韦钰的个人BLOG

架构科学与教育之间的桥梁

韦钰

中国科学技术协会副主席

东南大学学习科学研究中心主任

当今的世界正处于人类历史上又一个重要的历史转变时期。科学和技术的飞速发展，以及经济全球化的推进，使得人类社会从以知识为基础的经济(Knowledge  Based Economy)，向以知识为基础的社会 ( Knowledge Based Society) 转化，这是两个十分不同的社会发展阶段。在以知识为基础的社会里，知识不仅成为影响经济的主要因素，而且将广泛而深刻地影响着社会的各个方面，包括经济、政治、文化、教育、科技和军事等。

在知识社会里,科学技术的研究范畴不仅包含着对知识的发现和将知识应用于工业的技术转化，而且还包括对知识的管理和传递。知识向实用的转化不仅为满足工业上生产新产品的需要，而且应满足医疗上的需要和教育上的需要。知识转化需要作为一种专业，同样需要科学研究和人才培养。今天，没有智能工具的引导我们不可能管理大量的信息，智慧和直觉经常会在海量知识的海洋里遗失，因而信息的综合和生成数据本身一样重要。知识爆炸性的增长使传统的知识传递方式受到了严峻的挑战，教育水平的提高不应再单纯追求高等教育的大众化和普及化，而应是着力于建立终生学习的社会。教育将更注重互动式学习、面对问题的整合式学习和探究式学习，面向知识社会的教育和在知识社会里的教育将会有很大的不同。

在世界90多个科学院组成的科学院联合组织（IAP，Inter-Academy Penal）中成立了负责对世界问题提出科学咨询意见的国际科学院理事会（IAU）。IAU在2004年4月向联合国秘书长 Kofi Annan 正式提交了他们的第一份对国际问题的咨询报告“创造更美好的未来：在世界范围内建设科学技术能力的战略”在这份咨询报告中，强调了科学能力建设对世界可持续发展的重要性。科学能力建设包括人力资源建设、研究体系和机构的建设，以及资金、物质资源投入等等，其中人力资源建设是关键，而在人力资源建设所包含的科学教育、高层次人才培养、高层次人才保持和使用、科普工作等诸项目中，最基础和最具战略性的任务是中小学的科学教育。科学教育是科学技术能力建设的核心。

总之，以信息技术为先导的技术革新正以十分惊人的速度推动着人类社会的发展和变革,世界连成既紧密又脆弱的整体，寻求可持续的发展是所有国家共同的目标，应对此困难挑战的最根本和最有效的途径是通过能力建设，特别是科学能力建设。人类必须要清醒而有远见的驾驭技术和人类文明发展的方向，这种驾驭不仅是决策者的事，甚至不仅是习惯上称之为精英或知识阶层的事，在知识社会里，需要全体社会成员的参与，这就要求提高社会全体成员的科学素养。无论对国家、社会、还是个人而言，掌握科学知识和技术，特别是信息技术成为能在知识社会生存和发展的基础。

我们必须觉醒到，今天历史赋予科学家新的任务。科学家传统的任务是做科学研究，发现新的规律，创造新的知识；到了工业社会，科学家被要求参与技术的转化；今天社会的发展要求科学家更多地面向社会，参与教育改革，参与公众科学素养的提高，参与和决策者的对话。依靠科学技术和与其相适应的教育的发展，架构科学与教育之间的桥梁，以提升人类可持续发展的能力，提高发展中国家的综合国力，消除贫困和歧视，这是摆在我们，摆在国际组织、各国政府、非政府组织、科技界，教育界和有社会责任感的所有人面前的紧迫的历史任务。

中国已经确立了 “科教兴国”和“人才强国战略”等基本国策，提出了要实施科学发展观指导下的改革和发展。中国科协提出了“全民科学素质行动计划”。中国教育部启动了《2003－2007年教育振兴行动计划》。这些都是中国政府和人民面临历史机遇和挑战所作的重大的战略决策。

下面我向大家介绍，为推进科学教育发展，构建科学与教育之间桥梁所进行的三方面的工作，我认为它们是很重要的。

第一：向全体学生普及ICT技术，在互联网平台上建立终身学习体系

“你要就跳上(信息)平台，否则就让浪冲走，别无选择！”。这是在1996年我参加世界银行的一次教育顾问会议上听到的一句话。这表达了一种来自富国咄咄逼人的气氛；一种发展中国家面临的巨大压力。作为发展中国家首先要对信息技术的发展持积极的态度，要争取参与，面对挑战，抓住机遇，实现跨越。无论是政府、社会、学校和家庭，都有责任让尽可能多的人，特别是孩子能及早获得进入信息社会的“入场卷”，给他们提供跃上信息平台的机会，让他们能分享到优秀的教育资源和信息，分享知识才能参与发展。

自1994年起，由中国教育部和国家计划委员会联合支持，依靠清华大学等十所高校为核心建立了中国教育与科研网（CERNET）。它目前已经发展成连接900多所高校和教育单位的高速宽带网，网络用户近1000万人，成为我国第二大互联网络。考虑到西部偏远地区的需要，教育部从1999年开始决定建设中国远程教育K波段卫星宽带多媒体传输平台，该平台于2000年7月建成，2000年10月正式开通，现已具备播出8套电视，8套语音，20套以上IP数据广播的能力。CERNET和中国教育电视台卫星宽频带多媒体传输平台之间实现了高速连接，这两方面的系统共同构成了在全国范围内统一协调的，天地合一的远程教育平台。这个平台的建成对支持西部教育的发展，努力缩小数字鸿沟奠定了重要的硬件基础。

有了平台，必须考虑怎么和中、小学连接，让他们用得上这个平台。对在不发达地区的中、小学教师能否在较短的时间里掌握必须的技术，完成接收信息和运行计算机的任务，我们心中也没有数，因为“史无前例”。从1999年开始，教育部和香港周凯旋基金会合作，由中央电教馆和中央电视广播大学共同实施了“明天女教师培训计划”。2000年，该计划开始执行，从西部广西、云南、陕西、甘肃、贵州和四川等地的贫困县先后邀请了1000名小学女教师，分批到北京来参加为期20天的强化培训。培训完成以后，给每个学员赠送一套设备，包括计算机和接收设备，让她们回去能接收远程教育卫星频道的信息资源，跃上信息化的平台。这项培训计划获得了成功。从已经培训的1000名女教师的情况看，即使她们在培训前都没有学过计算机，有的甚至没有打过电话，经过中央电大老师精心地、特别地教授和个别辅导，教辅人员的全力配合，主要还依靠学员不同寻常地紧张而刻苦地学习，20天培训结束时，她们都能掌握计算机初步知识，学会WINDOWS98、OFFICE2000、上网和接收卫星频道的数字信息。她们不仅学会了技术，更重要的是使她们扩大了眼界，改变了思维方式，建立了自信和希望。她们说：以前，不知道世界这么大，不相信信息技术也可能进入穷山僻壤。她们表示回去以后，要把孩子教好，把家乡建设好。能获得这样的结果是十分令人鼓舞的，甚至于可以说是奇迹。“明天女教师培训计划”是一个开创性的成功探索，也说明妇女有能力参与和推动知识社会的发展，需要的只是社会为她们提供机遇。

在此基础上，教育部和李嘉诚基金会决定进一步合作，共同在西部进行远程教育扶贫行动。该项目由教育部有关司局领导，中央电化教育馆负责实施。2002年3月项目正式启动，至2004年12月正是宣布完成。项目在西部十三个省和民族自治区建成了10，000个卫星远程教育示范点，在西部依托十四所重点大学建立了十四个教师培训基地。这些基地对他们本省贫困地区的教师和技术人员进行了高质量的培训。同时，中央电教馆中专门建设了资源中心，以提供一个专门服务于本项目的IP资源频道。中央教育电视台开播的“同步课堂”和一些转播的数字频道也提供了信息资源上的支持。

西部中小学现代远程教育工程的实施受到了西部地区师生的欢迎。过去这些西部偏远地区的教师对教育的新进展不了解，教学上就靠原来学校学的那点本事，自己感到越来越退步，越来越落伍，现在接通了网络，情况发生了根本的变化，教育质量有了质的飞跃，教师们也找回了自信。一些孩子用计算机画出了他们的理想，他们告诉我们“现在大山挡不住知识了”。看到这样的情况，无人不为之动容。

对中国现有近百万所中小学来说，一万所试验学校只占其中很少的一部分。一个学校一部机器也太少。但是，毕竟是找到了一条可行的路。可喜的是中国政府已经制定了计划，在这个五年计划里国家将投资百亿以上，以三种模式实施农村中小学现代远程教育，它们是数学光盘播放点、卫星数字收视点和计算机教室。UNDP、UNECIF、欧盟、加拿大、英国等组织和国家也正在中国西部实施不同的教师培训项目，以继续支持这方面的工作。不管采用那种方式，对知识社会而言，有质量的教育必须建立在和互联网相通的平台上。正如2003年12 月联合国在日内瓦召开的有关信息社会的高峰会（WSIS：World Summit of Information Society）上会议的宣言和行动纲领中所指出的那样：保证实现每个学生连接信息平台的权利，是确保知识社会中全民教育质量的前提。

中国这方面的任务仍然是十分艰巨的。教师培训和持续支持是绝对必要的，也是需要大量人力物力投入的艰巨任务。我们必须探索如何能持续发展。学生学习ICT不是为了学打字，也不是把书本内容变成多媒体课件就行了，主要是为了能让学生学会在互联网平台上查阅信息，开阔眼界，以培养获取、分析、综合知识和解决实际问题的能力。解决网络资源的问题仅靠一个国家的力量是不够的，也不符合知识社会全球化发展趋势，需要国际社会的共同努力。我认为在中国需要提高教师和学生的英语水平，以使他们能直接运用国际网站的资源。我们既要继承和发扬本国文化，又要了解和熟悉世界其他国家的文化，才能充分利用国际信息和知识共享的机遇。能分享信息和知识，才能参与发展。

第二：提升和改革幼儿与中，小学科学教育

在知识社会中，教育受到的挑战不仅在互联网的建设和使用上，而且在学习思想和学习方法的革新上。学习将成为生活的一部分，成为一种生活的风格，所以，学习上的革新，也是生活方式的革新。科学教育绝不只是为多教给学生几个知识点，而是要培养学生科学的学习方法，科学的生活方式和科学精神，培育21世纪的先进文化。

世界范围内大量的知识，包括课程、数据、图书馆、博物馆、文献……可以通过互联网搜索和共享.多媒体和虚拟世界提供了许多参与的机会,技术在飞速的变化和改善,技术产品越来越便宜,教育正处在一个激动人心的，但是混乱和不确定的时代。

知识更新如此之快，在有限的学时里，教授知识的广度和深度显然会产生矛盾，单纯以学科为中心来组织课程，会变得越来越困难。运用互联网可以搜索和分享知识，困难在于怎么样把许多知识综合、分析、创新，以解决问题，这要靠智慧。具有智慧，善于创新和决策，比记住知识、比掌握信息更重要。教育要培养有社会责任感和具有智慧的人。面对这些挑战，教育必须革新。

科学教育改革是世界范围的挑战。“做中学”科学教育改革（Hands on inquiry based learning on science以下简称“做中学”），是在世纪之交，国际上一些科学家主动采取的联合行动。这场改革的兴起有其鲜明的时代背景：科学家们本着对未来的责任感，根据自己的科学实践，提出并亲自和教育界一起合作实践着这项改革。在上世纪八十年代，美国诺贝尔物理奖获得者Leon Lederman提出了“Hands On”的学习模式。1995年，由法国的诺贝尔物理奖获得者Georges Charpak将其引入法国并进一步发展，称为 “La Main à La Pâte”，意为“动手和面”，也是动手做的意思。这些教学改革已经取得了公认的成功，被有关国家列为教育改革的主要内容。1994年在ICSU成立了科学能力建设委员会（CCBS，Committee of Capacity Building on Science）。2000年11月，在中国教育部、中国科学技术协会、国际科学联盟CCBS – ICSU、UNESCO中国秘书处和中国地区办事处的联合主持下，20多个国家的科学家、教育家、政府官员和教师汇聚北京对小学科学与数学教育进行研讨，发表了《北京宣言》。宣言中号建议建立一个新的行动联盟，以协调旨在促进世界范围内年青一代掌握科学知识和科学思维的共同目的而进行的各种努力。

这以后，在国际科学界的共同努力下，特别是IAP的积极推动，现在这项意义深远的教育改革在已在数十个国家开展。•IAP 2003年12月在墨西哥发表了关于在世界范围内共同推动儿童科学教育的联合声明，69个科学院在声明上签了名。中国科学院副院长陈竺代表中国科学院在联合宣言上签了名。

2004年6月7日至9日在联合国教科文（UNESCO）法国巴黎的总部召开的国际科学技术教育大会。会议由美国先进科学技术协会和联合国教科文组织联合召开（AAAS—UNESCO International Conference on Science & Technology Education） 。联合国教科文组织总干事Koïchiro Matsuura先生在开幕式的发言中，称此次会议是联合国教科文组织和美国关系的分水岭。他认为需要对科学和技术教育进行系统的改革。 UNESCO科学助理总干事Walter Erdelen在会议总结时说：科学教育改革应该作为重要议题列入UNESCO的议程，我们应该在世界范围内推动一个大的计划,并着力于推动发展中国家的科学教育改革。会议号召世界各国教育界、科技界和政策制订者共同为系统地改革少儿的科和技术教育而努力。

2001年，中国教育部和中国科协共同在中国发起类似的科学教育试验，取名为“做中学”。在“做中学”科学教育中，孩子们亲历对自然现象观察和科学发现的过程：提出问题、设计试验、动手做试验、观察记录、解释讨论、表达陈述。在这个过程中学生不仅是学到了科学知识，还亲自体验了科学发现的过程，提高了他们的语言和表达能力，从而，激发学生学习的主动性，唤起他们的好奇心，使他们从小有科学的态度，尊重事实，尊重别人，学会和别人合作.培养他们的批判思维。实践表明，要有效地培养孩子们的社会行为，只有通过社会实践活动进行。什么样的社会活动最适合孩子们呢？就是科学实验活动。

“做中学”不是精英教育，不追求科学精英的培养和选拔，而是要面向每一个儿童，尊重每一个儿童的差异 把他们培养成未来社会合格的公民。我们希望能探索今天的教育怎样更好地为孩子的明天做准备，培养明天合格的公民。我们需要用前瞻性的眼光来培养未来的人才，因为社会发展如此的神速，如此难以预计。

我们希望探索如何使孩子产生合适应21世纪的文化。科学教育不仅改变了孩子学习的方法，也是改变着他们生活的方式。所以，科学教育绝不只是为多教几个知识点给孩子，更不是为了让孩子能更好地去对付考试，它不是急功近利的，而是要培养学生科学的学习方法，科学的生活方式和科学精神，培育21世纪的先进文化。

这项改革已在中国的18个城市的部分学校里开展，取得了很好的成效。但是此项改革无论是推广，还是深入，任务还很艰巨，路还很长。困难在于：

1。观念的改变和应试的压力

•2. 教师培训

•3. 农村教案的研究和推广

•4. 课程整合和课程结构改变

•5.  学校的管理的改革

这项改革特别需要科学界的继续支持和积极参与。我们准备发动大学生作为志愿者参与这项活动。

第三：开展学习科学研究，迎接教育的重大变革

教育和医学是直接与人相关的两门科学。由于科学的发展，大约在150年前，医学发生了革命性的变革，医学开始和生物、化学、物理等基础学科，继而又和工程技术、生物技术等交叉融合，现在类似的变革过程正在教育领域里展开。这个变革之所以能够发生，应该归功于科学和技术的进展。近几十年来功能核磁共振CT和正电子CT的问世，基因技术的发展，都为我们了解有关脑的解剖和生理知识，研究脑中发生的一些高级功能，如认知、情绪、决策和行为等提供了可能，在上世纪九十年代被称为脑的十年里，脑科学研究中所揭示出来的有关脑的新知识，超过了这以前人类历史上积累脑知识的总和。因此这种进展开始对教育的理论和实践产生影响。

在这种背景下，逐渐形成了文理交叉的新学科——学习科学（Neuro－education, Brain and Education, Learning Sciences），它主要建立在教育和生物学科的交叉之上。目前，国际上主要组成了两大研究网络。一是自1999年起由经合组织的教育研究和革新中心(OECD---CERI)组织的 “学习科学和脑的研究：对教育政策和实践的潜在意义”国际的研究项目。这个项目组织了三个世界范围内的研究网络：脑与语言学习；脑与数学学习；脑与终生学习。项目的目的是为了在脑科学和学习科学研究者之间架起一座桥梁，促进科学家、教育实践者和教育政策制定者之间的合作。第一个研究网络脑与语言学习由美国纽约Sacke研究所牵头；第二个脑与数学学习由英国大学的研究所牵头；第三个脑与终身学习由日本脑研究所牵头。这项研究项目得到了许多国家教育部的支持，在日本、荷兰、西班牙、由教育部组织会议以促进脑科学家和教育领域学者与实践者的合作。在美国此项研究由美国科学院和美国自然基金会支持。美国科学院组织了一些专门的委员会，出版了一批质量很高的书籍，对研究工作的进行起到了很好的引导作用。

国际上另一个主要的研究团体是以哈佛大学牵头发起的MBE国际学会（International Society of Mind, Brain and Education）。2004年10月6-8日在哈佛大学召开了International Conference of Usable Knowledge on Mind, Brain and Education, 并正式成立了国际MBE学会。

自1998年中国当时主管教育的副总理李岚清先生提出建议后，中国有关大学，如北师大、北大、东南大学、华师大、复旦等组织了相应的研究。2002年东南大学学习科学研究中心成立，积极参与了国际的合作研究，并把研究重点放在中国儿童情绪的发展和教养关系上。

现在，脑科学可以从实验研究中提供有关数据，以证实许多有关学习机理的假设和发现。从这些众多的研究进展中，我们可以得到一些初步的启示，例如：

1．           我们的心智（Mind）与肉体（Body）不是分离的，而是和我们脑中神经元的组织结构、树突结构、突触的树突棘等形态有关，和神经递质有关。它们不仅取决于基因，也取决于经历，特别是学习的经历，并从良好的经历中受益；

2．研究表明人不同的心智功能如语言、数学、决策等，有相应的突触结构、组织、回路和脑区与其对应，它们在人的一生中呈现不同的发展规律。脑在人的一生中都有可塑性，但有些经历在童年特定敏感时期中有极其强大的影响，而其它一些经历影响脑的时间则可能长得多。

3．       我们不仅要关注儿童的智力发育，更要注意儿童情感的发育。儿童时期具有的情绪能力，而不是他们的IQ，是他们以后生活中能否成功的最好预示。儿童情感的早期发展，和智力一样都深受经历的影响。长期以来，心理学家和认知科学家都忽视了对情绪的研究。现今的教育体系大都强调儿童智力的发展，忽视了儿童情绪能力的培养，这是很危险的。

教育的发展，教育政策的制定需要科学的教育研究，需要实证式的科学研究，这就需要在教育界和脑科学家之间在研究的层次上建立合作的桥梁。

总结

教育不是一种消费，教育是一种投资。教育是国家、社会、家庭和个人对未来的投资。对教育的投入基于对未来效果的期望，而不是急功近利的现买现卖；教育体现一种整合的责任，特别是国家的责任，而不只是教育参与者个体的责任；教育主要是一种公共事业性的社会活动，而不是一种商业行为。知识社会的到来把教育推向了终生学习，推向了前所未有的重要地位，同时，教育也遇到了前所未有的挑战。应对这种挑战，是全社会的事，首先是各国政府的责任，非政府组织、教育界、科学界、企业界等等，都应该为了民族的振兴，为了更美好的人类社会的未来而共同奋斗。

科学家需要有新的觉醒，在知识社会里除了从事研究和技术转化的任务外，对科学教育，对与决策者和媒体对话，对提高公众科学素质肩负的历史责任。教育界需要觉醒：教育肩负着进行重大改革的历史责任，需要和社会各界，特别是科学家一起共同进行教育的改革。科学界和教育界应该是最亲密的战友，而决不应是相互分离，甚至是竞争的对手。正是基于对未来的希望和对人类社会发展的责任，相信科学界和教育界，以及全社会都会携起手来，共同推进教育的改革，进行有重大意义的探索和实践。