科学教育与国家科技创新.pptx

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1、科 学 教 育 与 国 家 科 技 创 新SCIENCE EDUCATION AND NATIONAL SCI&T E C H I N N O V A T I O N你对科学的印象？o 科学很有用，但科学太难了：都是公式、术语、代号，艰深、太难学了o 科学促进经济发展，但科学也有负面作用：转基因对人体有害？人工智能让人类失业？核能导致污染？PX 石化项目危害健康？问：为什么科学让人感到无趣，不好玩？答：因为科学有门槛，我们并不了解科学你对科学家的印象o 谦虚，严谨，但不够亲和力，无趣o 身体差，白发苍苍，领导关怀o 白大褂、实验室、瓶瓶罐罐、深居简出o 工作条件艰苦，生活清贫o 献身科学，没时

2、间照顾家庭问：为什么科学家的形象这么刻板？答：因为我们日常生活中接触科学家的机会太少了，我们并不了解这个群体问：既然科学很难，不好玩，为什么还要学科学？答：因为科学很有趣，太有用了问：既然科学家的职业并不光鲜亮丽，又如何吸引大家学科学？答：春哥之问o 什么是科学o 为什么要学科学o 科学教育怎么做o 科学家在科学教育中有何作用什么是科学o 科学是舶来品，发源于古希腊。o 科学是在与宗教和神学的战斗中逐渐胜出，传遍欧洲。o 1930年，以发现冥王星为标志，世界科学中心逐渐从欧洲转移到美国o 1919年的五四运动，科学赛先生进入中国。o 文化入侵：传教士 利玛窦 徐光启 屠呦呦，结论：科学有用o

3、军事入侵：鸦片战争 八国联军 抗日战争 两弹一星，结论：科学救国什么是科学o 古代传统文化与科学是不兼容的，有时候是矛盾冲突的o 古代传统文化一方面重视个人修炼，逐渐走向虚无缥缈的玄学；另一方面重视以实用主义为导向的技术发明。o 中国缺少科学的文化基础，批判、质疑、求证、独立思考赛先生进入中国一百年，我们才开始全民学科学已经晚了，但还不迟什么是科学o 科学是以兴趣为导向，以探索未知为目的的创造性活动。o 科学的本质是求真，在认识世界的过程中逐渐逼近真理，但可能永远无法抵达真理。o 科学的关键是证据，科学上不应该有权威，也不可能有权威，权威是阻碍科学创新的。科学不等于正确科学是可以被推翻的真理为

4、什么要学科学o 科学是理性的，科学对人生发展的作用：理性思考人生，提升个人价值o 科学是需要证据的，科学对社会发展的作用：减少伪科学、反人类活动，社会秩序平和o 科学是批判的，科学对经济发展的贡献：不断否定，追求进步，促进经济、文化、科技、教育等各领域持续改善和提升o 科学是探索性的，科学对人类未来的价值：探索未知领域和未知世界，扩充认知边界，促进能力提升，延续人类未来只有懂得足够多，才能认识到自己的无知；只有站得足够高，才能知道什么是重要的；只有看得足够远，才能体会到人类的渺小。科学教育的目标o 经济：投资增加，GDP增长。但一定阶段后，导致瓶颈、滞涨，o 科研：经费投入增加，科研产出增加。

5、一定阶段后增长效应减弱o 必须厚植基础，培育创新土壤，才有枝繁叶茂。o 何谓创新：与众不同o 全民（决策者、企业家、父母、中小学教师）：热爱科学，把科学融入生活方式（饮食起居、电视、博物馆）。为什么要学科学o 科学的兴趣随着年龄逐渐递减，特别需要从小培养对科学的兴趣o 科学是反直觉的，因此需要从小启蒙，反复训练，形成科学思维和科学方法不要觉得中国现在的科技发展还不错，就觉得我们的科学教育还不错。中国对现代科学知识库的贡献还很小，我们是在西方构建的科学基础上发展起来的。为什么要学科学科学教育的现状o 懂教育的不懂科学，懂科学的不懂教育o 学校老师：懂教育，但不懂科学，不会上科学课o 科普队伍：懂

6、点科学，但进不了校园o 中小学生：不好玩，不用考试，不重视科学课o 科研队伍：懂科学，但不懂教育科学进校园教育科普科研科学教育不仅是为了培养未来科学家和工程师，更是奠定科技创新的大众基础科学教育的现状o 中国的科学素养还很低o 科学课应该成为与语文、数学并列的主课科学语文数学2017年，中小学首次全面开设科学课，科学教育的春天来了科学教育太重要了，应该成为与数学和语文并列的主课现代教育的短板o 知识教育o 情感教育o 健康教育o 规则教育o 安全教育o 科学教育由于学校科学教育的长期落后，导致现在社会化科普来补课健康与幸福：情感教育、健康教育、安全教育、规则教育o 如何应对冲突，如何团队合作o

7、 如何锻炼身体，如何平衡膳食o 如何避免危险，如何保证安全科学教材现状o 现状：知识碎片化，缺少体系和逻辑联系，忽视科学方法的训练和科学精神的培养o 原因：缺少懂教育、懂科学的科学教育家。中国需要既懂科学、又懂教育的科学教育家科学教育家，首先应该是科学家。科学教育怎么做o 教师o 教材o 校外机构o 社会资源o 科学家参与科学教育的作用科学课教的是科学，科学家不能缺位，不该缺位感谢教科社把科学家团队引入科学教材编写，与教研团队联合工作，特别感谢郁波主编的开放和包容科学家的参与o 科学家：霍金，影响力遍布全球，持续数十年，微博一天吸粉300万；卡尔萨根（宇宙）：几十种语言，十亿人收看；我们还没有

8、涌现这样的科学家o 科幻片：星际穿越、火星救援，一周票房5500万美元，风靡全球；我们还没有这样的科幻片o 科普节目：Discoversy 探索频道，国家地理，科普脱口秀。o 科普作品：时间简史，五千万册；暗淡蓝点；科学课教什么o 2016年5月30日，习近平总书记在全国科技创新大会、两院院士大会、中国科协的第九次全国代表大会科技三会上强调：o 科技创新、科学普及是实现创新发展的两翼，要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置，普及科学知识、弘扬科学精神、传播科学思想、倡导科学方法，在全社会推动形成讲科学、爱科学、学科学、用科学的良好氛围，使蕴藏在亿万人民中间的创新智慧充分释放、创新力量充分涌流

9、。科学教育的内涵o 普及科学知识o 弘扬科学精神o 传播科学思想o 倡导科学方法科学教育的目的o 讲科学o 爱科学o 学科学o 用科学科学是人的基本素养，文学、艺术、科学，都属于基本素养像科学家一样思考o 提出问题，但问题哪里来：来自生活和观察o 总结资料，如何收集信息：文献资料的归纳总结o 作出假设：基于已有知识的合理假设o 开展实验：验证假设的充分性o 观察和记录结果：测量、重复、分析、比较o 分享结果：同行评价，接受质疑法无定法，创新没有固定的路径可循像科学家一样工作o 野外考察，实地采样：观察、记录、描述o 实验室分析：样品前处理，开展实验，操作流程o 结果分析：数据、图片、表格o 成

10、果展示：发表论文、海报、学术报告理论研究也可以直接从理论到理论科研工作的一些特点o 安全注意事项o 小组分工与合作o 确定计划节点o 制定研究方案o 参考文献的归纳总结，读书报告，撰写综述o 学术研讨与交流：注重结果的表达o 匿名评审科学是严谨的，细节训练的目的是传递科学精神，与科学方法、科学知识同样重要科学与知识的关系o 科学课不是知识点的罗列，不要让学生记忆大量知识点，不然就会陷入科学知识的汪洋大海。o 科研是以问题为导向，主动寻找、发现和运用知识，目的性更强。o 各学科知识不是孤立的，而是相互联系的，知识是系统性的。o 信息是碎片化的，不完整的，没有验证的，要经过梳理总结知识。科学教育的

11、目的，不是培养科学家，而是像科学家一样思考科学课与前沿科技的关系o 科技史：科学的传承、提高、演化o 科学哲学：方法论、逻辑、推理、演绎科学老师要成为科学发烧友科学老师要多学科技史和科学哲学科学老师要建立与科学家之间的紧密联系科学教育的目标定位未来人才培养o 领导力培养：提升中国在世界上的影响力和领导力，迫切需要熟悉国际规则，参与国际谈判，争取中国利益的未来人才o 跨界能力培养：推动不同领域的跨界合作与创新，迫切需要熟悉两个以上的行业，能够组织跨界合作和对话的人，o 科学思维训练：理性、客观、注重逻辑，与科学家对话的科学作家、科学编辑o 数据显示，中小学参加过天文、太空活动的学生今后更可能选择

12、科技职业，且始终关注科学发现（NRC，1991）。吸引未来一代的科学家和工程师o 天文、太空的兴趣不分年龄（从1.5-100岁）、不分学历（从文盲到顶尖科学家）、不分职位（从平民到国家领导人）对天文、太空的兴趣是天生的科学改造三观o 好奇是人类的天性，探索未知世界、了解自身所处的环境，是源于人类对自身命运的担忧和对外部世界的向往o 仰望星空，超脱浮躁的日常生活，净化人的心灵，深刻认识自身和人类的命运，将显著影响和改造人类世界观地球，人类唯一的家园科学对人的作用：客观认识自我，客观认识世界地球在宇宙中的真实处境人类在地球上的最终命运太阳系全家福科学教育重在传播科学文化和科学精神科学是有趣的：重在

13、启发和引导世界上只有两样东西值得我们深深敬畏与震撼一个是我们头顶的灿烂星空另一个是我们内心的崇高道德准则 康德科学+人文：科学是温暖的o 例1：核冬天与反战o 科学不是冷冰冰的，科学是有温度的o 例2：两弹一星o 科学家要有家国情怀、人性关怀、伦理道德o 例3：转基因、生物克隆o 科学的目的是造福人类科学+艺术：科学是美的o 例1：美丽化学、显微摄影、太空艺术、顶级期刊的封面o 科学是美的，科普不能用公式和术语让人退避三舍，创作没有公式和术语的科普作品o 例2：我家住在太阳系o 科普的形式要喜闻乐见，易于传播科普需要艺术家的参与太阳系，大家庭大小天体飞不停太阳伯伯居中燃八大行星绕它行卫星亘古不

14、变绕行星月亮阴晴圆缺照古今好让地球人抒发无比深情水金地火岩石星木土天海气态星居中有那小行星带长长尾巴彗星划天空遥远柯伊伯带新大陆迷蒙奥尔特云看不清好让地球人探寻无尽太空副歌：UknowthenearestplanetMercuryandthenVenusisourgoddessbeautifulbluewateryearthonlyMarsisourhopingplacethebiggestplanetJupiterSaturnslikeastrawhatfarawaytherereUransandNeptunecoldwecalleightplanetsofsolar领：不是还有冥王星吗？众

15、：哦！它不是行星！领：那是什么？众：那是一颗矮行星！合唱：Itscalledthedwarfplanet.海洋、森林、大气层磁场屏蔽太阳风水流土壤育生命雨露阳光赋新能少年胸怀宇宙天地宽美好蓝色星球是家园太阳永灿烂，地球山水清我家住在太阳系科学与社会：让社会更加理性、客观o 例1：王宝强事件o 科学用数据说话，实事求是，独立思考，让社会更加理性平和o 例2：一千万人看六千头猪o 尿不湿让年轻的父母们省却了洗尿布的麻烦，但尿不湿最初被发明出来是为了解决宇航员长时间在太空行走中的大小便难题。o 医院中的重症监护病房拯救了无数病患的生命，但它最初是上世纪70年代对登月航天员进行健康检测的需要而诞生的。

16、o 现在我们用的枕头和席梦思床垫用聚氨酯材料制成，被称为“记忆海绵”，可以根据人体曲线和温度自动调整形状，给身体各个部位最伏贴的支撑，让我们获得舒适睡眠，这其实源于给航天员做的支撑和保护垫。科学+经济：科学是有用的o 现在每一件商品都会有一个条形码，大大缩减了购物排队和结账的时间，这种识别系统最初是为记录和控制太空计划中不计其数的组件而发明的。o 数码相机采用相机中的核心器件电荷耦合元件（CCD）是一种感光电子器材，这种芯的研发是为解决太空图像的捕捉与对地传输难题，将图像数字化比胶卷可以更安全快捷地将图像传送回地球。o 现在广泛采用的便携式笔记本电脑，最初是因为追踪航天飞机的行踪和控制太空飞船

17、上的系统需要一个紧凑的微型操作系统。广播、电视、手机、气象预报太空探索远离日常生活，但却可以实实在在服务民生，科学+经济：科学是有用的科普要让受众了解科学的作用：科学是有用的 为提高角分辨率，射电天文学家MartinRyle发明了综合孔径成像技术，获1974年诺贝尔物理学奖 综合孔径技术广泛应用于大地测量、遥感、雷达（SAR）等领域，以及CT扫描、核磁共振成像（MRIs）、正电子发射断层扫描（PET）和其它医学成像 Wifi的发明者为澳大利亚射电天文学家John OSullivan博士1990年代研究黑洞时无意发现了潜在的无线网络技术。澳洲政府的研究机构CSIRO于1996年在美国成功申请了无

18、线网技术专利 IEEE曾经恳求澳洲将Wifi技术免费提供给全世界使用，但是被澳洲方面拒绝了，所以现在我们每购买一台含有Wifi技术的电子设备，所付的价钱都包含了这项专利使用费科学+经济：科学是有用的o 基础科学是可以转化为应用成果的。o 目前的转化不佳，不是科学没用，而是没有嫁接好从实验室到企业的中间阶段。o 应该着力打造科技中介科学不都是阳春白雪，要增强与日常生活的联系科学家的社会责任科学家的社会责任o 用科学认识社会o 用科技造福社会o 用科学影响社会既是科学家，也是科学+o 科学+人文o 科学+社会o 科学+艺术o 科学+经济o 科学+教育科普科教的实质，是科学与社会的深度融合首创科学家

19、社会责任首次在大型学术会议中开设社会责任专题科学家参与科学教材编写o 人教社语文教材修订成功o 教科版科学教材编写进行中o 推荐进入国家教材委员会专家组科学教育是一门学科要有专门的、系统的、深入的研究每门学科的受众需求是什么？如何建立科学家参与科学教育的机制热情？如何为科学课提供资源保障？科学教师的培训？做好科学教育的建议：像做科研一样研究科学教育科研场所：建立常年预约开放机制o 一年一次的开放日，效果已经减弱，民间已有质疑为什么集中在这一天，为什么不错开？o 国立科研场所向公众开放是天然义务。建议改成一年一次大型活动，开放接待机制要改成常年预约机制，控制人数，无特殊理由不得拒绝参观。o 干扰

20、科研不是拒绝开放的理由：科普参观对科研场所的干扰要通过合理的路线设计和展厅设计来改善。o 保密不是拒绝开放的理由：美军航空母舰、肯尼迪航天中心、约翰逊航天中心都可以开放，他们是怎么做到既开放又保密的。高端科研资源科普化o 2016年6月15日，中科院白春礼院长在求是杂志发表署名文章加强科学普及，服务创新发展，文中指出：o 未来5年，通过实施“高端科研资源科普化”计划，中科院将建成一批运行高效的国家科学传播基地，培育一批知名的活动、平台、队伍品牌，围绕重大创新成果和科研进展，开发系列科学传播产品，向社会公众传播科学知识、科学方法、科学精神和科学文化。o 谁来做？怎么做？钱从哪里来？做好科学教育的

21、建议o 目标导向：科学家参与中高考出题o 人才培养：中小学科学教师培训o 教材教具：组织科学家参与中小学科学教材编写、教具开发o 部门协调：建立部委间协调机制，最优秀的科学家参与科学教育做好科学教育的建议o 开放合作，引入社会资源：馆校结合，建设校外科学课堂，建设校外科学实验室；与科研机构合作开展科研人才早期培养；o 兼容并包，引入人才资源：高水平理工科博士进入中小学教育系统，对传统教育起到化学催化剂的作用；o 开拓创新，引入新技术新方法：ARVR、人工智能、远程课堂o 现实途径：科学老师首先应成为科学发烧友尽快实施教育主管部门和中小学校领导、教师的科学素质提升工程科普法是法律个人和单位都要严

22、肃对待这一法定义务感谢您祝贺小学科学科学新教材培训暨研讨会成功举办感谢小学科学教材编写组感谢科学家团队特别感谢郁波老师向坚守、热心的科学老师们致敬火星叔叔郑永春谢谢各位倾听科研项目应与科普同时规划、同时实施、同时验收o 允许列支一定比例的科普经费，5%左右。小项目可以不列，但大项目必须列o 在科研成果结题或团队评价中加入科普内容，科研成果应增加科普绩效考核，没有传播效果的科普没必要做o 建立科研成果快速传播机制，逐级审批已经不合时宜，应鼓励科学家自行或通过新闻官快速传播学会的科普作用要加强o 学会不能只是几个期刊编辑部，每年开几次学术会议o 学会的重要使命是增加公众和政府对本学科的理解o 大部分学会目前在科普方面缺少作为，人员构成也无力承担科普任务o 学会在团结科学家方面作用发挥不足o 各类学报和学术会议是科学传播的重要资源美国各类学会的科普经验