丁 蕾

摘要 系統(tǒng)科學反映了人類思維科學和認知方法論的無限性、多層次性和綜合性特征。從系統(tǒng)科學研究方法的角度,審視當前中小學科學教育,強調(diào)注重形成開放、綜合、可持續(xù)的科學教育觀。

關(guān)鍵詞 系統(tǒng)科學;科學教育;科學素養(yǎng);研究性學習

中圖分類號:G427 文獻標識碼:A 文章編號:1671-489X(2009)33-0018-02

Science Education Concept in Primary and Secondary Schools on Conditions of System Science//Ding Lei

Abstract System science can reflect many features of the human mind and cognitive science, such as the infinite, multilevel and comprehensive features. In this paper, the current science education in primary and secondary schools is discussed based on the method of system science. It indicates that we should focus on the formation of an open, integrated, sustainable science education concept.

Key words system science; science education; scientific literacy; research study

Authors address Xuzhou Education Bureau, Xuzhou, Jiangsu, 221000, China

歷史和時代的發(fā)展充分表明,公民的科學素養(yǎng)已經(jīng)成為社會進步的基本因素,是國家興旺昌盛的根本。所以從教育的社會功能角度看,提高公民的整體科學素養(yǎng)是中小學科學教育的根本目的之一。但是我國從1992年開始的對公民科學素養(yǎng)的調(diào)查顯示,我國公民的科學素養(yǎng)與發(fā)達國家相比,存在明顯的差距,并且在一段時間內(nèi)處在徘徊不前的狀態(tài)。造成這種狀況的原因是多方面的。從科學教育課程與教法角度來反思,主要存在2個問題:1)靜態(tài)的片面的課程觀,即過分強調(diào)課程的相對穩(wěn)定性;2)課程實施基于教師為中心,進行單向的知識傳授,更多強調(diào)確定性知識。

科學素養(yǎng)應包括科學知識、科學過程與方法、對科學本質(zhì)的理解、科學態(tài)度情感與價值觀、科學技術(shù)與社會的關(guān)系等方面。這些因素之間相互作用,相互聯(lián)系,構(gòu)成科學教育的立體畫面。雖然自新的課程標準出臺以來,在師生關(guān)系、知識與生活經(jīng)驗聯(lián)系、研究性學習等方面的研究與探討日漸豐富起來,但是在科學教育觀念的形成上,仍然停留在個別學科教育研究層面上,對科學的認識、對科學教育的認識、對科學本質(zhì)的理解,還都缺乏深度。這些都深刻地影響了我國的基礎(chǔ)科學教育。本文基于現(xiàn)代科學研究的中心之一——系統(tǒng)科學研究的思維,對中小學科學教育觀念進行反思,旨在把握中小學科學教育改革的正確方向。

1 系統(tǒng)科學研究與現(xiàn)代科學觀的基本特點

現(xiàn)代科學觀是對基于經(jīng)典決定論科學思維模式而產(chǎn)生的科學觀的反思,是對科學本質(zhì)、科學活動和科學知識以及科學方法的哲學性思考,是對科技與社會現(xiàn)實關(guān)系、人與自然關(guān)系的重新表述。

在經(jīng)典科學的影響下,科學觀一度籠罩在機械論或二元論的思想下,它過于重視數(shù)學和實驗方法在認識世界和創(chuàng)造世界中的作用,認為科學是對客觀事實的真理性反映,與科學“之外”的價值無關(guān),是中立的,由此造成真理與德行、價值與事實、倫理與實際需要的分離。但是從系統(tǒng)科學來看,人類文明的發(fā)展是一個多方過程,科學也就是一個多面體,它既遵循科學研究本身的規(guī)范,又受到社會環(huán)境、文化資源以及研究者自身價值取向等多方面的影響,因而其活動及知識體系中完全的價值中立是不存在的[1]。

系統(tǒng)科學強調(diào)研究的對象的開放性。系統(tǒng)科學在突破基于經(jīng)典科學而形成的觀念時,揚棄其平衡、對稱、封閉的局限。熱力學、相對論、量子力學以及非線性科學的出現(xiàn),向人們展示了一個開放的遠離平衡態(tài)的世界[2]。說揚棄,是因為現(xiàn)代科學觀既強調(diào)普適的研究規(guī)范,同時也強調(diào)個人研究風格,強調(diào)決定論與非決定論、精確性與非精確性、必然與偶然的統(tǒng)一。

系統(tǒng)科學注重運用綜合的方法。方法論是對科學認識活動的形式及方式的看法。經(jīng)典科學觀與機械論哲學息息相關(guān),經(jīng)典科學所使用的語言是分析的,研究方法上具有因果預測性、線性序列性的特征。現(xiàn)代科學的哲學基礎(chǔ)為有機論,認為整體以及所有其他部分都包含在每一部分當中,提出“完整的整體”的觀點,且并不排斥分析方法,而是包含并超越分析的方法,即應用綜合整體的方法對復雜對象進行研究。因而與信息化時代相對應的思維科學和方法論的形式和內(nèi)容,必然是系統(tǒng)科學思維和方法論。

2 系統(tǒng)科學教育觀的形成與特點

現(xiàn)代教育觀的形成不僅是現(xiàn)代思潮的產(chǎn)物,更是現(xiàn)代科學觀的教育訴求。科學觀應該體現(xiàn)在科學的基礎(chǔ)教育中,特別是科學課程改革。因為課程改革的目的是實現(xiàn)特定的教育目的,但不管什么樣的教育目的,轉(zhuǎn)變教育的對象是中心的環(huán)節(jié)之一。從系統(tǒng)科學研究的特點來看,轉(zhuǎn)變的對象應該是全面的,不僅僅有學生心靈,也有教師的認識與行為。所以系統(tǒng)科學研究思路為課程改革提供了一種可供選擇的方案,也為認識和解決教育現(xiàn)存問題提供了一種方法論?？傮w上來說,與系統(tǒng)科學研究特征相對應,教育系統(tǒng)應該也強調(diào)系統(tǒng)的開放性、自組織性、創(chuàng)造性,注重課程過程,強調(diào)不確定性,重視師生互動。

2.1 系統(tǒng)的科學教育必須是開放的將整體教育作為一個系統(tǒng)來研究是必要的,但正由于這個系統(tǒng)的復雜性,人們在教育研究與教學實踐中常采用分析的方法,即將教育系統(tǒng)分解為多個較為封閉的系統(tǒng),進而分別分析處理。這種做法與經(jīng)典科學研究是契合的。但是從系統(tǒng)科學的角度來看,今日主導教育領(lǐng)域的線性的、序列性的、易于量化的秩序系統(tǒng)觀(有清晰的起點和明確的終點)應該向更為復雜的、多元的、不可預測的系統(tǒng)或網(wǎng)絡觀轉(zhuǎn)變。在遠離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)中,有序必然會產(chǎn)生,因為這是人類的自組織過程。所以一個系統(tǒng)開放并不可怕,開放不會導致不可避免的亂,相反在一定的條件下,系統(tǒng)在局部乃至全局會自組織成有序結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代教育應該提倡這種開放的教育系統(tǒng)觀,將系統(tǒng)的自組織看作系統(tǒng)發(fā)展的重要機制?？茖W教育系統(tǒng)作為教育的一個子系統(tǒng),同樣也必須是開放的,不僅不能從教育中剝離出來,而且還要與教育系統(tǒng)外的科普、科學研究等有機聯(lián)系起來。那種普通教育中教物理的教師不管數(shù)學和化學,更不管語數(shù)外的情況,從系統(tǒng)教育觀來看是不合適的。同時,科學教育也要走出校園,請科學研究者參與其中,甚至利用網(wǎng)絡的開放特性,將我國的基礎(chǔ)科學教育置于全球的背景之中。

2.2 系統(tǒng)的科學教育允許存在不確定性科學性不等于確定性,從系統(tǒng)科學研究的角度來看,復雜系統(tǒng)即便是處于自組織狀態(tài),個體行為也是有漲落的。所以不可能達到教育的轉(zhuǎn)變是確定的。首先不確定之一就是教育目的。多元的教育目的是開放的教育系統(tǒng)觀念的內(nèi)在要求,“和而不同”的教育觀既強調(diào)個體的社會性又強調(diào)個體的差異性,只不過它在個體的發(fā)展要求上,更強調(diào)教育個體的整體發(fā)展性(即人的全面發(fā)展性)。所以系統(tǒng)的科學教育觀不會割裂科學知識與培養(yǎng)能力的關(guān)系,它不會把個體的科學能力提高置于固定的、先驗的跑道上。相反,科學教育的每一個參與者都是教育的有機組成,教育是主體與客體、課程與人、教師與學生等動態(tài)整合的過程。所以在科學教育的效果評估上,要充分考慮到不確定性。

這種不確定性還體現(xiàn)在多元文化的價值趨向,文化霸權(quán)和話語霸權(quán)的消解。因而要求教育者去搞教育創(chuàng)新(教育成為藝術(shù)而不是匠氣十足),去傾聽處于邊緣地帶的聲音,而不是去重復根深蒂固的話語或文化。雖然科學教育的內(nèi)容有其科學性,但是這是相對確定的,科學課程蘊含的價值意味仍然是多元的,學生對其理解帶有強烈的主體性,教師對其解釋也應具有多重性。特別在是網(wǎng)絡發(fā)達的今天,學生獲取信息的渠道空前的多,所以在具體的科學課程實施的過程中,信息源是開放的,系統(tǒng)行為具有不確定性,既是參與者的交互行為,也是學生在認識遠離平衡的條件下——表現(xiàn)為干擾、缺點、錯誤、困惑——不斷通過耗散而轉(zhuǎn)變的過程,確定的知識同偶然的、雜亂無章的、隨機的知識一起對學生的認知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,認知結(jié)構(gòu)通過順應或同化達到平衡,通過漲落達到有序。

2.3 系統(tǒng)的科學教育觀念強調(diào)交互的教育過程系統(tǒng)在開放的狀態(tài)下,系統(tǒng)中的各種元素要形成自組織,必需相互作用。用于師生關(guān)系,則主張教師與學生之間處于一種平等互動關(guān)系。系統(tǒng)教育觀主張課程應該通過參與者的行動和交互作用形成,課程實施的過程就是自組織和轉(zhuǎn)變的過程。作為個體的教師是開放的,他不僅對教育系統(tǒng)外是開放的,對學生也要是開放的。所以在競爭日趨激烈的今天,教師在調(diào)整好與外界的關(guān)系同時,也要帶著開放的態(tài)度,依據(jù)不同的教育對象尋求恰當?shù)慕逃緩?將學生帶入對真理的日益深入的理解之中,同時自己也從學生處獲得更多有益教育的信息。作為學生,要通過反思和自組織來促進個體的全面發(fā)展。交互性正是對傳統(tǒng)單向傳遞知識的教育過程觀的審視,是對教育活動基本屬性的揭示。

開放的教育、不確定的因素與互動的本質(zhì)這些都要求科學教育以提高學生科學學習能力水平為己任,并使更多的學生對科學學習產(chǎn)生興趣,這是可持續(xù)發(fā)展觀念的一種體現(xiàn)。

3 科學學習能力的培養(yǎng)是科學素養(yǎng)自組織的動力

學生的科學素養(yǎng)提高過程是個體在外界的作用下的一個自組織過程,尋找到這種自組織的動力是關(guān)鍵。著名理論物理學家、諾貝爾獎獲得者費恩曼(Richard P. Feynman)說過:“科學是一種方法,它教導人們:一些事物是怎樣被了解的,什么事情是已知的,現(xiàn)在了解到什么程度,如何對待疑問和不確定性,證據(jù)服從什么法則,如何去思考事物,作出判斷,如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象?！彼曰A(chǔ)教育課程改革應該強調(diào)科學探究,強調(diào)讓學生親歷科學,在體驗中學習,從而培養(yǎng)學生的科學能力。

探究學習方式的提倡,意在改變傳統(tǒng)單純接受式的被動學習方式。學生不是被動地記憶科學的結(jié)論,而是經(jīng)歷這種結(jié)論得到的過程和懂得獲取的方法?？茖W家對自然現(xiàn)象的認識是透過現(xiàn)象,抽取有關(guān)運動的本質(zhì),并且合理近似,提煉出反映事物本質(zhì)屬性的內(nèi)在的客觀規(guī)律的各種“概念”和“定律”來。這個過程是通過探究來完成的,而探究的基本的環(huán)節(jié)是相通的。在基礎(chǔ)科學教育中,提倡的探究學習方式的主要環(huán)節(jié)與科學研究的是相互一致的。科學探究強調(diào)知識獲取中的體驗,強調(diào)過程與方法,所以“做中學”是對我國傳統(tǒng)科學教育的糾偏。

綜上所述,現(xiàn)代科學研究,特別是系統(tǒng)科學研究的思維特征對科學教育的訴求是要開放、綜合與可持續(xù)。因而要提高公民的科學素養(yǎng),就必須注意基礎(chǔ)科學教育的課程改革及其教育方法改進環(huán)節(jié)。

參考文獻

[1]羅國忠.后現(xiàn)代科學觀及其對科學教育的啟示[J].中國教育學刊,2006(11):45-47

[2]胡崗.隨機力與非線性系統(tǒng)[M].上海:上海教育出版社,1994