科技素养教育创新实践

罗星凯　柳栋

对话嘉宾：

罗星凯：广西师范大学物理科学与技术学院教授、博士，科学教育研究所所长，桂林兴华科学教育研究院创始人兼理事长，兼任第二届国家基础教育课程教材专家工作委员会委员，教育部第二届教师教育课程资源专家委员会委员、教育部与中国科协全国高层次科普专门人才培养指导委员会委员、中国教育学会科学教育分会常务副理事长等职。

领衔兴华科学教育团队，长期从事融科学技术教育研究、教师培养及服务基础教育于一体的创新实践。先后获得全国模范教师、全国先进工作者、“八桂名师”等荣誉称号，2009年荣获第五届高等学校教学名师奖。近年来致力于建设兴华科学技术教育协同创新平台（简称“兴华平台”），对接普通高中《通用技术》新课程创新实验、小学科学课程实施能力提升等重大需求，协同多所高校和中小学，开展以提升师资培养质量和科技类课程育人价值为主要内容的深度合作。

对话嘉宾：

柳栋：上海市虹口区教师进修学院课程中心教研员，兼任中国教育学会科学教育分会常务理事，上海市中青年教师教学评选活动评选委员会委员，上海师范大学教育学科兼职副教授，北京圣陶教育发展与创新研究院研究员，中文社会科学引文索引CSSCI来源期刊、国家核心学术期刊《开放教育研究》外审专家等职。

长期从事课程教学的研究与实践指导工作，主要研究领域有中小学探究学习与研究型课程，综合实践中的拓展型校本课程建设，中小学科学技术类课程建设与学科信息化实施。1999年10月，指导两所小学开出了大陆第一批真正的基于网络的学习课程。2001年作为主要设计者参与了大陆第一个研究性学习软件平台自主开发工作。2002年开始，在大陆推动了WebQuest、教师教育网志等学习方式和教师专业发展工具的传播。从2003年至今一直带领团队进行中小学科技类课程元勘，开展了通用技术和信息科技课程学科本体知识框架的研究。

关于科技素养

罗星凯：科学教育，尤其基础教育阶段的科学教育，对人的科学素养，起着“塑造”“养成”和“成型”的作用。而一个人的科学素养既包括必要的科学知识和对科学的理解，也包括科学的思维方式以及运用科学知识和方法解决问题的意识与能力，同时还包括科学精神、科学态度和价值观等对人的影响，这也是更为深刻和久远的沉淀。真正意义的科学教育，理所当然应该是科学素质教育，即以提高学生科学素养为终极目标的教育。

柳栋：中国科协于2015年3月至8月开展了第九次中国公民科学素质抽样调查，调查范围为我国大陆31个省、自治区、直辖市。抽样调查结果显示：2015年我国具备科学素质的公民比例达到了6.20%，与2010年的3.27%相比有了很大的提高，进一步缩小了与西方主要发达国家的差距。

上海、北京和天津的公民科学素质水平分别为18.71%、17.56%和12.00%，位居全国前三位。分别达到美国和欧洲世纪之交的水平。江苏（8.25%）、浙江（8.21%）、广东（6.91%）和山东（6.76%）四省的公民科学素质水平超过了全国总体水平。尽管与2010年相比，北京和上海的公民科学素质水平增长幅度较大，安徽和河南的公民科学素质水平排名进步较快，但是这与目前社会文化经济发展态势的要求还有一定的差距。

罗星凯：我国2001年启动的基础教育课程改革，是从中小学课程切入素质教育推进的重大行动，自上而下的推动力度空前，改革理念也得到了广泛认同，但却一直没能撼动“应试教育”的大树。这其中的原因并不简单，甚至说主要原因不在教育内部也很有道理，但有一个普遍存在的事实却是不可否定的，那就是教师新课程实施能力的提升和改革动力的维系很快走入“高原”，遇到了难以跨越的障碍。科学探究学习的实施，就是一个典型的例子。

教育是面向未来的事业，即所谓“十年树木，百年树人”。这样的理念高远深刻但简单朴素，一点都不难理解，难的是落实、是践行，特别是身体力行。

柳栋：最近我查到了一份资料，它梳理了这次课程标准修订中的21门高中学科的核心素养，除了6门外语，其他15门学科共梳理出60项核心素养。数学、物理、化学、生命科学、地理、通用技术、信息技术等7门课程的核心素养（如下表），涵盖了思维发展、科学方法、科学态度、实践能力、社会责任等5个维度。而从这些核心素养来看，广义的科学探究是相当重要的学习目标与学习内容。如何在现有条件下，逐步落实这些新的课程理念是极大的挑战。

罗星凯：教育承载着传承文化的使命，因此我们要立足已知，该知不知，谈何创新？但同时，教育也具有发展的功能，从本质上说，教育就是面向未来的事业，回避未知，谈何发展？正因如此，世界各国的理科教育改革都不约而同地强调将科学探究的思想引入基础课程，应用于教学之中，来探索连接已知和未知的科学素养教育之路。这对于研究生的培养，道理很显然，但对中小学生甚至大学生的教育，思想就很难统一。不少人认为，这些阶段学生的主要任务，是高效率地学习知识，多吸收人类已有的知识成果，至于探究知识，那是以后的事。

因此，探究知识、发现知识和创造知识的价值，在其他很多领域理所当然、毋庸置疑，而要成为教育的现实，首先遇到的是实实在在的观念障碍，更实际的障碍则来自本领和利益的问题。试想一下，我们现在正当年的教师中，有多少不是从“应试教育”走出来的？他们最擅长的，难道不是教学生应试，而是探究和创新吗？即使那些喜欢并擅长探究和创新的教师，又有多少能扛得住与教学生应试结果挂钩的评价呢？

“教育领域的创新，有很多特别的困难。最突出的是内生动力不足、不强，而背后的原因，既有观念，也有本领，更有利益的问题。”多年的探索中，我对教育创新的难点有了自己的观察，对突围教育困局形成了越来越明确的思路。

漫谈创客教育

柳栋：STEMx和创客是当前比较火热的实践探索。我们开展了相关的学习与研究，目前有这样两点认识：

第一，STEMx的命名方式强调技术领域学习的综合性，创客教育的称呼更强调技术领域学习中“制成”这一特征；一些STEMx学习活动，并不是创客教育范畴的学习活动，但创客教育的学习活动一定是STEMx学习活动。创客教育是一类“x=商业/经济”的STEMx学习活动。

第二，STEMx各领域之间的融合有赖于技术体系和工学概念。基于这个关键点，STEMx、创客教育方向的各种努力，一是启示了我们通用技术课程需要重构课程学习内容和学习方法，二是提醒了我们通用技术课程要为多样化的技术领域学习打好扎实的基础，STEMx、创客教育毕竟还是技术领域的学习活动。

罗星凯：我的专业领域和工作本职是科学教育，我们的出发点可能不同，但其实从哪里出发并不要紧，关键的是向哪个方向走。我理解的STEM是一种教育追求，是从学科中心走向育人中心，从在乎眼前的知识技能掌握量走向重视终身发展必备的关键能力与品格，从知识呈现走向知识应用，从结构化的知识运演走向情境化综合性问题解决，从学科本位走向学科融合的教育追求。这反映的是一个知识和技术成就积累量今非昔比，更新速度也前所未有的时代，对于教育的根本要求，表达的是一个人类力量空前强大无比、影响无所不及，但所面对的挑战更加层出不穷、棘手异常的时代，以及对教育创新的渴求。因此，其他的努力，不管冠以什么名头，不管出于什么考虑都被限制了特定的内涵，只要是教育，都应该朝着这个顺应时代发展的方向进发。与此大方向相比，其余均是可以多样化探索，可以本土化改良的。这些年我们提出并组织合作学校践行“有技术含量的科学课”或“有科学含量的技术课”，就是基于以上思想的创新行动。实践证明，将学校教育中被人为边缘化的课程，实实在在地变成“厌学的孩子喜欢，好学的孩子着迷”的探究学习，才是技术课程真正摆脱尴尬地位、走出困境的道路。

柳栋：现在有一些热心的探索者，认为3D打印、Scratch、机器人是“创客教育三剑客”。

事实上，各类工艺方法、各类加工手段之间，并不是简单的替代性演进，更多的是相互并存、丰富性发展，而根据具体实践的条件制约来选择当下合适的工艺方法、加工手段的原则应该是技术课程中重要的学习内容。特种部队的野外生存训练就体现了这个原则的应用，尽管拥有了各种先进食品技术，仍然需要掌握钻木取火。而“创客教育三剑客”就与这个基本规律相违背了，且实践应用效益极其局限。

罗星凯：无论使用什么工具，工具就是工具，育人才是一切教育的根本，本末不可倒置。我们曾翻译过一本关于科学探究学习的书——《探究：小学科学教学的思想、观点与策略》，书中的一句话“标准并不能改变教育结果，真正能够改变教育结果的是人（Standards documents do not change educational outcomes. People do）”也是这些年来我们实践的指南和探索的目标。随着脚下实践之路的延伸，我们越来越深入地理解了这句话所蕴含的道理，对其认同感也越来越强烈。于是，按照同样的思路我们提出了“设备并不能改变教育结果，真正能够改变教育结果的是人”的实验室建设指导思想。在中国教育开始走向“不差钱”的发展阶段时，我们看到了太多的“土豪”做派，特别需要提醒手中握有决策职权者：现代化的仪器设备不等于优质的教育资源！

师资培养的有效路径

柳栋：新的理念、新的课程，在实践中对课程的实施提出了极高的要求，而在目前的条件下师资准备水平严重不足。着眼于未来，高等师范的师资培养范式有待进一步的突破。这类突破不会是“一切从头来”的所谓理想模型，而是在现有的基础上不断演进的历程。

罗星凯：师范生的教育实习，属于对教师的职前培养，但也可以说是职后培训。实际上，教育实习是二者的交集，它为教师教育职前培养和职后培训一体化探索提供了独特的试验田。在这块沃土上，我与同事们在广西师范大学经过20余年深耕，建设了“兴华科学技术教育协同创新平台（简称兴华平台）”，创造出“兴华创新实践”育人模式，让一个个教师岗位的“新兵蛋子”，变成勇挑科技教育改革重担的教育创客。

北京十一学校丰富多彩的校本课程中，有一门名为《探究科学》的课很受学生欢迎。可是，自2009年开始的7年来，负责开课的并不是该校的名师，而一直是“兴华平台”派去的一茬接一茬的教学新手。韦显交就是其中的第10位，2014年初他刚到十一学校时，并没有表现出一般实习教师都会有的紧张和焦虑，反而显得自信满满，胸有成竹。在同学的博客上，他这样留言：“师兄在这里，压力也很大，毕竟身边同事不是博士就是清华北大的，但我不会自卑，反而很有自信和底气！因为我们所学的教学理念是先进的，我们亲历过的科学、技术探究教学模式是最接近教育本质的东西，这些不管是在京城名校，还是在山区学校，都是迫切需要的……”正是这种真刀真枪的探究学习经历，让一个个教学新手日后面对挑战性任务，少了几分畏惧和不知所措。

柳栋：我们从您牵头的这一实践中看到了高等师范学校的培养方式正在发生着变化，但就中小学日常的教学实践来说，尽管学生可以自学，但他们需要学会主动学习，而在他们发生这个变化的历程中，教师是整个社会运行机制中直接支持他们的专业人员（而且还承担着临时监护的法律责任），可谓“教室不可一日无教师”。

因此，现有教师的在职培养，是教育转型、课改深化中不可缺少的专业环节。但是究竟应采用“用枯燥的讲课告诉教师们如何避免枯燥的讲课”的方式，还是用“在战争中学习战争”的方式呢？

罗星凯：在基础教育课程改革中，出现了高中《通用技术》《研究性学习》和小学《科学》这样一类遭遇较大实施困难的课程。究其原因并不单一，而缺乏专业师资，依赖其他科教师转行或兼教是最根本的原因之一，即教其他学科并不出色的教师，一般缺乏教好这类新课程的底气，而若是其他学科教得出色的教师，则缺乏改行来教一门新课程的动力。

看准了这一难题的关键，我们将目光投向了这些边缘化的课程，并与中小学共建以“兴华创新实践”为主要合作项目的科学技术教育协同创新平台，鼓励进入实习阶段的学生到项目合作学校顶岗承担这类课程的教学任务，在攻坚克难的实践中，获得个人教学能力的快速成长。“兴华创新实践”育人模式，由此逐渐形成，其核心思想，可用“同步”和“跨越”来概括：“同步”意指师范生在顶岗承担高难度教学任务的创新实践中，同步实现基本教学技能的提升和教育改革意识、创新能力形成的双重目标，而非一先一后分步进行；“跨越”是指在创新实践中，师范生实现由教学新手向创新型、研究型教师的跨越，即不仅成长为一名有经验的教师，而且蜕变为能驾驭学科核心素养目标，育人能力出色，能勇挑科技教育改革创新重担的“科技教育创客”。

实践推进

柳栋：2015年12月4日，兴华综合科技运动会2015北京测试邀请赛在北京师范大学邱季端体育馆举办，赛事设置包括水火箭比高、铁丝陀螺、抛石机投射等项目。中国物理学会原副理事长、北京大学物理学教授赵凯华，中国科技馆原馆长王渝生，北京师范大学副校长陈光巨以及中国教育创新研究院院长刘坚等领导和专家们在现场看到如火如荼的比赛场面和选手们出色的表现，纷纷对此次综合科技运动的举办表示称赞。陈光巨副校长当即决定请运动会组织者赶制5分钟视频，在第二天的中国教育创新成果公益博览会开幕式上播出。请您介绍举办这项活动的初衷。

罗星凯：综合科技运动会的构想，是我们在全力推进广西普通高中《通用技术》新课程创新实验中逐渐形成的。当时广西是作为全国最后一个进入高中新课程实验的省区，创新实验的首要任务就是要找到突围困局之策。为此，团队精心设计和组织实施了一系列探究学习活动。基于20多年科学探究学习资源开发的积淀，我们开发的一些活动，投入教学实验后产生了让“厌学的孩子喜欢，好学的孩子着迷”的效果。通过认真研究总结，我们发现能达到如此效果的活动，不仅科技含量足，而且往往具有综合性（科学与工程技术以及数学高度融合）、群众性或普惠性（知识和实践门槛较低，没有知识能力和设备条件的障碍，能面向全体学生）、富有层次的挑战性（像游戏一样让人欲罢不能）、客观公平性（有公正易行的评判标准，结果客观公平但过程高度开放）等特征。在此基础上，我们正式提出了“科技运动会”的创意，明确将其目标定位于探索科技素养的表现性评价方式，希望能研发出综合科技实践类课程，并适合大规模学生学业测评方案和实施技术，淡化对常见的统考模式的依赖，为这类课程的校本评价提供外部支持和专业引领。本次邀请赛及此前在广西贵港市江南中学和兴华创新实验师资班上的类似活动，再一次验证了各比赛项目的可行性和良好效果，让团队信心大增。

柳栋：我还得知，除了将“综合科技运动会”带到更多合作学校外，您还在国际科学教育协会理事会（ICASE）、北京师范大学中国教育创新研究院、中国教育学会科学教育分会、中国青少年科技辅导员协会等单位的协作下，在广西自治区教育厅、宁夏自治区教育厅等教育行政部门的支持下，将于2016年9月23日至25日在北京师范大学、12月3日至4日在桂林广西师范大学举办“首届兴华国际青少年科技运动会”特别预赛和决赛活动，让更多学生感受科技探究实践的魅力，让社会大众更直观地感受到，将科技实践与运动竞技融为一体的活动，会给孩子们带来远远不只是快乐的享受。

对话印象

我认识罗星凯教授，是在2001年前后，那时候我正在开展基于网络的研究性学习和小学科学学科的信息化实施的研究，罗教授的很多关于探究学习的研究文章是我的重要学习资料。那年应罗教授之邀，我参加了教育部广西师范大学基础教育课程研究中心、广西师范大学科学教育研究所的研讨会活动，从此真正认识了罗教授。

近年来，创客活动在科技专业人员、各类爱好者和热心教师的推动下，正如火如荼地开展着。这其中就有很多的兴华创新实践者。

其实在“创客教育”的概念提出之前，罗教授在科技素养教育道路上就已摸索实践20多年，有过困惑，甚至有过绝望。“守得云开见月明”，20多年的坚守如今喜见成效及回报。“兴华平台”所培养的众多兴华创新实践者，因面对挑战自信阳光、科技教育创新意识和实践能力突出而被誉为“科技教育创客”，并成为中小学和校外科教场馆的抢手货。罗教授坚守的，也许就是他自己喜欢的事，但由此可能改变的是很多人的一生。

罗教授回顾了几十年的从教生涯，作为一名师范类教育工作者，他最揪心的感受就是所处的整体育人环境并没有随着物质条件的改善变得越来越好，他说他的工作说白了主要就是“教大学生怎样去教中学生”，因此不能不在意基础教育，而中小学至今未能走出“应试教育”的窠臼，教师的“生产”不得不以应试教育的“产品”为“原材料”。

从踏上培养物理教师讲台的那一天起，罗教授就将自己的使命定位为“教大学生怎样去提升中学生的科学素质”。当时很清楚自己的选择无异于激流中逆水行舟，只是没想到年复一年应试主宰基础教育的状况至今未见多少改变。第八次基础教育课程改革自上而下的推动力度空前，改革理念也得到广泛认可，却一直没能撼动应试教育的大树。这样一来，罗教授团队所教学生的理念和方式，即自己希望师范生将来教中学生的理念和方式，与现实中“分数至上”价值观和题海战术“方法论”相比，显得不合时宜。

一种因清醒而致的痛，让他忍不住无数次问自己，与强大的应试教育抗争，何日是尽头？

“我曾担心有一天会被倒逼到与‘应试’接轨的路上去。因为，以应试教育的‘产品’为‘原材料’，通过应试教育‘生产’能回去再实施应试教育的‘升级产品’，逻辑上更顺理成章，操作上更得心应手。”说这番话时，可以看出，罗教授的这种担心，至今并未完全消除。

在罗教授看来，科技教育改革创新是个慢工出细活的事，前方的道路一定还有诸多艰难险阻。但20余年的坚守，特别是近8年来“兴华创新实践”道路的开拓，都是靠迎难而上、不断攀登而实现的。正因为道路艰险，前景不那么明确，才不会有人趋之若鹜，成就了“低利害”的改革环境，无疑是真正开拓者的乐土。

———— 柳栋