所有兒童都是科學家，只要給他合適的科學教育

［過一種幸福完整的教育生活］

［研發卓越課程］

英國國際權威科學期刊《自然》（Nature）與美國權威科普期刊《科學美國人》（Scientific American）合作，集中推出了幾篇從幼稚園到大學的「科學、技術、工程與數學」（STEM）教育文章，並配以非常醒目的封面圖片、封面文章《培育21實際的科學家》（Building the 21st Century Scientist）和社論《一種教育》（An education），系統審視了STEM教育的希望和挑戰。

《自然》指出，孩子人人都是科學家，只要從小就給他們合適的科學教育。孩子傳統上所接受的科學教育主要是基於講授式的，但這種形式的科學教育有其顯著的問題。尤其是在21世紀的今天，這種形式的科學教育越發凸顯其問題。

對此，《自然》認為，為了培養21世紀的科學家，我們的教育需要培養孩子「創造性的問題解決能力」（creative problem solving）、「批判性思維」（critical thinking）和「合作」（collaboration）等「軟技能」（soft skills）。

《自然》相信，聚焦於這些技能的科學教育能夠增進學生掌握和保持知識的能力，進而促進學生選擇STEM學科，未來成長為新一代科學家——他們同時是未來多學科的勞動力。而且，《自然》也相信，良好的學校STEM教育還有另一顯著好處——促使下一代人具有普遍良好的科學素養。

幼稚園——小科學之家

在德國「小科學家之家」（Haus der kleinen Forscher，Little Scientists' House）里，一群5歲的小孩子對樹通過搖晃枝葉產生風很自信。老師沒有糾正他們的答案，而是反問他們有沒有誰在沒有樹的地方看到過風。一個小男孩回想起他有一次去海邊，風捲起海水和沙子，但視線中卻並沒有一棵樹。另一個男孩說，前進中的車輛會讓葉子旋轉。於是，孩子們得出了結論——樹不是風的源泉。

這是德國「小科學家之家」里常見的一幕。雖然這個科學教育項目啟動至今時間不足十年，但卻已經覆蓋了德國超過一半的3～6歲的孩子。2006年由一個德國商業領袖團體發起的「小科學家之家」項目，從2008年開始受到政府的支持與資助。現在，這個項目的不同版本已經擴展到了奧地利、荷蘭、巴西、澳大利亞和泰國。其中，泰國現在已經發展了1.4萬個類似的教育中心。

「小科學家之家」的效果已經被數千個實證研究證實。與此同時，值得注意的是，它僅僅只是通過與周圍世界互動，激勵孩子發現心中的內在科學家的全球眾多類似項目之一。在全球各地，教育工作者正在努力讓孩子從小就愛上STEM。

參與「小科學家之家」的幼稚園教師克里斯蒂娜·朱約斯（Christina Jeuthe）說，「小科學家之家」標誌著傳統教育者角色的改變。教師會讓幼兒詢問關於自然現象和日常所見的問題。當孩子們對這些問題給出幼稚的答案時，老師會幫助他們用活動驗證問題的答案——這實際上類似於模仿成年人做科研的方法。

這些活動會從幼兒熟悉的事物和經歷開始。當把這些場景應用於不同地方和文化時，會產生相當多的創造性。比如，在泰國，有一項活動需要藉助孔明燈。孩子們說他們喜歡類似的即興實驗。倡導該項目的教育工作者說，幼兒在此過程中學到了如何做計劃、解決問題的寶貴經驗，更不用說提升自信心了。

根據2013年對3000多名參與「小科學家之家」項目的教育工作者的問卷調查顯示，參與的學生均表示他們感到更加自信，並且對科學教育更感興趣。對此，克里斯蒂娜·朱約斯指出：「只要給孩子們空間、時間和可能性，我相信他們一定會成長得更好，我相信他們會這樣。」

青少年：真正的科學研究者

通過訪問一個由歐洲核子研究委員會（CERN）設立在英國的分散式計算機網路，英國坎特伯雷（Canterbury）西蒙·蘭頓學校（Simon Langton school）的學生卡爾·休伊特（Cal Hewitt）在做一些物理計算。該校的學生通常會設計和執行真正雄心勃勃的實驗。包括卡爾·休伊特在內的一些學生曾在科學大會上作過報告；一些人甚至還在同行評議期刊上發表過原創研究成果。

西蒙·蘭頓學校的教育哲學很簡單。管理學校科研項目的西蒙·蘭頓中心（Langton Star Centre）的負責人貝基·帕克（Becky Parker）說：「給學生一個做真實科學的機會，體會科學發現帶來的興奮。」

西蒙·蘭頓學校是英國一家國立精英教育機構，其招生生源基於學生11歲時的能力測試。該校的青少年研究項目大約在十年前啟動。當時貝基·帕克決定簽訂意向協議，可以讓二年級學生通過遠程在線訪問澳大利亞和夏威夷的望遠鏡。而且，學校採用的不是教師示範的標準模式——貝基·帕克把控制權交給了學生。學生也沒有讓他失望——他們利用學校賦予的自由，確定了六七顆近地小行星的存在，並且發現了兩顆新的近地小行星。

同時，西蒙·蘭頓學校的學生還參與了由英國國家空間中心（National Space Centre）主辦的一次競賽——根據他們在歐洲核子研究委員會的一次實地考察中提出的宇宙射線偵查技術的相關提議，設計一個可以在太空中進行的實驗。現在，這些學生正在通過歐洲核子研究委員會大型強子對撞機上的單極和特種探測器（MoEDAL）尋找一些物理學上最奇異的現象，比如微型黑洞。

西蒙·蘭頓學校的學生、MoEDAL團隊成員凱特琳·庫克（Caitlin Cook）說，這才是教育應該做的。她還說：「我們已經在前沿做了如此多的工作。它向我們證實了做物理學研究的本來面貌。」其同學弗樂·波默羅伊（Fleur Pomeroy）說：「為什麼有些人要質疑我們是否可以做真正的科學呢？」他們認為他們做的就是科學——青少年學生也可以做真正的科學。

中學：研究項目展開跨國合作

新加坡的華僑中學（Hwa Chong Institute，HCI）是一所精英中學。它僅招收最優秀的學生。這些學生可以獲得先進的教育設施，比如原子力顯微鏡和細胞培養孵化器——這些設備即便是一些大學生看來也會眼紅。但對該校研究主任來說，這些設施仍然遠遠不夠。她一直希望可以給學生更多挑戰，給他們一個與外部世界相連的研究科學的環境。

在認識美國教育專家喬治·烏爾夫（George Wolfe）之後，她的想法終於有了落實的機會。喬治·烏爾夫告訴她，他決定成立科學學校（Academy of Sciences，AoS）——一所位於美國弗吉尼亞州施特林市（Sterling）的公立精英中學，學生在其中可以設計和做科研。兩人達成共識，即開展合作。

從2006年開始，每年10月，新加坡華僑中學有12名左右的14～15歲學生，有機會到這所美國科學學校參加持續一學年的研究項目。他們每4人一組——每組有兩名來自新加坡和兩名來自美國的學生，參加一些實驗，如篩選具有抗菌化合物能力的蛆蟲。9個月後，美國科學學校的學生會到新加坡華僑中學，和實驗夥伴一起完成最終的分析，並完成實驗結果展示。

美國科學學校參與該項目的學生阿什利·弗格森（Ashley Ferguson）說，一開始，很多傳統文化套路會產生明顯影響。她說美國學生會更加積極主動、自由流暢地對話，而新加坡華僑中學的夥伴則更加專註。目前在弗吉尼亞大學（University of Virginia）讀書的阿什利·弗格森說：「我們應該更好地學習更加結構化、邏輯化的思維方式。」

最重要的是學會團隊協作，新加坡華僑中學研究主任和美國教育專家喬治·烏爾夫都這麼認為。對於這個科學教育合作項目，新加坡華僑中學研究主任說最好的地方是「學生開始彼此關心，為彼此考慮」。現在擔任美國科學學校校長的喬治·烏爾夫也表示：「我們的使命是教會孩子們如何做科學。如果你看看現實世界中科學家真正做的事情，會發現沒有人在真空環境中工作。」

大學生：跨學科研究進行中

當泰勒·黑斯特（Tyler Heist）考慮他在大學第一年的計劃時，他決定讓自己沉浸在科學之中。大多數高校科學課程都是由單個院系管理，僅僅集中在一種科學領域，但美國弗吉尼亞州里士滿大學（University of Richmond）的《綜合定量科學》（Integrated Quantitative Science）課程卻同時提供5個科學領域的入門課程——生物、化學、物理、數學和計算機科學。

更好的是，這些課程會組織一些跨學科問題的專門課時，比如抗生物耐藥性和細胞對熱量的反應。2010年，泰勒·黑斯特申請了該課程的20節選修課並通過了考試。正是得益於此，今年年底他將去普林斯頓大學（Princeton University）攻讀跨學科的計算機生物學（computational biology）博士。

跨學科課程起源於十多年前的一份報告。美國國家研究委員會（National Research Council）在報告中總結稱，生物學研究已經發生了顯著變化，與物理學和計算機科學家緊密相連，但生物學教育還沒有跟上這一腳步。

里士滿大學的生物學教授艾普爾·希爾（April Hill）認為，解決這一問題的最佳方式是通過真正科學問題的聚焦，從多學科領域審視核心問題，從而重新設置入門課程，而不是採用傳統的教育方法，讓學生一門課接著一門課地逐一學習。艾普爾·希爾與其同事在2009年首次開始設計他們的交叉學科課程。

儘管跨學科課程並不新鮮，但艾普爾·希爾的方法卻新穎獨到——針對入門課程結合了5個不同的學科，包括在課程結束后還開設了一個夏季付費實驗室研究課堂。她說，用來整合多個學科的額外工作遠遠超過所付的費用，這項課程同時促進了她所在團隊——基本多細胞生物發展管理基因網路——的跨學科合作。艾普爾·希爾說：「現在，我已經有了6年的跨學科教學經驗，我很難想象如果沒有開設這個課程會怎樣。」

泰勒·黑斯特也表示，該項目是一項高水平課程，幫助他閱讀包含物理學或計算生物學在內的主要生物學文獻，並表示該課程還豐富了他做科學研究的方法。

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守望新教育：聆聽大師的教育智慧，分享高人的教育心得，匯聚田野的教育創造，助力有緣的教育夢想。守望新教育：呈人之美，成人之美。守望新教育：幫助新教育共同體成員過一種幸福完整的教育生活。

新教育實驗，是一個以教師專業發展為起點，以通過「營造書香校園、師生共寫隨筆、聆聽窗外聲音、培養卓越口才、構建理想課堂、建設數碼社區、推進每月一事、締造完美教室、研發卓越課程、家校合作共建」十大行動為途徑，以幫助新教育共同體成員過一種幸福完整的教育生活為目的的教育實驗。

新教育新在何處？對於我來說，當一些理念漸被遺忘，復又提起時候，它是新的；當一些理念只被人說，今被人做的時候，它是新的；當一些理念由模糊走向清晰，由貧乏走向豐富的時候，它就是新的；當一些理念由舊時的背景運用到現在的背景去續承，去發揚，去創新的時候，它就是新的。