科技教育越來越受到廣大學生、家長群體以及教育界的重視。從科技教育的實施情況來看，我國青少年科技教育一部分發(fā)生在課內(nèi)，以數(shù)理化、通用技術、信息技術等課程方式實施；還有一部分發(fā)生在課外，大致包括創(chuàng)造發(fā)明、工程模型、機器人、少兒編程等幾個主流類別。經(jīng)歷十余年發(fā)展，科技教育的內(nèi)容除了增加信息技術這類科目，變化十分有限。

在青少年學習成長中，科技教育究竟應以什么樣的形態(tài)呈現(xiàn)？如何更好服務于青少年的成長？科技教育如何在當前教育工作的大局中起到適當?shù)淖饔茫窟@些依然是難解之題。

過去十多年來，我走訪了不少科技教育比較發(fā)達的國家和地區(qū)。所謂“他山之石，可以攻玉”，部分發(fā)達國家和地區(qū)在科技教育領域的探索之舉，有不少值得我們借鑒的地方。

看不到“天花板”的學習，更能激發(fā)學生探索欲

在中小學從事科技教育多年，我時常會遇到一些在高中就能很好地自學組合數(shù)學、混沌數(shù)學這類比較“前沿”數(shù)學知識的學生。但因為這些知識既不在高考范疇內(nèi)，也不在學科競賽范疇內(nèi)，就仿佛變成了一種“無用”的知識，學生們探索的熱情和好奇心常常會在老師不斷的“勸退”聲中逐漸磨滅。

但是，我們在走訪一些發(fā)達國家的中學和大學時發(fā)現(xiàn)，不少中學的數(shù)學課會允許數(shù)學出色的學生接觸微積分、多元微積分和其他高等數(shù)學知識。不少大學也會對這類中學生敞開大門，為他們設置課程和活動。看不到“天花板”的學習模式，確實能激發(fā)學生探索未知的渴望。在這些學生中，就有不少人萌發(fā)出探索未知領域的“野心”，以及進入一流大學深造的動力。

青少年群體，尤其是那些思維活躍、態(tài)度勤勉、對科技充滿熱情的少年，很可能成為未來我國科技工作者的主流。中小學的科技教師，實際上是點燃青少年好奇心、引領他們走上科技道路的啟蒙人，我們也許都應該先問一問自己：我們傳遞給青少年的科技知識，尤其是在基礎教育階段給孩子們的科技教育啟蒙，是否能讓他們在未來世界競爭中保持領先？

需要強調(diào)的是，對于這個問題，不能簡單地以獲得科技賽事獎項的數(shù)量來論英雄。

每年，都有不少中國學生在各類學科奧林匹克競賽中摘金奪銀，近年來的國際科學與工程大獎賽以及各類機器人競賽，獲獎名單中也有不少中國學生。這些都說明，我國科技啟蒙活動以及基礎教育領域的學科教學卓有成效。但同時，我們也要看到，對標科技強國的目標要求，面向青少年群體的科技教育仍有很大的提升空間。具體而言，現(xiàn)有的教學體系是否給科技教育的課程設置留足時間，給學生從事科技活動留出足夠的發(fā)展空間；在大學、中學教育貫通的過程中，對學生的科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)，是否也做到了充分銜接。凡此種種問題，都值得業(yè)內(nèi)關注、思考。

“300小時”和“2000小時”之間的差距，說明了什么？

這些年，我們走訪一些科技教育出色的學校時發(fā)現(xiàn)，不僅學生探索基礎學科領域那些看似無用的知識可以得到鼓勵，在應用領域，學校也會拿出大量資源支持學生的研究。

我在調(diào)研一所國際一流高中的機器人社團時看到，很多學生開始使用自行研發(fā)設計的印制集成電路板來替代電路焊接連接。從比賽結果看，這些隊伍未必能在科技比賽中獲得最好成績，但就學生的成長與收獲而言，印制集成電路板的有關課程一般在工科大學中才會開設，并考慮將其作為支撐本科學生畢業(yè)設計的內(nèi)容，從大一到大四陸續(xù)教給學生。大學本科課程向高中下移，是科技教育的一種重要形式，可以有效地服務學生的發(fā)展。但就這一領域而言，當下科技發(fā)展速度迅猛，科技教育的內(nèi)容其實也較之四五年前完成了一個世代的迭代——大學和中學的貫通教育是否也能同步向前，在教學內(nèi)容上迭代，對學校和教師都是很大的考驗。

同樣，再以在國內(nèi)比較火的機器人課程為例。我們研究國外四年制高中學校的課表和課綱后發(fā)現(xiàn)，部分學校的機器人課程貫穿了整個高中四年的學習生涯，每周5—6課時的教學時間。學生要學習三維機械制圖、機器人運動學和相關數(shù)學、電路設計與電子元件測試（印制 電路 繪制）、數(shù) 字通信以及基于以上的代碼編寫和算法。這就意味著，如果一名學生選修了機器人課程，又參加了各種和機器人相關的社團活動，那么四年下來，他在相關領域的學習時間可以達到驚人的1200到2000小時。

可以毫不夸張地說，在最前沿的科技教育領域，比如機器人教育，不同國家的科技教育間其實已有一道鴻溝。隨著軟件的進一步易用化與電路貼片成本的下降，在這樣的科技教育體系中，中學生全面學習和掌握機器人設計和研發(fā)技術會是一件很正常的事。

而在國內(nèi)，目前，我們大多數(shù)學校的機器人教育還停留在課外的每周2小時，即使學生堅持高中三年不中斷，也只有300小時，且學習內(nèi)容仍停留在使用專用于中學生機器人比賽的設備和技術。

時間的差異是有意義的，在我們走訪過的不少知名高中，一部分學生在高中階段就具備完成普通工科本科畢業(yè)設計所必需的知識和技能，這使得他們在大學階段得以放開手腳大干一番。就此而言，“300小時”的學習顯然遠遠不夠。雖然國內(nèi)的很多學生依然可以在比賽中獲獎，但無法期望他們能在相關領域的學習上持續(xù)領先。

高度重視高中的科技教育，一步領先步步領先

當然，很多家長也會疑惑：讓高中生學習現(xiàn)代機器人工程設計所需要的科學知識方法與工程技術，究竟有什么用處呢？他們?nèi)绻麑こ虣C器人感興趣，在進入高校后，選擇相關專業(yè)不也一樣可以學嗎？

我曾經(jīng)指導過一名學生，他對科技探索確實有一定的天賦，并具備自發(fā)的熱情，在升入大學之前就已經(jīng)比較系統(tǒng)地學習和掌握了相關領域的知識。高中階段，他投入在工程與機器人相關領域的學習時間不會少于1000小時。所以他在高中畢業(yè)時已能獨立設計類似編碼器計數(shù)印制電路板這樣用于機器人設計的元器件。通過跟蹤他的學習經(jīng)歷，我更近距離地了解到經(jīng)歷或者未經(jīng)歷系統(tǒng)學習在機器人工程研發(fā)時可能帶來的差異。

這名學生所在的大學是一所世界知名的理工科大學，他入學時，學校剛好成立了一支工程技術領域的攻關團隊。在這支團隊中，來自其他發(fā)達國家的本科生已經(jīng)能夠嫻熟地開展工作，但是中國隊員大多數(shù)是國內(nèi)一流大學相關專業(yè)本科畢業(yè)后去該大學深造的博士生。我的學生因為在機器人和工程上的經(jīng)驗，在大二的時候就成為一個技術領域的隊長，手下既有當?shù)鼐妥x這所大學的本科生，也有從中國前往深造的博士生。在機器人工程等類似的應用領域，經(jīng)驗積累十分重要。更早的學習意味著更多的經(jīng)驗，也意味著能夠第一時間將工程構想在現(xiàn)實中落地，更意味著學生在學習中一步領先、步步領先，如果博士生經(jīng)驗少于本科生的話，那么本科生領導甚至指導博士生，就不是什么不尋常的事情了。

當然，后來居上也不是不可能發(fā)生的。但人的創(chuàng)造力通常不會隨著年齡增長而提高，所以青少年時代的三四年經(jīng)驗并非無足輕重。同時，15歲到18歲的青年在學習上具有獨特優(yōu)勢。比如，高中生很少計較更長遠的得失，會在喜歡的事情上全情投入，投入科研的原動力十足。

此外，也有一件我經(jīng)常見到、但是覺得不應該太過于輕視的小事：在過去十多年里，我經(jīng)常會遇到一些因為熱愛而自發(fā)投入成千小時在相關學習領域的學生。這些學生往往會帶著一些戰(zhàn)天斗地、和全世界擰巴著的“悲壯感”。如果我們能考慮到他們從事這些活動和學習的時間并不“天經(jīng)地義”，是需要從家長、老師那里“虎口奪食”而來，也并不被大學錄取體系所欣賞，那么這種情感是非常可以理解的。身為科技教育工作者，我們也應該思考，還能為他們多做一些什么？

總體來說，要讓我國科技教育取得更大的進步，在世界上保持領先，單純依靠課外教學或者中學教育，其實遠遠不夠。學校教育能夠做什么？中學和大學教育的銜接工作可以做什么？這里面可以探討的內(nèi)容其實還有很多。千里之行，始于足下，當我們開始面對并意識到問題所在時，相信這個問題終究是可以解決的。

來源：文匯報 作者：彭禹