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  • [科学评论]Science Review

教育界的“登月计划”

时间: 2016年10月14日 | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)

专栏作者简介

撰文 拉塞尔·希林(Russell Shilling)  翻译 薄锦

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    最近,由商业圆桌会议(Business Roundtable)和非营利机构“改变方程式”(Change the Equation)赞助的一项研究显示,美国大型企业97%的首席执行官认为,美国本土劳动力普遍缺乏科学、技术、工程和数学(STEM)领域的技能,这成为他们企业面临的一大问题。接下来的5年里,这些企业需要雇佣近100万名拥有此类技能的新员工,还有60多万名有应用科学背景的员工。美国以前也遭遇过类似处境。1944年,罗斯福总统委派战时的科学研究发展局局长范内瓦·布什(Vannevar Bush)制订一份计划,以维持二战期间出现的科学大幅进步的势头,部分原因就是为了应对呼之欲出的技能匮乏问题——因为有大批本应在校学习的学生之前都被征召入伍了。

    布什的报告中影响最大的地方,就是对基础研究与应用研究进行了区分,这成为了现在美国政府资助科学研究的主导模式。虽然这样的区分在许多领域都卓有成效,但在教育和社会科学领域,基础研究有时却未能成功地转化成应用成果。当我们研究该如何克服这一新危机的时候,应该考虑另一种科研模式——美国国防部高级研究计划局(DARPA)自1958年以来就在一直在使用的方法。

    DARPA的工作流程会让人联想到二战期间雷达与原子弹的开发过程:由世间最聪明的头脑组成的不同团队持续攻关基础研究课题,从而达到解决极度复杂的难题的目的。不同于传统的基础研究或应用研究,DARPA模式属于已故科学政策研究者唐纳德·E·斯托克斯(Donald E. Stokes)在1997年的著作中提出的一个类别——巴斯德象限(Pasteur's Quadrant)。依照斯托克斯的分类,基础研究位于波尔象限(Bohr's quadrant):这种研究追求的是基础知识,不会考虑这些知识的最终用途。应用研究位于爱迪生象限(Edison's quadrant),对于这一类别的研究,生产出具体的产品才是首要任务。而在以路易斯·巴斯德(Louis Pasteur)命名的巴斯德象限中,基础研究被用于解决一些具体和急切的问题。

    DARPA这个政府机关便位于巴斯德象限。它的每个项目都相当于一次登月计划。最终目标十分明确,但是实现的过程依然相当灵活多变。我们美国教育部STEM办公室现在提议将巴斯德象限作为一种手段,开展教育研究“登月计划”,尤其是在科学和技术的交叉领域。值得研究的可能项目不计其数。例如,能否为学生打造出适用于各个教育阶段,从学前教育到大学的针对性数字教程?能否利用同样的教育技术鼓励和加强终身教育?能否找到新的办法,来实时评估学生对知识的掌握程度,而无需等到课程结束?只有集合研究人员、专业开发人员和教育工作者,组成创新能力最强的研究团队,并把各种问题视为一个整体进行处理,才有可能实现这样的目标。正因如此,奥巴马总统才会在2016年预算案中,提议为教育高级研究计划局(Advanced Research Projects Agency-Education, ARPA-ED)拨款5 000万美元,让教育部有能力支持周期长且影响深远的技术开发,帮助学生成为21世纪的合格劳动力。

    为了确定该在哪些领域进行投资,我和同事们目前正在召集数批革新者和教育家,共同商议STEM教育的2025年愿景。一俟愿景明确下来,我们就会对其进行解构,构思出一套方案来加以实现。届时敲定的愿景会是正确的吗?这很难说,但是作为最初的愿景,我们并不需要做到绝对正确。只要我们始终牢记改善教育成果这一根本目的,相应的目标和愿景随时都可以在实践的过程中不断调整。就像1968年互联网初现雏形之际,DARPA的研究人员并未预见到它未来的模样一样,现代的革新者在卷起袖子付诸行动之前,也无法预知技术将给教育带来怎样的变化。