雖然我對培根“讀史可以明智”這句話深信不疑,雖然在我的一些小作中也經常引用物理學史(科學史)上的一些事例來證實自己的觀點,但我好長時間內都沒有敢動過專門就科學史例闡述自己觀點的念頭,主要原因就是科學史確實是一部大書,作為一線教師的任何涉獵可能是管中窺豹,容易犯以偏蓋全的錯誤;但讀書人也都知道,讀書時總會有一種想說點什么的沖動,因而也就有了動筆的想法,斗膽說說一位大師——庫恩。
庫恩是一位科學史大家,初次讀到庫恩的名字,是在中國科學哲學史研究者吳國盛的成名之作《科學的歷程》中。我以為,研讀庫恩,是可以汲取到一些知識的。因為庫恩既曾經是理論物理的研究者,后來又改攻科學哲學,因此其既有對科學研究歷程全面了解的廣度,又有走出科學而從科學之外看科學的高度。這兩者恰恰是經驗加反思,因而是可以產生智慧的。而讀這樣的庫恩,多少可以避免在對物理學史進行經驗解讀中產生謬誤——當然我們也要提醒自己批判吸收。
庫恩當然是有智慧的,一個“范式”的概念便能證明,其經典之作《科學革命的結構》,一本算不上大部頭的冊子,讓許多科學家和科學史家驚嘆不已?,F在我們就來擷取其中的幾段切磋琢磨。當然,可能要結合物理學史中的其它一些例子。
尋找我們的教學起點
“這些歷史學家們還面臨著日益增多的困難,即如何區(qū)分出過去的觀念和信念中的‘科學’成分,與被他們前輩們已經標明是‘錯誤’和‘迷信’的東西。例如,他們越仔細研究亞里士多德的動力學、燃素化學或熱質說,就越確鑿地感覺到,那些一度流行的自然觀,作為一個整體,并不比流行的觀點缺乏科學性,也不更是人類偏見的產物?!保ㄕ浴熬w論:歷史的作用”,《科學革命的結構》,北京大學出版社,下同)
如果對我們的物理教學有一個全面的理解,那就不會認為我們的物理教學只是教知識而不需要顧及歷史。事實上,長久以來的物理教學可能真如庫恩所說,將有些物理學史當成了“偏見的產物”在教。
比如亞里士多德。我敢肯定在不真正認識亞氏的物理老師的課堂上,亞氏是一個反面教材。為什么?因為他說的總是錯的。他說重的物體比輕的物體下落快,被伽利略證明是錯的;他說物體是由水、火、土、氣構成,在今天看來更是荒唐;他說光是由明暗兩種成分組成的,今天看來簡直是無法理解……所以在我們的物理課堂上,當要學習運動、光、熱方面的基礎知識時,都喜歡把亞氏拿出來消遣一番,以顯示今日科學的英明。
事實當然不是這樣。其一,忽略了智者的生活背景,用今天的科學標準去衡量亞里士多德非但是不公平的,而且是可笑的;其二點更重要,那就是對于沒有經過近代科學知識洗禮的兒童而言,亞氏的理論有時更能解釋兒童觀察到的事實。
什么意思?先以自由下落的例子來說明,在我們的生活中能看到幾次重物與輕物下落速度相同的情況呢?沒多少,或者說幾乎沒有。有的恰恰是重的物體比輕的物體下落快,例如紙團比紙片下落快,石子比羽毛下落快……這樣的事例看多了,兒童會如何想?基于簡單的歸納,得出重物比輕物下落快是正常的。再說斜拋的例子,今天的物理知識告訴我們,在生活中一個物體斜拋出去軌跡將是一條拋物線,但根據鄢超云博士的調查研究,在許多幼兒那里,偏偏不少人認為物體是先筆直地斜飛出去,然后豎直地落下來。兒童為什么會這么想,因為基于他們自己構造出來的想象表象。如果回憶我們的童年,我們的解釋是屬于所謂現代科學性質的,還是屬于亞氏性質的呢?筆者小時候思考燃燒現象時,就是覺得物體里面有能燃燒的東西,燒完了就沒了,這與燃素說基本是一樣的。
闡述這些,是想說一點,即我們的教學起點不是課本上說的那些,而是學生的實際。如果認同這一觀點,那我們教學時就把起點從書上移到學生身上,如何?學生回答出非我們預想中的答案也不要生氣,而要認為那正是學生的實際認知,如何?因為這正是“私人的科學”(科爾頓)——在這種特定的語境中,我把它稱之為“兒童的科學”。這一認識顯然并非“偏見的產物”。
適度還原被提純的科學探究
借用一句套話:新課程背景下——科學探究已經是教育界人人能說的熱詞了,至于怎樣理解科學探究,或者說依靠課程標準上所舉的例子能夠得到科學探究的全貌,還值得研究。
還是看點科學史以及庫恩的觀點吧。
在學校的課堂上,氧的發(fā)現是化學學習的出發(fā)點之一,學生被告知拉瓦錫是多么的精確與細心??茖W史上,氧的發(fā)現卻非如此簡單。在庫恩看來,氧的發(fā)現是一個“特別著名的范例”,從舍勒到普利斯特列,再到拉瓦錫(還不包括其余的科學家),從空氣到笑氣,再到“其自身完全沒有改變的空氣”等,甚至拉瓦錫在普利斯特利處得到了暗示之后,認為他得到了一種別的氣體,并且是大氣兩個主要成分中的一種時,普利斯特利卻不肯接受。(摘自“反常與科學發(fā)現的突現”)
今天再讀這段發(fā)現史,我們發(fā)現其中有許多已經棄之不用的術語,更別提發(fā)現過程的復雜程度了。因此,庫恩說,“發(fā)現一類新現象必定是一個復雜的事件”,并提醒大眾:“雖然‘氧被發(fā)現了’這句話無疑是正確的,但這會誤導我們以為,發(fā)現某個東西是一個單一而簡單的行動,從而把‘發(fā)現’的概念與我們通常的‘看見’的概念混同起來。”
當下,我們課堂上的科學探究被劃分為若干個環(huán)節(jié),按理說完整的科學探究是這些環(huán)節(jié)的綜合體。但在實際教學中,實施策略往往是“視具體情況而定,可以只側重于其中的某幾個環(huán)節(jié)”,在筆者看來,這一策略是科學探究向班級授課制的一種妥協(xié)。
這甚至還不是最重要的問題,重要的在于我們學生在課堂上所經歷的探究往往是真空環(huán)境下的探究,或者說是花盆環(huán)境下的探究。因為學生提出問題的環(huán)節(jié)往往演變成“情境創(chuàng)設”后,問題呼之欲出時,再借學生之口說出來而已;學生的猜想往往是為猜想而猜想,而忽略了猜想背后的經驗支撐;實驗設計更是唯教材思路馬首是瞻;實驗過程更不必提了……這種被提純的科學探究能夠稱之為真正的科學探究嗎?
故,筆者以為,我們的科學探究課堂要一定程度地還原已經被提純的科學探究。如情境的創(chuàng)設不要太徹底,讓學生多提出問題如何?猜想不要走過場,讓學生說出猜想的理由如何?實驗的設計則更為重要,別急著給出課本上用到的儀器以暗示學生如何設計,而讓學生有了設計之后,再根據設計去選擇儀器如何?學生可以根據自己的設計去完成實驗,教材的實驗用來作為參考如何?請別用“時間不夠”來作為搪塞,筆者堅持一個觀點,你可不選擇探究的方式進行教學,因為有意義的講授一樣能夠將知識有效地傳遞給學生,但如果你選擇了科學探究,那就該讓學生真探究。
這一思路實際上是對傳統(tǒng)實驗范式的重建,是對科學探究范式的尊重。什么是范式?繼續(xù)看。
范式,課程改革的一種視角
范式的概念既屬于科學發(fā)展史,也屬于科學發(fā)展本身的。按照庫恩在《科學革命的結構》中所說,范式本來是指“那些公認的科學成就,它們在一段時間里為實踐共同體提供典型的問題和解答”。后來因為這本書影響太大了,范式成為當時的一個熱詞,基于不同經驗背景的解讀,范式也被賦予了不同含義,更讓人煩惱的是不同含義之間又存在著分歧,以至于庫恩不得不寫出另一本書《必要的張力》(其中包括一篇“對范式的再思考”),試圖將范式一詞說得更明白,哪知道事實適得其反,人們的爭論更大了,至今仍然爭論不休。
對于一線的普通如我的教師而言,這其實不是問題的關鍵,首先要認識到,學術若無爭論便不稱之為學術;其次,不意味著對某事物有爭論而參與爭論的人就會放棄它,最明顯的例子就是——新課程改革。
在筆者看來,關鍵在于領略其初衷。對于科學發(fā)展而言,庫恩的范式給我們指出了科學革命的結構。而范式的概念被引用到我們教學上似乎也是恰當的,當下的課程改革也似乎正是一種范式的轉換。
課改十多年來,筆者一直問自己一個問題:如果沒有課程改革,我會不會去改變自己的教學?到現在,答案應該是明確的:肯定要改!那改又是改什么呢?以范式的視角來看,要實現的正是范式的轉換,將自己受教育時代形成的教育觀點,將在師范學校接受的教育觀點,將自己工作以后在一定環(huán)境中形成的教育觀點,進行重新的審視與構建。而審視與構建的依據又是什么?筆者以為有二:一是學生的實際需要,這需要我們去研究學生,基于豐富的經驗去判斷;二是借鑒教育理論,尋找其中可用的東西,譬如說建構主義認為要重視學生的先前經驗,我覺得這是恰當的。
再站得高一點看我們的課程改革,從課程標準實驗稿頒布后的風風火火,到2011版頒布后的不溫不火;從實施之初時如火如荼的專家觀點碰撞,到今天的理論界相對沉寂,是我們冷靜了、理性了,還是我們后退了?我們是否正在用此輪課程改革的事實,去驗實庫恩“范式轉換應被稱之為革命”的這一偉大判斷呢?
庫恩對科學發(fā)展的研究催生了屬于他的科學哲學,催生了對科學革命結構的全新解讀。從庫恩的范式到我們的教學,其中的相似與重疊之處其實甚多;從科學革命的結構中提取能夠指導教學的意義,對促進自身專業(yè)成長,改變學生受教育的命運亦是一件意義重大的事情,對于這一過程,相信很多同行與筆者一樣,仍在路上!
(作者單位:江蘇如皋市城北初級中學 )
責任編輯 李 淳