来源：上海科技报 2024年10月15日
标题：先立后破，让科创拔尖人才不断涌现 上海师范大学副校长李晔谈科学教育范式的重构
记者：吴苡婷
上海师范大学是上海目前唯一设置科学教育（师范）专业的大学。2019年学校率先首次招收人工智能专业师范生。多年实践结出丰硕成果，学校培养的大批人才有力支撑了上海基础教育阶段的科学教育工作，尤其为浦东新区义务教育阶段实施人工智能课程的全覆盖提供课程指导和人才支持。今年8月，“AIGC时代下的人工智能与创新科学教育”主题研讨会在上海师范大学举行，工作经验得到全国兄弟高校高度认可。在近日召开的“一带一路”共建国家教育行政人员高级研修项目上，上海师范大学副校长李晔教授向来自世界各地约30位政府官员、专家和学者介绍了上海师范大学的创新实践，赢得高度赞誉。
日前，记者就科学教育人才的培养和科学教育未来发展趋势等问题专访了李晔教授，他介绍了实践背后的工作思路和实践中的心得体会。
矛盾又无奈，从一个“悖论”开始的改革和探索
2018年，李晔从同济大学来到上海师范大学工作，这位在科研和教学领域深耕多年的专家敏锐地发现了一个十分矛盾的问题：对于计算机课程越是重视，中小学的计算机老师就越是缺乏。
“当时基础教育阶段有一门课程叫做信息科学，虽然上师大从1985年起就开始招收计算机专业科学教育方向的师范本科生，但是真正到中小学就业的毕业生很少，很多都青睐计算机公司，因为薪资较高。特别是学业优秀的，基本都不愿意到中小学工作。这也导致了不少中小学里，这门课程只能由物理、化学等学科的老师来兼任。”李晔说，“但是通过调研，我们又发现了另外一个现象，当时很多学生还去了教培机构，因为有师范生的知识储备，所以他们在单位里如鱼得水，一些学生甚至入职半年就被予以重用，成为独当一面的项目经理。”
进入新时代，人工智能技术开始复兴和逐渐繁荣。为积极顺应形势发展，李晔和同事们对专业进行大胆改革，“我们直接奔赴最前沿，2019年依托信息与机电工程学院的师资力量成立人工智能专业，该专业全部招收师范生，吸引了一批优秀学子前来报考。我们秉承工程筑底,教育铸魂的理念，培养模式是‘卓越工程师’+‘卓越师范生’，毕业生同时具备较好的从教能力和较高的计算机技能。”
恰逢浦东新区率先在全国在基础教育阶段开设人工智能的课程，师资力量十分匮乏，第一批人工智能专业的师范生在大一期间就顶岗实习，直接在浦东新区中小学“任教”，边学边教，效果良好，深受欢迎，师生们一下子信心倍增了。李晔说，上海师范大学敢为人先、勇于探索，开创性的教学经验很快在全国各大师范大学推广，中国计算机学会还专门成立计算机师范教育分会，上师大作为分会领衔单位首创了科学教育创新论坛。首批本科毕业生从教意愿强烈，考研积极性相当高。
科学课程已经从“兴趣佐料”变成“必备正餐”
如果说过去的科学课程只是兴趣爱好，是学业之外可有可无的一份“佐料”，那么今天的科学课程已成为中小学生必不可少的“正餐”，科学素养已成为了中国学生的必备素养。
营造科创氛围需要提高全民科学素养，但是撬动世界变化的一定是极个别的拔尖人才。中国需要创新科学家、战略科学家和卓越工程师。李晔认为，这些拔尖人才在人群中属于极少数，其培养的关键时期并不在高等教育阶段，而是在基础教育阶段。要建立“发现-培养”机制，一旦发现好苗子，就应该给其优质资源进行提前培养。
上海师范大学科学教育专业因此进行了重新构建。“我们将科学教育专业从化学系和生物系转移到建工系，通过强交叉、全实践、大整合的人才培养新模式，培养工程思维导向的科学教育师范生。”李晔介绍说，这是一种STEM教育+（A、B、C、D、F）的培养方式。STEM教育强调科学、技术、工程、数学四个领域的融合和互动，通常以项目化学习实现，而不是简单地将四个学科并列或者分开教授；注重将理论知识应用于实际问题的解决，培养批判性思考能力，而不是单纯的知识教授；为广大学生应对快速变化的世界做准备，同时随着社会需求和技术的变化而不断变化。而“A”是人工智能知识（AI），“B”是生命科学知识（BIO），“C”是化学知识（chemistry），“D”是设计知识（Design），“F”是物理学知识（Force），科学教师需要有跨学科的前沿知识的学习能力。
领导力也是科学教师不可或缺的基本能力。李晔认为科学教师是科技资源的整合者、科创活动的组织者和科学教育行动网络的连接者，在基础教育阶段能够更好地帮助科创苗子茁壮成长。
进入“无人区”后，重构科学教育新范式是必然选择
为什么要重构科学教育新范式？李晔认为，今天中国人才的成长规律已经与过去不一样了，“过去需要是追赶型人才，在高等教育阶段只要能够模仿西方发达国家的先进技术就好，足够的人才可以慢慢形成和西方类似的学科和相关产业。现在中西方都进入了科学发展的‘无人区’，现在中国需要的是颠覆型人才、领军型人才、面向未来的人才，这些人才要敢于挑战，敢闯敢想敢干，也能承受失败，中国之前是缺乏这样的培养土壤的，现在需要建立起来。”
“这样的新范式单靠基础教育阶段的工作者们是无法完成的，需要建立的是‘大中小幼一体化’的科技创新培养体系。高等教育为龙头，进行科学教育方式的逆向设计，提出中小学幼阶段学生培养的新要求。而基础教育阶段负责正向的具体实施，先立后破，慢慢地构筑中国科学教育的‘万里长城’”。李晔说。
在李晔看来，百年未遇大变局中，科技就是最大变量，科技支撑产业也支撑经济发展。2035年建成教育强国奋斗目标的号角已经吹响。一个科学教育跨越式发展的新时代已经到来。在实现中国式现代化的新征程上，科学教育体系的重塑就是必须逾越的山峰，而勇攀高峰，争创一流，正是上海师大人不懈的追求。
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