作者:孙滔 王敏 来源:中国科学报 发布时间:2023/9/6 10:02:01
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顶尖大学教授,要去当小学副校长

 

编者按

6月12日,合肥市包河区宣布聘请中国科学技术大学自动化系教授王永、中国科学技术大学先进技术研究院新媒体研究院副院长徐奇智等6人担任多所小学科学副校长。

 

未来,或许会有大量的高校教授,会被聘为中小学的副校长。

 

以下为王永、徐奇智的自述。

6月16日上午,王永在合肥市师范附属小学作主题讲座《科学技术与发展》。图源:合肥市教育局

王永简介

1978年10月到1982年7月就读于中国科学技术大学少年班,提前一年毕业于无线电电子学系自动控制专业,获工学学士学位。现为中国科学技术大学自动化系教授、博士生导师,振动控制与运动体控制实验室主任;导航、制导与控制博士点负责人;中国科学技术大学研究生教育电子信息工程类负责人;安徽省教学名师。

以下为王永的自述:
我本人做小学生时受教育不多,小学一共只上了3年;人生经历中没有担任过小学教师,之前也从未想过还会在职业生涯后期兼任小学校长。但既然人家那么信任我,本着履行“大学教授的社会责任和义务”的考量,我欣然应聘,并尽力做好。
在接过聘书之后的半个月时间里,我已参加了合肥师范附属小学两次活动:一次是听了一堂小学科学教育公开课,并给到场的科学教师们作了一个“科学与技术”的讲座;还有就是以科学教师的身份,参加了一次“科学教育比赛课”的录制活动。

“传递正确的知识给孩子们,保持他们的好奇心”

我认为,对于小学的科学教育,就是要尽量传递正确的知识给孩子们,以及保持他们对未知世界的好奇心。
首先要传递准确、正确的知识,而不能有错误概念。非常遗憾的是,我们的课堂上,甚至在我们的教科书中还有一些令人不乐观的情况。
在某次科学课堂上,我听到老师说太阳系有8颗行星,并以此为引子开展进一步的科学课教学活动。我诧然,不是应该讲“八大行星”吗?我们知道:太阳系有许多小行星(最新的说法有100多万颗),我们小时候学的是“九大行星”,在“冥王星”被开除后也是“八大行星”啊。当我从旁边拿起教科书发现,教科书上写的赫然就是8颗行星。虽然在后来的课程进程中,老师和学生,都提到过除了这8颗行星以外还有很多小行星,但是教科书上为什么不明确提“八大行星”的概念,为什么不简单提一下从“九大行星”到“八大行星”的科学认知过程,这本来更可以激发同学们的兴趣的呀。
再者,好奇心之于小孩子是无比重要的。它是发展探究欲、培养专注力的基础。我家孩子在能够读书的时候,就主动要求我们给他订阅了科幻刊物,并经常主动跟我们交流一些科幻期刊上的故事。这时我们都会兴致勃勃地跟他讨论,针对有些问题,还会一起去了解相关科学技术的过去和现在,并共同展望未来的发展。这使他对新科技的发展一直抱有浓厚的兴趣。
在家庭环境里,没有必要、也不可能一本正经地给孩子讲授专门的科学知识。我认为每一个孩子对新事物都是充满好奇的,作为家长,并不需要刻意追求,只要不阻止、不打击就很好了。
当然,能有意识地鼓励和引导就更好了。比如,可以跟孩子一起学习,讨论一些共同感兴趣的问题,可以说“我也不太清楚,但我们可以一块儿去把它弄清楚”,然后鼓励孩子上网搜索答案或者到图书馆查阅一些专业书籍,这样他也许会更感兴趣。
如今很多家长都只想着让孩子赶快把课程学好,会说“你不要乱看闲书,把课程成绩搞好才是重要的”“你那个分数还不高呢”,这会在不经意间浇灭孩子的好奇和热情。

“我们的教育有太多的一厢情愿”

刚当教授不久,我曾向一位老前辈请教“如何做一名好的教授”。他说:“我希望你不仅是一个优秀的科学家,这个我不担心,因为环境和进取心会促使你在科学研究上不懈努力;我更希望你能够经常想一想——如何同时成为一个优秀的教育家。”
这句话对我影响很大,这些年来我也一直在这个方向努力,试图探究一些教育方面的规律。多年的实践与思考使我切身感受到,教育研究是一件很难的事情,因为从思想提出,经实践检验、优化迭代,到广泛认可,周期很长,影响因素很多。不是我们认为道理上对的做法就一定能有好的效果。现实中有不少所谓的教育改革和创新,在一段时间后都被证明是一厢情愿、自以为是。
我想说的是,我们不能一厢情愿。而我们的教育工作者,甚至是一些教育学专家很容易一厢情愿,把自认为正确的教育理念强加给低龄的受教育者。
目前有一种普遍现象,很多研究生,尤其是理工科研究生,研究成果很好,但他的论文写不好,尤其是语言文字表达很不流畅。
作为对比,杨振宁虽然学习使用中文的时间并不长,23岁以后的语言环境和工作语言都是英语,但他的中文表达能力一直非常好,甚至还能写古体诗。若要更广泛更深入地研究下去,可能会发现几乎所有接受过私塾教育的人,语文能力都非常强。我认为,私塾教育中要求背诵蒙学经典是决定性的。
还有一个例子是:有一次我在广场上看到一个10岁左右的小孩在滑旱冰,动作非常复杂,快速且有难度,但他滑得非常熟练轻巧。从旁观他的父亲处得知,他才练了不长时间。这让我大为惊叹!我想,如果让我们任何一个成年人穿上旱冰鞋、戴上保护装备,即使在专业老师的指导下学习,能学得那么快吗?能那么精巧吗?我自以为不行,而且估计绝大多数的成年人都不行。为什么?我以为,这种技巧上的学习与掌握能力是跟年龄密切相关的。
回到前面的问题,我认为:低幼阶段的最大的优势就是机械记忆与简单模仿,不是理解基础上的记忆。而专家们总觉得不理解的记忆是不科学的,记不住的,只有在理解基础上的记忆才是科学的。
我们本来应该发挥低幼儿童的特点,在蒙学阶段,让孩子们多背强记经典的范文,他们会一辈子都忘不了。但现在的做法是要求他们先理解,然后在“理解的基础上”记忆,但事实上,这样做效果可能反而打了折扣。按照认字、组词、造句、看图说话的顺序,循序渐进,最后才是作文;对课文的学习也总是试图让学生们先理解、再总结什么段落大意、中心思想,等等。这些做法貌似合理,却违背了因龄施教的基本原则,浪费了记忆的黄金时段。我认为这是现行的教育思想中掺杂了过多的“一厢情愿”的一个典型例证。

徐奇智 受访者供图

徐奇智简介

本硕博均就读于中国科学技术大学。本科学的是科技英语,硕士读的是科技传播,博士则是科技哲学专业。现为中国科大科技传播系教师、中国科大先进技术研究院新媒体研究院副院长、全国青少年科技辅导员培训基地安徽基地副主任。

以下为徐奇智的自述:
当大学老师与当小学副校长,对我而言没有差别。因为我本身就是做科学教育研究的。我需要走进校园,与老师和同学们沟通交流,共同实践新的科学教育理论和方法,收集并分析数据,进一步完善教学课程内容及方法。

“知其然,知其所以然”

早期,我的科普对象主要是成年人,为《自然》《科学》《细胞》等世界前沿的科学杂志绘制科研成果海报与杂志封面,把一篇篇抽象的论文变成一幅幅生动的科学图像,让普通人也能看懂顶级期刊。
简言之,就是将晦涩的科学原理通过易懂的方式传播给大众。一段时间后,我发现科普对成年人“不起作用”,最多只是传递一些知识,却很难改变他们的定式思维。
这种定式思维体现在方方面面。比如,在养育孩子的过程中,我经常与家人发生矛盾。孩子发烧时,我的家人认为要捂得严实,出汗后就可以退烧。但科学的做法应该是及时解衣散热。
相反地,在教育孩子时,我发现他很快就能接受新知识。“幼吾幼以及人之幼。”既然可以教自己的孩子,索性让所有的孩子都来学习。我认为这是一件很有意义的事。
我真正开始从事青少年科学教育是源于一场高中化学课程的观摩课。课后我与授课老师聊天,问到如何向学生们讲解金刚石晶胞的切割,以及晶胞中有多少个原子。
他的回答是:不教,记下具体数字就行。因为每门课的课时时间有限,并且即使花了两三节课讲解,也不一定能说明白这个抽象的问题,而在考试中,这可能只是一道选择题。所以“性价比”最高的方法就是让学生背下来。
我继续问,如果考的是其他晶体结构怎么办?他的回复是:高考中常见的晶体只有十几个,全背下来就可以了。
我很惊讶,科学教育的核心从科学思维、科学精神的培养变成了科学知识的简单背诵。长此以往,学生不会去思考知识是怎么来的,反而会留下一个固有印象,科学知识是确定的,只有正确答案和错误答案。这与科学本质相违背,科学知识都是不确定的。
正确的教学方法,应该是“知其然并知其所以然”。于是,2016年,我发起“火花学院”项目,希望为中小学教师创建一个完善的科学可视化教学资源库,帮助教师利用可视化技术讲解科学中的重难点。
我的孩子也上小学了,很喜欢这些科普产品,会经常看火花学院的内容,比如《声光热能》这本书,在声音的现场这一节,有个可视化的小实验,孩子可以通过交互操作将瓶子里的空气抽走,从而感受瓶子里振铃声音的变化。
对于年龄更大的孩子,可视化技术还可以帮助他们理解更加复杂的科学知识。以化学举例,溶解和电离是宏观的现象,老师们通过实验让孩子进行观察,同时告诉他们电离的方程式。但在方程式的符号和宏观实验现象之间,缺少了微观的运动,孩子无法理解“溶解是一种动态平衡”。可视化技术刚好可以补上这些肉眼看不到的微观过程,充当了抽象符号和宏观生活经验之间的桥梁。
不仅是微观现象,还有像太阳系这种尺度上巨大的、电子跃迁这种时间上短暂的、板块漂移这种时间上漫长的,以及相对论量子力学这种概念上极度抽象的内容,都是可视化在科学教育中的用武之地。
目前,火花学院已成为全球规模最大的科学可视化教学资源库,在全国4万多所学校得到应用,教师用户超过30万,惠及2000万名中小学生。

注重发展核心素养

中国教育最大的优势在于学生的知识量是足够的,基础知识掌握得比较扎实。在保持这个优势的情况下,又要让学生掌握深层次的思维能力,这给教学改革带来巨大的挑战。
在我看来,这意味着要把新的信息技术用到课堂上,把课堂时间用好,让学生在课堂上就能理解新知识,听完就能记住。课堂效率提高后,课后负担就减轻了,学生们就有更多时间去发展核心素养。我认为这个可能是教育改革的方向。
我一直在强调思维、核心素养、底层素养。对于个体来说,能够掌握的知识总是有限的。在科技日新月异的信息爆炸时代,每天面对的更多是自己“未知”的知识,而非“已知”。孩子要在未知中实现个体的更好发展、作出理性的决策,让生活中更多幸福、更少负面现象,包括批判性思维、创造性思维、沟通能力、学习能力、领导能力、信息素养在内的核心素养就起到至关重要的作用。相比起人脑能记忆的知识量,这些底层的素养在人生中起到更关键的作用。
我认为,应该从以下方面培养青少年的科学思维:一是让他们介入到知识的生产过程中,而非简单地把最后的结果告诉他们。知识生产过程包括观察现象、归纳总结、提出问题、探究原因、判断结论是否准确,等等。
二是养成多角度看待问题并进行综合评估的习惯。对于社会上的各种现象以及生活中发生的种种事情,孩子需要慢慢摆脱单一的评价标准,从各种角度对同一件事情进行评价,还要掌握不同的评价标准,理解不同的评价标准可能带来不同的结果,也就可以更理性地看待争议,并平和地对待他人。
三是掌握以论证为核心的理性思维,能够区分什么是证据、什么是观点、证据是否有效支持观点、是否存在论证谬误。对于任何信息,都可以在采信或决策前,用这种方法进行思考,而不盲信盲从。
自从受聘小学副校长,我从为老师“洗脑”开始,进行了一些培训,作了《人工智能时代的科学知识论素养培养》《科学究竟是什么?》讲座。
目前,我正在撰写《思想俱乐部》一书,定位是面向小学高年级学生,通过跌宕起伏的故事情节,演绎科学家、哲学家、思想家们对知识的探讨过程。我希望让冷冰冰的科学变得生动而温暖,用思想之花激发青少年求知的热情。
 
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