■本報記者 張文靜

不久前，在北京的寒意凜然中，82歲的中國科學院院士、數學家林群來到西什庫小學，給這里的孩子們講微積分。

在孩子的眼中，這位獲得過中科院自然科學獎一等獎、捷克科學院數學成就獎、何梁何利科技進步獎等榮譽的知名科學家，更親切的身份是“微積分爺爺”。在他的口中，微積分成了孩子也能懂的有趣問題。

與以往多次走進學校講課不同，這一次，在講臺對面還多了三臺攝像機和一群忙碌的技術人員。搭乘中科院中國科普博覽求真云課堂的網絡直播，“微積分爺爺”的科普現場實時傳遞到了遙遠的黑龍江、寧夏、湖北、重慶、四川等地8個中小學課堂上，參與學生達到1000人。這些學生，大多都在縣城甚至教育貧瘠的貧苦縣。

如何將高端科研資源與中小學科學教育對接起來？林群的科普現場直播，成為最生動的體現。

有了資源，科普就能做好？

2017年12月24日，在“第二屆中科院中國科普博覽互聯網+科學教育高峰論壇暨首屆中科院網絡科普聯盟研學旅行校長論壇”上，國家教育咨詢委員會委員、中科院科普領導小組原組長郭傳杰講起了20多年前的一件往事。

那是1996年，郭傳杰帶領代表團到美國的知名高校和國家實驗室考察。這些實驗室都是涉及軍事、能源、材料等國家重要領域的科研重鎮，在美國科學界占有重要地位。

“我們每到一個實驗室，工作人員通常最先帶我們參觀的就是他們的科普基地，一進實驗室大門就能看到，里面的科普內容與該實驗室的主要研究領域密切相關。”郭傳杰回憶說，他當時覺得很奇怪，就問對方，實驗室為何會把科普放在這么顯要的位置。對方回答說：“我們實驗室的發展需要納稅人的支持，所以我們必須要讓公眾享受到科研成果和科學資源。況且，來我們這里參觀的學生，未來或許就會成為優秀的科學人才。”這個回答讓當時的郭傳杰深感震動。

上世紀90年代的中國，科學教育一詞還很少見，科學普及的社會需求也不強，遠未達到今天的地位和吸引力。“另外，我們當時也有一些誤區，以為擁有這么多科學資源、科學家，做科普還不容易？”郭傳杰說。

于是，美國考察之行回來后，郭傳杰等人做了兩件事。一是在中科院內有條件的地方，開始將科學資源進行轉化，變成中小學生喜聞樂見的形式，包括1999年研發完的中國科普博覽網站正式上線，把中科院分布在全國各地的植物園、天文臺等科普場館放到網絡上。第二件事是向國家申請專項資金，在合適的研究所前建立科普館、博物館，比如國家動物博物館、南京地質古生物博物館等。

“科學教育需要科學資源，如果沒有強大豐厚的科學資源作支撐，科學教育就是無源之水，很難長期發展下去。但是，有了豐富的科學資源，我們的科學教育是否就能自然而然地做好了呢？答案顯然是否定的。”郭傳杰說，“高端科研資源要承擔起教育功能，一定需要一系列重構、重建和轉化的工作。”

向科學教育延伸

如今，中科院的科學資源比20年前更加豐厚。“我們有近4萬一線科學家，其中兩院院士上千位。我們擁有三所大學，共有碩士、博士研究生近6萬人。我們有國家重大科學工程、天文臺、國家重點實驗室、國家級研究中心、分布在全國各地的生態野外臺站等。”郭傳杰說。

在這樣的資源支持下，中科院開始實施“高端科研資源科普化”計劃和“科學與中國”科學教育計劃，打造科普國家隊。

“在‘高端科研資源科普化’計劃方面，我們要進行科普基地建設、科普隊伍建設、科普產品建設、科普活動建設和科普平臺建設，這方面的體系化程度已經比較高了。”中科院科學傳播局科普處處長徐雁龍介紹說，“現在，我們要把這種體系化資源向科學教育延伸。”

依托這些科研資源，中科院開發出了多種周期的科學教育形式，比如一天周期的有科普報告、科學家面對面交流、公眾科學日、科技創新年度巡展和各種主題的科普活動等，以一周為周期的活動有求真科學營和各類科學課程，還有周期長達1～3年的長期探究學習項目，主要就是北京青少年科技俱樂部。

北京青少年科技俱樂部開辦于1999年，是由中科院院士王綬琯牽頭做起來的。當時，退休之后的王綬琯在各學校講授科學課，并且用科學家的眼光，在北京四中、人大附中、北師大附中等學校選拔了一些學有余力又對自然科學某方面有特別偏好的孩子，把他們放在中科院各研究所的實驗室中去。

北京青少年科技俱樂部形成了良好的人才選拔機制和探索課程流程。有些學生后來出國深造，又通過“人才”“萬人計劃”回到國內，成為優秀的青年科學家。王綬琯有一年過生日，該俱樂部培養的學生在哈佛大學的實驗室里，用基因做出“王老，生日快樂”的祝福，通過視頻傳送回來，王綬琯特別激動。

對于科學教育的內容，針對不同年齡段的孩子，內容也應有不同的側重。比如，針對學前兒童強調自然體驗，做感性的科學啟蒙；對小學生主要做視頻教學，開發科學教育課程，激發孩子對科學的興趣；到了中學，主要是通過求真科學營等活動，對學生進行理性思維和科學技能的訓練；到了大學則會進行科學傳播技能的訓練，鼓勵他們輸出知識。如今，中科院正在嘗試在院內高校的研究生中推廣科普學分制，推動6萬研究生能夠成為科普的主力。

作用于心靈的科學教育

在科學教育方面，我國已經有了不少探索案例。比如，教育部和中國科協合作推出的“做中學”科學教育實驗項目、高校科學營、英才計劃以及北京市的翱翔計劃等。

科學教育有廣義和狹義之分。廣義的科學教育一詞可以用于與科學有關的、與教育方式方法科學化有關的事物上，狹義的科學教育則指的是針對中小學生開展的以物理、化學、生物、地理等科學內容為基礎的教育。

科學教育方興未艾，也與國內教育發展大趨勢有著密切的關系。“我們經歷了三次教育目標的轉變。”中國教育科學研究院STEM課程中心副主任曹培杰介紹說，“最初是面向‘雙基’，即基礎知識、基本技能。在這種理念下，什么是最好的學習？就是黃岡中學模式，老師精講，學生精練。2001年，我們啟動了第八輪基礎教育新課改，提出了新的教育目標——三維目標，最好的課堂變為自主學習、合作學習和探究學習的課堂。到了2016年，《中國學生發展核心素養》發布，里面大量出現我們以往在教育教學中不太常見的詞，比如理解、責任、擔當、情懷等。在核心素養引領下，一定會有新的課堂形態出現。旅行、創造、設計、游戲、表演可能都會變成一種課堂形態，社區、田野、科技館、博物館可能都會變成課堂。”

我們為何要開展科學教育？愛因斯坦說，科學對于人類事務的影響有兩種方式。第一種方式是大家熟悉的，科學直接地，并且在更大程度上間接地生產出完全改變了人類生活的工具。第二種方式是教育性的，它作用于心靈。

“科學教育是教育的重要組成部分，也是素質教育的重要組成部分。科學素養是人的核心素養之一。”徐雁龍說道，“但同時也要看到，科學教育歸根結底也只是教育的一個重要組成部分而已，不能忽視，也沒必要夸大。人不僅需要科學素養，還需要音體美等其他素養。科學教育有其特殊意義。我們說數學是所有學科的皇后和仆人，因為它具有皇后的地位和仆人的功能，而科學教育也正是如此，我們可以說，科學教育是其他教育的皇后和仆人，因為人的理性思維一旦樹立，很多東西自然就能學得通、學得懂了。此外，科學教育還有其自身的規律。”

為了探求科學教育的規律，中科院每年都在云南羅梭江舉辦國際科學教育論壇，將科研人員和教育專家請到一起，共同探討。

到NASA做火箭

在科學教育方面，歐美國家先行，積累了不少經驗。在長期研究美國、芬蘭教育的北京師范大學國際與比較教育研究院副院長滕珺看來，美國高端科研資源與中小學科學教育的對接，得益于其強大的社會支撐系統。“美國擁有眾多的博物館，學校教師帶團參觀可以很便捷地進行預約，免費參觀，博物館內有一批專業人員進行講解。”在休斯敦的NASA中，滕珺驚奇地發現，NASA竟然就在研制火箭的現場專門開辟了一個獨特的空間，中學以上的學生只要提前注冊成功，就可以成為志愿者，把自己所學的知識真正運用到火箭研制之中，而不是只能隔著玻璃參觀。

芬蘭的經驗則讓滕珺看到，除了高端科研資源外，我們身邊還有很多可挖掘的科學教育資源。“比如，芬蘭一所小學要翻修操場，就讓學生們一起參與，提出需求和建設方案，當然有專業人員一起參與，共同去市政府申請資金，實施修建。”滕珺說，“這整個過程就是倡導在無定式、真實、復雜的環境下，調動孩子各方面的能力，促進其核心素養的提升。”

在滕珺看來，科研資源與科學教育的對接過程中，科技和教育領域專家的跨界探討很重要。“各個年級的孩子進入科研體系中到底要學什么，它需要是校園內課程的延伸和拓展，而不能與校園課程脫節，變成兩張皮。比如，老師帶領學生去參觀機械運轉，就需要有意識地將參觀行程與學校課程體系對接，明確此行的目的是什么，學生是否學習過機械運轉的原理，然后再去參觀實物。這個過程需要很多專業的工作，包括課程研發和實施、培養專業人才等。”

郭傳杰認為，高端科研資源與科學教育的對接，必須有一支專業化的團隊和機構。“他們熟悉科學家和相關的科研領域，同時又了解學生、老師和學校的需求，做好兩者之間的橋梁和紐帶，把科學家的科學知識、科研思維、科學精神傳遞給學生。”

郭傳杰還強調，教育專家、科學家和中小學校長等應共同研究科學教育的標準和規范問題。“近幾年科學教育熱度很高，吸引了很多機構和人員參與其中，有以賺錢為目的的，也有以教育為宗旨的。在這些活動中，學生能受到多少有益的熏陶、導游的專業度如何，都有待考量。”

如今互聯網的發展也為高端科研資源與科學教育的對接提供了更多技術支持。2017年6月，在成都一所學校，曹培杰考察一個課程，是生物老師講人造呼吸系統，設計的情境是學生遇到海難來到了一座荒島上，此時同伴有危險需要做人造呼吸系統。課后曹培杰向老師提了一個問題：“你是最了解人造呼吸系統的人嗎？”教師回答說不是。“那么誰是？”曹培杰問。“應該是醫生和護士。”教師答說。“學生小組匯報用了15分鐘，這個環節如果請醫生和護士來點評，學生的收獲可能會更多。怎么請？打開手機微信，隨時都能在線聯系點評。這就是互聯網思維。”

也是借助互聯網社交媒體等平臺，不少科學家以科普人的身份為大眾所熟知。高端科研資源與公眾的距離，正在拉近。