科学教育改革探析

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[摘要]作为一个研究领域的科学文化，具有丰赡的内涵和明显的特征，不仅深刻地内蕴于科学，而且潜移默化地浸润了人的思想和心理。以此为依据对科学教育实施多维度观照，可以形成广阔的视野和丰富的内涵，从而为今天我国的科学教育改革提出可供参考的思考。

[关键词]科学；科学文化；科学教育；教育改革

一、科学文化的内涵与特征

科学文化内涵丰赡、深邃，外延阔大、模糊，是一个难以定义的概念。李醒民是这样描述科学文化的：科学文化是人类文化的一种形态和重要构成要素，是人类的诸多亚文化之一。科学文化是科学人在科学活动中的生活形式和生活态度，或者是他们自觉和不自觉地遵循的生活形式和生活态度。科学文化以科学为载体，蕴涵着科学的禀赋和禀性，体现了科学以及科学共同体的精神气质，是科学的文化标格和标志。与艺术、宗教等亚文化相比，科学文化的历史要短得多，但是它在数百年间的影响却如日中天。科学文化深刻地内蕴于科学，并若隐若现地外显于世人。因此，它的一些组分已经潜移默化地浸淫了人们的思想和心理，塑造了时人的思维方式和心理定势，乃至成为人性不可或缺的要素。它还有一些组分比较隐秘，需要研究者加以发掘和阐释，才能被人们在理智上领悟，在行动中效法，从而进一步彰扬科学的文化意蕴和智慧魅力，促进人和自然的和谐，推动人类社会的进步和人的自我完善。[2]袁江洋认为：科学文化是人们关于科学的信仰、信念、观念以及相关的探索实践经由制度化或习俗化而形成的一个有机的整体，就其本属性而言，科学文化是一种具有普遍主义特征的理性文化。[3]李醒民在同一篇文章中，论述了科学文化的特征。这些特征的揭示，不仅有利于我们深入理解科学文化的内涵，也为我们从科学文化的视角观照科学教育改革提供了依据，因为科学教育必须彰显科学文化的本质和特征。科学文化的特征包括：科学文化的对象和内容是实在的而非虚幻的；科学文化是最有效的研究真实世界的途径和知识生产的理想形态，是富有启发性的文化；独创性是科学文化的独特要求和鲜明标识；科学文化是尤为强烈的理性的和实证的文化；怀疑和批判是科学文化的生命，也是科学文化发展的内在动力；科学文化具有普遍性、公有性和共享性；科学文化具有自主性、主动性和非历史性；科学文化是理解和诠释多元化的竞技场，是争论和辩驳制度化的语境；可靠性（即可信性）的声誉在科学文化中是首要的个人资产，同行评议是科学文化的关键制度；科学文化具有某些伦理道德的蕴涵，尤其是诚实第一；科学文化在更大的程度上是有机的、生物的现象；科学文化的发展是在理性主义和经验主义、客观主义和主观主义、理想主义和功利主义的张力中为自己开辟道路的。当我们以历史的眼光观察西方文明的发展时，科学文化可谓源远流长。正如高克罗杰（StephenGaukroger）指出的，当自然哲学在智识领域中重新给自己定位，自然哲学家取得了一种新的权威，开始有独一无二的资格来从事任何一种研究或者至少是提出一些认识标准。正是在这里，而不是在别处，出现了科学的现代地位的文化起源。[4]科学文化是推动科学与社会文化发展的重要力量。

二、对我国基础科学教育的科学文化观照

依据对科学文化的认识，阐述对科学教育的理解，目的是表达关于科学教育改革的愿景。

（一）从科学知识教育走向科学文化教育

我们长期从知识的角度来理解科学，把科学作为一种知识体系进行教学。这里的知识包含理论知识和实践知识，也包括掌握和运用知识的方法、技术、技巧和技能等。知识教学在科学教育中是需要的，科学文化也离不开科学知识，但文化还具有动态的历史过程，具有人的知识创造的历程，有知识价值体现的过程。当我们以静态的知识代替科学，以功利的观念来认识科学教育时，也使我们的科学教育目标常常停滞于“了解、理解、应用”的层次上，而忽视甚至放弃了“分析、评价、创造”这些重要的高阶目标，造成教学目标的偏置和浅层次。科学教育的本质是一种科学文化教育。科学文化教育的关注点在于包括知识在内的整个文化，是以学生为中心、以学生为本的教育，是让学生受到整体科学文化熏陶的教育，是培养学生成为新知识创造者的教育，是接受科学的理想、信念、精神境界、价值观、人文观，继承科学优良传统的教育，是激发起对自然、对生活和对生命热爱的教育，是深切感受、体悟科学思想、科学精神的教育，从而提高学生的整体素质，使其成为具有21世纪核心素养的人才。

（二）增强科学素养的科学文化意涵

2016年4月18日，中国科技部、中央宣传部《中国公民科学素质基准》，该文件指出：公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。近些年中国公民科学素养不断提升，2005年我国具备基本科学素养公民的比例为1.60%，2010年达到3.27%，2015年达到6.20%。[5]中国公众科学素养的较快提升与科学教育的改革与发展不无关系。如果我们以科学文化的内涵与特征来观照，则无论是科学素养的界定，还是现行科学教育，都缺少明确的“体现科学及科学共同体的精神气质”的内容，对科学文化的精髓——“创造性”的彰显、对“怀疑和批判精神”的强调、对“理性”的重视都显得不够突出，或者说，科学素养定义中的科学文化意涵不足，科学教育中的科学文化的味道也同样变得淡薄了。

（三）充分发挥科学教育的人文内涵

科学在本质上是人文的。萨顿的话对此作了最好的阐述：把自然的研究同人的研究对立起来是最愚蠢的事了，……自然界总是存在而且无所不在，把人从自然界中孤立出来是不可能的。自然的研究必然是由人研究的。尽管这种研究是客观的，并且科学家们试图使它尽可能地客观，但是它仍然是以人类的经验和价值观来观察解释一切的。个人的癖好能够并且必须被消除，但是人类的天性却不可能被消除。……无论我们是研究人的历史还是研究自然的历史，我们研究的主要目的都是为了人。[6]科学研究自然，但完全是属于人和为了人的，体现了科学深刻的人文意蕴。今天的科学教育越来越学科分明，专业教育越来越“专业化”，这种被贝尔纳讥为“画地为牢，把科学囚禁起来”[7]的专业教育，成为一种无法打破的壁垒，即使在基础教育阶段，综合课的开设也阻力重重。中小学要推行博雅教育，也往往难以达到理想的效果。科学的过于专门化会使科学人异化，使科学异化，以致科学与文化无缘，对人的生活和人性产生负面影响。在科学教育中，要把依托于科学知识体系之上的科学思想，贯穿于科学研究活动之中的科学精神、科学美感，科学共同体所遵循的科学伦理，以及它们对人类的影响等，让学生充分地体验和获得，这才是完整的科学教育。

（四）弘扬理性传统

用理性归纳现象，这是科学文化的主流，是从哥白尼日心说建立以来的科学文化传统。近代科学的奠基者伽利略（GalileoGalilei）所要求的，是一种理性的自由探索精神，这种探索不受任何非理性的约束和羁绊，常识也好，信仰也好，传统也好，习俗也好，一切必须接受理性的批判，合则留，不合则去。正如伽利略在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中所说的，“依照哥白尼的方法，一个人必须否定自己的感觉”[8]。的确，理性是科学的源头活水。科学所揭示的，是事物现象背后的深邃的原因，是事物现象之间隐秘的深刻的联系，往往与常识、习俗以至信仰、传统不一致甚至相违悖。科学教育必须继承这份珍贵的遗产，用理性去看待、归纳现象。否则，科学教育可能会被表面的现象所蒙蔽，被简单的“观察”所欺骗，从而背弃真实的科学原理和规律。

（五）领略科学的文化形态的魅力

作为文化形态的科学主要以两种形式发挥其文化力量，即革故鼎新。科学自诞生之日，就担当起破除迷信、革除陋习、更新观念、解放思想的角色。科学给予我们以永恒世界的信念或世界模式，这才使人类可以坦然面对自然界的一切现象和灾异。布朗（RobertHanburyBrown）明确指出：“现代科学给我们讲述的有关我们自己和世界的知识比以往已知的任何社会都要多。如果我们要明智地利用这些知识的话，我们就必须学会把科学作为我们文化的一个宝贵组成部分来看待，而不仅仅把它视为物质进步的动因。……如果我们或多或少地密切注视一下它所提供的‘世界模式’的话，我们将会看到，它将会打开广阔的眼界，培植着重大的价值，并引导我们采取新的思维方式。”[9]科学使我们借助科学方法，探索和把握自然的知识或真理。这也如布朗所指明的：“科学的主要文化功能之一就是回答有关自然界的问题，并向我们证明世界是它现在这个样子，而不是我们乐于想象或偏爱的那个样子。按照这种做法，科学就作为我们与实在的本质联系起作用。假如我们不坚持这种联系，那么就不再有‘自然的真理’，也不再有‘公共的真理’；只有‘你的真理’和‘我的真理’，我们便处于在事实与虚构、科学与巫术之间失去区别的危险。”[10]科学价值丰富了人们的价值观，科学的赋义特征给整个世界和人类增添了意义。科学及其衍生的技术给了人类以巨大的物质利益，但科学作为一种文化形态和文化力量，更具有本原的价值和意义，科学教育中对这种“形而上”的一时难以物化的层面必须有清醒的认识，将科学的深层的文化形态融入科学的日常教育之中。

（六）科学价值构成现代人的价值

科学的价值是多样的，这里着眼于其构成现代人的价值，主要表现为现代人对真理的热爱和对真知的追求。科学家潜心于对自然的研究，在很大程度上是出于对真理的热爱和对真知的追求，这也正是我们学习科学的出发点。科学价值所构成的现代人的价值主要有：认知价值。人获得他生活于其中的世界的知识是人的智力需求和实际需要。对事实的尊崇和客观性取向。正如拉波波特（AnatolRapoport）指出的：内在于科学实践中的伦理原则是：相信存在客观的真理；相信存在发现它的证明法则；相信在这一客观真理的基础上，一致同意是可能的和合乎需要的；一致同意必须通过独立达到这些信念，通过审查证据而不是通过强迫、个人论据或诉诸权威来完成。[11]合理性要求。默顿（RobertK.Merton）认为四种价值，即普遍性、公有性、祛利性和有组织的怀疑主义，构成现代科学的精神气质；巴伯（Ber-nardBarber）把这些方面合并到合理性这个压倒一切的理想中去。[12]对创造性的推崇。这里既意指对科学创造者的创造性的推崇，也包括对创造性成果的领会者的再创造的推崇。自由、宽容、人道和非暴力。每个人都可以自由地进入科学共同体，科学理论不断发展变化，但依然尊重不再拥有其信念的人，真、善、美是人的最崇高的理想和始终不渝地追求的终极目标。这些来自科学价值所构成的现代人的价值，在基础科学教育中同样构成了科学教育的价值，是科学教育需要体现的重要的教育价值追求。

（七）科学教育既要防止科学主义，也要克服反科学主义

科学主义萌生和成长于17世纪，它是伴随着科学建制化和近代科学的孕育和诞生出现的，并随着科学革命的大功告成而得以确立。18世纪成为科学主义高扬和凯旋的世纪。19世纪是科学世纪，也是科学主义逐渐从社会思潮走向观念体系的世纪。进入20世纪，维也纳学派在其逻辑经验论中，把科学主义的观念体系理论化和系统化，推向哲学思想的巅峰。二战后二十多年，科学被置于中心的世界观导致教条主义的科学主义。到了20世纪后半叶，科学主义的声势在西方变得相当有限了。而且，自20世纪60年代以来，对科学的新浪漫主义批判与反文化、反科学的社会思潮和群众运动，向科学发起了猛烈的攻击。反科学主义是指反对科学主义的意思，这可以追溯到休谟（DavidHume）对经验归纳法和经典因果性的批判，康德（ImmanuelKant）关于人为自然立法的观念以及为信仰、道德、自由意识保留地盘的做法；而在反对逻辑实证主义的科学主义的斗争中，反科学主义（如法兰克福学派、生态主义、女性主义、科学论学派等）才真正大显身手。科学教育要正确认识科学和科学的功能，正确看待科学家的研究和研究成果，要坚定地捍卫科学的正当性和合法性，尊崇科学，正确理解科学和技术的关系及所产生的负面影响，正确对待各种形式的思潮，既不能掉进科学主义的泥沼，也不能闯入反科学主义的陷阱。

（八）怀疑和批判精神是科学前进的动力，是科学教育的主旨

怀疑和批判是破旧和革故的清道夫，又是立异和鼎新的助产士。脱胎于西方文化传统的怀疑精神，在科学中经过锤炼和磨砺后，又以崭新的姿态反作用于文化和人的心智，弥散于社会生活方式和时代精神之中，成为人的价值取向。当然怀疑和批判精神应是有根据、有条理的，不是简单的怀疑一切，批倒一切。怀疑以批判性的分析为前提，批判又以怀疑为先导，贝尔纳说得对，“在科学中，批判一词并不是不赞同的同义词，批判意指寻求真理”[13]。批判精神与实证和理性精神是相依的，体现了科学的精神。波普尔（KarlPopper）指出，批判态度就是自由讨论理论以发现弱点并加以改善的传统，是合理的和理性的态度。批判精神的真谛是理解而非攻击。[14]科学中的宽容和开放精神是科学文化的重要特征。正是这种宽容精神，使科学能包容犯错，允许科学中的不同意见，为学术上的争鸣留下足够的空间。而且，科学上的进步和发展常常是建立在对旧有理论的质疑和批判之上的。在科学教育中，没有质疑的态度，就不可能发现问题、提出问题，不可能深入思考和探究。没有批判的态度，只会接受现成的知识，就会失去创造和前进的活力。没有宽容和开放的精神，就不可能容忍学生犯错，在科学探究中就无法进行正常的争辩和充分的论证。基础教育新课程改革提出的核心素养强调了批判性思维。批判性思维是建立在良好判断的基础上，使用恰当的评估标准对事物的真实价值进行判断和思考。这种素养在科学教育中的养成必须建基于怀疑和批判、宽容和开放精神之上，舍此别无他途。

（九）科学影响人生，科学教育培养正确、科学的人生观

科学文化反映了科学人在科学活动中的生活形式和生活态度，即反映着科学人的人生观。科学满足了我们精神的急切需求，有助于人摆脱物质的牵累，使人的精神生命充实和勃发。科学帮助我们形成健康的生活方式，有利于我们人道地生活。科学有助于我们更好地认识自己，因为科学的出现，给我们提供了比较全面、比较深刻地认识自己的可能性。科学使我们的生活更有兴趣和意义，从而促进人生境界的提升。科学有助于涤荡人性的污垢，纯洁人的灵魂，培养人的良好素质，树立健全的人生观，促进人的全面发展。科学使人向往美好，向往发展，向往未来，因此，科学使人乐观向上，催人奋发上进。新文化运动的先哲们在科学与人生观问题上不乏高见，王星拱曾说过：“科学是凭藉因果和齐一两个原理而构造起来的；人生问题无论为生命之观念、或生活之态度，都不能逃出这两个原理的金钢圈，所以科学可以解决人生问题。”他又说：“智慧之维持生活与改良生活，在经常的状况之下，总要比本能高千万倍。科学为智慧发达之最高点。”[15]科学文化反映了先哲们对人生的态度，科学文化可以确定人生观，科学教育中我们就要利用科学文化的这一功能，培养学生正确的人生观、科学的人生观，使他们精神振奋、充实勃发、乐观奋发，纯洁健康地成长。

（十）创新与创造力是核心素养的重要构成

在当前世界的课程改革浪潮中，核心素养的培养已是各国关注的焦点；而创新意识、创新进取、创造力与创新技能、创造力与批判性精神、创新思考、敢于冒险等创新与创造力方面的词汇也成为各国关注的核心素养的内容，无论是国际组织，还是发达国家和地区，无不如此。[16]毫无疑问，创新与创造力也成为我国新一轮课改的关键词。独创性是科学文化的重要特征之一。齐曼（JohnZiman）说过：“科学是对未知的发现。这就是说，科学研究成果总应该是新颖的。一项研究没有给充分了解和理解东西增添新内容，则无所贡献于科学。”[17]显然，创造性是科学文化的重要指标。从科学文化的独创性特征来观照科学教育，科学教育要培养学生的创新意识、创造力与创新技能是题中的应有之义，这也正与当前课程改革中所大力倡导的核心素养内涵完全一致。我国实施科教兴国战略，必须增强我们自己的创新能力。创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。一个没有创新能力的民族，难以屹立于世界先进民族之林。创新人才的培养在教育，科学技术创新人才的培养是科学教育责无旁贷的任务，这就决定了创新教育是当前科学教育的首要任务。

三、结语

从科学教育本身来论证科学教育的改革与发展，常令人有“不识庐山真面目”之感，科学文化确实不失为一个很好的视角，有他山之石的功效。科学教育的本质是科学文化教育，从科学文化的视角观照科学教育，使我们能从更宽广的视角、以更丰富的内涵去思考今天的科学教育改革。

作者：蔡铁权 单位：浙江师范大学课程与教学研究所