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科学教育是与人文教育相对应的一个教育领域,旨在形成人的科学素质,提高人的科学探究与应用能力,培养人的科学态度与科学精神,树立正确的科学观和科学本质观。作为普通教育(Generaleducation)的一个重要组成部分,科学教育与人文教育一样都致力于“为一个负责任的人和公民的生活做准备的那部分教育”。在此意义上,科学教育与人文教育的目的是一致的。
科学教育有狭义与广义之分。狭义的科学教育仅指自然科学教育,即包括物理、化学、生物和地球科学等分科学科在内的,同时也涵盖综合科学教学的学校科学教育。广义的科学教育则包括数学教育、技术教育和社会科学教育(如美国“2061计划”的科学教育文献所表明的那样)。相应地,科学教育学也有狭义与广义之分。狭义的科学教育学,主要研究各级各类学校的自然科学教育、课程、教学、学习与评价等方面的理论与实践问题,而在广义上,科学教育学也涉及数学教育、技术教育、乃至社会科学教育及校外科技教育等方面的理论与实践问题。从世界范围来说,科学教育作为学校课程体制的一部分是从19世纪中叶以后开始进入中小学课程中;而科学教育学作为教育科学中的一个分支研究领域,则是从20世纪中叶以来的历次科学教育改革中兴起与发展起来的。
在我国,科学教育研究的兴起只是近年来的事,迄今尚未从学科建制层面上成为我国教育研究的一部分。科学教育学是一个广泛而复杂的教育理论和实践研究领域,它涉及从幼儿园、中小学至高等学校各个阶段的课程、教学与评价等方面的科学教育问题,同时也包括以提高公众对科学的理解为目标的校外科技普及与科学传播教育。本文的论述主要限于高中以下阶段的学校科学教育改革,着重探讨科学教育学与科学教育改革之间的关系。
一、作为一个研究领域的科学教育学
从20世纪初期开始,在英语国家,“教育”与“教育学”基本上都使用同一个词来表达,即Education。在欧洲国家,由于其教育学传统不同于英语国家,一般使用DidacticsofScience来表达“科学教育学”。而在我国,科学教育学作为教育科学的一个分支在学科建制里尚未正式建立起来,尽管最近几年关于科学教育学的研究已开始增多。
国际上,科学教育学作为教育科学中一个独立的分支学科或研究领域是从20世纪60年代以后随着科学教育改革的需要而产生的。2004年,澳大利亚莫纳什大学著名的科学教育学家彼特.范仙(Fensham,P.J.)教授出版了《科学教育学:一门新兴学科的发展历程》一书,全面论述了世界范围内科学教育学作为一个独立的学术领域的诞生与发展历程。根据范仙教授的研究,一个学科或研究领域的建立,需要满足一定的标准。他提出了三类标准:结构性标准、研究内部标准和结果标准。其中,结构性标准作为最基本的标准共有6条:(1)获得学术承认,即大学里设立某一学科的教授职位,获得学术界的承认;(2)创办研究期刊,传播研究成果;(3)建立专业学会;(4)定期举行学术研究会议;(5)建立研究中心;(6)进行研究训练,培养研究人才。这6条标准是相互关联的,它们表明一个独立的学术研究领域或学科的形成及其形成的基本条件,缺一不可。
从这些标准看,除美国以外的所有其他国家的科学教育学都是在20世纪60年代以后才产生和发展起来的。如英国伦敦大学国王学院和里兹大学分别于60年代和70年代在其教育学院建立了科学与数学教育研究中心,并设立了“科学教育学”教席(ProfessorshipofScienceEducation)。到1985年英国已经有11所大学培养科学教育学博士生。德国于1966年在基尔大学(UniversityofKiel)建立了国家级的科学教育研究所,共有50余名科学教育研究人员。法国于1970年在国家教育研究所内建立科学教育研究部。澳大利亚1967年在新建立的莫纳什大学建立了第一个科学教育学教席,聘请彼特.范仙为澳大利亚第一位科学教育学教授。80年代澳大利亚的科廷理工大学建立了科学与数学教育中心,现已后来居上成为全世界最大的科学与数学教育博士生培养基地,目前共有400多名博士研究生。在亚洲国家中,日本、印度、韩国、泰国、马来西亚与新加坡等国家也从20世纪70年代起先后在大学建立了科学教育学博士点,培养科学教育博士生。
从专业组织和学术期刊来看,美国的全国科学教学研究协会创办于1928年,现已成为世界上最大的科学教育研究专业学会,每年4月份召开一次国际性的科学教育年会,2006年的年会上,与会者多达1000多人。其会刊《科学教学研究学刊》每年出10期。英国的科学教育学会创建于1963年(其前身是男科学教师协会与女科学教师协会,最早追溯到20世纪初),定期于每年一月份召开一次年会,发行《科学教育》(EducationinScience)、《小学科学评论》(PrimaryScienceReview)、《学校科学评论》(SchoolScienceReview)和《科学教师教育》(ScienceTeacherEducation)等期刊。1995年成立的欧洲科学教育研究会每两年召开一次学术年会,并每隔一年举办一次专门针对欧洲国家科学教育博士研究生的暑期研究班。其他国家如澳大利亚科学教育学会出版《科学教育研究》(ResearchinScienceEducation)期刊,每年也举行一次科学教育学术年会。另外,还有一些不隶属于学会的著名期刊,如美国的《科学教育》》(ScienceEducation),创刊于1916年;英国里兹大学的《科学教育研究》(StudiesinScienceEducation)创刊于1974年;《国际科学教育学刊》(InternationalJournalofScienceEducation),创刊于1979年,在国际科学教育学界影响都很大。
科学教育研究与科学教育改革是分不开的。科学教育改革需要科学教育研究的学术支撑;反过来,科学教育研究也需要科学教育改革的推动。科学教育研究又分理论研究与基于实证的经验性研究。前者从科学哲学、科学社会学、认知心理学等学科视野出发进行包括建构主义在内的当代各种教学理论探讨,后者则从科学课堂教学实践的视角开展定量研究、质性研究、行动研究、案例研究、叙事研究等。这些研究都为各国的科学教育改革政策制定和基础科学教育中科学课程、教学及评价的改革提供了强有力的理论与学术支持。如1989年美国出版的《2061计划:面向全体美国人的科学》这本权威的科学教育政策文献中,在附录B中列出了26条关于科学教育或与科学教育有关的最重要的参考文献(专著、研究报告或专题论文),都是1980年至1988年期间出版的。可见,即使是一个国家科学教育改革的政策文件,也要以大量的高质量的学术研究为依据制定。又如1995年出版的美国《国家科学教育标准》,每一章的后面都列出了大量的参考文献(可惜中文译本都把它们删除了)。再如20世纪80年代以来,西方各国在科学教育研究中,基于建构主义理论框架的经验性研究论文和专著数不胜数。由此可见,倘若没有这些基础性的科学教育理论研究和经验性研究,美国《国家科学教育标准》就不可能达到这样的高水准。其他国家(如英国、德国、澳大利亚及新西兰等)新一轮的科学教育改革也无不得力于本国和国际的科学教育研究及其为科学教育改革所提供的充分的学术支持。
当前,我国正在进行新一轮科学教育改革。新的改革亟须科学教育研究的支持。无论是科学教育政策的制定,新的科学课程的开发,还是探究式科学教学的实施和课程与教学评价的运用,以及科学教师的专业成长,都迫切需要科学教育学提供学术支撑。但总体上,我国科学教育学科建设还很落后,甚至尚未引起教育管理部门、教育学界及社会的足够重视和支持。
二、科学教育改革:国际经验与本土建构
改革开放以来,我国基础科学教育经历了三次改革浪潮,差不多每隔10年就要进行一次科学教育改革。第一次改革浪潮从1978年开始至20世纪80年代中期,主要特点是拨乱反正,恢复正常教育教学秩序,编写新的科学教学大纲和教科书。这次科学教育改革吸收了世界各国60年代以来科学课程改革的经验,使中学的数学、物理、化学和生物等自然科学的课程内容实现了现代化。第二次科学教育改革从20世纪80年代中期至90年代,其特点在初等教育阶段开始重视幼儿园与小学的科学教育改革(当时叫自然学科改革),在中等教育阶段则降低科学课程的难度,同时追求科学课程的本土化。第三次科学教育改革始于世纪之交,至今仍在进行之中。其特点是进一步与国际科学教育改革接轨,试图衔接小学与初中的科学教育,促使义务教育阶段科学教育课程与教学改革一体化,面向全体学生,以科学素养为目标,注重培养学生的科学探究能力,等等。
第一次科学教育改革基本上是从翻译国外中小学科学教材开始的,作为我国自己编写的新科学教材的素材,其理论基础是美国著名心理学家和教育改革家布鲁纳的学科结构课程理论。第二次科学教育改革主要涉及两个方面,一是重视了小学科学教育,如由人民教育出版社刘默耕先生主持,引进了哈佛大学小学科学教育专家兰本达的“探究一研讨”教学法,并系统地编写了小学1~6年级的自然(科学)教材;二是在中学阶段改进了统编教材,使原先引进的过于理论化、抽象化和高难度的科学教材内容逐渐变成适合我国国情和学生需要的科学教材,这实际上是由20世纪80年代国际化到90年代本土化的一次转换。这次改革虽然不乏历史意义和贡献,但鲜有深化且缺少突破,只能说是修修补补而已。第三次科学教育改革的背景不同于前两次。一方面,我国市场经济和现代化事业进一步发展,改革开放随着我国成功地加入WTO进一步向前推进,为新一轮科学教育改革提供了社会需求和动力;另一方面,90年代以来新一轮国际科学教育改革在发达国家方兴未艾,为我国科学教育改革提供了良好的国际背景。1997年,中国科学技术协会与美国科学院签订了科学教育合作备忘录,为两国科学教育合作提供了有利的合作机制,其重要成果之一是合作建立了科学教育网站,翻译出版了美国科学教育改革的重要文献,如《国家科学教育标准》(1999),等等。此后,国家教育部组织一批科学教育专家和教师编写出全日制义务教育《科学(3~6年级)课程标准》(实验稿)和《科学(7~9年级)科学课程标准》(实验稿),由此拉开了新一轮科学教育改革的序幕。此外,我国教育部和科学技术协会还从法国引进了“做中学”幼儿园和小学科学教育项目,在全国许多大中城市的幼儿园和小学里进行基于“动手做”的探究式科学教育的实验。
从科学教育改革的主体来看,第三次改革不同于以往历次科学教育改革。首先,这次科学教育改革开始有一些科学家参与进来,如中国科协的科技专家、中国科学院和中国工程科学院的一些院士、大学(特别是师范大学)理科院系的一些教授都参与了这次科学教育改革,只是这些主体的参与的深度和广度还不够。第二,自20世纪80年代起,我国学科教育研究逐渐兴起,其中物理、化学、生物、地理等理科成长起来一批学科教育专家,成为第三次科学教育改革的重要参与者,为新一轮科学教育改革做出了贡献,是我国第一批受过专业训练的科学教育研究者。第三,广大的中小学科学教师也成为中坚力量。特别在小学科学教育改革中,一大批优秀的科学教师在改革中脱颖而出,茁壮成长。
但我们也发现,这三次科学教育改革都存在一个共同的问题,即每次科学教育改革在理论准备上都明显不足,原因在于缺乏有计划、有组织、系统而深入的科学教育研究。迄今为止,我国教育行政管理部门、高等学校和教育理论界都尚未重视科学教育研究。虽然我国各级各类教育研究人员成千上万,但专门进行科学教育研究的人员却寥寥无几,即使包括上文提到的理科各学科的科学教育专家也仍然为数不多。长期以来,我国的科学教育改革是在整个基础教育改革的总格局下进行的,只考虑采用教育的一般理论作为课程与教学改革指导思想,没有也不可能采用科学教育学的学科领域的理论。
一个学科或学术领域的形成和发展,虽则首先要看社会对它是否需要,但也必须意识到这种社会需要是否为人们所认识。从上文的分析中可以看出,由于缺乏科学教育理论研究,我国的科学教学与课程改革、中小学科学教师的培养和在职科学教师的专业发展都受到极大的制肘。比如,1978年以后,我国的基础科学教育课程从内容上说是国际化和现代化了,但在课程设计、开发和实施方面,在科学教学和评价方面,都远远没有实现现代化和国际化。证据之一是,我国幼儿园与中小学的科学课程与教学的方式和方法仍然是以传统的讲授法为主,探究式教学方式并没有在课堂上得到实施。这种情况基本上至今为止依然如故。证据之二是,尽管我国近30年来,九年义务教育的普及率比较高,小学、初中和高中普遍开设科学课程,但据近些年的公民科学素养监测发现,我国公民的科学素养水平仍然不高。从普及科学教育、提升国民的科学素养的意义上说,我国以往的科学教育不能说是成功的。证据之三是,我国在科技研究上和工农业生产中科技创新水平远远低于发达国家,甚至在某些领域不及印度等亚洲发展中邻国。证据之四是,我国近代以来进行学校科学教育虽有百余年的历史,并且建立了系统的科学与技术体制,但公民的科学精神仍然比较缺乏。不但一般社会大众,就是科技人员中也有不少缺乏科学精神的。近年来,科技界与科学哲学和科学史学界关于科学文化之争、关于中医存废之争,等等,其中的某些观点从一个侧面反映了“唯科学主义”在我国社会中仍然根深蒂固,而这实质上乃是缺乏科学精神和对科学本质理解片面的一种表征。
当前,我国科学教育研究的社会需要是显而易见的。我国政府早已提出“科教兴国”的战略方针。现在又提出建设创新型国家的战略目标。笔者认为,有效的基础科学教育改革是实现这个方针和这一目标的基础之基础。基础科学教育需要告别传统的“死读书、读死书”的教学方式,需要真正以自主、合作、探究、建构的教学方式与方法教学生生动活泼地学科学、做科学、用科学和理解科学。只有这样,我们才可以真正提高公民的科学素养,才可以在普及科学教育的基础上为高等学校输送真正爱科学、主动学科学、既敢于又善于进行科学创新的大学生和研究生。只有培养了大批具有创新精神和创新能力的科技人才,我国的科学与技术才能推动知识经济的发展,才可能赶超世界科技先进水平。
有效的科学教育改革不仅是当前改革的需要,也是今后我国科学教育改革长远的需要。国际国内的科学教育改革经验业已证明,中小学科学教育改革是随着科技发展和社会与人的发展需要与时俱进,所以,无论是从科学与技术发展的角度考虑,还是从科学教育改革的当下和长远的需要出发,我国都必须尽快形成科学教育研究的学科建制,培养从事科学教育研究和管理的高级人才及科学教育教师。
从2001年开始,国家教育部先后分四批批准了共60所高校设立科学教育本科专业,开始为小学和初中培养能够承担综合科学课教学的科学教师。这是这次科学教育改革催生的教师教育的新专业。但是,我们应当认识到,这些新建立的科学教育专业目前在课程设置和师资上还存在诸多问题,其中一个核心问题是,这些新设置的科学教育专业缺乏高水平的科学教师教育者。科学教师教育者是指既具有科学背景又具有科学教育理论与实践知识的教师教育者。在国外,这样的人才一般都具有科学教育博士学位,是既能进行科学教育研究又能进行科学教育人才培养的高级人才。这样的人才哪里来?需要有条件的研究型大学培养科学教育博士研究生。实际上,不仅这60所设立科学教育本科专业的高校需要科学教师教育者,其他所有进行理科教师培养的高校都需要科学教师教育者。没有这样的专门人才,我国的基础科学教育就难以达到国际一流的水平。
不仅高等院校培养理科教师需要科学教育专家,我们的科学教育改革也需要在各级各类教育研究机构和教研机构配备科学教育专家。比如,各省、市、县的教科院所或教师进修学校需要科学教育研究人员,甚至中小学也需要一批具有科学教育博士或硕士学位的科学教师。这样算起来,我国科学教育专业的博士研究生的需要量是非常大的,至少需要5000人以上。(作为一个参照,美国科学教学研究会的会员是1700人,其中大多数是美国人)。
英文名称:University Education Science
主管单位:中华人民共和国教育部
主办单位:湖南大学;中国机械工业教育协会
出版周期:双月刊
出版地址:湖南省长沙市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1672-0717
国内刊号:43-1398/G4
邮发代号:42-270
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1983
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我国中学学科教育中曾经强调双基教学,把科学教育目标具体化为使学生掌握基础知识和基本技能,并由此发展出精讲多练的教学法,这正是传统教育思想的集中体现。这种教育思想裨上反映了人们对科学教育价值和功能的认识。在50~60年代,人们认为科学教育的本质和功能是使学生认识自然,获得利用自然、改造自然的能力,培养有文化的劳动者。
到了70年代末和80年代初,我国出现了科技人才的断层。当时,党和政府提出了到本世纪末实现四个现代化的宏伟目标,可是,现代化建设面临的最大困难是,科人才奇缺。所以,培养现代化建设人才就成了国家的当务之急,也成了教育界第一等重要的任务。在这样的情况下,发展智力,培养能力便理所当然的成为科学教育的重要目标,在这个时期,科学教育的价值和功能被理解为培养更多的科学家和工程师,以适应现代化建设的需求。
随着社会和经济的发展,基础教育的价值和功能被确定为提高全体国民的素质。科学教育的价值和功能便相应地被明确为提高国民的科学素质。这是建国以来教育思想的一次重大的根本性的变化。但对什么是科学素质以及如何培养国民的科学素质等问题,迄今还没有形成共识。从课程编制的角度考虑,笔者认为以下问题是科学教育应该研究的问题。
(一)初中理科教育的目的主要不是培养未来的学科专家,而是使所有受教育者具备最基本的常识、能力和情感。教育的结果要引起理念和行为上的变化。
(二)科学素质的核心是科学理念。科学理念是人对自然筇科学的基本看法,包括正确的自然观、科学观、科学思想和科学认识论,表现为科学精神、科技意识、科学方法、科学态度和科学道德。在此基础上构建科学认知的框架,确立行为取向和态度。因此,科学理念是一个人参与科学学习和科学活动的基本支撑点,对人的认识与实践活动有决定性的导向作用。初中科学课程,不能无视这一点。
(三)科学教育要使学生具有认识世界、解决问题的科学基本能力,这种能力包括:1、对重要的科学事实、概念、原理的理解;2、把相关的科学知识运用于日常生活的能力;3、进行科学探究的能力;4、能理解科学技术的特点,并能据此进行判断;5、能正确理解科学、技术、社会三者的关系,并关心其发展。
(四)一个人的科学理念和科学基本能力不是凭空而来的,是在对具体的科学知识、技能和方法的学习与实践活动过程中,通过内化、升华而逐渐形成、发展起来的。任何科学问题的认识和解决,任何科学思维和实践的活动,都必须以一定的知识和技能为基础,其结果又表现为新的知识和技能的获取。在这样的循环过程中,一个人对客观世界的认识便越来越丰富,能力水平也越来越高。同时逐步建立起对自然和科学稳定的兴趣、观点和态度,并最终上升为科学理念。
(五)初中科学课程的内容不应过于形式化、专业化。那样的课程难以联系实际,不易引起学生的兴趣,不利于培养适应现代化社会需要,对科学有一定了解的社会主义建设者和接班人;还会使学生的思维和视野过早地受到学科的局限,不利于创新精神的培养。因此,应突出能在认知发展上起“先行组织者”作用的基本概念,增加科学过程、科学方法与科学史的内容。
(六)不能把科学与技术混淆,也不能以为通过对科学的学习就能提高科技水平和能力,教育要适应技术飞速发展的时代,初中科学课程应实施科学、技术、社会相结合的教育,即STS教育。STS教育主张科学为大众,强调合作和参与,强调科学、技术与社会的兼容。其基本精神是要把科学教育与当前的社会生活、生产的发展结合起来,要求科学技术能够更好地为人服务。
二、以辩证唯物主义的自然观为指导
如何看待人与自然的关系?60年代后生态学研究的繁荣是自然科学的一大发展,并被迅速引进到社会科学领域,建立了社会生态学等交叉学科。但是,随之而来的人本主义和自然主义的复苏应该引起我们的重视。人本主义是一种从生物学意义上解释上的学说,德国哲学家费尔巴是其主要代表。费尔巴哈认为,世界上除了自然以外,再没有其他东西,人是自然界的一部分,是自然界的最高表现。他说:新哲学(指他本人的哲学)将人连同作为人的基础的自然当做哲学唯一的、普遍的、最高的对象--因而也将人类学连同生理学当做普遍的科学。[1]自然主义则试图用自然原理来解释社会现象,如用自然规律、气候条件、地理环境、种族特点等来解释社会发展。恩格斯曾指出:这各历史观“是片面的,它认为只是自然界作用于人,只是自然条件到处在决定人的历史发展,它忘记了人也反作用于自然界,改变自然界,为自己创造新的生存条件。”[2]
近年来发展迅速的“行为科学”和“社会生物学”正是这些思潮的产物。行为科学把动物笔为学的知识向社会领域推广,把一切社会现象都还原为行为,把行为作为研究社会的基础;社会生物学以生物学知识为基础来探索社会学现象。如果从行为科学和社会生物学出发来说明人与自然相统一,并以此为中心概念建立科学课程体系,结果必然会如同19世纪的社会达尔文主义用进化论和生存斗争来说明来解释社会现象一样,把学生和思维引入歧途。
因此,我们在科学课程中讲人与自然的关系时,要避免犯人本主义和自然主义的错误,应该帮助学生建立辩证唯物主义的自然观。一方面,要让学生认识和改造自然的过程中推动了社会的发展和人类自然的进步;另一方面,又要让学生认识人是自然生态系统的一员,人在改造自然的过程中一定要遵循自然规律,要不断调节自己与自然的关系,使两者趋于和谐统一。我们应当使学生就人与自然的关系建立一种既积极能动,又唯物辩证的观点。以此为基础,让学生建立正确的生态观、环境观、资源观和人口观。
三、坚持历史唯物主义的人类发展观
60年代,西方社会面临日益激化的各种社会矛盾和日益尖锐的全球问题的困扰,工业污染严惩能源危机频频发生,南北差距加大。在这种情况下,产生于第一次世界大战末的存在主义哲学迅速流行,成为西方的主要哲学流派。存在主义脱离人的社会性来考察人性,认为人在选择和创造本质时是“绝对自由”的,它不受社会关系的总和,是由社会实践和社会条件以及所处的社会地位决定的这个基本原理。同时,存在主义对人类发展前景又充满了悲观主义,它把人生建立在虚无的基础上,认为人的存在只是一种变幻莫测的意识冲动,只有死亡才是不可避免的。
存在主义是西方社会各种矛盾和危机的产物。60年代初的西方社会危机,使一些人对人生的意义和价值失去信心,对人类的命运和前途感到忧虑,但又找不到出路,存在主义刚好反映了人们的这种心理。因此,存在主义盛行时,其影响远远超出了单纯的哲学范围而波及西方社会精神生活的各个方面。70年代初,托夫勒的《未来的冲击》(1970年)和《经济痉挛》(1975年),罗马俱乐部的《增长的极限》(1972年)等影响很大的著作都反映了这种社会思潮。这个时期的国外中学科学课程不可避免地受到了存在主义哲学的影响,其表现以生态悲观主义最为突出。它们在讲述生态、环境、资源、人口等人类面临的紧迫问题时,都有很强的危机感。有一定的危机感这是好事,但讲过了头,就会走向历史唯心主义。对这个问题,我们要有清醒的认识。
我们认为,人类通过生产劳动和社会劳动,不断加工改造自然物,赋予它们新的、非自然的社会属性,创造了工具、农田、建筑物、合成材料、人造天体等人工自然物。同时,以人工自然物为基础,又形成了宠大的人工生态系统,如农田生态系统、城市生态等。这样,就在原生自然的基础上,产生出人类生产与原生自然融为一体的人工自然。这是社会的进步,也是自然的进化。由于过去人类在物质资料生产和人类自身生产中的自发性和无政府状态,在创造人工自然的过程中也产生了一些消极因素,造成了一些不良后果。例如,对自然资源的过分消耗,生产和生活废弃物对环境的污染,某些地区出现了人口过度增长等。然而,随着生产和科学技术的发展,人类社会的进步,人工自然必将产生更大的变革。人类必将逐步消除其消极因素,发挥其积极作用。目前,建立自然保护区,保护野生动植物,合理采伐森林和进行渔猎,控制人口增长,优生优育等,都是积极有效的措施。因此,生态悲观主义是没有道理的。实际上,从70年代后期开始,事态的发展便证明了人类是能够解决这些社会危机的。因此,在西方哲学界,存在主义从60年代后期开始衰落,70年代后,已不再有大的影响。
在初中科学课程中,我们应该基于上述的认识,向学生讲人与自然的关系,讲保护环境立历史唯物主义的人类发展观。
四、课程的科学本体论概念
建国后我们的科学课程一直非常强调对学生进行辩证唯物主义教育。这种教育主要包括6项内容:1、世界的物质性;2、物质运动的普遍性;3、运动形式与物质层次的对应性,也即各种物质运动形式的特殊性;4、自然界由简单到复杂,从低级到高级的演化;5、演化采取量变到质变和否定之否定的形式;6、物质运动和深化的原因是事物内部以及事物与外部条件之间的矛盾(内因和外因势利导。从科学本体论的角度看,这个哲学框架突出的是物质和运动。
自从系统论、控制论、信息论作为新科学方法论出现,并得到文学应用后,人们进一步认识到,自然界的基本属性,除了物质性外,还有系统性。从宏观来看,宇宙是由各种天体系统组成的系统;从微观来看,分子是原子或离子经各种化学键的作用而组成的系统;生物体更是与外界环境有不断的物质、能量和住处交换的复杂的开放系统;至于生态与环境问题所涉及的,就是生物或人类与非生物共同构成的复合系统。新世纪的初中科学课程应该的科学本体论的意义上引进系统概念,这样有助于克服传统科学课程的一些认识上的偏差。
(一)关于事物间的联系
系统中诸元素的相互作用,由贝塔朗菲系统方程描述:议程意为自然系统中任何一元素状态的变化,是该系统所有元素的函数(或相互
作用的结果)。根据这个议程,组成系统的诸元素间互为因果关系。传统的初中科学课程非常突出单因素进行考察的方法。事实上,这种方法只适应于人工严密控制的简单系统,与我国过去实行的单一计划经济相适应。而在对大量的、随处可见的自然事物或其他复杂系统进行研究时,不能只进行单因子分析,而要注意元素之间的普遍联系和相互作用。这促联系和作用常常不是简单的某元素为因,某元素为界,而是表现为随机、统计的关系。建立这样的观点,可以减少看问题的片面性,有利于克服建立在近代科学基础上的自然观机械论和决定论的弊端。
(二)关于平衡
一个系统的结构结构获得稳定?首先是元素之间通过相互关系而形成限制和约束。例如,在一个生态系统中,草食动物的数量限制了肉食动物的数量,而肉食动物的捕食反过来又影响草食动物的数量,从而避免了绿色植物被过度地取食。这样,绿色植物、草食动物、肉食动物之间就会达到某种平衡,生态系统才能维持。这样的例子很多,如组成分子的原子之间的相互作用及其平衡是分子结构稳定的基础。因此,平衡是系统结构稳定的前提,要避免那种认为平衡是相对的,矛盾斗争引起的不平衡才是绝对的认识偏差。
(三)关于信息
任何自然系统都有三要素:物质、能量、信息。在比较简单的系统中,平衡是通过物质和能量的交换达到的(如可变电阻器对电路的调节、化学平衡的还有甚至主要是信息交换(如神经调节)。因此,在系统概念的基础上可以引进信息的概念。
(四)关于环境
系统的环境是指与系统组成元素有直接相互作用而又不属于这个系统的事物的集合。例如,一种生物的环境就是它所处的生态系统中的其他生物以及非生物因素的总和。因此,从系统的观点看,某一层次的系统及其环境,将组成上面一个层次的系统。其实,任何一个系统的存在,都依赖于环境给它提供的条件。如原子、分子这样的物质系统都只能在一定的环境条件(温度、压力等)下存在,更不要说生物了。由于每一个自然系统都需要特定的环境才能存在,所以环境对系统都调节作用并对系统进行选择。
综上所述,从科学本体论的角度考虑,初中科学课程最基本的概念,除了物质(包括物质的结构和属性)和运动(包括能量)外,还应包括系统、信息、平衡、环境、调节和选择等。
五、课程的科学认识论
从认识论的角度看,科学是通过一定的方法进行研究与探索的过程。科学课程应让学生了解科学的过程。
(一)科学探索的起点
科学探索从观察开始,这是近代时期唯物主义经验论者的一个重要的观点。他们认为,科学认识的基本程序是通过观察、测量和实验,获得经验事实性的知识,然后从经验事实中,通过归纳与假说,上升到定律,再逐渐形成理论。基本认识程序是:事实--定律--理论。这一观点由英国哲学家弗兰西斯。培根首先提出的,它在历史上起过积极的进步作用而且影响深远。迄今为止,我国初中科学课程的科学认识论基本上采用这个观点。
20世纪30年代,英籍科学哲学家波普尔提出,不是假说来自观察,而是观察来自假说。如海王星和冥王星的发现,就是根据牛顿万有引力定律进行计算被证实的,这种发现又反过来证实万有引力定律的科学性。波普尔主张科学认识的程序是:问题--试探性假说--批判与检验。那么假说又是从哪里来的呢?波普尔认为,它来自爱因斯坦所说的“自由创造”或“创造的直觉”。但在认识论上唤起人们对科学创造精神的重视。
当代许多科学哲学家的观点介科二者之间,如有人主张科学探索程序是从观察中提出问题,为解决问题而提出假说,为检验假说而进行实验,最终形成理论。实际上,科学探索的程序可能是多元而不是单线的。然而,有一点是大家都赞同的,就是科学探索从问题开始。没有问题,就引不出假说,就不知道要观察什么和怎样观察,要收集什么材料和怎样整理这些材料。正是在这个意义上,爱因斯坦指出:“提出一个问题比解决一个问题重要。”我们的科学课程应让学生了解科学探索的起点,学习如何发现问题并提出问题。
(二)科学一般方法教育
对学生来说,初中科学课程是他们接受严密的科学教育的开始,在此之前,他们很少有科学知识的积累,在获得这些知识的过程中,他们发展起来的主要是经验方法和猜测性的思辨。经验方法的主要手段是观察和描述事实,以表象为基础进行粗浅的概括。这在某种程度上也能深化对自然的认识,也能深化对自然的认识,但也往往会导致错误的结论,形成所谓“前科学概念”。他们的狂测性思辨是非常随意的,从他们喜爱的童话中可看出其思维的特点。它们往往是夸张的、非逻辑的、无时间序和空间序的。初中科学课程知识体系的学习,要从常识水平进入科学水平,那么在方法上也应该相应地从经验方法上升到科学方法论。实际上哲学方法论不能代替科学一般方法,所以我们应该结合有关内容讲授观察、实验、调查、模拟、比较、分类、归纳、演绎、分析、综合、科学假说等基本科学方法。
(三)科学认识模式
除了让学生了解科学一般方法外,还应该有选择地向学生介绍一些科学成果的认识模式。例如,牛顿的认识模式是逻辑方法与实验方法的结合。就力学而言,他首先抽象出力的概念,然后用推理(归纳和演绎)的方法构建力学体系,更重要的是引进教学方法,最后用公理化方法构成体系。他同时又十分重视实验的作用,提出“用实验建立法则”,主张对科学真理性的判定来自实验。牛顿的科学认识模式尽管有其不足,但在科学史上有很重大的意义。又如,道尔顿创建原子论和达尔文建立生物进化论的科学认识模式,都是非常具有教育价值的材料。科学认识论的教育可使学生懂得书本上的知识是怎样获得的,要实现知识创新,应该怎样进行工作;同时让学生运用科学认识论去观察周围的世界,提出问题,给出假设,并尝试用实验去证实和解答,这样,就能使学生装的学习超越单纯掌握书本知识的范畴,开始创造性的学习。这对培养学生的探究精神和创造力,具有十分重要的作用。
六、对科学本质的认识
笔者认为,对科学本质的认识应该成为课程的重要内容。对初中学生来说,这方面的教育要达到两个目的:一是将科学与非科学或反科学的东西相区别;二是对科学有一个正确的认识,建立正确的科学观。
(一)如何区别科学与非科学
逻辑经验主义者认为,科学的特点表现为理论体系的逻辑性和经验的可证实性。20世纪80~90年代,我国曾发生过一场涉及面颇广的“水变油“骗局。在总结教训时,人们注意到两点:一是不能用表演代替实验,二是不能以直观(水加入某种物质燃烧后,水没有了,表演者说都烧掉了)替性分析。说到底,就是在逻辑经验主义提倡的理论体系的逻辑性和验的可证实性这两个方面犯了错误。
(二)什么是科学
传统的教科书给予学生的是这样的认识:科学就是真理,科学是已被人类发现的关于自然规律的知识体系,只要学好它,我们就无所不能了。这种观念严重束缚学生的思想,杨振宁教授在对中美学生作比较时,认为中国学生的一大不足是“胆子太小,觉得书上的知识是天经地义的,不能够随随便便地加以怀疑”。[3]事实上,科学或科学活动本身总是存在不足的,今天认为是正确的东西,明天也可能会发现它的错误。所以,我们不能将科学定义为真理性的知识,只能定义为对真理不得性知识追求。波普尔提出:凡是可证伙的理论体系才是科学的。[4]当然,他所指的证伙并不是逻辑上或事实上已被证伙,而是说在逻辑上或经验上有可能被证伙。这种理论强调了科学的批判性,强调一切现行科学理论如同牛顿力学一样都是暂时的。
逻辑实证主义和波普尔的理论均有其不足,20世纪50年代以后发展起来的历史学派,认为科学的目的不是去追求永恒的真理,而是解决面临的问题。笔者并不主张要在初中科学课程中讲述逻辑经验主义、证伙主义或历史主义的观点,而是说,我们在向学生介绍科学知识时,应该讲述科学的特点和价值。同时,不应该把一切理论都作为绝对真理呈现,而应注意现代科学哲学思想的渗透,让学生形成科学理念。我们在前面已经讲到,科学理念才是科学素质的核心。
七、实现科学课程本土化
从科学教育的价值观来看,科学课程除了教给学生科学知识、科学技能和科学方法外,更重要的是要培养他们正确的科学思想。而是说在我国古代的科学思想中,“天人合一”是个极具代表性的命题,其哲学基础是“和合”观念。在长期探讨中,对它形成了不同的解释,其中所表现的科学思想比较复杂,便不乏真知灼见,特别突出的就是人与自然和谐发展的观念。春秋时,思想家范蠡认为,天道就是日月运行和四时代谢所表现的自然规律,认为“夫人事必将与天地相参,然后乃可以成功”。庄子说:“人与天一也”,“有人,天也;有天,亦天也”。他认为天是自然,人是自然的一部分,因而天与人是合一的。唐代刘禹锡进一步提出了“天人交相胜”的观点,认为自然界和人类社会各有自身的规律,它们的作用也不相同,有时人胜天,有时天胜人。正是在这种科学思想指导下,古人很早就重视环境保护,如秦之前,就有“春三月,山林不登斧;夏三月,川泽不入网罟,以成鱼鳖之长”的记载。1975年12月在湖北云梦发掘的秦代古墓中出土了大量竹简,其中记载的“田律”应是世界上第一个环境保护法规,伐林木、渔猎等都作了规定并有处罚措施。此外,许多方的古建筑,包括北京的四合院,都有许多关于人与环境关系的考虑。当然,“天人合一”并非现代的可持续发展战略中人与自然和谐发展的概念。可持续发展是对人与自然关系认识的历史发展结束结果,其中经历了农业文明、工业文明和后工业文明的阶段,而“天人合一”的社会基础是农文明对自然环境的高度依赖。
一、问题
“好奇心总使我们不停地提出问题,并谋略找出答案。”《科学》教材导语:“有问题,才有思考;有思考,才有探究;有探究,才有发现;有发现,才会有进步”。人类认识科学和掌握科学的规律,决定了《科学》这门学科的教学,必须从问题入手,这也是科学教学的一大特色。问题可以由教师提出,让学生思考;也可以由学生从日常生活中对某些现象产生的疑问。思维是从发现问题开始的,儿童提问表明儿童在对事物进行探索、思考,在寻找事物之间的相互联系,这正是思维的表现形式,也是儿童创新思维的开端。
质疑问题本身就是蕴含创新思维的火花,也是创新的起点。只有善于发现问题和提出问题,才能够在此基础上思考和寻求解决问题的方法。“有疑才能提高,有疑才能思考,有疑才能进步”。因此,教师在教学中要经常鼓励学生多问几个为什么?要大胆提出问题。
在科学课的教学过程中,可以让学生在上课一开始就让学生提出问题。如《寻访小动物》一课,在上课一开始就让学生质疑,学生会提出:什么是寻访,对小动物的观察为什么叫访,为什么要访,到什么地方去访等一系例问题。也可以在观察的过程中让学生质疑,如对《大树的观察》中,学生会说为什么树皮会裂开来,树中有白色的是什么东西,怎样来形容树的形状呢等等许多问题。也可以让学生在课后质疑。如在学习《我的观察》后,有学生会提:我们的骨头是怎样生长的?心脏为什么会跳动?问题多得让你会不知所措。……这些问题的提出,为学生探究科学的真谛增加了兴趣。
二、假设
大胆假设就是学生思维的开始。我们知道,无数的发明都是来源于科学家大胆的假设。在《科学》的教学中,教师应当鼓励学生围绕问题,根据以往的经验,说出自己的估计。假设的过程,主要是让学生调动已有的经验,在观测前对事物的变化趋势进行预测。在这过程中,教师不要粗暴地干预学生的假设,应当让他们充分发表自己的意见,他们才会在实验的过程中,有一种更加求实的精神,并渴望通过实验寻求答案。例如,在进行《热水变冷》的教学时,当老师提出问题:一杯热水,在温度下降的时候,温度有什么变化规律?教师应当鼓励学生根据日常生活的经验,说出自己的假设。诸如“温度会均匀下降”、“温度开始的时候下降得很快,后来越来越慢”、“温度开始的时候下降得慢,后来越来越快”的答案,教师不要马上下结论,提示学生通过实验来了解最终的答案。
三、探究
探究就是学生通过亲自动手做实验,对实验的结果进行观察比较,以此来检查自己的假设是否正确的过程。探究是学生获得真知,解决问题的关键。探究更是学生运用所学的知识技能,亲自去寻找答案的过程,它是培养学生各种能力的有效手段。所以,在探究的过程中,教师要想方设法,注意学生的观察能力、动手能力和比较能力的培养,养成科学的探究方法。
1.仔细观察,发现现象
观察能力是人在亲身实验的条件下考察客观事物的能力,是人有目的、有计划地感知客观事物的能力,是获取感性材料的基本途径。表现在观察实验的过程中,能比较细致地观察到实验的每一个步骤、实验的每一次变化现象等等。
2.动手操作,探求真知
“实践出真知”,这句名言说明了亲自动手实验的重要性。培养学生亲自动手操作的能力,就是动手能力。学生的动手能力主要表现为:在实验的过程中,能按顺序进行实验;操作规范,每一个实验的动作准确无误;并在动手实验的过程中要获得最直接、最感性的资料。
3.学会比较,辨别异同
比较就是将两样或两样以上的物体,通过从诸多的方面进行比,得出异同的过程。比较是分类、抽象、概括和归纳的基础。比较能力是在头脑中确定事物之间的差异点和共同点的能力。比较能力的培养,对学生认识事物、掌握规律、掌握科学起着巨大的作用。
四、结论
科学课既强调学生亲历探究的过程,还重视在实验的过程中搜集和积累数据,强调对事物的认识不仅要在质上认识,更要从量的分析中得出结论。由于定量分析会使学生的头脑更加精确化,更加科学化,只有用一定的数据来描述事物时,才算是达到了对事物内在性质的真正的了解。因此,上好科学课,必须教会学生在重视数据的搜集和积累,学会做好实验的结论。结论就是通过动手实验的验证后,得出的最终结果。它是印证学生假设的根本依据。因而,教师要指导学生在实验的过程中认真做好记录,将实验的结果写在记录卡上,以此来培养学生勤写结论的习惯。
一、教育性原则教育性原则是指教育科学研究要符合教育的要求。这是教育的目的和任务所决定的。实施这一原则要求是:
(一)小学教育科研的目的、内容要符合教育的目的的要求。科研当中不能提出与国家教育要求相矛盾的要求、作业或其它问题。
(二)教育研究的方式方法、实施过程要有利于学生身心健康和全面发展。也就是说在选择研究方法和程
序时不能损害学生的身心健康,要符合道德要求,要考虑所用的方法对学生的身心是否会产生不良影响。
总之,教育科研要把教育人、培养人、塑造人作为出发点和归宿,坚持把教育性原则贯彻于教育科学研究的全过程。
二、客观性原则客观性原则是指在教育科学研究当中坚持实事求是,一切以客观实际为准绳,根据客观
事实的本来面目加以考察,排除一切主观偏见。
贯彻这一原则的要求是:
(一)坚持客观的态度。研究者要坚持实事求是的态度和作风。收集资料、分析资料要客观。
(二)一切以客观真实的事实为依据。资料必须真实可靠,严格的查证核实。
(三)全面的收集资料。教育现象和问题具有复杂性,因此,要全面、细致地收集资料,防止以偏盖全。
(四)研究的过程和结论要客观、科学。在科学研究的过程中,要运用科学的方法和程序去研究客观现实。就是说从课题的选择到材料的分析,从方法手段到研究的组织都必须客观科学,才能取得理想的成果。
同时研究的结论必须经过证实或实践检验,保证其客观性、科学性。
三、系统性原则系统性原则是指用整体的、系统的观点指导科研活动。科学研究必须注重事物之间的联
《中国教育改革和发展纲要》中指出,中小学要“面向全体学生.全面提高学生的思想品德、文化水平、劳动技能和身体心理素质”。这就为素质教育的基本理论探讨指明了方向。科学文化素质作为人的整体素质教育的一个方面,包括哪些构成要素,人们进行过探究。笔者认为,科学素质内涵比科学文化素质的内涵窄,科学素质主要由科学知识、科学能力、科学方法、科学意识和科学品质五大要素构成。在对学生进行科学素质教育的过程中,科学知识是发展学生科学素质的基础,科学教育的过程能逐渐培养、发展学生的科学能力,使学生掌握科学方法,培养良好的科学品质,同时促使学生逐步形成科学意识。中学科学教学应以提高和发展学生的科学素质为中心,这是时代的要求。本文试就中学科学教学中科学素质教育的内容进行初步探讨。
一、引导学生牢固地掌握科学学科的基本知识
科学知识在构成科学素质五要素中起着基础作用,它是人类世世代代积累和传递下来的宝贵遗产,它是今后学生从事科学工作和其他工作的基础。因此,在中学阶段通过科学课程的教与学的活动,要让学生牢固地掌握科学的基本知识。科学知识是发展学生科学素质的基础,但科学知识总量大,应该选择那些对学生认识世界、面向社会以及自身发展来说是必不可少的、最基本的、最典型的关键性知识让学生学习。这些知识主要有:①最基本的科学现象和事实、最普遍的科学常识及科学史知识;②科学计量系统、科学用语、命名法;③最重要的科学概念和最根本的科学原理。④科学与社会、科学新进展、科学的未来发展方向,包括科学在日常生活与生产中的重大应用以及与当前社会发展与生活密切关联的问题。
二、培养、发展学生的科学能力
在科学教学过程中,科学素质教育的第二个方面应该强调培养、发展学生的科学能力。科学能力应是科学素质教育的核心。因为,从社会的生存和进步来看,这种能力的重要性远远超过对具体科学概念的掌握,不论这些概念有多么重要。笔者认为,科学能力应是获取科学知识和探索科学新知识的能力。自然科学方法论是培养学生科学能力的依据,科学能力的形成过程是在科学知识的教与学的过程中形成的,教师采用各种不同的教学方式和手段组织学生学习各种科学知识,训练学生的科学能力,在中学科学教学中应着重注意以下五个方面的能力培养:
1.实验能力(包括观察能力)
观察与实验能力是科学能力的基本要素,是一种全面的综合能力,包含相当高的独立探索能力和创造性。在实际教学过程中,可把培养学生的实验能力具体化为以下几个方面:①按一定的认知目的安排观察或实验的活动;②让学生独立地完成观察与实验;③使学生学会如何记录、分析、观察和实验所得的资料及数据,导出正确合理的结论并进行报告。
2.思维能力
思维是智力的核心。思维能力包含的范围很广。科学学科知识的特点非常有利于培养学生分析、综合、抽象概括的能力;也非常有利于培养他们对事物进行对比、类比、逻辑推理的能力。在科学教学中,应注意利用有关科学知识的特点,进行相关思维能力的培养。例如,在学习了酸的通性后,可让学生演绎推理出一些没有学习过的酸的性质,培养学生的演绎思维能力。同时,可对比已学习过的酸,找出它们性质的异同点,培养学生的对比能力和分析能力等。
3.自学能力
自学能力是一种较高要求的科学能力,是建立在观察、理解、思维、记忆等能力基础上的一种比较综合的独立学习的能力。它是多方面能力的综合。使学生具有自学能力,能独立地获得和探求新知识,这是教育的最终目标之一。在科学教学中培养学生自学能力,可以具体化为以下两个方面:①重视学生阅读能力的培养,教给学生掌握科学的阅读方法;②着重对学生进行学习方法训练。
4.理解能力
理解能力能反映学生科学能力好坏的一个重要方面是学生学习、消化知识,不断扩大知识范围和增大知识深度,以及提高自学能力所必不可少的能力。在中学科学的教学实际中,培养学生的理解能力,应帮助学生和要求学生在学习科学知识时能做到:①掌握所学科学概念和规律产生的背景或实验条件和现象;②掌握所学科学概念和规律的确切含义,会分析物质发生变化时的原因;③掌握所学的科学知识和其他科学知识的联系、区别;④掌握所学的科学概念和规律的成立条件和应用范围,且会依据对基本概念和规律的解释做出正确的推断。
5.创造能力
培养学生创造力也是教育的主要目标之一,未来社会需要更多的创造型人才。人人都具有创造能力,只是程度高低不同而已,创造能力能通过教育和训练予以提高。创造性的思维能力是创造能力的核心。在科学教学中,培养创造性思维能力应注意以下几个方面:①在教学实践中,应该有意识地使用创造教育的教学模式,组织学生进行学习活动,从而培养创造性的思维能力;②注意创造性思维的发散性特点。培养学生善于对已知事物进行怀疑和再思考,能够打破习惯性思路,提出几种另外的解决问题的办法;③注意联想能力的培养。由于科学学科知识的特点,有利于培养学生类似联想、对比联想、因果联想等能力;④注意利用课外活动培养学生的创造能力,在丰富多彩的兴趣小组活动中,让他们有机会充分施展才能和创造性。
三、教给学生科学方法
科学方法是人们在科学研究中所遵循的途径和所运用的各种方式及手段的总称。掌握科学方法无论从学习知识的角度或者从发展能力的角度来看都是非常重要的。在中学阶段,要求学生掌握科学方法是有一定难度的,但教给学生普通的自然科学方法是很有必要的。在科学教学过程中,通过采用下列程序来训练学生的科学方法:
1.搜集有关资料、文献和数据观察,实验,条件控制,测定,记录。
2.分析、研究和处理有关资料、文献、数据(表格化、方程化和图线化),最后进行分类。
3.得出规律性结论。抽象的科学,发现规律,模型化,提出假设,验证假说(得出结论、形成概念)。
四、促使学生逐渐形成科学意识
在日常生活中,遇到实际问题,要用科学意识进行对待、处理或解决。在科学教学过程中,不要求学生系统掌握辩证唯物主义的原理,但学生在学习科学知识时,可以促使学生形成很多唯物主义观点,这是科学作为一门自然科学具有的特点。促使学生形成科学意识,这也是科学素质教学的一个应重点加强的方面。要促进学生形成科学意识,最主要的手段应该是让学生参与实践,理论联系实际。可以采取活动课的形式,让学生亲身经历周围环境中存在的科学问题,让学生形成科学能给人类带来利益的观点。同时也应告诉学生,如果不合理地利用科技成果也会给人类的生存环境及社会生活带来消极影响。
摘要:随着近几年对于教育事业的进一步重视,逐渐把科学教育和人文教育这两个不同的教育思想体系区分开来。科学教育一般以对科学精神的培养和对智力的开发为最根本的目的,注重对书面知识的讲授;而人文教育的目的则是对自我价值的引导和实现的过程,注重人格塑造和人性的养成。基于此,本文以科学教育与人文教育的概念界定和这两者相融合的基础为理论依据,重点阐述了了科学教育与人文教育相融合的必然性、实质与两者相融合的现状及其存在问题,最后对科学教育与人文教育相融合的基本途径加以探讨与研究,以期为这两者的融合和促进人类社会的全面发展起到促进作用。
关键词:科学;人文;教育相融合
一科学教育与人文教育相关概念的界定
科学教育指的是自然科学和科学技术的教育传授,包括对于科学精神、科学方法、科学知识和科学能力的教育,以及科学人格和行为习惯的培养。科学教育主要是针对知识的传授,把教育的根本,甚至是唯一的目标归纳为科学精神的培养与智力的开发。人文教育则是指以传授人文社会学科知识为主,培养人文精神,以发展学生对社会关系、人与人的关系、物我关系的认识和处理能力,并影响学生形成一定的世界观、人文观、道德观、价值观、审美观为目的的教育;而人文教育则更为注重对于人格的塑造和人性的养成。该教育体系认为教育的本质是对人对价值的创造和人性的引导。科学教育与人文教育的融合即将启智的过程与情感、人格的陶冶过程相融合,不仅教人做事,更教人做人。
二科学教育与人文教育相融合的基础
(一)理论基础
科学教育与人文教育的融合从理论层面入手是科学与人文相互结合、渗透与制约。一方面科学教育与人文教育在促进人素质的发展与人格的完善方面具有互补性,是求真与求善的巧妙结合。另一方面科学教育和人文教育同源共生。二者在起源、发展的过程中侧重于不同方面,但最终都可以归结于提高人的素质,在这一点上二者具有高度的内在一致性。
(二)现实基础
首先科学教育与人文教育的融合是历史发展客观规律的需要,合乎科学的东西,并不一定都能办成好事,科学研究的成果甚至可能威胁人类的生存,比如:核武器如果被滥用,则会给人造成毁灭性的灾害;同时合乎人文的东西,也并不一定完美无瑕,而是需要与科学规律相结合,以免事与愿违,弄巧成拙。其次这二者的融合是人类社会全面发展的内在需求,需要物质与精神的和谐统一,二者切不可偏颇。而当今教育提倡的素质教育不仅包含做什么而且还包含如何做的问题,唯有此才能促进人的全面发展以及对于教育本身目的的实现。
三科学教育与人文教育相融合的现状及存在的问题
(一)科学教育与人文教育融合的现状
由于科学教育和人文教育的价值争议贯穿在当今大学的整个教学过程中,并呈现出涨消变幻的趋势,这两者之间的矛盾变得日趋严重。对于当前的大学教育来说,科学和人文这两种教育体系融合的具体操作实践主要体现在两个层面:一是从宏观来讲,如何通过科学、人文这两类课程及跨学科课程的交互编排来体现科学和人文的全面融合;二是在微观上通过立足各专业的教学来实现科学与人文融合的最终目的,进而充分挖掘出科学教育的人文价值。因此在编排课程时,可以设立学群、学类组织实现对综合知识的传授,并进一步在基础的科学学群、学类下设立人文科学、社会科学和自然科学学类,在这方面做的较好的是日本的筑波大学。第二层次主要是基于专业教学的科学与人文的融合。像王义道教授就指出人文精神在科学教学过程的重要体现:王教授认为,人这个主体在探索未知世界和客观规律的应用时,为人类生产和生活服务的实践起到了关键作用,涉及到科学技术和人与自然的关系,而文化因素也包含在内。这就要求专业教育应改变传统只见物不见人的教学情况,体现出当代教育的人文因素。此外,教师人文素养的提高,不仅是在专业教学中渗透人文教育的必要前提,也是迫切需要。
(二)科学教育与人文教育相融合中遗留的问题
(1)有融合之“形”,而无融合之“神”。在科学教育与人文教育融合的实践中缺乏一贯而彻的教育理念,因为在教育实践过程中缺乏系统的哲学思想和精神内涵的深度,所以每个课程组和都带着明显的机械痕迹。科学的教育理念和教育体系应该是一个密不可分的有机整体,没有概念指导实践将是盲目的,缺乏实践的概念是空乏的。现代西方两种比较典型的概念,一个是由科学和摆脱传统束缚的人文和快速发展的时代,强调科学和人文的统一的杜威的实用主义教育理念;二是产生于科学高度发达而人文精神失落时代,强调了人文对于科学的统帅作用的赫钦斯的永恒主义教育理念,这两种观念之间相互补充,对当前国内对于科学和人文教育相融合的实践具有重大的意义。
(2)有待实现从“混合物”向“化合物”的飞跃。在科学教育与人文教育融合的微观层面仅仅停留在了知识层面的叠加与组合,注重的是知识外在的形式,而没有深入把握科学与人文融合的实质。融合的实质就是科学与人文是否与人的经验相结合,是否对人的经验成长具有促进作用。融合的最主要的目的即是突破知识的疆界、超越知识的差别,让知识服务于人性的再生长,由对外在知识的关注转向对学生内在经验的关注,由知识的传递转向知识的创造。
四科学教育与人文教育融合的途径
(一)理念指引:科学人文主义的教育理念的树立思想引领行动,因此科学人文主义理念的树立则显得尤为重要。所以在给学生传递知识的同时,要交给他们做人的道理,利用科学人文主义的理念与追求来促进人的全面发展。在此过程中,人将是一个真正的人,一个活生生的、独立的个体,而不是单纯的作为现实劳动者而得到的发展与满足,提倡个人在促进社会发展进步的过程中来实现自我的发展与完善,兼顾物质生活与精神生活的双向构建,最终实现人的幸福。
(二)基本途径:课程体系的改革与完善两大教育的融合要通过课程改革来实现的。一是提高人文学科与科学学科的渗透性,提升学科综合性,发展跨学科与跨学科学位课程,比如以专业为核心,课程的设置内容应向外延领域做一定扩展。理工科专业对于人文知识的学习和文科专业对于科学知识的学习,可以使学生打破原有思维定势,以更全面广阔的视角理解和处理问题,有利于学科创新和学生的全人教育。其次增设一些活动类课程,在传授传授知识的同时完成对学科文化的传承及人类道德文明的结合,更有利于激发学生学习兴趣.提高学生的文化品味和艺术修养,同时也促进学生个性与自由的全面健康发展。
(三)文化场的构建:科学教育与人文教育融合环境的打造马克思说:“人创造环境.同样环境也创造人”。通过构建学校科学教育与人文教育的校园文化场,使学生们被浓厚的人文信息与科学信息所包围,在“润物细无声”的熏陶中接受持久、广泛而绚丽而又深刻的熏陶。一方面需要改善教师自身的知识结构.拓宽知识面,对教师进行定期培训或要求教师参加有关科学教育和人文知识的讲座。以促进其在教学过程中对人文教育和科学教育的融合。二是要注重对学生创新意识的培养,发挥创新精神在科学教育与人文教育融合过程中的催化剂的作用,因为创新不仅需要冷静思考、深入研究、努力探索科学精神,而且还需要激情,激情和情感,和其他人文精神的相关内容。教师作为引导者启发者,鼓励学生发挥创新思维能力,打破学科局限和科学、人文的局限,努力对所学知识进行探索,推进科学知识与人文知识的真正融合。
五结语
科学与人文是统一的人类精神活动的两个重要侧面,虽然在不同的教育发展时期也存在整合与分离的变化,但是两种教育必然走向回归。但是随着社会的不断发展,在科学技术飞速发展的同时,人文的发展却显得相对缓慢,并在此基础上形成了“学好数理化,走遍天下都不怕”的说法以及文科无用论的偏见,这都是不利于全人的培养的,所以本文提出科学教育与人文教育融合的理念,并对其进行了相关论述,希望在当前的教育中能够跟好的促进二者的紧密结合,在知识传授的同时,更够更好的促进人的精神世界的打造,使人的心灵得到进化与成长。
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关键词:小学;气象科学教育;实践活动
在当代小学的科学教育中,气象科学是最早纳入教育范畴的自然科学之一,在小学科学教育事业中有着举足轻重的作用。对小学生而言,气象科学更是一种身边的科学,在他们的日常生活中会经常接触到一些天气现象,这些来源于生活的直观的感受,使得他们对气象科学知识有更强烈的求知欲,也更容易理解和接受。气象科学理论是由一系列的科学概念和科学定律所组成的严密体系,它具有质的确定性和量的精密性,通过对气象科学知识的学习,能够促进小学生认知能力的发展,也能够有效地训练他们的思维能力,这都将为他们今后进行其他类学科的学习奠定良好的基础,有助于他们综合素质的整体提高。
那么,做好小学气象科学的教育工作也成为我们需要关注的重要课题,本文从气象科学知识的教育的教学目标出发,就以下几个方面展开了浅要的分析。
一、从小学气象科学教学工作的目标来看,具体展开,可以分为以下几个方面:
1.使学生初步接触气象,知道气象在人类生产和生活中的作用,掌握简单的气象知识和气象谚语,了解常见气象灾害的形成原因和预防方法;气象观测的基本方法,能对气象数据进行简简单统计和分析,根据天象谚语预测未来可能发生的天气现象,体会气象科学的魅力,知识的力量,更好地激发学生学习气象科学的浓厚兴趣。
2.通过让学生亲身参加气象实践活动,培养他们运用知识解决实际问题的能力,提高学生的科学素养,增强学生预防灾害的能力。认识常见的气象灾害,初步掌握预防的方法,提高学生的科学素养,同时增强环保意识与责任。
3.通过气象观测活动,培养学生认真做事的态度、坚强的意志和坚忍不拔的精神;通过探究主动获取气象知识,培养了学生的科学探究能力和团队合作精神。
4.通过学习历史上天气变化危害人类生命财产安全的事例,感受到气象工作和保持生态平衡的重要性,增加他们的学习积极性和社会责任感,从而使他们形成珍惜自然资源、热爱大自然和保护自然环境的社会公德。
二、为了更好地实现气象科学教育的目标,对气象科学知识教育工作的进行提出了以下几个方面的建议:
1.注重对学生气象科技兴趣的培养,采取大量小学生易于接受和理解的卡通图片进行形象表达,图文并茂地介绍气象科普知识,使小学生看得懂,学得会;增加气象模拟实验,通过实验使学生了解常见气象和气象灾害的形成和发生原理,培养学生动手实践能力和探究能力。
2.注重气象灾害的知识宣传,使学生了解气象灾害的预防知识,学会必要的自救和护救的技能,以青少年易于接受的方式认识气象预警信号,并提倡体验式探究式的方法开展气象防灾教育,并鼓励学生把从教材中学到的知识以及学校的预警信息及时告诉自己的长辈以及社区老百姓,让他们及早了解气象信息,及时得到防备,减少灾害带来的损失。
3.多组织气象科学实践活动,如定期开展气象观测活动,通过气象观测及数据的采集,掌握气象观测的基本方法,使学生成为合格的小气象员,培养学生认真做事的态度和坚持不懈的恒心;组织学生模拟气象预报,培养学生的修改及创造能力;组织绿色行动,向学生传递绿色理念,践行绿色行为,培养学生的节能环保意识,增强学生的环保意识和社会责任感等。通过多层次、多形式、多途径的气象模型、环保创想画、气象手抄报等活动,展现学生个性、激发学生潜能,培养学生创新思维,普及气象科技教育。
4.在设计气象科学实践活动的过程中,要注意区分不同年龄层次的学生,根据其特征,有针对性地开展活动。例如:就低年级的同学来看,他们活动能力较低下,知识较贫乏,思维较幼稚,如果开展较为复杂的科学实践活动,可能反而会磨灭了他们对科学的兴趣,针对他们我们可以设计一些简单、多趣味的活动,寓气象科学知识于游戏娱乐之中,来启迪他们对气象知识的初步认识。
深思我国中小学气象科学教育的实施开展,使我们清楚地意识到,小学是气象科学教育的重要领地;小学生是实施气象科学普及教育的重要对象。因此,必须加强对小学气象科学教育的深入研究,进一步推动我国小学气象科学教育的蓬勃发展。
以上为笔者对小学气象科学教育工作提出的一些看法和建议,期望能为促进小学气象教育工作的发展提供新的参考。
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在新时期的幼儿教育中,对幼儿的科学教育与艺术教育越来越受到关注。在整个幼儿科学和艺术教育的过程中,要通过开辟区角、挖掘要素以及开展活动的方式,从根本上引导幼儿探索科学中的艺术、艺术中的科学,从而为今后的学习和成长打下坚实的基础。
一、开辟区角,探索“美”
科学与艺术学科在渗透的过程中,需要对结合点、共同点进行不断探索。探索的过程也是培养创新的过程。在幼儿园教学中,要组织学生通过自己的观察和老师的协助,开辟区角,挖掘科学中的魅力。比如,在日常活动中,要组织孩子们对身边的事物进行观察,通过自己的想象,对物品进行再创作。尤其是对于废旧的物品,通过自己的小手将其变废为宝,在这个过程中,逐渐养成勤俭节约的好习惯。在科学小发明活动中,锻炼自己的创造思维。例如在美工区活动中,引导孩子制作小储物柜,让孩子们充分发挥自身的想象力,用身边简单的工具,制作出自己喜欢的样式,同时组织孩子们进行鉴赏:“大家说说,你最喜欢哪个储物柜?”“我喜欢小苹果的,因为我觉得很可爱。”“我喜欢猪猪侠的,因为猪猪侠是好人。”尽管孩子们的表达内容不尽相同,但从孩子们稚嫩的言语中,能看到他们日益增进的语言表达能力和艺术鉴赏能力的提升。探索是一个过程,在这个过程中,幼儿教师尤其要注意对孩子们进行艺术教育和科学教育的融合,避免束缚孩子们的心理发展和想象空间,从而通过引导和启发,逐渐形成对科学和艺术的整体认知,发展孩子们的创新能力和创新思维。
二、挖掘要素,丰富“美”
在对幼儿进行教育时,不能一味地进行道理的讲述,要依据学生的特点,通过关键要素进行有机渗透。对于科学教育,需要幼师把握真实、规律以及时代感等要素;对于艺术教育,则要把握鉴赏、气息等要素。在教学中,要组织孩子们巧妙地挖掘这些要素,尽快掌握要领,养成良好的学习习惯。比如,在幼儿活动中,绘画是必不可少的课程。应当为孩子们准备一些画画的小模特,在练习画画时,让孩子们根据老师的引导进行发挥和想象。比如,在画小草时进行引导:“同学们,你们知道小草是什么样子的吗?它是什么颜色的呢?下面大家来画一画小草,并且说说为什么是这个样子的?”孩子们画完后,再问:“孩子们,这些小草为什么是黄色的?”“因为秋天到了!”“因为受到了污染。”孩子们的想象是无穷的。“那如果想让我们的小草变得嫩绿,该怎么做呢?”“爱护它。”“不践踏草坪,给小草浇水。”“很好,下面请大家画一画,把你想象中小草的样子画出来,看谁画得又快又好。”对于这类感兴趣的话题,孩子们的积极性被老师充分地调动起来。通过这种方式,孩子们对画画和科学有了更深层次的了解。同时,在孩子们学习的过程中,逐渐形成了自己的思维,丰富了科学知识,加深了对美的理解。对于要素的挖掘,不能只考虑结合上的创新,而要多结合孩子的身心发展特点。要从启发和引导入手,让孩子们尽可能地表达自己的想法,形成自己的思维能力,从而丰富幼儿科学教育的内容。
三、开展活动,创造“美”
活动的开展可以是多方面的,主题就是以科学和艺术的有效结合及渗透为方向。在活动中,要注重进行活动实践的创新,让幼儿们在创新中思考,通过自身的实际与创新的实践进行比较,激发幼儿对活动的兴趣和灵感,自发地进行发挥和创造。从科学与艺术融合的方向出发,培养学生对科学和艺术的独特创造特质。比如,在带领孩子们进行户外活动时,要选一些比较有艺术气息的科学小活动来引导孩子,通过对孩子进行灵感的激发,唤醒幼儿内心对科学的渴望。如在活动中,选取有科学气息的小歌曲《在钟表店里》,通过对歌曲的教学,衍生出对钟表知识的讲解,让孩子们在活动中不仅能够准确地唱出歌曲,同时还能够使其了解钟表知识,能准确认识钟表。游戏中让孩子们自己制作小钟表,通过自己的想法,用纸壳、画笔,画出钟表的样子,并且说出准确的时间,让孩子们在活动的同时,巧妙地将科学与艺术活动进行结合。在进行手工小制作时,还可以有一些个性的发挥,画出自己喜欢的图案,在锻炼幼儿创造能力的同时,发展孩子的思维能力。对于活动开展中的创造,在幼儿教育中占有很重要的位置。通过实践的创新和练习,使幼儿能够相互学习。同时,创新的过程也是增强自信的过程。对于幼儿而言,这是对自己学习的一种肯定,会使其信心大增,有足够的动力来迎接新的学习挑战。