随着科技的快速发展，科技教育的重要性也日渐凸显。如今，越来越多的中小学生热衷于参加各类科技类赛事，但与此同时，不少科技和教育工作者也关注到，在青少年科技赛事热的背后，仍有一些亟需引起重视的问题。比如，一部分学生在科技类赛事中表现突出、获得奖项，但仅凭这点是否能说明我们的科技教育是成功的，能让学生有足够的素养和能力应对未来社会的需求？另一方面，和国外部分一流高中相比，我们的科技教育是否还有进一步提升的空间？

本期刊发一位青年科技教育工作者对上述问题的思考，以期激发更多业内人士对青少年科技教育给予更多关注、投入更多力量。

——编者

科技教育越来越受到广大学生、家长群体以及教育界的重视。从科技教育的实施情况来看，我国青少年科技教育一部分发生在课内，以数理化、通用技术、信息技术等课程方式实施；还有一部分发生在课外，大致包括创造发明、工程模型、机器人、少儿编程等几个主流类别。经历十余年发展，科技教育的内容除了增加信息技术这类科目，变化十分有限。

在青少年学习成长中，科技教育究竟应以什么样的形态呈现？如何更好服务于青少年的成长？科技教育如何在当前教育工作的大局中起到适当的作用？这些依然是难解之题。

过去十多年来，我走访了不少科技教育比较发达的国家和地区。所谓“他山之石，可以攻玉”，部分发达国家和地区在科技教育领域的探索之举，有不少值得我们借鉴的地方。

看不到“天花板”的学习，更能激发学生探索欲

在中小学从事科技教育多年，我时常会遇到一些在高中就能很好地自学组合数学、混沌数学这类比较“前沿”数学知识的学生。但因为这些知识既不在高考范畴内，也不在学科竞赛范畴内，就仿佛变成了一种“无用”的知识，学生们探索的热情和好奇心常常会在老师不断的“劝退”声中逐渐磨灭。

但是，我们在走访一些发达国家的中学和大学时发现，不少中学的数学课会允许数学出色的学生接触微积分、多元微积分和其他高等数学知识。不少大学也会对这类中学生敞开大门，为他们设置课程和活动。看不到“天花板”的学习模式，确实能激发学生探索未知的渴望。在这些学生中，就有不少人萌发出探索未知领域的“野心”，以及进入一流大学深造的动力。

青少年群体，尤其是那些思维活跃、态度勤勉、对科技充满热情的少年，很可能成为未来我国科技工作者的主流。中小学的科技教师，实际上是点燃青少年好奇心、引领他们走上科技道路的启蒙人，我们也许都应该先问一问自己：我们传递给青少年的科技知识，尤其是在基础教育阶段给孩子们的科技教育启蒙，是否能让他们在未来世界竞争中保持领先？

需要强调的是，对于这个问题，不能简单地以获得科技赛事奖项的数量来论英雄。

每年，都有不少中国学生在各类学科奥林匹克竞赛中摘金夺银，近年来的国际科学与工程大奖赛以及各类机器人竞赛，获奖名单中也有不少中国学生。这些都说明，我国科技启蒙活动以及基础教育领域的学科教学卓有成效。但同时，我们也要看到，对标科技强国的目标要求，面向青少年群体的科技教育仍有很大的提升空间。具体而言，现有的教学体系是否给科技教育的课程设置留足时间，给学生从事科技活动留出足够的发展空间；在大学、中学教育贯通的过程中，对学生的科技创新能力培养，是否也做到了充分衔接。凡此种种问题，都值得业内关注、思考。

“300小时”和“2000小时”之间的差距，说明了什么？

这些年，我们走访一些科技教育出色的学校时发现，不仅学生探索基础学科领域那些看似无用的知识可以得到鼓励，在应用领域，学校也会拿出大量资源支持学生的研究。

我在调研一所国际一流高中的机器人社团时看到，很多学生开始使用自行研发设计的印制集成电路板来替代电路焊接连接。从比赛结果看，这些队伍未必能在科技比赛中获得最好成绩，但就学生的成长与收获而言，印制集成电路板的有关课程一般在工科大学中才会开设，并考虑将其作为支撑本科学生毕业设计的内容，从大一到大四陆续教给学生。大学本科课程向高中下移，是科技教育的一种重要形式，可以有效地服务学生的发展。但就这一领域而言，当下科技发展速度迅猛，科技教育的内容其实也较之四五年前完成了一个世代的迭代——大学和中学的贯通教育是否也能同步向前，在教学内容上迭代，对学校和教师都是很大的考验。

同样，再以在国内比较火的机器人课程为例。我们研究国外四年制高中学校的课表和课纲后发现，部分学校的机器人课程贯穿了整个高中四年的学习生涯，每周5—6课时的教学时间。学生要学习三维机械制图、机器人运动学和相关数学、电路设计与电子元件测试（印制 电路 绘制）、数 字通信以及基于以上的代码编写和算法。这就意味着，如果一名学生选修了机器人课程，又参加了各种和机器人相关的社团活动，那么四年下来，他在相关领域的学习时间可以达到惊人的1200到2000小时。

可以毫不夸张地说，在最前沿的科技教育领域，比如机器人教育，不同国家的科技教育间其实已有一道鸿沟。随着软件的进一步易用化与电路贴片成本的下降，在这样的科技教育体系中，中学生全面学习和掌握机器人设计和研发技术会是一件很正常的事。

而在国内，目前，我们大多数学校的机器人教育还停留在课外的每周2小时，即使学生坚持高中三年不中断，也只有300小时，且学习内容仍停留在使用专用于中学生机器人比赛的设备和技术。

时间的差异是有意义的，在我们走访过的不少知名高中，一部分学生在高中阶段就具备完成普通工科本科毕业设计所必需的知识和技能，这使得他们在大学阶段得以放开手脚大干一番。就此而言，“300小时”的学习显然远远不够。虽然国内的很多学生依然可以在比赛中获奖，但无法期望他们能在相关领域的学习上持续领先。

高度重视高中的科技教育，一步领先步步领先

当然，很多家长也会疑惑：让高中生学习现代机器人工程设计所需要的科学知识方法与工程技术，究竟有什么用处呢？他们如果对工程机器人感兴趣，在进入高校后，选择相关专业不也一样可以学吗？

我曾经指导过一名学生，他对科技探索确实有一定的天赋，并具备自发的热情，在升入大学之前就已经比较系统地学习和掌握了相关领域的知识。高中阶段，他投入在工程与机器人相关领域的学习时间不会少于1000小时。所以他在高中毕业时已能独立设计类似编码器计数印制电路板这样用于机器人设计的元器件。通过跟踪他的学习经历，我更近距离地了解到经历或者未经历系统学习在机器人工程研发时可能带来的差异。

这名学生所在的大学是一所世界知名的理工科大学，他入学时，学校刚好成立了一支工程技术领域的攻关团队。在这支团队中，来自其他发达国家的本科生已经能够娴熟地开展工作，但是中国队员大多数是国内一流大学相关专业本科毕业后去该大学深造的博士生。我的学生因为在机器人和工程上的经验，在大二的时候就成为一个技术领域的队长，手下既有当地就读这所大学的本科生，也有从中国前往深造的博士生。在机器人工程等类似的应用领域，经验积累十分重要。更早的学习意味着更多的经验，也意味着能够第一时间将工程构想在现实中落地，更意味着学生在学习中一步领先、步步领先，如果博士生经验少于本科生的话，那么本科生领导甚至指导博士生，就不是什么不寻常的事情了。

当然，后来居上也不是不可能发生的。但人的创造力通常不会随着年龄增长而提高，所以青少年时代的三四年经验并非无足轻重。同时，15岁到18岁的青年在学习上具有独特优势。比如，高中生很少计较更长远的得失，会在喜欢的事情上全情投入，投入科研的原动力十足。

此外，也有一件我经常见到、但是觉得不应该太过于轻视的小事：在过去十多年里，我经常会遇到一些因为热爱而自发投入成千小时在相关学习领域的学生。这些学生往往会带着一些战天斗地、和全世界拧巴着的“悲壮感”。如果我们能考虑到他们从事这些活动和学习的时间并不“天经地义”，是需要从家长、老师那里“虎口夺食”而来，也并不被大学录取体系所欣赏，那么这种情感是非常可以理解的。身为科技教育工作者，我们也应该思考，还能为他们多做一些什么？

总体来说，要让我国科技教育取得更大的进步，在世界上保持领先，单纯依靠课外教学或者中学教育，其实远远不够。学校教育能够做什么？中学和大学教育的衔接工作可以做什么？这里面可以探讨的内容其实还有很多。千里之行，始于足下，当我们开始面对并意识到问题所在时，相信这个问题终究是可以解决的。

转载自：文汇报2024-5-11期
文：彭禹（作者为深圳新哲文院暨深圳实验学校国际教育基地副校长）
图：视觉中国
编辑：张鹏
责任编辑：姜澎