■本報記者 張文靜

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

在孩子的眼中，這位獲得過中科院自然科學(xué)獎一等獎、捷克科學(xué)院數(shù)學(xué)成就獎、何梁何利科技進(jìn)步獎等榮譽(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題。

與以往多次走進(jìn)學(xué)校講課不同，這一次，在講臺對面還多了三臺攝像機(jī)和一群忙碌的技術(shù)人員。搭乘中科院中國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)場實時傳遞到了遙遠(yuǎn)的黑龍江、寧夏、湖北、重慶、四川等地8個中小學(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)教育對接起來？林群的科普現(xiàn)場直播，成為最生動的體現(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)旅行校長論壇”上，國家教育咨詢委員會委員、中科院科普領(lǐng)導(dǎo)小組原組長郭傳杰講起了20多年前的一件往事。

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

“我們每到一個實驗室，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)實驗室大門就能看到，里面的科普內(nèi)容與該實驗室的主要研究領(lǐng)域密切相關(guān)。”郭傳杰回憶說，他當(dāng)時覺得很奇怪，就問對方，實驗室為何會把科普放在這么顯要的位置。對方回答說：“我們實驗室的發(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，來我們這里參觀的學(xué)生，未來或許就會成為優(yōu)秀的科學(xué)人才。”這個回答讓當(dāng)時的郭傳杰深感震動。

上世紀(jì)90年代的中國，科學(xué)教育一詞還很少見，科學(xué)普及的社會需求也不強(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。

于是，美國考察之行回來后，郭傳杰等人做了兩件事。一是在中科院內(nèi)有條件的地方，開始將科學(xué)資源進(jìn)行轉(zhuǎn)化，變成中小學(xué)生喜聞樂見的形式，包括1999年研發(fā)完的中國科普博覽網(wǎng)站正式上線，把中科院分布在全國各地的植物園、天文臺等科普場館放到網(wǎng)絡(luò)上。第二件事是向國家申請專項資金，在合適的研究所前建立科普館、博物館，比如國家動物博物館、南京地質(zhì)古生物博物館等。

“科學(xué)教育需要科學(xué)資源，如果沒有強(qiáng)大豐厚的科學(xué)資源作支撐，科學(xué)教育就是無源之水，很難長期發(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，“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6萬人。我們有國家重大科學(xué)工程、天文臺、國家重點(diǎn)實驗室、國家級研究中心、分布在全國各地的生態(tài)野外臺站等。”郭傳杰說。

在這樣的資源支持下，中科院開始實施“高端科研資源科普化”計劃和“科學(xué)與中國”科學(xué)教育計劃，打造科普國家隊。

“在‘高端科研資源科普化’計劃方面，我們要進(jìn)行科普基地建設(shè)、科普隊伍建設(shè)、科普產(chǎn)品建設(shè)、科普活動建設(shè)和科普平臺建設(shè)，這方面的體系化程度已經(jīng)比較高了。”中科院科學(xué)傳播局科普處處長徐雁龍介紹說，“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報告、科學(xué)家面對面交流、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等，以一周為周期的活動有求真科學(xué)營和各類科學(xué)課程，還有周期長達(dá)1～3年的長期探究學(xué)習(xí)項目，主要就是北京青少年科技俱樂部。

北京青少年科技俱樂部開辦于1999年，是由中科院院士王綬琯牽頭做起來的。當(dāng)時，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驗室中去。

北京青少年科技俱樂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)生后來出國深造，又通過“人才”“萬人計劃”回到國內(nèi)，成為優(yōu)秀的青年科學(xué)家。王綬琯有一年過生日，該俱樂部培養(yǎng)的學(xué)生在哈佛大學(xué)的實驗室里，用基因做出“王老，生日快樂”的祝福，通過視頻傳送回來，王綬琯特別激動。

對于科學(xué)教育的內(nèi)容，針對不同年齡段的孩子，內(nèi)容也應(yīng)有不同的側(cè)重。比如，針對學(xué)前兒童強(qiáng)調(diào)自然體驗，做感性的科學(xué)啟蒙；對小學(xué)生主要做視頻教學(xué)，開發(fā)科學(xué)教育課程，激發(fā)孩子對科學(xué)的興趣；到了中學(xué)，主要是通過求真科學(xué)營等活動，對學(xué)生進(jìn)行理性思維和科學(xué)技能的訓(xùn)練；到了大學(xué)則會進(jìn)行科學(xué)傳播技能的訓(xùn)練，鼓勵他們輸出知識。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6萬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，我國已經(jīng)有了不少探索案例。比如，教育部和中國科協(xié)合作推出的“做中學(xué)”科學(xué)教育實驗項目、高�？茖W(xué)營、英才計劃以及北京市的翱翔計劃等。

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)教育則指的是針對中小學(xué)生開展的以物理、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，也與國內(nèi)教育發(fā)展大趨勢有著密切的關(guān)系。“我們經(jīng)歷了三次教育目標(biāo)的轉(zhuǎn)變。”中國教育科學(xué)研究院STEM課程中心副主任曹培杰介紹說，“最初是面向‘雙基’，即基礎(chǔ)知識、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，一定會有新的課堂形態(tài)出現(xiàn)。旅行、創(chuàng)造、設(shè)計、游戲、表演可能都會變成一種課堂形態(tài)，社區(qū)、田野、科技館、博物館可能都會變成課堂。”

我們?yōu)楹我�開展科學(xué)教育？愛因斯坦說，科學(xué)對于人類事務(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。”徐雁龍說道，“但同時也要看到，科學(xué)教育歸根結(jié)底也只是教育的一個重要組成部分而已，不能忽視，也沒必要夸大。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。我們說數(shù)學(xué)是所有學(xué)科的皇后和仆人，因為它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，科學(xué)教育是其他教育的皇后和仆人，因為人的理性思維一旦樹立，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際科學(xué)教育論壇，將科研人員和教育專家請到一起，共同探討。

到NASA做火箭

在科學(xué)教育方面，歐美國家先行，積累了不少經(jīng)驗。在長期研究美國、芬蘭教育的北京師范大學(xué)國際與比較教育研究院副院長滕珺看來，美國高端科研資源與中小學(xué)科學(xué)教育的對接，得益于其強(qiáng)大的社會支撐系統(tǒng)。“美國擁有眾多的博物館，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)場專門開辟了一個獨(dú)特的空間，中學(xué)以上的學(xué)生只要提前注冊成功，就可以成為志愿者，把自己所學(xué)的知識真正運(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，就讓學(xué)生們一起參與，提出需求和建設(shè)方案，當(dāng)然有專業(yè)人員一起參與，共同去市政府申請資金，實施修建。”滕珺說，“這整個過程就是倡導(dǎo)在無定式、真實、復(fù)雜的環(huán)境下，調(diào)動孩子各方面的能力，促進(jìn)其核心素養(yǎng)的提升。”

在滕珺看來，科研資源與科學(xué)教育的對接過程中，科技和教育領(lǐng)域?qū)＜业目缃缣接懞苤匾��?ldquo;各個年級的孩子進(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)，就需要有意識地將參觀行程與學(xué)校課程體系對接，明確此行的目的是什么，學(xué)生是否學(xué)習(xí)過機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的原理，然后再去參觀實物。這個過程需要很多專業(yè)的工作，包括課程研發(fā)和實施、培養(yǎng)專業(yè)人才等。”

郭傳杰認(rèn)為，高端科研資源與科學(xué)教育的對接，必須有一支專業(yè)化的團(tuán)隊和機(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、科研思維、科學(xué)精神傳遞給學(xué)生。”

郭傳杰還強(qiáng)調(diào)，教育專家、科學(xué)家和中小學(xué)校長等應(yīng)共同研究科學(xué)教育的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范問題。“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，有以賺錢為目的的，也有以教育為宗旨的。在這些活動中，學(xué)生能受到多少有益的熏陶、導(dǎo)游的專業(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，曹培杰考察一個課程，是生物老師講人造呼吸系統(tǒng)，設(shè)計的情境是學(xué)生遇到海難來到了一座荒島上，此時同伴有危險需要做人造呼吸系統(tǒng)。課后曹培杰向老師提了一個問題：“你是最了解人造呼吸系統(tǒng)的人嗎？”教師回答說不是。“那么誰是？”曹培杰問。“應(yīng)該是醫(yī)生和護(hù)士。”教師答說。“學(xué)生小組匯報用了15分鐘，這個環(huán)節(jié)如果請醫(yī)生和護(hù)士來點(diǎn)評，學(xué)生的收獲可能會更多。怎么請？打開手機(jī)微信，隨時都能在線聯(lián)系點(diǎn)評。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，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。