青少年高校科学营高质量供给研究
2022-03-21季士治刘会强
辛 兵 董 操 季士治 刘会强
一、引言
“少年强则国强”,青少年时期是个性品格形成的重要时期,也是培养创新精神和创新能力的最佳时期[1]。激发青少年的好奇心和对科学的兴趣,是引导青少年爱科学、学科学的重要举措,是为建设世界科技强国培养后备人才的重要途径。习近平总书记指出:“要让科技工作成为富有吸引力的工作、成为孩子们尊崇向往的职业,给孩子们的梦想插上科技的翅膀。”“对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起,使他们更多了解科学知识,掌握科学方法,形成一大批具备科学家潜质的青少年群体”。
青少年高校科学营是2012年开始,由中国科协和教育部共同主办,在国资委、港澳办、台办、中科院、中国铁路(现国铁集团)等单位的支持下组织实施的活动。活动每年组织全国(含港澳台地区)万余名对科学有浓厚兴趣的优秀高中生和带队科技教师走进大陆地区重点高校、企业、科研院所,参加为期一周的科技与文化交流活动,聆听大师报告,开展科技实践,参观重点实验室,体验大学生活,接受理想信念教育。活动迄今已成功举办十届,发展成为最具影响力的青少年科普品牌活动之一。但是,年度跟踪监测显示,青少年高校科学营活动供给与需求的矛盾越来越突出。尤其在开启第二个百年奋斗目标新征程之际,面对我国实现高水平科技自立自强对人才这一第一资源的需求、“双减”政策背景下青少年对参与科学活动的渴望,如何更好地发挥高校科学营活动在激发青少年科学兴趣、树立创新志向方面的积极作用,不仅成为各参与方的共同使命,更是一项具有重大理论和实践价值的研究课题。
目前理论研究领域关于高校科学营的研究成果较少,基本聚焦在科学营的效果、影响、未来发展定位等方面。如蒋程等[2]以2019年青少年高校科学营为例,以科学兴趣为主要探究变量,使用大样本(n=11980)遍历性问卷调查方法,探讨校外科学营类活动对学生科学兴趣的影响;赵博等[3]同样使用大样本(n=10393)问卷调查的方法,首次证实科学营提升营员科学素质的积极效果,分析其中体现的前沿性及多学科性特质;王冠[4]剖析湖北省高校科学营7年来的发展情况、社会意义与影响力,并探索青少年科技教育新模式;张娟瑾[5]针对目前青少年高校科学营的发展状况,提出在未来发展中需要有明确的定位,适当兼顾参营人员的差异性等发展需求;谢黎蓉[6]、王宏鹏[7]均以活动或地区科学营为研究对象,全方位评估体验式教育活动的效果及影响,科学营的优势,及其在青少年科技教育中的重要作用。
而立足国家层面,面向我国科技自立自强对人才的需求和广大青少年全面发展对知识的需求,系统、深入探讨高校科学营高质量供给问题的研究尚属空白。随着我国供给侧结构性改革的推进,2016年以来,高质量供给已成为理论研究领域的热点。相关研究主要聚焦于公共服务、经济、科技、文化等方面,并提出很多建设性观点。如为提升公共服务供给质量,需要明确政府、市场、社会和公众在公共服务供给中的职责分工,通过高质量的供给体系,提供高效、优质的公共服务,满足人民的多样化需求[8];为推进基本公共服务均等化、可及性,需要健全国家基本公共服务制度体系[9];在数字经济爆发式增长并与实体经济深度融合的背景下,需要建设数字经济重大战略平台,构建与数字经济发展相适应的监管机制和多元共治的协同治理机制[10];中国新常态下的经济转型,是以产品提供为中心向以制度规则为中心的转型[11];从劳动力、土地和自然资源、资本、技术创新、制度五个要素层面采取措施破除供给抑制,促进有效供给形成[12]。这些研究为本研究提供了理论依据。
二、我国高校科学营发展现状与建设成效
(一)面向青少年的高校科学营供给基本情况1.逐年增设并多元化发展高校科学营
我国高校科学营由2012年启动时高校承办的41个科学营分营,发展为2021年的71个分营,包括高校承办的常规营、高校与科研院所或企业联合承办的专题营、专门为西部地区青少年服务的西部营三种活动方式(见表1)。为应对新冠肺炎疫情影响和适应网络化时代的需要,高校科学营从2020年开始探索线上、线下和线上线下相结合三种活动形式(见表2)。
表1 2021年71个高校科学营分营归类
表2 2021年高校科学营分营组织形式分布
2.面向全国逐年增加参加科学营活动的机会
参与活动的营员和带队教师数量,2012—2021年10年间,由5500名增加到13616名,从2013年起每年都超过1万人。如图1所示,营员来自全国(含港澳台地区和新疆生产建设兵团),每年都覆盖全部省域。
3.开放优质科教资源,设计高水平活动项目
图1 2014—2021年科学营营员省域分布
分营承办单位设计开展活动时,充分发挥自身学科优势和产业特色,主要包括开放国家重点实验室、企业研发中心等优质实验场所,开展名家大师精彩报告、朋辈交流互动、“沉浸式”体验科学探究、趣味文体活动等以实地体验为特色的活动。2020年和2021年的线上活动充分发挥在线传播优势,破除大学“围墙”,通过开设弘扬科学家精神、云游大学校园、对话顶尖科学家(诺贝尔奖获得者)、“大国重器”直播互动、奇思妙想征集、科学前沿问答等活动,使两年的线上平台访问量均超过7000万人次。活动通过资源的充分供给,形式和内容的不断创新,辐射更广泛的青少年群体,逐渐成为广受青少年欢迎的课外自主学习园地;尤其是线上线下联动开展云游大学校园、参观体验实验室等活动,为持续传播科学知识,激发青少年科学兴趣提供了持久、开放的阵地。
(二)我国高校科学营发展建设主要成效
1.已成为激发青少年“好奇心”的科技教育活动典范
活动带领高中生营员走进大学校园、科研院所和科技企业,通过组织名家大师报告、开展科技动手实践、参观科研生产一线、体验大学校园文化等活动,让营员近距离接触我国科技创新前沿项目,让青少年的梦想插上科技的翅膀。“一周科学营,一生科学情”成为广大营员的共同感受。十年来,大部分参加科学营的营员攻读学位时选择自然科学类专业,进行深入的知识学习和科学研究。据统计,2014—2019年升入高校的营员中,选择理工医农类专业的超过50%。
2.已成为引领科学精神和科学家精神的高端科普活动平台
活动承办单位为北京大学、清华大学、浙江大学等一流高校,中科院的国家天文台、自动化所、西安分院等科研院所,以及中国航天科技集团、中国兵器工业集团、沈阳飞机工业集团等中央企业。参与活动的院士专家、教学名师、企业工程师等一大批科研人员,与青少年互动交流,并以“爱国、创新、求实、奉献、协同、育人”的中国科学家精神感召广大青少年为实现科技强国、民族复兴而奋斗。十年来,有300多人次的院士和5000余人次的高水平专家为营员作讲座报告,指导科技实践活动。杨振宁、丘成桐等顶尖科学家,许智宏、谭天伟等大学校长亲自为营员作报告。2020年,张伯礼院士被授予“人民英雄”国家荣誉称号后,即在线上为广大青少年作题为《中医药抗击疫情的贡献与思考》的开营第一课主题报告,700多万人在线观看。高校科学营已成为青少年青睐的培养科学精神、熏陶理想信念、引领价值追求、提升实践能力、树立创新志向的高端科普活动平台。
3.已成为促进青少年科技人文交流的良好契机
通过参加科学营活动,不同地区、城乡之间的营员间有机会相互交流。这不仅增进了青少年间的友谊,也极大地增强了港澳台地区青少年的祖国认同感,深化了港澳台地区营员和带队教师对大陆高校的了解,使他们深刻感受到内地经济发展的巨大变化和科技实力的强大,部分营员在高考报考时主动选择就读内地高校。同时,通过参加科学营活动,深化高中教师对当前我国研究机构科研状况、先进前沿科技的了解。参加科学营活动,已成为促进青少年科技人文交流的良好契机。
通过十年的监测总结发现,高校科学营活动促进了科普与科研、教育的紧密结合,促进了科研、教育资源的科普转化,实现了科教资源共享;促进了科学理念、创新文化的传播和科技知识的普及;激发了青少年的好奇心和想象力,增强了他们的科学兴趣、创新意识和创新能力;是一项对强化思想引领、加强科学传播、增强民族自信、助力精准扶贫都很有意义的活动。
三、高校科学营高质量发展局限与挑战分析
2021年是科学营发展的第十年,在2020年开展纯线上活动的基础上与传统线下模式相结合,高校科学营初步形成了线下线上相结合的模式。在取得上述成效的同时,高校科学营仍存在一些局限和挑战。
(一)以长期价值为导向的制度机制安排不够完善
科学营活动实施十年,资源和组织机制均有一定积累,形成了较好的品牌效应,其价值也得到利益相关者的认可。但目前,科学营是以主办单位中国科协、教育部名义联合下发通知组织开展,离拥有丰富科教资源的高校、科研院所等单位踊跃积极申请承办和主动举办尚有一定差距;离承办单位将青少年科技教育内化嵌入自身发展事业等视科技创新与科普同等重要的理想格局尚有一定差距,这也是导致科教资源尚未全面、深入服务于青少年科学素养提升的根本原因。为了未来的高质量发展,新时期科学营活动需要秉持长期可持续价值理念,为相关方创造支撑长期可持续发展的核心价值;需要立足人才战略高度,从国家、地方和承办单位三个层面,进行科学营活动制度化和机制化建设顶层设计,保持科学营活动持续健康发展并向融入相关方事业转型,促进科学营活动在优秀的基础上追求卓越,用发展来解决前进中的问题,保证高质量供给。
(二)活动规模和时长不能满足需要
高校科学营活动有丰富的科技人员、场地、设施、活动等资源,但活动规模和时长远远不够。虽然每年招收万余名营员,但参加科学营活动的营员不到全国在校普通高中高一、高二年级学生的1‰,远远无法满足需要。以2021年为例,虽然设立分营的省份覆盖教育部一流大学建设高校分布省份,但71个分营的数量与95所一流学科建设高校、1272家本科高校的数量相比,占比依然很低(见表3);而且以组织全国活动的高校为主,省级所属高校开展科学营活动的很少。此外,科学营活动的时长也是制约下一步高质量发展的重要因素。
表3 各省(区、市)开设分营数量及拥有高校数量
续表3
(三)线上线下融合发展、数字孪生还不够
受新冠肺炎疫情影响,经过2020年和2021年两年线上平台开展“云上科学营”的实践,高校科学营积累了面向青少年群体的优质线上科学教育资源和专题教育资源,但是传统优质的线下特色活动,如科技动手实践、交流互动等,还不能在线上得到良好体现。虽然高校科学营推出的线上资源使参加线上活动的青少年人数激增,但目前平台还停留在科学营科教资源初级整合阶段,学生还不能像线下参与活动一样拥有真实场景的体验感。下一步高质量发展有必要在一个领域内串联高校科学营资源,进一步发挥“云上科学营”平台的作用,吸引更多青少年线上参加科学营活动。
四、发达国家以科教资源保障科技教育活动供给的做法
关于科技类营地教育,可借鉴发达国家经验,联动社会力量,尤其是高校、科研院所、企业开展青少年科技创新实践活动的相关经验和做法,以促进高校科学营在新时期进一步提升供给和质量。
(一)政府高度重视并大力推动青少年科技教育活动
以俄罗斯、美国、日本、加拿大等为代表的国家,将营地教育纳入学校教育体系,通过营地教育这种体验式学习[13],链接学校教育与家庭教育,在提升学生创新能力、社会责任感,普及科学技术,培养文艺和体育素养,锻炼劳动技能,养成习惯等方面发挥着重要作用[14]。此外,美国率先推动各级政府联动,出台政策,划拨专项资金,调动社会力量,主导教育体系整体向 STEM 模式转型。21世纪以来,英国、德国、澳大利亚、芬兰等国家出台的政府文件、经济及社会发展战略,都重点关注青少年科技创新能力,以及青少年的科学素养、技术素养、工程素养和数学教育,并安排专项资金,改进青少年科技教育实践活动的基础设施和条件。
(二)部分国家已形成富有特色的多元化落地实施模式
1.高校为青少年儿童打造专业“工作坊”
以日本为例[15],日本政府于1946年开始正式将修学旅行纳入学校教育体系,文部省于1951年颁布修学旅行的学习指导计划,研制小学、初中、高中活动方案。在此基础上,日本的科技类研究所为青少年准备各种实验方式,支持青少年创新能力培养;而日本的大学,尤其是工学部,开设专业“创造工房”,建设专门的场所,并设置制作物品的机械工具、工作台等供学生使用,以培养学生的创新实践能力。
再如俄罗斯莫斯科大学的“拉纳特”科学营。“拉纳特”科学营主要面向3~11年级的小学生和中学生,利用假期和休息日,培养其自主开展项目研究并结题的能力。一般夏天举办的科学营活动时间为3周,春、秋、冬季营为1周,每期200人,按年龄组队,每个团队20~30人,每队配备2名辅导员。这是一项让学生们在大学里进行实践并进行创造力训练的活动,由参观物理、化学、生物学、程序设计、电子学和机器人学等不同领域的实验室,理解课程专业术语,在教师的指导下进行详细研究三个环节构成。
日本和俄罗斯高校开展的面向青少年的科技教育活动,其共同点在于,都是高校内设单独的“窗口”,都面向不同年龄段的中小学生,都侧重动手实验操作活动。
2.以项目或基地为依托,促进高校科教资源向中小学常态化开放
为激发青少年的科学兴趣,培育新世纪创新人才,澳大利亚政府呼吁全社会协同推动中小学开展 STEM 教育,并主导实施《科学家/数学家驻校计划》。日本实施高中与大学柔性合作的“野营·校园”,开设训练营,组织交流会,开设向青少年开放的周五讲习课堂,以“十分钟生活圈”“常态化”等方式,为高中生在课余时间到大学学习,了解、尝试探索更多的专业知识提供渠道。俄罗斯实施“学校—大学”计划,通过教学创新,为学生们提供团队项目、游戏化和科学创造等活动的独特机会和空间,为未来的高科技生活培养卓越的工程师和创新者。如2001年,俄罗斯国立托木斯克理工大学控制系统和无线电电子学院注册“学校—大学”教育中心,实施中小学生信息技术培训计划,截至2019年,这一计划签约合作的高校达12所。
3.面向大学嵌入国家科学教育中心,开展科学教育活动
芬兰秉持有目的性,基于理解、鼓励、探究和情境真实的教育观,开展主题教学、现象教学、综合科学教育,培养学生的横贯能力并解决现实生活中的实际问题,针对校外学习环境创设虚拟学习环境和相关的非正式学习环境。为激发、支持儿童和青少年对数学、自然科学和技术的兴趣,应对不断发展的信息社会的挑战,芬兰在赫尔辛基大学(University of Helsinki)成立芬兰第一个 LUMA(Luonnontietee & Mathematics)中心,为儿童和青少年开设免费俱乐部和营地,设立 LUMA 科学发展项目[16]。现在,芬兰的国家科学教育中心已与大学和13所大学校园内的 LUMA分中心形成伞状结构,专注提高芬兰的科学教育水平,改进教育实践并提高学生对科学和技术的兴趣,确保芬兰各地有足够数量的 STEM 专业人员。
4.企业联合设立民间组织机构,加强 STEM 教育项目数据库建设
顺应企业渴求高技能劳动者的需求,美国在推广 STEM 教育的过程中,由一百多位企业 CEO 联合创建了公益机构“变革方程”[17],整合家庭、学校、社会三方资源,构建强大的 STEM 项目数据库和科学的评估体系,为中小学推广优质 STEM 教育资源,高效实施美国 STEM 教育国家战略,并在具体落实中促进 STEM 教育改进和升级。
(三)互联网支撑的虚拟及分布式探索的学习空间
在新一代网络信息技术加持下,青少年自主学习,自主创造、沟通、探索、进取、协作,构建主题下的自组织系统成为现实。新世纪初期,美国开发出不同于网络游戏的教育游戏。这是一种虚拟的、有教育目的且内含评价体系的课堂教学场景,学生通过情景参与强化自己与团队的技能。这种网络游戏成为提升学生跨学科与广泛应用能力的卓有成效的手段[18]。再如大型多人思考游戏《没有石油的世界》,该游戏在虚拟的舆情和石油危机经济指标下,在线支撑参与者详尽开展个性化预测,以此提前唤起公众关注潜在的解决方案,提高人们对石油依赖性的认识和对“节约能源资源、保护生态环境、保障安全健康”的理解。此外,美国的地质调查局在线科学教育资源、加拿大的科技意识网络等,都是通过信息化平台搭建的学习空间,不仅可以传播科学技术知识、共享创新资源,还可以吸纳青少年及广大社会公众广泛参与科学活动。
五、促进高校科学营高质量发展的建议
进一步打造高校科学营社会化协同、智慧化传播、规范化建设、助力“双减”的高质量发展模式。
(一)应从科教兴国战略高度推动科学营数量供给和常态化供给
高校科学营作为体验式学习的典范,是校外科技教育不可或缺的一部分。一是建议各级政府将青少年高校科学营活动上升到科教兴国、科技强国建设的战略高度,统筹发展规划,出台政策,集成多元投入,引导拥有科教资源的单位作为科学营活动的承办单位,服务周边及全国青少年课外科技教育实践活动,发挥全国高校科学营的示范引领作用,指导和带动地方开展省级高校科学营活动,推动构建全国青少年高校科学营工作体系。二是建议进一步完善激励机制,借助《深化新时代教育评价改革总体方案》,将科学营活动列入教师开展实践活动的清单。三是建议出台综合政策,支持、鼓励各单位设立的科学营定期主题活动与常态化开放相结合,开展对青少年的个性化服务。
(二)应从自身未来高水平人才需求视角提升活动项目供给
在国家创新驱动发展战略环境和相应政策环境下,本着长期价值主义和自身未来可持续发展对人才内在需求的原则,鼓励和支持产、学、研各界发挥自身优势,促进资源科普化和社会化共享;鼓励组建科技工作者、科普管理团队、编辑策划等协作模式,加强活动项目多元化建设。深入挖掘信息智能时代有助于提升青少年科普获得感的内容和形式,鼓励开发集科学技术知识、科学家精神、科学方法、科学思想于一体的科学营活动项目。通过增加科学营活动项目的数量和类型,提高科学营活动项目的质量,以提升供给。
(三)应从人类命运共同体层面提升科学技术知识智慧化传播供给
以中国科协和教育部开展的青少年高校科学营活动为蓝本,开展科技营地活动标准研究,在推动固定化营地建设的同时,进一步以政策文件规范地方科学营活动范式。巩固完善高校科学营云上平台,进一步拓展辐射青少年的范围。进一步将汇聚于云上平台的高校、企业、科研院所等适合青少年的科技资源打造成以学习者为中心的全世界互联融通学习场景,使互联网覆盖到的学生可以随时随地获取所需的信息,跨越时空、国别进行学习与交流。支撑青少年学习者打破大学“围墙”,顺畅共享所需的科教资源,找到“志同道合”的伙伴和相互匹配的专家导师,推送适配的科教学习资源,提供精准的学习支持[19]。借鉴国外互联网支撑的探索式学习空间,建立起学生与科学家之间、学生与学生之间奇思妙想,领略科技前沿,进行命题式科学探究的线上集合地。