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【关键词】高中生物,科学史教育,科学素养,课堂教学与研究
1.研究背景
《普通高中生物课程标准》(以下称《标准》)明确指出:提高每个高中学生的生物科学素养是本课程标准实施中的核心任务。美国著名科学教育家马丁认为科学知识、科学过程能力和科学态度三方面内容组成了科学素养,而国内一些学者认为科学素养包括知识与技能、科学方法、科学观和科学品质四个要素。[1]而生物科学史不仅展示了科学家们在探究生物学有关问题中的时代背景、技术发展情况,也展示了他们在探究过程中的思想过程和探究方法,体现出科学方法不断发展的历史,科学家们散发出来的科学品质和科学观。因此《标准》在第四部分的实施建议中也指出了注重生物科学史的学习:学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路,理解科学的本质和科学研究的方法,学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的。[2]
这个认识是与近年来国际的教育理念相接轨的。随着对科学本质的认识不断深化,各国教育家们意识到:科学本质离不开科学的历史、文化、社会,HPS教育(即:科学史History、科学哲学Philosophy和科学教育Science Teaching)应运而生。[3]查阅多方文献资料便可发现,重视科学史教育在提高学生科学素养方面的意义已经成为国际科学教育改革的大趋势:美国的《科学素养的基准》和《国家科学教育标准》、英国国家课程的科学部分等,都将科学史与科学教学结合,并对HPS的课程与教学有着明确的要求。
因此,国内的新一轮高中生物课程改革紧随国际步伐,在《标准》中明确提出对科学史的重视,新教材的编排就蕴含了大量的科学史内容。
1.1 三个必修模块的绪论都改编为“科学家访谈”,从邹承鲁到孙儒泳,从我国率先人工合成蛋白质到生态学研究,展示科研成果,探讨研究过程,渗透科研精神,切入模块主题。
1.2 在“问题探讨”栏目中作为引入新知识的背景材料,引导学生进入学习情境。如必修1第5章“降低化学反应活化能的酶”介绍了意大利科学家研究鹰消化食物的巧妙实验;必修2第1章“孟德尔的豌豆杂交实验(一)”介绍了当时的融合遗传的观点。
1.3 以科学家的探索过程作为主线呈现在教材的正文主要部分。如“对生物膜结构的探索历程”、“光合作用的探索历程”、“生长素的发现历程”等等。
1.4 以“资料分析”、“科学史话”、“科学前沿”、“科学家的故事”等栏目穿插在正文中,或者作为拓展的阅读材料。
而整个必修2模块的编排就是按照科学发展的历史,围绕人类对基因的认识这一主线展开,使学生在学习遗传知识的过程中感受科学家们的探索之路。
2.国内的研究现状
但在我国的基础教育中,科学史的教育起步较晚,因此在实施的过程中呈现出一些问题:
2.1 与国外相比,国内的教材对科学史的编排更加侧重科学研究的神圣,强调科学家的光辉一面,强调理性在科学研究中的作用,同时更重视我国的科学成就,而对科学家“人性”的一面介绍很少,容易使学生们陷入科学家的“神话”里。
而根据沈阳师范大学蔡红英在其硕士论文的课题研究《应用生物学史开展高中生物科学方法教育的研究》可发现另外的一些问题(她采用问卷调查的方式,于2010年6月再甘肃省定西市漳县四所学校随机抽样,结论具有可信性)。
2.2 学生对于生物学史的兴趣普遍高,也认识到了其中的科学方法教育的重要性。但是,对于科学方法的学习有畏难情绪,在遇到有关生物学方法的试题或在实验设计方案中能从中得到帮助的比较少,也就是生物学史的科学方法教育价值得不到充分发挥。
2.3 由于高考的现实压力以及课堂教学时间的限制,教师往往按照教材的知识内容编排顺序,简单介绍基本知识和原理,传授科研成果以缩短学生的认识过程以提高高考成绩,没有深入挖掘其中的教育价值。
2.4 由于当代教师是在传统的科学教育理念下培养出来,本身没有受到科学史教育,加上教学工作的繁忙而无法在课前查阅大量资料,这样,教师本身的科学史知识的储备问题,使他们在科学史教学教育中力不从心。
3.加强和改善科学史教育教学和研究的措施
笔者根据参考文献和自身的教学经验提出个人的一些建议和改善措施:
3.1 增强师生对于科学史教育的价值的认识。这是亟待解决的首要问题,只有师生在观念上的重视,才会在教学和学习过程中重视以达到教学目标。既然以高考为核心的考试评价体系没有更改,那就从这个现实的角度切入,搜集高考以及各地市试卷中有关科学史与科学方法的习题,无论教师层面还是学生层面都有引起重视。例如:09年天津卷和2012年福建卷的选择题等,教师在研究各地市高考及其他试题之后,要回归到《标准》,结合试题能更深入地理解高中新课程理念,认识到科学史教育的重要性,不断更新观念,在课堂教学中把握住科学史教育的教学设计理念。进而,教师可将这些试题改编成与某个阶段学习进度相适应的练习,引导学生对科学史教育的重视。
3.2 在重视的基础上,教师自身更要注意日常对生物科学史资料和素材的积累。除了网络上搜集到的资源,也可以参考百花文艺出版社出版的《生命科学史》、复旦大学出版社出版的《20世纪的生命科学史》等书籍,从中了解生物学知识的发展史,把握知识的内在联系和概念、规律等的形成过程,挖掘出隐性的科学方法、科学态度和科学精神。
3.3 在资料搜集和积累的基础上,根据《标准》确定、精选出出科学方法教育目标,对相关史料进行适当整理,或有一定趣味性,或突出重点事件,使目标在有限的课堂教学时间内得以实现。例如:在《孟德尔的豌豆杂交实验》中,突出的是假说演绎法这一科学方法,因此,在教学设计中,可将“科学史的发展脉络”作为线索,整合“不同颜色牡丹花”的问题探讨和“孟德尔获得成功的原因”这个思考与讨论的材料,同时,其中的科学方法“假说演绎法”为另一条主线设计教学过程,孟德尔提出什么问题?根据现象怎么提出假说的内容?又怎么设计实验进行演绎推理和实验验证?教师在教学过程中,通过方法引导,使学生在体验科学史的过程中学习科学方法。
3.4 在资料搜集和积累的基础上,注意科学史的真实性,在充分肯定在科学史中科学家们的巨大贡献和科学精神时,也要对他们犯下的错误进行客观的评价。既要看到科学家们身上光辉的一面,也要引导学生关注他们“人性”中的弱点。例如:在促胰液素的发现过程中,囿于定论的沃泰默和另辟蹊径的斯他林、贝斯利之间就可以形成思维上的矛盾冲突,教师可以在分析教材资料时引导学生从这个矛盾折射出富有生命力的人文精神,将科学教育中的真实性、客观性与人文教育中的求美有机结合起来,培养出具有科学精神和人文精神的全面发展的个体。
3.5 在资料搜集和积累的基础上,教师有所了解之后,还可要求学生自行搜集相关科学史材料,如“搜集生物进化理论发展的材料”并有所侧重,比如搜集澄江生物群的资料显示物种大爆发,对达尔文的自然选择学说中物种是渐变的形成新的质疑,引出现代生物进化理论的修正和完善;比如搜集“中性突变学说”等其他进化理论的大概内容。引导学生加深对科学本质的理解,在科学史教育中认识到科学知识是多元的、暂时的,科学是动态过程,是人类不断认识自然的尝试,因此作为其成果的科学知识也不是一成不变的,很多都是各家学说,并非定论。
参考文献
[1] 张大昌.新课程理念与初中物埋课程改革.东北师范大学出版社,2002.5.
小学科学实验设计要简便易行,贴近学生生活,目标要小而实际,实验材料要简单易得,通过实验让学生体验动手操作的快乐,教给学生科学研究方法。在科学实验教学中,教师要培养学生的实验技能,帮助学生养成良好的实验习惯,实验设备及仪器的使用方法及注意事项、实验设计的相关知识,教给学生在实验完成后,分析总结实验结果,促进学生创新能力的发展。新课程标准提倡素质教育,小学科学课教学要关注小学生智力的发展,强化动态生成,充分利用教学资源,丰富课堂教学,把思考的权利还给学生,培养学生的思维能力,采取自由灵活的教学方式,以学生为本,构建轻松和谐氛围,提高课堂教学效率,培养学生发现问题的能力,发掘学生对实验的兴趣,挖掘学生的潜能,激发学习动力,通过实验扩散学生思维,指导学生分组实验,培养创新思维。科学学科中的一些概念和规律大都是通过实验研究而获得,生动形象的演示实验,赋予学生直观的感性知识,通过感官刺激,激发学生学习科学知识的热情,例如,“光学”的教学,教师让学生观察肥皂泡在阳光照射下呈现出五颜六色的现象,演示三棱镜下太阳光分解成绚丽的七色光实验,学生在好奇心驱使下,感受神奇的太阳光,然后教师提出问题:“这些彩色光产生的原理是是什么?激活学生的思维,在教师启发引导下,学生积极探究现象的本质,激发学生学习科学的浓厚兴趣。
2小学科学实验设计的方法策略
2.1调动多种感官,培养观察力
观察和实验是人类认识大自然的基本方法,小学科学实验过程中要尽可能调动学生多种感官,学会观察方法,培养观察能力,认真细致的观察能力是学习者的基本素养,实验现象稍纵即逝,认真观察,及时捕捉实验现象,发现实验中的变化和特征,才能得出科学的结论。在小学科学实验中,学生以轻松愉快的心情积极探究科学的奥秘,激发学习兴趣,增强学生的自信心,提高分析问题和解决的能力,在科学实验中,培养学生的终身学习的意识,科学实验能够培养学生的观察能力,教师引导学生观察和描述实验现象,思考实验现象产生的原因,产生条件,发生的过程和特征。例如,《水果》的教学,教师出示一个装有梨和苹果的袋子,让学生用手摸出这两种水果,经过观察描述水果的形状、颜色、气味等特点,然后就两种水果做全方面的比较,调动视觉,嗅觉,味觉,触觉等多种感觉器官,观察苹果和梨外观特征,教师将苹果和梨分别切开,让学生继续观察它们的内部组成,让学生品尝水果的味道,指出它们的区别,将学习变成主动参与的探究活动,学生的眼舌口鼻等各种感官协同参与,告诉学生观察事物可以按照一定的顺序进行,让学生掌握观察方法,培养耐心观察的习惯。
2.2边做边学,传授科学方法
“做中学”是学生动手动脑的过程,包含思考的环节,在动手之前要先动脑,诺贝尔化学奖获得者李远哲说:“动手能力实际上就是动脑能力。”小学科学实验不仅要教会学生动手的方法,还要教会学生动脑,小学科学课实践性很强,蕴藏着丰富的探究科学的方法,教师要重视实验方法的渗透,把握实验的关键点,有效控制实验节奏,依据学生的认知结构,及时调整教学方法,重视学生的实验技能的培养,培养学生良好的实验习惯。做实验时,教师向学生介绍实验的设计方法、实验仪器的使用、实验过程的操作等方面的知识,帮助学生分析实验结果,引导学生由实验现象探究实验原理,教给学生解决实验中的问题,发挥学生的主体性,引导学生发现问题,搜集资料,自主探究解决问题,把教学中的知识点转化为问题,探究过程中,学生运用逆向思维、求异思维、发散思维等多种思维方式,在有限时间内最大限度地获得情感体验,积累经验,建构知识,思维得到有效地训练,培养他们的创新能力。例如《植物的生长》教学,植物的生长是一个缓慢的过程,教师要鼓励学生坚持观察植物的生长情况,并要求学生记录观察结果,分析数据信息,培养学生持之以恒的科学探究精神。
2.3走进大自然,激发探究意识
科学学科知识,在现实生活都有具体的反映,生活处处有科学,小学科学课教师要善于从生活中抽象出科学问题,服务生活是学科知识的最终作用,许多科学知识有着浓厚生活趣味,与人们的生活实际密切相联。小学科学课教学应当培养学生的应用意识,面对实际问题,尝试从科学的角度寻求解决问题的策略,新课的导入,科学例题的设计要从学生熟悉生活出发,分析与概念原理有联系的实际问题,使学生获得必要的感性认识,加深对概念的理解,例如,《生物的多样性》教学,教师带领学生走出校门,到大自然中,让学生寻找、观察各种动植物,很多学生对昆虫感兴趣,碧绿的草坪,灿烂的花朵,翩翩飞舞的蝴蝶,婆娑的柳树都是学生的观察对象,教师在设计实验时,安排学生观察各种昆虫,让学捕捉,用瓶子装起来,采集植物制作标本,认真观察分析,找出各种生物的特征,了解它们的形态结构,分析各种生物的生存环境,探寻它们适宜的气候和土壤条件,理解生物不同的形态结构,都是为了适应环境,广阔的大自然是科学课教学的资源库,发掘利用自然资源,进行实验设计,创设探究情景,为学生创造探究机会,激发学生的潜能,在探究过程中,引导学生在情景中经历发现和解决问题的全过程,培养学生提取信息、整合信息的能力。
3结语
一、台湾科学史学的建制
(一)台湾“中研院科学史委员会”的成立
台湾的“中研院科学史委员会”成立于1981年7月。它的成立是台湾科学史学发展的大势所趋。自20世纪50年代开始,经过三十年的发展,台湾科学史学事业已经初具规模,在科学史研究与教学等方面都取得较大的发展。但是一直以来都没有一个正式的机构或是团体来组织和领导学者们的科学史研究。正是由于这种状况使学者觉得有组织起来的必要。1981年成立时,共有委员22人,选王萍为主任委员。
“科学史委员会”成立后,极大地推动了台湾地区科学史学的发展。首先,在成立大会上,该委员会就明确规定每年要举行委员会议及学术演讲两次,出版“科学史通讯”等重要的措施,这是台湾科学史学建制的发端,是台湾科学史学发展的一个重要里程碑。其次,该委员会成立后,积极筹划和组织台湾科学史学者参与各项学术交流活动,这对整合和凝聚台湾科学史的研究力量具有重要的影响;在它的组织下,台湾科学史学才真正地作为一股学术力量步入正轨而得到健康发展。
(二)台湾地区的科学史研究的相关机构和团体
台湾地区至今没有拥有像中国大陆“自然科学史研究所”这样的专门性科学史研究机构,除了依靠“中研院科学史委员会”进行学术活动外,学者们的科学史研究活动多是依托自己的工作单位得以进行的,其中在中研院各所以及各高校进行科学史研究的学者居多,其中台湾清华大学的科学史研究最为着名。
1、台湾地区科学史研究的重镇——台湾清华大学(新竹)
台湾新竹的清华大学历来对科技史的研究有着浓厚的兴趣,孙方铎、沈君山、陈良佐、杨翠华等台湾知名的科学史学者都曾在这里工作过,而该校的学报从台湾科学史学开创时期至今都时有刊载科学史学方面的文章。就该校科技史的研究范畴而言,早期的研究包括数学史、农业史、天文记录、天文与政治和社会的关系、术数等;近期的研究还包括科学史与其他学科的关系、科学史教育、西方科学史以及中外科学交流史等方面。
该校从20世纪90年代开始就“有科技史专业的教授一位、副教授二位、硕士班学生约十位”,①并在该校的历史研究所设“科技史组”——台湾地区第一个以科技与社会互动为主要研究领域的学术机构。台湾科学史学的建制与发展的重要途径,该机构经过十余年的发展,为推动台湾科学史事业的发展做出很大的贡献。从2000年10月起,历史研究所增设“科技与社会组”,并将原有的“科技史组”更名为“科技史与科技传播组”。在这两个学术机构进行授课的师资力量在整个台湾地区乃至世界上都具有相当的影响力,其专职教师有傅大为、黄一农、徐光台、雷祥麟等;兼职教师有张嘉凤、林崇熙等。②
另外,该校的科技史资料中心,藏有台湾甚至亚洲各大图书馆均罕见的科学史原着、已绝版的二手研究论着以及最新的相关出版物,可以为台湾地区科学史、科学哲学、科学社会学三个领域的学者提供研究和教学所需的基本的书籍、期刊与文献。该资料中心,不仅收藏各类书籍、期刊与文献资料,而且还建设网站为相关学者提供丰富的动态资讯。该资料中心已经日益成为科学史学者的多功能的服务中心。
2、其他与科学史研究的有关机构
(1)台湾中研院的各个研究所,尤其是数学研究所、历史语言研究所、近代史研究所的学者对科学史的研究和探讨颇多。此外,其他各所也曾有过数位与生物学史和医学史研究有关的研究员。万家保、陈良佐、王萍等着名学者都曾在中研院工作过。
论文提要:通过对我校东莞校区临床医学专业学生进行生理科学实验课教学的问调查,对如何选择实验内容及设置实验项目;创新实验教学内容;增加综合性、设计性实验内容;改进教学方法,提高教学质量以及如何合理使用实验资源,改大班教学为小班教学的必要性等进行了论述,以鳃决生理科学实验教学存在的问题和不足,从而提高生理科学实验教学质量。
为了加强医学生科学素养和基础研究能力的培养,实现现代教育技术与基础教育内容的结合,我校东莞校区自2003年以来对基础医学实验教学课程进行了改革,将生理学、药理学和病理学三门学科的实验课合并,组建了独立的生理科学实验室,开设了新课程——生理科学实验。5年来,我们紧扣高等教育培养目标,积极学习国内各高等院校实践教学的经验,结合我校的具体实际,初步形成符合我校教学要求的生理科学实验课程体系,该课程已成为我校深受学生欢迎的课程之一。为了更好地了解和关注学生对我室教学工作的意见和要求,从中发现我们教学中存在的问题和不足,及时调整教学内容,改进教学方式和方法,提高学生的学习兴趣和教学质量。我们对已经完成我科课程的学生进行了问卷调查,现就调查的结果作一分析和思考。
1对象和方法
1.1对象
我校东莞校区第二临床学院05和06级临床专业学生,共1603人。
1.2方法
2008年11月,我们同时对05和06级临床专业学生进行抽样问卷调查。从实验内容的设置,实验课时的安排,实验前准备情况,教师授课,课堂辅导情况,课后批改实验报告情况等方面,把调查内容设计为6个方面19项,分为好、较好、一般、差、很差5个评价等级,并就以上6个方面发表自己的意见。
2结果
本次调查共发放问卷调查表250份,回收223份,有效率为89.2%。经统计,涉及调查内容19项中,学生评价好的有6项,评价较好的有10项,评价一般的有3项。
2.1学生对生理科学实验课教学的评价(见表1)
从表1可以看出,学生对生理科学实验教学的总体评价比较好,特别是实验准备和实验报告批改两方面评价好,有200名学生认为教师实验前准备细致,试剂和器材准备充分,实验过程中损坏能得到及时更换;189名学生认为课后教师批改实验报告及时,工作认真细致;有164名学生认为实验内容设置较好,教师授课水平较高;90%的学生都认为老师在课堂上态度和蔼,工作认真,遇到问题愿意询问老师,与老师沟通;而课堂辅导方面学生的评价相对较差,评价较好的仅占8.1%,评价一般为70.3%,评价差和很差的分别占15.2%和6.4%;197人反映一位辅导老师太少,课堂辅导不及时,应加强实验辅导。
2.2学生对生理科学实验教学的意见
通过对学生意见的收集,反映我室实验教学主要集中在以下问题:(1)实验内容设置没有突出专业特点;(2)设计性、综合性实验项目所占比例偏少;(3)教师授课理论讲述时间过长,实验操作时间不够;(4)大班教学实验组人数及实验组数多,致使实验资源相对不足,每个学生的操作机会减少,而教师的课堂辅导亦跟不匕。
3讨论与分析
从调查结果来看,我校东莞校区生理科学实验课教学质量较好,各项教学工作的开展都能得到学生的认同。但比较突出的问题是带教老师在课堂辅导方面跟不上,离学生的要求有一定的差距。这主要是由于实验场地和实验资源有限,使东莞校区的生理科学实验课均采取大班教学,一个实验室两个小班同时上课实验组数及人数均很多,带教教师的工作量大大增加,实验中很难兼顾到每个组。且东莞校区生理科学实验课带教老师以年轻老师为主,年轻老师的带教经验不足,部分非生科专职教师对实验的熟练程度也有待提高,这些都是导致课堂辅导达不到学生要求的原因,也是我们今后亟待解决的问题。由于实验资源和师资力量有限,5年来,不同专业的实验课内容变化不大,使学生对部分陈旧实验内容兴趣降低,再加上越来越多的学生对科研产生浓厚兴趣,使他们对实验课内容的设置有了新的要求。如何针对不同专业的学生合理选择实验内容,是我们应该认真考虑及解决的问题。
4建议和措施
4.1结合不同专业特点,精心选择实验内容,在实验项目设置上突出专业特性
在实验内容的选择上,应根据不同专业的不同教学目标和教学对象,设计难度不一的实验项目。以临床医学专业为例,教师在选择实验内容时应突出临床思维,着重培养和训练学生利用生理、药理和病理生理基础理论解决临床实际问题的能力。设置实验项目时可突出临床医学专业特点,联系临床医生的工作,开展职业岗位工作能力的仿真训练,如可在实验中设置制定用药方案的教学内容。总之,对不同专业的实验课程设置要有侧重点,实行分类教学。
4.2减少验证性实验的比例,增加综合性、设计性实验内容
我们在不增加课时,保证生理、药理、病理生理学所必需的实验操作技术的情况下,减少一些枯燥乏味的验证性实验,增加综合性、设计性实验。比如在临床医学专业的实验课中多安排如“失血性休克及抢救”这类综合性实验。它们的特点是内容丰富,操作步骤多,操作时间长。学生可以在实验中用动物复制临床上常见病例的相关病理模型,并可运用学过的知识对动物进行抢救和治疗,通过实验既培养了学生的临床思维,又训练了他们用基础理论解决I临床诊疗问题的能力。设计性实验旨在通过学生自己选题,自己设计和实施实验方案,验证实验结果来培养学生的创新意识和发现问题、分析问题及解决问题的能力,同时使学生了解医学科研实验的基本原则和一般过程,培养学生的科研素质。对于临床医学专业的学生来说,以上几种能力尤为重要,可在教学安排中适当增加设计性实验的比重。
4.3精心做好实验准备,改进教学方法,提高教学质量
实验准备包括实验器材的准备和预实验。实验课前技术人员应将设备和仪器调试好,试剂和实验器材应准备充分,课堂中发生差错或损坏要及时更换或维护,以保证学生的实验顺利完成。带教老师和技术人员必须在课前认真完成预实验,及时发现问题和实验中的难点,并讨论、分析和解决问题,避免学生在实验中出现同样的问题,一旦出现可给予正确的指导。
在课堂上应充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用,注意与学生的交流和互动,在教学方法上可开展启发式、讨论式的教学,调动学生的学习积极性和培养学生的实验兴趣。除必要的交代和注意事项的强调外,尽量避免讲小课,给予学生足够多的动手时间。可在教学中运用多媒体技术,利用网络上的视频资源配合实验教学,可起到指导学生规范操作,提高动手能力的良好作用。
在实验中教师要加强课堂巡视,多走动,多观察,及时发现学生在实验中的错误操作,给予正确的指导。对于学生在实验中提出的问题要认真对待,耐心解答。尽量用启发性的方法引导学生去发现问题,并着重培养学生独立分析问题和解决问题的能力。注重课后讨论,利用学生重视实验结果的心理,以实验结果为基点加强课后讨论,教会学生质疑,扩大学生的知识面和视野,学会从多角度思考问题,从而激发学生继续探索的兴趣。
关键词 计量分析;科学史;ISIS
中图分类号G304 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)90-0001-02
0引言
国际科学史权威刊物ISIS是由科学家萨顿1912年在比利时创刊。1913年三月出版第一卷至今,已出版103卷。萨顿作为《ISIS》第一任主编,对《ISIS》具有巨大的贡献。萨顿在《ISIS》的首卷第一期《ISIS之目的》一文中明确指出:“《ISIS》是哲学与科学的哲学杂志;是历史与科学的历史杂志;是社会学与科学的社会学杂志。”[1]
很显然,ISIS是集人文科学、社会科学和自然科学于一身,熔科学史认识论、方法论和价值论于一炉,是一份综合性很强、内容丰富、水平很高的国际科学史权威刊物,被誉为百科全书式的杂志[2]。本文主要选取ISIS(1913-2012)的研究论文作为研究对象进行计量研究。
1 ISIS研究论文的内容计量分析
根据ISIS的目录,本文主要选取研究论文按学科和断代进行计量统计。按学科可分为数学科学、物理学、生物学、地球科学、医学、技术、其他;本文以十年为时间单位并将分类的研究论文数占总研究论文数的20%作为划分热点的标准对ISIS研究论文进行计量统计,详见表1。
按断代分为古希腊时期、中世纪时期、16世纪~21世纪和其他。详见表2。
从表一数据中我们可以清楚地看出,ISIS(1913-2012)研究论文的领域统计分类所占比例分别为数学8%,物理科学28%,生物科学9%,地理科学4%,医学7%,技术4%,其他40%,总计1794篇。
很显然,在1913-2012年这100年中物理科学的比重平均超过20%,一直是科学史研究的热点,这与物理科学是自然科学的研究热点关系密切相关。数学在1913-1922十年中,比重超过20%,可以称为是阶段研究热点。其他类所占比例远远超过20%,这是由于其中包括科学社会学和人类学视角受到更多的关注。
从表2ISIS研究论文的内容断代中得出古希腊和中世纪的比例呈下降趋势,而19和20世纪呈逐渐递增趋势,这说明这两个时间是研究热点。其他类仍占有最多比重,这是由于20世纪以来科学社会和人类学普遍受到关注。
从图表的数据显示上看,现代科学史研究趋势已超越古代科学史。从而反映出科学史的发展趋势已从近代科学的源头希腊科学向“现代性”型的科学通史转化。不同的科学观导致科学史的关注度不同,从而导致科学史的发展趋势出现变化。20世纪以来80年代以来,科学史的发展趋势已从科学思想史向科学社会史发生转变,科学社会史成为科学史的新的研究热点,备受关注。科学史的发展迹象也从实证角度向科学事实发生着更深层次的变化。
2结论
从上面对研究论文的计量研究判断出这一时间科学史的研究热点。依据图一,就ISIS而言物理科学都是这一时间段的研究热点,这说明物理科学就是科学史研究的热点。生物科学和医学都在呈上升趋势,这说明他们有望成为科学史的新的研究热点。依据图二,我们得出19世纪,20世纪的研究占一半以上,这说明科学史的研究已接近现代研究,而不是以古代和中世纪为主。
通过分析100年来科学史权威刊物ISIS在研究论文方面的统计数据,大体反映了百年来世界科学史研究发展的基本趋势。从科学史内在逻辑看,表现为从物理科学研究一枝独秀到多门学科并举;从科学史发展的社会与境看,交叉学科关注度的增加,反映了科学社会化程度的提高,对科学史的综合研究已经成了当代科学史的一门显学。正如袁江洋研究员所说,科学史正面临着一场新的综合。
参考文献
[1]G.Sarton.Historie de la Science.ISIS,1913,1:4-5.
[2]G.Sarton.Le but d’ISIS.ISIS,1913,1:1.
[3]魏屹东,刑润川.国际科学史刊物ISIS(1913-1992)内容计量分析[J].自然科学史研究,1995(2).
关键词:接口;程序设计;考核
微处理器原理与接口技术是电子类、机械类等相关专业一门较重要的技术基础课,它是一门理论性和实践性都很强的课程,而与之相配套的实践环接口实验课程是对其软件与硬件的紧密结合。我校与其他高校一样,接口实验现已发展成为一门独立设课的实验课程,在教学活动中占据较大的比重。众所周知,实验教学与理论教学相辅相成,实践过程中会加深巩固学生对理论知识点的理解和运用,可以激发学生对理论课学习的兴趣,提高学生对接口应用设计和开发能力。同时,学生实验实践能力与创新精神是理工科院校培养人才的重点,因此在重视理论教学的同时应加强对实验教学的重视,这样更加有利于将知识型教育和能力型培养相结合,为培养具有创新能力的人才打基础。
一、注重实验教学方法,以提高学生创新能力
教学方法直接影响学生的学习效果,而实验教学重在学生的实践操作,锻炼学生的动手能力,同时增强学生对理论知识的理解。而对于接口实验课程来说,目的是提高学生的编程能力和软件硬件调试能力。在实验教学中一直有一个问题需要讨论,实验原理讲解过程中针对实验内容涉及到的理论课相关知识是否需要在实验课上进行讲解和介绍,又如何准确把握讲解的深度和广度。比如,两个小时的实验课程,理论知识介绍多少时间合适?讲解到什么难度?是不是应该因材施教?通过对多年的实验教学经验进行总结,在实验课程的讲解环节中对实验原理进行介绍性讲解基础上,需要依据学生的具体情况斟酌对原理性知识进行进一步阐述,实验课程是对理论课程的实践验证环节,如果对理论知识不熟悉,实验课程也不会起到有效的作用。一个班级中,学生对理论知识的掌握程度一定不同,为了能让学生能在实验课环节中都获得良好的实验效果,教师对原理介绍要深入浅出,要选择性地强调与实验内容相关的重点,让学生容易掌握。
在知其原理的基础上,接口实验更重要的内容是程序设计。而对于大多数学生来学,编写程序往往是最困难的。编写程序要求学生熟悉程序语言,编程思路清晰,并且对实际程序要解决的实际问题分析其实现方法,这需要解决整体问题的能力。从总体上分析要解决的问题,从细节上讲解具体的编程语句使用,由浅入深逐步提高学生的编程能力。兴趣是最好的老师,在实验初期应重视教师示范作用。教师可以在具体的教学环节中选择性地为学生进行教学示范。比如学生第一次使用的软件环境,在学生自主学习的基础上,示范的过程中强调易错处和常见错误,让学生产生深刻印象。在首次使用仿真环境时,可以对实验内容从设计编程到调试运行对学生进行全过程示范,使学生在整体上对接口实验课程有所把握,为其能够自己独立完成实验内容增强信心。为了能够获得更好的教学效果,我们充分运用了现代教学手段,比如音像设备、多媒体设备等。教师在示范过程中可以对学生使用的计算机进行屏幕广播,学生可以清晰地观看到教师的每一步现场演示的操作,这种讲解方式实时而准确。
在注重学生自主分析问题进行程序设计的同时,学生也可以参与到演示教学中。每一位学生可以和教师一样以屏幕广播的形式为同学们展示自己的设计,尤其是程序设计部分,所有的学生可以同时参与程序讨论,共同分享独到的设计或是共同讨论如何避免常见错误的发生,这样可以更好地提高学生的学习效率。这种互动环节的引入,可以增强师生间和学生之间的交流与讨论,改变以教师为中心的传统教学模式,建立以学生为主体的实验教学模式。
二、建立合理的实验教学内容结构
实验内容安排要合理。实验内容可以分为基础性实验和自主设计综合实验两个部分。高校开设的实验课程现多以这两个层次为主,只是每类实验安排的比例有所不同。一般实验课程有多个实验内容来构成,我们多会采取实验内容由简到繁的安排,内容设置按照难度进行阶段性设置。通过一两次的实验内容让学生掌握基础的编程,这样可以增加基础知识的掌握并加强基本软硬件操作技能的锻炼,使之能够熟练地对实验进行调试和运行。逐步增加实验难度,循序渐进地设立一些综合题目,将理论课上接触的芯片内容综合灵活运用,并用以解决一些实际生活中的内容。学生可以对题目进行自主设计,从硬件选择,实验连线设计,进行程序流程图制作到源程序的编写等一系列设计。学生在自主设计过程中一定会遇到很多问题,教师可以对典型的共性问题进行集中讲解,及时纠正设计中出现的错误。学生在编写程序、调试、观察实验现象、分析实验结果的过程中可以不断进步,发现问题的同时提高自己解决问题的能力。目前接口实验课程仍然以汇编语言指令为核心,围绕8253芯片、8255芯片、8253芯片、8259、8279等芯片实现信息的输入、输出、定时、中断、计数、显示等操作,让学生掌握汇编语言程序设计的调试方法,掌握接口芯片及其电路的连接。
基础性实验为学生必做实验内容,而综合题目需要学生自主进行选择。通常我们会设置10~20个题目供学生进行选择,每个独立的题目提出的要求都能够解决一些具体问题。但是题目与题目之间在硬件选择使用上也存在着一些共性,这样的设计题目可以在锻炼学生独立处理问题的同时,也为学生提供共同探讨和研究共性问题的空间。对于这些类别的实验,重点考察学生分析和解决问题的能力。
三、建立多元考核评价体系
为了能够让学生在有限的时间内更好地完成实验,并能充分发挥学生的学习潜能,我们实行了教学时间、教学内容和实验元器件开放式管理。为了能够更好地反应不同层次的学生的实验能力,合理客观地对其实验成绩进行评价,我们需要在传统的实验考勤、实验结果和实验报告为考核依据的基础上,更加注重实验过程的管理与考核。实验内容的不同也要求教师要采用不同的方式和标准进行考核。例如一些验证性实验,实验结果固定且唯一,这样单纯从实验结果以及实验报告无法真实地反映学生的实验能力,需要教师在实验过程中增加考核环节。首先针对基础性实验内容,尽量将实验内容设置为两个以上,这样可以分阶段对学生的实验进度进行考核,比如对某个实验内容环节,我们采用名额激励制度。若一组实验40人,设定10个名额,前十名学生获得实验结果的学生,对学生进行提问,考核内容涵盖所使用相关芯片原理,实验流程和源程序的具体语句,能够准确回答问题的学生给予加分。提问环节可以提高学生的主观能动性,激发学习动力,同时避免了学生照抄照搬的现象。学生多会为了加分名额加快做实验的速度,但是很容易出现抄袭他人程序的现象,提问可以让同学们在做实验的同时,主动去研究每个步骤和过程,具体到每一条语句,在与教师对答的过程中,让学生对知识点的掌握,更好地让教师检测了解学生实验掌握程度进行把握。
实验报告环节中,对于基础性实验内容来说,实验报告更多局限于对实验结果的观察和记录,以及相关程序的编写整理。而对于综合题目来说,由于学生选做不同的题目,因而需要依据自己的实验内容来形成相关内容的实验报告。针对综合题目来说,它本身是一个开放的题目,学生从实验流程设计,硬件选择到软件编程独立完成,学生需要在报告中撰写实验题目的设计方案、实验操作过程、程序设计、数据分析以及结论。并且通过学生讲解、演示、结合教师提问和学生作答等步骤考核。为了能够更好地反映学生的学习能力,在学生自主设计实验并完成对其硬件接口和程序设计后,安排课堂讨论环节,可以由学生对其设计进行讲解,由学生对其进行点评和讨论,让学生们更好地投入到实验课的教与学中。
最后采取期末实验考核采用现场实验操作的方式进行。实验考核题目由教师在已完成实验中选择,学生现场随机抽取,按要求在规定时间内独立完成,教师主要侧重考核学生的硬件连线、编程、软硬件调试及结果分析等方面。这样有效避免了学生之间照搬照抄现象的出现,同时为日后的毕业设计打下了良好的基础。
关键词:科学史 科学编史学 综合 科学共同体
半个世纪以来,国际科学史研究呈现出不断分化的发展格局。读一读被学者们奉为当今科学史研究之最高成就之一的《剑桥科学史丛书》,我们不难发现,那里的每一本书都似乎能够自我构成一个自洽而封闭的等待着理解的空间,它们被以丛书的形式组合在一起,却无力向读者乃至于社会大众提供某种关于科学史及其含义的一致的理解与说明。
迄今为止,我们仍可以在科学史的任何一个子研究区中清楚地感受到两种主要传统之间的对峙,即内在主义传统与外在主义传统之间的对峙。当一名新的研究者准备进入科学史的任何一个子研究区域时,他仍不得不马上作一种选择:内史?还是外史?
种种迹象表明,未来的科学史研究应走向一种新的综合。这种“新的综合”意味着对内史与外史之分、思想史与社会史之分的某种超越,意味着要能够成功地理解各个子研究区里已取得的学术成就及其价值,意味着写出区别于各种旧综合著作的新的综合性科学史著作,更重要的是,它还意味着,要通过对科学史研究之目标、价值、研究规范与编史原则的系统反思,重建适于作为未来科学史研究之基础的科学观、科学史观以及可行的科学编史学纲领。
之所以说我们所面临的是一场新的综合,是因为我们不能认为,在科学史作为一门学科在萨顿、柯瓦雷等人的工作中开始建构并逐渐获得较普遍的社会认可的时期里,不曾发生过一场综合。这场综合在科学史史上的地位就如同逻辑实证主义在现代科学哲学史上的地位一样重要。这场综合通过一张力图揭示“科学进步”的理性之筛,为现代科学史研究确立了最初的目标、价值、研究规范以及编史原则,因此,在今天看来它是极不完备的;但是,它深深地植根于那一个世纪之交里人们对于科学的本性、对于科学与历史、哲学乃至于一般人类生活之相互关系所持有的某种共同的看法或信念之中,并因此而取得了它的成功。这场综合一直延续到本世纪中叶并结出了丰硕的成果。尽管人们常常将萨顿力图尽括古往今来科学技术之伟大成就与合理方法于一部庞大的编年体著作的努力视为一种无法实现的梦想,但正是这类梦想激发着那些科学通史或学科史作者写出了许多在今天仍无法替代的著作,如丹皮尔、梅森、帕廷顿等人的著作。与此同时,柯瓦雷从科学思想史角度分析了从哥白尼到牛顿的物理学革命,以一组英雄史诗般的作品,为内史型的研究提供了另一种典范。
今天的科学史家们已不再象本世纪初叶的科学史家以及科学哲学家们那样,拥有某种共同的思想基础与社会氛围;他们对于科学、科学史的基本见解亦很不一致,而且,尖锐的分歧不仅存在于科学史家们之间,还时常发生于科学史家们与科学哲学家们之间,发生于这些学者与科学家们乃至于与众公之间。
尽管我们可以从“互补”、“分工合作”等角度理解这些分歧,但这类解说却并不能在实际上给出关于科学、科学史的某种整体的、谐调的说明,这不啻是将综合的任务推给了读者,希望他们自行在心中完成我们无法完成的综合。这应该说是我们的失职。又,尽管已有的试图熔内史与外史、思想史与社会史于一炉的为数不多的研究并未取得真正的内在的成功,说得具体些,尽管巴特菲尔德在其《近代科学的起源》中、李约瑟在其SCC中实施内史与外史、 思想史与社会史的强行转换的手法遭到了学者们的拒斥,〔1〕但这并不足以使人得到结论说, 我们没有任何切实可行的道路通向“新的综合”。
欲走向新的综合,我们应首先致力于发展某种关于科学的历史哲学见解的工作,并由此通向某种新的科学观与科学史观。以往的学者们曾将视线更多地投向科学史与科学哲学之关系的分析之上,这促使形形的个案研究的迅速面世。这类个案研究往往借助于现代科学哲学所提供的某种科学模型来解释科学史上的某些个案,但往往并不带有普适性。因此,这类个案研究变成了就连科学哲学家们也难以一致认同的科学模型的无力的脚注。
现代流行的种种科学哲学学说主要关心的是科学在全部历史时间上的“通性”,实际上是在回答“理想的科学应该是什么、应该如何发展”的问题,而且他们在解答此类问题时的主要依据是它们对现当代科学的了解与分析;但就科学史来说,如果它不能对科学的活生生的历史提供有效的、整体而非零星的描述与说明,就不能算是成功。因此,科学史研究应抓住科学的“特殊性”或“个性”,应首先指向种种特定历史时空下、与特定历史人物联系在一起的充盈着种种特殊性的种种科学及其运作过程:如是取向的科学史不一定是一定为真的科学史,但忽视历史时空之中的种种科学之种种特殊性或个性的、其他取向的科学史,即便是极富魅力的,也一定为不真的科学史。
当科学史研究能够给出带有特殊性的科学在空间中的分布以及这种分布随时间变迁而变迁的过程,我们便能够了解种种小写的科学是怎样汇聚成某种全球性的、大写的科学的过程,继之,我们还可以在此基础上进一步刻划今天意义上的大写的科学的空间特性与时间特性,并由此将目光伸向未来。在此图景中,我们还不难明白:以往的科学史研究已为“新的综合”准备了某种基础,没有这种基础,空中楼阁式的新的综合亦是不可想象的。
为了充分地理解现代科学史研究业已取得的思想与方法成就并由此找到一条通向新的综合的现实的、可行的道路,我们还必须有意识地加强科学史史与科学编史学的研究。
应该看到,以往的科学史研究,无论是内史的还是外史的,也无论是思想史的还是社会史的,大都更多地侧重于描述受种种“研究传统”或“范式”约束的种种科学家群体或“科学共同体”的集体认识行为或社会行为,更多地侧重于研究满足某种主体间性的科学知识或“客观知识”的结构以及它们的发展途径或生长形式。事实上,这些研究已尽其所能地对于科学在不同历史时期的“特殊性”或“时代个性”作出了揭示,而且这类揭示在未来的综合中应占有其应有的一席之地。但是,由于这类研究是在缺乏某种适当的科学史哲学见解的情形下、在现代科学哲学见解的牵引之下进行的,以致它们关于科学史的分期问题的答案有可能是不准确的;又,由于这类研究在选择史料时往往单单挑选适于说明科学家群体或“科学共同体”之科学认识行为与社会行为的史料,以致它们只能停留在与“科学共同体”相应的认识层次之上,不足以对个别科学家的整体行为(包括越规行为与非理性行为在内)提供适当的说明。更重要的是,这类研究就其本意而言并非是为了揭示科学在不同历史时空条件下的种种独特性或个性,它们以某种关于科学之“通性”的现代认识为出发点,就不得不接受内史与外史之分、思想史与社会史之分,这使得一种典型的内史与一种典型的社会史必将处于永久性的分立而“互补”的关系之中。会心的读者不妨在心中品味一下默顿与萨顿这俩人的工作,便不难理解他们在思想上、在工作上既近且远的关系。〔2〕
在此,我们不能不对最近以来十分活跃的人物传记研究投以赞许的目光,可以说,那些成功的人物传记研究将成为未来新的综合的先声。尽管至今尚有人对这类研究是否适于称为“科学史研究”表示质疑,但这只能说明质疑者本身还囿于某种较为刻板的科学史观而不能自拔。必须指出的是,今天的关于科学发展研究的一些学科(如科学史、科学哲学、科学社会学)必须突破诸如“科学共同体”、“研究传统”、“客观知识”之类的概念所能刻划的那种“科学”的疆界,在对科学之树的最小的活细胞——个别科学家的整体行为——实施显微研究的同时,探寻某种更大规模、更深刻的综合型研究道路,才能为它们自己拓展出更宽阔、更自由的生存与发展空间。科学的最基本、最丰富的特性正是体现于生活中的每一位科学家的科学活动乃至于社会活动之中。只有当我们深入到个别科学家的整体行为之中的时候,我们才有可能理解,所谓不同“范式”之间、不同“研究传统”之间的不可通约性只不过是一种神话而已,才有可能将它们之间的内在连续性揭示出来,才有可能促使以往的各种分立性的研究融合成某种连贯的整体性的解释与说明。应该看到,非科学的因素、伪科学的因素时常出没于科学家的科学行为之中并对之发生着或隐或显的作用;在一个科学家的内心世界里,不合逻辑、非理性的、来自意志的想法与那些合逻辑的、理性的想法交织成一个整体,并且时常在这个思想整体的生长或演化过程中起到极为重要的、类似于催化剂或开关因子的作用。
人物传记研究因其本身的性质而必须对某一位科学家的各方面的活动与行为——无论是科学方面的,还是非科学方面的——作出全面考察,事实上,它所面临的必定是某种综合性的研究。因此,它在选择史料方面不受内史与外史之分、思想史与社会史之分的限制,这便为这类研究者尽可能充分地占有历史文献撤去了种种人为的障碍。但是,由于现有的、可供选择的编史方法均不足以担当起梳理人物传记研究所面临的如此复杂的文献系统的任务,研究者们不得不自己去探寻适当的编史方案并且在此方面遇上了种种意想不到的新障碍,以致我们至今仍很难见到内在一致的、真正成功的科学家传记研究。以牛顿传记研究为例,我们可以看到:多年以前,巴特菲尔德曾告诫牛顿研究的参与者们要将牛顿作为一个“完整的人”来理解,但是,到现在为止真正以此为目标来进行研究的学者或学者群却为数甚少;韦斯特福尔应该说是这少数人中间最突出的一位,但是,其批评者们只是承认他对牛顿思想与工作的每一个方面都作了较深入的研究,却无意承认他的长达千页的牛顿传记《永不停息》真正揭示了牛顿其人及其整体思想、工作体系。显然,仅仅靠分析并不能通向综合,正如日光的解析与还原一样,在科学史研究中,我们要用“三棱镜”,也要用到“聚光镜”。
值此世纪之交的重要时刻,我们在此呼吁同仁更多地关注在本文中被讨论的两大问题:科学史研究是否必须走向新的综合?如果是,我们应该怎样促使它走向新的综合?答案肯定不是唯一的,而本文的答案以及它关于科学史之价值与编史原则的见解是:科学史研究唯有通过某种新的综合才能完成对其以往的一页历史的超越,为此,它应该将视线更多地投向与不同的时间、不同的空间、不同的人物联系在一起的形形的小写的科学及其生长氛围,以充分地了解科学相应于时间、空间以及人物的种种特殊性或个性,并以此理解全部科学史,以此表现科学史家对某种合乎人性的(人性≠理性)、大写的科学的美好渴念——在上述意义上,我们说,科学史不单单研究知识或思想的生长历程,它也研究人、研究“科学家”作为一广义的集合名词所能包容的形形的个人(不仅仅只是成功者)与群体(并不特指所谓“科学共同体”),这样,它既是一种历史学,也是一种人学,它既揭示人类思维结构(其要素并非全是合逻辑的或合理性的)及其生长历程,正因为此,它也揭示着人性。
参考文献
[1]C.Hakafoort,The Missing Syntheses in the Historiography ofScience,History of Science,Vol.26,1991,pp.207—216.
[2]C.Rosenberg,Isis at Seventy-five,Isis,Vol.78,1987,pp.515 —517.
[3]C.Rosenberg,Woods or Trees?Ideas and Actors in the Historyof Science,Isis,Vol.79,1988,pp.565—570.
[4]L.Pyenson.What Is the Good of History of Science? Historyof Science,Vol.27,1989,pp.353—389.
为适应基础教育理科教学改革的需要,加强了对实验教学规范化、科学化的管理,并通过开展实验教学工作,使每个学生能够正确掌握实验操作的基本技能和教学仪器的使用方法。如何利用好实验室,是我们需要研究的重要课题。近3年来,我们也做了多方面的探索和研究,利用全天候开放实验室的手段,有效地提高了实验室的使用率。
全天候开放实验室的目的,是让学生和教师参与进来,把实验室作为科学研究的场所。实验室不仅仅是验证原理,从而理解、掌握书本上的有关知识,更重要的是培养学生的科学素养、科学品质、科学精神、科学毅力,从小打好科学研究的基础,将来成为科学研究的人才。
引导参与
教师引导学生参与实践活动,既激发了学生科学研究的兴趣,又培养了学生的各种能力。全天候开放实验室能够为学生提供科学研究的环境,理科教师应该正确引导学生课余时间走进实验室,开展实验课题的研究。“引导参与”是学生能够利用课余时间走进实验室进行自然科学实践的第一步工作,理科教师在平时的教学中,可以有意识地引导学生参加实践研究活动,我们为了鼓励学生参与,在教学意给学生留一些研究的课题实验,如:家庭实验、习题实验、课上实验的延伸与扩展、探索性实验、开设校本课程等。这样就给学生留下了自己科研的空间。
协助参与
学生走进实验室还不能独立地完成科研实验,而需要实验教师的配合与协助。实验教师也应该努力适应新时代的要求,更新观念,转变职能,以人为本,从课上的服务,走向课间和课下,最终成为广大学生进行科学研究的良师益友,成为学生科研的“小助手”,帮助学生解决实验中的问题,既为理科教师准备实验,也为学生的科研服务。也只有这样,实验室才能真正成为师生进行科学研究的主阵地。
主动参与
主动参与,即学生主动参与,学校参与和教师参与。实验是培养科技人才的摇篮,科技发展靠的是具有科技能力的人才,科技人才依赖于实验知识的构建。众所周知,国内外的科学家是始于青少年时代就对科学现象的着迷、好奇与探索,这种科学意识的培养离不开学校的参与,教师的参与,需要学校、教师、学生的共同合作。
一、学校给予鼓励
学校要鼓励学生课余时间走入实验室,切实解决实验中存在的问题,广泛开展实验研究。鼓励是一种号召,可以使更多的学生开展课外的理、化、生、科研究活动,使更多的学生主动参与。鼓励也是一种动力,它可以使学生科研活动得以坚持,持之以恒,不断发展,取得更多的收益和研究成果。学校通过全天候开放实验室,开展理、化、生、科研究活动的交流,举办成果展,丰富学生的课余科研生活,都是很好的鼓励方式。有了学校的主动地参与,积极地鼓励,大力地支持,学校的实验教学工作会开展得有声有色,培养出自然科学人才,达到科学启蒙的育人效果。
二、教师给予辅导。
教师给予学生们精心的辅导,也体现在教师主动参与学生的实践活动中,学生开展物理、化学、生物、科学方面的实验研究,也确实需要教师给予耐心的辅导。如实验器材、材料的准备;学生提出的问题是否具有科学性;解决问题采用的实验方法是否具有可行性,实验步骤是否规范;以及撰写科学、规范的实验报告等,均需要教师的辅导。全天候开放实验室需要教师付出艰辛的劳动。
三、学生个性发展
课堂实验教学必须保证,有利于学生整体素质的提高,有很多的优点,但是也有一些缺点。从理、化、生、科教学来说,由于课堂教学的时间是有限的,学生在课堂上研究自然科学的内容必然有局限性,学生的个性发展也是受限制。从客观上讲,主要原因是因为研究的对象都是教师精心安排的,研究活动都是教材规定的内容,不可能考虑到每个人的个性发展,只不过是按教师统一的要求操作而已,学生的主动性和创造性必然受到一定的限制。学校采用全天候开放实验室弥补了这一方面的不足,学生可以根据自己的兴趣,按照自己拟订的程序、方法进行研究,既注重了人的发展,也重视了学生的个性发展。
【正 文】
环境史是在战后现代环保运动推动下所产生的历史学的一个新的次分支学科,其研究对象是历史上人与自然之间的关系,以及以自然为中介的各种社会关系。由于研究对象非常复杂,环境史的兴起,就为从事跨学科研究提供了重要契机。传统上,人文社会科学以人和社会为研究对象,而自然科学则以自然为研究对象。环境史的出现,则为人文社会科学之间的融合,也为人文社会科学与自然科学之间的合作搭建了桥梁。跨学科研究方法,也就成为环境史最重要的研究方法。
一、复杂的研究对象
对环境史这一领域而言,跨学科研究不是一种奢侈,而是一种必需。其所以如此,主要是由于人与自然本身及其相互关系的复杂性,以及环境问题本身的复杂性。
环境史学之所以要采用跨学科研究方法,首先是由于环境史学研究对象的两大组成部分——人与自然——都非常复杂。
环境史学中的人,在特定时空背景下生活,具有自然和社会的双重属性。作为自然进化的产物,人的自然属性决定了他一刻也不能离开自然而生活。但人又具有社会属性,他可以通过自身的活动对自然进行改造,使自然更加符合人的需要。人对自然的干预和改造,必须遵循自然规律,而决不能恣意妄为,否则只会适得其反。既然人对自然的利用和改造,人对自然的态度,人围绕利用自然所产生的各种社会关系是环境史研究的重要内容,那么,环境史研究必然就要大量借鉴地理学、经济学、社会学、人类学、考古学、政治学、法学等研究领域的成果。免费论文
环境史学所谓的自然,并非是指整个宇宙和银河系,也不是指包括地核和地壳在内的整个地球,而只是指对人类有意义、与人类直接发生关系的地球表面。按照詹姆斯的定义,“地球表面是指从地面向下人类能够穿透,和从地面向上人类通常能够达到的一个圈带”(注:普雷斯顿·詹姆斯:《地理学思想史》,商务印书馆1982年版,第2页。)。地球表面通常被人们划分为岩石圈、大气圈、水圈、生物圈。这几个圈层相互交接,彼此之间不断进行物质、能量和信息的交换。物质、能量的交换并不是简单的转移,在这一过程中,又会复合出大量新的物质。既然环境史学家要把自然重新写入历史,那么,他们要认识和了解自然,就应该涉猎地质学、生物学、生态学、气象科学、水文学、物理学和化学等学科的一些基本知识,尽管这对他们来说是一个不小的挑战。
自然的复杂性就在于它是一个相互作用的有机整体,对局部的人为干预往往会牵一动百,其后果人类根本无法预料。在对待野生动物方面,美国就留下过惨痛的教训。在1870年前后,白人的猎杀使野牛在大平原基本灭绝,而狼则开始以牛羊等家畜为捕食对象,人们则采用投毒的方式毒杀狼群,甚至在国家公园里也没有了狼的踪影。只有在失去之后,人们才懂得珍惜,人们渐渐发现了狼的存在对于保持自然界生态平衡的可贵。狼只有依靠群体的力量,才能捕杀比它们大得多的草食动物,而且捕杀的往往是老幼病残的动物。对公园的研究表明,“冬季遭狼伤害的鹿中,有58%是6岁或年龄更大的鹿,而这个年龄组的鹿只占鹿的总数10%。这个事实说明了,狼所要消灭的正是应该消灭的部分。这些鹿大都已经老了,病残了,丧失繁殖能力了,它们的作用只是消耗更多的植物资源。消灭它们在客观上就是强壮了鹿的种群和保护了鹿的食物资源,对其他的草食动物也是如此”。此外,狼在食取猎物时,总会剩下骨头等残渣剩屑。而这些也都不会浪费,会成为狐狸、秃鹫、鹰、乌鸦等的食物。没有狼以后,这些动物就很难度过冬天。所以在动物学家的眼里,狼是一种智商很高,富有人情味,在整个草原和森林生态系统中不可缺少的动物。正如美国狼基金会主席阿斯金所说:“黄石公园若没有重要的肉食动物,就像一个钟表没有发条一样。”除此以外,狼的灭绝也导致野牛大量繁殖,“目前在黄石公园内的野牛,数目就约有3500头,数量已经有点过剩”,它们“经常跑出公园骚扰私人牧场,不仅破坏牧场的围篱,牧场主人更担心野牛身上带有的‘布鲁斯杆菌’影响牲畜的生长”。在这种情况下,公园管理部门于20世纪90年代以每只20多万美元的价格从加拿大引进了一批灰狼,通过自然的食物链,来达到控制野牛数量的目的(注:理查德·福特斯:《美国国家公园》,中国轻工业出版社2003年版,第77页。)。
环境史学所以要采用跨学科的研究方法,也是由环境问题本身的复杂性所决定的。所谓环境问题,是指主要由于人类活动导致环境质量下降,从而反过来对人类的生产、生活和健康产生不利影响的那些问题。环境问题的产生,与人类对自然的了解支离破碎,对人类行为的后果缺乏整体认识有直接关系。人类在处理环境问题时,往往一叶障目,顾此失彼。美国著名环境问题专家埃克霍姆就提到,“在阅读经济学家、林学家、工程师、农学家和生态学家的分析报告时,有时很难相信他们所谈的竟是同一个国家。专家们的行动往往都体现出缺乏相互了解和一致的看法。工程师们接二连三地修建水坝,但却很少注意上游地区的耕作习惯和滥伐林木的情况,而这些会影响河流的含沙量并决定水坝的寿命。农业经济学家利用精细的计算机化的模式去设计远期的地区性粮食生产方案,却没有注意到作为根基的土壤质量的不断恶化和被毁从而频频发生水灾等问题。水源专家在沙漠边缘开凿水井而没有作出安排去控制附近的畜群规模,造成过度放牧,并产生一片片新的沙漠。那些必须在农村的家畜和打柴人中植树护林的林业管理员,只受过植物学和造林学方面的训练,而没有在农村社会学方面受到良好的训练;种上才几个星期的树苗便被牛、山羊和打柴人所破坏。”(注:E. P. 埃克霍姆:《土地在丧失——环境压力和世界粮食前景》,科学出版社1982年版,第5—6页。)
在现实生活中,人们对自然、社会本身及其相互关系的复杂性,对环境问题的复杂性往往缺乏认识,这与条块分割的学术体系有很大关系。恩格斯指出:“把自然界分解为各个部分,把各种自然过程和自然对象分成一定的门类,对有机体的内部按其多种多样的解剖形态进行研究,这是最近400年来在认识自然界方面获得巨大进展的基本条件。但是,这种做法也给我们留下了一种习惯:把自然界中的各种事物和各种过程孤立起来,撇开宏大的总的联系去进行观察,因此,就不是从运动的状态,而是从静止的状态去考察;不是把它们看作本质上变化的东西,而是看作永恒不变的东西;不是从活的状态,而是从死的状态去考察。”(注:恩格斯:《反杜林论》,《马克思恩格斯选集》第3卷,人民出版社1995年版,第359—360页。)而100年以后,英国学者斯诺则提到,西方存在着两种对立的文化,它们分别以人文学者和自然科学家为代表,这两种文化的分裂和对立将人类置于危险的境地,社会在飞速前进,但不知会将人类带往何方。人类内心的困惑、迷茫与紧张就恰如狄更斯在《双城记》开头的一段话所言:“那是最好的年月,那是最坏的年月;那是智慧的时代,那是愚蠢的时代;那是信仰的新纪元,那是怀疑的新纪元;那是光明的季节,那是黑暗的季节;那是希望的春天,那是绝望的冬天。我们将拥有一切,我们将一无所有。我们直接上天堂,我们直接下地狱。”(注:狄更斯:《双城记》,人民文学出版社1993年版,第1页。)
人类在战后遭遇的一大困境就是日趋严重的环境危机。环境问题“主要是由自然系统、经济系统和社会系统相互作用而产生的,具有多重性和多层性的特征”(注:金玲、肖平:《关于资源与环境问题的跨学科研究》,《科技导报》1994年第3期,第40页。)。环境危机的整体性和复杂性,使任何单一的传统学科在危机面前都捉襟见肘,力不从心,这就使跨学科研究成为必需。恰如有学者指出,“环境问题显然不属于社会科学任何学科独有的研究领域,没有哪一门学科足以为探讨人和自然的全面接触交往提供一种恰当的、独一无二的认识论;也没有哪一门学科可以宣称它专以环境问题为自己的研究对象。事实是,存在着一个无形的学院,它超出和包括多门传统的社会科学:经济学、社会学、政治学、人类学、法学、行政学和地理学。其中每一门都能为某些特点的课题提供线索,此外更有许多广泛的范围,需要跨学科和多学科的研究和对话。”(注:萨利·M. 麦吉尔:《环境问题与人文地理》,《国际社会科学杂志》第4卷,1987年第3期,第27页。)
自战后以来,对环境问题的跨学科研究越来越受到重视,这集中体现在联合国教科文组织等机构发起的一系列跨学科、跨国界的环境研究与教育计划。国际生物学规划(IBP, International Bio Program)于1964年开始执行,它重在研究各类生物群落的结构功能与开发利用。人与生物圈计划(MAP, Man and the Biosphere Programme)是联合国教科文组织自1971年起在世界范围内开展的一项大型国际科学合作项目。它把自然科学与社会科学结合起来,着重研究人类活动对自然生态系统及生物圈的影响,为改善人与环境的相互关系提供科学依据。其目的在于通过全球性的科学研究、培训及信息交流,为生物圈自然资源的合理利用与保护提供科学依据,同时为各国自然资源的管理培养合格的专门人才。此外,大型的环境跨学科合作项目还包括国际地圈与生物圈计划(IGBP, International Geosphere-Biosphere Programme)和“全球环境变迁中的人文因素研究计划”(HDGEC, Human Dimensions of Global Environmental Change)。前者由国际科学联盟委员会(ICSU)于1984年正式提出,1991年开始执行,旨在探明全球环境变迁的物理和生化方面的原因及其后果,后者则力求了解全球环境变迁的人文原因及人文后果。
二、相关学科的影响
环境史既然以历史上人与自然的关系为研究对象,跨学科研究方法就不可或缺。但这也并不意味着,自然科学、社会科学的各个学科对环境史的影响就可以等量齐观。相对而言,生态学、地理学、人类学、经济学、社会学、环境科学对环境史的影响就更深刻明显。
生态学作为环境史学的理论基础之一,其影响自不待言。而在美国以外,环境史多脱胎于地理学,尤其是人文地理学。至于环境科学对环境史的影响,则散见于一些著作和文章之中。环境史与生态学、地理学、环境科学的联系,可以参阅梅雪芹等学者的文章。梅雪芹曾经撰文指出,地理学、生态学、环境科学和环境史虽然都探讨人与自然的关系,但侧重点及研究角度则存在差异,这几个学科的关键要素分别是“空间地域”、“生态适应”、“环境质量”和“人类文明”,这种区分“可以使人们更好地把握各自所应承担的学科任务”(注:梅雪芹:《环境史学论纲》,《阿·德芒戎的人文地理学思想与环境史学》,载梅雪芹:《环境史学与环境问题》,人民出版社2004年版;侯文蕙:《环境史和环境史研究的生态学意识》,《世界历史》2004年第3期;高国荣:《什么是环境史?》,《郑州大学学报》2005年第1期。)。笔者也比较认同上述见解。考虑到学界已有的成果,这里仅简单介绍经济学、社会学、人类学和政治学对环境史的影响。
环境史之所以要借鉴经济学的成果,主要是因为“经济学研究的是社会如何利用稀缺的资源以生产有价值的商品,并将它们分配给不同的个人”,“经济学的双重命题就是稀缺和效率”(注:韩德强:《经济学是什么?》,《读书》2001年第2期,第34—35页。)。在现实生活中,人们主要是通过生产、交换及消费同自然发生联系,并以生产和分配为基础形成种种社会关系。围绕经济活动所形成的人与自然以及人与人之间的关系,恰恰是环境史研究的一个重要层面。这就使环境史和经济学联系起来。
环境史和经济学之间的联系,还在于经济学和生态学有相通之处。这主要表现在:从词源上看,经济学和生态学具有共同的希腊语词根oikos,该词根都与“家”有关系,所以二者都是研究家园的科学,生态学侧重于家园内部生物之间、生物与环境之间的关系,而经济学则处理“家庭中的家务及其日常的活动和管理”(注:唐纳德·沃斯特:《自然的经济体系:生态思想史》,商务印书馆1999年版,第234页。)。从历史上看,经济学,尤其是古典经济学,一贯强调资源的稀缺和总量有限,这与生态学家的主张不谋而合。在18世纪法国的重农学派那里,“农业是财富唯一可靠的来源”(注:麦克迈克尔:《危险的地球》,江苏人民出版社2000年版,第335页。),而马尔萨斯强调人口对食品供应的无情压力;李嘉图提到土地和地租吸收剩余价值而导致的“停止状态”;杰文斯则担忧燃料耗尽,“在那个时代,经济学曾经有一个绰号,叫‘阴郁科学’”(注:戴维·S. 兰德斯:《国富国穷》,新华出版社2001年版,第731页。)。从经济学发展的新动向来看,形成于20世纪六七十年代的环境经济学,已经受到了学界越来越多的关注。环境经济学的主要代表人物赫尔曼·戴利认为,人类经济系统是自然经济的一个子系统,所以经济的规模必定要控制在一定的范围以内。恰如自然系统演化不断趋于稳定,经济的稳定状态不仅是合理的,而且是不可避免的(注:赫尔曼·E. 戴利和肯尼思·N. 汤森:《珍惜地球:经济学、生态学、伦理学》,商务印书馆2001年版,第1页。)。
但经济学与生态学对待人类—环境系统的态度有非常明显的差异:经济学总是倾向于把“物质财富当作人类活动所要达到的目标,那么人类征服自然就是实现了人类的使命”,而生态学强调“极限而不是不断增长,强调稳定而不是不断开发”;在时间尺度上,经济学“注重资本的周转,而生态学则要考虑生态系统和有机体的演化”(注:陈静生、蔡运龙、王学军:《人类—环境系统及其可持续性》,商务印书馆2001年版,第314页。);从世界观来说,经济学家往往比较乐观,而生态学家则往往比较悲观。经济学家乐观的理由就在于他们相信市场和科技的力量,他们相信市场会自主调节资源分配,而科技能够不断发现新的可以利用的替代资源,因此增长没有极限。这方面的典型代表是美国经济学家西蒙,他曾经写过一本题为《没有极限的增长》的著作。而生态学家则立足于自然提供资源的生产能力和化解污染的自净能力的有限性,认为增长不可能无限持续下去。
在有关科技作用的现实争论中,经济学家和生态学家的观点往往针锋相对。在《自然不可改良》一书中,“巴西环保运动之父”卢岑贝格就大量介绍了他所耳闻目睹的一些争论。他的一位朋友(物理学专家)曾在和一位经济学家谈话时说到:“如果我们科学家必须告诉你们,我们不能简单地发明出你们所要的技术时,您会怎样?”他的言下之意是指,人的能力总是有限度的,与发明并生的还可能有负面问题。但这位经济学家却认为金钱和市场万能,他说:“我会付给您双薪。”还有一次,卢岑贝格在参加有关能源危机的会议时,一位工程师批评环保主义者“对于市场巨大威力一无所知”,这位工程师同时声称,“如果可以卖得好价钱,石油是可以从我们的烟囱和汽车排气管中排出的二氧化碳中生产出来的。”(注:何塞·卢岑贝格:《自然不可改良》,三联书店1999年版,第74页。)
迄今为止,经济学家往往在和生态学家的争论中胜出,尽管政府和公众接受了生态学家的一些建议,但前提是不能在经济上付出太大代价。经济增长依然被作为判断政府政绩的主要标准。经济学家受到更多拥护的理由还在于,“经济增长带来的利益是眼前的,而它所强加的代价则主要是未来的”(注:小约翰·B. 科布:《论经济学和生态学之间的张力》,《国外社会科学》2002年第4期。)。环保工作在未来是否能够顺利推进,与公众环境意识的有无与强弱有直接关系。在传播和弘扬环境意识方面,在说服公众自觉按照环境保护的要求来规范言行方面,环境史学能够发挥一定的积极作用。
环境史受社会学的影响也很明显。这首先是由于历史学和社会学之间的密切联系。它们“都涉及整个社会和一切人类行为,从这一点看它们必然是知识的伙伴。我们可以视社会学为研究整个社会的科学,着重概括社会结构;历史学是研究不同时期人类社会的科学,着重探讨其间的差异以及各个时期社会的变迁。两种方法相辅相成,变迁寓于结构;结构包含变迁”(注:彼特·勃克:《社会学家和历史学家的渊源》,《国外社会科学情况》(南京)1990年第5期,第26页。)。社会学注重社会调查,较多地依靠社会调查这种手段获取大量的、第一手的研究信息,在此基础上,探寻一般规律,提出理论分析模式。这恰恰可以为历史学取长补短。
其次,环境史与社会学的联系,还在于社会学对人与自然关系的重视。一般地讲,“社会学的目的是要通过对现实进行宏观(结构的)及微观(社会心理学的)相互作用的研究,对社会的一切体制作出综合性分析。为了对社会诸关系进行整体考察,社会学家必然要对人类取得生活资料的方式,以及社会及其赖以生存的资源之间相互关系提出许多问题”。但社会学的人类中心倾向,又使社会学家往往相信人与自然之间具有良好的调节和适应机制。社会学对这一传统观点的突破,部分体现在社会学内部衍生出的一个新分支,即环境社会学。在环境社会学家看来,至少在当前,人类与环境的关系已经趋向于失衡,经济扩张引起的生态破坏还在加剧,解决环境危机,需要人们改变对环境的传统观点(注:弗雷德里克·H. 巴特尔:《社会学与环境问题:人类生态学发展的曲折道路》,《国际社会科学杂志》(中文版)1987年第3期,第5、18页。)。
再次,社会学对环境史的影响,还表现在城市环境问题、环境正义问题在20世纪90年代以后成为美国环境史的主要内容。社会学家更加关注现实生活中的环境问题,撰写了有关这方面的大量社会调查报告,比如“理科逊在1974年曾对100多家工厂进行抽样调查,了解已经实施污水控制法的企业对环境问题的态度;莫洛奇曾详细考察过巴巴拉纳地区官员和居民对当地石油溢出事件的反应,重点研究许多居民由此产生的‘激进化’倾向”(注:《环境社会学研究纵横谈》,《中国环境报》1988年9月15日。)。而且许多研究报告显示,“种族、民族以及经济地位总是与社区的环境质量密切相关,与白人相比,有色人种、少数族群和低收入者承受着不成比例的环境风险”(注:洪大用:《环境公平:环境问题的社会学观点》,《浙江学刊》2001年第4期,第67页。)。可以说,这些调查报告的公布与发表,对环境正义运动的兴起,起过推波助澜的作用。当城市环境、环境正义进入环境史学家的视野之后,阶级、种族、性别等分析方法在20世纪90年代以后的环境史学中得到了越来越多的采用,并带来了环境史和社会史的融合。
环境史与文化人类学的关系也异常密切。这一点已经为沃斯特、怀特等许多环境史学者所指出(注:唐纳德·沃斯特:《作为自然史的历史:理论与方法》(Donald Worster, " History as Natural History: An Essay on Theory and Method" ),《太平洋历史评论》(Pacific Historical Review)第53卷,第1期(1984年2月);理查德·怀特:《土著印第安人与环境》(Richard White, " Native Americans and the Environment" ),载W. R. 斯瓦格蒂:《学者与印第安人的经历》(W. R. Swagerty, ed. , Scholars and the Indian Experience),印第安纳大学出版社1984年版;理查德·怀特:《环境保护主义和印第安人》(Richard White, " Environmentalism and Indian Peoples" ),载康韦、凯尼斯顿、马克斯:《土地、空气、火和水:对环境的人文研究》(Jill Ker Conway, Kenneth Keniston, and Leo Marx, eds. , Earth, Air, Fire, and Water: Humanistic Studies of the Environment),马萨诸塞大学出版社1999年版;克雷希、麦克尼尔、麦茜特:《世界环境史百科全书》(Shepard Krech Ⅲ, J. R. McNeill, Carolyn Merchant, eds. , Encyclopedia of World Environmental History),纽约2003年版,引言,第xiv页。)。人类学是一门研究“人类自身的起源和发展,以及人类所创造的物质文化和精神文化的起源和发展规律的科学”(注:梁钊韬:《人类学的研究内容与作用》,中国人类学学会编:《人类学研究》,中国社会科学出版社1984年版,第11页。),依照这两部分研究内容,它又可以分为体质人类学和文化人类学两支。其中,文化人类学又衍生出考古学、民族学、生态人类学等次分支学科。“人类学从其形成到现在,经历了以研究进化为主到以研究行为及习俗为主的重心转移”(注:周大鸣:《现代人类学》,重庆出版社1991年版,第7页。)。在19世纪人类学的形成时期,许多人类学家特别关注人与自然的关系,尤其是地理、环境和气候对人类社会和文化的决定性和限制性的作用。受进化论的影响,人类学长期研究人对不同环境的适应,其研究主要集中在原始社会。到20世纪40年代以后,“人类学逐渐对较复杂的乡民社会产生兴趣”,到20世纪60年代以后,“人类学的视野也开始转向对都市的研究”(注:周大鸣:《我们从历史走来》,周大鸣编:《二十一世纪人类学》,民族出版社2003年版,第17页。)。在人类学发展的过程中,环境决定论逐渐被或然论所取代,后者强调人类与环境的稳定的或动态的关系。这一观点被斯图尔特表达得最为充分。在他看来,环境和文化不是分离的,而是包含着“辩证的相互作用……或谓反馈或互为因果性”,“环境和文化皆非‘既定的’,而是互相界定的”,“环境在人类事物中的作用是积极的,而不仅仅是限制或选择”,同时,“在反馈关系中环境和文化的相对影响是不同等的”,“有时文化起着积极的作用,有时环境又占上风”(注:唐纳德·L. 哈迪斯蒂:《生态人类学》,文物出版社2002年版,第8页。)。对环境和文化关系的一贯重视,及其或然论主张,使人类学与环境史结下了不解之缘。
人类学对美国环境史的发展功不可没。首先,在20世纪三四十年代之后,环境与文化的研究,主要是由人类学家推动的。尽管美国西部史学家韦布和马林已经开始从环境、生态角度分析历史问题,但这一传统没有能够在美国历史学家中继续下去。沃斯特曾著文指出,美国人类学家克拉克·维塞勒(Clark Wissler)、朱利安·斯图尔特(Julian Steward)、罗伊·拉帕波特(Roy Rappaport)和马文·哈里斯(Marvin Harris)在发展和完善从生态角度解释文化进化的理论方面做出了积极贡献,认为环境史学家应该向人类学家学习。其次,人类学流派众多,其宽广的研究视野对环境史学也有较多的启发。文化生态学强调环境与技术的相互作用,着重研究技术、人口、能源和社会之间错综复杂的关系。生态人类学家则将生态系统、生境、栖息地、适应等生态学概念应用于人类社会的分析。历史生态学则通过景观变化来重建过去的生态。而人类考古学则非常有益于了解世界范围内人对古代环境的影响,对火的使用、动植物的驯化、城市化、集约化生产、传染病、气候波动和火山爆发的影响等许多问题都进行了有益的探索。而社会和文化生态学对环境史的贡献则在于人种学和历史分析,它研究的问题包括土著的自然观、自然的文化建构、人类影响的第二自然、长期适应和持续发展的可能性,环境政治和环境正义等许多方面(注:克雷希、麦克尼尔、麦茜特:《世界环境史百科全书》,引言,第xiii-xiv页。)。最后,人类学对扩展美国环境史的研究领域也很有帮助。尽管环境史以历史上人与自然之间的互动关系为研究对象,但在20世纪90年代以前,美国环境史一直局限于对资源保护和荒野保护的研究,这与真正的环境史还距离遥远。从这个意义上说,人类学著作,对环境史学家开阔思路而言,应该有很多帮助。另外,在印第安人与环境这一研究领域,尤以人类学家的贡献最多。
政治学与环境史也有比较密切的联系,它们二者之间的联系可以通过环境政治史得以充分体现。美国几乎所有的环境史学家都认为,环境政治史是美国环境史最重要的研究层面之一。在美国环境史发展的过程中,环境政治史、环境思想史、自然生态史一直是环境史研究的重要内容。环境政治史之所以受到特别的关注,首先是由于,环境史是在现代环保运动的推动下直接产生的,所以环保运动本身,以及环保运动的前身,包括自然保护和资源保护运动,一直是美国环境史研究的重要内容。环保运动对环境史的影响,还表现在环境保护主义使环境史具有比较强烈的政治与伦理诉求,使环境史具有比较明显的文化批判意识。其次,环境政治史受到重视,还在于自然环境与政治之间存在密切联系。一个政权要得以稳定,就必须依赖一定的环境基础。如果一个国家自然资源长期急剧恶化,人民衣食无着,那么就很难维系政局的稳定。在这种情况下,公众的民主自由也恐怕很难实现。在历史上,因为自然环境急剧恶化而导致政权和文明毁灭的事例,是屡见不鲜的。环境关乎一个国家的安危,对国际局势的稳定也能够产生一定的影响。所以,在近年来,环境安全受到了越来越多的关注。再次,环境政治史受到重视,还因为国家在环境保护方面发挥的重大作用。自19世纪后半叶以来,西方资本主义国家逐渐不再固守自由放任政策,国家职能发生了很大的转变,其中一个方面就是国家服务职能的强化。在环境保护领域,国家通过颁布各种政策法令,协调经济发展和环境保护之间的冲突,以缓解错综复杂的社会矛盾。在环境问题已经成为国际暴力冲突新根源的形势面前,在环境外交领域,民族国家在捍卫自身环境权益方面将发挥主要作用。因此,环境运动、环境政策、环境法令、环境外交都特别容易受到环境史学家的关注。
在研究人与自然的关系方面,相对于其他学科而言,环境史具有独特的优势,这种优势一方面是由于历史学的包容性,另一方面就是因为历史学是一种历时性研究。环境史研究历史上的人类生态系统,这一系统内部因素或主要部分的变化,“可能进行得极其缓慢,甚至难以察觉,但有时又相当突然,会在几年、几个月、几小时或几分钟内发生”。这种突然变化往往很少出自单个的事件,在更多的情况下它是长期累积的结果。因此,环境问题研究如果不借助于历史,就不可能深入。正如有学者指出:“求助历史研究才可能作出贡献……因为各个系统都处于演变之中,人们对它们的观察便不能只从时间的某一点上着眼,哪怕关于某一系统的演变的大量数据只能在某一特定时刻收集到。只有联系过去的情况,才能对变化进行研究;对于缓慢的演变过程,或其生态系统中的后果要在几个月到几个世纪以后才能充分显示出来,要想认识到其影响,就必须从历史着手……研究人与生物圈的关系,可能是一个全新的科学领域,但是如果要获得成果,就不能不用最古老的方法之一,即研究历史。”(注:哈罗德·布鲁克菲尔德:《论人与生态系统》,《国际社会科学杂志》(中文版)1984年第4期,第12—13页。)
三、史料利用范围
环境史的跨学科研究特点也可以从它所利用的各种各样的史料反映出来。所谓史料,是指“人类在自己的社会实践活动中残留或保存下来的各种痕迹、实物和文字资料”(注:李良玉:《史料学片论》,《福建论坛》2000年第5期,第55页。)。依据其表现形式,史料主要可以分为文字与实物两大类。此外,口传史料也是史料的组成部分,它主要是指在民间流传的口头传说和史诗。在美国环境史研究中,利用较多的是文字与实物两类史料。这些史料大大拓宽了传统史料的范畴,反映了环境史跨学科研究的特点。
美国环境史学家纳什在20世纪70年代率先讲授环境史时,他就认为,景观是一部历史文献,它包含了大量的历史信息。所以他鼓励学生到野外进行考察(注:纳什:《环境史概况》(Roderick Nash, " The State of Environmental History" ),载赫伯特·巴斯:《美国史研究概况》(Herbert Bass, ed. , The State of American History),芝加哥1970年版,第249页。)。沃斯特提到:要理解“在历史上发挥最根本作用的那些力量”,“我们必须经常走出议院、育婴室和工厂,出门在田野、森林和开阔地带漫步”(注:唐纳德·沃斯特:《研究环境史》(Donald Worster, " Doing Environmental History" ),载唐纳德·沃斯特:《地球的终结:关于现代环境史的一些看法》(Donald Worster, ed. , The Ends of the Earth: Perspectives on Modern Environmental History),剑桥大学出版社1989年版,第289页。)。沃斯特最近还提到:“我总是告诉我的研究生去选择一块地方……然后发掘它的环境历史……去认识它的地质、植被、土壤、气候的类型以及人类到来后的影响。”(注:沃斯特:《为什么我们需要环境史?》,《世界历史》2004年第3期,第11页。)这两位权威学者都意识到,田野调查、实地考察对环境史研究的重要性,中国有一句谚语,所谓“行万里路,破万卷书”,讲的也是这个道理。
每一个地方,每一处景观,都或多或少地保留着过去的信息,这些信息在一定程度上可以反映该地的环境变迁史。在环境变迁研究中,“断代是十分重要的,对于各种环境变化过程和环境事件,只有将其置于时间标尺之上才有确切意义,也才能从中找到规律性的东西”(注:黄春长:《环境变迁》,科学出版社1998年版,第31页。)。在实际工作中,树木年轮、孢子花粉是环境史学家从事断代分析最常用的一些史料。
树木年轮学创立于20世纪上半叶,通过树木年轮的宽窄来观察较长时期内影响树木生长的外界因子的变化。年轮是树木生长的“年谱”,“它不只记录了树木自身的年龄,还记载下环境和气候等综合外界因子对树木生长的影响,如光照、水分、温度、土壤条件及生物之间的作用等。现在研究还表明,树木年轮可记录环境污染及大气成分变化、地震、火山爆发等”(注:刘宏颀:《树木年轮——环境气候的档案》,《植物杂志》1993年第4期,第38页。)。因此,树木年轮通常被人们称为过去环境变化的“记录器”(注:马利荣、卜春林:《树木的历史“档案”——年轮》,《科学世界》1994年第7期,第23页。)。
树木年轮分析的成果在环境史研究中得到了大量的利用。比如,美国学者通过对巨松的年轮进行分析,发现了美国大平原地区干旱周期和雨季周期每隔一段时间就会循环交替,每隔35.7年,这里就会出现持续时间不少于5年的干旱;大约每隔55.6年,就会再次发生持续时间不少于10年的大旱(注:道格拉斯·赫特:《尘暴:农业和社会史》(Douglas Hurt, The Dust Bowl: An Agricultural and Social History),芝加哥1984年版,第3页。)。又比如通过分析树木的年轮和过火后树木上疤痕的位置,就有可能知晓历史上该地发生林火的具体年份。另外,树木的形态也能反映一些很有价值的信息,树冠特别巨大的古树,它所在之处以前应该是草原或比较开阔的地方;而分布在林区的树木,一般树冠较小,而且集中在树的顶部;那些长出丛丛新枝的树木,就表明它周期性地被人采伐(注:戈登·惠特尼:《1500年以来北美中部的环境变迁史》(Gordon G. Whitney, From Coastal Wilderness to Fruited Plain: A History of Environmental Change in Temperate North America from 1500 to the Present),剑桥大学出版社1996年版,第33页。)。
孢粉分析是研究保存在地层中的化石孢粉。孢粉与植物的繁殖有关,每一种植物的孢粉都不一样。由于孢粉外壁坚固,能耐高温高压和强酸强碱,因而孢粉在地层中能完好地保存亿万年之久。同时它体轻量大,在几乎所有地层中都有保存,因此,通过孢粉分析,就可能恢复各个地质历史时期的古气候、古地理和古生态(注:王宪曾:《孢粉学的应用纵横谈》,《地球》1985年第6期,第16页。),重现自然的沧桑巨变。孢粉分析已经在考古学中被广泛应用,用于“确定考古遗址各文化层及地层的年代;了解古人类生活的自然环境及其变迁历史,人类社会发展与其周围自然环境的关系;了解古代社会的文化发展状况,如农作物起源及其扩散”(注:姜钦华:《花粉分析与植硅石分析的结合在考古学中的应用》,《考古》1994年第4期,第372页。)。
迄今为止,运用孢粉分析已经取得许多成果。孢粉学为板块构造学说提供了新的证据,并表明“在侏罗纪以前美洲大陆和非洲大陆仍然一体相连……两大陆块自侏罗纪以后才开始开裂和漂移”,“而印度和欧亚大陆在地质历史上长期分离,直到早第三纪印度板块才与欧亚板块相碰在一起”(注:王宪曾:《孢粉学的应用纵横谈》,《地球》1985年第6期,第17页。)。此外,在发掘美国贝科斯河(Pecos)新墨西哥萨勒堡垒南约24公里处遗址时,考古学家通过花粉分析,断定该遗址的“年代是公元900—1250年。花粉分析结果发现,以藜科和苋属花粉占优势,禾本科花粉在文化层上部显著增加,并在几个层位中发现很多玉米花粉,证明在公元1200年后当地居民由原来的狩猎生活逐步转变为栽培种植的经济”(注:周昆叔、严富华、叶永英:《花粉分析法及其在考古学中的运用》,《考古》1975年第1期,第67页。)。
除实物史料外,环境史学家利用更多的还是文字史料。文字史料之卷帙浩繁,足令研究者望洋兴叹。美国学者惠特尼将历史生态学的史料分为文献资料、图表资料、统计数据系列、手稿四大类,他列举的资料对环境史学者说来也具有非常重要的参考价值(注:戈登·惠特尼:《1500年以来北美中部的环境变迁史》,第10页。)。
关于美国自然、地理、生态环境的记载大量散见于有关的探险日记、移民自述、移民指南、地区手册等文献资料。由于这些资料比较分散,不容易收集,利用起来有一定的困难。从战后以来,美国学者开始对这些资料进行整理和编目(注:罗伯特·唐斯:《美国印象:新大陆的海外来客》(Robert B. Downs, Images of America: Travelers from Abroad in the New World),伊利洛伊大学出版社1987年版;加罗德·科尔:《美国漫游:从航海发现到现在,报刊游记文章汇编》(Garold Cole, Travels in America: From the Voyages of Discovery to the Present, An Annotated Bibliography of Travel Articles in Periodicals),俄克拉何马大学出版社1984年版;约翰·杰克勒:《俄亥俄山谷观感:1740—1860》(John A. Jakle, Images of the Ohio Valley: A Historical Geography of Travel, 1740 to 1860),牛津大学出版社1977年版;弗兰克·弗赖德尔:《哈佛美国历史指南》(Frank Freidel, Harvard Guide to American History),哈佛大学出版社1974年版;奥拉尔·科德:《游记里的新泽西:1524—1971》(Oral Summer Coad, New Jersey in Travelers' Accounts, 1524-1971, A Descriptive Bibliography),新泽西州梅塔钦1972年版;罗伯特·休巴赫:《早期游客叙说美国中西部》(Robert Hubach, Early Midwestern Travel Narratives, An Annotated Bibliography, 1634-1850),底特律1961年版;R. 韦尔:《来自旧边疆的声音》(R. W. G. Vail, The Voice of the Old Frontier),费城1949年版。),为使用者提供了按图索骥的便利。
探险日记、旅行自述非常有益于我们了解过去的景观,但在利用时,却不能不仔细甄别。因为这些文献有一些缺点:许多叙述相互矛盾,掺杂着大量对自然的偏见。许多新大陆的宣传手册渲染北美大陆的富饶,以吸引移民前来开发北美大陆。许多西去的移民是沿着已经开辟的路线前进,他们沿途所写并不能准确地反映途经地区的全貌。一些来自欧洲开阔地带的移民则夸大了森林的面积。另外,一些人提到草原野火和森林飓风,但他们究竟是有感于难得一见或是触目皆是,现在则不得而知。
在美国开发西部的过程中,博物学者和生态学家留下了许多科学考察报告。早期的博物学者如德雷克(Daniel Drake)、希尔德雷斯(Samuel Hildreth)、柯特兰(Jared Kirtland)、拉帕姆(Increase Lapham)已经意识并记录了拓殖带来的生态变化。在19世纪末生态学出现以后,许多生态学家力争在开发之前将保存尚好的景观记录下来。这些资料对从事美国环境史研究的学者具有不可替代的重要价值(注:要了解早期的科学考察报告,可以参阅马克斯·迈泽尔:《美国自然史书目:开拓世纪,1769—1865》(Max Meisel, Bibliography of American Natural History: The Pioneer Century, 1769-1865),纽约1967年版。有关美国各区域和部分州的早期生态,则可参考埃玛·布朗:《美国东部的落叶林》(Emma L. Braun, Deciduous Forests of Eastern North America),费城1950年版;埃塞尔·米勒:《俄亥俄湾植物生态学书目指南》(Ethel M. Miller, Bibliography of Ohio Botany),俄亥俄州立大学出版社1932年版;霍默·豪斯:《纽约州植物生态学书目指南》(Homer D. House, Bibliography of the Botany of New York State, 1751-1940),奥尔巴尼1941-1942年版;C. 达林顿:《栽培植物染色体图册》(C. D. Darlington, Chromosome Atlas of Cultivated Plants),伦敦1945年版;H. 格林、J. 柯蒂斯:《威斯康星植被:书目指南》(H. C. Greene and J. T. Curtis, Bibliography of Wisconsin Vegetation),纽约1955年版;保罗·里泽:《伊利洛伊植被:书目指南》(Paul G. Risser, Bibliography of Illinois Vegetation),伊利洛伊州尚佩恩1984年版;马文·罗伯特、罗纳德·斯塔基:《俄亥俄高校有关该州植被的研究生论文题录》(Marvin L. Roberts and Ronald L. Stuckey, Bibliography of Theses and Dissertations on Ohio Floristic and Vegetation in Ohio Colleges and Universities),俄亥俄州立大学出版社1974年版。)。
在统计数据系列中,《美国联邦人口统计》是美国环境史研究常用的资料。美国人口普查始于1790年,此后每隔10年进行一次。1840年美国第6次人口普查还对各地方县的农林产品输出进行了统计。而从1850年起,人口普查表格还统计了单个农场的熟田、荒地、庄稼和家畜的数量。这些资料大都由各州图书馆、档案馆和历史协会保存。从1925年开始,人口普查的间隔由10年缩减至5年,由此就能够提供更加详细丰富的信息。此外,从1928年开始,美国林业局周期性地对美国林业资源进行统计,并不断更新。这些数据已经被用来绘制以县为基础的全国树种分布图。
还应该提及的是,美国还保存了比较完整的气象资料。19世纪早期,美国军队军医处就开始记录许多军事据点的气象情况,此后,美国军队管理局开始建立气象站。自1891年以来,美国气象局及后来取代它的联邦海洋与大气监测局,负责搜集全国的气象资料,并逐月发表《气象数据》(Climatological Data)。这些信息为环境史学家重新审视过去提供了参考(注:戈登·惠特尼:《1500年以来北美中部的环境变迁史》,第16页。)。