科学教育助力科学普及，“1＋1＞2”

吴爽

今年3月，歌手华晨宇在综艺节目《歌手·当打之年》中向观众科普“中国风音阶”时，关于雅乐音阶中“降so”和“升fa”的说法在网上引发争议。上海音乐学院作曲系副教授刘畅发微博直指华晨宇“乐理不精通”。事后，华晨宇在微博回应乐理争议，虚心接受指正。近些年来，随着信息技术的迅猛发展，互联网成为公民获取科学信息的主要渠道，科普人员日益增多，科普方式和内容也越来越丰富多元。

在我国，面向公众的科普由国家科技部和中国科学技术协会承担，相对于学校的科学课程教育、科普活动，前者常被认为是“体制内”科普。教育部基础教育课程改革南京师范大学研究中心负责人郝京华认为：“学校科学教育是整个科普事业的有机组成部分，面向社会公众的科普与学校的教育应该是互相支撑的关系。如果把教育和科普分开，管科普的人不懂课程设计，管教学的人缺乏科学素养，那很多科普资源就会浪费掉。”

2016年，习近平总书记在“科技三会”上强调：“科技创新和科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。”

青少年是科学普及的重点人群、基础人群，对于当下青少年而言，科学教育存在哪些误区？科普需要普及什么？怎样做科普？

科学教育不只是教知识

英国学者李约瑟曾提出：“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献，但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生？”1976年，美国经济学家肯尼思·博尔丁称之为“李约瑟难题”。

对此，中国科学院粒子天体物理重点实验室主任、中国科学院高能物理研究所研究员张双南曾在公开演讲时说：“尽管中国近代逐渐开始重视科学，但是中国的教育体系至今也只传授科学知识，不进行科学教育。关于科学的目的、精神和方法这三个要素，在中国的教育体系里面几乎从来都不涉及，这是中国民众科学素养偏低、中国社会普遍缺乏科学精神的一个重要原因，这也是中国迫切需要加强科学教育和科学普及的原因。”

2017年2月，教育部印发《义务教育小学科学课程标准》，小学科学课被列为与语文、数学同等重要的“基础性课程”，《科学》课程的起始年级延伸到小学一年级。

科学教育在学校教育中逐渐受到重视，教学实践中暴露出哪些问题呢？

教育部基础教育质量检测中心2018年发布的《中国义务教育质量检测报告》表明：

“学生科学学业能力上，科学理解能力相对较强，但科学探究能力和科学思维能力有待提高。 ”

“科学课中，学生参与动手实验、实践调查的机会较少。八年级学生，在本学期物理课上做过 3 次及以上动手实验的比例为 38.7%，从来没有做过动手实验的比例为 23.8%;生物课上做过3次及以上动手实验的比例为19.3%，从来没有做过动手实验的比例为47.1%;参加过地理实践活动（包括外出考察、实践或调查）的比例只有20.9%。”

“科学教师开展探究教学的能力有待提升。监测表明，教师探究式教学水平与学生科学成绩有密切关系。”

郝京华指出：“科学知识不等同于科学素养。”她告诉记者，科学素养有多个维度，除了科学知识，还包含科学态度、科学思维、科学兴趣、工程思维（解决问题的能力）等方面。

近年来，随着课程改革的推进，科学教师对科学课由传递知识向科学探究转变的教育理念有了一定认知和了解，但在实践层面仍然存在误区。郝京华说：“很多科学教师误认为‘科学探究很容易，一堂课就能完成。实际上，这种科学探究大多有形无神，比如探究力的大小影响因素、植物生长萌發的条件……此类探究的路径是清晰的、结果是可预知的，即‘良构探究——无论学生探究的过程如何，教师总会告诉学生实验结果，这种探究不是真正的探究。”

“真正的探究应该像科学家从事研究一样，可能有失败、有沮丧，也可能将实验推倒重来，甚至完全不能证明假设。科学教育，应该增加这样真正的探究活动。”

在郝京华看来，“学习科学探究并不是要把孩子培养成科学家，而是让他们学会用科学眼光看世界的方法，这种方法就是实证和逻辑推理。”

作为江苏教育出版社小学《科学》教材主编，郝京华曾多次呼吁：“科学教育要形成合力。”她认为，校外的科技场馆、研学基地都是学校教育的有机组成部分，相互补充才能相得益彰。“孩子们去科技馆要避免走马观花，只游不学，应带着思考去体验科技项目，把学科知识与实际应用联系起来。”

科幻作品及戏剧舞台中的“科普”

信息技术的发展为科普提供了契机，也让更多的人在科普中受益。

2019年，根据刘慈欣同名科幻小说改编的科幻电影《流浪地球》一度占据票房高位。同年9月，教育部办公厅、中共中央宣传部办公厅印发《第39批向全国中小学生推荐优秀影片篇目》，该片名列其中。

“读科幻作品让我主动地学习、吸收最新的科技发现与成果，提升自己的科学素养，深入理解科学精神在人类文明进程中的重要作用。”科幻作家陈楸帆谈及科幻作品对他的影响时表示。

陈楸帆在上幼儿园时就开始看科幻作品，父亲从单位里常给他带回一些科普杂志，比如《知识就是力量》《科学画报》。他先后读过凡尔纳《神秘岛》、威尔斯《时间机器》、柯南道尔《失落的世界》等一系列作品，“感觉像进入了一个特别神奇的世界”。16岁，他在《科幻世界》上第一次发表了短篇小说《诱饵》，并获得少年凡尔纳奖项，从此走上了科幻创作之路。

陈楸帆认为，当下，科幻小说的意义已经远远超越了文学范畴，成为一种文化现象与思维范式，对青少年来说这种思维范式将帮助他们在科技主导的未来掌握认知上的先机。“科幻小说能够帮助孩子建立对于未来不确定性和可能性的认知坐标系，让他有信心去面对一切突如其来的变化，甚至从中找到自己感兴趣的发展方向。孩子们能够从《侏罗纪公园》中获取遗传学知识，从《星际穿越》中了解黑洞的神奇，从《海底两万里》中激发对海洋世界与生物的热情……普及中国前沿科技成果、在教育领域推进创新思维，从而培养学生的想象力，提升整个社会的创造力。通过科幻小说、影视等形态的优秀内容创作有利于点燃大众，尤其是青少年一代对于科学技术的好奇心与参与热情。”

几年前，戏剧导演叶逊谦开始尝试把科普融入戏剧创作。2019年，他领衔创作了以门捷列夫发现的元素周期律为知识根基的科普剧《六号房间》。该剧以“碳元素”为切入口，通过拟人化的表达，将抽象的化学知识具象为“72个房客”，展现这些化学元素在生活中的应用，辅以多媒体呈现，不少孩子看完该剧非常兴奋。

叶逊谦说：“科普要有趣、有料、有温度，才易于青少年接受。把硬核的、枯燥的、干巴巴的科学知识融入戏剧场景中，不仅好玩有趣，而且能引发青少年更多思考。科普背后，蕴含着大量的人文哲思，可以启发学生对世界的思考——科技既能造福人类，同时也可能摧毁人类。”

中科院院士、数学家林群曾表示：“科普不需要专家承认，科普需要受众承认，由他们来判断好还是不好，他们能接受就成功了，他们不能接受，专家讲得再好也没用处。”

随着各地科普基础设施的建设，公民利用各类科普设施获取科学知识和科技信息的机会明显增多。科普需要普及什么？张双南认为，“科学教育和普及不但要传播科学知识，更重要的是要教授科学的三要素：第一，科学的目的，即发现各种规律。比如说为了发现天体运行的规律，我们有了牛顿力学，有了万有引力理论。第二，科学的精神是质疑、独立和唯一。第三，科学的方法是逻辑化、定量化和实证化。”