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韦钰院士报告:对“做中学”科学教育的期望

2012-08-31 |浏览:5025次 | 编辑: 加载失败
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东南大学学习科学研究中心主任 中国工程院院士 韦钰

大家知道我对基础教育是不懂的,我从教育部退休之后,自告奋勇的去搞基础教育。原因有两个:第一,我认为基础教育很重要,总觉得有一种挥之不去的责任感。第二,是因为我无知,无知所以无畏,闯到这个教育领域来试试看。今天下面坐着很多专家,我跟大家来一起学习。我讲的东西可能很多都是错的,只是想引起大家的思考。

我想简单地讲一下,我们为什么想办法让做中学这个项目在中国开始这样一个艰辛的历程。这是中国科技界和教育界在世纪之交面对着世界这么多新的挑战,如何为下个世纪准备合格的公民而联合发起的行动计划。做中学在不同的国家名称不一,它的全称应该叫做基于动手的探究式学习方法在幼儿园和小学科学教育中的运用。在美国叫做中学,在法国叫动手做,引到中国来我们把它叫做做中学。有些人就误解了,说为什么只做中学而不做小学和幼儿园呢?另外有人说是否跟哪个人的思想又一样啦,是不是跟美国教育心理学家杜威的做中学一样?我们无知,不知道以前的教育理论,我们只是想做这事。所以在这个过程中存在很多争论。还有人说做中学就是玩,有一位科学家曾对我说:你的名气很大,你们搞的那个做中学就是让孩子耍。按照四川的话说就是耍中学,学中耍。我们的计划不是让孩子们玩弄汽车等玩具,如果玩就叫做中学,那我们就惨了。我们所说的做中学只是形象的说法,它实际上就是基于动手的探究式的学习方法在幼儿园和小学科学教育中的应用。

1994年我参加了世界同盟成立的科学委员会。我在那里学习,看了美国和法国的科学实验,一直到法国教育部肯定了他们科学实验的成绩之后,我当时主管基础教育,经过陈部长的批准,于是在2000年的11月份,由北京师范大学牵头,几个组织联合举办了国际场会议。当时有70多个外国代表参加了这次会议。会议上通过了美国第一个提出做中学的诺贝尔奖获得者亲自起草的一个北京会议宣言,其内容就是世界上的科学家和教育家联合起来组成一个联盟来推动科学教育。因为科学教育对于一个民族和一个国家的生存是非常重要的事。

中国的做中学的行动计划是在与法国科学院的合作下进行的。在2000年,我们组织了一个科学家和教育部负责人以及试点学校代表都参与的会议。会议期间李岚清副总理接见了当时来的以诺贝尔奖获得者为首的国际代表团。接见后,李岚清同志对我说:这与素质教育改革一样,你去找几个地方试试吧!因此当时我就选择了北京﹑上海和南京三个城市。因为他们的条件比较好一点。我们把三个城市试点学校的老师代表,包括郝教授这些专家都送到法国去参观讨论和学习。第二年我们又邀请了法国科学院代表团来中国,他们积极主动的举行了培训活动。他们看了我们试点的三个城市的学校,并提出了很多的宝贵意见。2002年,我们又请了两批法国教师来我国组织了培训工作。在20018月我们写出了关于在中国实行做中学的计划,这个计划是我们第一批去法国考察的代表们回来后在北京师范大学写的。其内容包括了如何做和做的原则等问题。规定了如果实行该计划,就必须遵守9个原则。在中国太多是走过场,不遵循这九个原则就不是该计划。这的确是一个很严肃的问题,我们科学家来做这个事,如果本身不按科学的态度和实事求是的态度来做,不如不做。因此我们把具体的要求写出来了,有中文版,你们可以从网上下载。我们一定要按这个标准去做,这个标准是我们第一批去的代表(包括了科学院的代表、专家、教育部负责同志和试点城市的代表)一起定下来的。后来我们又送了两批教师去法国进行培训,国内也举行过培训。原来是三个城市,后来因为李嘉成同志一定要在他的家乡做,我们也认为他为教育做出了巨大的贡献,就增加了汕头试验区。因此第一批实验区就有四个城市。根据教育部朱司长的安排,今年我们将启动第二批12个城市实验区。现在一共有16个城市的某些学校进入了该项目。今天在这里举行的是第二批试验区学校项目的启动开班仪式。

上面说的就是我们在中国启动该项目的整个过程。按照我们官方说的就是全部符合教育部的程序。李岚清同志的批准,教育部陈部长的批准,我们都有原文。我们也非常认真,并认为没有准备好,绝对不能开始这项工作。我曾两次正规地到法国接受过培训。从1994年以后经常参加我们每年举行的会议和参观活动,我们的专家——主要培训者原来也受过培训,他们在原来的基础上一点就通了。给你们讲课的老师,他们也去过法国参观了几遍。我们也请法国专家来过好几次。现在的几个试点城市都做得很好,我每次下去向他们学了不少的东西。

 

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做中学不是玩,那么做中学具体的主要包括哪些环节呢?盖雷院士已经讲得很好了。这里我也重复一下,做中学必须是孩子亲身经历科学发现过程,在这个过程中进行学习。一是孩子提出一个明确的问题,问题中包含一个明确的概念。二是让孩子们充分的讨论,从他们原来的基础上提出他们的回答和想法。然后去设计自己的实验,让他们去做,在做的过程中发现他们是对的还是错的。让他们自己去相互学习,知道谁对谁错。一定要他们记录原来的想法,不会记录也可以画。他们通过做,最后得到的结果是什么。通过对比、仔细观察,使他们认识到科学是可以得到一个比较明确的结论的。得到这个结论后他们自己又是怎么想的,要他们表达他们的想法,讲述实验过程。这一过程的每一步我认为都应该认真仔细的去研究。

误认为玩就是做中学,耍就是做中学,实际上跟学习一点都接不上轨。孩子们从家里玩到幼儿园,从幼儿园玩到小学。我讲一个简单的例子,很多人对我反映:让他们早期做科学实验吧!他们说他们早就在进行做中学了。课堂上有很多科学实验,科学实验和做中学到底有什么不同?这是我在海南看到的。当然他们不是作为一个很好的例子给我看的。就是看他们是如何教温度的。他们在黑板上写得清清楚楚,什么是温度?温度就是物体的冷热程度。什么是温度计?温度计就是里面有水银的玻璃管,用来测量物体温度的仪器。然后分组就让学生们进行实验,测量物体的温度,最后做一下实验报告,这不就是科学实验了吗?知识点掌握了,知道了什么是温度和温度计,实验做了,也掌握了怎样测量温度的技术。但是我看到另一个例子,这个例子在康教授的案例中已经有了。这是去年我在南京市的一个幼儿园的大班中看到的。昨天我给一些人看图片时,有人认为这在幼儿园怎么能做呢?我们是没有办法,但是老师是有办法的,特别是优秀的教师。难就难在这儿,这对教师就是个挑战。据我知道这是一个特级教师,当时在听课时把它记录下来了,她也教温度。她是怎么教的呢?小朋友,我有许多桔子汁,你们看能不能想办法让它快一点冷却下来呢?小朋友们提出了很多的很好的方法。老师把他们的想法一一的都画在黑板上,如用风扇吹的,口吹的,用微波炉,加冷水,用冷毛巾等等各种各样的想法。这老师特好,并没有否定学生的想法而是把它们都记下来。如用微波炉来冷却,老师并没有讲这不是胡扯吗?用冷毛巾覆的同学,因为他们有体会:发烧的时候妈妈常常用冷毛巾。你们看老师在黑板上写了多少!学生自己也在记录——我想的是什么?然后他们开始做实验,把想法转化为行动做实验。有的用扇子扇,用冷毛巾覆,搅拌。他们想得很细心。桔子汁不能太烫了,以免烫伤孩子。这些小小的科学家培养出来将是什么样子?我没有评估过,没法说。但我知道他们面临一个问题时有自己的思考。思考以后有各种各样的办法,不是一个办法。不像前面那样直接的教:温度是什么,温度是物体的冷热程度。温度计是什么?我特别喜欢这幅图:就是那个用电风扇吹的同学去帮助那个冷却得慢的同学,这不就是一个很好的道德教育吗?何必要去特意假设一个情景,拾到一分钱,交给警察叔叔。现在一分钱警察叔叔也不要了。我觉得这就是在真正的生活实践中培养孩子的社会性,这就是社会实践。科学实践就是毛主席的三大实践之一。阶级斗争我们没辙,我们自己也不清楚怎样到课堂的。生产斗争也太复杂了,资本流动也搞不清楚。但是只有科学实验,在科学活动的实践中,我们设计得好的话,才能真正观察、培养学生的社会性。这样的例子非常多,我非常感动,这些教师真是献身于教育事业。费那么大的事去教育小孩,有时孩子又不顺他。有人说那不简单,让他们多玩不就得了,等到小学三五年级的时候再去学习知识点。费多大的劲才能去教育一个小孩。

我们给孩子的是什么?给孩子的是未来,他们只有这一次受教育的机会。我们给国家的是什么?是一批合格的公民。所以没有这一点的话实在是没有办法做,这东西实在是难。小孩坐在那里实在是多难,而排排坐,发苹果,放出去玩多简单。我们要掌握住一个小孩多难,掌握住这么多的小孩真是一个天才,所以我们说这么做真是难!我们的目的是什么?要达到什么目标?在北京的宣誓里,我们的目的是让大家学到科学知识,能够有一种科学的思维方法。什么是科学思维?有一点是清楚的,即实事求是,是科学精神的真谛。

在我们写的九个准则里,我们写了要让学生学会学习,学会生活,这又是多难啊!但是我们教会了孩子如何学习和生活,你说我们的教育还要做什么?但这就是我们教育的责任。如果不教会孩子如何学习,他们在终生学习的社会里怎么办?他们花了最好的时间跟着我们在教室里,出去不懂怎样学习,而仅仅只知道那一点知识,不知怎样生活。他们把最好的成长时光给了我们,而我们仅仅给了他们一点知识,这谈何容易?也许我们自己也不知道什么是最好的学习,什么是最好的生活,所以这是一个探索的过程。我们希望他们什么呢?非常希望他们非常喜欢学习,主动的学习。现在的统计表明,有百分之九十的小孩不喜欢学习,不喜欢学校。我问过一个学生:你给学校打几分?”“零点零零零零零分,不喜欢学校,不喜欢学习。一个科学家之所以是个科学家,是因为他有很强的好奇心,能不断的进取。我们的教育如果把一个孩子的好奇心抹平了,将来中国不会有创新人才。保持孩子的好奇心,让他们来发现问题。面对一个问题,自己能够找出几种答案,而不是从老师那里得到一个唯一的答案。尊重事实,尊重他人。他们并不总是对的,他们很多时候是错的。老师说这是一个红的,即使是印刷错误,变成黄的,也不敢说这是黄的。他们没有别人好,但他们自己会变得更好。在学习过程中,他们会一起合作,学会交流。在事实求是的描述实际过程中间他们改进他们的写作,改进他们的表达方式。至少,我们先别说那么复杂,我也不知道什么是正确的学习方式,什么是正确的生活方式,我们的这个过程能够达到这些目的。当然我们要给他们知识,提高他们的语文能力。但十岁以下,我觉得没那么重要,我不敢做十岁以上。对于十岁以下的小孩什么东西最重要?为什么我们这么做,给他们最重要的东西就给了他们更好的教育?为什么?我们观察到很多现象,小孩越学越高兴,越能启发他问为什么。汕头有个例子,用方形管子和圆管子吹肥皂泡,吹出来当然都是圆的。但他回去问他的家长:方管和圆管吹出来的肥皂泡的形状是什么样子?,家长回答:方的吹出来就是方形的,圆的吹出来就是圆形的。,小孩回答:不对,你做做实验看。小孩的思维方式在发生变化。当然这些描述性的我们都可以做,我们要做科学的研究。下面就是我想和许多专家合作一个野心勃勃的计划,这个问题前两天我跟美国科学院的科学家、法国的朋友都谈过,我们的科学家如何来解决这个问题。这个问题我们还没有尽到我们的责任。这就要我们的教育研究要有一个飞跃。

我们要作一个鼓励性的评估。这种鼓励性的评估本身要做科学研究,这些科学研究要遵循五个原则。这些原则不是我的发明,是从外国引进来的。这五个原则对教育研究的所有原则都一样。第一,它必须有一个明确的研究题目,我们就要确定哪个题目是我们研究的重点。第二,一定要有实证。第三,要有提供一个连贯的、明晰的推理过程。第四,具有可重复性和推广性。第五,公开研究,以便鼓励专业界的审查和批评。教育研究和其它研究都一样,现在教育界有很多质量高的文章,也有一些论文不是文章。没有参考文献的论文就不是科学论文。所有的科学论文都是你从前人那里继承了什么,你发现了什么,给后人留下什么。很多只是新闻界的报道,或者只是一种精神的思辨。你们如果觉得这五个原则不对,说教育科学研究就可以不是科学的,不遵守科学研究的通用原则的话,请你们先看看这本书,我再和你们辩论。

我觉得在十岁以前,好奇心、合作精神和主动性等都属于情绪能力的范围。什么是情绪呢?正确的估价自己;能觉察和正确地认识自己的情感;控制自己的情感以激励自己;能了解别人的情感;善于处理人际关系;这是社会科学家定义的情绪能力。情绪能力是非常重要的。情绪能影响我们的动机和决策,影响人际关系。情绪控制不住会导致暴力和犯罪,影响身体健康。情绪与创新非常有关系,没有激情就没有创新。在第一次关于大脑机制和学习科学的OECD会议上,有这么一个结论:儿童时期具有的情绪能力并不是他们的IQ,而是对他们以后生活是否能够成功的最好预测。但是目前的正规教育和大部分的家长强调的是认知能力,忽略了情绪能力培养的重要性。我要讲的就是我们要发展评估,如果还是用原来的方法去测量学生的诸如数学运算能力、运算速度,用些难题或偏题等来考十岁以下的小孩,几岁能认多少字?这样的话,我们的做中学算了,先投降吧。你一天到晚学认字,强化训练,如在SARS其间,北京有学校就让一年级的小孩学会4000多到口算题,我发现不要训练那么多,训练几百道的小孩有同样的水平。如果我们的着眼点放在这里的话,评估无法做,做中学也就无法开展。

我们研究对于十岁以下的小孩到底什么是最重要的?教育是为了什么?是功利性还是为了培养人?这是一个摆在我们面前的非常重要的问题,也许今天我们没有同感。不是所有的人都有共识,有朝一日我们会有共识。将来高考怎么办?今天你不要问我这个问题,我们做十岁以下的小孩。十岁以前对他将来考大学有那么重要吗?不那么重要。我查过钱学森的资料,他在小时候功课都不好,到初中和高中后才变得比较好。如果你们感兴趣的话,下次开院士会我把每个院士的情况都统计出来。

我觉得我们要研究这个问题可以从脑研究开始。学习是一种行为,行为是受大脑控制的。国外从1990年开始就向所有中小学的老师和家长普及大脑的知识。我们中国不知怎么做,现已开始做了。如果我们不懂得脑知识,怎么去教别人呢?我们不懂得脑在干什么?在学习着呢!脑的发育受基因和环境的影响。后天的环境最重要的因素就是学习,对于继承我们脑功能的过程,学习是最有益的。

 

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我在东南大学搞了个研究基地,就是想和专家们合作,来研究对于十岁以下的小孩什么是最重要的。这些东西怎样给他们?用什么样的方法给他们是最重要的?这是一条很长的曲折的路,只有这样才能使中国的家长们认识到这个问题。要不然他们还是追求小孩认识多少字,口算算得如何快。有些孩子即使将来成不了院士,可能是一个很好的企业家,或者是一个很好看门人,但是我们有许多的孩子尽管智商很高,他却辍学,他去自杀,他去杀他的家人。这是为什么?我知道中国有一句古话,江山易改,本性难移,它是有科学根据的。十岁以前给人家的是本性,这是一个很严肃的问题。德国在四年级以前家长在课外加两门以上课程,教师要加以干涉的,他们下午全玩。我的德国一位朋友把他的小孩带到中国来受教育,来弹钢琴,小孩对他妈讲:我在中国最开心的事是让我弹钢琴,你让我弹钢琴,我不愿去上学。所以我觉得,不管路有多长,我们要团结起来从脑科学来证明。

情绪和情绪能力,有专门的脑机构。情绪在皮层纤维体都是专门管情绪或调控情绪的。前额皮层一部分管认知一部分控制情绪,然后在这里决策。

什么是学习?拿神经科学的观点来说,就是获取﹑存储﹑提取﹑行为的过程。所有这些过程都受情绪影响。它影响小孩的大脑发育,而小孩的大脑发育是从基因开始的。我们的脑子都有很多的神经元细胞,关键是神经元细胞之间的突触。小孩从一生下来,开始神经是很稀疏的。然后增加得非常快,等到2岁左右就变的密密麻麻的。所以幼年时期对大脑的形成是非常重要的。当然这是基因编码,同时也是受环境影响的。很多的科学家已经做过研究,哪些受基因的影响?哪些受环境的影响?这是很重要的。我们需要知道这些东西,并把它传授到教育界。这就是说突触在什么时候开始生长,就表示脑功能开始作用。峰值比较高的时候就表示突触增加得最快,这个时候可塑性最好。等他到了成年之后,不是说不可塑,他一生都可塑,但最好的时期已经过去了。比如说小孩的听觉,他是先听声音,理解声音,最后会讲话。在小孩没学会讲话以前就跟他讲话,小孩发展得好,这是有科学根据的。另外我想让大家知道的是前额皮层要到青春后期才会发展变化成熟。十岁以前的小孩形不成训练的记忆,所以十岁以前小孩到底什么是最重要的?我们用神经科学来回答,那时我们的教育才是科学的。不是全世界的小孩都在玩,我们中国的小孩为什么就不玩,而且也越来越不让他们玩。我就不知道他们有什么根据,是不是科学的?我的科学根据就在这儿,因为他们的前额皮层中的突触还没成熟呢!我觉得教育研究就要走到这一步,教育研究就是科学的。什么东西不能想当然就是了,你想当然让小孩五岁时就去背三字经是科学的,你把科学根据拿出来。我挑战这些人,跟他们辩论辩论。还有一个例子说明我们的教育有多重要,可以告诉大家,国外的研究已经发现我们的小孩趋向于有胆小的基因。黑线表示有问题的小孩,如果在小时候给他的是一个有虐待性的教育,如他的妈妈在那儿不理他,别说打他﹑骂他或给他加压力了,新西兰有跟踪调查表明这些小孩长大后的暴力犯罪率最高。不信你可以跟踪调查看看,曲线上升得很快。如果这些小孩在小时候给他较好的教育,犯罪率就低。他的基因不好,是黑线,是这样斜着的。如果基因是好的,线就是平的。如果他先天不足,文化又有缺陷,教育再不革命,我们不是在害人吗?是不是?所以我觉得教育绝不是一个简单的问题。

教育造就一个民族的素质,教育造就一个民族的文化,而这种素质和文化才是一个国家的未来。我们的确是带着这种责任感才进行长征的,不知道什么时候是尽头。但国外有些国家做得相当好,我们先引进他们的方法试试看。能够给多少孩子做就做多少,但一定要按这个办法做。你说这个办法没用,当然我也说不清楚怎么回事,这就需要研究。我们需要与国际合作,与国际接轨。我们说好了准备在墨西哥的会议上很多科学家一起来商量商量,看看如何来做和如何评估。

下面我来讲一讲,去年6月我成立的一个学习科学研究中心,我们有4个学科来建立合作平台,信息科学﹑神经科学﹑教育﹑生物学工程。我们翻译了一本写给小孩看的关于神经科学知识的书,已经由汕头大学出版社出版了。另外还有一本是我请两位东南大学教授翻译的书,两位教授分别是一个长江学者在法国7年拿的电子学博士,另一个是在法国10多年的数学博士,他俩翻译之后又请法国的一位教授校正。我之所以请科学博士翻译而不要教育专家翻译,就是因为我怕在科学上出现问题。

研究教育要在脑科学的基础上进行。李岚清总理曾说过:通过对脑科学的研究,若能提高人的学习认知效率,将是对人类的一大贡献。

今天我最后想说的是:教育部和科协发起“做中学”是经过慎重考虑的,前面我们进行过很严格的培训。当然我们目前没有条件把你们请到法国去,但是给你们培训的老师都是很好的老师。他们结合中国的实际是很有研究的,希望大家认真的对待这次培训。你们下去搞,如果没有培训,别开始,没那么容易,真的不容易。我们绝不是简单的在教育方法上的改进,我们是希望让你们知道怎样是给我们孩子最好的未来。什么是最好的教育?今天我也不能回答这个问题。但我觉得作为一个科学家,我需要拿出更多的证据,我的确是在认认真真的探索。我们学习科学研究中心有4000多平方米的房子,有一个很强的跨学科的梯队,想办法把国外能够请到的力量能够集合起来回答这个问题。但不是一两天的事,我们大家都在学习和探索。没有其它目的,我想就是能够给孩子们一个美好的未来!谢谢大家!

本文是根据20031021日韦钰院士在教育部“做中学”科学教育实验项目研修班上作的报告现场的录像整理而成,有少量文字修改。整理的文稿没有经过韦钰院士本人审读。

文稿的整理:广西师范大学科学教育研究所研究生  柳福提

录像者:广西师范大学科学教育研究所研究生  莫海宁、黄道鸣

 


(责任编辑:王翔)


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