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引导孩子们亲历科学一直是科学教学的追求,新版《义务教育小学科学课程标准》明确指出,小学科学课程是一门实践性课程,那么,作为实践的科学认识视角下的亲历科学是什么样的呢?对这个问题的思考既是理解科学课程的一个关键要素,又对促进科学课堂教学形态的转变具有重要意义。
亲历科学的新要求
亲历科学意味着全身心地投入某个科学事件并发现、领会其中的意义,从教学的角度来讲,学生能够投入什么样的事件、发现什么样的意义,取决于科学教师对科学的理解及对科学教育的认识。比如,如果把科学作为一种过程理解,那么其教学所追求的自然是过程本身;如果把科学看成一种方法,教学的关注点也就会更多地放到操作规则及程序等方面。那么,作为实践的科学对亲历科学提出了哪些新的要求呢?
实践的科学所反映的是人类科学活动方方面面的有机统一,包括相互交织的四个方面,即理解科学解释、产生科学证据、反思科学知识、参与科学活动。很显然,仅仅从内容、过程乃至探究本身来单独强调科学学习,无法全面体现这些方面,也难以主动聚焦到科学学习的本质上来。用实践来表达对科学学习的认识,在过去强调探究的基础上,其突出的一个重点便是增加了社会与文化的要素,使得科学作为人类活动的本来特征得以回归,不再局限于知识的掌握、方法的学习与训练等方面。
对照我们曾经的科学教学,这样的回归实际上也就对科学教学提出了新的要求,在科学课堂中如何关注科学活动的社会性也就成了课堂教学改革的一个重要目标,也是未来新的课堂教学形态发展的一个重要趋势。从亲历科学的角度讲,学生所经历的不仅仅是一个知识形成的过程,也不是一个探究步骤的落实过程,而是从科学活动的多个层面、遵循一定的规范去展开科学学习。学生亲历科学,其内容更加丰富,结构更加完整,其实质更像科学家进行科学探究。那么,作为人类实践活动的科学,它的哪些特定规范应该引起我们科学教育工作者的关注的?
科学活动的特定规范
1.普遍性
我们常说科学是无国界的,这句话实际上就传达出了科学的普遍性规范。具体来讲,科学结果的正确与否,是否能够得到社会以及公众的承认,不会因为科学家所属国家、民族等的不同而改变,也不会因为人的因素而受到错误对待甚至无理由抵制。站在这样的角度来看待科学学习,科学活动的普遍性所反映的是一种“客观”,是对每一个科学实践主体的公正态度。
2.诚实性
一旦涉及科学成果的可证实性问题,科学活动就将处于同行专家的严格监视之下,这是科学活动本身与众不同的地方,也是科学的诚实性。综观我们身边所出现的各种各样的科学成果,如果其有不诚实的地方,最终必会以各种不同方式受到来自科学界同行的质疑,甚至成为科学活动的反面教材。
科学活动的诚实性不单单是一种制度或者要求,它是由科学的可检验性所决定的。科学成果的最后确定必将接受科学界的严格审查,每一个数据、每一种说明都应该实事求是地客观反映自然规律,通过弄虚作假而通过检验的可能性微乎其微。这种严密的社会、科学监督从根本上也成就了科学活动的诚实性,同时对从事科学活动的人也自然而然地提出了诚实的必然要求,最终表现为科学家所必需的个人品质。
这种诚实性规范的教育启示,就是要高度关注因为课堂非社会化的特定情境,而忽略对不诚实行为的过度宽容与放纵,最终导致对科学认识的严重偏差。同时,诚实性的要求也不在于科学教学提出多么完备的科学课堂“诚实规则”,把诚实变成一种可供记忆的知识,而在于在科学活动过程中始终如一地贯穿“可检验性”并心存敬畏,使诚实融入科学参与者的“血液”之中。
3.怀疑性
科学活动中最为可贵的精神,那就是怀疑。这种怀疑不仅指我们在科学教学中所倡导的,针对某一自然现象的大胆质疑,也包括把科学与社会活动领域的各个方面联系起来,经过周密的思考,提出有理有据的怀疑。
哥白尼提出的日心说,就不仅仅表现为一种新的科学观察与思考,而更为重要的是对当时教会所主张的“地球是宇宙的中心”的宇宙观的怀疑,哥白尼确认地球不是宇宙的中心,从而掀起了一场天文学上根本性的革命。从哥白尼时代起,脱离教会束缚的自然科学和哲学开始获得飞跃性发展。这种怀疑所表达的是科学对社会系统各个方面的负责任的态度,但是这样的怀疑通常也会给科学或者科学家带来很大的挑战,因为在很多情况下,社会系统已经形成了既得的利益或者相应规范,新的科学发现必然会对这些利益或规范产生影响,甚至是颠覆性的影响,这样科学与社会之间的矛盾也就自然而然地出现了,在这样的情境下,科学活动的怀疑通常表现为两种形式:
一是既有社会经济或者政治利益集团对科学怀疑的刻意压制、排斥,以保护原有的利益结构、意识形态,布鲁诺为捍卫日心说而被活活烧死(编者注:有研究者认为,布鲁诺被烧死另有原因)就是一个典型的例子。
二是当合理的科学怀疑被打压时,科学活动的“质疑”活性往往会被充分激发,无数科学家会为了追求科学的真理而“不断怀疑”,并否定过去从而形成新的科学结论。这样的一个过程也正是科学始终充满活力的关键所在。在科学教育活动中,我们经常强调不唯权、不迷信永恒的真理等,实际上反映的就是对科学活动中最可贵精神的一种继承和发扬——合理怀疑。
亲历科学的意义
普遍性、诚实性、怀疑性等科学活动的特征,实际上是站在社会的背景下看待科学活动,并思考由此而引发的一系列问题,它所反映的不仅仅是科学知识、科学方法本身,还涵盖科学与社会、科学家与他人、科学组织与别的群体等方面的复杂关系。作為科学活动中的主体——科学家,自然也就需要遵循这些社会规范,才能更好地从事科学活动。每一位科学家进行科学活动时,最后的科学结果固然重要,但与之相伴的科学素养同样甚至更为重要。正如波普所讲,有的人之所以成为科学家,不是因为他占有驳不倒的真理,而是因为他坚持不顾一切地、批判地追求真理。科学活动中科学家与社会的关联是其科学经历必不可少的组成部分,脱离了与社会的联系,科学家的活动也就难以正常展开了。 如果从这样的角度来审视科学教学,也就需要重视科学教育中课堂的社会关联问题,并由此关注科学教学行为以及课堂形态的改变。这样的改变就使亲历科学变得更加真实,而不是演戏或者走过场。那么,从哪些方面来促进这样的改变呢?
1.正视科学实践主体的个性
科学活动的普遍性规范告诉我们,在学生学习科学的过程中,不能因学生个人的个性特征而影响对其科学学习结果的主观判断。这句话从另一个角度就可以理解为:在科学课堂中,学生的个性特征必然会影响其科学学习的结果,并且结果可能是有差异的。其个性特征包括性别、语言、文化、家庭等诸多要素以及由此而产生的经验、经历甚至认知。很显然,一个人如果只是站在知识达成的逻辑上,其做法通常就是统一的方式与步调,这样就会忽略学生在其中的感受,放弃实践中的交往、交流等交互性机会。
在进行科学实践活动的教学设计时,教师意识到并利用实践主体的这种真实存在来实施教学影响,而不是回避这些问题以追求科学知识的顺利达成,就会使科学实践从课堂走向社会,也会给身处其中的学生带来不一样的亲历科学的感受,从而加深其对科学活动的理解。这种理解不局限于科学结论本身,还有可能形成科学面前没有贵贱高低、科學学习中人人都是主人的科学民主观念。这样的观念将会影响学生处理科学活动中的各种事项与问题的态度和方法选择。兰本达先生所讲到的“一定的教学方法形成相应的思想体系”的论述,所传达的就是这样的教学理念。
2.正视“求是”中的自我判断
“求是”是通过科学实践去研究发现事物的客观规律,是一个主观思想与客观事实相符合的过程,其基础就是要从实事中去获取事实。科学实践活动中,孩子们亲历科学时,研究的对象都是科学家已经发现并得出结论的“实事”,具有其特殊性。尽管对学生来讲,这个对象可能是未知的,但对教师而言却是已知的。由此也就容易滋生一个问题:教师为了科学结论的顺利形成,会采取许多措施来服务于自己的目标,无形之中为得到结论所用的语言、事实等会受到充分重视,而获取客观事实的能动过程会受到挤压甚至刻意回避。
在具体的教学过程中,我们经常会看到不正确的客观事实被篡改成正确的客观事实的现象,而学生对此会逐渐习以为常,其自我判断的标准已经不再是事实,而演变成了人云亦云。为什么会出现这样的情况呢?一个根本的原因就是教师忽视了科学活动的诚实性规范及其教育影响价值。因为在课堂教学中,教师强大的话语权具有不可小觑的暗示和引导作用,使得不诚实的数据、加工了的现象描述等都会被对知识结论的功利追求所掩盖,其“不诚实”不能或者很少有机会得到大家的反复质疑乃至批评,于是学生的自我判断就失去了场合和作用,“求是”也就变味了。这样的影响其实远不止发生在科学课堂教学中,在学校的许多教学活动中,孩子们都心领神会地配合着教师的“表演”,实在也是令人忧心的一件事。
所以,正视“求是”的第一要义就是要让每一个学生都明白一个道理:在科学面前是没假可造的,任何虚假的东西最终都会原形毕露。这是自我判断的主要前提,是理解科学的一个重要方面。
3.正视怀疑的开放空间
在科学活动中,怀疑表现为对传统的概念、学说、理论在新的条件下失去信任,对其重新进行审查、探索的一种思维活动。在科学教学中,学生通常能够接触到的就是某一概念或者学说本身,比如“电磁铁”的内容中,需要制作电磁铁并通过实验研究其产生磁力的现象等。这样的学习实际上是局限在电磁铁知识本身的范围之内的,是已经得到严格论证的科学结论。一般情况下,学生对这些是难以生疑的。科学活动的怀疑性在这一点上给我们启示,那就是可以扩展学生的视野,打开其思维空间,把课堂所学与其他概念范畴以及社会、经济等领域产生联系,鼓励他们不把目光盯在几个固有的知识点上,而要在联系中发现矛盾,产生怀疑并提出自己的见解与主张,再通过力所能及的科学实践去进行探索。在科学技术日新月异的今天,这样的怀疑更值得引导孩子们大胆尝试。
综上所述,只有把上述内容都集中地体现到孩子们的科学学习过程之中,亲历科学才能够最大限度地反映科学活动的本质,亲历科学才不会变成一种程序化、机械化的僵硬模式。只有这样,科学教学中的“人”才不再是“课堂人”,而是在社会的视角下,参与科学活动的、像科学家一样的人,这样的改变无疑赋予了科学课堂一种新的力量,也必然会带来科学课程改革的新气象。
亲历科学的新要求
亲历科学意味着全身心地投入某个科学事件并发现、领会其中的意义,从教学的角度来讲,学生能够投入什么样的事件、发现什么样的意义,取决于科学教师对科学的理解及对科学教育的认识。比如,如果把科学作为一种过程理解,那么其教学所追求的自然是过程本身;如果把科学看成一种方法,教学的关注点也就会更多地放到操作规则及程序等方面。那么,作为实践的科学对亲历科学提出了哪些新的要求呢?
实践的科学所反映的是人类科学活动方方面面的有机统一,包括相互交织的四个方面,即理解科学解释、产生科学证据、反思科学知识、参与科学活动。很显然,仅仅从内容、过程乃至探究本身来单独强调科学学习,无法全面体现这些方面,也难以主动聚焦到科学学习的本质上来。用实践来表达对科学学习的认识,在过去强调探究的基础上,其突出的一个重点便是增加了社会与文化的要素,使得科学作为人类活动的本来特征得以回归,不再局限于知识的掌握、方法的学习与训练等方面。
对照我们曾经的科学教学,这样的回归实际上也就对科学教学提出了新的要求,在科学课堂中如何关注科学活动的社会性也就成了课堂教学改革的一个重要目标,也是未来新的课堂教学形态发展的一个重要趋势。从亲历科学的角度讲,学生所经历的不仅仅是一个知识形成的过程,也不是一个探究步骤的落实过程,而是从科学活动的多个层面、遵循一定的规范去展开科学学习。学生亲历科学,其内容更加丰富,结构更加完整,其实质更像科学家进行科学探究。那么,作为人类实践活动的科学,它的哪些特定规范应该引起我们科学教育工作者的关注的?
科学活动的特定规范
1.普遍性
我们常说科学是无国界的,这句话实际上就传达出了科学的普遍性规范。具体来讲,科学结果的正确与否,是否能够得到社会以及公众的承认,不会因为科学家所属国家、民族等的不同而改变,也不会因为人的因素而受到错误对待甚至无理由抵制。站在这样的角度来看待科学学习,科学活动的普遍性所反映的是一种“客观”,是对每一个科学实践主体的公正态度。
2.诚实性
一旦涉及科学成果的可证实性问题,科学活动就将处于同行专家的严格监视之下,这是科学活动本身与众不同的地方,也是科学的诚实性。综观我们身边所出现的各种各样的科学成果,如果其有不诚实的地方,最终必会以各种不同方式受到来自科学界同行的质疑,甚至成为科学活动的反面教材。
科学活动的诚实性不单单是一种制度或者要求,它是由科学的可检验性所决定的。科学成果的最后确定必将接受科学界的严格审查,每一个数据、每一种说明都应该实事求是地客观反映自然规律,通过弄虚作假而通过检验的可能性微乎其微。这种严密的社会、科学监督从根本上也成就了科学活动的诚实性,同时对从事科学活动的人也自然而然地提出了诚实的必然要求,最终表现为科学家所必需的个人品质。
这种诚实性规范的教育启示,就是要高度关注因为课堂非社会化的特定情境,而忽略对不诚实行为的过度宽容与放纵,最终导致对科学认识的严重偏差。同时,诚实性的要求也不在于科学教学提出多么完备的科学课堂“诚实规则”,把诚实变成一种可供记忆的知识,而在于在科学活动过程中始终如一地贯穿“可检验性”并心存敬畏,使诚实融入科学参与者的“血液”之中。
3.怀疑性
科学活动中最为可贵的精神,那就是怀疑。这种怀疑不仅指我们在科学教学中所倡导的,针对某一自然现象的大胆质疑,也包括把科学与社会活动领域的各个方面联系起来,经过周密的思考,提出有理有据的怀疑。
哥白尼提出的日心说,就不仅仅表现为一种新的科学观察与思考,而更为重要的是对当时教会所主张的“地球是宇宙的中心”的宇宙观的怀疑,哥白尼确认地球不是宇宙的中心,从而掀起了一场天文学上根本性的革命。从哥白尼时代起,脱离教会束缚的自然科学和哲学开始获得飞跃性发展。这种怀疑所表达的是科学对社会系统各个方面的负责任的态度,但是这样的怀疑通常也会给科学或者科学家带来很大的挑战,因为在很多情况下,社会系统已经形成了既得的利益或者相应规范,新的科学发现必然会对这些利益或规范产生影响,甚至是颠覆性的影响,这样科学与社会之间的矛盾也就自然而然地出现了,在这样的情境下,科学活动的怀疑通常表现为两种形式:
一是既有社会经济或者政治利益集团对科学怀疑的刻意压制、排斥,以保护原有的利益结构、意识形态,布鲁诺为捍卫日心说而被活活烧死(编者注:有研究者认为,布鲁诺被烧死另有原因)就是一个典型的例子。
二是当合理的科学怀疑被打压时,科学活动的“质疑”活性往往会被充分激发,无数科学家会为了追求科学的真理而“不断怀疑”,并否定过去从而形成新的科学结论。这样的一个过程也正是科学始终充满活力的关键所在。在科学教育活动中,我们经常强调不唯权、不迷信永恒的真理等,实际上反映的就是对科学活动中最可贵精神的一种继承和发扬——合理怀疑。
亲历科学的意义
普遍性、诚实性、怀疑性等科学活动的特征,实际上是站在社会的背景下看待科学活动,并思考由此而引发的一系列问题,它所反映的不仅仅是科学知识、科学方法本身,还涵盖科学与社会、科学家与他人、科学组织与别的群体等方面的复杂关系。作為科学活动中的主体——科学家,自然也就需要遵循这些社会规范,才能更好地从事科学活动。每一位科学家进行科学活动时,最后的科学结果固然重要,但与之相伴的科学素养同样甚至更为重要。正如波普所讲,有的人之所以成为科学家,不是因为他占有驳不倒的真理,而是因为他坚持不顾一切地、批判地追求真理。科学活动中科学家与社会的关联是其科学经历必不可少的组成部分,脱离了与社会的联系,科学家的活动也就难以正常展开了。 如果从这样的角度来审视科学教学,也就需要重视科学教育中课堂的社会关联问题,并由此关注科学教学行为以及课堂形态的改变。这样的改变就使亲历科学变得更加真实,而不是演戏或者走过场。那么,从哪些方面来促进这样的改变呢?
1.正视科学实践主体的个性
科学活动的普遍性规范告诉我们,在学生学习科学的过程中,不能因学生个人的个性特征而影响对其科学学习结果的主观判断。这句话从另一个角度就可以理解为:在科学课堂中,学生的个性特征必然会影响其科学学习的结果,并且结果可能是有差异的。其个性特征包括性别、语言、文化、家庭等诸多要素以及由此而产生的经验、经历甚至认知。很显然,一个人如果只是站在知识达成的逻辑上,其做法通常就是统一的方式与步调,这样就会忽略学生在其中的感受,放弃实践中的交往、交流等交互性机会。
在进行科学实践活动的教学设计时,教师意识到并利用实践主体的这种真实存在来实施教学影响,而不是回避这些问题以追求科学知识的顺利达成,就会使科学实践从课堂走向社会,也会给身处其中的学生带来不一样的亲历科学的感受,从而加深其对科学活动的理解。这种理解不局限于科学结论本身,还有可能形成科学面前没有贵贱高低、科學学习中人人都是主人的科学民主观念。这样的观念将会影响学生处理科学活动中的各种事项与问题的态度和方法选择。兰本达先生所讲到的“一定的教学方法形成相应的思想体系”的论述,所传达的就是这样的教学理念。
2.正视“求是”中的自我判断
“求是”是通过科学实践去研究发现事物的客观规律,是一个主观思想与客观事实相符合的过程,其基础就是要从实事中去获取事实。科学实践活动中,孩子们亲历科学时,研究的对象都是科学家已经发现并得出结论的“实事”,具有其特殊性。尽管对学生来讲,这个对象可能是未知的,但对教师而言却是已知的。由此也就容易滋生一个问题:教师为了科学结论的顺利形成,会采取许多措施来服务于自己的目标,无形之中为得到结论所用的语言、事实等会受到充分重视,而获取客观事实的能动过程会受到挤压甚至刻意回避。
在具体的教学过程中,我们经常会看到不正确的客观事实被篡改成正确的客观事实的现象,而学生对此会逐渐习以为常,其自我判断的标准已经不再是事实,而演变成了人云亦云。为什么会出现这样的情况呢?一个根本的原因就是教师忽视了科学活动的诚实性规范及其教育影响价值。因为在课堂教学中,教师强大的话语权具有不可小觑的暗示和引导作用,使得不诚实的数据、加工了的现象描述等都会被对知识结论的功利追求所掩盖,其“不诚实”不能或者很少有机会得到大家的反复质疑乃至批评,于是学生的自我判断就失去了场合和作用,“求是”也就变味了。这样的影响其实远不止发生在科学课堂教学中,在学校的许多教学活动中,孩子们都心领神会地配合着教师的“表演”,实在也是令人忧心的一件事。
所以,正视“求是”的第一要义就是要让每一个学生都明白一个道理:在科学面前是没假可造的,任何虚假的东西最终都会原形毕露。这是自我判断的主要前提,是理解科学的一个重要方面。
3.正视怀疑的开放空间
在科学活动中,怀疑表现为对传统的概念、学说、理论在新的条件下失去信任,对其重新进行审查、探索的一种思维活动。在科学教学中,学生通常能够接触到的就是某一概念或者学说本身,比如“电磁铁”的内容中,需要制作电磁铁并通过实验研究其产生磁力的现象等。这样的学习实际上是局限在电磁铁知识本身的范围之内的,是已经得到严格论证的科学结论。一般情况下,学生对这些是难以生疑的。科学活动的怀疑性在这一点上给我们启示,那就是可以扩展学生的视野,打开其思维空间,把课堂所学与其他概念范畴以及社会、经济等领域产生联系,鼓励他们不把目光盯在几个固有的知识点上,而要在联系中发现矛盾,产生怀疑并提出自己的见解与主张,再通过力所能及的科学实践去进行探索。在科学技术日新月异的今天,这样的怀疑更值得引导孩子们大胆尝试。
综上所述,只有把上述内容都集中地体现到孩子们的科学学习过程之中,亲历科学才能够最大限度地反映科学活动的本质,亲历科学才不会变成一种程序化、机械化的僵硬模式。只有这样,科学教学中的“人”才不再是“课堂人”,而是在社会的视角下,参与科学活动的、像科学家一样的人,这样的改变无疑赋予了科学课堂一种新的力量,也必然会带来科学课程改革的新气象。