人工智能时代,科学教育该往何处去?

人工智能时代到来,科学教育是被赋能还是被颠覆?面对新的技术环境,从中学到高校,学生需要怎样的科学教育?怎样才能真正让创新人才涌现而出?科学教育领域亟需寻路,一场前沿专家的对话在上海展开。

6月25日下午,由上海科技馆和长三角教育发展研究院主办的“上海科技传播智库·长三角教育发展研究院2024年度科学教育研讨会”举行。本次研讨会以“人工智能时代的科学教育”为主题,汇聚了来自教育、科技等多个领域的专家学者。

人工智能时代,科学教育该往何处去?

研讨会现场 上海科技馆供图

科学教育要做“加法”

从“科学教育”这个概念出发,可以产生很多不同的面向,科普教育、科创教育、STEM教育等等。而科技和教育,或许本就需要融合。

在中国科学院国家天文台研究员看来,二者其实很不一样。教育更强调传承,科技则更强调突破、创新和颠覆。文化理念上差别很大,磨合的时候也会有冲突。从国家政策导向来讲,需要的是科技界、教育界和人才相关的政策融合起来,共同实现科学教育的发展。

科学教育不断适应新的时代,但也总有不变的东西。上海交通大学讲席教授陈代杰谈到,无论在哪个时代,都有三点是关键:一是基础科学知识的普及和教育,二是科学史的教育,三是科学家精神的培养。

现如今,相较于科学教育,更时兴、更全面的概念是STEM教育,即科学、技术、工程、数学融合的跨学科教育。

在这之中,上海师范大学教授、联合国教科文组织教师教育中心主任张民选指出:“目前我们的中小学在科学、技术和数学方面都落实得很好,但工程有所欠缺。”他解释说,工程是在约束条件下进行设计,然后把所有的知识、要素、工具、物质条件连在一起,构成制作和设计的过程,然后不断修正,最后制成产品,从而体现科学技术的价值。这里体现的是被忽视的过程性教育。

张民选表示,相较于静态性的问题,更重要的是让学生提高解决真实性、互动性的问题的能力。要真正把STEM教育做好,不仅要关注跨学科的性质,还要注重过程性的要求,以及创新性、个性化的特点。

上海大学党委常委、副校长王从春同样强调创造性活动在教育中的重要性。他提出科学教育要做加法,现在更缺乏的是科创教育,“一方面,教材本身要及时迭代更新,在内容的范围、广度、深度上做加法;另一方面,科学教育必须加强工程教育,不光是知识的传授,还有很多理念、思维、方法、精神的更新”。

而在科学素养和工程素养之间,华东师范大学教育治理研究院院长,上海师范大学教育学部部长范国睿又提出了设计素养,“设计思维兼具科学、理性和直觉、想象力,它的培养是未来做STEM教育非常重要的起始性工作,但目前并不被重视。”

科学教育的内涵和外延或许都有无限的空间,长三角教育发展研究院理事兼院长胡卫说,科学可以加工程、加艺术,甚至可以无限加下去。

人工智能时代,人要去解决真正的问题

“用‘人工智能+’解决科学教育的问题,我觉得是未来的方向。”王从春在研讨会上说。

在当前时代,人工智能的普及已经是必然趋势。王从春认为,让孩子接触更多的人工智能的应用甚至原理,能够带来思维方式和理念的变化。通过体验,也能激发他们对人工智能应用场景的兴趣以及对未来的思考,开拓想象力的空间。为了让人工智能走进教育,上海大学也在尝试打造“人工智能+基础学科”“人工智能+智能制造”“人工智能+感知”以及“人工智能+人文艺术学科”等平台和活动。

人工智能在课堂和校园内能够如何发挥作用呢?上海市虹口区教育工作党委副书记、区教育局局长孙磊举了两个例子。比如人工智能操场,在装上感应设备探头后,可以实时监测学生在操场的活动,确保安全的同时能够直接测算运动量。还有一些AIGC的创意设计活动,比如让学生通过AIGC软件创作美术作品,并进一步形成展陈。

而在赋能教育之外,范国睿提醒大家要看到人工智能对教育的颠覆。从更高视角来看,如今的教育体系仍是工业时代的产物,已经表现出对于人工智能时代的不适应。当机器也能够完成知识生产,人的学习就不能只通过死记硬背的方式,否则毕业找不到工作也很正常。

上海市教委体育卫生艺术科普处处长陈华提出,人工智能时代的科学教育,归根结底还是对人的培养,要回归“人”的本源。而当人工智能时代到来,未来的“人”将如何呢?

上海科技馆馆长倪闽景指出,人工智能时代最大的特点,是未来“人”会像“神”一样,每个人都像科学工作者,像科学家。当人工智能代替了人的基础工作,人就可以做自己想做的事,搞科学研究、搞创新。在未来,造一个小行星可能不是科学问题,而是社会问题。“这意味着在这个时代,科学教育的逻辑变了。原来是通过统一的科学教育课程,挑出特别会解题的孩子,送到最好的大学里面,解决已经被提出的问题。而现在,每个人去解决的是自己的问题,是真正的问题。”

科学教育要面向全体孩子

随着“掐尖”招生被屡屡叫停,科学教育的对象越来越被倡导应该面向全体孩子。倪闽景表示,多样化、实践性、面向全体孩子,是我们现在新的人工智能时代的逻辑。拔尖创新人才是无法从小就被挑选的,他说:“伟大不可以被计划。”

在科学教育总是向拔尖创新人才靠近的环境之中,孙磊表示真正应该努力实现的是人人能创造、人人会实践,“科学教育要面向全体学生,一个也不能少”。上海市市西中学校长董君武也表示,真正的拔尖创新人才培养,应该是更多自由生长的过程。把这些所谓的高智商人才聚集起来是人力资源的浪费,没有自由,不可能有创造。

华东师范大学国际与比较教育研究所教授裴新宁提到,人才培养的关键其实在于教育模式和评价机制。“对孩子来说,科学知识或许有限,但是科学语言、科学模式的学习是可以进行的,应该把科学作为一种模式学习,从小形成科学的能力。而在评价方面,更重要的是能力而不是所在的年级。”

校外教育或许在这方面有更灵活的空间。倪闽景表示,上海科技馆要建设成科学教育和人才培养的重点实验室。“挑的人不是成绩考得好的人,而是不一样的人,挑黑客、挑特别喜欢虫子的人,给他们辩论的机会、质疑的机会、批评的机会、动手的机会。”

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