教育研究丨未来科学家的选拔与培养:中学的关键作用

文摘   2024-12-10 08:56   北京  


Pf, Brandwein. “The selection and training of future scientists.”The Scientific monthly 64 (1947): 247.

摘译:帅瑶(北京大学教育学院硕士研究生)

   我们应该关注对未来科学家的教育,这种教育应该尽早开始,并且持续不断,从而确保我们的青年科学天才源源不断地涌现。研究生院的老师总是抱怨本科教育,大学教师又在抱怨高中教育。本科生院和研究生院之间的联系清晰可见,但是高中与大学之间的联系却格外模糊。虽然这是事实,但是高中教育在培养科学家的过程中具有举足轻重的作用

  我的目的在于介绍Forest Hills高中对未来科学家的初步培养和训练。这种所谓的“训练方法”,再加上一些其他手段,可能在高中阶段预测和挑选出具有科学天赋的学生。本文将探讨一种有助于在高中阶段发现、鼓励和培养有科学天赋的学生的方法,但这并不意味着科学工作从高中就开始了,只是这些学生在未来更有可能成为科学家。

                                  (Paul F-Brandwein,1912-1994)

    Forest Hills高中的新生班大约有350名学生。在第一学年的第一学期,所有人都选一门普通科学课程,这门课程旨在帮助学生理解环境中的一些普遍现象以及科学在解决生命和生活问题中的作用。这是选拔和培育科学家的第一步。之后对学生的进步情况,尤其是在科学上的突出表现,进行仔细观察,不仅关注那些成绩好的学生,也关注那些虽然成绩不好但是动手能力强的学生,因为这部分学生可能对科学有兴趣。学校的宗旨是给每一个学生一个环境,让他们将自己的天赋和机会最大化利用。在第一学期结束时,那些表现出对科学工作兴趣和具有科研能力的学生将得到去实验室工作的机会。感兴趣的学生一般会主动争取这个机会,但是对于那些不感兴趣却在课堂上表现出有能力的学生会也被邀请去工作。他们自己选择自己的工作领域,或者被引导到一个合适的领域。他们会选择参加一些活动,如帮忙准备教材、维护博物馆的标本、协助特定领域的科学教师、培养生物标本、参加科学俱乐部的活动等。第二个学期,科学指导项目继续开展,很多好学生都投入到所谓的课外科学工作中。但是我们认为这个工作不是课外的而是学校科学训练项目的一部分(大多数学生而言,这是一门生物课)。

    第二学年,开始挑选学生进行特殊的科学训练。在第一学期即将结束时,根据学生的智商、阅读成绩和前三学期的理科成绩,学生会被选入所谓的荣誉班成为特殊的科学学生,具体人数视情况而定。在350名学生中,大约有4060人会进入这类班级。一般来说,这个班级中的学生都是最优秀的,他们当中有毕业班排名前四分之一的学生。学习成绩前10名的学生往往都来自这个荣誉班。这个班的每个学生都要上第三年的理科课,其中大约96%的人要上第四年的理科课,继续学习物理和化学,大约40%的人甚至要上第五年的课。

  我们并不认为只有这部分学生才会继续从事科学工作,因此,我们一方面通过开设普通教育项目来使那些不太可能成为科学家的人获得基本的理解和鉴赏能力,将来能够与科学家们密切合作。另一方面通过开设特殊教育项目来对那些未来可能成为科学家的人进行特殊训练。

                    (Forest Hills High School)

    我们允许平均分在80-85分的学生进入这个荣誉班,并给予他们相同的训练。此外,我们发现,那些平均分在90分及以上的学生能够充分利用以下训练:1.从事一些高中水平的原创性研究工作;2.学习各类实验室设备的专业操作;3.学习实验室技术;4.在车间工作中获得特殊技能;5.阅读经典的大学理科教材;6.接受充足的数学训练;7.在展览会上展示其作品;8.为学校科学期刊等撰写报告;9.参加高中学科与数学荣誉社团定期组织的研讨活动;10.参与Westinghouse教育基金会年度科学人才评选。这些都是选拔科学天才学生的基础训练方法,而不是测试方法。目前,这种方法还处在发展的初级阶段。

    在许多这样的活动中,真正的科学家可以看到一幅科学家胚胎发育的图景。这些年轻人一边工作,一边成长,他们让科学家的方法变成自己的方法,他们也会运用这些方法研究社会现象和自然现象。这种对科学家社会责任的早期训练是极为重要的。也许,如果我们在高中或者更早的时候就训练学生先将自己看成公民,再将自己看成专家,我们就不会“在公众生活中被科学上的无知者所统治,在科学实验室中成为政治和社会的文盲”。这也是我们普通教育和特殊教育计划的首要目标。

    在高二年级,我们为荣誉班中的40-60个准备长期从事科学工作的年轻人提供实验室。他们需要阅读原始资料、计划实验、订购材料、建造设备——总之,在两年的时间里小规模实施,为科学家们的工作服务。他们的老师也会随时根据他们提出的有价值的问题给予建议。

    在这两年的时间里,虽然许多学生由于各种原因退出了科学工作,但是在没有改革前我们不会放弃他们中的任何一个人。我们会把这些年轻人保留到最后——尤其是他们的基本素质证明有必要这么做。目前,约10名学生参加了上述10项活动。在这10名特殊科学专业的高年级学生中,我们相信有3-4名高年级学生可能会成为未来的科学家。3-4名学生会在高中的最后一年接受一种学徒式的训练,即到企业、大学或者实验室去协助科学家工作

    据我们的初步观察,仅靠高智商或高学业成绩并不能保证科学上的成功。没有广泛综合能力的高中科学爱好者虽然可能会成为一名优秀的技术人员,但是可能不会有高水平的研究贡献。当然,这一结论取决于对一定数量的业余爱好者和一定数量全面发展的学生的未来生活的密切考察。

    我们可以对未来科学家的一些特质做出粗略的描绘,但是这取决于进一步的观察。他们的智商下限约为125-130,阅读成绩约15-16分,有非凡的工作和学习能力,在毕业班中排名前十,凭借自己的工作才干赢得荣誉,具有广泛的综合才能。他们在学术上无可指摘,在数学和语言上的能力不逊于在科学方面的能力。通常,他们也有很强的动手能力和创造力。无论其经济背景或民族背景如何,他们都表现出高度的社会意识,对科学和社会的关系持开放态度。他们认为,科学的力量可以造福社会。

    我们认为应该在全美范围内推行一项综合计划来刺激并维持在高中和大学中开展最好的科学教育。同时,也应该有一个精心策划的项目(也许是一个国家基金会)来挑选具有科学天赋的学生,并资助他们的培训。这些不仅都需要资金,同时也需要开发挑选设施。科学迫切需要寻找其源头,即最优秀的青年男女的稳定流动和培养他们的设施。最重要的是,我们迫切需要受过培养未来科学家训练的教师。科学必须指望那些作为它的主要动力和希望的人的发展。


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