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  探索新的科学教育            【字体:

探索新的科学教育


作者:佚名    文章来源:不详    点击数:    更新时间:2007-2-2    

探索新的科学教育  
主讲专家  中央教育科学研究所  郁波  
    老师们:大家好。  
    非常高兴今天利用这个机会能够就小学科学教育改革的有关问题和大家进行交流,今天我谈的题目叫做《探索新的科学教育》。  
    为什么叫“探索新的科学教育”?因为我觉得我们目前正在进行的这场小学科学课程的改革,的确带有很大的新意。这个新意表现在多个方面,首先就是我们这次小学科学课程改革是处在一种特殊的历史背景之下。大家都知道,从20世纪80年代中期开始,科学教育改革的发展浪潮在全世界再度兴起,在整个改革的浪潮中间,有几件非常重大的、有深远影响的事件。这就是美国发表了对本国未来发展具有战略意义的著名的“2061”计划,这个计划的报告部分又称为“面向全体美国人的科学”,发表在1989年,同时还有一个重要的文献,这就是我们大家知道的《美国国家科学教育标准》,发表在1996年,这两个文件现在都已经成为世界性的小学科学教育方面的重要参考文献。受这样一种思想和这些文献的影响,法国从1997年开始对本国的小学科学教育也进行了全面的改革,他们在国内开展了著名的“动手做”项目,这个“动手做”项目是在法兰西科学院和教育部的直接领导下,在全法国范围内进行的一场深刻的小学科学教育改革,对这五年的教学改革,法国的科学家们主要有这样一种认识和评价:“10年以来,美国在小学里进行了一场极其严肃的科学教育改革。”“应该从美国正在做的物质上和智力上的巨大努力中获得经验。”受到这个影响,他们国家从1997年开展了科学教育的“动手做”项目,在这个“动手做”项目的整个实施过程中,他们有了非常深刻的体会,他们曾经评价说:“这次工作的成果超出了几个世纪以来所进行的上百次的教学改革”。  
    以上足以见得在这样的一个历史时期内,像美国和法国这样一些发达国家,在科学教育方面都在进行着一种很深刻的革命,这场革命是有很多特点的。我们如果用简单的一些词汇来概括这场世界范围内的小学科学教育改革的特点的话,主要表现在以下两个方面:一是科学教育的目标发生了非常大的变化。具体来说,就是从20世纪60年代开始的一种培养科学精英的教育现在已经变为要提高全体民众的科学素养,这是科学教育目标方面发生的最深刻的变化。二是科学教育的方法发生了深刻的变革,简单地说,就是从传授科学知识、科学方法和过程技能,发展到要带领学生亲身经历科学探究,这也就是小学科学课程在科学教育方法方面发生的一个革命性的变化。  
    当然,我们如果对这样一个历史背景进行研究的话,会自然而然地想到,在这场革命中,最深刻的应该说最能够表现这场改革特点的两个关键性词汇,一个是科学素养,再一个就是科学探究。那我们就需要研究了,科学素养到底是什么呢?它的内涵和本质是什么呢?  
    这里我向大家介绍一下在《面向全体美国人的科学》这本书中对科学素养下的定义,它说:“科学素养包括数学、技术、自然科学和社会科学等许多活动,这些方面包括,熟悉自然界,尊重自然界的统一性;懂得科学、数学和技术相互依赖的一些重要方法;了解科学的一些重大概念和原理;有科学思维能力;认识到科学、数学和技术是人类的共同事业,认识它们的长处和局限性。同时,还应该能够运用科学知识和思维方法处理个人和社会问题”。应该说这段文字是目前我们看到的各种文献中对科学素养下的最具有权威性的定义。  
    下面我们还需要具体进行分析,从这些文字中我们可以体会到到底在有关科学素养的这些论述中,核心思想是什么呢?下面谈谈我对这个问题的初步的理解。  
    我认为,在关于科学素养这样一个核心概念中,实际上包括了两个重要的思想,第一个思想就是:科学教育要面向大众。这与在现在的数学教育方面提出的“数学要为大众、数学要面向大众”是一个道理,科学教育也要面向大众,科学教育要面对广大的全体人民群众,或者说是全体学生。第二个思想,有关科学素养的一个核心概念告诉我们:科学教育要立足于对科学和科学教育的一种新理解,在这个问题上是特别值得我们加以重视的,因为我们今天交流和讨论的一个题目就是“探索新的科学教育”,这个“新”不但体现在科学教育要面向大众,而且还深深地体现在我们今天的科学教育一定要立足于我们现在对科学和科学教育的一种新的理解和认识之上。  
1.科学教育要面向大众 
2.科学教育要立足于对科学和科学教育的新理解 
科学是认识世界、理解世界的一种认知模式 
科学教育蕴含了人类认识自身和周围环境的许多重要思想 
科学教育是解决问题的一套重要方法 
科学教育体现了特有的价值观 
科学教育是处理个人和社会问题的重要工具 
  
   那么对于科学和科学教育的这种新的理解都具体包涵了什么内容呢?实际上,这样的一项研究从20世纪80年代就开始了,集中了教育家和科学家们的共同努力,产生了对科学和科学教育本质性的一些新的看法。这些想法包括如下这样一些方面:比如说对科学的认识,什么是科学呢?过去人们总认为,科学是一大堆现成的结论和知识;还曾经认为,科学是一种能力、一种方法;后来人们又认为,科学是一些过程,但是,在从20世纪80年代开始进行的研究中,人们又形成了这样的一种认识:从更深刻的层次来理解科学的话,应该认为科学首先是认识世界、理解世界的一种认知模式,或者也就是我们平常所说的,是一种世界观。它是不同于古典文学、不同于哲学、不同于宗教的一种认识世界和理解世界的认知模式,这是对科学的认识一种非常重要的理解。其次,经过研究人们认识到,科学本身蕴含了人类认识自身和周围环境的许多的重要思想。这些思想,应该说,是作为科学对于人类社会的最重大的贡献。再其次,科学本身蕴含了一系列的一套重要的解决问题的方法,这也是有别于其他认识世界和理解世界的认知模式的。科学本身表现了一种特有的价值观。此外,科学非常强调应该用科学的方法和这样的一种视角和观念来处理个人和社会问题,所以说它是一种解决个人和社会问题的重要工具。  
以上这些就是从20世纪80年代开始的人们对科学和科学教育产生的一些新理解,那么自然我们今天的科学教育,我们研究一种新的科学教育,要立足和建立在这些新的理解和认识之上。  
基于我们对于科学和科学教育的这样一种新的理解和认识,也就带来了科学教育的一种新的变化。  
    在这个问题上,我非常欣赏爱因斯坦的一段话,爱因斯坦在他的文章中曾经说过这样一段话,非常发人深省,他说:“科学对人类事物的影响有两种方式,第一种是大家都熟悉的——科学直接地、并且在最大程度上间接地生产出完全改变了人类生活的工具。第二种方式是教育性质的——它作用于心灵。尽管草率看来,这种方式好像不大明显,但至少同第一种方式一样锐利”。  
    我认为这段话表现了爱因斯坦这样一个伟大的科学家对科学和科学教育的一种深刻的理解和见解。从他的这段话里我们可以很清楚地看到,我们一般对科学的理解在于科学能够改变人类的生活,给人类生活的高质量提供了非常好的工具,这是大家都亲身体会到的。但是科学的另外一个重要意义却长期以来被人们忽视,并没有真正地认识它,这就是科学的教育的性质,特别是它作用于人类心灵的这样一种作用,它在人类的精神史上,在培养人、教育人的方面所发挥的巨大的作用,我们在科学发展的今天,尤其应该对这个方面加以深刻的理解和深刻的认识。这本身实际上也是人类社会发展到今天,在对科学认识上的一种飞跃。大家都知道,20世纪60年代的时候,苏联发射了第一颗人造卫星,这件事震动了美国,于是美国迅速在科学教育上发动了强大的攻势和采取了一系列的政策。但是那个时候,人们对科学的认识主要在于感觉到科学知识越多越先进,就对世界的面貌改变越大,那个时候对科学的认识还是在一种数量层次上的。但是,随着科学技术的发展,随着它对整个人类社会和自然世界发生的强大的改造作用,人们越来越认识到,实际上科学对于这个世界,无论是对于人类本身来讲也好,还是对自然世界的改造来讲,最重要的功能并不仅仅在于它的知识改变了人类,更重要的是它所蕴含的那种思想、思维方式和研究方式,可能对这个世界的影响是更为巨大和深远的。  
    所以,正是基于这样的思想,当前对于科学教育产生了一种新的理解和认识,因此也导致了我们科学教育的新的革命。这就是,很多人开始主张,科学所蕴涵的人类精神中最深层次的内涵,应当成为科学教育的重要目标,在科学教育中应该突现出来。所以,许多学者主张,需要把科学作为文化来教。 
    那么我们沿着这个思路考虑的话,如果真正把科学上升到一种文化的层次,从这样一个视角来认识科学和科学教育的话,根据是什么?下面就这个问题展开来介绍一下。 
    首先,我们刚才提到,就科学本身来讲,是一种人类认识世界和周围环境的重要的认知模式,那么也就是说,我们应该把科学理解为是一种世界观。为什么说科学是一种世界观呢?如果说科学是一种世界观的话,它对我们的重要启示是什么呢?我们可以这样认识:科学作为世界观,它主张的是世界是可以被认知的,宇宙间的众多事物都是有规律的,我们从一个方面获得的知识是可以迁移到另外一个方面的。 
    比方说,我们对地球上宏观的物理现象的一种认识,比如说,在物质之间是具有相互吸引力的这样的一个认识和理解,当牛顿发现以后,很快地就扩展到对于整个宇宙空间的认识了。还有,知识的变化是不可避免的,但又是可信的,人类的认识经过努力仍然可以不断地接近真理。这也是科学作为世界观的一个非常重要的思想,那就是说,我们人类到现在为止,对于任何一个领域的认识,都只是人类认识的历史长河中到今天为止对它的认识的一个片段,这种认识肯定要不断地发展,不断地变化。但是,如果说我们仅仅认识到它是可变化的,那么我们现在对科学知识又应该是什么态度呢?是不是它就变成是一种不定的、不稳定的、不可相信的东西呢?不是这样的。我们至今发现的很多重要的科学概念和原理都是有持久性和稳定性的,是能够在很长的时间内发挥作用而且能够帮助我们对于客观世界进行改造的。比如说到现在为止,我们运用在航天技术方面的种种科学的理论和概念,不都是基于很多很基础的物理学方面的研究吗?所以,人类对于科学知识要有这样一个理解,就是说,要认识到它一方面是可信的,是稳定的,同时另一方面,它又不是绝对的,又是在不断地发展变化的。但是,不论从哪一个角度来说,我们人类的认识经过努力,都可以不断地去接近真理。 
    其次,还有科学研究的方法。科学研究的方法,大家知道,包括注重实验、依靠证据、利用假设、运用逻辑推理,提出解释、通过观察来验证,努力鉴别、避免偏见、不仰仗权威。 
    所有这些方法我们大家都非常熟悉,解决一个问题总是要从观察事物开始,然后提出问题、进行假设、搜集证据、分析数据,最后经过一种交流和一种提炼、概括,形成一种认识。那么这样的一套科学研究的方法,最大的特点是什么呢?那就是它具有客观性和可重复性。也就是大家知道的,一个地方的科学家发现了一个科学原理,其他国家的科学家用他的方法去做的话,肯定最后也都能够获得成功。一个科学原理和概念发现以后,用在其他的地方、其他的国家或者领域的话,它都同样是一定可信的。只要一个科学的原理和一个重要的科学概念,当我们确实认为它有事实的证据、是可以成立的时候,无论是谁去做这个实验,都肯定能得到同样的结果。科学研究方法的这种客观性和可重复性,就使得这样的科学知识有了更大范围的应用价值。同时便于人类之间的交流,最重要的是便于纠错。所以我们认为,科学研究的方法对于人类理解和认识事物是有非常重大的意义的。 
    

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