好奇心和想象力：核心素养培育的新视点

摘要：好奇心和想象力要从娃娃抓起，是我国进入新发展阶段学生核心素养培育的新视点。科幻教育是以培养学生的好奇心和想象力为核心，以提升学生科学素养和批判性思维为导向的跨学科的教育实践活动。在核心素养的视域下，科幻教育是好奇心和想象力培育的重要抓手，具有四大核心理念：课程目标以培养学生的好奇心和想象力为导向，课程内容以科学“大概念”为逻辑基础和教学设计的依据，课程实施倡导富有想象力的思想实验，课程评价是指向核心素养的发展性评价。该文以科幻教育为例梳理了当下好奇心和想象力培育的主要模式，提出了将科幻教育和创客教育、STEM教育、人工智能教育等融合发展的思路，构建了科幻教育跨学科的5E教学范式，为好奇心和想象力等核心素养的培育提供了一种新的视野和路径选择。

关键词： 好奇心；想象力；核心素养；科幻教育；认知工具理论；后现代课程观

中图分类号：G434 文献标识码：A

一、前言

习近平总书记在科学家座谈会上指出，“科学研究特别是基础研究的出发点往往是科学家探究自然奥秘的好奇心……好奇心是人的天性，对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起”[1]。爱因斯坦说过：“我没有特别的天赋，我只有强烈的好奇心”①，“想象力比知识更重要……想象力是科学研究中的实在因素”[2]。《中国学生发展核心素养》把“具有好奇心和想象力”作为六大核心素养之“科学精神”的重点和主要表现之一[3]。众多科学家的成功实践表明，好奇心和想象力是构成他们成功的最核心的素养。

然而受“五唯”顽瘴痼疾的影响，中小学生的好奇心受到束缚，想象力贫乏。目前，我国中小学生课业负担重，教育内卷化愈演愈烈。2018年“国际学生评估项目”（简称PISA）中国学生成绩优异，但学习时间长，居参赛国家前列；学习效率低，国际排名靠后[4]。《中国儿童想象力危机报告》显示，“中小学生的好奇心强而冒险性和想象力弱”[5]，好奇心和想象力随年龄增大而升高的趋势不显著。新高考改革后，理科科目特别是物理学科的选考人数相比以往大幅下滑，产生了“理科萎缩”现象[6]，学生对科学的兴趣不高令人担忧。作为创新人才的核心素养，好奇心和想象力如何在中小学落地生根是新时代中小学面对的重大挑战。

近几年，指向好奇心和想象力培育的科幻教育走进了中小学课堂，受到青少年的欢迎，特别是有的省市将科幻教育融入中高考试题的举措引发社会的广泛关注。如2015年北京市中考作文续写科幻小说《超级智能住宅》；2016年高考作文题浙江省的“虚拟与现实”和北京市的“神奇的书签”；2021年中考作文浙江衢州的“火星上的科幻故事”和广东深圳的“这创意，让我激动不已”，给科幻创作尽情发挥的空间。南方科技大学发布的《2018中国科幻产业报告》认为“科幻教育无论是一种事业还是产业，都有望成为下一个发展的增长点”[7]。科幻教育触及了创新人才的核心素养——好奇心和想象力，力克当前教育唯分数、唯升学的弊端，为中小学课堂注入了源头活水。有关好奇心和想象力的研究国内外已经有许多成果。加拿大教育学家基兰·伊根的认知工具理论认为，“人类想象力的发展先后经历了五种明显的认知系统（方式）—身体认知、神话认知、浪漫认知、哲学认知与讽喻认知，每一种认知系统（方式）都有自己独特的认知‘工具箱”[8]。基兰·伊根据此提出了富有想象力的教育实践方案。南方科技大学吴岩教授认为，好奇心和想象力与人的认知发展有着密切的关系，科幻教育就是用来提升想象力的。他提出科幻教育小学以保护儿童好奇心、让想象力自由发挥为主，初中以发展科学思维为主，高中以发展批判性思维为主[9]。

目前，关于好奇心和想象力方面的核心素养研究在国内刚刚起步，科幻教育作为好奇心和想象力培育的抓手、路径和教学模式开始受到学界重视，但现有的科幻教育的理论和实践研究很少。本文以基兰·伊根的认知工具理论和美国学者小威廉·E.多尔的后现代课程观为指导，在核心素养的视域下，以科幻教育为例从课程目标、课程内容、课程实施和课程评价等四个维度阐释了好奇心和想象力培育的核心理念，梳理了当下科幻教育实施的主要模式，提出了将科幻教育和创客教育、STEM教育、人工智能教育等融合发展的思路，构建了科幻教育跨学科的5E教学范式，为好奇心和想象力等核心素养的培育提供了新的视野。

二、好奇心和想象力：核心素养培育的新诉求

（一）好奇心和想象力的内涵

好奇心是“个体对新异和未知事物想知的倾向，是个体重要的内部动机之一”[10]。好奇心是个体重要的心理品质，具有主动性、反应性和持续性等心理特征。想象是人脑中对已有经验和记忆表象加工改造和重新编码而产生新的意象或觀念的心理过程，属于人的高级认知活动。“想象力是一种先天综合的能力”[11]，处在各种心理过程交叉融通的十字路口。想象力是创造的内在生理、心理机能，是人类创新的原生动力，是创造力形成的前提条件。

儿童期是好奇心和想象力培养的黄金时期。随着年龄的增长，好奇心逐渐退化，需要不断的鼓励、奖赏和激励。徐春玉教授认为10岁之前是“好奇心教育”阶段，应实行以培养和保护好奇心为核心的教育模式[12]。阿西莫夫建议，儿童应该尽早阅读科幻作品，在9岁或10岁，不能晚于11岁。有“钢铁侠”之称的埃隆·马斯克（Elon Musk）是一位硬核科幻迷，他把童年看过的科幻小说全部写进了SpaceX。其中，阿西莫夫的基地系列是他创立 SpaceX 的灵感基础。这位科技“狂人”在SpaceX重型猎鹰火箭搭载的特斯拉跑车里，放了一套微缩版的《银河帝国：基地》，马斯克以此方式向他的偶像致敬。亚马逊创始人杰夫·贝佐斯，从五岁开始就梦想着去太空旅行。在看完电影October Sky后，贝佐斯与美国著名科幻作家尼尔·斯蒂芬森（Neal Stephenson）讨论了创建航天公司的事宜。2000年蓝色起源成立，2021年7月20日该公司首次提供亚轨道观光旅行服务，贝佐斯作为第一批乘客成功飞向太空。

（二）核心素养的时代诉求

学生发展核心素养，主要指学生应具备的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。中国学生发展核心素养是党的教育方针的具体化和细化。新修订的普通高中课程标准将发展核心素养作为普通高中的培养目标，并“基于学科本质凝练了各学科的核心素养，明确了学生学习该学科课程后应达成的正确价值观、必备品格和关键能力”[13]。2020年，教育部考试中心发布的《中国高考评价体系》将高考考查内容凝练为“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”[14]。

党的十九届五中全会提出，坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，实施创新驱动发展战略。培养创新型人才是中华民族长远发展的大计，让更多的青少年心怀科学梦想、树立创新志向是中小学的使命担当。教育部制定了“强基计划”，聚焦国家重大战略需求，着眼于培养拔尖创新人才的时代要求。创造性思维是创造性人才必备的核心素养。清华大学钱颖一教授认为“创造性思维由知识、好奇心和想象力、价值取向三个因素决定”[15]。2021年教育部颁布了《义务教育质量评价指南》，将好奇心和想象力作为学生发展质量评价关键指标之创新精神的考查要点[16]。好奇心是人类探索未知世界的起点，是创造的基本动力；想象力是创造力的核心。好奇心和想象力是人类社会不断创新和持续前进的基本动力，培养好奇心和想象力是新时代对学生核心素养提出的新诉求。

三、基于好奇心和想象力的科幻教育模式：核心素养培育的新视点

科幻是科学幻想的简称，是“科学创建的浪漫故事”，它用幻想艺术的方式，描绘科学技术发展对人类影响。科幻最初是以小说形式出现在欧洲的一种特殊的类型文学，如今，科幻已从小说发展到影视、动漫、游戏、教育、创意设计、主题公园等各个领域，并成为一种新文化和一个高速增长的产业。科幻教育是一种以培养学习者的好奇心和想象力为核心，以提升学习者科学素养和批判性思维为导向的跨学科学习的教育实践活动。

（一）理论基础：后现代课程观

美国学者小威廉·E.多尔在《后现代课程观》中总结了后现代课程的“3S”特征，强调“我们需要将科学（Science）的理性与逻辑、故事（Story）的想象力与文化，以及精神（Spirit）的感觉与创造性结合起来”[17]。科幻教育天然地具有后现代课程的“3S”特点：科学性、故事性和精神性。

小威廉·E.多尔提出了后现代课程的“4R”标准：丰富性、回归线、关联性和严密性。丰富性指“课程的深度、意义的层次、多种可能性或多重解释”[18]。多尔认为“课程应具有‘适量的不确定性、异常性、无效性、模糊性、不平衡性、耗散性与生动的经验”[19]。回归性是一个不断循环的思想运动，也是创造意义的重要途径，“是指人类将思想回转到自身的能力而不是数学意义上的循环”[20]。多尔强调“对话是回归的绝对必要条件：没有反思——由对话引起——回归就会变得肤浅而没有转变性；那将不是反思的回归，而只是重复”[21]。关联性包含教育联系和文化联系，指的是在一定的教育和文化背景中，对观点、意义和价值之间的联系不断地探求。严密性是不确定性和诠释性的组合，“严密性意味着有目的地寻找不同的选择方案、关系和联系”[22]。

科幻是指向未来的叙事形式和思考方式，科幻教育与传统教育侧重点不同，传统教育传授给学生既定的知识和技能，习惯于聚合思维，是封闭的、统一的、线性的、可预测的。科幻教育是面向未来的教育，它用想象引领创新，用创新拓展我们对未来的领导力，偏向于发散思维，是开放的、多元的、非线性的、不确定性的。

（二）基本理念：以科幻教育为例

1.课程目标：以培养学生的好奇心和想象力为导向

科幻教育目标的设定趋向开放性和生成性，以培养学生的好奇心和想象力为导向。“好的故事应具有足够的不确定性以诱使读者参与到对话中来”[23]。不确定性意味着选择的多样性和系统的开放性，是丰富性的前提。科幻教育具有“足够的不确定性”正是这门后现代课程的魅力所在，也是激发好奇心和想象力的源泉。好奇心和想象力是科幻与生俱来的基因，科幻是科学与幻想碰撞的火花，是科学创新呈现的载体。科幻教育具有培养好奇心和想象力的天然优势，科幻教育的目标就是要呵护人的好奇心，激发人的想象力，培养人的创新能力和批判性思维，最终服务于学生核心素养的发展。

根据基兰·伊根的认知工具理论，科幻教育在不同年龄段应采取相应的教育策略，以持续保持和系统发展学生对未知世界的好奇心和想象力。在婴幼儿时期，以身体认知、神话认知为主，科幻教育要让儿童的好奇心与想象力自由伸展，给孩子提供一个欢乐的童年；在小学阶段，要融合身体认知、神话认知、浪漫认知三种认知方式，科幻教育应该在保护好奇心、激发想象力的前提下，逐渐让孩子体会到理性思维的光辉；在中学阶段，要从浪漫认知方式逐步向以哲学认知方式为主转变，科幻教育应该使学生的好奇心和想象力与各种知识建立有机联系，让学生体会到科学思维和批判性思维的神奇；在大學及以后的学习阶段，以哲学认知、讽喻认知为主，科幻教育应该努力使好奇心和想象力与各种实际问题相联系，培养学生问题解决能力、批判性思维和创新精神。

2.课程内容：以科学“大概念”作为课程组织的逻辑基础和教学设计的依据

多尔认为后现代课程内容具有丰富性和差异性，“课程模式是非线性、非序列性的，但它由各种交叉点予以界定、充满相关的意义网络”[24]。“随我们注意力的转移而不断变化中心的复杂的马赛克”[25]。科幻教育课程内容的“意义网络”或“马赛克”的中心就是科学“大概念”。大概念是最有普适价值的自然法则或认知框架，能够统领和关照较大区域内的一系列相关问题[26]。英国科学教育学者哈伦女士（Wynne Harlen）在她主编的《科学教育的原则与大概念》一书中明确提出了14个科学大概念[27]。科学大概念是一个知识的聚集点，让学生的学习被赋予意义，同时又会成为新知识的增长点。科学大概念在未来持续对学生发生作用，可以系统地发展和持续保持学生对世界的好奇心。目前，对于科学大概念的研究有许多成果，如美国《下一代科学标准》中所提到的13个学科核心概念以及5个跨学科概念都属于不同层次的科学大概念。我国《义务教育小学科学课程标准》中提出了18个主要概念。《普通高中课程方案》强调“重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化”[28]。

中山大学李淼教授曾提出，科幻应该从最简单最基本的科学原理推导出最精彩的故事，其实是强调科幻要围绕科学大概念来叙事。科学“大概念”是科幻教育课程组织的逻辑基础和教学设计的依据。如在以“太空探索”为主题的科幻课程中，有以下科学“大概念”：“宇宙中所有的物质都是由很小的微粒构成的”“宇宙中存在着数量极大的星系，太阳系只是其中一个星系―银河系中很小的一部分”“物体可以对一定距离以外的其他物体产生作用”等。

3.课程实施 ：倡导富有想象力的思想实验

在欧美高校，斯坦福大学“Physics 13”课程是开展科幻教育的典范。课堂上学生用想象力作为认知工具，通过思想实验获得检验科学思想的有效经验。“Physics 13”教学模式主要有阅读、讨论和写作三个步骤。第一步，教师提供给学生主题阅读材料和一系列“思考问题”，学生带着问题深阅读；第二步，组织课程讨论会，教师先简要介绍相关知识和观点，然后学生展开讨论；第三步，创作型的写作，学生探索一项基于自己创意的科学原理或科学现象所带来的连锁反应，通过写作来提升学生的想象力[29]。

思想实验是科幻教育区别于其它教育最显著的功能。科幻教育中的思想实验强调培养学生的批判性思维、创造力和问题解决的能力等核心素养。思想实验是一种使用想象力在人脑中进行的理性思维活动。思想实验在科学发展史上起到过重要的作用。伽利略的思想实验推翻了亚里士多德“重物体比轻物体下落速度快”的断言。爱因斯坦的狭义相对论就来自于其著名的“爱因斯坦光线”思想实验。科幻教育的思想实验，用来考察科学技术与人类社会交互作用的诸多可能性，为社会发展提供一些预案。比如，机器人有了情感之后，人、机器人和人类社会会发生什么样的变化？

4.课程评价：指向核心素养的发展性评价

中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》（以下称《方案》）强调，“坚持科学有效，改进结果评价，强化过程评价，探索增值评价，健全综合评价，充分利用信息技术，提高教育评价的科学性、专业性、客观性”[30]。科幻课程评价是指向学生核心素养的发展性评价。发展性评价着眼于学生的发展，“尊重评价对象的主体性和差异性，强调评价对象的自我评价、自我反思和自我监控，注重评价对象发展变化的过程，使评价成为促进评价对象不断发展的教育活动”[31]。科幻课程评价不同于传统评价只看重结果评价，片面强调分数和升学率，而是注重评价的诊断、激励和发展功能，通过评价促进学生的学习与進步，促进学生在不同学习阶段核心素养水平的形成和发展。科幻评价明确回答了“谁来评”（评价主体）、“评什么”（评价内容）、“怎么评”（评价方式）的问题，为教育评价提供了鲜活样本。

（1）“谁来评”（评价主体）：凸显学生主体地位

传统的教学评价主要是教师对学生的评价，科幻课程的评价是在教师的组织和指导下由学生自主完成，学生是课程评价的主体和执行者。科幻案例的实践表明，教师提供评价量规学生进行自评和互评，有益于学生完善学习成果、达成学习目标和培养批判性思维。课前学生进行前测，内容主要包括“前科学概念”和学习目标，前测有助于学生明确学习目标，制定学习规划；课堂学生填写学习日志，记录学习过程和反思，有助于学生发现问题，进行自我监控和调节；课后学生进行后测，内容包括学习体会、好奇心和想象力测量、学习成果和进一步的学习期望。这种以学生为主体的评价方式促使学生成为学习的主体，使教学评价不再是教学活动的终结，而成为驱动学生开展自主学习、发现问题和解决问题的手段和过程。

（2）“评什么”（评价内容）：重视学习过程、指向核心素养

科幻课程评价围绕核心素养如好奇心与求知欲、想象力与创新精神、批判性思维与科学素养、人类可持续发展意识等方面，从知识（如大概念）和认知过程（如好奇心、想象力、批判性思维等）两个维度进行评价。评价聚焦课堂真实情境，重视学生学习的过程和体验，采用指向深度学习的课堂表现性评价。表现性评价主要是指评价者在真实情境中，运用一定评价规则判断学生完成学习任务的过程表现与结果，包括学生的学习行为（包含作业或作品情况）、资源利用、互动交往、学习时长、练习和测评结果等。“表现性评价能更好地评价批判性思维、有效沟通和发表学术见解等能力，弥补传统客观纸笔测验主要关注肤浅学习和基本技能的不足”[32]。

（3）“怎么评”（评价方式）：科技赋能、立体评价

《方案》要求加强评价的专业化建设，“创新评价工具，利用人工智能、大数据等现代信息技术，探索开展学生各年级学习情况全过程纵向评价、德智体美劳全要素横向评价”[33]。科幻评价将学生纵向学习的全过程与横向发展的全要素整合起来进行立体评价，综合应用多种评价方法和评价工具，取长补短。常用的评价工具有观察、访谈、学习日志、评价量规、电子档案、作品展示网站、学生调查表等。科幻教育充分利用5G、大数据、物联网、人工智能、学习分析技术等现代新科技，精准采集真实课堂的数据，对学生的各种行为进行计算、建模和可视化，实现课堂教学的智能评价。

四、面向好奇心和想象力的科幻教育实践：核心素养培育的新路径

（一）认知工具理论及教学模式

基兰·伊根教授在他的著作《富有想象力的教学方法》中系统地阐释了认知工具理论，提出了极富想象力的教育实践方案，开发了基于各种认知系统的教学模式，从整体上规划了各种认知工具在课程实施中的应用流程。根据基兰·伊根的认知工具理论，好奇心和想象力的培育要根据不同年龄段学生的认知方式选择相适应的认知工具（如表1所示），认知工具理论不仅为科幻课程提供了系统化的设计工具和教学模式，而且还提供了丰富的想象力和广阔的创新空间。

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作者简介：

严欣斌：中学高级，硕士，研究方向为科幻教育、STEM教育。

Curiosity and Imagination： A New Perspective on the Cultivation of Core Literacy

—Take Science Fiction Education as an Example

Yan Xinbin

（The Middle School Attached to South China University of Technology， Guangzhou 510641， Guangdong）

Abstract： Curiosity and imagination should be grasped from the doll， which is a new viewpoint for the cultivation of students core literacy in the new stage of development in our country. Science fiction education is an interdisciplinary educational practice which focuses on cultivating students curiosity and imagination and aims to improve students scientific literacy and critical thinking. From the perspective of core literacy， science fiction education is an important starting point for the cultivation of curiosity and imagination， with four core ideas： curriculum objectives are guided by the cultivation of students curiosity and imagination. the curriculum content is based on the scientific “big concept” as the logical basis and the basis of teaching design， curriculum implementation advocates imaginative ideological experiments， and curriculum evaluation is a developmental evaluation pointing to the core literacy. Taking science fiction education as an example， this paper combs the main modes of curiosity and imagination cultivation， puts forward the idea of integrating science fiction education with creator education， STEM education and artificial intelligence education， constructs an interdisciplinary 5E teaching paradigm of science fiction education， and provides a new field of vision and path choice for the cultivation of core qualities such as curiosity and imagination.

Keywords： curiosity； imagination； core literacy； science fiction education； cognitive tool theory； postmodern curriculum view

收稿日期：2021年1月17日

责任编辑：赵云建