——《高中生科学研究入门(第三版)》前言[3]
近年来,科学研究和创新教育成为了国内外教育的热点领域,STEM教育、STEAM教育、研究性学习、探究性课程等不同的学习与课堂形式在各个学段各个类别的教育中都受到了充分重视。科学研究教育的兴起,很大程度上源于对科学教育目标的重构。原本重视学生科学知识体系建立的科学教育,在学生科学素养培育方面的缺失及其所带来的弊端愈发凸显。相比科学知识,科学素养在概念上,对学生在科学研究方法、科学思维能力、科学精神等方面提出了更高的要求。基于此,其不同于传统课堂教育,更多的是围绕学生的科学研究与探究活动展开的科学研究教育,其重要性与必要性是不言而喻的。因此,指导中小学生开展科学研究,有别于高校中的科学研究及科学研究指导,其最本源的目的是提升学生的科学素养,因而挖掘与深化这一过程中的育人价值,具有更为重要的意义。
对于高中学生而言,其在开展科学研究活动中,又可能呈现出以下的特点:(1)相对丰富的知识背景。相对低学段的学生而言,高中生更有可能建立起相对丰富的知识背景。尤其是对于一些在某一学科领域具有丰富学习经历的学生而言,其在特定学科领域的知识水平已经达到较高水准。这样的特点,导致高中生在进行科学研究时,其选题往往更具有挑战性,研究过程也相对复杂。因而,教师对其的指导也更具有生成性。(2)相对薄弱的科学研究技能。这里是与真正意义上的科学研究者相对而言。高中生由于之前所接受的教育更多的是基于学科知识体系,没有接受过系统的研究方法训练,如果没有相应的指导,其所开展的所谓“科学研究”是没有章法的。诸如文献资料缺乏权威性、推导过程缺乏逻辑严密性、数据处理方法不当等问题在高中生的科学研究中更有可能发生。(3)相对缺乏科学伦理与科学精神。高中生目前习惯的问题解决思路,更多的是通过学科习题的形式进行训练得来的。在这种训练中,问题情境所基于的材料与数据往往是“不问出处”的,学生也不需要甄别材料本身的可靠性,只需在材料的基础上解决问题即可。而在科学研究中,科学规范地使用前人的研究成果,并有效地甄别与判断资料的可靠性以及资料对于自身研究的支撑度却是一个重要的素养。同时,解题的惯性思维容易让高中生带着验证性的想法去解决问题,这本身是缺乏科学精神的。
基于以上特点,复旦大学附属中学(以下简称复旦附中)一直注重高中生的科学研究教育。近年来,复旦附中更是逐步建立起课程与研究指导相结合的科学研究教育体系。课程方面,一方面在基础性课程中渗透研究性学习,另一方面开设了多门结合学科前沿的科学研究导向的选修课。同时,还针对学生在科学研究方法等方面较为薄弱的情况,开设了专门的研究性课程。研究指导方面,复旦附中鼓励每一位学有余力的学生在高中三年内至少完成一个科学研究项目;建立了一支具备相当研究能力和指导经验的科技导师团队,为每一位正在开展项目研究的学生配备校内导师,有需要的还会相应配套来源于高校、研究所等的校外资源。同时,注重学生的过程性培养与评价,为每一位学生建立科学研究档案。基于这些建设,复旦附中学子近年来在各级各类科学研究和创新类比赛中屡获佳绩。
本书的这次修订,在第一版和第二版的基础上,根据近年来复旦附中在学生科学研究教育过程中发现的新问题与总结出的新特点,做了部分内容的增删。尤其是在文献获取和研究数据呈现这两大方面,增加了更多贴近目前学生科学研究现状的内容。本次修订由杨士军老师主持,学校科技创新导师团队中多位老师具体参与。乐尽天真于探究,不为无人而不芳。我们力求通过本书,较好地总结近年来复旦附中科学研究教育的经验,并分享给有需要的学生、老师以及其他读者。当然,限于编著团队水平,本书还有很多不足之处,还请专家评点与斧正。
2016年6月
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