从科学知识传授走向科创教育

【摘 要】为了抓住第四次工业革命的挑战与机遇，贯彻国家创新驱动和高质量发展战略，必须着力推动科学教育事业。通过梳理我国科学教育不难发现我国科学教育经历了科学知识传授、科技能力培养、科创教育三个不同阶段。所谓科创教育，就是一种旨在培养智慧社会创新人才的技术密集型探究实践科学教育活动。

【关键词】第四次工业革命;创新人才;智慧社会;科学教育

【中图分类号】G434 【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2022）08-005-02

近日在思考如何定义科创教育的时候，偶尔翻到了著名经济学者黄奇帆关于中美科技创新模式比较的讲话，他认为我国传统创新模式主要是客户中心型创新和效率驱动型创新，多数属于基于模仿的创新（笔者注）;而美国的创新模式主要是工程技术型创新和科学研究型创新，多数属于原始创新（笔者注）。客户中心型创新和效率驱动型创新虽然缺少原始创新性，但是促成了我国经济总量短时间内快速发展，并于2010年超过日本，跃居世界第二大经济体，而且有望成为世界第一大经济体。在这样的经济发展态势之下，要想在大多数方面处于领跑地位，若没有原始创新驱动是不可想象的。创新人才培养从来没有像今天这样受到如此关注。

第四次工业革命与创新人才规格

生产力决定生产关系和社会形态。纵观科技发展史，人类文明的发展需求引发了科技不断地创新与迭代，进化出了原子能开发、互联网应用、人工智能应用等现代科技。这种以互联网新技术融合为特征的现代科技，正在深度地影响政治、经济、科技、文化和生活的各方面，触发了第四次工业革命，从而促使人类社会从农业社会或者工业社会开始进入智慧社会。

第四次工业革命的核心是网络化、信息化与智能化的深度融合。它是继蒸汽技术革命、电力技术革命和信息技术革命后的又一次革命。这场技术革命在提高生产力水平、丰富物质供给的同时，也会重塑人力与机器力结合的劳动形式和要求，在教育及产业政策方面增添新内容和新方法。工厂内外的生产设备、产品及人员之间将连接在一起，收集分析相关信息，预判错误，不断进行自我调整，以适应不断变化的环境。越来越多的技术系统或产品能够在无人介入的情况下自主执行某些功能。

蒸汽机开启了机械代替体力的蒸汽时代，提高了生产力和生产效率。电气化开启了电气时代，为进一步代替体力提供了新能源。20世纪中期，计算机开启了信息时代，技术的主流发明和应用开始转向人的脑力延伸，很大程度上改变了人类生存的外部环境。智慧社会环境由物质层、感知层、网络层、平台层、应用层等构成，具有高度的智能性、复杂性和不确定性。普适计算（Pervasive Computing/ Ubiquitous Computing）简称计算，它与泛在感知就像水和电一样无处不在，屏读、数据流动、迭代升级、协作共享等数字技术开始得到广泛应用。

2020年1月，“世界经济论坛”（达沃斯论坛）发布了一份重要的教育报告：《未来学校：为第四次工业革命定义新的教育模式》。报告提出“教育4.0”全球框架，描绘了未来世界所需要的人才有八个特征：全球公民技能、创新创造技能、技术技能、人际关系技能、可及性和包容性学习、基于问题和协作的学习、个性化和自定进度的学习、终身学习和学生自驱动的学习。未来社会将是一个复杂的、更多样化的和充满不确定性的社会，需要会思考跨界问题的、有能力解决复杂问题的复合型创新人才。邹东涛认为未来的人才可能分为四种：“一”字型人才、“1”字型人才、“T”字型人才和“十”字型人才。其中，“十”字型人才，既有较宽的知识面，又在某一领域有比较深入的研究，更重要的是敢于出头、冒尖，有创新意识，有思维的高度。他们眼光独到，能力突出，敢想敢做，是第四次工业革命时代的引领者和创新者。

科创教育——科学教育的第三个阶段

为了抓住第四次工业革命的挑战与机遇，贯彻国家创新驱动和高质量发展战略，必须着力推动科学教育事业。近代科学产生于16世纪西方文艺复兴时期，伽利略将实验与数学引入自然科学研究，具有方法论里程碑的意义。我国古代重文轻理，实用主义占主导，科学与技术不做区分，这也是近代科学没有产生于我国的主要原因。我国古代自然科学知识是零散的和经验型的，事实上，“科学”一词是由康有为1897年从日本引入我国的。在科学引入中国之前，中国传统文化中与此大致类似的一个词是“格致”，取自宋明理学的“格物穷理致知”的意思。后来“洋务”运动和“五四”运动着力推动了科学在我国的传播。

自20世纪50年代末前苏联发射了人类第一颗人造卫星，造成了苏美冷战升级，科学教育成为各个国家科技实力竞争的重要领域。从全球范围来看，几乎每隔十年就会掀起一次科学教育改革浪潮。随着科技的迅猛发展，这种科学教育改革浪潮的频率和力度越来越大。总体的改革趋势有两个明显特征，一个特征是将技术这一要素引入了科学教育，比如著名的STS（科学、技术、社会）教育理念，认为科学教育不能仅仅考虑科学知识传授，还应该融入技术素养教育;另一个特征是科学教育不能仅仅考虑求真，还应该重视工程实践，培养适应复杂性、不确定性环境的复合型创新人才。

中国现代科学教育改革大致落后西方国家科学教育改革20年，但是到了20世纪90年代，随着第四次工业革命的到来，我国经济总量跃居全球第二，我国科学教育改革落后全球科学教育改革的间隔开始大幅度缩短。20世纪90年代是我国科学教育第一阶段和第二阶段的分水岭，我国科学教育开始从应试教育（知识传授阶段）走向素质教育初期（科技能力培养阶段），素质教育的核心是创新意识和实践能力培养。特别是2015年我国实施创新驱动中国制造发展战略，以及受到国际STEM教育和创客教育思潮的影响，我国科学教育开始从素质教育初期走向第三个阶段——科创教育。所谓科创教育，就是一种旨在培养智慧社会创新人才的技术密集型探究实践科学教育活动。

由此看出，科学教育所倡导的理念开始从科学知识传授走向科技能力培养或者科学核心素养培养。国家《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》的颁布，既是对时代发展的新要求、新挑战和人民对教育新期待的回应，也是我国课程教学研究与实践的新经验、新认识、新进展的集中反映。这次新课标修订将劳动教育与信息科技教育纳入了课程方案，突出了从知识教学走向能力或者核心素养培养的实践创新型育人方式。这正是科创教育目的的具体呈现。

科创教育的挑战与机遇

科创教育的概念产生于我国科技教育语境，旨在培养适应高质量发展的智慧社会创新人才，如今已经成为国家战略发展策略。如前所述，科学是“舶来品”，新中国成立之初，将科学教育与技术教育统称为科技教育。这种统称简洁且符合我国文化传统，虽不必然却极易造成忽视科学教育本质，成为我国工程技术型和科学研究型创新模式转型的主要障碍。目前STEM教育、创客教育和项目式学习等科创教育实践难以深度融入学科教育，甚至出现盲目实践等问题，都与科创教育的理论发展滞后不无关联。将科创教育归为科学教育的第三个发展阶段具有重大理论与现实意义。反观我国科学教育现存的诸多问题和挑战，必须加强科创教育，特别是迫切需要从学科教育入手，从学科定位、培养目标、培养方式和发展路径等多方面探讨科创教育实施模式与落实方法。

注：本文系中国教育发展战略学会一般课题“新时代科创教育与学生创新能力发展方略研究”（课题编号：3003053）研究成果

作者单位：北京师范大学物理学系