作為一名科學(xué)教師的培養(yǎng)者和曾經(jīng)的科學(xué)教師，雖然我很久以來就知道科學(xué)競(jìng)賽(science fair)應(yīng)該是我職業(yè)經(jīng)歷中的一部分，但是直到最近我才對(duì)此進(jìn)行了認(rèn)真的思考。我任教的學(xué)校沒有參加科學(xué)競(jìng)賽，我也沒有擔(dān)任過指導(dǎo)老師，只是在地區(qū)級(jí)的賽事上擔(dān)任過多年的評(píng)委。我通常只是將科學(xué)競(jìng)賽作為科學(xué)教育中歷史悠久的一個(gè)部分，但是對(duì)于比賽的過程和成果卻知之甚少。
　　2010年秋天的一天，我的女兒從學(xué)?；貋砗笮迹骸拔覀兘衲晷枰鲆粋€(gè)科學(xué)競(jìng)賽的項(xiàng)同，我還不知道做什么，你要幫助我。”女兒的要求不僅給了我一個(gè)很好的參與機(jī)會(huì)，也給我了一個(gè)獨(dú)特的視角去觀察科學(xué)競(jìng)賽本身。當(dāng)我們一起做女兒的項(xiàng)目時(shí)——考察槲寄生的生態(tài)和分布——我對(duì)這些競(jìng)賽的基本認(rèn)識(shí)逐漸變成熱情和反思。隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，我逐漸確信是時(shí)候該重新考慮“科學(xué)競(jìng)賽”所涵蓋的活動(dòng)范圍了。
　　在這篇文章中，我用“科學(xué)競(jìng)賽”這個(gè)詞來指那些能夠?yàn)閷W(xué)生提供關(guān)于“做”科學(xué)(包括展覽會(huì)、奧賽和其他的設(shè)計(jì)競(jìng)賽等)的真實(shí)以及親歷的經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目和課題，這里，我對(duì)這些類型的項(xiàng)目給出一些思考和建議。
　　科學(xué)競(jìng)賽，過去和現(xiàn)在
　　很難精確地說出科學(xué)競(jìng)賽和研究競(jìng)賽最早是什么時(shí)候出現(xiàn)在教育領(lǐng)域之中，但是對(duì)于很多學(xué)生來說，這些競(jìng)賽變成了一項(xiàng)年度的儀式——一些學(xué)生熱切地期望著，而另一些學(xué)生則十分畏懼。傳統(tǒng)的科學(xué)競(jìng)賽至少可以追溯到1928年，紐約市的美國研究院在美國自然歷史博物館主辦了第一屆科學(xué)研究競(jìng)賽。從那時(shí)起，逐步發(fā)展到本地、地區(qū)、州等各個(gè)級(jí)別的競(jìng)賽，1950年在費(fèi)城舉辦了第一屆全國競(jìng)賽。這個(gè)競(jìng)賽的范圍逐步拓展，發(fā)展成為目前世界上規(guī)模最大的和最著名的科學(xué)競(jìng)賽——英特爾國際科學(xué)與工程大獎(jiǎng)賽(IntelInternational Science and Engineering Fair，科學(xué)與公眾社團(tuán)，2011)。
　　在地區(qū)級(jí)的競(jìng)賽中，一般由商業(yè)、工業(yè)和高校等機(jī)構(gòu)為競(jìng)賽提供主要的經(jīng)費(fèi)支持并提供指導(dǎo)教師和評(píng)委。一些國內(nèi)和跨國的技術(shù)和媒體公司通過多種方式贊助這些年度的賽事，如科學(xué)服務(wù)社、西屋、3M、西門子、探索頻道教育、東芝、杜邦、迪斯尼、WestEd、康拉德基金會(huì)、美國科學(xué)教師協(xié)會(huì)，以及谷歌(2011年它舉辦了世界第一個(gè)在線的科學(xué)競(jìng)賽)。
　　很多不同類型的團(tuán)體——從自然科學(xué)的學(xué)會(huì)到科學(xué)家的專業(yè)協(xié)會(huì)——為競(jìng)賽獲獎(jiǎng)?wù)咛峁┲苯淤Y助，或是獎(jiǎng)金和特定科學(xué)領(lǐng)域的獎(jiǎng)學(xué)金。一些頂級(jí)的國家級(jí)和國際的科學(xué)競(jìng)賽個(gè)人獎(jiǎng)金高達(dá)上萬美元，每年獎(jiǎng)金的總額達(dá)到幾百萬美元(谷歌科學(xué)競(jìng)賽，2011；科學(xué)與公眾社團(tuán)，2011)。
　　盡管對(duì)于科學(xué)競(jìng)賽的支持看上去很多，但也有隱憂。雖然一些競(jìng)賽者的成功經(jīng)歷在媒體上被報(bào)道，但是并沒有關(guān)干這些競(jìng)賽參與范圍的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)(如參與者的數(shù)字)。當(dāng)然，競(jìng)賽對(duì)參與的學(xué)生有積極的作用，但是對(duì)于究竟有多少學(xué)生參與了這些競(jìng)賽及相關(guān)活動(dòng)并沒有準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)。最近由美國科學(xué)教師協(xié)會(huì)開展的一項(xiàng)調(diào)查顯示(Petrinjak，2011)，75％的受訪者說他們所在的學(xué)校去年舉辦過科學(xué)競(jìng)賽，但是僅有68％的人說他們明年會(huì)繼續(xù)舉辦。此外，還有65％的受訪者說科學(xué)競(jìng)賽正在變得不那么常見。
　　《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道說許多主要的科學(xué)競(jìng)賽的贊助正在減少(Fitzsimmons，2010)，并且在全國范圍內(nèi)，科學(xué)競(jìng)賽的參與者和獲得的支持也都在減少(Harmon，2011)。減少的原因還不清楚，但是，一般來說，教師似乎因?yàn)樾枰度氪罅康墓ぷ鞯腔貓?bào)很少而不愿意參與競(jìng)賽。此外，因?yàn)閷?duì)于課末考試和其他學(xué)業(yè)目標(biāo)不斷增長(zhǎng)的重視占去了學(xué)生越來越多的時(shí)間，從而使學(xué)生無法參加課外活動(dòng)。
　　現(xiàn)在來反思科學(xué)競(jìng)賽的優(yōu)點(diǎn)和面臨的挑戰(zhàn)，并為這項(xiàng)傳統(tǒng)活動(dòng)能夠與時(shí)俱進(jìn)、不斷發(fā)展提出一些建議，可以說恰逢其時(shí)。
　　科學(xué)研究的過程(arc of science)
　　幾十年來，科學(xué)教育界已經(jīng)基本認(rèn)同了探究式學(xué)習(xí)是科學(xué)教育的一個(gè)重要目標(biāo)?！秶铱茖W(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》(NRC，1996)提供了很多論據(jù)來支持探究式學(xué)習(xí)，這一主題思想也體現(xiàn)在最近發(fā)布的((K-12科學(xué)教育框架》(NRC，2011)之中。這些文件提出了關(guān)于探究的兩個(gè)特殊的理由：第一，他們建議學(xué)生應(yīng)該有機(jī)會(huì)去體會(huì)和理解這樣一個(gè)觀點(diǎn)，即探究就是科學(xué)家調(diào)查和理解世界的方式；第二，他們建議能讓學(xué)生有機(jī)會(huì)去自己體驗(yàn)真正的探究活動(dòng)。第一個(gè)目標(biāo)——向?qū)W生提供關(guān)于探究的知識(shí)——通常在科學(xué)課堂上可以實(shí)現(xiàn)。但是很少有學(xué)習(xí)科學(xué)的學(xué)生能真正體驗(yàn)第一手的科學(xué)探究。
　　關(guān)于探究式學(xué)習(xí)理想模式的爭(zhēng)論一直在持續(xù)，但是對(duì)于大多數(shù)科學(xué)教師來說，關(guān)鍵在于必須由學(xué)生控制調(diào)查研究的大部分或是所有方面。要評(píng)估一個(gè)任務(wù)所需的探究深度，一個(gè)簡(jiǎn)單而實(shí)用的方法是問以下3個(gè)問題：
　　·誰提出了問題?
　　·誰設(shè)計(jì)了研究方法?
　　·誰解釋了數(shù)據(jù)?
　　如果是由學(xué)生完成了這3項(xiàng)任務(wù)，那么毫無疑問這是一項(xiàng)高水平的探究活動(dòng)(McComas，2005)。
　　科學(xué)探究也可以被認(rèn)為是對(duì)“科學(xué)研究過程”的個(gè)人體驗(yàn)。這個(gè)過程是科學(xué)家用來探索并最終解釋自然世界的一整套方法。它包括：
　　·設(shè)計(jì)研究問題
　　·構(gòu)建一個(gè)合適的研究方法
　　·收集數(shù)據(jù)
　　·解釋數(shù)據(jù)(包括對(duì)數(shù)據(jù)本身以及數(shù)據(jù)所包含意義的討論)
　　·以令人信服的方式報(bào)告研究成果
　　對(duì)很多人來說，這看起來就是傳統(tǒng)的“科學(xué)方法”，但是兩者截然不同。關(guān)于“科學(xué)方法”——似乎凌駕于科學(xué)課堂和課本之上——的不實(shí)之處在于看上去科學(xué)家每一次解決問題時(shí)都是在使用同一種簡(jiǎn)單的、多步驟的程序。實(shí)際上，開展科學(xué)研究是一種特殊的探尋過程，需要綜合運(yùn)用各種方法(如嚴(yán)密而有效的數(shù)據(jù)收集、仔細(xì)的記錄保存、學(xué)術(shù)誠信以及歸納和推理的使用)來解決問題和收集數(shù)據(jù)。
　　當(dāng)然，老師能夠在課堂上講授關(guān)于科學(xué)研究過程的課程，也可以讓學(xué)生參與基于探究的科學(xué)項(xiàng)目，但是最有效的方式還是讓學(xué)生自己去參與科學(xué)競(jìng)賽中的一個(gè)研究課題?？茖W(xué)競(jìng)賽能夠在教給學(xué)生什么是真正探究的同時(shí)，讓學(xué)生了解科學(xué)的本質(zhì)。在這方面，還沒有什么其他的學(xué)習(xí)經(jīng)歷能夠與科學(xué)競(jìng)賽相提并論。作為一名評(píng)委，我問過很多學(xué)生，我確認(rèn)這些未來的科學(xué)家們對(duì)于科學(xué)有了真正的理解——那里充滿了錯(cuò)誤的起點(diǎn)、死胡同、不合理的假設(shè)以及意想不到的結(jié)果。
　　在指導(dǎo)學(xué)生開展高水平的探究項(xiàng)目時(shí)，最大的挑戰(zhàn)之一是了解學(xué)生什么時(shí)候已經(jīng)準(zhǔn)備好了可以獨(dú)立工作，而什么時(shí)候還需要一些手把手的指導(dǎo)。只是簡(jiǎn)單地告訴學(xué)生他們必須準(zhǔn)備一個(gè)科學(xué)競(jìng)賽項(xiàng)目是沒有意義的。沒有關(guān)于背景知識(shí)的教授和先期的研究經(jīng)歷，這只會(huì)帶來糟糕的結(jié)果。這甚至?xí)屢恍﹨⑴c科學(xué)競(jìng)賽的學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為他們不能做科學(xué)研究。
　　KirSchner和他的同事們?cè)岢?2006)探究活動(dòng)是無效的。他們認(rèn)為，“在探究過程中極少的指導(dǎo)是根本不起作用的”。但是，如果能夠事先讓學(xué)生體驗(yàn)和了解科學(xué)研究過程的各個(gè)要素，他們能夠做好獨(dú)立工作的準(zhǔn)備，來完成科學(xué)競(jìng)賽的項(xiàng)目和未來其他的探究任務(wù)。這個(gè)觀點(diǎn)體現(xiàn)在以下內(nèi)容之中。
　　重新考察科學(xué)競(jìng)賽：建議和方法
　　教師該如何最好地體現(xiàn)科學(xué)研究過程，并為學(xué)生創(chuàng)造有意義的科學(xué)探究經(jīng)歷，這里有一些關(guān)于如何產(chǎn)生好的科學(xué)競(jìng)賽項(xiàng)目的建議和方法：
　　教師培訓(xùn)
　　教師的職前教育和在職專業(yè)發(fā)展項(xiàng)目必須包括成功組織實(shí)施科學(xué)競(jìng)賽的策略。如果他們根本不知道如何去組織，那么也就無法想象他們會(huì)愿意參與這樣的項(xiàng)目。如果教師要從頭開始自己去發(fā)現(xiàn)什么是有效的、什么是無效的方法，那么成功的活動(dòng)也就無從談起。
　　額外的時(shí)間
　　支持科學(xué)競(jìng)賽必須包括要在標(biāo)準(zhǔn)課程所需的時(shí)間和幫助學(xué)生準(zhǔn)備項(xiàng)目所需的時(shí)間上找到平衡。那些在科學(xué)競(jìng)賽取得好成績(jī)的學(xué)校通常會(huì)提供課外的支持活動(dòng)，將科學(xué)競(jìng)賽的準(zhǔn)備納入研究課程中，像對(duì)待一項(xiàng)體育比賽或其他與課程相關(guān)的活動(dòng)一樣去對(duì)待科學(xué)競(jìng)賽。不管怎樣，必須給予教師合適的放松的機(jī)會(huì)——或一些其他的住宿安排——以彌補(bǔ)指導(dǎo)學(xué)生參加科學(xué)競(jìng)賽及相關(guān)活動(dòng)的時(shí)間。
　　長(zhǎng)期的準(zhǔn)備
　　學(xué)校應(yīng)當(dāng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來幫助學(xué)生準(zhǔn)備科學(xué)競(jìng)賽。比如，低年級(jí)的學(xué)生可以從準(zhǔn)備闡述科學(xué)現(xiàn)象的過程中受益，而到了小學(xué)高年級(jí)時(shí)，則可以解決提供給他們的問題。中學(xué)生和高中生要具備必要的知識(shí)背景來參與一個(gè)涉及了整個(gè)科學(xué)研究過程的項(xiàng)目。
　　整個(gè)班級(jí)參與的活動(dòng)
　　為了幫助學(xué)生理解科學(xué)研究過程的各個(gè)要素是怎樣結(jié)合在一起的，教師可以利用一個(gè)全班參與的活動(dòng)，將一次成功的科學(xué)競(jìng)賽的各項(xiàng)活動(dòng)整合起來。這為教師提供了一個(gè)絕佳的機(jī)會(huì)，在學(xué)生開展自己的項(xiàng)目研究之前，展示和討論科學(xué)研究過程的各個(gè)組成部分。
　　實(shí)事求是地給項(xiàng)目起標(biāo)題
　　學(xué)生經(jīng)常給他們的項(xiàng)目起一個(gè)“好聽”的名字而不僅僅是描述研究?jī)?nèi)容。作為一名評(píng)委，我最喜歡的項(xiàng)目之一被奇怪地命名為“絨毛小姐晚上在做什么”。雖然這顯然是一個(gè)富有懸念的題目，但是沒有提供任何有價(jià)值的信息。副標(biāo)題——“夜行倉鼠行為的定性和定量分析”——解釋了標(biāo)題的含義。學(xué)生們應(yīng)被鼓勵(lì)去選擇與所觀察的現(xiàn)象相關(guān)的標(biāo)題。建議學(xué)生可以去看看《自然》或《細(xì)胞生物學(xué)》雜志這樣的出版物上的文章題目。
　　實(shí)驗(yàn)與非實(shí)驗(yàn)研究
　　科學(xué)競(jìng)賽規(guī)則必須承認(rèn)，有很多有價(jià)值的項(xiàng)目是要獲取背景信息，而并不需要一個(gè)研究假設(shè)。畢竟，在一些人的心目中，一個(gè)假設(shè)是一個(gè)教育性的猜測(cè)。但是如果學(xué)生沒有完成任何數(shù)據(jù)收集，那么這個(gè)假設(shè)將更多的是個(gè)猜測(cè)而不是一個(gè)教育過程。這個(gè)要求還可能加深學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)性和非實(shí)驗(yàn)性研究的作用和區(qū)別的錯(cuò)誤概念(更多資料見“在線資源”)。
　　真實(shí)的探究
　　為了確保學(xué)生在科學(xué)競(jìng)賽中進(jìn)行高水平的探究，教師應(yīng)當(dāng)避免將諸如產(chǎn)品測(cè)試、演示科學(xué)現(xiàn)象等活動(dòng)等同于那些需要完整的科學(xué)探究過程的項(xiàng)目(關(guān)于5類科學(xué)競(jìng)賽項(xiàng)目列表見“在線資源”)。這樣的項(xiàng)目可以用于別的目標(biāo)但不是為了展示高水平的探究?？茖W(xué)研究和科學(xué)競(jìng)賽中的團(tuán)隊(duì)工作
　　Grobman(1993)提出過一個(gè)令人信服的觀點(diǎn)，即科學(xué)競(jìng)賽的參與者應(yīng)當(dāng)進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，某種程度上是對(duì)科學(xué)研究本身的工作性質(zhì)的模擬。當(dāng)然，集體項(xiàng)目在競(jìng)賽規(guī)則中是允許的，但是鼓勵(lì)甚至要求學(xué)生作為一個(gè)研究小組的一分子，尤其對(duì)于第一次開展研究項(xiàng)目的學(xué)生來說，是非常有用的。
　　培訓(xùn)評(píng)委
　　科學(xué)競(jìng)賽的評(píng)委應(yīng)當(dāng)每年接受一些培訓(xùn)。這樣既可以保證他們關(guān)注“正確”的事情，也可以在評(píng)審小組內(nèi)部提供一定程度的信任度。一個(gè)簡(jiǎn)單的方法就是收集以前競(jìng)賽中的項(xiàng)目提供給評(píng)委作評(píng)價(jià)。評(píng)委應(yīng)當(dāng)是公正的(如關(guān)注重要的因素)和可靠的(如采用一致的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)審)。不過，遺憾的是，情況并不總是這樣。
　　在家或在實(shí)驗(yàn)室
　　為了公平起見，將來的科學(xué)競(jìng)賽也許應(yīng)該分成2類競(jìng)賽項(xiàng)目，這樣將學(xué)生自己做的項(xiàng)目與那些在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中做的項(xiàng)目分開評(píng)審。這2類項(xiàng)目通常有很大的不同。一個(gè)在實(shí)驗(yàn)室完成的項(xiàng)目可能有一個(gè)令人驚艷的地方，但這只是因?yàn)閷W(xué)生使用了專業(yè)的設(shè)備或者研究了一個(gè)看上去水平很高的問題?？茖W(xué)競(jìng)賽的目的應(yīng)該是幫助學(xué)生理解科學(xué)研究的過程，而不是讓學(xué)生去做一些重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。這種分別評(píng)判的方式當(dāng)前并不存在，但是這是一個(gè)值得考慮的問題，特別是在地區(qū)競(jìng)賽這一級(jí)。
　　“不好的”數(shù)據(jù)的價(jià)值
　　指導(dǎo)老師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，那些意外的，甚至是令人失望的數(shù)據(jù)也是值得報(bào)告的，而且也并不代表努力的失敗。即使是在專業(yè)的科學(xué)研究領(lǐng)域，也很難有機(jī)會(huì)去發(fā)表“消極的”數(shù)據(jù)。但是，這樣的數(shù)據(jù)無論是對(duì)于專業(yè)的科學(xué)研究還是一個(gè)科學(xué)競(jìng)賽的研究項(xiàng)目都是非常重要的。這種科學(xué)競(jìng)賽項(xiàng)目的失敗結(jié)果很可能正是未來研究的一個(gè)起點(diǎn)。
　　家長(zhǎng)的參與
　　家長(zhǎng)必須支持學(xué)生完成科學(xué)競(jìng)賽項(xiàng)目。但是，如果學(xué)生希望親身經(jīng)歷科學(xué)研究的過程，那么這個(gè)項(xiàng)目就絕對(duì)不能是由家長(zhǎng)來完成。家長(zhǎng)如果希望更多地參與，可以自愿幫助老師指導(dǎo)學(xué)生小組完成科學(xué)研究的過程，通過這種方式引導(dǎo)自己的孩子，幫助老師，支持班上的其他學(xué)生。
　　例如，對(duì)于我女兒的科學(xué)競(jìng)賽項(xiàng)目，我是她的實(shí)驗(yàn)助手。我們一起在寒冷的冬天開車從一個(gè)公園到另一個(gè)公園，評(píng)估在冬天的樹上有多少槲寄生。但是，涉及到解釋我們所看到的現(xiàn)象、提出模式、闡明研究問題時(shí)，則是由她來主導(dǎo)。
　　科學(xué)家和科學(xué)競(jìng)賽
　　正如家長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)考慮他們提供的幫助的實(shí)質(zhì)，學(xué)生也必須認(rèn)識(shí)到什么時(shí)候其他人提供了過多的幫助。例如，和專業(yè)科學(xué)家一起工作時(shí)，學(xué)生應(yīng)當(dāng)獨(dú)立地提出研究問題，而不是作為技術(shù)人員參與正在進(jìn)行的科學(xué)研究。正如Craven和Hogan(2008)提出的：“從科學(xué)教育者的角度看，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)學(xué)?？茖W(xué)競(jìng)賽的決賽項(xiàng)目并沒有正確地反映科學(xué)的發(fā)展或是學(xué)生的興趣?！睘榱私?jīng)歷真正的探究，學(xué)生必須自己選擇研究項(xiàng)目，然后收集和整理分析數(shù)據(jù)。
　　小結(jié)
　　我的女兒讓我重新認(rèn)識(shí)到科學(xué)競(jìng)賽在科學(xué)教育中的作用以及面臨的挑戰(zhàn)。我很高興地告訴大家，她的項(xiàng)目獲得了我們地區(qū)科學(xué)競(jìng)賽的一等獎(jiǎng)和州級(jí)競(jìng)賽的三等獎(jiǎng)。她學(xué)習(xí)到了很多關(guān)于檞寄生的生態(tài)知識(shí)，但是，更重要的是，她獲得了對(duì)于科學(xué)研究開展方式的第一手經(jīng)歷。她提出了問題，明確了研究方法，收集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)的意義，并展示了研究成果。這也正是科學(xué)研究開展的方式：在任何領(lǐng)域，世界各地的科學(xué)家不斷提供信息，慢慢地描繪出一幅日益清晰的關(guān)于我們周圍的世界如何運(yùn)行的圖畫。每一本專著都是這幅大拼圖中的一個(gè)小塊。
　　未來的科學(xué)家和公眾必須認(rèn)識(shí)到科學(xué)作為一種認(rèn)知方式所具有的長(zhǎng)處和局限性。對(duì)很多學(xué)生來說，只有當(dāng)他們有機(jī)會(huì)通過一個(gè)科學(xué)競(jìng)賽去經(jīng)歷科學(xué)研究時(shí)，才能夠真正理解到這一點(diǎn)。所以，我們必須要提升科學(xué)競(jìng)賽的地位，將其從一部分人的偶然經(jīng)歷變成面向所有人的科學(xué)教育的一個(gè)中心環(huán)節(jié)。
　　網(wǎng)絡(luò)資源
　　5類科學(xué)競(jìng)賽項(xiàng)目的描述和比較——真正的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、非實(shí)驗(yàn)性的調(diào)查、產(chǎn)品測(cè)試、技術(shù)或工程設(shè)計(jì)以及科學(xué)現(xiàn)象的建模：www.nsta.org／highschool／connections.asDX。
　　作者介紹：Willian F.McComas(mcconmas＠uark.edu)是該期《科學(xué)教師》雜志的特邀編輯；他是美國阿肯色州大學(xué)教育和健康職業(yè)學(xué)院的科學(xué)教育教授。
　　譯者介紹：林利琴。中國科協(xié)青少年科技中心青少年活動(dòng)處處