脑与教育学习札记(8)——脑中不同的记忆系统

学习和记忆总是紧密的联系在一起,学习过程需要记忆,否则就不能通过学习影响我们的行为。记忆也是十分复杂的过程,每天我们会接触到大量的信息,当然不可能都记住,记住的也会忘记,有时记住的还不可靠。哈佛大学的Schacter教授写了一本书,数落记忆的七大罪过,说得就是记忆的复杂和不完整,甚至不真实,以及由此引出的伦理问题和法律问题。

上世纪50-60年代,认知科学家按照记忆的时间长短对记忆进行分类,将记忆分成感觉记忆、短时记忆和长时记忆。

 感觉记忆的时间在毫秒到秒级。感觉记忆主要包括视觉图像记忆、声音记忆和触觉记忆几个部分,视觉记忆可以保持几百毫秒;而声音记忆可以保留的较长。可以长至几秒,甚至达到20秒。短时记忆可以保持几秒到几分钟,它的容量大致为7±2个单元。例如,你需要临时记住一个陌生的电话号码,以便拨通,一般你能记住的位数是7±2位。如果你能把信息“打包”成信息组,你可以记住7±2组的信息。长时记忆能保存以天计,或是以年计的信息。

认知科学家Atkinson和Stiffrin在上世纪70年代提出了一个表述这三种记忆关系的框架模型《1》:
   
     

这个模型的不足之处是没有考虑信息在脑中处理的过程。实际上信息即使是瞬时的记忆,也会在脑中有处理的过程,处理加工的深度会影响长时记忆。同时,瞬时记忆处理的内容不仅可以直接取自感觉记忆的内容,也可以从已经存储在脑中的长时记忆里提取。因而,随着对记忆研究的深入,Allan  Baddeley等提出了工作记忆的模型,以修正和补充短时记忆的模型《1》。工作记忆也是瞬时记忆,例如,它的存储时间刚好能让你回答与你交谈者的问题。工作记忆模型包括三个部分:执行中心以及两个从属的感觉记忆的分系统:声音回路和视觉—视觉空间初级处理暂存画面。执行中心负责控制和协调感觉分系统和长时记忆之间的相互作用。在遇到新的情况时,这个中心也可以起到管理注意系统,调整感觉系统,协调和计划行为的作用。工作记忆的执行部位位于大脑的前额皮层,这个部位神经元的工作状态受神经递质多巴胺和谷氨酸的影响较大,也就是说它和情绪、食物、健康状态、以及药物服用等有关。工作记忆是有限容量的,它的容量随儿童的不同发育阶段而改变,不同人之间也有差异,有的认知科学家用对工作记忆的评测,预示儿童智力的发育和差异。

      


    在前面的几篇札记中已经介绍了,在分子层次上,记忆和发生在神经元突触处的改变有关。产生长时记忆需要伴随着突触处发生变化,最通常的机制是发生在信息沿神经元传递的长时程增强过程LTP, Long-Term Potentiation)。在脑的某些部位,如位于颞叶内侧的海马区,神经元被激励时,携带着信息的电脉冲沿着轴突和树突传输,使突触处产生长时间的效应,我们称其为长时程增强过程,这时相应的突触处产生蛋白质分子的合成,就会生成长时记忆。

 

脑是高度特定化的器官。人的学习不是只有一种形式。认知科学家对正常人的认知过程进行研究,把学习分成两类,明晰性学习和不明晰的内隐学习。神经科学家通过对部分脑区被切除的病人进行的研究;对动物活体脑的研究;以及运用先进的脑功能成像技术对正常认得研究,进一步确认了脑中存在着两类不同的记忆系统。

一类对应于明晰性学习的记忆,称为陈述性记忆(或明晰性记忆)。在这一类里又可以分成情景记忆和语义记忆。情景记忆指我们记忆中保存的亲身经历的事件,如难忘的分离、喜庆的过程;而语义记忆是指我们获得的有关个人和周围世界的知识,它并不一定是我们亲身经历的,如我们日常习惯强调的认字、学计算规则、学外语生字等都属于这一类。进行明晰性学习时,我们是在有意识的情况下获得知识,获得的知识是可以用语言表达的、可陈述的,再提取的时候,也是有意识地进行提取。

认知心理科学家经过研究还确认了另一种学习方式,即不明晰的内隐学习。这种学习往往是在不知不觉,潜移默化中无意识地进行的,像我们学习骑自行车、学习母语的文法、习得的讲话的自然姿势、感觉触发、情绪反应等都属于这一类。神经科学家确认和扩展了认知心理学家对内隐学习方式的研究,认为内隐学习的内容会在脑中形成非陈述性记忆,包括情感记忆和动作记忆(认知心理学家注重研究认知,而往往忽略了情感记忆)。陈述性记忆重现时是有意识的提取;而非陈述性记忆的提取往往是无意识进行的,例如我们说母语时,并不需要去刻意考虑按文法组织语句,就是属于提取非陈述性记忆。

神经科学家的研究不仅证实了不同记忆系统的存在,并给出它们在脑中的大致部位,图中给出示意框图《2》。

        
    在研究记忆的历史上,一位匿名叫H.M的病人帮了神经科学家很大的忙。他因为治疗癫痫病,切除了颞叶内侧皮层中包括海马和海马附近的区域,手术以后,他保留了离手术时两到三年以前的记忆,也保留了其他的智力,但是失去了手术前两至三年的记忆,而且不能再形成可陈述的长时记忆。你进入他的房间,和他可以正常地谈话,但是当你走出房间再次进入时,他已经不认识你了,会把你当作陌生人对待。陈述性的长时记忆在海马处生成,而逐渐储存在新皮层区域。动作方面的记忆在基底节中的纹状体以及位于脑后部的小脑部位。基底节对运动控制是很重要的,基底节的体积随年龄增大而减少,特别是右脑的尾核。正常儿童尾核的体积和年龄的增长呈显著的负相关,而患多动症的儿童不存在这种关系。小脑对时间上需要精确控制的动作记忆是关键部位。情绪记忆主要的部位是位于颞叶内侧靠近海马的杏仁体处。这些结构的部位如下图所示: 
        
          
 

了解人有不同的学习方式,以及脑中存在不同的记忆系统,能给我们教育什么启示呢?

1,  既要重视明晰性学习,也要重视内隐学习,特别对儿童,非陈述性记忆形成要早,保留时间长,和我们通常指的素质培养关系最大。

2,  感觉记忆有两个相对独立的回路,来自听觉和视觉,形成长时记忆时,如何有效地运用这两个系统是需要研究的,特别在提高第二外语学习的效率方面。

3,  LTP如何使突触发生改变的?这也是一个复杂的过程,有基因也有环境的作用。有些结论是比较明确的,如人的一些基本需要能够满足时,如睡眠、饥饿等,记忆就可以较好的形成。情绪对形成记忆有很大影响,特别是恐惧。人在恐惧的情况下,一些神经元会变得“静寂”,而无法工作,而一些恐怖的记忆会保留的很长久,甚至影响一生。恐惧对儿童的影响最大,因为儿童的情绪控制能力较弱,这就是我们一再强调要保护儿童远离暴力和忽视(忽视也是一种伤害),重视儿童情绪能力培养的原因。

4,  更深入的研究儿童学习的过程。例如,我们说儿童在10岁或12岁以前,如果有条件学习第二外语可以达到母语的水平,这是指在第二外语文法掌握上,如果有合适的学习条件,这些儿童也可以像掌握母语文法一样,形成无意识提取的程序性记忆。这是需要特别的环境的,如一个家庭父母要分别讲两种语言,或是能够上较好的双语学校,而不是一个星期两节课,学几个单词就行了。对单词的记忆,人的一生中都可以进行,虽然儿童年幼时记忆力好,可是不去经常使用,学到的单词也会忘记的,而母语式的文法习得却是一生可以保存的。

5,  儿童形成长时记忆和脑中工作记忆处的信息处理过程有关,即和儿童原有的经历与条件有关,不同的人之间是不同的,不同年龄的儿童也是不同的,需要因材施教。

6,  神经科学家已经发现:长期存在的压力,会使海马萎缩。因为现在部分的学校和家长不重视儿童情绪的保护和情绪能力的培养,关于情绪记忆和情绪对学习的影响我们需要继续讨论。

还有什么?请大家讨论

 

主要参考资料

1,M.S.Gazzaniga, R.B.Ivry, G.R.Mangun, Cognitive Neuroscience, ISBN 0-393-97219-4

2,N.S.Gallen, A Primer on Learning: A Brief Introduction from the Neuroscience, Social Brain Conference, Barcelona, July 2004

 

 

发布于11月30日 14:34 | 评论数(21) 阅读数(8535) | 脑与教育

科学教育和文化自觉——Science Education and cultural identity

上周,我应邀出席在欧洲一个自然科学院和社会科学院联合召开的会议,从发言稿中,我摘录了一部分,形成了下面的文章。在这部分里,我希望说明:

1,        科学文化也是文化中的重要组成部分,是各种文化成分中最容易进行国际对话和交流的文化。

2,        在探究式科学教育中,既要学习国外先进的经验,发展科学分析和分类的思维,又要在此基础上。继承中国的优秀传统文化,特别是从多个角度分析问题和综合分析问题的能力。

3,        在全球化的背景下,各国都应该提高文化自觉,建设新的、相容的的文化。

摘文

     。。。。。。

可以说,1978年以后中国经济发生的变化和开放,和向西方发达国家学习关系很大。在经济全球化之中,中国是开放国门较早的发展中国家之一,在加入WTO的问题上也一直持积极参与的态度。中国加入GATT 和 WTO的谈判历时十几年(1986-2001),高层领导亲自参与进程的决策和推动。中国还是加入教育贸易协定的数十个国家之一。现在中国的进出口贸易额超过一万亿美元,占总的GDP的60%,互联网用户超过一亿。1978年以后,送往发达国家的留学人员超过八十万。

 

中国经过重新开放二十多年以后,人们开始总结和回顾一些问题,其中一个重要问题就是东西方文化的冲突问题,价值观冲突的问题。“在打开窗子让新鲜空气进入的同时,不可避免地也进来了苍蝇和蚊子”。这是在中国人谈论开放国门时经常说的一句话。因为全球化目前主要是随着经济活动,随着市场进入中国的,传入中国的经常是西方文化中和市场相关的部分,以及和市场相关的价值观。人们看到的、经历到的常常不是西方文化的优秀部分。如音乐上盛行的是通俗的流行音乐,网络上是充满色情和暴力的网络游戏,价值观上是金钱至上的个人中心。这些都加剧了人们对西方文化的抗拒和对西方文化侵入的忧虑。于是如何在经济上开放国门的同时,保持文化独特性的问题,有人称其为文化的自觉问题(Culture Identity),成为人们关注的焦点,影响着教育政策的制定和课程内容的选择。当然全球化之中,也有保持政治和经济稳定的问题,它们和文化独特性的保持是有联系的,但后两个论题中除了和文化独特性直接相关的以外,不在这里论述。

 

对东西方文化冲突和保持中国文化独特性的考虑,反映到教育上,出现了两种不同的态度和做法。

一种强调要恢复学生对中国传统文化的背诵。如要求五岁的孩子背诵他们不能理解的“三字经”,这件事被最有影响的中央电视一台,在2004年除夕的一年总回顾节目中,作为它拍摄的2004年两项教育改革之一,向全国推荐。中国相当有影响的工程院院士杨叔子先生在会议和报刊上发表见解,认为西方背诵圣经,穆斯林背诵古兰经。中国学生应该背诵古文。他要求他的研究生(学习工程的)必须背诵两千年以前中国著名哲学家和教育家孔子写的“论语”和老子写的“道德经”。近来,在一些著名的大学里新建立了一些研究国学的系科和研究单位,开始招收学生和办培训班。
   
另一种意见认为,在二十一世纪中,西方仍然在科学技术和经济上占优势,是主流,互联网上主要是英文资料,因而儿童学习英文越早越好,孩子能有条件越早出国留学越好,有的城市,特别是经济比较发达的城市,出现了出国留学早龄化的趋向。目前在中国中小学里进行的新课程改革,大量引进了西方的教育理念,如建构主义、元认知等等,并且也直接引用了一些西方国家的课程标准,由于制定的时间太短,大部分无法结合中国的实际情况加以改进和提高。最近,中央教科所准备在十所小学里进行实验,直接采用美国STC的科学教材。

在中国向西方开放的过程中,一直在为中外文化的关系问题所困扰,两种态度,拒绝或全盘接受西方文明的态度和争论在中国持续了一百多年,曾反复出现,时起时落。不少仁人志士也提出过一些办法,如“洋为中用”,“中体西用”等等,但缺乏实践成功的例子和较完整的思路。

文化是什么?据说有人统计有500多种定义,至少有20多种定义被认为是比较权威的。有一次我和一位联合国教科文组织的官员讨论文化的定义,他说:文化就是人们日常的行为, 这似乎也太简单了. 许嘉璐教授把文化定义为:文化是人类所创造的一切物质,制度和精神,并把文化分成三类:物质文化、社会文化和哲学文化. 我倾向于认为文化应是,或主要是精神世界的体现. 它即使以物质和具体活动的形式为躯体,文化应是其中蕴涵的精神文明和意识形态。我认为,文化应是多层面的,有“阳春白雪",也有大众文化. 它是分层次的。 最基层是日常的习俗和行为;第二层是艺术、文学、科学、它是现实生活、客观世界和历史传统的加工,提炼,升华;第三层次是理论和思想,包括哲学;第四层次是宗教和政治信仰。

文化是上层建筑,它与生产力的发展程度密切相关. 世界上并不存在统一的文化,虽然在人类发展的各个大阶段中,有大致相同的核心内涵.在全球化中保持文化独特性,或是多样性的问题是很重要的。

 

在一次有关中国大学人文教育的讨论会上,我听到杨振宁先生介绍费孝通先生提出“文化自觉”的问题。我很有兴趣,会后查阅了费老在北京大学的演讲和一些相关资料。费老认为,信息时代的到来以及经济全球化步伐的加快,使地球愈来愈小。处在这样一个国际环境下,各个民族、国家和地区的文化将会不断地接触交流,互相碰撞、融合。正因为如此,我们尤其要提倡文化自觉,要清楚地认识自己的文化,认识其他的文化。只有这样,才能在多元文化的世界中共同创造人类美好的未来。“文化自觉”是指生活在一定文化中的人对其文化有‘自知之明’,明白它的来历,形成过程,所具的特色和它发展的趋向,不带任何‘文化回归’的意思。不是要‘复旧’,同时也不是主张‘全盘西化’或‘全盘他化’。自知之明是为了加强对文化转型的自主能力,取得决定适应新环境、新时代文化选择的自主地位。在新的形势下重新反思当前国际上不同文化之间的关系问题。在中国面向世界,要世界充分认识我们中国人的真实面貌,我们首先要自己认识自己,才谈得到让人家来认识我们和我们去认识人家,科学地相互认识是人们建立和平共处的起点。中国人几千年来的理想,就是要实现一个人类和平共处并共同发展的世界,不同文化之间不应互相冲突,而应相互协调。

 

我们需要在新的时代背景下,认真探讨一条可行的道路,特别在教育上。下面介绍我们正在进行的有关科学教育中的实验和思考。

 

西方文化和中国文化中都有优秀的部分,在这些优秀的部分里会有共同的部分,有容易沟通的部分。科学文化就是这样。我认为西方文化中最优秀的文化之一是科学文化,科学的价值观,而这些方面是中国文化之中缺乏的。是二十一世纪中中国人应该具有的。科学文化又是不同文化中最具有共同性的部分。科学无国界。在科学上人们最容易找到共同的语言。科学家之间比较容易沟通。这就是近几年来们国际科学界能够共同采取联合行动,共同推动各个国家进行探究式教育实验的原因。

 

科学教育的目的不是在简单地传授知识,而是在建立一种新的文化,包括对我们生活的世界的态度,思维方式,包括价值取向。科学文化中核心的精神是实事求是,追求真理。引入西方的科学教育,也需要结合中国的文化,需要引进。吸收、改进和创新。在学习西方科学文化进行科学教育的同时,我们要把它吸收在中国的文化环境里。加以改造和发展的。

 

中国文化中不仅有许多传统的工艺和艺术、书法和诗词。中国文化中也有我们的哲学和伦理。在孔、道、墨、法四大家中,影响最大的是孔子和老子的学说。孔子主张“中庸”,待人主张“仁义”等,对我们进行自我道德修养和建立和谐社会有好处。但是在孔孟之道里,也把许多封建的等级压迫结构固定为社会的行为准则,这些是不能继承的。我们总不能把13世纪以后中国发展滞后的原因,对五四运动打倒“孔家店”的重要历史意义,毛主席主张对中国传统文化去糟粕,存精良的教导统统不考虑吧。老子的道德经一共五千字,内容比较接近自然。在看待世上万千事物和他人时,中国的哲学主张至少从两面看,有阴有阳,一分为二。这种哲学思想,对维持世界的和谐与稳定有是很有益的。在我们的科学教育中应该保持和提倡,在西方的教育中,包括在西方的科学教育中可以吸取。这里我举幼儿园中关于凤的科学教育教案,并作一个对比。

在幼儿园的科学教育案例中,有一个关于风的案例,让孩子了解空气是一种物质,风是流动的空气。这个教案在中国和法国的幼儿园都进行。从科学内容上看是相同的,但是北京市第五幼儿园进行这个案例教学时,孩子们把风对我们的影响分成了两类:风是我们的朋友和风给我们带来的危害,这种看问题的方法就是中国传统文化的反映。当法国科学院代表团参观这个幼儿园时,他们感到很吃惊,因为在他们西方的思维中认为,白就是白,黑就是黑。

 

关于中国人和美国人在认知特点上的不同,已经有很多文章发表了。这里我也可以提供一个关于中国人和美国人在观察问题时着眼点不相同的实证。这是最近美国密西根大学的做的一个科学研究。他们向受试者显示32张不同的图片,这些图片在背景上有一个突出的目标物。用眼动检测仪跟踪受试者的视线,结果发现中国学生看背景的时间多,而美国学生则抓住突出目标的时间多。当背景变化时,美国学生重新辨认目标物的重复率要好《1》。它说明中国人看问题一般注重整体思维,注重关系和相似,而美国人注重分析和分类。中国哲学主张综合,西方哲学强调分析,两者的结合是很有益的,特别在知识越来越多的时代,建立在分析基础上的综合是十分重要的。但是,中国传统的综合,没有建立在对各个特殊个体的分析上,即缺乏通常说的定量的、分析的科学思维之上,常常不够精确,不够深入,容易走形式而不能落实。这些思维都是脑的高级思维,和儿童时的教育有关,教育上不能简单的回归,应该继承和发展。

在人的记忆系统里,不仅有可陈述记忆,用以记忆可以用文字表达的内容,还有情绪记忆系统和程序动作记忆系统,后两者记忆内容是通过隐含学习而获得的,更加和文化环境有关,即使是科学教育,不考虑中国的文化环境是行不通的。也是无益的。
                  
 

2002年诺贝尔经济奖获得者卡尔曼教授的研究中,给出了人类的三种决策系统《2》。靠感知形成的直觉和靠分析,掌握了知识和概念以后,再形成的直觉判断是不同的,前者常常会有错误,不准确,后者是认识的螺旋式上升。我们在科学教育中,就是要让儿童从感知的直觉,过渡到掌握科学的概念和分析方法,以便实现新的飞跃。中国的传统文化大都产生在两千年以前,许多内容来自直接的感知,它也需要提炼、发展,需要科学研究。至少四百年来,西方的宗教一直为他们的生存而研究如何把教义和科学结合,连伊斯兰教也是这样,911以后,我收到过伊斯兰堡寄来的一大包书籍,是他们研究古兰经和达尔文进化论关系的书籍。所以,任何文化都要有继承、有发展。保存和发展自己优秀的部分,学习和吸取别的文化的长处,走螺旋上升的道路。
     
   

要保持各个民族优秀文化,不仅是符合目前在经济上、科学上、文化上不占主导地位的发展中国家的利益,也符合发达国家的利益,需要双方共同的努力。发达国家应该交流他们优秀的文化,而不是文化中的渣滓。中国需要继续向西方学习,特别是学习西方的科学文化—分析和重视实证的文化,在分析的基础上继承我们的全局观点和辩证观点。中国需要学习西方对个人的尊重,在这个基础上继承我们对家庭、对社会的重视和奉献精神。这种文化的多样性和相互交流会有利于建立一个和谐的、可持续发展的世界,教育特别是探究式的科学教育应该是通往我们理想的一条大道,一座建立了解和合作的桥梁。

 

教育在塑造未来,教育是对未来的投资,我们教育政策的制定要考虑未来,考虑不可逆转的全球化的未来,考虑如何建设一个东方和西方都能和谐发展的未来,只有这样,人类的可持续发展才能实现。

 

主要参考文献

1,        Hannah Faye Chua, Julie E. Boland, and Richard E. Nisbett *Cultural variation in eye movements during scene perception Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 10.1073/pnas.0506162102

2,          Daniel Kahneman, Maps of bounded rationality a perspective on intuitive judgment and choice, Nobel Prize Lecture, Dec. 8 2002


 

发布于11月23日 10:58 | 评论数(22) 阅读数(11101) | 我的文章

我们的教育需不需要和能不能为90分以上的学生提供发展空间?

2005年10月24日《科学时报》刊登了一篇对杨振宁先生的专访文章,题目是《杨振宁:中国大学教育的成绩不能抹杀》这是一片很有见解的文章,建议大家找来看一看,特别是对中美两国教育哲学进行对比的一段。


   杨先生在中国完成了大学本科的学习以后,去了美国,学而有成以后,又多次回国访问,十分关心中国的教育和科研事业发展。1997年,根据他的建议,在清华成立了高等研究中心。现在,他亲自在清华执教。可以说,除了杨先生,能有这样的经历和水平来进行中美教育比较的人,可能不多。杨先生的意见是值得我们深思和重视的。

杨先生比较中美教育哲学后,得出的结论是:中国几千年的教育哲学是注重训导,但美国的教育哲学是注重启发。他认为中国的教育哲学对90分以下的学生比较好,而对于90分以上的学生,美国的方法更好。

对于这一点,我认为杨先生分析得很深刻。记得1999年4月,我和杨先生同时应邀参加香港中文大学的一次学术会议,在那次会议上我记下了杨先生的一段对中美教育的对比。他说的是,为什么中国的教育适合培养70到 90分的学生,原文是英文写的:

China

America

Narrow drilled

Solidly drilled

Step by step

Quiet

Timid

Diffident

Passive

Humble

Modest

Wide

Spottily trained

Jumps around

Exuberant

Bold

Confident

Aggressive

Hubristic

Arrogant

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

我把它译成了中文:

中国

美国

训练面窄

训练扎实

渐进式

沉静

腼腆

缺乏自信

被动

恭顺

谦虚

训练面宽

训练不规则

跳跃式

活跃

大胆

自信

主动

傲慢

骄傲

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
   
当然,已经5年过去了,中国的教育有了变化,各地的发展也不尽相同,可是中国和美国教育对比大致和杨先生分析的情况一致。所以,杨先生在10月的专访中认为:中国的教育政策适合平均水平的学生,美国的教育政策更针对特别好的学生。

 

  杨先生认为:目前,中国所需要的是平均水平的学生,所以中国的教育政策对于中国现有的社会状态基本上是好的。我想杨先生已经对中国目前的教育给了尽可能肯定的评价和支持。我回想起几年前,我曾经陪同加拿大的总理克雷蒂安(?名字可能有误)到清华大学演讲。当他演讲结束时,清华大学的一位学生问了他一个问题:你认为未来对加拿大最重要的是什么?他截然回答“Top Brain”意即“顶尖人才”。我在想,对于培养不出尖子人才的教育,培养不出在国际上有竞争能力的创新人才的教育,应当负怎样的历史责任!

 

采访时,杨先生在这一段的结束表示,教育只能慢慢地改,希望对于一些特别好的学生,在小学、中学、大学,都能给他们一个发展的空间。实事求是地说,我不敢奢望我们今天的教育能给学生这样的空间,只是希望教师和学校能给他们视为“另类”的学生一点宽容,这也是我作为家长中的一员,表示的一种无奈。

 

我在这里联想到教育均衡的问题,现在这是个热门话题。我希望不要把教育均衡理解为教育平均,更不能理解为教育划一。世界上没有国家的教育是平均和划一的,因为教育是国家、社会、家庭和个人对未来的投资,国家用纳税人的钱有责任提供尽可能公平的教育;社会应该鼓励为更多的,愿意学习的人提供机遇;家庭和个人在对未来投资上应该有选择的自由和余地。

发布于11月20日 16:10 | 评论数(32) 阅读数(6803) | 我的文章

中法“做中学”科学教育四年合作的回顾

2005102831日,在南京召开了中法科学教育培训研讨会。四年来,中法之间就幼儿园和小学科学教育的论题,每年举行一次高层论坛,这次会议是第四次。

 

2001年,第一次高层论坛在法国举行。中国派出了由科学家、第一批试验区的教师和教研人员、以及政府官员组成的12人代表团,参加了会议。参加会议以前,中国代表团的成员分成小组,参观了法国的幼儿园和小学,现场观摩了科学课的教学。诺贝尔奖金获得者夏尔帕(Charpak)先生、法国科学院副院长、院士盖瑞(Quere)先生和院士勒纳(Lena)先生亲自陪同代表团参观学校,并和我们一起到法国南方,靠近地中海的一个很大、很美的庄园去举行研讨会。

在研讨会上,双方分别介绍了本国科学教育的情况。对绝大多数中国代表团的成员来说,这是第一次较深入地了解和研究探究式科学教育。法国方面介绍了他们的经验,包括组织、网站建设、科学家的作用‘教师培训’案例开发等。在法国称探究式科学教育为“动手和面吧”(LAMAP)。回国后,中国教育部和中国科协正式启动了“做中学”科学教育实验项目,派出了第一批赴法培训的教师。同年,汉博网正式启动,并翻译和刊出了法国LAMAP网站的大部分内容和一些入门书籍。

2002年,法国科学院代表团访华,夏尔帕、担任团长,代表团中还包括了盖瑞院士、勒纳院士,法国国民教育部负责科学教育的总督学西蒙先生等共10人。他们在北京会见了中国科协主席周光召、教育部部长陈至立、和中国科学院副院长陈竺,参观了第一批启动的城市和学校。他们的演讲,高层会见和教师培训,帮助我们推动了“做中学”的起步。

法国代表团参观过程中,大家看到北京、上海、南京的一些实验学校刚刚起步不久,热情很高,一些课堂教学水平相当不错,有许多亮点,都感到很高兴。有一件事给我留下很深的印象,我们到一所国内一流的师范大学去参观,校长刚好有事,不能来接待我们,也不能参加法国代表团的报告会,但可以在中午宴请我们。出来首先接待我们的是一位副校长,他见到我,用中文低声问我,他们这么有名,为什么做小学科学教育这种项目。我一下愣住了,回答不出来,好在他说的是中文。

2003年,在法国举行的第二次高层论坛上,将神经科学的研究纳入了研讨的范围,中国代表团里包括了第二批试验区的代表。同年,第二批中国教师赴法培训,法国也派出了教师,到中国培训第二批启动的实验区的教师。

2004年,在浙江杭州举行了第三次中法科学教育高层论坛。这时,中国已经有了自己的案例,可以在会上提出来讨论,会后出版了《“做中学”在中国幼儿园、小学科学教育案例》一书,此书正在译成法文。在会上,法国方面了解了我们在儿童情绪发展研究上的研究工作,决定把它列入中法合作的内容。200410月第三批教师赴法培训。

我希望特别提一下西蒙先生,他患有较严重的糖尿病,不仅开会都坚持出席,还加班为我们审阅案例。在听了一位专家发言以后,他专门找到我,并告诉我,这位专家介绍的理论需要发展了。我知道,不是出于必需和真诚的帮助,他们一般不会这样做。我对这位专家是很尊敬的,在两年里,我四次听他就同一内容做的报告。这次会议以后,我决心要自学一点教育理论。

2005年的会议原来应该在法国举行,八月份我和Lena院士商议,为了使更多的人受益,决定改在中国召开,拟围绕幼儿园的探究式科学教育,从神经科学、认知心理学、标准制定、教案编写、教师培训等方面系统地进行一次研讨,法国为此组织了10名专家与会。这次南京的会议是很成功的,不仅跨学科地进行了研讨,中法双方专家还共同选定了七个方面的案例,预定在实验一年以后,在法国举行的第五次研讨会上进行研讨,并考虑幼儿园“做中学”科学教育标准的制定,以及启动小学一、二年级教案试点的问题。我们已经议定了下面两年第二阶段的合作内容,待双方外事部门签署协议后,正式启动。

在四年多的合作中,有近500名中国教师在中国,50名左右的中国教师到法国,参加了法国教师举行的培训。为了这个项目的进行,在中国方面,中国教育部有关部门,联合国教科文中国委员会秘书处,许多试验区的领导、教师和专家、东南大学学习科学研究中心以及汉博网的老师和学生们都付出了许多心血和劳动。法国科学院、法国国民教育部、LAMAP工作组的朋友们,以及法国一些师范学院的教师更是十分辛苦。我常常为他们的执着和真诚而感动。

我们之间的合作没有结束,它不仅在中法之间会继续进行下去,而且,在国际上更大的IAP探究式科学教育网络中,会成为核心的一部分,共同推动探究式科学教育的国际合作和交流。

 

我很少这么认真地,自始至终地参加一个国际合作交流项目,当然是因为我认为它重要,我对它有兴趣。在这里,我想起了一个小小的插曲。2001年,我从法国回来以后,写了一篇文章,题目是“做中学”科学教育从此起步,不料因为名字的相同,引起了误会,某学会的领导人正式给陈至立部长写了一封批评我的信。他是好意,到了陈部长那里以后,专门来到我的办公室,把批评我的信件副本送给了我,表示只是学术观点的不同。以后,这个学会好像还针对这个问题开过会。争论的焦点是中国教育中继承传统还是学习外国的问题。别的科目我没有发言权,就幼儿园和小学探究式科学教育来说,我认为,应该先学习别人的,再创造自己的,在创造自己的过程中,继承中国文化中的优秀传统。最近我在学习费孝通先生提出的“文化自觉”,觉得对“做中学”的情况很适用。设想一下,如果从“教育即生活,生活即教育”过渡到包括神经科学在内的,跨学科的科学研究、标准制定、案例研制、教师培训等等,我们要花费多少时间、财力和人力,何况哪里去找这么多科学家和专家。在2001年和2003年赴法参加研讨会的代表团组成中,除了2001年代表团中的科学家代表赵忠贤院士是科学院推荐的,胡启恒院士是中国科协推荐的以外,代表团成员名单是教育部基础教育司决定的,每次都有两位国家级的专家参加。后来,他们都很忙,很忙,很难有时间参加“做中学”实验的工作。而且,他们都是在自己的学派上造诣很深的,不易接受改变,可能他们也认为不必改变。

在这里顺便回答一位网友的问题,法国和美国的科学教育在主要方面没有什么不同。法国开始的时候是成套地引进了美国INSIGHT的案例和标准,然后再重点研究法国学生接受的情况,加以改进。他们很注意研究儿童可接受概念的发展情况,不是随便遇到什么,就教什么。任何负责任的教育改革都需要持续的、高质量的研究工作支持。

 

从这次南京会议上的发言来看,教育改革的关键是教师培训。凡是经过培训,又认真实践的代表,发言水平都很不错。即使他们原来是基层的教研员、教师,现在都成为了专家。而没有经过培训的,基本上“没入门”。看来,探究式科学教育改革不能靠“理念”,不能靠少数精英来实现,要靠广大教师和教研员,甚至全社会的共同努力。

 

我接触探究式科学教育是从1993年参加国际科盟的科学能力建设委员会开始的,前后已经十二年了,觉得还有很多问题需要研究。从这四年的实践看,一项教育改革没有十年左右的时间,在中国恐怕难以真正有成效,我可能又保守了。

 

 

发布于11月12日 0:00 | 评论数(12) 阅读数(5464) | 我的文章

我参加了“明天小小科学家”峰会

10月17日开始到昨天为止,我在五个不同的城市连续参加了六个与科学有关的会议。虽然,在这些会议上,我也做了一点贡献,但更重要的是能向别的会议参加者学习。我会陆续整理我的收获和感想。

先从最近的开始。

11月3-4日,我参加了“明天小小科学家”峰会。这是第五届了,从开始我就一直参加它每年的峰会。这个奖励项目是由香港周凯旋基金会出资赞助,由教育部基础教育司和中国科协青少年部联合举办的,目的是在高中生中选拔科学人才。据介绍,这次有400多人通过互联网直接申请,40人通过通讯评选后,得以来参加聚会。参加峰会的选手经过展示、答辩、面试和笔试后,被分别评为获一等奖的10名,二等奖的30名。从获一等奖的同学中,再选出获特别荣誉奖者3名。参加终评的专家有不少是院士,其余的评委也是著名大学的教授。

获奖者当然是很优秀的。在3号参观展示现场时,我和几名选手谈过话,其中有的学生给我的印象很深,例如香港喇沙书院来的彦勋同学,他发明的是一只价廉物美的义肢。它很有特色,又和我的专业相近,所以就看得仔细一点。看完以后,我顺嘴就说,可以申请专利,可以获利。他很快接口说,我想的不是钱,我想帮助伤残人。我当时愣了一下,在这个年轻人面前,我感到惭愧。这么巧,我去旁观面试时,又遇到他在面试。他的普通话说得不好,所以表达很简洁,他说他做这项发明是为了了解社会,为了接触社会上不同阶层的人,为了了解不同的学科。后来我听专家介绍,他的家庭希望他学医学,将来生活可以稳定,可是他准备去MIT读大学,还想以后争取得到诺贝尔奖。我从心里感到高兴,绝不仅是为他的发明,当然他的发明也很优秀,这次得到了最高的奖项。我想,在参加峰会的同学中,一定不乏像彦勋同学这样优秀的年轻人。

4日颁奖仪式上,会议要求我发言,我除了表示对捐款人和各有关方面的感谢,以及对获奖者的祝贺以外,我特别希望科学家和教师一起携手努力,为造就不是40名。而是千千万万的优秀人才而共同努力。

为达到这个目的,我们还有很长的路要走。

 

发布于11月5日 15:29 | 评论数(9) 阅读数(5951) | 我的文章

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