從“啟蒙”到“啟智” 國外科學教育從娃娃抓起

今年秋季學期開始，我國將從小學一年級起開設科學課。此前，科學課從小學三至六年級設置，本次調整不僅改變了科學課的起始年級，也修訂了課程目標，由啟蒙課程改為基礎課程。科學課與語文、數學一樣，從一年級就開設，重視程度前所未有，引發廣泛關注。那麼國外的科學課程又是如何設置的？本文將介紹俄羅斯、美國、以色列三國各具特色的科學課程。

1、俄羅斯：培養對科學知識的好奇心

科學課一直是俄羅斯中小學裏不可或缺的課程。儘管俄羅斯中小學學生的課程表一直隨著時代發展和社會變遷而不斷變化，但科學課卻越來越受到重視。

名叫維加的小學生告訴記者，他最喜歡《周圍的世界》這門科學常識課。這門課從小學一年級開始，直到五年級時它才變成了名稱比較正規的《自然概論》課。維加説，他和他的同學們都覺得《周圍的世界》是一門開拓思維的課程，那些普通的自然現象背後竟然隱藏著那麼多神奇而又有趣的事情。

俄羅斯教育學家認為，不喜歡上學的根本原因是對學習內容沒有興趣，而設置科學課的目的就是為了引起孩子們對於科學的興趣，對知識的好奇心。俄教育學家倡導“主動學習”的概念，他們認為，只要孩子們對課程有了興趣，他們的學習態度就會變得主動、自覺、認真。興趣是最好的老師，也是中小學生最好的朋友。

俄羅斯中小學生的科學課經常被搬到博物館、科技館等校園之外的場所。有些時候，參觀某位偉大科學家的紀念館或故居就是一年級小學生的第一堂科學課。對科學的興趣及獻身科學研究的志向，有時就是從了解一位偉大科學家的生平事跡開始的。中小學科學課走出校門，進入博物館、科技館或紀念館是俄羅斯中小學教學大綱的硬性要求。校外課程可以培養孩子們“主動學習”的熱情，從而培養他們的科學素養、科學技能、創新意識和實踐能力。

除了設置雷打不動的科學課外，舉辦“科學日”活動也是俄中小學教學大綱中的一項重要內容。中小學重視科學離不開全社會重視科學的社會環境。1999年，俄羅斯政府將每年的2月8日定為“科學日”，之所以選擇這個日子，是因為彼得大帝曾于1724年2月8日下令設立俄羅斯科學院。國家有“科學日”，每個學校也有自己的“科學日”。全俄各地中小學每學期都會根據各自的情況舉辦“科學日”活動。

“科學日”的活動多種多樣，精彩紛呈。比如，某小學四年級的學生會在“科學日”制定一個“教室裝修計劃”，學生們分為幾個設計小組，最終評選出哪個小組的設計效果最佳、預算最少。六年級的學生則會去完成另一個“宏大的設計方案”：設想人類2095年在另外一個星球上舉辦奧運會的景象。孩子們分為幾個小組來進行大膽的設想，設計方案可以是數學的，物理的，地理的，甚至也可以是喜劇創作式的。各小組的設計成果最後要在全班展示，供大家評選。最後由評委會選出“最佳設計理念”“最有想像力的食品”“最富樂觀精神的想像”“最佳服裝和最佳化粧”“最具有喜劇色彩和幽默感的設計方案”等等。

在俄羅斯中小學裏，高年級學生的科學課已經呈現出某種科研性質，學生們會對發明創造興趣大增。老師們也不清閒，他們要為學生的科研活動提供平臺，代表學生與企業和科研單位進行溝通，以便讓學生們的研究課題更有針對性。某些科學課是以遊戲的方式進行的，比如俄羅斯中小學多年來一直盛行一個名為“何物？何處？何時？”的科學遊戲，該遊戲以增長知識、促進邏輯思維、提高記憶力和團隊合作能力為宗旨，深受全俄中小學生的歡迎。

2、美國：科學教育在全社會關注中前行

美國是世界公認的教育強國，在科學教育發展上也處於領先地位。早在1996年美國就頒布了《國家科學教育標準》。隨著時代的進步和教育理念的不斷創新，美國在2013年又發佈了《下一代科學標準》。與舊的標準相比，新標準更加注重科學的實踐性和打破各學科之間的界限，鼓勵學生親自動手探尋科技的奧妙。

科學是美國中小學課程裏的重要組成部分，大多采用綜合的課程，並不強調對學科的劃分，目的是培養學生的綜合科學素質和科學思維習慣，理解科學與社會和生活的關係。與傳統概念中老師講授、學生聽講不同，美國學校的科學教育注重老師、學生之間互相合作，以發現問題、解決問題的“探究式方法”開展科學教學活動。以本報記者所在社區的詹尼公立小學為例，該校就是採用《下一代科學標準》制定課程。在為學前班學生所列的課程表裏，每天至少有一節是科學課，另外在諸如藝術等課程裏也會穿插一些科學知識，達到融會貫通的效果。在專門為學前班學生開設的初級科學課上，老師會指導學生利用實驗室和花園，通過近距離和反復觀察植物生長等過程，建立起對生命週期概念的理解；通過在課堂上玩玩具建立對平衡、移動等物理現象的初步認識。設置該科學課程的目的是讓學生通過親身感知、觸摸自然界來獲取知識，並通過分享觀察所得交流彼此的看法。學生在遇到不懂的問題時，通過發問和討論解決疑惑。學校還鼓勵學生關心周圍的世界，思考人類所做的決定對周圍生物的影響。

近年來美國提倡對STEAM教育的重視。STEAM是科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）和數學（Mathematics）五門學科的簡稱。它是由美國政府提出的STEM戰略發展而來，最初只有科學、技術、工程和數學，後來加入了藝術。STEAM教育旨在打破各學科之間的界限，培養學生的綜合思維和解決問題能力，將自然科學與人文學科有機融合。這一理念不僅對學校教育影響深遠，而且已經深入到美國科學教育的方方面面。以記者參加的美國國家美術館針對青少年組織的一次“現代藝術調查”活動為例。在活動上，美術館講解人員帶領青少年來到美國藝術大師喬治亞·奧基夫著名的系列花卉油畫前。奧基夫的花卉畫作素以近距離展現大朵花瓣聞名。講解人員鼓勵孩子們仔細觀察油畫中的各種細節然後回答觀察的結果。有的孩子舉手説他所看到的顏色，有的孩子舉手説他所看到的花蕊。最後講解人員向孩子們介紹，畫家通過“像放大鏡觀察”一樣的藝術手法將花瓣的顏色、線條、形狀等一步步“放大”後勾勒出來。畫家希望她的作品能夠幫助人們近距離觀察到自然界的樸素美。這樣的藝術互動讓孩子們在領略抽象藝術的同時，掌握了學習生物課程的方法，達到了藝術與自然科學結合的效果。

在美國，科學教育的成功並非憑藉學校一己之力就可以完成，而是需要全社會的廣泛參與。今年8月21日百年一遇的日全食天文現象引起美國民眾極大關注。美國科學界將此作為一個很好的科普機會。美國國家航空航天局推出主題網站對日食進行全面介紹，博物館和圖書館向民眾發放觀看日食的護目鏡並提前進行宣傳，各中小學校當天還組織學生集體觀看，不能不説重視科學的理念在美國已經深入人心。近日美國化學學會成立三十週年，學會為此專門舉辦了一次面向青少年的“化學開放日”活動。在各展臺前，青少年通過做實驗，觀察化學反應後出現的各種神奇現象。記者看到，有的小朋友在展臺指導人員的幫助下，將削尖的鉛筆穿過裝滿水的密封袋，而水不會流出。在指導人員向其講解因為材料和分子結構等而導緻密封袋不會漏水的科學原理時，其心中或許已經埋下了對科學知識好奇的種子。

3、以色列：發展課堂之外的科學教育

以色列地處地中海東岸，國土面積狹小、自然資源匱乏、國際環境複雜，生存發展環境惡劣。但先天不足的以色列揚長避短、立足科學教育和人才培養，成功走出了一條科技興國之路，在水利灌溉、生物醫藥、軍工等高新技術領域躍居全球領先水準，科技對GDP貢獻率高達90%以上，成為舉世矚目的“第二矽谷”。

自70年代中期以來，以色列歷屆政府對教育經費投入始終保持在高位水準，佔GDP比重8%以上。進入90年代，隨著網絡和計算機的普及，以色列政府1994年斥鉅資推出了“明日98”計劃，迅速普及了幼兒園、小學和中學的計算機教學率，確保以色列學生在計算機操作和應用方面走在世界最前列。2000年，以色列教育部採納了科技教育委員會提出的在各年齡段開設科學技術課程的方案，並頒布了《以色列中小學科學技術課程標準》，規定學校須通過科學課程將科學原理教給所有年齡段的學生，培養學生基本的認知和操作技能。

根據《以色列中小學科學技術課程標準》，以色列小學自一年級起就開設手工課；小學高年級和初中階段開設包括材料加工、製圖、電力、電子等方面知識的各種技術課程；自八年級起普通學校開設“以色列的工業和國民經濟”課程；普通中學高級階段則側重從工業技術或農業技術兩方面對學生進行職業技術培訓。通過長期、系統、針對性的科學教育，大部分以色列學生在畢業時就已經具備了較強的科學素養和專業技能，能夠迅速適應工作並充分發揮自己的優勢和潛力，為以色列科技創新行業的蓬勃發展提供了強勁動力。

在推進科學教育發展過程中，以色列教育部門非常重視以下幾個方面：

第一，注重理論與實踐的緊密結合。以色列流傳著一句諺語，叫作“不做背著很多書本的驢子”。猶太人重視知識，但更重視才能，因此以色列中小學在傳授學生書本知識的同時，非常注重對學生實踐能力的培養。在以色列小學科學教育過程中，學校都會要求學生使用簡單的工具親自動手去製造一些“産品”，比如教導學生如何設計和裁剪服裝；如何將麵粉烹製成美味的麵包、甜點；如何設計建築物的電路；如何製造鉛筆、水泥磚、瓷器等。不少學校還設有自己的生産和種植基地，定期組織學生到基地上實踐課，培養學生“邊看、邊學、邊做”的能力。

第二，發展課堂之外的科學教育。以色列十分注重將科學教育融入學生的周圍環境和日常生活，而不僅限于課堂教育。例如以色列大部分中小學會在校園裏開設各種“教育角”，種植棉花、玉米、水果等植物，飼養小動物，如兔子、金魚、小鳥等，以方便學生在下課休息時能觀察、研究植物的生長情況與動物的生活習性。同時，校園的道路和長廊會設置大量的展臺，展示以色列代表性創新發明項目和學生自己的手工作品，以此激發學生對科學研究的志趣。另外，以色列中小學還經常利用課餘時間組織學生參觀各類博物館、科學館、名校學府，參加科學講座、農場生物研究、野外采風等，幫助學生培養興趣愛好、完善知識結構、開闊科學視野。

第三，注重學生個性化培養。根據科學教育需要，以色列50%以上的小學實施了教育方法改革，採取了更有針對性的分組式個別教學和異步教學方法，教師根據課程內容引導學生主動思考、提問和討論，在幫助學生掌握學習方法的基礎上，教師再針對每個學生的具體問題進行輔導和答疑。另外，以色列小學放學時間一般為下午1點，學校要求學生利用下午時間到遍佈以色列各大城市的“課外活動中心”參加活動，學習落後的學生可以在“課外活動中心”補習課堂知識，學習進度較快的孩子則可以提前進入下階段的學習，或對自身感興趣的內容進行深度研究。中學的科學教育則進一步根據學生的學科特長和興趣愛好開展拓展教學，學生可根據自身需要選擇科技、工程、技術、農業等更有職業針對性的課程。（駐莫斯科、華盛頓記者 汪嘉波、湯先營  記者 王炯）