反思科学教育--丁邦平

 摘 要 20世纪我国科学教育存在三大问题:其一,唯科学主义的科学文化观;其二,社会本位的科学教育观;其三,推崇“双基”的科学课程观。其原因是受西方唯科学主义思潮的影响和我国传统文化对科学和科学教育的影响。这需要针对存在的问题,改进科学教育,更好地培养学生的科学素质。
   关键词 科学观 科学教育观 科学课程观
    由于我国现代科学和科学教育制度基本上都是19世纪末期和20世纪初期开始从西方引进的,它们与西方科学和科学教育一致的地方很多,包括受西方唯科学主义思潮的影响;而其不同之处则在于我国传统文化对科学和科学教育的深刻影响。这样,一个多世纪的现代科学和科学教育实践便形成了颇具中国特色的现代科学观和科学教育观。今天我们站在新世纪的起点上来进行百年回顾,对它们进行观照和反思,笔者以为是非常必要的。
一 唯科学主义:畸形的科学文化观
    现代科学已经成为现代文化的一个重要组成部分,即被英国学者C•P•斯诺称之为“两种文化”之一的科学文化。所谓唯科学主义的文化观是指唯科学主义思潮在现代文化上的凸现。唯科学主义(又译为“科学主义)是在现代科学技术取得巨大进步并带来社会生产力巨大发展的过程中历史地形成的对科学的盲目崇拜或迷信。在我国,唯科学主义的文化观是从19世纪末期至20世纪初期逐渐形成的一种新的文化观。
    早在20世纪20年代,当我国知识界在进行“科学与人生观”的论战之际,胡适(终其一生都大力倡导科学和科学方法)针对当时在我国已经初露端倪的唯科学主义思潮作了精辟的论述。他说:“这三十年来,有一个名词在国内几乎做到了无上尊严的地位;无论懂与不懂的人,无论守旧和维新的人,都不敢公然对他(原文如此)表示轻视或戏侮的态度。那个名词就是‘科学’。”①这种几乎全国一致的对科学的崇信在当时科学极不发达的中国确乎有一定的价值,那就是使国人认识到科学技术的重要性。即使在今天,对科学的崇信也并非一无是处。当“文化大革命”的劫难结束后,中国科学的春天来临时,那场关于真理标准的大讨论就曾借重科学理性论证实践标准的有效性和权威性,从而推进了思想解放的进程。[1]然而,对科学的过分推崇却又滋生出唯科学主义科学文化观。例如,把一切真理都冠以“科学”之名,不加限制地把“真理”与“科学”二者等同起来;凡“科学的”必具有真理性,反之亦然。这种简单化的逻辑就是当代唯科学主义科学文化观在社会生活上的突出表征。
    唯科学主义的文化观既然表现在我国社会生活的各个层面上,就不可能不渗透到科学教育中。由于对科学哲学缺乏探索而带来的对现代科学的片面认识,我国学校的科学课程与教学几乎都不涉及科学的局限性、科学的本质和精神,以及科学技术与社会的互动等重大问题。在大多数国人的眼里,科学即真理,因而科学是不可错的;科学知识是精确的实证知识,因而它有着至高无上的权威。这种科学观必然导致科学“神圣”的心理,成为滋生唯科学主义的心理基础。其直接结果在科学教育上便是不能培养学生的怀疑精神、批判精神和创新精神。如果说我国中小学乃至大学的科学教育培养出的学生比较缺乏创造能力的话,从根本上说,这不能不归咎于唯科学主义的文化观。
    例如,在中学科学教育中,从《中国著名特级教师教学思想录》一书中可以看出,理科各科教学目标主要盯在科学基本事实和基础知识上。科学教育虽然也强调培养学生的基本能力,但实际上许多教师着重于让学生掌握基本知识和基本技能,也就是说科学教学缺乏对科学研究过程与方法的重视。显然,这种侧重科学基础知识掌握而忽视科学探究的科学教育传统是与我国唯科学主义的文化观分不开的。过分注重科学知识(结果)而忽视科学方法(过程)的教学,也突出地表现在“相当普遍地忽视了学生的实验,极大地忽视了‘想’和‘做’”[2]。以初中物理教材为例,德国国民学校的物理课本全书虽然只有290页,却编入了343个实验,其中约有296个实验是可以用简单的、容易备置的器材由学生来完成的;而我国历年来的初中物理课本,一般仅编有约20个学生实验,相差悬殊!重视实验无疑是鼓励学生动手动脑去“发现”知识,并且注重对科学过程和方法的掌握。
    过分注重科学知识而忽视科学研究过程和方法的科学教育传统也体现在物理课外作业的设计和处理上。德国国民学校的物理教材各章所配的课外作业大多数是实践性的,突出了实验在物理教学中的地位。德国物理教材共编有213道课外作业题,其中实验或制作和必须通过观察自然现象或在题中插图后再作回答的作业题多达112道,占总题量的52.6%;绘图或附有插图的作业题约有97道,占总题量的45.5%;计算题仅占32道,占总题量的15%。而我国现行两册初中物理课本里虽编有345道练习题,但观察现象、实验设计和动手制作的实验题仅占总题量的9%;绘图或附有插图的练习题才占总题量的28.5%;计算题却多达总题量的35%。这无疑“扼制了学生创造能力的发展,更不利于培养学生实验操作技能”[2]。究其实质,这种差异反映了中西科学观和科学教育观的差异。
    唯科学主义的科学文化观还与我国传统文化重理论轻实践的传统结合在一起。按照我国传统的文化观,实验是需要动手操作的事,因而较“低级”,似乎应由较低层次(等级)的人来做才显得“适合”,所以一般学校的实验室都有专门的助手或管理人员。另一方面,在这种唯科学主义的精神笼罩下,实验室及其科学仪器又显得极为珍贵、神圣,因而需有专人保管,本当做为科学研究工具的实验设备在我国唯科学主义的氛围中变得比其他劳动工具更为“尊贵”。同样由于这种观念的作祟,许多中小学领导和科学教师过于看重昂贵的、正规的、现代化的科学设备、仪器和实验材料,忽视教师因陋就简、因地制宜地制作实验装置和搜集实验材料。
    教育改革的一个重要前提就是教育观念的更新,科学教育改革也同样需要更新教育观念。当前,我国正在进行新一轮的科学课程改革,教育管理干部、教育科研人员和广大理科教师需要自觉地克服唯科学主义文化观的影响,加强学习科学史、科学哲学和科学社会学,提高理论修养。国外在当前的科学教育改革中十分强调HPS,即科学史、科学哲学和科学社会学等科学方面的教育,其目的在于通过“关于科学的教育”,使学生养成正确的科学观,了解科学的本质和精神,了解科学对社会的作用及其局限,等等。
二 社会本位论:偏颇的科学教育观
    我国科学教育从目标的制订、课程的开发与教材的编写,到科学教学的实施和评价,以至于到课外科学活动的进行,无不体现着科学教育社会本位的观点。所谓科学教育社会本位论,是指在整个科学教育过程中其出发点和归宿都是从整个社会的需要考虑的,它与我国长期以来学校教育确立以社会为本位、忽视学生个体需要和个性培养的传统分不开。诚然、科学教育不能不顾及社会需要,但完全着眼于社会需要而忽视学生个体的需要(兴趣、对个人生活有用的科学知识、就业的考虑等),就不免失之偏颇,其结果不利于学生对科学产生应有的兴趣,并最终无助于公民科学素养的提升。对于普通教育来说,正确的课程和教学目标应当体现社会需要与学生个体需要的统一。[3]
    偏重从社会本位出发进行科学教育,在我国科学教育对自然科学各学科不同的重视程度上表现得尤为突出。例如,物理学的地位在我国中学课程中被过分抬高,具体表现在物理课程数量远远多于化学和生物课程,物理课程偏重理论深度而忽视其应用及其与社会生活的联系。外国一位科学教育学者对我国科学教育评论道:“物理是中学科学之‘王’,显然享有最高的地位。”[4]固然,物理学对国家现代化建设,尤其是对国防现代化具有不可低估的作用,但中小学教育让所有学生都学习为培养未来物理学家所准备的课程。不能说不是教育资源的极大浪费。
    相反,我国生物学教育在科学课程中却处于较低的地位。英国科学教育学者勒温(K.M.Lewin)1987年在考察我国科学教育时指出:“在一个农业人口占80%以上、依靠农业为生的国家,当前在对生命科学时间的分配上不平衡状态似乎难以证明是有充分理由的。即使在工业化迅速发展时期,对物理学家和工程师的需求量虽大,但也不能因此就可以相对忽视对大多数人口所直接依赖的生物系统的理解;通过科学地理解影响农作物和畜产品产量的参数,开展以生物学为基础的新的经济活动,生物学教学就能对改进农业生产具有潜在的意义。对基本的健康教育、营养意识以及与此有关的科学与传统知识的联系,生物学教学也具有意义。”[5]勒温的观察和评论是发人深省的。
    从我国科学教育目标上看,科学教育的社会本位观也相当明显。我国科学教育目标在理论上与教育的整体目标是一致的,即一是为高等学校输送科学人才,二是为劳动力市场培养有技能的劳动者。然而,实际上我国科学教育的目标主要是为上一级学校做学术准备,科学教学强调的是基本理论而忽视了为学生就业培养基本的应用技能,[6]更没有在课程目标中考虑正在成长中的学生个体所急需的科学知识和能力(如保健的知识、了解自己的知识、成长与发展的心理学知识、现实生活中解决问题的能力等)。据华中师范大学廖哲勋教授对3种类型的中小学(实验学校、没有进行改革的学校和片面追求升学率的农村中学)所作的调查,第一种类型的学校课程目标除了反映社会要求外,“仅在一定程度上反映了学生个体发展的需要”,但这类学校在目前还是少数;第二种类型的学校“没有充分反映学生个体发展的需要”;第三种类型的学校“其课程目标深受片面追求升学率的社会思潮的影响,……既没有反映我国社会主义经济、政治、文化发展的客观要求,也没有反映学生个体发展的合理需要”[3]。今天,当我们重新设计中小学科学教育目标的课程时,我们必须从培养21世纪新人的科学素养和普及科学文化的角度,合理设置和安排各个科学学科,正确处理科学教育对社会发展需要和个体发展需要的双重目标。
    科学教育如何满足学生个体的需要呢?这可以从美国科学教育改革的经验中得到启发。美国科学教育以往没有国家统一的标准,科学教学的目标因州而异,甚至因校而异。1996年美国颁布了女国家科学教育标准》,其中关于中小学科学教育的培养目标是,学生能够:1)由于对自然界有所了解和认识而产生充实感和兴奋感;2)在进行个人决策之时恰当地运用科学的方法和原理;3)理智地参与那些与科学技术有关的各种问题的公众对话和辩论;4)把科学知识、理解和技能运用于职业生涯中,以增强经济生产的能力。[7]从这些科学教育的目标上可以看出,美国的科学教育主要是从个人本位出发的。当然,从个人本位出发最终也达到为社会服务的目的,从而达到社会要求与个人需要的统一。
三 推崇“双基”:狭隘的科学课程观
    长期以来,由于受注重知识的文化传统和前苏联科学教学模式的影响、我国科学教育与其他学科一样高度强调所渭“双基”——基础知识和基本能力。一位高中特级物理教师认为:“纵观我国高中物理教学的发展历史,以物理概念和物理规律教学为主线的思想,不但积累了相当丰富和成功的教学经验,而且已经形成了物理教学中的一种传统习惯,加上我们的物理教学多年来处于一种应试教育的大环境之中,因此,概念和规律教学更加得到了强化。而学生全面发展的素质教育在物理教学中被忽视了。
    这里,虽然提及的只是物理教学,但从课程的角度看,其他科学学科其实也一样。注重系统的学科基础知识并通过大量练习(大多是书面练习)形成学生“应用”这些知识的能力,成为我国科学教育的一大特色。我国的科学教育在传授知识方面“成功的教学经验”有可取之处.但也不可否认它的缺陷,即隐含在这种教学和课程模式背后的科学课程观是极为狭隘的。
    首先,这种注重“双基”的科学课程观是很不全面的。科学教育的主要目标应当是提高学生的科学素养,而不是一味地追求科学知识的获得。从近年来对公众的科学素养的调查中可以看出:1)尽管我国中小学用于科学教育的时间投入比许多发达国家学校的多,而在对现代科学知识的了解方面,从整体来说我国公众却比发达国家公众少;2)在1992年的公众科学素养测试对比中,我国与美国公众在理解科学知识方面的差距并不很大,但在理解科学过程和理解科技对社会影响方面却有很大差距;3)具备科学素养的中国公众比美国公众少得多,尽管美国具备料学素养的公众也不算多(参见表1)。
表1 中美公众科学素养的测试对比(%)[8]
项目 中国 美国
具备理解科学知识水平的公众 30.1 35.7
具备理解科学过程水平的公众 2.6 13.3
具备理解科技对社会影响水平的公众 1.9 26.4
具备科学素养的公众 0.3 6.9
    其次,“双基”的科学课程模式忽视了大多数学生的需要和兴趣。这种课程模式仅让一部分学生(天赋高、动机强的学生)掌握较为扎实的科学基础知识。但这里的所谓基础知识主要是理论知识与技能,或者说是“纯”科学知识,它与技术知识相分离,也与社会生产和现实生活相分离,还与价值教育和情感教育疏离和脱钩。换言之,注重“双基”的科学课程模式是一种精英教育的模式,它主要是为进人高等学校的学生设计的,因而不利于科学教育的普及。
    再次,我国的“双基”科学课程模式基本上是建立在机械背诵科学概念、定律和原理的基础之上的。一些国外科学教育专家在考察我国科学教育后一致认为,中国学生过于注重记忆而忽视理解。美国学者斯托伯格(R.Stollberg)比较了中美两国的科学教育,认为中国高中“物理和数学似乎比美国一殷高中里开设的这些课程水平要高一些,但却更注重事实和原理,而不如我们的学校重视广泛的理解和应用”[9]。英国科学教育学者勒温也指出:“中国学校的科学课程有以下特点:分科教学,注重物质科学。学生的实际活动少,注重内容而忽视过程技能,教材的理论性强而不注重应用。”[5]1996年,美国学者迈耶在与我国科学教育学者合作的一篇论文里写道:“勒温的研究将近10年以后,中国的情况在大多数方面依然如故。”[10]
    应当承认,国际科学教育专家对我国科学教育的批评是中肯的,这些批评与我国学者对科学教育实际状况的分析基本吻合。著名科学学专家赵红州对国内科学教育批评道:“我们要提高国家的科学能力,就要克服一些弊端。如我国的教育历来重视对知识的传授,而忽视对创造能力的培养:我们的学生都很能考试,但在真正的实际工作中却没有竞争力。这里有体制方面的原因.也有东方文化的影响。真正的现代教育不是靠背书本,而是要培养学生的创造力。倡导‘创新、求实、献身’的科学精神,应是我国教育思想的精髓。”[11]吴国盛在谈到我国理科教学的缺憾时也认为“也许是文化传统的关系,中国教育界盛行的依然是分数教育、技能型教育。这种教育的一个消极后果是培育了不少科学神话,树立了不正确的科学形象,以及对科学产生了不正确的看法。首先是将科学理论静止化、僵化,其次是将科学理论神圣化、教条化,再次是将科学技术化,最后是将科学实用化、工具化。”[12]中外学者的这些评论不能不引起我国科学教育工作者的深思。
注释
    ①胡适:《<科学与人生观>序》,转引自张君励、丁文江等着《科学与人生观》,山东人民出版社1998年版,第10页
参考文献
    [1]刘大椿.科学哲学.北京人民出版社.1998.381
    [2]阎金铎主编.中国著名特级教师教学思想录•中学物理卷.南京:江苏教育出版社,1996.247,248,3
    [3]廖哲勋.课程学.武汉:华中师范大学出版社,1991.86,88—89
    [4]Amidei R.Science education in the“new”China.The Science Teacher,1980.107—109
    [5]Lewin K M.Science education in China:Transformnation and change in the 1980s.Comparative Education Review,1987,31,(3):431.430—431
    [6]Su Z,Goldstein S,(5):371—388
    [7][美]家研究理事会著.国家科学教育标准.戢守志,金庆和,梁静敏,等译.北京科学技术文献出版社,1999.17
    [8]葛霆,刘薇,李大光.中国公众的科学素养及国际对比.新华文摘,1995(3):181
    [9]1980.255
    [10]Wang W,Wang J,Zhang G,et al.Science education in the People's Republic of China.Science Education,1996,80(2):220
    [11]赵红州.中国切莫忘了诺贝尔奖——论诺贝尔精神与爱国主义精神新华文摘,1995(8):174
    [12]吴国盛.科学的历程(上).长沙:湖南科学技术出版社,1997.12