“近三年的全国中学生科普科幻作文大赛上，90%以上的参赛者选择写科幻，说明科学教育还存在明显短板，任重道远。”日前举行的“上海科技传播智库·长三角教育发展研究院2024年度科学教育研讨会”上，中国首位卡尔·萨根奖得主、中国科学院国家天文台研究员郑永春说。
      
       在教育“双减”中做好科学教育加法，是提升青少年科学素养、培养未来科创人才的关键举措。那么，在这道指向未来的“加法题”中应该加什么？数十位来自教育、科技等领域的专家学者分享了各自的思考。
      
       同题竞赛，科普与科幻写作为何比例悬殊
      
       今年举办的第十届全国中学生科普科幻作文大赛决赛要求以“当临界点趋近……”为题写一篇文章，选择科幻方向的作者可以尽情发挥想象，而选择科普方向的作者则需要从提供的素材中提炼出科学观点，并结合课内外知识进行有理有据的论述。
      
       最终，只有7%的投稿作者选择了科普方向，如此“悬殊”的选择比例引发了郑永春的思考。“相较于强调文学训练的科幻写作，国内中学生对科学写作比较陌生，它需要有明确的观点，并用数据和逻辑推理支撑这一观点。”郑永春说。
      
       作为大赛组委会成员，科普时报社社长、中国科普作家协会副理事长尹传红说，近年来组委会在出题时更加注重科学元素与现实生活场景的关联，比如今年的写作素材就加入了极地冰川融化、热带雨林减少等情况。对于科普与科幻写作的悬殊选择，他呼吁要多给青少年提供科学写作的培训和指导。“科学写作不仅是一种语言技能，更是内在认知活动的外在表征，对一件事物缺乏科学层面的总结和概括，科学思维也就无从谈起。”他说。
      
       从另一个视角思考，知名科技史学家葛平德在《中国科技绘图史》中提出了一个很多人从未认真思考过的问题：中国传统社会，人们如何描绘技术？他发现，“技术性图纸”在古代和近代中国似乎缺失了。在他看来，视觉思维（即对图像的处理）往往和语言思维（即对文字的处理）一样重要，甚至更为重要，“技术性图纸”的缺失或许在一定程度上回答了“李约瑟之问”。
      
       重知识点、轻系统性的教学框架何时能变
      
       上海交通大学讲席教授陈代杰注意到，许多学生对科学事件的理解是“跳跃式”的。比如，他们往往知道谁拿了诺贝尔奖，却很少知道诺奖得主之间的传承关系是怎样的，各学科之间又是怎样演进的。“这是典型的知识点记忆学习，而非系统性学习，某种程度上也是科学史教育的缺失。”他说。
      
       郑永春在各地培训科学教师时发现，有些老师对科学家的认识比较单一，科学家似乎只有泡在实验室做研究这一幅画像，这也导致了部分科学教师对科学的理解过于死板。“有人和我探讨究竟是‘八大行星’还是‘八颗行星’，实际上问题的关键不在于用哪个量词，而是什么样的天体才能叫行星，这就涉及定义、判断、分析、比较等科学方法。”他认为，如果能为孩子讲述更多科学故事，让刻板的科学家形象变得生动鲜活，将激励更多青少年爱上科学，对培养科学思维、科学精神尤为重要。
      
       “我们的科学普及和科学教育，不能忽略科学史宽阔的视野。”尹传红认为，科学技术发展到今天，对人类社会和文明进程产生了举足轻重的影响，气候变化、人工智能、基因编辑等科学议题一直都是社会论辩的焦点。深入了解科学技术的发展历程及其对社会的影响，有助于公众全面、深刻地理解科学技术的本质，从而用它更好地为人类造福。
      
       AI时代，亟需提升解决“动态问题”的能力
      
       多次PISA（国际学生评估项目）测试，让上海师范大学教授、联合国教科文组织教师教育中心主任张民选深知上海在科学教育中的长处和短板。“我们的学生在阅读、数学和科学等基础素养方面非常优秀，甚至全球领先，但在可迁移的跨学科素养方面表现不够好。”
      
       张民选将前者归类于静态问题，将后者归类于动态问题。所谓“静态问题”就是纸笔测试中，应有条件都已具备且没有虚假条件的问题，只要学生选择正确有用的方法，再进行计算和选择，就可解答。“动态问题”则需要学生充分收集信息，剔除无关和虚假信息，创造必要条件后，再加以思考、计算，甚至归纳总结，才能解决。考试中的问题多半是“静态问题”，而真实世界的问题往往是动态、互动的问题。
      
       “人工智能时代，培养学生解决‘动态问题’的能力已刻不容缓。”他说。一个明显的变化是，世界各国的科学教育已经发展到第五代实验室，如果说以往实验还是对已有知识的验证，那么学生在第五代实验室中需要把学过的知识技能与他们的想象力、社会需求等结合起来，去生产社会需要的知识产品，这就是创新型实验。
      
       为进一步与国际科学教育接轨，张民选透露，选址于徐汇滨江的联合国教科文组织国际STEM教育研究所上海中心，有望于明年底准备就绪。计划于明年完成升级改造的上海科技馆也将把自身的科教资源引入国际STEM教育研究所，集聚上海乃至全国的科学家资源，汇聚科学教师队伍，展示最新科技成果，赋能新时代的科学教育发展。