大班科学潜水艇科学小实验(大班科学潜水艇的秘密反思)

 

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【世界教育之窗】

作者：刘敏（北京师范大学国际与比较教育研究院副教授）

法国在数学、物理、化学等多个基础学科以及航空航天、军工制造、汽车火车、生物医药等多个产业领域都享有世界声誉，这些成就与法国的科学教育不无关系。

法国尚智的传统可以追溯到蒙田的怀疑论和笛卡尔的科学理性主义。其后，孟德斯鸠、伏尔泰、狄德罗、卢梭等一大批启蒙运动的思想巨擘推动了法国思想的解放，为科学的发展提供了哲学武器。

法国科学教育从一开始就呈现出科学哲学的特点，它关注人们看待世界的方式、思维的科学逻辑以及价值等问题。同时，在今天，法国的科学教育受到全球化和信息化的影响，也呈现出新的特点。

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1理解与实践

自然科学的发展让我们可以脱离无知的蒙昧。科学的目的首先是让人学会描述并理解大自然以及人类创造的世界，理解世界因人类实践而引发的变化。

法国教育部将科学素养纳入共同基础，即每个法国学生在中学毕业时必须掌握的知识、能力与文化的共同基础。根据2015年修订的共同基础，基础教育阶段的科学教育需要提供给学生探索自然的基本数学和科学知识，激发学生的求知欲和探究欲，培养学生的思考能力、动手能力和批判能力。这里关于科学教育的描述至少包含了两层意思。

首先是求知欲和探究欲，这是促进包含科学教育在内的各类教育的密钥。求知欲越强，学习的动力就越强。其次是探究-实践-反思的模式，这既是获得科学知识的重要路径，也是科学思维训练本身。法国一直非常注重科学实践，20世纪末开始实施做中学就是鼓励孩子接触生活中的事物，开展探究式学习，通过科学实践理解科学。今天，法国中小学的科学教育仍以这一项目的理念为指导。

比如，在小学低段发现世界这门课中有水的三态这一章节，课程整体设计为13小时50分钟，其中影响水的蒸发速度的因素这一节计划为1小时10分钟讲授+45分钟分组实验+1小时30分钟实验汇报和总结。教师会先提出什么是水的蒸发，如何可以加速水的蒸发的问题，然后学生们根据日常经验提出预设，随后开展实验；学生分组测试热量、光线、风、表面积大小四个因素对水蒸发的作用；最后学生们会在教师指导下描写整个实验过程并得出结论。

共同基础也强调，在科学活动的过程中，除了调查研究、假设推理等思维能力之外，还要让学生学会合作、运用科学术语表达和讨论、熟悉基本的安全规则等。通过做中学的过程，学生不仅习得了科学知识，还理解了知识是如何产生的。

2大叙事与学科融合

从分割的学科知识走向融合的科学整体，是法国科学教育一直以来的发展目标。科学是大叙事，正如化学和微观物理学是在不同层次上研究相同的客体一样。我们在吃东西的时候，不仅是一个生命的生物行为，还涉及化学的、数学的、医学的乃至文化的行为。碎片化、单一学科、量化的认识模式割裂了知识本身，妨碍了我们对于整体和本质的认识。成人将知识分为物理、数学、生物、文学、哲学，学生们被迫在这样割裂的、网格化的结构中学习。但是，科学教育需要学科融合，而这也为我们开展大叙事教学提供了依据。

法国的科学教育一直试图建立大叙事的教学，融合各个学科，至少改革的方向是朝着这个目标努力的。2015年的共同基础规定了学习的五大领域，分别为思考和交流的语言学习的方法和工具个人和公民的培养自然和科技系统世界的展现和人类活动，每个领域都包含若干学科。如果说法国小学阶段的全科教学模式更容易实现学科整合的话，在中学，其课程设置也尝试以问题领域为中心。

在高温环境下使用手机会损害电池吗？大部分智能手机最理想的使用温度落在16度到22度之间，不过在0度至35度之间操作都没什么问题，但若是长时间将手机暴露在35度以上的高温环境，例如夏天放在室外车上直晒。

比如，中学阶段与科学相关的领域设置了物理—化学、生命和地球科学、技术等几门课程。学生在物理-化学学科上学习科学原理和方法，在生命—地球科学上认识这些原理和方法所使用的环境，包括人体环境、地球环境、气候环境等，然后学习技术，认识人类为改造环境、满足发展需要而制造的各类技术元件，再根据项目目标完成调查、设计、建模和制作产品。当然数学贯穿其中，数学为科学提供建模工具，其发展有赖于其他学科提出的问题，同时数学也促进了其他学科的发展。为配合数字时代的教学改革，2019年教育部在高一年级设置了数字科学与技术课（SNT），学习内容包括互联网、社交媒体、数据处理、物联网、数码摄影等数字科学的知识，以及未来能够在生活和工作中使用到的数字技术。

科学教育不仅限于学校教育，博物馆、大学实验室、社区科学小组等校外场所的学习同样非常重要。校外的学习为科学教育提供了更为丰富和生动的场景，扩大了参与者的范围，促进了科普或者说科学教育的普及化。

法国的博物馆教育非常有特色。全法拥有1240家各类主题的博物馆。2009年3月，时任法国总统萨科齐提出，欧盟26岁以下的青年人都可以免费参观法国的所有公立博物馆及其特展。这一举措更是促进了博物馆教育的发展。位于巴黎的科学与工业城是法国最受欢迎的科学博物馆，也是欧洲最大的科普中心，1896年对外开放。除了永久性和临时性科学技术展览和天文馆之外，博物馆还有多媒体图书馆、球幕电影院、模拟实验室、阿尔戈潜水艇等设置，并组织面向大众的科普讲座，邀请科学家与公众交流。今天，随着线上学习方式的不断普及，科学教育的场所得以更大范围拓展。在线上，学生们可以与科学家、学术专家们交流，更近地开展科学对话。

3为了更美好的生活

卢梭早在其成名作《论科学与艺术》中就质疑了科学与艺术的发展与社会风尚进步的关系。虽然科学与技术带给我们更为丰富和便利的物质生活，但与此同时，精神和道德的病态亦不断滋长。今天的科学教育必须要回归科学终极目标的问题，在教育的过程中引入美好生活的愿景。

正如教育的共同基础所强调的，科学教育要引导学生认识人类面临的重大挑战，理解个人和集体的责任，认识到自己对环境和健康所承担的责任，明白人类的活动对于环境所造成的影响以及保护自然和生物多样性的重要性。比如教师参考资料中就建议在讲授水的三态这一章节时，可以引导学生思考气候变化与淡水资源缺少等问题。

20世纪初，量子力学颠覆了古典科学的决定论，揭示出自然所包含的偶然性和不确定性，科学教育的目标注定不是传授确定的知识，亦非单纯地学习科学的逻辑。我们身边已经有越来越多的数据、测验、评估结果，我们缺少的不是数据和技术，而是哲学的反思。21世纪，人类面临着环境、和平、健康、气候、贫困等巨大的挑战，黑天鹅灰犀牛事件频发，其中不乏技术的滥用造成的危机。因此科学教育中包含对于科学伦理的界定，以实现教育者和受教育者的美好生活为目标。

今天，法国科学教育的发展表现出极强的时代特点。比如，强调通过评估改进教育政策和实践的做法。法国参与了以PISA和TIMSS为代表的国际测评项目，根据测评结果，法国学生的科学素养在OECD成员国中仅处于中等偏上水平，化学成绩相对更弱。为此法国教育部加强了对科学教师的培训力度。此外，随着信息技术的快速发展，同世界不少国家类似，法国的科学教育也逐渐融合技术教育。技术的进步为科学教育提供了更多的工具，创造了更便于学习的场景，同时技术的使用也进一步促进了科学教育的普及。国际上倡导跨学科学习的STEM教育方案也逐渐被法国政府所接受，在2022年初的一份报告中，法国政府也使用了STIM（法语翻译的STEM）一词，强调以科学、技术、工程、数学为支柱，迎接新一轮产业革命带来的挑战。

除了国际化所赋予的时代特征之外，法国的科学教育更多地继承了科学哲学的传统。它注重培养学生的批判和怀疑精神，也注重锻炼学生的动手和实践能力，同时强调科学与人文关怀相结合。这两年，全世界遭受到新冠肺炎疫情的挑战，面对病毒、疫苗、新的学习方式等问题，科学教育是否帮助人们做好准备，是否能够让每个人做出科学且负责任决策，可以说科学教育面向未来的改革正当其时。

中国的科学技术发展深受优秀传统文化的影响，具有以人为本，执着且有韧性，重视教育等特点。随着中国经济发展，科技创新环境不断改善，今天的中国已经在多个科学技术领域走在世界前沿。2021年，我国《全民科学素质行动计划纲要》正式开始实施，拉开了新时代科学教育的大幕。融合传统与现代化理念的中国特色科学教育将培养出更多讲科学、爱科学、学科学、用科学的公民。

《光明日报》（ 2022年06月09日14版）

来源： 光明网-《光明日报》

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