今天，我們或許應該從更廣闊的空間來審視科學教育：它對于所有的人都是不可缺少的；它不再以培養(yǎng)新一代的科技工作者為首要目標，而要以提高全體公民、特別是全體學生的科學素質(zhì)為首要目標。這是因為，社會的持續(xù)發(fā)展和進步，不僅需要大批具有科技創(chuàng)新能力的專門人才，而且要求全體公民都具備基本的科學素質(zhì)，以理解那些科技背景越來越厚重的社會問題，以參與那些社會屬性、經(jīng)濟屬性和科學屬性糾纏在一起的重大決策。
　　從“美國科學教育之痛”說起
　　前不久，《科學美國人》雜志刊出一篇題為《美國科學教育之痛》的重頭文章，詳細講述了美國科學教育的當下困境：長期以來，由于種種原因，“重文輕理”和“重商輕理”在美國十分盛行。在基礎教育中，理科教育成了薄弱環(huán)節(jié)。由于待遇不夠好且得不到足夠的發(fā)展機會，美國很多理科教師紛紛跳槽轉(zhuǎn)行，以至于今天的美國，為孩子實施科學教育的，大多是沒有接受過科學訓練的老師。因此，這些老師培養(yǎng)出的學生，在科學素養(yǎng)上顯然存在“天生缺陷”。
　　這篇文章還舉出如下事實：在2012年初公布的2次Nation’s Report Card考試結果顯示，32%的美國8年級學生在科學方面達到“熟練”水平、35%在數(shù)學方面達到“熟練”水平。與此同時，2010年來自中國上海的學生在國際學生能力評估測試（International Student Assessment Test）中拿下了數(shù)學與科學的最高分，而美國學生卻居于中游水平。
　　同樣是《科學美國人》雜志，2年前還登過一篇文章，題為《科學教育的危機與變革》。該文開篇即指出：美國的科學教育正面臨危機。美國田納西州議員、科技內(nèi)務部主席巴特·戈登發(fā)出警告：如果不調(diào)整教育模式，在不久的將來，中國和印度等國家的經(jīng)濟就將超越美國。事實上，美國的教育確實已經(jīng)漸漸落后，在2006年的國際學生能力評估測試中，15歲美國學生的科學學科平均成績在57個參評國家中，排名已經(jīng)掉到第29；數(shù)學更差，排名第35（芬蘭學生排名第一）。
　　更早些，1989年9月號的《時代》雜志，曾以《美國科學教育的危機》為題載文稱：“從蘇聯(lián)人發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星至今32年以來，美國放松了培養(yǎng)數(shù)量更多、水平更高的物理學家、化學家、數(shù)學家、航空機械師和醫(yī)學人員的速度，使得科學教育事業(yè)后繼乏人。造成這種危機的原因是：美國科學教育事業(yè)處于一種千瘡百孔、混亂不堪的狀況之中?！?br/>　　該文指出，美國科學家在登月、集成電路、基因工程和人造心臟等方面所取得的科學成就舉世矚目。但是，美國在研究和技術領域的霸主地位能否保持到21世紀，現(xiàn)在下結論還為時尚早。如果不大幅度地增加科學教育經(jīng)費，并迅速地改進教學方法，不久美國將落于別國之后。
　　可見，科學教育的危機并不是沒有引起美國人的注意。事實上，自從1957年前蘇聯(lián)發(fā)射成功第一顆人造地球衛(wèi)星以來，美國的決策層、教育界和企業(yè)界人士從來沒有像今天這樣重視科學與數(shù)學教育。可以說，是美國的經(jīng)濟衰退以及中國日益增強的競爭力——包括中國學生在國際競賽中屢創(chuàng)佳績——逼迫他們采取行動的：上至總統(tǒng)奧巴馬，下至各位政要均宣稱，美國在科學和數(shù)學教育上的頹勢將對國家未來競爭力產(chǎn)生嚴重威脅。
　　為此，奧巴馬提出要向美國教育部門輸入一批朝氣勃勃的優(yōu)秀人才。他開出的處方是：在2020年前培養(yǎng)100 000名高水平的數(shù)學與科學教師，并將此項工作列為國家重點任務之一，同時提高所有50個州內(nèi)的科學與數(shù)學課程標準。他還在2011年發(fā)表國情咨文時宣稱：“如果我們想要贏得未來——如果我們希望未來在美國而不是在外國創(chuàng)造就業(yè)崗位——我們就必須也要贏得教育孩子的這場競賽?！?br/>　　的確，是20世紀教育的進步推動了美國經(jīng)濟的騰飛，使之成為世界上最富有的國家之一。盡管從很多方面來衡量，美國的教育體系已經(jīng)出現(xiàn)了下滑，但從一些指標看，美國的高等教育體系仍然是全世界最優(yōu)秀的，它培養(yǎng)出了大量科學家和工程師。不過，數(shù)學和科學成績差、大學學費和花費高等因素也制約了美國大學培養(yǎng)科學、技術、工程與數(shù)學畢業(yè)生的數(shù)量?，F(xiàn)在，美國政府正采取措施應對上述挑戰(zhàn)，包括降低大學的費用，鼓勵各年級的課堂創(chuàng)新，擴大科學、技術、工程與數(shù)學教師的規(guī)模和質(zhì)量，并鼓勵和促進學生和工人繼續(xù)接受科學、技術、工程與數(shù)學教育。其成效如何，還有待觀察。
　　科學教育的目標是提升科學素質(zhì)
　　其實，美國在科學教育上所遭遇的難題，其他國家也都或多或少地存在。在我國，就有一個令學者們頗感困惑的問題：改革開放以來，我們沒少見到中國的學生在國內(nèi)外的考試、大賽中屢獲金、銀大獎，但年復一年，卻沒有多少人成為世界科技領域里的拔尖人才。相比之下，一些國家的學生論考試成績不及我們，在科技發(fā)展中他們卻常有不俗的表現(xiàn)，這究竟是為什么？
　　另外，從1992年到2012年這20年當中，我國總計進行了8次科學素養(yǎng)調(diào)查，每次調(diào)查的主要結果一披露，就會在社會上引發(fā)或大或小的詰問和議論，這幾年尤甚。記得其中有一年出來的數(shù)字不升反降，令人大跌眼鏡：這些年里科普工作越來越受重視，相關投入也越來越大，怎么具備基本科學素養(yǎng)的公民的比例反倒走低了？
　　最近的一次糾結，是在第8次中國公民科學素養(yǎng)調(diào)查的主要結果于2010年底公布之后。它更多地源自于3.27%這個數(shù)字，而媒體緊跟其后附加的一個解讀，則使之顯得格外沉重：中國公民科學素養(yǎng)落后發(fā)達國家20年！適逢《全民科學素質(zhì)行動計劃綱要》剛剛走完第一個5年，前述結論讓很多人想不明白：為什么我們的GDP已成為世界第二，而與公民科學素養(yǎng)相關的那個數(shù)字卻一直沒能實現(xiàn)“趕超”呢？
　　研究表明，科學素養(yǎng)水平基本上與一個人的受教育程度有明顯關系。因此，學者們形成的一個普遍共識是：在學校教育尤其是基礎教育階段，應該加強科學教育。
　　從國際視野看，提升公民科學素質(zhì)本是各國科學普及與科學教育的題中應有之義。將科學素質(zhì)作為一個專門主題而加以調(diào)查和討論，并由此引發(fā)科學教育改革，主要是從美國開始的。1958年，美國學者赫德將科學技術與社會的關系作為一個重要問題提出，并撰文首次建議將提升科學素質(zhì)作為科學教育的目標。自此以后，科學素質(zhì)逐漸成為美國科學教育的重大主題。同時，公民科學素養(yǎng)測評不斷檢驗著美國的科學教育成效。美國各界為此不斷加強學校的正規(guī)科學教育和社會非正規(guī)科學教育，公民的科學素養(yǎng)也因此而得到逐步提升。
　　科學、教育、創(chuàng)新這三者之間有著密切的關系?？茖W作為一種人類文化，是通過教育不斷得到傳承和發(fā)展的?？茖W教育關乎國家和民族的興衰。目前，國外在科學教育評價方面，科學素質(zhì)的內(nèi)容和標準已經(jīng)從單純強調(diào)科學知識與技能的態(tài)勢，轉(zhuǎn)向更注重理解科學的本質(zhì)、科學態(tài)度及其應用科學處理事務等方面。在正規(guī)教育系統(tǒng)內(nèi)，科學素質(zhì)教育目標實際上也促動了教育方式的改革和課程標準的調(diào)整。
　　隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步，國人對科學教育的認識也在不斷提升。越來越多的人認識到，一個國家綜合國力的提升，離不開科技創(chuàng)新。而科技創(chuàng)新的基礎在教育，科學教育又是其中尤為關鍵的一環(huán)。我國已將青少年科學創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)提升到國家戰(zhàn)略的高度，這對廣大青少年及國家的未來無疑都有著十分重要的意義。
　　今天，我們或許應該從更廣闊的空間來審視科學教育：它對于所有的人都是不可缺少的；它不再以培養(yǎng)新一代的科技工作者為首要目標，而要以提高全體公民、特別是全體學生的科學素質(zhì)為首要目標。這是因為，社會的持續(xù)發(fā)展和進步，不僅需要大批具有科技創(chuàng)新能力的專門人才，而且要求全體公民都具備基本的科學素質(zhì)，以理解那些科技背景越來越厚重的社會問題（如核安全問題），以參與那些社會屬性、經(jīng)濟屬性和科學屬性糾纏在一起的重大決策（如高水壩建設）。這是10位科學教育專家于2009年在一次國際研討會上達成的一個共識。
　　科學教師和家長肩負重要責任
　　談及科學教育，我們所熟悉的某些場景是：學校的科學不是作為探究的過程，而是更頻繁地作為成就的復述出現(xiàn)。為什么我們有這么多的科學盲？為什么人們?nèi)菀资苓^分簡單的思想和虛假宣傳的影響？為什么他們對科學的不確定性感到迷惘？美國密歇根大學教授亨利·N·波拉克認為，部分原因在于大多數(shù)學生所接受的科學教育抑制了他們的自然科學直覺，許多學生甚至在小學和初中就對科學喪失了興趣。接下來的高等教育又讓這一問題延續(xù)下來，使得主修科學專業(yè)的畢業(yè)生是吸收了所有的“事實”而不是準備向這些事實挑戰(zhàn)。同樣的體制用于培訓新的小學和初中教師，這些受培訓的教師再重復這些模式……一個循環(huán)就這樣周而復始。
　　其實，這是許多國家共有的一種教育實踐，盡管許多人已然認識到，將科學作為一種探究過程比作為成就的匯總向公眾傳播更為重要。國外還有學者指出，“現(xiàn)在學校的科學教育無法使許多學生接觸到發(fā)展著的寬泛的科學知識，無法幫助學生了解他們周圍的事物。”這些問題的出現(xiàn)，對我們的科學教育提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。
　　兩年前，美國國家研究委員會在一份題為《將科學帶進學校——科學，準備出發(fā)！》的報告中提出，應該從小學開始教授科學課程。跟以往建議不同的是，這份報告給出的方法，反映了神經(jīng)科學家和心理學家的最新研究成果，包括兒童如何思考、如何獲取知識等。
　　此前，美國教育改革的主要目的是使其學生比其他國家學生更優(yōu)秀，而這份報告提出要以科學能力為目標：能夠用科學的方法了解、運用和解釋自然界；能夠歸納和評價科學證據(jù)和科學解釋；能夠理解科學知識的本質(zhì)和發(fā)展；能夠參加有意義的科學活動和演講。
　　上述4個目標相互關聯(lián)，共同勾勒出“實踐出科學”這一教育改革的主題。這意味著，最有效的學習經(jīng)驗可以逐步擴展從事科學研究切實需要的知識和技巧，也就是說，盡量接近科學家在真實世界做科研工作時的真實過程。而提供適時幫助，并將學生已經(jīng)掌握的知識聯(lián)系起來，引導他們成為有科學素養(yǎng)的公民，是科學教師的重要責任。
　　另外，科學教育中的家長因素也不容忽視。美國所做的一項持續(xù)多年的跟蹤研究獲得的數(shù)據(jù)表明，在家長們積極鼓勵孩子學習數(shù)學和科學課程的家庭中，有40%的孩子打算大學時主修STEMM（科學、技術、工程、數(shù)學及醫(yī)學），而那些未獲得這種鼓勵的孩子，僅有8%愿意學STEMM。換句話說，如果家長對科學不感興趣，那么他們的孩子將“輸在起跑線上”。此項研究的負責人喬恩·D·米勒建議：最理想的做法是家長、學生和教師都參與合作式的課后、晚間、周末及暑期科學活動，以促進數(shù)學與科學的學習。而且，這些活動應該在整個中小學階段持續(xù)開展，而不是只搞幾天或幾周。
　　值得一提的是，終身教育理念的出現(xiàn)，使得非正規(guī)科學教育與科學教育的結合更加緊密。兩者的互動和融合，非常有助于解決目前學校教育存在的一些問題，比如學生學習科學課程的興趣低、教師教學方法單調(diào)以及教科書存在的局限性，等等。越來越多的國家認識到，非正規(guī)科學教育是對現(xiàn)行教育體系的一種有效補充或延伸，它在激發(fā)青少年科學興趣、開闊青少年科學視野、提高青少年科學素養(yǎng)等方面具有不可替代的作用。
　　一些國家的青少年非正規(guī)教育，重視的并不是能夠?qū)W到多少知識，關鍵是學習的過程，即發(fā)現(xiàn)和探索科學的過程。此外，還強調(diào)對青少年進行科學精神、科學方法和科學態(tài)度的培養(yǎng)，幫助他們理解科學與社會的關系。有的國家已經(jīng)建立起政府出資支持，科學博物館、大眾傳媒、科技團體等積極參與，企業(yè)等商業(yè)機構出資贊助，與學校教育緊密聯(lián)系的社會化組織框架。這些，對我國中小學非正規(guī)科學教育的發(fā)展方向，都具有一定的參考價