拉斯克奖得主布鲁斯•阿尔伯茨谈科学教育

2016年拉斯克医学特别成就奖获得者布鲁斯•阿尔伯茨曾任《科学》杂志主编，2013年4月19日，《科学》杂志刊登了关于科学教育的系列文章，布鲁斯•阿尔伯茨亲自撰文。如下为其撰写的文章以及科学教育系列文章的摘要。

本文作者布鲁斯•阿尔伯茨，前《科学》杂志主编

《科学》杂志2013年4月19日出版的主题是探索“科学教育的重大挑战”，这些问题非常重要，也是目前全球范围内科学教育所面临的令人兴奋的机遇。教育专家们提出的挑战，内容涉及“让学生建立持久的、与科学有关的兴趣”及“改变激励机制，鼓励对学校教育实践中真正存在的问题开展研究”等等。在这篇文章中，我将提出三个另外的重要挑战，它们是“注重发挥教师的智慧”“帮助企业界推行预科科学教育的新方向”和“促进大学阶段科学教育做出重大变化”。

和许多美国的优秀教师密切接触后，我十分欣赏他们的智慧。他们对现在的5岁-18岁学生有着独特的了解，对于改进教育系统能提出很多有价值的建议。同时我也痛苦地意识到过去大部分失误的原因：在制定公共政策方面没有给最好的教师发声机会，而这些政策深刻地影响着他们的职业。上世纪80年代，日本人让全世界明白，要想组装更好的汽车，需要听取生产一线工人的建议。一般说来，经验表明，向最密切相关的人士积极征求建议对高水平的明智决策是很重要的。遗憾地是，基于教育是美国社会少数未能利用的领域这一事实，我要说的第一个挑战是“建立新的教育体系，使其在制定教育政策时整合优秀的全职教师的建议”。这一改变已经启动，但是还有很多工作有待完成。

为了在世界经济中具有竞争力，企业需要有“为了生存而思考”的雇员。更具体地说，研究揭示，私营企业寻找的工人是具有抽象、概念思维能力，能够思考“复杂的实际问题——包括科学技术应用所引发的问题——这些问题有多种解释，不止一个正确答案。”另外，当沟通能力对工作团队至关重要时，处于这一工作环境中的员工必须能有效率地运作。2013年4月中旬公布的“新一代科学标准”中倡导实现美国科学教育革命，但是要培养出私营企业需要的那种高等学校毕业生，还有很长的路要走。美国的商业领导经常不能利用自身的潜在影响力，倡导明智的教育政策。所以，我提出的第二条重要挑战是“利用有影响力的商业团体，大力支持‘新一代科学标准’中所倡导的科学教育改革。”

几年前在这个专栏中，我曾经指出：学生通常被灌输科学知识、要求记住事实，而不是学习如何进行科学思维。如果还希望像以前那样，所有学生都必须接受科学教育，那么以上令人不安的情况就必须加以纠正。科学家在这一问题上可能倾向于责怪别人，但奇怪地是，似乎他们才是我们中间最应该对此负责的。

大学科学课程都是由科学家讲授的，他们定义了“科学教育”，为中低等教育中的教师和成年人应该做些什么建立了标准。大多数的大学教师尚未面临迫切需要，改进标准的一刀切演讲模式。因此，我最后要说的重要挑战是：“将积极的科学调查引入所有科学的入门课程中。”

我们的目的无非是创造一个更理性的世界。

《科学》 杂志发表系列主题文章，就科学教育的教师、评估、实验和大学教育提出许多观点，现摘要如下：

Teacherpreneurs：21世纪的创新型教师

●针对公立学校目前面临的挑战，要求教师具有强有力的引导能力。而创新型教师Teachpreneurs的出现，则代表了针对训练和独创性的校园新文化，即教师定期对学生有效指导的同时，参与制定和执行有利于学生的教育政策和教学法。那些在课堂之外发挥影响力、但又与学生保持联系的教师，必将是21世纪创新教育和实践经验的最优人选。

科学教育与评估的挑战和机遇

● 学生对科学知识的熟习和掌握被定义为：在成绩考评中，对科学实践、交叉概念和核心内容等知识的融会贯通。该定义对学生掌握科学知识和科学实践提出新要求的同时，对科学教育发展监测系统水平评估的设计也构成了挑战。本文既有应对这类挑战的系统途径，亦有对科学评估原则的应用例子。文章认为，支持科学教学的评估设计，以及以新观念促进科学知识学习而言，挑战和机遇并存。

科学和工程教育中的实体实验与虚拟实验

● 这个世界需要有热衷于科学和拥有科学能力的年轻人，并立志以科学作为他们未来的事业。为此，我们要让他们有机会参与一些能够激发兴趣的科学体验。如今，学生们可以利用数据采集技术、科学模型和科学理论等工具，在实体实验室或虚拟实验室对一些科学现象进行探究。本文通过一些文献资料，对实体实验室和虚拟实验室的价值进行对照，并就两种形式的结合以加强科学教育提出一些建议。

大学科学教育面临着巨大挑战

● 对科学细节的关注，不仅使卡尔•威曼（Carl Wieman）获得了诺贝尔物理学奖，而且还将自己的工作重心转移到推进大学本科的科学教育方式的改革上。威曼认为，就全美国而言，大多数研究型大学针对本科生的科学教育方式都是不科学的，而且收效甚微。他提出：大学科学教育应当以学生为中心，实施主动式教学模式，改变研究重于教学的校园文化。

科学教师的专业发展

● 美国新一代《科学教育标准》要求对科学教师进行大规模专业发展培训。专业发展的已有研究，揭示了与教师的知识和实践实质性改变，以及与学生科学成绩有关的一些因素。但是美国教育体系的复杂性仍然在阻挠人们寻求如何支持教师发展的直白答案。采用系统方法进行改革的干预措施，是提高教师专业发展有效性的希望。

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