馬克·德福瑞著 吳瑕譯
20世紀(jì)70年代,一些國(guó)家開(kāi)始在其學(xué)校課程體系中引入技術(shù)教育。大部分情況下,這其實(shí)是對(duì)手工教育的延續(xù),只不過(guò)其中包含了一些諸如電子與機(jī)器人之類的新元素。①M(fèi)arc J.de Vries,“Technology Education:An International History,”in Marc J.de Vries,Ed.,Handbook of Technology Education,Dordrecht:Springer,2018,pp.73-84.一些國(guó)家采取了一種強(qiáng)有力的基于設(shè)計(jì)的方法,其他國(guó)家擴(kuò)展了科學(xué)教育以涵蓋技術(shù)應(yīng)用。在20世紀(jì)80年代到90年代,經(jīng)驗(yàn)交流開(kāi)始對(duì)各國(guó)的技術(shù)教育的統(tǒng)一性產(chǎn)生影響,例如設(shè)計(jì)的概念傳播到其他國(guó)家。一系列國(guó)際會(huì)議,如學(xué)生對(duì)技術(shù)態(tài)度(PATT)的會(huì)議、國(guó)際技術(shù)和工程教育者協(xié)會(huì)(ITEEA)的年度會(huì)議、設(shè)計(jì)和技術(shù)協(xié)會(huì)(DATA)的會(huì)議以及國(guó)際技術(shù)教育(ICTE)的會(huì)議的召開(kāi),以及國(guó)際上有關(guān)技術(shù)教育的學(xué)術(shù)期刊的創(chuàng)辦,如《國(guó)際技術(shù)與設(shè)計(jì)教育期刊》《設(shè)計(jì)與技術(shù)教育(國(guó)際期刊)》《技術(shù)教育期刊》和《澳大利亞技術(shù)教育期刊》對(duì)技術(shù)教育的發(fā)展起著重要作用。在2000年后,一些國(guó)家的技術(shù)教育面臨危機(jī)。這是因?yàn)檎渭覀円笾苯涌梢?jiàn)的結(jié)果而不顧及其現(xiàn)實(shí)性,致使很少有年輕人選擇技術(shù)教育專業(yè)并從事相關(guān)工作。與此同時(shí),STEM教育的理念也初具雛形。為了捍衛(wèi)自己的地位,技術(shù)教育者們開(kāi)始聲稱他們做的實(shí)質(zhì)上就是STEM教育。但是這種主張通常很難得到證據(jù)的支持,因?yàn)樵谠S多情況下,科學(xué)和數(shù)學(xué)并不屬于技術(shù)教育教師的學(xué)科專長(zhǎng)。在那些質(zhì)疑技術(shù)教育地位的國(guó)家中,STEM教育作為現(xiàn)實(shí)的選擇有幸存活了下來(lái)。為了更好地開(kāi)展STEM教育,需要一種新的以設(shè)計(jì)為核心的STEM教育方法。
顯然,由于一系列國(guó)際會(huì)議(特別是PATT會(huì)議)的召開(kāi)和多家國(guó)際學(xué)術(shù)期刊的創(chuàng)辦,技術(shù)教育在國(guó)際領(lǐng)域的聯(lián)系日益增多,而這一趨勢(shì)也促成了(學(xué)者對(duì))更多國(guó)際性主題與關(guān)注點(diǎn)的研究。不過(guò),這并不意味著技術(shù)教育的發(fā)展就可以高枕無(wú)憂了。一些國(guó)家的技術(shù)教育地位正岌岌可危,因此特別需要繼續(xù)努力發(fā)展技術(shù)教育的教學(xué)論,而這一發(fā)展需要教育研究的有力支持。這表明,技術(shù)教育能憑借自身特殊的學(xué)科教學(xué)論成為學(xué)校課程中的重要組成部分,并且它不能被科學(xué)教育所取代。技術(shù)教育者要證明技術(shù)教育對(duì)學(xué)生有所改變,這是一個(gè)挑戰(zhàn),他們需要通過(guò)證據(jù)消除一些人認(rèn)為技術(shù)教育是應(yīng)當(dāng)結(jié)束的一個(gè)實(shí)驗(yàn)的看法,因其迄今為止并未成功。幸運(yùn)的是,至少已經(jīng)有大量研究表明技術(shù)教育確實(shí)產(chǎn)生了影響。未來(lái)提高技術(shù)教育的地位仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
STEM中技術(shù)教育的整合首先可以從哲學(xué)的角度進(jìn)行論證。②Marc J.de Vries,“Philosophy of Technology:Themes and Topics,”in Marc J.de Vries,Ed.,Handbook of Technology Education,Dordrecht:Springer,2018,pp.7-16.與科學(xué)和數(shù)學(xué)相關(guān)聯(lián),這一點(diǎn)是技術(shù)的本質(zhì)。過(guò)去,人們錯(cuò)誤地認(rèn)為技術(shù)只是在開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品和新流程中對(duì)科學(xué)的應(yīng)用。但是,技術(shù)哲學(xué)家已經(jīng)證明這是錯(cuò)誤的。技術(shù)具有自己的知識(shí)體系,而且它們并非都來(lái)自科學(xué)知識(shí)。③Verkerk,M.J.,Hoogland,J.,Stoep,J.van der and Marc J.de Vries,Philosophy of Technology.An Introduction for Technology and Business Students,New York:Routledge,2016.④Marc J.de Vries,Teaching about Technology.An Introduction to the Philosophy of Technology for Non-philosophers.Second Edition,Dordrecht:Springer,2016.特別是,許多技術(shù)知識(shí)中的規(guī)范性概念對(duì)科學(xué)而言是陌生的,因?yàn)榭茖W(xué)描述的僅是實(shí)然的世界,而非應(yīng)然的世界。在那些不發(fā)達(dá)國(guó)家,技術(shù)教育通常與科學(xué)教育相距甚遠(yuǎn)。技術(shù)教師沒(méi)有科學(xué)知識(shí)背景,因此難以與科學(xué)學(xué)科的同事一起工作。與科學(xué)之間缺乏聯(lián)系,也使得校董會(huì)、家長(zhǎng)、教師和學(xué)生在印象中將技術(shù)教育歸入手工教育、音樂(lè)教育等學(xué)科教育領(lǐng)域中,而非一門(mén)更重要的學(xué)??颇?。這即是將技術(shù)綜合到STEM中的第二個(gè)目的,它可能會(huì)提高技術(shù)教育的地位。①M(fèi)arc J.de Vries,“The T and E in STEM:From Promise to Practice,”in Marc J.de Vries,Fletcher,S.,Kruse,S.,Labudde,P.,Lang,M.,Mammes,I.,Max,C.,Münk,D.,Nicoll,B.,Strobel,J.and Winterbottom,M.,Eds,Research in Technology Education,Münster/New York:Waxmann,2018,pp.11-20.在STEM中整合技術(shù)的第三個(gè)目的是旨在解決人們對(duì)科學(xué)學(xué)科的刻板印象,即由于科學(xué)的抽象性而不受學(xué)生歡迎。即使是科學(xué)學(xué)得很好的學(xué)生(根據(jù)ROSE項(xiàng)目的結(jié)果),也特別是這一群學(xué)生,其實(shí)是不喜歡科學(xué)教育的。學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)它似乎與日常生活沒(méi)有聯(lián)系;正因?yàn)槿绱?學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)主要是因?yàn)樗窃S多學(xué)術(shù)研究所必需的,而不是因?yàn)樗麄儗?duì)它的內(nèi)容感興趣。
盡管抱有這些期望,為實(shí)現(xiàn)STEM教育并從技術(shù)、科學(xué)和數(shù)學(xué)之間的這些聯(lián)系中獲得最好的結(jié)果的種種努力,已經(jīng)表明人們依舊很難找到一種真正的整合方式。教師開(kāi)展的研究性項(xiàng)目通常只是將技術(shù)設(shè)備作為一種提升動(dòng)機(jī)的工具,教師真正關(guān)注的是利用學(xué)生調(diào)查研究的某種自然現(xiàn)象而發(fā)展科學(xué)知識(shí)。技術(shù)設(shè)備本身的設(shè)計(jì)和發(fā)揮作用的方式則是隱而不彰的。在這種情況下,技術(shù)僅處于應(yīng)用層面,在科學(xué)學(xué)習(xí)與技術(shù)學(xué)習(xí)之間缺乏真正的聯(lián)系。另一種選擇是,教師讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),其中在某一時(shí)刻需要進(jìn)行一場(chǎng)實(shí)驗(yàn)來(lái)調(diào)查某種現(xiàn)象,該現(xiàn)象與“設(shè)計(jì)裝置”的功能發(fā)揮有關(guān)。但此類實(shí)驗(yàn)的結(jié)果往往僅是一張漂亮的表格或圖形,而沒(méi)有提供有關(guān)如何改進(jìn)設(shè)計(jì)的任何線索。科學(xué)與技術(shù)之間依然沒(méi)有真正的聯(lián)系。因此,我們需要的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是必須對(duì)某些自然現(xiàn)象進(jìn)行深入了解才能開(kāi)展設(shè)計(jì)工作(或?qū)ζ溥M(jìn)行改進(jìn)),我們需要的研究挑戰(zhàn)是必須設(shè)計(jì)和制造某些東西才能完成研究。
設(shè)計(jì)過(guò)程是一個(gè)可以豐富已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)(科學(xué)和數(shù)學(xué))并學(xué)習(xí)新的知識(shí)(科學(xué)和數(shù)學(xué))的過(guò)程。設(shè)計(jì)是適合于一種建構(gòu)主義的方法,這是因?yàn)椤拔摇笔窃试S認(rèn)知沖突和信念重建的。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),教師需要有關(guān)設(shè)計(jì)的學(xué)科教學(xué)知識(shí)(design PCK)。與自然科學(xué)或數(shù)學(xué)教師相比,技術(shù)教師自然具備更多這樣的知識(shí)。這就是技術(shù)教育者將必須在此類(整合的)STEM教育中發(fā)揮至關(guān)重要作用的原因。但是,科學(xué)和數(shù)學(xué)教師也必須具有其各自學(xué)科的學(xué)科教學(xué)知識(shí)(PCK)。教師需要認(rèn)識(shí)到,將研究與設(shè)計(jì)結(jié)合到整合的STEM課程項(xiàng)目中時(shí),STEM才能使人真正認(rèn)識(shí)到科學(xué)與技術(shù)的真實(shí)性。②Driel,J.H.van,Vossen,T.E.,Henze,I.and Marc J.de Vries,“Delivering STEM Education through School-Industry Partnerships:A Focus on Research and Design,”in Barkatsas,T.,Carr,N.and Cooper,G.,Eds,STEM Education:An Emerging Field of Inquiry,Dordrecht/Leiden:Sense/Brill,2018,pp.31-44.
那么,可以將這種工程實(shí)踐“轉(zhuǎn)化”為教育實(shí)踐嗎?是的,可以,以下給出的示例可以作為說(shuō)明。紙飛機(jī)和紙直升機(jī)有可能成為研究與開(kāi)發(fā)相結(jié)合的有力方式的例證。紙飛機(jī)易于制作和改變。飛行測(cè)試有些棘手(必須一致地投飛機(jī),以使飛行行為的變化相對(duì)獨(dú)立于投的動(dòng)作),但這是可以通過(guò)一些練習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)折疊紙張可以輕松更改翼展,重心可以簡(jiǎn)單地通過(guò)將回形針?lè)旁诩堬w機(jī)上并前后移動(dòng)來(lái)進(jìn)行操縱。因此,學(xué)生可以研究什么變量對(duì)飛機(jī)的飛行時(shí)間和行進(jìn)距離有影響。紙質(zhì)直升機(jī)也許更簡(jiǎn)單,在教學(xué)中也同樣具有可行性。是什么使紙質(zhì)直升機(jī)旋轉(zhuǎn)?決定轉(zhuǎn)速的因素是什么?是什么決定飛行的持續(xù)時(shí)間?如何延長(zhǎng)飛行時(shí)間或增加旋轉(zhuǎn)速度?剪折一架新的紙質(zhì)直升機(jī)非常容易,但要獲得這些問(wèn)題的初步答案都需要相當(dāng)?shù)闹R(shí)。它雖然很簡(jiǎn)單,但確實(shí)能給學(xué)生留下深刻的現(xiàn)實(shí)印象,還會(huì)為學(xué)生帶來(lái)很多樂(lè)趣。過(guò)去,這曾經(jīng)是百無(wú)聊賴的學(xué)生尋找機(jī)會(huì)取笑老師的活動(dòng),現(xiàn)在他們卻獲得了快樂(lè)與學(xué)習(xí)的雙贏。我們稱之為全面“飛行”的STEM教育。
在德?tīng)柗蛱乩砉ご髮W(xué),已有研究探索如何實(shí)現(xiàn)這種基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)方式,以及為實(shí)現(xiàn)這一學(xué)習(xí)方式,教師要知道什么、能夠做什么,還研究了諸如形成性評(píng)價(jià)和支架式教學(xué)之類具體的教學(xué)論。
將設(shè)計(jì)作為概念學(xué)習(xí)的一種教學(xué)策略,這是科學(xué)教育研究計(jì)劃的核心。針對(duì)不同的學(xué)??颇亢筒煌淖又黝},這一核心得到了精心設(shè)計(jì)。除了這一重點(diǎn)外,還有許多其他研究活動(dòng)涉及其他相關(guān)主題,例如游戲化以及從數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)到物理學(xué)習(xí)的遷移。
聚焦設(shè)計(jì)的概念學(xué)習(xí)與技術(shù)大學(xué)針對(duì)單個(gè)STEM學(xué)科和一些綜合性STEM學(xué)科的教師教育計(jì)劃的背景非常吻合,因?yàn)榧夹g(shù)大學(xué)擁有豐富的設(shè)計(jì)工作的經(jīng)驗(yàn)。它也很好地契合了目前概念學(xué)習(xí)中大家非常感興趣的所謂“概念-背景方法”,因?yàn)樵O(shè)計(jì)被視為一種學(xué)生可以參與的社會(huì)實(shí)踐??坡宓录{(Janet Kolodner)等人的研究表明,教師在基于設(shè)計(jì)的概念學(xué)習(xí)中的作用至關(guān)重要。這使得這一研究主題與我們的教師教育計(jì)劃更加相關(guān)。設(shè)計(jì)情境可以用來(lái)喚起學(xué)生的前概念與科學(xué)概念之間的認(rèn)知沖突(例如:根據(jù)有關(guān)沉浮的錯(cuò)誤觀念設(shè)計(jì)出的船舶可能會(huì)導(dǎo)致沉船)。設(shè)計(jì)在教育上也很有趣,因?yàn)樗梢杂糜诙喾N目的:學(xué)生學(xué)習(xí)設(shè)計(jì),他們可以應(yīng)用以前學(xué)到的知識(shí),還可以通過(guò)設(shè)計(jì)活動(dòng)來(lái)學(xué)習(xí)新知識(shí)。研究計(jì)劃中的核心問(wèn)題是如何將設(shè)計(jì)情境有效地用于概念學(xué)習(xí)以及對(duì)科學(xué)技術(shù)本質(zhì)的學(xué)習(xí)。
這方面的大多數(shù)研究都與中等教育有關(guān),因?yàn)樗鼈冎饕桥囵B(yǎng)科學(xué)教育與傳播方面的師資。但是,還有許多涉及初等教育的研究。這些研究是在“科學(xué)中心”(Science Hub)的背景下進(jìn)行的,此類中心致力于小學(xué)科學(xué)技術(shù)教師的專業(yè)化。
布洛克肯(Dave van Breukelen)研究了如何將設(shè)計(jì)活動(dòng)運(yùn)用于中學(xué)物理教師的師資培訓(xùn)中,以提升他們對(duì)物理概念的理解以及將這些經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為中學(xué)的課堂教學(xué)。他證實(shí)了科洛德納的研究發(fā)現(xiàn),即需要教師的積極作用來(lái)激發(fā)學(xué)生在設(shè)計(jì)工作中使用這些概念。①Breukelen,D.van,Smeets,M.and MarcJ.de Vries,“Explicit Teaching and Scaffolding to Enhance Concept Learning by Design Challenges,”Journal of Research in STEM Education,vol.1,no.2,2015,pp.87-105.②Breukelen,D.van,Meel,Avan,and MarcJ.de Vries,“Teaching Strategies to Promote Concept Learning by Design Challenges,”Research in Science&Technological Education,vol.35,no.3,2017,pp.368-390.布洛克肯在他稱為FITS的流程(聚焦、調(diào)查、技術(shù)設(shè)計(jì)、協(xié)同)中闡述了這一策略。③Breukelen,D.H.J.van,Michels,K.J.,Schure,F.A.and Marc J.de Vries,“The FITS Model:An Improved Learning by Design Approach,”Australasian Journal of Technology Education,vol.3,2016.④Breukelen,D.H.J.,Marc J.de Vries and Schure,F.,“Concept Learning by Direct Current Design Challenges in Secondary Education,”International Journal of Technology&Design Education,vol.27,no.4,2017,pp.407-430.
在荷蘭,有兩門(mén)學(xué)??颇空谂﹂_(kāi)展此類項(xiàng)目:高中的“自然、生命與技術(shù)”科目(NLT)(Sek.II)和在所謂的中等教育技術(shù)學(xué)校(Technasium Schools)開(kāi)展的“研究與設(shè)計(jì)”科目(荷蘭語(yǔ)簡(jiǎn)稱“O&O”)。⑤Marc J.de Vries,“Rise,Fall and New Perspective for Technology Education in the Netherlands,”in Marc J.de Vries,Fletcher,S.,Kruse,S.,Labudde,P.,Lang,M.,Mammes,I.,Max,C.,Münk,D.,Nicoll,B.,Strobel,J.and Winterbottom,M.,Eds,Technology Education Today.International Perspectives,Münster/New York:Waxmann,2016,pp.109-124.在高中的“自然、生命與技術(shù)”科目中,STEM特征最為突出。因?yàn)檫@個(gè)主題是團(tuán)隊(duì)講授的(至少在理想情況下是這樣)??上?“研究與設(shè)計(jì)”科目?jī)H由一名教師教,而且教師并非總是有科學(xué)專業(yè)知識(shí)背景。高中的“自然、生命與技術(shù)”學(xué)科模塊是主題式的,由至少一名科學(xué)教師、一名學(xué)科專家和一名該學(xué)科的教學(xué)論專家(通常是大學(xué)的教師教育者)組成的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)。模塊可以接受認(rèn)證程序,而且通過(guò)認(rèn)證的模塊每四年還要進(jìn)行一次修訂。這造就了高質(zhì)量的模塊,并且該學(xué)科在學(xué)生和教師中非常受歡迎。“研究與設(shè)計(jì)”科目始終基于外部合作伙伴(例如:以某種方式參與技術(shù)開(kāi)發(fā)的本地行業(yè)或組織)提出的任務(wù)。在某種意義上,學(xué)生獲得來(lái)自真實(shí)問(wèn)題和挑戰(zhàn)的任務(wù),這就使得該學(xué)科非常之“真實(shí)”。沃森(Tessa Vossen)正在研究學(xué)生和教師如何看待這些科目中設(shè)計(jì)與研究之間的關(guān)系。最初的發(fā)現(xiàn)是,這兩個(gè)群體都喜歡設(shè)計(jì)而非研究,并且他們能夠認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)與研究之間的部分關(guān)系,但肯定不是全部。⑥Vossen,T.E.,Henze,I.,Rippe,T.C.A.,Driel,J.van,and Marc J.de Vries,”Attitudes of Secondary School Students towards Doing Research and Design Activities,”International Journal of Science Education,vol.40,no.13,2018,pp.1629-1652.“研究與設(shè)計(jì)”科目似乎在學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)和研究的態(tài)度上有積極的影響。試圖在專業(yè)學(xué)習(xí)共同體(Professional Learning Communities)中提升教師學(xué)科教學(xué)知識(shí)的初步努力,看起來(lái)也是有成效的。
斯塔姆斯(Hanna Stammes)研究了將形成性評(píng)價(jià)用于設(shè)計(jì)活動(dòng)的方法,以強(qiáng)化中學(xué)化學(xué)教育中的概念學(xué)習(xí)。她對(duì)為開(kāi)展形成性評(píng)價(jià)教師所需要的學(xué)科教學(xué)知識(shí)以及學(xué)科教學(xué)知識(shí)如何在專業(yè)學(xué)習(xí)共同體中發(fā)展特別感興趣。初步的研究發(fā)現(xiàn)是,教師很難想象如何在化學(xué)教育的背景下開(kāi)展設(shè)計(jì)活動(dòng)。毫無(wú)疑問(wèn),這是因?yàn)榛瘜W(xué)設(shè)計(jì)主要是關(guān)于設(shè)計(jì)材料和過(guò)程,而不是產(chǎn)品。盡管如此,看起來(lái)基于設(shè)計(jì)的化學(xué)教育的專業(yè)學(xué)習(xí)共同體依然可以幫助教師在化學(xué)課上開(kāi)展一些設(shè)計(jì)工作。斯塔姆斯采用了兩個(gè)項(xiàng)目:設(shè)計(jì)牙膏和設(shè)計(jì)用于加熱飲品的水杯。不過(guò)斯塔姆斯的研究尚未公開(kāi)發(fā)表。
謝拉丹(Sathyam Sheoratan)研究如何在設(shè)計(jì)活動(dòng)中使用支架式教學(xué),以促進(jìn)中學(xué)化學(xué)教育中的概念學(xué)習(xí)。他調(diào)查了中學(xué)和高等學(xué)校教師的看法。他與專業(yè)學(xué)習(xí)共同體中的化學(xué)教師合作,旨在研究如何成功地利用支架式教學(xué)來(lái)開(kāi)展基于設(shè)計(jì)的化學(xué)學(xué)習(xí)。最初的發(fā)現(xiàn)表明,學(xué)生不愿設(shè)計(jì)是由于化學(xué)教師缺乏相關(guān)經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)施設(shè)計(jì)教育所需的指導(dǎo)太復(fù)雜。為了找到指導(dǎo)和支持化學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)學(xué)習(xí)所需的特征和技能,我們與具有設(shè)計(jì)和化學(xué)經(jīng)驗(yàn)的中等學(xué)校和高等學(xué)校的教師進(jìn)行了半結(jié)構(gòu)化訪談。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助的質(zhì)性數(shù)據(jù)分析,我們發(fā)現(xiàn):(1)教師需要具有提問(wèn)的藝術(shù)和科學(xué),無(wú)論是診斷性還是干預(yù)性措施,以激發(fā)學(xué)生做出好的設(shè)計(jì);(2)教師應(yīng)了解,設(shè)計(jì)教育和化學(xué)教育適用于不同的模型、教學(xué)的方法和學(xué)習(xí)目標(biāo),因此需要不同類型的支持,而對(duì)于化學(xué)設(shè)計(jì)教育,則必須將它們巧妙地結(jié)合在一起。這種支持在很大程度上取決于教師在設(shè)計(jì)教育中所扮演的教學(xué)角色。謝拉丹的研究也尚未公開(kāi)發(fā)表。
技術(shù)教育在課程中的地位永遠(yuǎn)都不應(yīng)被認(rèn)為是理所當(dāng)然的,即使是在如今技術(shù)教育做得很好的國(guó)家也不例外。在技術(shù)教育受到威脅或衰退的國(guó)家中,整合性STEM教育可以成為技術(shù)教育存活的救命稻草。當(dāng)研究和設(shè)計(jì)活動(dòng)在設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)中真正結(jié)合,這種類型的教育最為有效,至少最具潛力。教育研究為此提供了初步的證據(jù)。但是,還需要做更多的工作,以期了解如何開(kāi)發(fā)針對(duì)此類教育的學(xué)科教學(xué)知識(shí)。專業(yè)學(xué)習(xí)共同體似乎是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有用工具。
首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)2021年4期