科学教育的反思与对策

张庆守

(福州师范高等专科学校  教育科学研究室, 福建  福州;350011)

    摘要:新中国成立以来特别是二十世纪八十年代以后,我国科学教育得到前所未有的发展。然而在巨大的成就后面,也存在着许多问题。这些问题的存在直接影响了我国科学教育事业的自身发展,同时也制约着效能的发挥。本文着重剖析我国学校科学教育、社会科普教育网络以及科学教育理论体系等方面存在的问题,井提出相应的改革和发展的对策。

    关键词:科学教育;社会科普教育网络;科学教育理论体系

    中图分类号:G521  文献标识码:A  文章编号:1009—7821 Z001 04—40—05

    我国科学教育从宏观与政策层面上一直比较重视。从1985年的《中共中央关于教育体制改革的决定》到1993年2月公布的《中国教育改革和发展纲要》,再到1998年的《面向21世纪教育振兴行动计划》都体现了我国教改的科技取向。为了推进科技教育的发展,我国还专门成立国家科技教育领导小组。新中国成立以来特别是从80年代以来,应该说我国科学教育得到了前所未有的重视和发展,并且也逐步形成中国科学教育的优势和特色。中国科学院路甬祥院长对目前中国科学教育的优势作了如下归纳:(1)中国建立了比较完整的科学教育体系;(2)中国家庭和政府重视教育,尤其重视科学教育;(3)开放的环境使中国科学教育的基础内容和基本方法与国际相衔接;(4)社会科普、科学出版、网络普及的发展为科学教育提供了不断改善的社会条件与氛围;(5)科学教育在中国已有法制、舆论、政府及公众的基本保障、支持与认同。[1]但与国外情况相比,我国科学教育还存在许多问题。这些问题使得我国科学教育事业与新世纪我国社会发展的要求不相适应,也制约着我国科学教育发挥应有的效能。

    一、学校科学教育体系存在问题,致使我国学校科学教育水平一直在较低层次上徘徊

    长期以来,人们对我国学校领域科学教育所取得的成就,都是充分肯定的。学校培养了一大批科学家和工程师,我国科技事业获得较大进步。在国际数学、物理等学科的奥林匹克竞赛中,我国学生所取得成绩一直很不错。但到世纪末,我国出现了法轮功问题,封建迷信活动在一些地方重新抬头并有蔓延趋势。许多调查表明,到世纪末我国国民的科学素质和科技人员的科技活动效率仍然偏低。这些社会问题的存在,又使得我国过去科学教育的成效大打折扣。甚至可以说,我国科学教育已取得的成就与期望的目标相比,还相距甚远。如果单从我国中小学校科学教育课程时数来看,我国并不比日本、美国等国家少,甚至更多。我国在小学一至六年级都开设了科学教育课程。在中学我国开设了六年的物理课,五年的化学课。数学从小学到中学全程开设,但为何我国科学教育的成效没有原先人们预期的那样好。这是我国教育理论界值得研究的问题。我们认为科学教育效果不尽理想,与下列我国长期以来学校科学教育存在的问题有关。

    1、传统教育观念与办学模式束缚着学校科学教育。长期以来,我国中小学教育受到“应试教育”的羁绊和干扰。科学课程的教学目标的实现,理论上是全面要求,实际上是单一目标的追求。这单一目标就是设法让学生牢固记住考纲要求的知识点,为学生获取考试高分作准备。在这种思想指导下,教学过程出现的问题是(1)学生掌握科学知识本身不是目的,而是被异化为应付考试和获取文凭的手段。在这里学生学习科学知识带有明显的短期行为特征;(2)教师把学生头脑当作知识存储器,只是简单地灌输知识,不注意激发学习兴趣和启发思考。学生习惯于对知识死记硬背,而不追求真正的领会和理解;(3)偏重向学生提供现成的科学知识结论,忽略帮助学生了解科学知识的生成过程和掌握发现科学知识的方法,更不注意培养学生探求科学的愿望与兴趣;(4)由于整个教学过程立足于如何帮助学生去应考,于是教学过程很少向学生展示科学知识在社会生活的功用与价值,并且忽视对学生科学精神方面的培育。总之,在“应试教育”机制下,生动活泼和有趣的科学教育,变成单纯传授现成知识,结论简单、乏味、机械,科学教育的使命和目标只能最低层次的实现,而不是完整全面的达成。

    2、教育投入不足,条件、设备差。科学教育需要一些基本条件,只有黑板加粉笔的学校,是难以培养出现代一流的科技人才的。高质量的科学教育需要先进的实验设备和教学仪器作保证。良好的教学条件是保证科学教育取得成功的基础。在美国,为改善学校的教学条件,全国科学基金会和福特基金会等许多基金会每年都拨出数以亿计的款项,使得许多学校的面貌焕然一新。许多中小学都拥有先进的实验设备和教学仪器。但是,直到目前为止,我国学校教学条件和实验设备的投资情况与世界发达国家相比还有很大的差距,还有很大部分中小学校实验设备未能达标。据教育部《1999年全国教育事业发展统计公报》数字,1999年我国小学理科实验设备达标率为44.4%,初中理科实验设备达标率为71.5%,普高理科实验设备达标率为64.12%,职高理科实验设备达标率仅为38.27%。[2]随社会发展的需要,我国要普及电子信息技术,在中小学要开设《信息科学技术》课程,但是现在我国还有很多学校连一台计算机都无法配置。与实验设备差情况相类似,我国教学手段落后也是突出问题。与发达国家实现教学手段现代化呈明显对照的是,我国大多数学校还是黑板加粉笔这种简陋教具进行运作。幻灯、多媒体和互联网等各种现代化教学手段确实能大大提高科学教育效果。它不仅能提高学生兴趣,而且能生动形象地解释各种科学现象,展示与说明科学研究过程与成果,分析各种物质关系。然而,限于经济条件,实现教学手段现代化,对许多学校来说还要努力许多年。

    3、科技活动课和教学实验环节仍然是我国学校科学教育的薄弱环节。在美国、日本等发达国家,学校十分重视科技活动课和教学实验环节。科技活动课和教学实验环节在我国教学大纲中有明确的规定,但是在我国教学实际中,有相当多的学校因缺乏实验设备,实验课的开设问题没能得到很好的落实。更值得注意的是,在我国中小学中较普遍地存在着轻视实验、忽视科技实践活动的倾向。许多老师更习惯于课堂上照本宣科讲课,课后让学生做做课本后面的练习。在一些中小学里,有的科学课程不顾教学大纲要求,很少做实验或根本不做实验,使有关结论的得出缺乏事实依据。有的在黑板上“讲实验”、让学生“背实验”,来应付考试中的实验题。调查表明,一些学校开设实验课的质量,虽说与过去相比有较大提高,但总体上说还是不够理想的。对科技活动课,在许多学校也未得到有效开展和组织。一些学校组织开展一些所谓的科技兴趣小组活动,在形式上轰轰烈烈,但缺乏持久计划安排。

    4、课程体系结构中存在自然科学、工程技术、社会科学、人文艺术的人为分割和偏斜现象,科学课程内容相对陈旧和教材内容体系不尽合理。过去我国教育在高中阶段就过早文理分科。文理科学生分别考入各自相应的高校。文科学生偏学文科内容,很少涉及理科知识,同样,理工科学生偏学理工科内容,很少涉及文科内容。在大学里,理工科学生又进一步被区分为理科和工科。由于分门别类有各自专业的局限性,不同专业学生只是学习各自专业范围内学科内容。这种对科学知识体系的人为分割与偏斜,造成的结果是中国教育培养的人才知识结构的狭窄片面化和影响各类人才科技创新能力发挥。长期以来,我国科学课程内容与科学发展的现状存在着相脱离的问题,教学内容不能及时反映与吸收国内外科技发展的新成果。还有教材内容体系结构在编排上也不尽合理,主要是与学生掌握知识和认知结构的形成规律相背离的问题较为突出。

    5、我国科学教育的教师队伍的素质、学历和业务水平偏低。我国现有从事科学教育的教师存在的问题主要是(1)学历层次偏低,知识结构不合理、知识面偏窄;(2)很大一部分教师缺乏较强的科研能力,甚至有的教师为评职称写一篇论文都感困难;(3)有些教师多年从事某一学科教学,却对这一门科学不感兴趣;(4)部分教师的业务水平不高。他们是“应试教育”的产物,也只习惯于搞“应试教育”。他们没有清醒的育人意识,不具备运用各种现代教学手段所需的技能,教学方法单调死板,不善于激发和培养学生对科学的学习兴趣与热情,缺乏有效引导和启发学生探讨与思考科学问题的教学能力等。教师是搞好科学教育的关键因素,教师素质不高确实很难提高科学教育的质量。

    以上几点是我国学校科学教育的问题所在。这些问题使得我国科学教育质量一直在低水平低层次上徘徊。“应试教育”思维的束缚以及我国教师素质的问题,造成学生把掌握科学知识当作获取文凭的手段,对科学知识不求甚解,只求“六十分万岁”,教学过程变成是死记硬背科学词汇的过程。学生对科学探索的兴趣和热情得不到激发与培养,学生没能很好掌握科学方法,学生的创新思想能力和科学精神也没能很好得到培育。教学条件与实验设备差,科技活动课和教学实验环节薄弱又使得学生掌握科学知识缺乏感性知识和实验数据的支持,学生难以在学习科学知识基础上形成牢固的科学信念,久而久之,学生在思维上对实验手段重视不够,严格的实证主义科学精神没有形成,以及在科学实验和科学研究的技能与能力上的欠缺,最终结果是学校毕业生谈经论道头头是道,做起实验和科学研究来却束手无策。教学内容的陈旧、教材体系不合理以及文理的过早分科又使得学生不能形成合理、全面、完整的知识结构,学生掌握知识跟不上科技发展的时代潮流,并最终影响学生科技创新能力的提高。

    进入新世纪,社会发展又对我国科学教育提出新要求,必须针对现存问题尽快改革。改革的基本思路在于(1)更新教育观念,从短浅的“应试教育”的狭隘意识中解放出来,还科学教育本来面目,确实按照科学教育的使命与目标全面、完整运作。(2)转变科学课程的教学形式,结合现实生活中的科学现象来讲解。实现教学手段的现代化和多样化,引进多媒体等现代信息技术,使科学教学过程更生动、更形象,帮助学生了解科学发现的思维过程,让学生通过探究和独立思考来理解与掌握科学知识。(3)加大投资力度,改善教学条件,配套购置实验设备和教学仪器以及图书资料。使现代科学教育真正建立在现代化教学条件与设备之上。(4)建立合理课程体系,在自然科学、社会科学、工程技术、人文艺术等学科取得平衡,促使文理渗透和不同学科的相互综合,帮助学生形成全面合理综合的知识结构。(5)切实落实和开好学校的科技活动课程与加强实验教学环节,培养学生科技动手、动脑的习惯,进而形成科技创新的热情与能力。(6)更新科学教育内容,注意吸收现代新科技成果来充实教学内容,促进教学内容现代化。开设《现代信息技术》和《科学·技术·社会》(STS)等适应现代社会需要的新课程。(7)提高科学教师素质,建设完善合理的科学教育内部发展机制和社会评价反馈机制。

      二、社会科普教育网络不够完善,群众性科普宣传手段和设施低效率

      科学教育体系的建设由两部分构成:一是主要面向青少年的学校教育,二是以整个社会为受众的社会科普教育。社会科普教育是学校教育的必要补充和延续。二者性质不同:学校教育是系统的、规范的甚至带有一定的强制性;社会科普则是零散的、灵活的、非强制性。二者的做法和工作侧重点也有所不同。学校教育重点是通过开设科学课程,帮助学生掌握系统的科学知识和基本的科学方法,同时训练学生科学思维能力和培养科学精神。社会科普教育重点则是向公众介绍基本科学常识和科技活动,展示科学成果,从而帮助公众理解科学,理解科学与社会的关系,进而培养科学精神和科学观念。社会科普教育的网络与途径归纳起来大致有:(1)科技馆和博物馆;(2)各级科委和科技协会;(3)地方街道与社区;(4)社会群众性团体;(5)科研工作单位;(6)电视、报纸、杂志等社会传媒;(7)国际互联网络及网站。多年来这些途径为我国科普事业做了大量工作,但应该说体制还不健全,宣传网络不够完善,活动效率还不够高,这具体表现在:

    1、科技馆在科普工作中没能发挥应有的功能。科技馆是一种以科普教育为主要功能的新型科技博物馆。目前我国大陆地区以科技馆名义建成的各种设施已有近400座,建设投资总额16-17亿元。可以说我国是世界上科技馆最多的国家。但据统计,在我国众多科技馆中,符合科技博物馆标准,拥有常设的科普展览的科技馆只有21座。有的科技馆开展青少年科技活动、科技培训和农村实用技术推广等活动,这类科技馆虽没有常设科普展览,但还是以科普工作为主要职能。上述两类科技馆加在一起也不足全国总数的一半。其余的一半多大多作为当地科技团体办公用地,开展服务性营业以及出租场地等非社会性科普活动之用途。另据统计,各地科技馆实际自用面积仅为建筑面积的)50%,其余被有关部门用作办公或经营出租。我国有40%的科技馆年均活动人数在10000人次以下,有相当一部分科技馆的主要职能不是开展科普活动。[3]即使是那些有常设科普展览的科技馆,大多也因建设和运营经费不足,展厅面积偏小,展品数量少,且损坏和老化严重,展览难以充实更新等原因,无法保证持久地吸引观众。因此,我国科技馆确实还没有发挥其作为科普主要阵地的应有作用。

    2、缺乏鼓励科普事业发展,促进科普工作繁荣的机制,缺少与当代科技发展相适应的科普中坚力量。西方发达国家有许多一流的科学家利用业余时间出科普名篇。许多科学家同时也是一流的科普作家。中国科学院的老一辈科学家具有热心的科普创作的传统。近几年,全国上下涌现出一批优秀科普工作单位和先进个人。但总来说,由于缺乏激励机制,较少有科研单位及一流科学家从事科普工作,他们对从事科普工作还缺乏足够的积极性,能够胜任科普工作的科学家人数有限。

    3、电视、报纸、杂志、广播等传媒是现代科普工作较为有效的一种途径。现在从中央到各地电视台都设有教育台,比较重视开展一些科普工作。各地报纸与杂志也设有科普版面,刊登介绍科学技术的文章。各地广播电台多年来也为科普做了大量的工作,但总的来说,这些传媒不管从广度深度、播放的时数以及提供的版面等远未达到现代科普事业发展的要求。

    4、在科普书籍的出版方面,有些出版单位出于利益驱动,使一些天花乱坠、甚至宣扬超自然的神秘主义的“科幻”读物充斥书市,而有关介绍科学基础知识作品出版数量少,且趣味性差,对青少年的吸引力不强。还有的粗制滥造,错误百出。更严重的问题是,相当长的一段时间以来,新闻媒体和一些文人对道听途说的某些社会和自然中发生的怪异现象大肆渲染,或热衷于宣传种种“气功大师”、“特异功能”,并将其披上“科学”外衣,这些对提高国民的科学素质不仅无益反而有害。

    此外,科普理论相对薄弱,科普形式比较呆板,科普观念相对落后等也是目前我国社会科普工作存在的重要问题。

    因此,要发展我国科普事业,确实还有大量问题要解决。上述我国社会科普网络问题,使得我国科普事业不论是广度还是深度都远远不够。这样的科普工作不足以帮助人们培育科学精神和形成牢固的科学信念。对学校科学教育来说,低效的社会科普工作无力对学校科学教育的效果起到巩固作用,甚至有时还会抵销学校教育的效果。我们认为,发展我国科普事业,要认真贯彻党中央、国务院《关于加强科学技术普及工作的若干意见》精神,加大投资力度,加强科普设施建设,对各种社会科普工作有关单位进行规范化引导,还科技馆的本来面目,强化其科普工作职能,注意发挥科学教育社会网络的终生教育功能,使不同渠道能产生综合性效应,建立科普工作的激励机制,培养一支能够胜任科普工作的科普队伍。

    三、科学教育理论体系不够完善,制约我国科学教育改革与发展

    推动科学教育的开展与革命需要有的两个重要的条件。第一条件是必须具备社会需求和社会背景;第二条件是要有较为完善的科学教育理论体系来指导。这两个条件中第一条件我国无疑是具备了。迎接“知识经济”时代的到来,党中央决定实施科教兴国发展战略和可持续发展战略,要求我国科学教育有个大辐度的发展。但第二条件我国还不充分具备。我国的科学教育理论还相对落后,从而制约了我国科学教育的改革和发展。

    首先,从科学教育理论体系的结构上看,它由三个层次组成:(1)理、化、生和地理等自然科学的学科教育理论,简称Ⅰ类理论;(2)自然科学和综合理科的教育理论,简称Ⅱ类理论;(3)科学教育的哲学理论,简称Ⅲ类理论。[4]至目前为止,Ⅰ类理论我国做的工作较多,理论相对较为完善,系统性较强并已编成教材。师范院校各专业开设学科教学法或学科教育论都属于Ⅰ类理论,在教育杂志上发表的论文大量的也是有关Ⅰ类理论的文章。但Ⅰ类理论现在也产生危机感。因为过去各科教学理论主要适应“应试教育”而开展的研究,即有关如何传授知识的研究较多,而培养科学精神与指导科学方法的研究较少且不深。在我国教育向素质教育转型以后,Ⅰ类理论的许多理论内容显得陈旧与不适应教育发展的需要。Ⅱ、Ⅲ类理论工作过去我国不是没有做,但应该承认做得很不够。我国还没有办法形成较成熟的科学教育学。过去我国在《教育学》和《教学论》中有涉及到Ⅱ、Ⅲ类的理论内容,但介绍外国的象布鲁纳、赞可夫等人的理论的多,而自成体系的属于我国自己的少。近几年,在我国《教育研究》、《中国教育学刊》、《教育科学》等教育杂志上发表Ⅱ类、Ⅲ类理论研究的论文有所增加,但还只是零散的而不成体系。从ⅠⅡⅢ类三类理论对科学教育的指导作用来看,三类理论都十分重要,但后两者作用不可低估。在近现代西方曾经发生的几次科学教育革命,每一次都有科学教育哲学进行引导。美国布鲁纳的“结构主义”课程论、前苏联赞可夫的“新实验教学论体系”以及德国根舍因的“范例教学论”直到现在对世界范围的科学教育改革仍起重要指导作用。

    其次,我国大部分科学教育理论研究,还只是停留在定性研究──谈体会、谈经验、谈感想的阶段,较少按照科学研究的程序,通过系统实验或科学的调查统计经过一定的逻辑程序得出的结论,来进行研究。在教育研究中,定性研究和定量研究都需要,但定性研究主观性较大,思辩性强,缺乏客观数据和事实的支持,因此,如果定性研究占的比例过大,定量研究偏少,则不利于提高教育科研水平,而且研究成果的指导意义大受影响。

    时代要求我国科学教育要加快发展步伐,但是如果没有正确的科学教育理论的指导,仅凭教师个人经验摸索是难以大面积提高我国科学教育质量的。因此,为推进我国科学教育发展,我国有必要提高现有的科学教育理论的研究水平,并尽快形成较为完善的科学教育理论体系。基本思路主要有:(1)为尽快建立合理的科学教育研究人员的层次结构,在科学教育研究人员的培养时,要充分考虑不同层次研究人员的比例需求问题。目前当务之急是要尽快培养Ⅱ、Ⅲ类理论研究人员,造就一批具有一定哲学思想的科研人员和具有一定理论研究水平的教师;(2)重新调整和规划我国科学教育研究的层次和比例,把研究重点放在科学教育的一般理论(如科学教育学)上,尤其要对我国丰富的科学教育的实践经验从哲学上进行总结和提炼,以建立具有中国特色的科学教育哲学体系,这种体系能够回答我国科学教育的认识论、价值论和方法论等一系列基本问题。[5](3)革新现行以思辨为主、经验为主的科学教育研究方法,推行和重视科学实验方法和定量研究方法。要通过各种渠道把自然科学和社会科学中的一些新方法、新理论介绍给科研人员和科学教师。要重视向在校师范生开设《教育科学研究方法》课程,提高教育科研水平。(4)科学教育的研究重心应从过去单纯研究如何帮助学生更多更快地掌握科学知识,转为如何从整体上提高学生科学素质方面的课题研究。也就是说,今后应注意把下列相关问题列为科学教育研究的选题重点:①合理认知结构的建构问题;②科研品质和科技创新能力的生成规律及培养对策;③科技兴趣和科学精神的养成规律及培育策略;④科学方法的修养和掌握问题研究等。

注释:

[1]路甬祥.  关于新世纪科学教育的几点思考[J].新华文摘,2000 (9).

[2]教育部.  1999年全国教育事业发展统计公报[J].新华文摘,2000 (9).110

[3]洛水,岑岭.  中国的科技馆怎么了[J].新华文摘,1996 (2).

[4][5]柳秀峰.  论我国科学教育的危机与对策[J].教育研究与实验,1988 (2).

作者简介:张庆守(1965-  ),男,福建大田人,福州师专教科室副教授,主要从事教育理论研究。

摘自福州师专学报2001年8月