我是刘颖,北京大学分子医学研究所博士生导师,同时也在北大讲授生物化学课程,这是为元培学院整合科学班大一学生开设的一门专业基础课。上个月,我批改期末试卷时发现了一件让我感触颇深的事:我在期末考卷中出了一道问答题,答案不是书本上的现有知识,想考考学生的探索性思维。答案其实很简单,而且类似的思路我在课堂上提到过三次。
但全班只有一个学生答了出来,其他学生都只是照搬课本里的知识点进行分类讨论,压根就没有想过自己去设计实验进行探究。出乎我意料的是,唯一答对这道题的是一名所谓的“差生”,上课时常睡着,课后也不花功夫记知识点,试卷里很多只需要记住书本知识的“送分题”他都没答上来;而更让我惊讶的是,班里最“好”的学生,平时把教材都翻烂了,哪怕是课程没有涉及、只是教材上提到一下的知识点都能记住,竟然这道题也没有动脑。
生命科学研究既需要投入和努力,也需要探索性思维,于是班里满足这两点要求的学生数目为0。而北大的本科生,已经是全国最优秀的本科生。探索性思维不是与生俱来的,首先要培养兴趣,只有真正产生兴趣,遇到问题才会主动去探索和思考。我记得自己之所以坚定地选择了科学道路,是源于高中的生物课实验。有两个实验印象特别深刻:一个是在显微镜下观察洋葱表皮细胞,另一个是DNA的提取。
从自己制作的洋葱表皮上看到细胞,以及看到自己提取出来的DNA像蚕丝一样缠绕在玻璃棒上的时候,就感觉特别神奇,而且也特别有乐趣。
但我们当年到初中才接触科学课程,带来的结果往往是学习和应试的压力大于对科学的兴趣。年龄越小,对于事物的好奇心越浓烈,兴趣越容易培养。因此,在孩子们已经具备一定知识和理解能力的基础上,越早介入,越容易在他们心中种下科学的种子。如果能在小学阶段培养起对科学的兴趣与科学素质,将会为学生以后的自主教育打下坚实的基础,并有助于对初高中科学课程的深入学习。
为了弥补我们这一代的遗憾,让所有的孩子具备基本的科学素养与科学思维能力,我参与了给小学生的科学课,成为“打头阵”的第一位主讲科学家。科学家给小学生讲科学的优势在于,我们有良好的专业知识水平、丰富的科学经历,也有开阔的全球化视野,可以准确地把握科学发展的前沿动态。
因此,我会更多地引入探究式学习,在讲授科学知识的基础上和孩子们一起动手做一些小实验,在这个过程中建立和培养探索性思维,为孩子们献上一次妙趣横生的科学之旅。
培养探索性思维,还需要把学习的主动权交给学生,给孩子们自主探索的机会,使他们在探究的过程中主动思考。我本科毕业于南京大学,在美国的西南医学中心获得了生物化学的博士学位,又在哈佛大学医学院和麻省总医院进行了博士后的研究培训。
要说国外与国内的教育氛围有何不同之处,我觉得印象最深刻的就是国外探究式学习的氛围。在国内学习的时候总觉得老师就是权威,老师教什么,我们就接受什么,只是被动地记忆课上学到的知识点。但是在国外学习的时候,学生才是课堂的主导。老师更多的是提出一个问题,然后我们分成小组去探究这个问题的答案。老师也不仅仅是告诉我们答案的对错,而是带着我们一起讨论,他们更重视的是研究这个问题的过程而非结果。
所以我发现美国的同学特别爱提问,上课老师正讲着呢,就不断地有同学提问,问很多我们根本就没有去想过,或是想到了但是怕显得自己无知而不敢去问的问题。
7月30日,《科学队长小学版》正式上线,我成为首期生命科学课的科学导师。这个课程,包含每两周一次的探究式学习,由优秀的硕博士生组成的助教团,会针对不同的学员提供个性化的小班辅导,让小朋友们通过生活中简单易操作的科学实践,像科学家一样去思考并解决问题。在探究式学习中,我们重视的是学习的过程而非结果,引导孩子们从多角度、多层次进行思考。相信经过这样的训练,孩子的探索性思维答卷不会是零分。
或许有人会问,科学看起来这么高深,科学家做的研究看起来也和我们的日常生活相距甚远,如果不当科学家,孩子学习科学有什么用呢?其实,科学实实在在地围绕在我们身边。随便看看我们周围,几乎所有的物品都蕴含着或多或少的科技智慧:小到我们每天用的智能手机、大到出行坐的汽车高铁,都有科技含量融在其中。在一个科技元素已经渗透到生活方方面面的社会里,科学思维能力也必将成为每个人的基本技能。
此外,在信息爆炸的年代,掌握科学常识和科学思维能力,更能对海量的信息作出自我判断,免交“智商税”。
在北大,我研究的是细胞代谢和延缓衰老的能力。在科研经历中,有这么两种情况会让我觉得科学真好,投身科学是值得的:一是在看到实验动物的寿命真的被延长了,我们的研究离人体健康与疾病治疗又近了一步的时候;另一种是在与大众交流,用浅显的语言让大家都能听懂自己所做的事情的时候。
正如中国教育科学研究院副研究员、小学科学教育研究中心主任、教科版小学《科学》教材主编郁波所言,科学作为一门综合性的课程,其优势和追求的目标,并不是要让孩子们知道碎片化的知识,比如植物的组成部分、动物的身体结构等等,这些知识固然需要知道,但更重要的是在更宏观、更接近自然的图景下,向学生们介绍自然科学的概念和理论,以及人们认识自然的过程、了解科学家认识世界的方式和方法。
我衷心希望,在课程结束的时候,能让孩子心中科学的种子在好奇心和探索精神的浇灌下,结出最美的果实。