非常高兴与大家分享英国在通过工业情境搭建科学与技术的桥梁方面所进行的一些工作，我们非常重视这项技术的应用。我今天的演讲主要包括以下几个方面：英国国家科学课程设置、中小学实践、情境的原理和使用方法，以及为什么需要通过工业情境来进行科学技术教育，同时还会与大家分享一些中小学课程案例。最后还会介绍一下持续的专业发展的重要性，包括如何鼓励教师在学校中运用这些情景。
　　英国国家科学课程设置
　　表1是有关英国国家科学课程的内容，对科学和技术的定义，为什么要学习和教授科学和技术，以及科学和技术的重要性进行了阐述。这些内容主要是小学课程，也就是针对4～11岁的孩子。我们都知道这些内容非常重要，但是如何教授给学生是核心的问题。从下面的表格中我们可以看出科学课程与技术课程的相似和不同之处，科学的本质是对于周围世界的好奇和理解，而技术能让我们了解更加宽广的世界。我们希望学生在科学和技术学习过程中体现出同样的好奇心、想象力和创造力。
　　英国的中小学教育
　　英国的小学主要针对4？11岁的孩子，中学针对11～19岁。小学每个班级有30名左右学生，每个学年由1名教师来教授所有课程，比如语文、数学、科学、物理、音乐等，教师在每门课程的讲授过程中可能会有不同的侧重点，但是都是同一个人来讲。英国的中学则不同，每门课程都会由不同的教师讲授。在英国的小学，英语和数学课通常安排在早晨进行，其余课程都在下午。而中学则是将所有课程编成课程表，穿插于一天的任何时间中。在小学由于各门课程都是由同一个教师来讲授，因此各学科经常会整合在一起。至于学科之间如何整合，主要由教师自己来决定。中学则不然，各个学科之间是独立的。英国的小学只有语文和数学是需要举行正规考试的，其余科目不需要测试。而在中学各门课程都要经过考试。英国的中学生有2次选择学习课程的机会。在他们14岁的时候，可以进行第1次选择，选择他们想要继续学习的课程和放弃他们不想学习的课程，那些放弃的课程在期末的时候就不需要再进行考试了。16岁的时候，会有第2次选择的机会。以上是关于英国中小学给大家提供的一点背景介绍，帮助大家了解英国是如何进行中小学教育的。
　　通过工业情境来进行科学和技术教育
　　那么为什么需要在教学过程中使用情境呢？第一，情境可以提高课程的相关性，让学习更加有目的性。在英国，学生经常会向教师提出这样一些问题：为什么我们要学习这些知识？这些知识在我们离开学校之后可能再也不会用到，为什么我们要学？从这个方面来看，情境教学非常重要，它可以帮助学生找到课程的相关性，帮助学生建立起课程和现实世界的联系。第二，情景学习可以提高学生学习的积极性。在英国主动选择学习STEM课程的孩子并不是特别多，我们希望能够激发他们的积极性，让更多的孩子主动学习STEM课程，而不是被动学习，我们特别希望让孩子们享受学习科学的过程。在我们进行的调查中显示，如果进行情境式的科学教育，学生们在解决问题的过程中就能感受到他们学的东西是实际有用的，就会有更强的学习动力。
　　以下是一个小学教学中有关情境使用的案例。图1是从禾大化学品公司资助建立的一个网 站（http：∥www.scienceofhealthyskin.org.uk/）上截取的，这家公司生产很多特殊化学产品。我从这个网站上选取了1个活动案例，在这里面有3个不同的情境可供教师选取使用。其中一个是有关羊毛脂利用的情境，主要包括羊毛脂的提取及其在诸多产品中的应用。学生通过一些实践课程学习网站上的知识，包括如何提取羊毛脂，生产出顾客满意的羊毛脂产品等。在这个网站上有一些视频，学生可以看到一种特殊的造粒机制造羊毛脂，然后了解它是如何运行的，并且在视频中还可以听到工厂的工作人员具体介绍他们的工作。
　　图2是一封基于真实情境，以护肤品公司技术经理的身份发给孩子们的虚构邮件。这封邮件是由学校的科学教师与企业共同研究编写后发给学生的。
　　我们鼓励教师与当地企业建立联系，共同合作，从学校课程的角度和企业的角度共同开展科学教育，一起研究制订基于真实情境的科学问题，并共同解决他们所设置的问题。通常情况下，学生们会特别兴奋收到来自于真实企业的科学家所提给他们的问题，非常有动力去研究这些与现实息息相关的问题。在这封邮件的后面有3个问题，这是需要学生在课程中通过活动完成的。第1个就是调查一下如何制造滴液，以及是否有其他不同的方法。因为价格比较高，我们不用羊毛脂，而用其他类似的液体进行替代，并且利用这些液体进行实验，研究它们的不同特性。每组学生都能够进行他们独特的研究，每个小组都不一样，他们可以用1个小时研究滴液的制造。第2个问题，液体的松软程度是否影响滴液的质量，最快多久可以制造出滴液。第3个问题，液体溅落到表面是否会影响滴液的大小和形状。课堂的最后，学生们需要记录他们的实验证据，向科学家进行报告。我们认为最后的记录和总结工作非常有意义，有很强的激励作用。学生们需要把自己的结果用书面形式表达出来，然后向公司阐述他们的想法，呈现他们的发现，希望可以帮助这个公司。让学生记录实验结果还有另外一个原因，当学生想再次重建他们的实验时，他们的记录将会非常重要和关键。
　　最后我们会跟学生分享羊毛脂的用途。通过调查发现，在英国10～11岁这个年龄段的孩子通常不会对工业产品是由什么制作而成的（或者叫做介质）产生兴趣。我们首先给学生们看唇膏，他们不敢相信其中含有羊毛脂。之前学生们看到化学公司生产羊毛脂，但是同一个公司并不生产唇膏，唇膏是由另外一个公司生产的。通过新的技术，将羊毛脂添加进唇膏中，可以让唇膏变得润滑。羊毛脂还可以对黄铜乐器进行润滑，对船舶推进器进行隔层保护，让护臀霜变得润滑等。学生们了解到羊毛脂有如此多的用途，能变成这么多产品后，非常惊讶。这就将我们带入到一个核心的概念——方法。科学家们需要通过很多时间、金钱和研究，找到最理想的方法。孩子们也是如此，我们和学校一起研究出很多方法，激发学生们的兴趣，理想的方法往往是许多实验和研究的结果。 　　我们曾经组织9～12岁的孩子访问制造工业催化剂的庄信万丰公司。在去公司参观之前，这些孩子们已经在课堂上学习了一些相关知识，庄信万丰公司的工作人员也知道孩子们已经有了一些基础。到了公司以后，工作人员组织孩子们进行催化剂涂层的观测，这些催化剂通常被注入到汽车的引擎至排气管中，孩子们可以亲眼目睹催化剂进入到一个蜂窝状的结构中，产生预期的效果。同时孩子们也会非常惊奇化学制剂的有效时间，以及注入到蜂窝状结构中所花费的时间及其精准度。他们看到了工作人员整个测试的过程，看到了实验的重要性。同时孩子们在工厂里可以看到整个大批量生产区，了解如何从一个小实验室扩展到一个大工厂的生产，领悟工业制造的概念。参观的最后，孩子们能够看到真正的在汽车排放中对产品进行测试，测试的车辆很多都是新型车，这让孩子们非常兴奋。庄信万丰公司平均一个月可以接待一次这样的参观活动，我们对这个活动进行了长期的监测和观察，结果显示，这个活动给学生带来了很大的感知刺激，激发了孩子们的学习兴趣。
　　针对教师和孩子们在引入工业情境前后的变化，特别是参观之后对他们产生的影响，我们从1996年开始进行这方面的数据收集。具体用一些绘画作品来进行对比，我们要求孩子们在参观之后画一些画，通常他们参观之后完成的画作中的人都在笑，他们觉得在这样的工厂工作非常有意思。
　　有时候孩子们觉得参观的工厂在排放污染，这时他们的画中烟就会比较多，这些具体的细节和孩子们在工厂中所看到的景象有关系。另外大部分孩子画中的人物基本上都是技术员工，因为这是他们在工厂中见到最多的。通过参观，我们可以看到对孩子们产生了一些影响，比如有的孩子说“我希望成为科学家，我喜欢学科学。”“工业很有用，如果没有工业我们的生活会很糟糕！”而在参观之前，很多孩子觉得科学只跟科学家有关系，跟自己的生活没有什么联系；工业就是劳动力集合的工厂；工业是很危险的，会导致环境污染等。当然这些和参观公司的态度和理念也有关系，我们希望可以从工业的角度，正面地和孩子们探讨这些问题，帮助孩子们树立正确的观点。
　　下面我们看一下中学里的情境利用。我想举例的2个情境案例都和英国的巧克力项目有关系。吉百利是全球人民都很喜爱的巧克力生产商，他们多年来一直被一个问题所困扰——吉百利运送巧克力的运输汽车是紫色的，商标是金色的，但是夏季很热的时候，人们看到巧克力从这样一个颜色很重的汽车中拿下来时，总会觉得巧克力已经融化了。如果把运输车的颜色改成白色情况有可能就会不同，这个问题对中学生来说是个很好的情境学习素材。我们组织学生进行相关的实验研究，看看到底气温、颜色和巧克力软化之间是什么关系。通过我们的研究最终得出了一个结果，建议吉百利公司将运输车的底色变成白色，商标变成紫色，吉百利公司采纳了学生们的建议。学生们通过研究，最终能够影响到工业，让孩子们产生了巨大的成就感。同样还是发生在吉百利的一个案例，他们一直接到顾客投诉，说巧克力中有类似玻璃的晶体杂质，顾客把产品寄到吉百利公司，通过测试发现这种晶体物质是较大颗粒的糖晶体。于是我们组织学生进行实验，了解糖晶体在显微镜下的形状，设计解决方案，希望通过某种频率的搅拌、冷却产生体积比较平均散落的糖晶体，从而不影响顾客的口感。
　　持续的专业发展
　　持续的专业发展（CPD）是一个被教师们高度关注的内容，因为他们渴望能够教授给学生们最新的知识和理念。在英国我们组织教师们进行相关的集中培训，实践、分享观点，并进行总结。CPD主要包括如何进行科学课程的评价、课程的建立、有效教学和学习方法、教学实践新方法的探讨，以及学校科学教育和工业之间建立联系等内容。我们的教师在接受CPD培训之后也非常希望将自己的观点和方法应用在实际的教学之中。