我国高中生对科学科目的感兴趣程度,低于小学生和初中生。另一项调查也表明,恢复高考后涌现的3000多名状元,几乎没有一人成为行业领袖。在改革开放以来,技术应用、工程建设方式取提了重大成就,但是在基础研究方面,缺乏世界级的科学发现、技术发明,这与日本连续获得20多项诺贝尔奖,存在着巨大的差距。这一严峻问题,足以引起教育界、科技界的高度关注。按照科技创新的本质要求,对比中外科技发展的差距,从青少年阶段开始,进行科学、严格、有效的创新思维、实践能力的训练,开展团结协作、勇于探索的科学家素质的培育和精神引导,像科学家一样去思考,像工程师一样去创造,才能有效地激发青少年对于科学的好奇心、想象力、探究欲,真正实现青少年科学教育的高质量发展,为科技强国建设培育未来人才。
教育是全社会的共同责任,涉及千家万户,关系国家和民族发展未来,受到社会各界关注。促进青少年科学思维发展,培育实践动手能力,准确理解科学文化,促进科学教育做“加法”取得成效,必须解决好两个核心问题,即谁是最合适做“加法”的人?什么才是有效的做“加法”?关键在于,在科学教育的理念、目标、资源等方面有质的突破,不能在学校正规教育里转圈子,必须跳出校园围墙,在社会上找思路。一方面,要充分调动高校、科研机构、科教团体及广大科技工作者、教育工作者、工程技术人员的积极性主动性,建立一支主体多元、经验丰富、富于创新的科学教育的校外队伍,有效解决科学教育师资不足的问题。如浙江等多地中小学校设立科技副校长,邀请有科研、教学背景的科技工作者、专业人士任职,负责组织和督促开展青少年科技活动,实施“科学家进校园”科学家一起做实验”“组织参观实验室”等系列活动;另一方面,充分利用网络平台传播迅捷、覆盖面广、互动效果好的优势,推出优质的科学教育为主体的视频、音频资源,将科学实验、科学课程、科普研学、科技展示、科技阅读等在网络传播,促进科学教育服务均等化和多元化。网红大V“不刷题的吴姥姥”,是同济大学退休的吴於人教授,身体力行,亲自上场,将科技“蓝”与网络“红”巧妙结合,打造了一个科学教育的网红IP,成为科学教育做“加法”的成功案例。
吴教授是一位有着丰富教育经验的科学教育专家,她针对“当前学生对物理学习热情不足、习惯于刷题、缺乏质疑意识、不愿意动手探索、创新应用的动力和能力均不足”问题,在大学物理教育中就进行了积极探索。更为可敬的是,她退休之后,依然“全身心地投入到从小娃娃到高中生的科技创新教育中”,专门研究“适合中国的科学教育和创新人才的培育途径,并共同践行符合现代教育理念的、符合中国育从目标的中国式的理科教育”,旗帜鲜明地提倡“不刷题而只是做研究的学习方式,并利用各种媒体传播科学知识”。正如郑君浩院士所说,吴姥姥以特有的幽默感和亲切感,“将科学原理与生活实例相结合,领悟科学的真谛”;“用简单的语言解释复杂的科学概念,感受科学的乐趣”;“通过一系列的实验与观察,感受科学的魅力”。她的许多实验,是从生活中常见的事物、事件、现象入手,自然而然地引入科学话题,讲述故事,配合实验,揭示奥秘,完美地表达了“科学真好玩”主题。如,用香蕉含有钾-40,来讲述放射的危险性,再配合云雾室实验观察,解读放射知识与原理;吃西瓜讲裂变,照镜子讲“宇称不守恒”,玩鱼洗讲“驻波”,看马踏飞燕讲重心稳定,甚至堆沙子讲锥体,玩弹球讲势能、吹海螺讲共振,等等,有趣、好玩、自然、亲切,把高深的科学原理、知识、现象,用最通俗最明白的方式,如实验、道具等进行解读,达到了公众科普的良好的效果。一个个实验,一件件道具,一句句解说,充分体现一位科学教育者的用心、细致和对于科学实验的独到理解。
我认为,从“不刷题的吴姥姥”的系列视频到出版“科学真好玩”一套三册丛书,可以深切地感受到吴老师及其团队在科学教育领域的“专业”“敬业”“乐业”的特点。“专业”体现在她作为一位长期从事科学教育的老师,有着丰富的经历和深度的思考,将复杂的科学知识、原理用通俗的方式进行传播,帮助人们有效认识科学、理解科学,展示了规范有效的启发性思维的训练过程,让青少年能感悟到“生活处处有科学,科学探索无止境”。“敬业”体现在她长期从事科学教育方法的探索过程,更体现在退休之后,以科学教育为己任,华丽转身,持之以恒、身体力行地做科普,充分体现了一位教育工作者对于科学传播、科学文化的特殊情怀, 体现了她始终关注科技发展、志愿服务社会的敬业精神。“乐业”体现在网络上的吴姥姥的形象,满头白发、一身标志性的马甲,积极热情,乐观向上,一个个场景,一场场实验、一次次揭秘,告诉网络视频前的青少年朋友:科学的世界里有探索不完的奥秘,感受不完的乐趣。网络视频中“不刷题的吴姥姥”形象,成为广大青少年科学学习的引路人,科学乐趣的发现者,吸粉无数,点赞无数,产生了极佳的科学传播效果。也正是吴老师的事业心和敬业精神,影响一批青年人,形成了一支优秀的科学传播队伍,在科学教育做“加法”路上,自觉地不断地贡献着智慧和力量。
“不刷题的吴姥姥”IP形象打造和网络传播的成功案例,给科学教育、传播和普及带来了新的启示。围绕“什么人做科学教育、传播和普及,如何做高质量网络科普”等话题,分析研究这一案例,发现规律价值,对于促进科学传播有重要的借鉴意义。
第一,是科学教育需要专业人员参与。科学技术迅猛发展,学科细分,专业化、职业化程度越来越高。对于普遍公众而言,学科知识的壁垒是难以逾越,科学学习面临着许多困难。科学传播需要专业知识的支撑,将科学知识融会贯通、通俗易懂地进行有效传播,激发公众的科学兴趣,需要热情之外要有丰富的知识积累。科学教育者、研究者、科研机构的科技人员,是科学教育做“加法”的重要力量,要建立科学合理的动员机制、激励机制,动员组织老科学家、老教育工作者积极参与科学传播,建立一支懂知识、有办法、理念新的科技工作者广泛参与,确保专业化、规范化水平和标准,实现高质量的科学传播,让“科技蓝”更加璀璨夺目。
第二,网络传播高效率与广覆盖,是科学传播最重要的途径。中央“两办”《新时代进一步加强科学普及的意见》明确提出,要建设“社会化协同、数字化传播、规范化建设、国际化交流”的新时代科普生态。科学教育的网络传播,呈现蓬勃兴盛的势头。科学教育形式和载体的创新,采用视频、音频、抖音等,将科技知识、科学实验等在网络展现,受青少年群体的关注。同时,随着超级算法、元宇宙、人工智能等新技术进一步发展和完善,科学传播领域也会有新形态出现,增强互动性、体验感等公众喜欢的形式和内容,增强科学教育、科学传播的有效性。
第三,不断优化科学传播资源形态,拓展科学传播的深度和广度。可以将成功的科学传播视频、音频等资源,进行再创作,改编、出版,形成新的优质科普资源,如图书、音像、图片、绘本等,并有意识地向中小学校、图书馆、社区服务中心延伸,与推广科普阅读、科技阅读、全民阅读等相结合,推进形成科学文化的社会氛围。
最后,充分利用科学传播的平台、品牌、IP等开发形成的品牌优势 ,系列化的科普创意设计、周边产品,依托“不刷题的吴姥姥”等成熟品牌,策划科普活动、科普研学、科普表演、科普讲座、科学讨论、科技竞赛等活动,形成个性化的、趣味化的系列产品,引进中小学校,反馈、协助、丰富学校的科学教育资源,以促进高质量科学教育目标的实现。
(作者:季良纲,浙江省科学传播中心副研究员、浙江省科普作家协会副理事长兼副秘书长;手机:13957144361)