科学教育对科学的背离

科学教育对科学的背离

科学教育对科学的背离

这个标题写全了应是“科学学科教育对科学的背离”。科学教育是基础教育的基本内容，也是现代文明的基础。可是，什么是科学教育？长期以来我们对这个问题的认识是不全面的，甚至是避重就轻的。通常我们把科学教育理解为“系统的科学基本知识、基本技能和科学思维方法的教育”，这已经是一个不全面的理解，而在实际的编写教材和教学中，在考试检查中，“科学思维方法的教育”往往又成为虚拟之格，科学教育被缩减为科学知识的教育。事实上，人们早已把科学分为相互关联的四个层次的内容：科学知识、科学方法、科学态度、科学精神，科学教育无疑应该包含这相互关联的四个层次的教育。但事实上我们的科学教育长期与之相背离。

科学知识

虽然我们的科学教育把主要精力放在传授科学知识上，但传授什么知识和怎样传授知识却依然值得反思。中国的教育传统是伦理道德教育的传统，所谓知识主要是关于伦理规范、道德经验的知识，这就决定了我们对知识的理解有这样一些基本特征：第一，知识是预设的，而非个人主体发现的；第二，被认为都是正确的；第三，人格化的，即知识和人的品行联系在一起。这些特征决定了传统知识教育的特征：第一，被动接受的；第二，知识的学习过程主要是记忆过程；第三，知识的学习带有社会强制性。这些特征对现代科学和科学教育具有难以摆脱的影响：第一，重结果甚于重过程。所有后续的知识都是在前有知识的基础上发展起来的，而我们重视甚少，比如牛顿的万有引力定律是以开普勒的行星运动三定律为基础的，而我们却不重视这种重要过程，还常常毫无意义地谈论落地苹果激发了牛顿灵感的神话；第二，重标准答案甚于重智慧开发。我们教学的目的和评价教学成败的标准就是看学生是否能够获得唯一正确的答案，所有的习题都是有标准答案的，题目中的所有数据都是必定有用的，而事实上任何现象的答案都不会是唯一的，不同角度会有不同的答案，在解决实际问题的过程中，重要的并不是运用数据，而是确定什么数据才是有用的；第三，重教育者对知识重要性的看法甚于重社会、市场对知识的需要；第四，重稳定的知识甚于重新兴的知识。

科学方法

在今年一月教育部基教司召开的“基础教育课程改革专家工作组”会议上，一位中学校长的发言给我留下了深刻的印象。他教高三毕业班的化学，两年前他所教四个班化学高考的平均成绩是94分，两年后他拿同样的试卷对这些同学进行了测试，结果平均只有16.3分。所得分数主要是与化学思维方法有关的内容，换句话说具体的知识和运算方法几乎遗忘殆尽。这虽然不是说具体的知识不重要，任何科学的思维方法都是不能离开具体的知识获得的，但是，在科学教学中，是把知识本身作为目的，还是把知识作为工具和手段，以掌握科学方法为目的，这是两种完全不同的教育思想。科学并不是简单地对自然规律的揭示，更重要的是找到了研究自然规律的方法，或者可以说一门学科不能形成自己的科学方法，就不可能称其为科学。地理学是以抽象地构造出地球本身并不存在的经线、纬线为起点的；物理学是将物质运动的能量抽象为功为基础的……任何一门学科走向科学的过程都是形式化、符号化、建立数学模型和实验模型的过程。不同学科构建符合自身研究对象特性的形式、符号和数学模型的方法，就是这门学科特有的思维方法和工作方法。现在的教育完全没有把这种科学方法放在特别重要的位置，使得我们的学生掌握了某一学科的许多知识，却不懂得该门学科的科学方法和其方法的价值，这种现象在大学里甚至也同样存在。我们每位教师不妨自问：自己所教学科的独特的思维方法是什么？如果我们学习了一门学科，而没有掌握这门学科的科学方法，那么，我们充其量只能说学过了这门学科，而不是掌握了这门学科。

科学态度

科学态度是通过对科学知识的正确理解和科学发展的整体把握而形成的科学信念与科学习惯。科学既是真实可信的又是不断发展的；所以可信，是因为科学来自于经验，是真实可见的，经过了实验的检验，具有可重复性。科学的本性是拒绝权威的，更是拒绝权力的，科学是没有意识形态的。任何超验的、臆想的、传闻的东西都不能轻易进入科学的领域。科学态度就是它的防线。但是我们在教育中非常不重视这种态度的培养，很多荒谬的无稽之谈不经设防就不胫而走，用行政权威解决科学问题，这些都与缺乏科学的态度有关。科学又是发展的，而且发展性才是科学的本质。任何科学真理都是相对的，任何科学知识都是要被新的知识取代的。牛顿的力学曾经统治世界200年，被奉为能够解决世界一切问题的不变真理，可是在现代物理学、在爱因斯坦的相对论面前，它就显得非常的脆弱和浅薄；三角之和等于180度似乎是无可怀疑的事实，可是在球面几何中三角之和却就不等于180度；甚至1+1=2也只是在特定的坐标系即十进位制的坐标系中才成立，而2进位制则完全是另外一种数学语言系统，正是这种语言，建立了电脑语言的基础，正日益深刻地改变着人类世界。

科学精神

科学精神是在对科学真理探索的过程中，在对科学本质的认识不断深化的过程中，孕育起来的推动科学进步的价值观和心理取向。现代科学哲学的研究告诉我们，科学是不断发展的，科学的本质并不是证实真理，而是不断发现以前真理的错误，不断更新真理。科学知识强调的是确定性，而科学精神强调的却是不确定性，强调科学精神就是强调怀疑的、批判的和创新的精神，就是要善于在没有问题的地方产生问题，在没有现成答案的地方寻找答案。现代科学发展的另一个重要特征是科学合作的重要性越来越突出。以往重大的科学发明可以是一个人或少数科学家团体的成果，而现在一项重大的科学发明往往需要成百上千的科学家的参与。合作意识已经成为科学精神中的重要组成部分。此外，科学精神中还有一种超功利的精神、为科学而科学的精神，不为任何非科学的压力所屈服，这对于保证科学的纯洁性、保证科学之为科学也是十分重要的。

由于现代科学是在救亡图存的特殊背景下传入中国的，所以对科学现成知识的获得，对科学的实际功用的重视，远远超出了对科学方法、科学态度、科学精神的重视，而且在很多情况下采取了违背科学理念、科学精神的态度。这也是我们今天在科学教育中仍然对科学方法、科学态度、科学精神缺乏应有意识的原因。