青少年科学素质培养研究——以高中生5分钟科研英语演讲为例

2021年6月国务院印发《全民科学素质行动规划纲要（2021~2035年）》（以下简称《纲要》）。《纲要》提出在“十四五”时期要实施青少年科学素质提升行动，激发青少年好奇心和想象力，增强青少年的科学兴趣、创新意识和创新能力，培育一大批具备科学家潜质的青少年群体。
科学素质是指“公民应具备的基本科学技术知识”，“掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力”（科技部，2016）。为此，科技部专门制定了26条基准，如“能以科学的态度认识世界”“知道用系统的方法分析问题、解决问题”“具有基本的科学精神，了解科学技术研究的基本过程”“具有创新意识，理解和支持科技创新”“崇尚科学，具有辨别信息真伪的基本能力”和“掌握获取知识或信息的科学方法”等。
世界经合组织发布的PISA Science Framework将科学素质定义为一种“用科学态度、科学方法和科学知识去处理问题的能力”，如“懂得科学活动基本原理”“能设计科学活动，提出可复制、可检验的解决方案”“能评估各种信息来源的可靠性和能使用信息得出结论或观点”“能科学地表达自己的观点”和“具有探索、置疑、求真和创新精神”（OECD，2015）。
世界各国尤其注重青少年科学素质的培养，如美国是最早在中小学生中进行STEM （Science, Technology, Engineering and Maths）科学素质教育的国家。美国全民科学素质指数1988年就达到10%的水平（我国2020年才刚达10%），到了2016年达到了28%（杨博，2021）。美国教育部在2016年发布了《STEM 2026：STEM教育创新愿景》，提出大力培养青少年以解决问题为导向的科学素养（Tanenbaum，2016）。他们专门成立了研究院，即USA STEM Academy。成立这个研究院的目的就是“通过组织动手实践的STEM项目来激发学生的想象力和创新力”，如批判性思辨能力、解决问题的能力、创造性和创新意识、团队合作技能。
以色列是世界公认的科技创新型国家，也是有多人获得诺贝尔奖的国家。这和他们把提高学生的科学素质、培养学生的科研意识和开发学生的创新潜力贯穿于从基础教育到高等教育的全过程有关。例如，以色列中小学都有各自的校外学工基地和学农基地，学生定期要去这些基地实践，制作解决各种日常生活问题的手工作品和小发明，然后在教室橱窗和墙上展示（李玉芳，2005）。以色列国家科学院专门举办全国中小学生科学与技术研究成果发表大会。最近一次大会展示了65所小学300余名学生类似“以自然方法净化河流”和“混合燃料汽车对空气污染的影响”的研究成果，不少相当专业，令专业人士都刮目相看（李新元，2009）。
我国目前还不能像美国或以色列一样，有效开展青少年科学素质教育，主要是我们的基础教育制度不同。为应对中考和高考，我国中小学生课内外作业负担沉重，几乎没有参加科研活动的精力。正因为如此，最近中央正式通过了《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》（简称《双减》）的文件。但是，在中考和高考的压力下，学生负担并不会因为《双减》政策而消失。也就是说，只有疏堵结合才是长远之计。例如，是否有可能不以牺牲学生数、理、化、语、外等学科知识的学习为代价，同时又能提高他们的科学素质？本文就是以高中生5分钟科研演讲为例来探讨这个问题。我们的研究问题如下：
1.在高中生中开展用英语做科研活动是否可行？
2.这种活动是否可以促进他们学科知识和科学素质的双提高？
3.这个活动对我国基础教育具有什么意义？