·科学教育对于经济社会发展和创新型人才选拔培养至关重要

·创新型人才必备素养包含创新品格素养、创新能力素养以及知识结构素养。也就是说，创新型人才除了需要较高的知识水平外，还应该具备执着的精神和创造力

·搭建连接科学和文化的桥梁，培养文化人的科学兴趣和科学家的文化素养，是摆在教育者们面前的又一挑战

■本报记者　张鹏

同济大学第二附属中学门口有两条马路，周边聚集着十几个人口较多的居民社区，每逢早晚高峰时段，校门口的交通拥堵和安全问题总是让师生们揪心。怎样改善学校门口的交通状况？老师们把生活中的真实情境作为科学课的课题，抛给了学生。学生们利用多学科知识、小组合作式地寻求答案。他们的研究成果结集为《公交化校车与老年社区公交一体化设计———以长寿地区为例》课题，老师则在此基础上研发出《交通安全进课堂》校本课程。

对此，学生们感叹道：“原来数学在实际生活中是这样运用的!”老师们也说，一个城市规划项目的研究，充分调动了学生在地理学、数学、信息技术等课程中学习的知识与方法，让学生体会到了什么是“学以致用”。

近日，2017年科学教育国际论坛在同济大学第二附属中学举行，中外专家围绕“以问题为导向的教与学”主题展开探讨。他们一致认为：科学教育应该是基于现实生活情境的跨学科教学，学生应在寻求问题的解决方法的过程中发展学习能力，并建立对于世界的认识。

基础教育阶段是创新品格养成的关键时期

英国皇家工程院院士、剑桥大学工程学院院长大卫·卡德维尔(DavidCardwell)教授介绍说，在英国，每四个人中就有一人在学习工程技术。中国工程师的数量是英国的20倍，即便如此，全球范围内工程师的缺口仍达到几千万人。他认为，从高等教育和社会需求的视角来看，科学教育对于经济社会发展和创新型人才选拔培养至关重要。

何为创新型人才？　在华东师范大学第二附属中学副校长娄维义看来，创新型人才必备素养包含创新品格素养、创新能力素养以及知识结构素养。也就是说，创新型人才除了需要较高的知识水平外，还应该具备执着的精神和创造力。

有人说，比尔·盖茨、马克·扎克伯格以及乔布斯都有一个共同特点，即他们在没有完成高等教育时就研发出了影响人类生活的产品。可见，他们的创新能力和意识早在大学之前就已经形成。娄维义说，创新品格包含创新意识和志趣，创新意识的形成与学生的自信、独立人格、质疑品格和问题意识息息相关；而学生的志趣则源于好奇心和兴趣。这些品质，恰恰是在基础教育阶段养成的。

中外都在对跨学科的科学教育进行探索

正是因为看到了科学教育的重要性，卡德维尔介绍说，剑桥大学工程学院的人才培养模式也在不断创新———每个学生在入学前两年都要接受工程大类专业通识教育，并分别在一、二年级完成主题性团队合作任务。

比如，刚入学时，每四个大学生组成一个团队，他们将在一周时间内，利用乐高搭建出一个工程类作品；进入大二，每六个学生组成一个团队，自行设计、建构、测试并演示自主导航车。卡德维尔称，整个研究过程中，学生需要基于问题，综合利用多个领域的专业知识完成任务。更重要的是，学生在研究过程中学会了如何沟通和协作。

美国斯坦福大学教育学院教授乔纳森·奥斯本(JonathanOsborne)曾参与美国K12科学教育标准的制定，他说，在美国，科学被看作是一种解决问题的方式。科学课程包含提问、计划和实施探究、分析和解读数据、采用数学工具、构建解释、建立和使用模型、建立和评价论点以及交流和解释科学信息等环节。

上海中小学科学教育的情况如何？上海市教委教研室主任徐淀芳给出一组数据：目前，上海小学学段有340课时的科学教育，约占基础型课程的7.5%；初中学段有476课时的科学教育，约占基础型课程的13.2%；高中学段有434课时的科学教育，约占基础型课程的18%左右。上海科学教育的内容大致分为物质科学、生命科学、地球宇宙与空间科学、科学技术与社会和科学的历史与本质等。

发展科学教育切莫忽视文化土壤的培育

目前，沪上不少学校针对如何开展科学教育正在进行各种有益探索。

同济二附中校长陆杰介绍，该校创新性地将教师教研团队重组为理工组、人文组、外语组和艺体组教研团队，并利用各类创新实验室开发出八门跨学科课程。华东师大二附中已经积累了20余年科学教育的探索经验，其中包含基于“问题研究”的课堂教学、基于“问题研究”的项目研究和科技创新班的建设。

剑桥大学教授、英国皇家学会会士、古海洋学创始人之一夏克列顿教授除了喜欢探究海洋秘密之外，还是一位业余音乐家，在剑桥，他开设的课程是《音乐物理》；语言学家赵元任也是物理学家、数学家和音乐家，他18岁进入康奈尔大学主修数学，选修物理、音乐，23岁考入哈佛大学攻读研究生学位，主修哲学和音乐；《阿凡达》　电影导演卡梅隆迷恋海洋，他曾乘坐7米长的深潜器，独闯深达10898米的马里亚纳海沟……“科学本来是好玩的，是文化的一部分，推动科学的原始动力往往是有趣。”中科院院士、同济大学海洋学院教授汪品先列举了不少科学与艺术融合的故事。

“科学具有两重性，科学的果实是第一生产力，科学的土壤则是先进文化。”汪品先说，科学和艺术的共同点都是创造思维、创新冲动。他建议，上海应充分发挥海派文化特色，搭建贯通科学和文化的桥梁，培养文化人的科学兴趣和科学家的文化素养，这是摆在教育者们面前的又一挑战。

徐淀芳认为，未来，上海开展以问题为导向的科学教育还有许多环节需要反思。相对而言，科学教育“读书”“做题”的时间较多，“实践”时间太少，强化实践是未来深化科学教育改革的基本方向。其次，科学教育的内容需要与时俱进，要进一步密切科学教育内容与学生生活和科技发展的联系，增加工程类、人工智能等内容；同时，科学教育还要加强教学研究，将老师的指导、学生的活动和环境的创设有机联系起来。