人工智能時代，科學教育該往何處去？

人工智能時代到來，科學教育是被賦能還是被顛覆？面對新的技術環境，從中學到高校，學生需要怎樣的科學教育？怎樣才能真正讓創新人才涌現而出？科學教育領域亟需尋路，一場前沿專家的對話在上海展開。

6月25日下午，由上海科技館和長三角教育發展研究院主辦的“上海科技傳播智庫·長三角教育發展研究院2024年度科學教育研討會”舉行。本次研討會以“人工智能時代的科學教育”為主題，匯聚了來自教育、科技等多個領域的專家學者。

研討會現場 上海科技館供圖

科學教育要做“加法”

從“科學教育”這個概念出發，可以產生很多不同的面向，科普教育、科創教育、STEM教育等等。而科技和教育，或許本就需要融合。

在中國科學院國家天文臺研究員看來，二者其實很不一樣。教育更強調傳承，科技則更強調突破、創新和顛覆。文化理念上差別很大，磨合的時候也會有沖突。從國家政策導向來講，需要的是科技界、教育界和人才相關的政策融合起來，共同實現科學教育的發展。

科學教育不斷適應新的時代，但也總有不變的東西。上海交通大學講席教授陳代杰談到，無論在哪個時代，都有三點是關鍵：一是基礎科學知識的普及和教育，二是科學史的教育，三是科學家精神的培養。

現如今，相較于科學教育，更時興、更全面的概念是STEM教育，即科學、技術、工程、數學融合的跨學科教育。

在這之中，上海師范大學教授、聯合國教科文組織教師教育中心主任張民選指出：“目前我們的中小學在科學、技術和數學方面都落實得很好，但工程有所欠缺。”他解釋說，工程是在約束條件下進行設計，然后把所有的知識、要素、工具、物質條件連在一起，構成制作和設計的過程，然后不斷修正，最后制成產品，從而體現科學技術的價值。這里體現的是被忽視的過程性教育。

張民選表示，相較于靜態性的問題，更重要的是讓學生提高解決真實性、互動性的問題的能力。要真正把STEM教育做好，不僅要關注跨學科的性質，還要注重過程性的要求，以及創新性、個性化的特點。

上海大學黨委常委、副校長王從春同樣強調創造性活動在教育中的重要性。他提出科學教育要做加法，現在更缺乏的是科創教育，“一方面，教材本身要及時迭代更新，在內容的范圍、廣度、深度上做加法；另一方面，科學教育必須加強工程教育，不光是知識的傳授，還有很多理念、思維、方法、精神的更新”。

而在科學素養和工程素養之間，華東師范大學教育治理研究院院長，上海師范大學教育學部部長范國睿又提出了設計素養，“設計思維兼具科學、理性和直覺、想象力，它的培養是未來做STEM教育非常重要的起始性工作，但目前并不被重視。”

科學教育的內涵和外延或許都有無限的空間，長三角教育發展研究院理事兼院長胡衛說，科學可以加工程、加藝術，甚至可以無限加下去。

人工智能時代，人要去解決真正的問題

“用‘人工智能+’解決科學教育的問題，我覺得是未來的方向。”王從春在研討會上說。

在當前時代，人工智能的普及已經是必然趨勢。王從春認為，讓孩子接觸更多的人工智能的應用甚至原理，能夠帶來思維方式和理念的變化。通過體驗，也能激發他們對人工智能應用場景的興趣以及對未來的思考，開拓想象力的空間。為了讓人工智能走進教育，上海大學也在嘗試打造“人工智能+基礎學科”“人工智能+智能制造”“人工智能+感知”以及“人工智能+人文藝術學科”等平臺和活動。

人工智能在課堂和校園內能夠如何發揮作用呢？上海市虹口區教育工作黨委副書記、區教育局局長孫磊舉了兩個例子。比如人工智能操場，在裝上感應設備探頭后，可以實時監測學生在操場的活動，確保安全的同時能夠直接測算運動量。還有一些AIGC的創意設計活動，比如讓學生通過AIGC軟件創作美術作品，并進一步形成展陳。

而在賦能教育之外，范國睿提醒大家要看到人工智能對教育的顛覆。從更高視角來看，如今的教育體系仍是工業時代的產物，已經表現出對于人工智能時代的不適應。當機器也能夠完成知識生產，人的學習就不能只通過死記硬背的方式，否則畢業找不到工作也很正常。

上海市教委體育衛生藝術科普處處長陳華提出，人工智能時代的科學教育，歸根結底還是對人的培養，要回歸“人”的本源。而當人工智能時代到來，未來的“人”將如何呢？

上海科技館館長倪閩景指出，人工智能時代最大的特點，是未來“人”會像“神”一樣，每個人都像科學工作者，像科學家。當人工智能代替了人的基礎工作，人就可以做自己想做的事，搞科學研究、搞創新。在未來，造一個小行星可能不是科學問題，而是社會問題。“這意味著在這個時代，科學教育的邏輯變了。原來是通過統一的科學教育課程，挑出特別會解題的孩子，送到最好的大學里面，解決已經被提出的問題。而現在，每個人去解決的是自己的問題，是真正的問題。”

科學教育要面向全體孩子

隨著“掐尖”招生被屢屢叫停，科學教育的對象越來越被倡導應該面向全體孩子。倪閩景表示，多樣化、實踐性、面向全體孩子，是我們現在新的人工智能時代的邏輯。拔尖創新人才是無法從小就被挑選的，他說：“偉大不可以被計劃。”

在科學教育總是向拔尖創新人才靠近的環境之中，孫磊表示真正應該努力實現的是人人能創造、人人會實踐，“科學教育要面向全體學生，一個也不能少”。上海市市西中學校長董君武也表示，真正的拔尖創新人才培養，應該是更多自由生長的過程。把這些所謂的高智商人才聚集起來是人力資源的浪費，沒有自由，不可能有創造。

華東師范大學國際與比較教育研究所教授裴新寧提到，人才培養的關鍵其實在于教育模式和評價機制。“對孩子來說，科學知識或許有限，但是科學語言、科學模式的學習是可以進行的，應該把科學作為一種模式學習，從小形成科學的能力。而在評價方面，更重要的是能力而不是所在的年級。”

校外教育或許在這方面有更靈活的空間。倪閩景表示，上海科技館要建設成科學教育和人才培養的重點實驗室。“挑的人不是成績考得好的人，而是不一樣的人，挑黑客、挑特別喜歡蟲子的人，給他們辯論的機會、質疑的機會、批評的機會、動手的機會。”