科學(xué)專業(yè)的啟蒙教育成為新需求

■聚焦中小學(xué)科學(xué)教育系列報(bào)道（三） 

    在孩子心中播下科學(xué)的種子非常重要。在孩子很小的時(shí)候，如果能通過科學(xué)教育，激發(fā)他們的科學(xué)熱情和社會(huì)責(zé)任感，那么在未來，就可能培養(yǎng)出科研隊(duì)伍的接班人或者使其養(yǎng)成對待人生的科學(xué)態(tài)度?？茖W(xué)教育的內(nèi)容不能僅僅局限于自然科學(xué)，學(xué)校對青少年的培養(yǎng)還應(yīng)重視對人格的全面培養(yǎng)，因此，人文科學(xué)、社會(huì)科學(xué)也應(yīng)當(dāng)納入科學(xué)教育的體系中去，尤其要注重不同學(xué)科之間的融合。

    在孩子還是“白紙”時(shí)就培養(yǎng)科研興趣

在孩子還是一張“白紙”的時(shí)候，就開始普及科學(xué)知識(shí)、提升科學(xué)素養(yǎng)和培養(yǎng)科學(xué)興趣，是非常重要的。打個(gè)比方，我喜歡打乒乓球，主要是為了緩解工作壓力，鍛煉身體。但我學(xué)得晚，30多歲時(shí)才開始與單位里的職工一起打。我當(dāng)時(shí)沒有找專門的乒乓球教練，就是自己琢磨、模仿。二十五六年之后，雖然有了一定的水平和經(jīng)驗(yàn)，但感覺難以突破。后來，一些高水平的運(yùn)動(dòng)員、教練跟我說，你的站位錯(cuò)了，握拍方法不對，擊球動(dòng)作也不規(guī)范……顯然，到了我這個(gè)年紀(jì)，要想再去糾正長期養(yǎng)成的一些習(xí)慣和動(dòng)作已經(jīng)很難了。在打球時(shí)有時(shí)碰到一些多年沒打乒乓球的人，可是他們的動(dòng)作依然非常標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗麄冃r(shí)候或多或少接受了規(guī)范的訓(xùn)練，基礎(chǔ)扎得牢，到現(xiàn)在都留有肌肉記憶。經(jīng)常看到一些奧運(yùn)會(huì)冠軍、世界冠軍感謝他們的啟蒙教練，大概也是同一個(gè)道理。從這個(gè)事例中我深刻感受到，專業(yè)的啟蒙教育在成長過程中是多么重要，我想這同樣適用于科學(xué)教育。從小就培養(yǎng)孩子的科學(xué)素養(yǎng)與科學(xué)態(tài)度，給孩子播下科學(xué)的種子，對孩子建立一生的科學(xué)追求至關(guān)重要。

科學(xué)啟蒙教育涉及兩個(gè)方面。

一是通過專業(yè)、規(guī)范的科學(xué)教育，激發(fā)孩子的科學(xué)興趣。大多數(shù)小孩子對新鮮事物有天然的好奇心。這份好奇心既是一種稟賦，也是探索未知以及創(chuàng)新的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力?？茖W(xué)教育就是要正確地利用好孩子的好奇心，在孩子還是“白紙”時(shí)就播下科學(xué)的種子。真正的好奇心不是“獵奇”，而是通過觀察和思考來認(rèn)識(shí)大自然的奧秘、體會(huì)科學(xué)技術(shù)的價(jià)值。有了這樣的好奇心，困難得以排解，社會(huì)得以進(jìn)步，人類得以更好生存。相反，如果缺乏一個(gè)完整的科學(xué)啟蒙教育體系和有效的教育方式，孩子的好奇心就會(huì)被濫用，成為追逐利益的對象，致使如沉迷網(wǎng)絡(luò)游戲等新的社會(huì)問題的出現(xiàn)。尤其當(dāng)下是一個(gè)高度信息化的社會(huì)，網(wǎng)絡(luò)等媒介上的東西良莠不齊，正確引導(dǎo)和科學(xué)啟蒙孩子的好奇心成為新的時(shí)代需求。

二是通過多種形式的教學(xué)，培養(yǎng)孩子的邏輯能力和科學(xué)素養(yǎng)。也許你會(huì)說，我將來又不想當(dāng)科學(xué)家，似乎沒有必要在科學(xué)教育上花大力氣。其實(shí)這種想法是狹隘、片面的。科學(xué)素養(yǎng)教育的實(shí)質(zhì)就是培養(yǎng)一個(gè)人的邏輯思維能力，也就是幫助孩子形成對事物進(jìn)行觀察、比較、分析、綜合、概括、判斷、推理的能力，以及采用科學(xué)的邏輯方法，準(zhǔn)確而有條理地表達(dá)自己思維過程的能力。我的經(jīng)驗(yàn)告訴我，無論從事何種職業(yè)，良好的邏輯思維和分析能力都會(huì)讓你在處理和解決問題時(shí)有條不紊，在職業(yè)發(fā)展中脫穎而出。我所認(rèn)識(shí)的一些科學(xué)大家、成功企業(yè)家和優(yōu)秀的管理者無不具備這種能力。即使對于一個(gè)普通人，擁有較好的科學(xué)素養(yǎng)也會(huì)讓人終身受益。從長遠(yuǎn)的角度看，養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度，樹立正確、健康的人生觀和世界觀，可以讓人少走彎路，早日成為對國家和社會(huì)有用的人；從短期來講，這種能力的獲取也有助于孩子在課程的學(xué)習(xí)中更加得心應(yīng)手。

如何啟發(fā)中小學(xué)生的科學(xué)興趣

中小學(xué)科學(xué)教師如何開展好科學(xué)教育？

第一，要從身邊和正在發(fā)生的事入手。在十多次科普講座當(dāng)中，我發(fā)現(xiàn)小學(xué)生的精力往往不夠集中，比較好動(dòng)，想要激發(fā)他們的興趣，科普報(bào)告或教學(xué)的選題很重要，可以從身邊的人和正在發(fā)生的事入手，比如我國深地深空深海探測工程、空間站的建設(shè)、北斗通信系統(tǒng)等。從身邊觸手可及的事情出發(fā)，往往能夠抓住青少年的興趣點(diǎn)。

第二，邏輯是培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)的基石。做科研的人都知道邏輯思維和分析能力的重要性。在指導(dǎo)研究生時(shí)，我發(fā)現(xiàn)有部分學(xué)生認(rèn)為自己寫不出高水平的論文是因?yàn)橥庹Z不好，其實(shí)他們欠缺的是邏輯思維，因?yàn)榧词褂米约旱哪刚Z來寫，缺少了邏輯同樣也寫不出好文章。因此，邏輯能力的培養(yǎng)應(yīng)是科學(xué)教師授課當(dāng)中的一個(gè)重要內(nèi)容。科學(xué)教育課程或科普報(bào)告均需要遵循一個(gè)完整的邏輯鏈條，這樣受眾更容易把握重點(diǎn)。

第三，要注重互動(dòng)。只有不斷通過互動(dòng)吸引學(xué)生的注意力，才能提高學(xué)生活躍度，增強(qiáng)接受度。在科學(xué)教育課程中應(yīng)避免單純的知識(shí)灌輸，因?yàn)橹R(shí)是教不完的，所謂“授之以魚不如授之以漁”就是這個(gè)道理。在科學(xué)教育中增加提問等互動(dòng)環(huán)節(jié)，教師們踴躍回應(yīng)、即興解答，可以提高課堂的活躍度，取得較好的教學(xué)效果。

第四，科學(xué)教育的內(nèi)容不能僅僅是自然科學(xué)。自然科學(xué)與人文科學(xué)、社會(huì)科學(xué)甚至是藝術(shù)都是相通的。在多年的科研工作中，我深切感受到，如果我們?nèi)〉玫目茖W(xué)發(fā)現(xiàn)能夠與現(xiàn)實(shí)中的藝術(shù)、人文科學(xué)有所交融，那么就更能體會(huì)到科學(xué)之美。對青少年的培養(yǎng)其實(shí)是人格的全面培養(yǎng)，這些方面都應(yīng)該納入科學(xué)教育的內(nèi)容中。因此開展科學(xué)教育時(shí)，要適當(dāng)融合藝術(shù)、人文、社會(huì)科學(xué)的內(nèi)容。

談及科學(xué)、藝術(shù)、人文、社會(huì)科學(xué)的交融，讓我想到王國維的《人間詞話》，他用三首詞概括出治學(xué)三境界，讓我十分佩服。王國維的治學(xué)第一境界是“昨夜西風(fēng)凋碧樹，獨(dú)上高樓，望盡天涯路”，即如果找到一個(gè)合適的選題，就成功了第一步。第二境界是“衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴”，即當(dāng)選擇了人生的奮斗目標(biāo)后，就要為之付出艱苦的努力，持之以恒。第三個(gè)境界是“眾里尋他千百度，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處”，即經(jīng)過努力后，功到自然成。王國維的治學(xué)三境界讓我感到，科學(xué)研究跟人文或者藝術(shù)作品之間有著非常相似的哲理?？茖W(xué)教育也不例外，需要追求多學(xué)科交融。

做好科普選題，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感

在開展科普的時(shí)候，選題很重要。目前，國家“雙碳”戰(zhàn)略就是一個(gè)很好的科普選題，既具有科學(xué)性，又具有實(shí)用性，還體現(xiàn)了國家意志。在推進(jìn)中小學(xué)科普教育中，我覺得可以從三個(gè)方面考慮選題。

第一，教師要在課程教學(xué)中，讓孩子們知道“雙碳”戰(zhàn)略的內(nèi)涵和內(nèi)容，這是比較容易的，比如初步了解“碳達(dá)峰”“碳中和”等內(nèi)容。

第二，學(xué)校要跟高等院校、科研院所、省實(shí)驗(yàn)室、國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、大科學(xué)中心等合作，因?yàn)檫@些單位有很多大型的科學(xué)教育場景，通過交流可以讓孩子們走進(jìn)國家級科研平臺(tái)，親身體會(huì)科學(xué)實(shí)踐的無窮魅力。我曾經(jīng)參與過普及垃圾分類焚燒的“云端看城‘館’”系列活動(dòng)，不僅學(xué)習(xí)到普通人在“雙碳”行動(dòng)計(jì)劃中也可以作出一份貢獻(xiàn)，還深切感受到貼近生活、貼近實(shí)際的科學(xué)教育活動(dòng)的重要性。

第三，要鼓勵(lì)孩子們通過科學(xué)教育，從自身做起、從身邊事情做起。從短期來看，可以鼓勵(lì)孩子們參與到像垃圾分類等日常生活小事中，其實(shí)垃圾分類也是“雙碳”行動(dòng)計(jì)劃中非常重要的一環(huán)，讓孩子了解如何變廢為寶，減少能源的消耗。從中長遠(yuǎn)的教育體系來看，要幫助孩子們培養(yǎng)科研興趣。

“雙碳”行動(dòng)計(jì)劃涉及方方面面，包括能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、新型能源資源的尋找、傳統(tǒng)能源的替代以及對自然和人為碳排放的比例確定等。通過推動(dòng)孩子們對這些科學(xué)前沿和國家戰(zhàn)略的不斷了解，在他們小的時(shí)候就激發(fā)他們的科研熱情和社會(huì)責(zé)任感，有助于科學(xué)啟蒙并培養(yǎng)出未來各個(gè)領(lǐng)域的接班人。

（作者系中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所研究員）

《中國教育報(bào)》2022年11月16日第5版