反思科学教育

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’”[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,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)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)

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

    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

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,1996.2472483
    [3]廖哲勋.课程学.武汉:华中师范大学出版社,1991.868889
    [4]Amidei R.Science education in thenewChina.The Science Teacher1980.107109
    [5]Lewin K M.Science education in ChinaTransformnation and change in the 1980s.Comparative Education Review198731(3)431.430431
    [6]Su ZGoldstein SSu J.Science education goals and curriculum designs in American and Chinese high schools.International Review of Education.1995.41(5)371388
    [7][]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]Stollberg R.Science education in the People's Republic of Chinaan informal glimpse.Journal of College Science Teaching1980.255
    [10]Wang WWang JZhang Get al.Science education in the People's Republic of China.Science Education199680(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().长沙:湖南科学技术出版社,1997.12

反思科学教育

袁振国,1959年生,江苏泰州人。1982年在扬州师院获得文学学士学位,1987年和1997年在华东师大获得教育硕士和博士学位,现任华东师大教育学系主任,教授,博士生导师。曾应邀为日本名古屋大学访问教授,日本法政大学、香港大学、香港中文大学客座研究员。主要著作有:《教育改革论》《教育政策学》《对峙与融合——世界教育改革》《当代教育学》《中国教育政策研究》等。

    素质教育在本质上是一种新的教育价值观,是一种在新价值观指导下对理想教育的追求。课堂是实施素质教育的主渠道,课堂教学中能不能体现素质教育的思想,是素质教育能不能得到真正贯彻的关键。我们所以这样强调,是有其明确的针对性的。因为在现今的教育中,种种背离素质教育本质的观念和做法,诸如把素质教育理解为课外活动,轰轰烈烈搞素质教育,扎扎实实抓应试教育”“要热闹看素质教育,要升学看应试教育等等,都与脱离课堂教学谈论素质教育有关。课堂内真正体现了素质教育的思想,就不但不会与升学相矛盾,而且有利于学生综合竞争能力和可持续发展能力的发展。
   
课堂教育的主要内容是学科教育,因此课堂中能否实施素质教育很大程度上取决于能否落实到学科教育中去。学科教育包括自然科学、社会科学和人文学科的教育,本文首先讨论科学学科教育中的问题和科学学科教育的变革,社会科学学科和人文学科教育的问题和变革另文再谈。

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,甚至是失重就轻的。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163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,就不可能成其为科学。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、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、传闻的东西部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。

科学对科学教育的呼唤

    这个标题写全了应是科学对科学学科教育的呼唤,也就是我们要以科学的方法和科学态度进行科学教育,以使我们的科学教育承担起培养学生完整的科学素养的任务。
   
去年,美国科学教育协会代表团访问上海,在一所著名重点中学听了一堂物理课。任课教师是一位特级教师,教学中,内容精当、层次清楚、节奏紧凑、学生活动充分,教师的提问都是精心设计的,学生的回答也都清晰明了。按照我们的评价标准,这堂课上得可算是天衣无缝了。可是美国代表团成员反映很平淡,他们说,课堂上都是老师提问,学生回答,既然学生都已能回答了,这堂课干什么还要上呢?上课应该是学生有问题,学生提问,教师回答,师生共同讨论。这里反映了两种根本不同的教育思想,反映了对科学本质认识的传统观念与现代观念的明显分歧。
   
按照传统的科学观和科学教育观,科学主要是一些既成的事实、规则、定理,教育的任务就是使学生掌握这些知识,形成运用这些知识解析题目的能力。在西方教育史上,赫尔巴特是将这种思想理论化的重要代表。赫尔巴特认为,人类的观念、经验增长的过程,是一个积累的过程,人类经验中一切新的东西都是根据过去的经验而得到补充和了解的,观念和经验在人的头脑中形成了统觉团,统觉作用就是利用已有的观念吸收新的观念。所以他认为,一个好的教学过程应该分为四个步骤:

    明了——给学生明确地讲授新知识;联想——新知识要与旧知识联系起来;系统——作概括和结论;方法——把所学知识用于实际(作业)

    赫尔巴特的这种教学思想传入中国,与中国传统的教育观念基本相通,后经苏联教育学家凯洛夫的强化,对中国产生了持久的影响,以至于我们的教育没有能够根据科学的发展和对科学本质认识的深化而发生深刻的变化。
   
而按照现代科学观和科学教育观,作为结果的知识是不断发展更新的,发现真理、探求结果的方法才是更重要的。知识本身并不是教育的目的,而是建立科学方法的工具和手段。因此,现代教育观更关心的是怎样使传授知识的过程成为掌握科学研究方法、开发学生智慧的过程。美国教育学家杜威把这看作是现代教育与传统教育的根本分歧之一。杜威认为,赫尔巴特的教学思想是和人的实际思维过程相悖的,它不能使人的智慧得到发展,而只能使人的头脑成为仓库。杜威分析了人们思维的过程不外乎这样五个步骤:感觉到问题;问题的性质和特征;设想可能的解决方法;通过推理,确定哪个假设能解决问题;通过观察或试验,证实结论是否可信。接着他认为,教学的方法与思维的方法应该是一致的,为此,他提出了相应的五个教学步骤:

    设计问题情境;产生一个真实的问题;占有资料,从事必要的观察;有条不紊地展开所想出的解决问题的方法;检验或验证解决问题的方法是否有效。

    这里关键的一步是产生一个真实的问题。所谓真实的问题,就是学生自己产生的问题,而不是教材规定的问题,不是教师主观的问题,更不是为了提问题而提出的问题。杜威早就意识到,任何知识的学习,既是为某一理论提供依据,又是形成新理论的素材。美国学者福克斯指出:在了解杜威对知识是什么的回答时,我们记住的重要的事情是,除了过程,这个问题是没有意义的。杜威认为,除了探究,知识没有别的意义。……当指出那种未确定的情境中的各种要素,使它们成为一个确定的情境,最后成为一个统一的整体时,经历这个过程的探究者就获得了知识,……知识绝不是固定的、永恒不变的,它是作为另一个探究过程的一部分,既作为这个过程的结果,同时又是作为另一个探究过程的起点,它始终有待再考察、再检验、再证实,如同人们始终会遇到新的、不明确的、困难的情境一样。杜威的这一思想,开启了现代科学哲学和现代教育思想的大门,对我们变革科学学科的教育有深刻的意义。通过这一思想的回顾,我们就完全可以理解为什么对同一堂课,会有两种完全不同的评价。
   
中国衡量教育成功的标准是,将有问题的学生教育得没问题,全都懂了,所以中国的学生年龄越大,年级越高,问题越少;而美国衡量教育成功的标准是将没问题的学生教育得有问题,如果学生提出的问题教师都回答不了了,那算是非常成功,所以美国的学生年级越高,越富有创意,越会突发奇想。这就是以问题为纽带的教育。以问题为纽带进行教育,就是以激发学生产生问题始,以产生新的问题终;在这样的过程中,培养学生的问题意识,解决问题的知识、程序、方法,培养学生的怀疑精神和创新精神。由于学生的背景不同,认知风格不同,所产生的问题自然会有差异,解决问题的程序、假设和结果也会不同,这样,科学教育的过程就不再是追求标准答案的过程,而是发展学生富有个性的综合科学素养的过程。
   
现在我们正逐渐走向知识经济时代,即以知识的创新和知识迅速转化为技术引导经济主流的时代,知识总量迅速膨胀,知识陈旧周期日益加快,社会观念、生活情境日益多元化,现代信息媒体的运用也越来越普及。教师和学生经常面对着同样不知道答案的问题,面对着谁都不知如何处置的情境。因此,我们的教育能不能使学生有效地产生问题、进入问题形成解决问题的意识、习惯和能力,能不能创造性地应答没有遇到过的挑战,这才是科学教育的基本要求和改革目标。科学呼唤以科学的态度和科学的方法进行科学教育。