科学家为什么要关注和支持科学教育改革?

丁邦平

日前，我在科学网的博客上发表了博文《我国科学家应当关注科学教育改革》，希望引起我国更多的科学家来关注和支持我国当前的科学教育改革。这里再补充一些看法。

作为一名教育学研究者，我了解到目前我国只有极少数科学家关心和支持中小学的科学教育，如东南大学的韦钰院士、中国科技馆前馆长王渝生教授等等。韦钰院士近10年来主持了幼儿园与小学科学“做中学”探究式教学改革项目，王教授在校外科普教育上做了许多有价值的工作。此外，北京大学的赵凯华教授、北京师范大学的赵铮教授、华东师范大学的袁运开教授等科学家也积极关心和参与中小学科学教育改革。对于我国这样一个大国而言，只有少数科学家关心中小学的科学教育改革显然是远远不够的。我国科技人员数量在全球号称第一，但比起美国来，我国科学家关注、支持和参与中小学科学教育改革的科学家实在是不成比例。只要翻阅一下美国科学促进会的“2061计划”丛书和美国《国家科学教育标准》，就会发现美国有大批科学家参与K-12年级的科学教育改革。

或许有科学家会问：“科学家的本职工作是做科学研究，为什么要去关注和支持中小学的科学教育呢？”

我的回答是四个字：“科教兴国”！这里的“科”当然是指科学、技术、工程等，而“教”就是教育了，包括科学教育。“科教兴国”是“科”与“教”联合起来才能“兴国”，而不是单独的科技兴国。“科”与“教”好比是现代化这架“马车”两边的车轮。

只有科学界要与教育界合作，才能为科学教育改革成功提供一定的保障。这是我们从美国科学教育改革中获得的经验。基础教育阶段科学教育改革如果没有科学家的关注、支持和参与，就难以取得理想的效果。上世纪50年代末期和60年代，美国中小学科学课程改革通过《国防教育法》的法律支持，由联邦政府通过国家科学基金会（相当我国的国家自然科学基金委员会）提供改革经费，由科学家支持进行。各大学的科学家得到联邦政府的经费支持后发起了从高中到初中和小学的一系列科学课程改革项目，如PSSC（高中物质科学课程），CHEMS（高中化学课程），BSCS（高中生物课程）和ESCP（高中地球科学课程）。 今天回过头来看，这些由科学家主持的中学科学课程改革项目成功与否虽有争议，但就当时应对苏联卫星上天的挑战而言，就解决当时美国科学家和工程师短缺的危机而言，我认为是成功的。否则，难以解释为什么直至今天美国科学技术还一直遥遥领先世界各国的事实，也无法解释近几十年来美国几乎年年有诺贝尔奖得主的事实。换句话说，美国当年的科学课程改革虽然在普及科学教育、提高全民科学素养上没有完全成功，但对于培养科技英才显然是比较成功的。在这方面，科学家参与基础教育阶段科学教育改革，功不可抹。

科学家关注、支持和参与中小学科学教育改革不是做与其自身科学事业无关的事，而是关心科学发展的人才基础问题。事实上，美国科学家在50、60年代直接参与科学课程改革的动因之一是，他（她）们在大学课堂上进行科学教学时普遍感到，从中学升入大学的新生科学学科基础太差，难以适应大学的科学教学和科学研究。一方面是中学的科学课程陈旧，另一方面是进入大学的新生不能很快适应大学的科学研究。这使大学实验室的科学家们感到，要提高大学科学教育质量，必须首先重视提高中小学的科学教育质量。试想，如果学生在中小学没有打好学习科学的基础，尤其是缺乏科学研究的好奇心和科学精神，他（她）们如何能仅凭在大学学习就能够成为优秀的科技人才？因此，一大批科学家主动地参与到当时的科学课程与教学改革中来（当然还有联邦政府的大量经费支持）。

科学家关注、支持和参与科学教育改革不仅是为了更好地造就科学精英人才，对于培养具备理性精神和具有独立思考能力的普通公民也是必不可少的。这就是美国自1985年以来启动的“2061计划”所要着力解决的问题。众所周知，“2061计划”主要是由美国科学界发起的一项长期的跨世纪的科学教育改革计划，由美国科学促进协会主持，协助教育界实施。这比起上世纪50、60年代的科学教育改革科学家的参与又更为深入、全面了一大步，即不仅是科学家个体参与科学教育改革，而且是像美国科学促进协会和科学院这样的科学机构参与科学教育改革。自1985前起，“2061计划”出版了一系列高质量的科学教育改革文献，如《面向全体美国人的科学》、《科学素养的基准》等等；另一方面，美国国家科学院1996年出台了《国家科学教育标准》，最近又在前期改革的基础上，于2010年7月向公众公布了《美国科学教育框架草案》（A FRAMEWORK FOR SCIENCE EDUCATION: PRELIMINARY PUBLIC DRAFT），标志着“2061计划”将进一步推进“2061计划”。这场跨世纪的科学教育要解决的核心问题是向全体美国人普及科学教育（Science for All Americans），使其具备21世纪公民必须拥有的科学素养。为此，美国科学院前任院长、《科学》期刊现任主编Bruce Alberts积极推动美国的科学教育改革，并在他主编的这份顶尖级的科学期刊上开辟科学教育专栏，发表了许多有重要影响的科学教育社论和论文。美国科学界为什么要参与这项工作？除了保证美国在世界上老大的国际地位外，对于科学家来说，也与他们自身从事的科学事业密切相关。因为，培养一代代具有科学素养的美国公民，是美国科学事业兴旺发达的群众基础。只有纳税人支持科学事业，科学家才能够顺利进行他们的伟大事业。实际上，这不仅在美国如此，在我国应当如此。

遗憾的是，我国科学院、全国科协和国家自然科学基金委似乎尚未像美国科学院、科学促进协会和国家科学基金会那样，清醒地意识到它们对基础教育阶段的科学教育负有的责任与义务，所以也难怪大批科学家尚未意识到关注、支持和参与中小学科学教育改革是他（她）们应当承担的一项重要工作。我国（台湾例外，他们的“国科会”像美国国家科学基金会一样有大量经费支持科学教育研究和中小学科学教育改革）全国科协、科学院和国家自然科学基金委与国家教育部在科学教育方面尚缺少必要的沟通与协作。例如，前些年全国科协起草、国务院颁布了《全民科学素质行动计划纲要（2006—2010—2020）》，而去年教育部起草、国务院颁布的《国家中长期教育改革与发展规划纲要》（2010—2020年）通篇连“科学教育”一词都没有出现。这两个改革文件在对待科学教育改革上不协调的状况，说明我国科学界对中小学科学教育还远远不够重视，而教育界（主要是教育部）对中小学科学教育改革显然也缺乏应有的清醒认识。这种状况很可能与我国缺乏对科学教育研究是密切相关的。

与美国、欧洲和澳洲相比，我国科学教育研究几乎是空白。我国大学鲜有设立科学教育研究所（或研究中心），而美国等发达国家许多大学教育学院或理学院都设有科学教育研究机构，有大批科学教育研究者。甚至在我国台湾，由于著名科学家吴大猷先生（吴先生曾多年任台湾“国科会”主任委员和“教育部”科学教育委员会主任委员（1979-1983），大力支持中小学科学教育改革和科学教育研究）等人的推动，科学教育研究水平遥遥领先于大陆。

在此，我强烈呼吁我国政府部门和科学界向发达国家和地区看齐，重视和支持科学教育；也呼吁全国的科学家、技术专家（technologists）和工程师积极主动地关注、支持和参与中小学科学教育改革。