汪 明，李 潔

（1．北京師范大學(xué) 教育學(xué)部，北京 100875；

2．人民教育出版社 報刊社，北京 100081）

科學(xué)教育歷來是學(xué)校教育必不可少的重要組成部分。且近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，科學(xué)教育也在不斷打破傳統(tǒng)的學(xué)科邊界，與社會、經(jīng)濟(jì)、文化等的聯(lián)系日益密切，業(yè)已成為一種全民科學(xué)技術(shù)文化教育，甚至是公民教育的一部分。既然科學(xué)教育如何重要，那么我們該訴諸何種路徑來有效開展科學(xué)教育，以充分發(fā)揮其本體功能和衍生價值呢？本文基于寫作的視角，提出 “科學(xué)寫作是科學(xué)教育的有效路徑”這一命題，旨在拋磚引玉、引發(fā)大家對此的進(jìn)一步關(guān)注與思考，以期能在 “眾聲喧嘩”里，為有效科學(xué)教育尋找一條 “林中之路”。

一、科學(xué)寫作內(nèi)涵與類型概述

從形式上看，科學(xué)寫作即寫作者將科學(xué)知識、理念等以文字、數(shù)字或其他符號形式表達(dá)出來的一種寫作方式。事實上，科學(xué)寫作并不是簡單的 “提取-呈現(xiàn)”過程，寫作者的科學(xué)知識、理念等在寫作過程中也不是一種形式上動態(tài)、實質(zhì)上停滯的拉磨式存在，而處于一種螺旋式上升進(jìn)程中。因為寫作者在寫作過程中會對寫作內(nèi)容進(jìn)行解釋加工、組織統(tǒng)整以及反思評價等，這些認(rèn)知活動會激活寫作者原有的相關(guān)科學(xué)知識、理念，聯(lián)結(jié)處于最近發(fā)展區(qū)的科學(xué)知識、理念，從而在寫作過程中獲取與建構(gòu)新的科學(xué)知識與理念。此外，科學(xué)寫作還可以將寫作者頭腦中的相關(guān)科學(xué)知識、思想等以文本的形式表征出來，從而搭建起與他人溝通、視域交融的中介。與一般寫作相比，科學(xué)寫作形式更為靈活多樣，對語法、修辭等的要求也沒有那么苛刻，它專注于科學(xué)知識的表達(dá)、科學(xué)思維與推理等的描述，能有效地將寫作整合、融入到科學(xué)學(xué)習(xí)中去?？茖W(xué)寫作的類型較為多樣，通?？梢詫⑵鋭澐譃檎f明性、傳記性、報告性、解釋性以及實驗性科學(xué)寫作五種類型。具體來說，說明性科學(xué)寫作主要是寫作者針對某一特定問題、現(xiàn)象或事件所進(jìn)行的科學(xué)解釋與闡述；傳記性科學(xué)寫作的寫作對象主要是科學(xué)家和科學(xué)史實，寫作者通過追溯的方式，探究科學(xué)家或科學(xué)史實所蘊(yùn)含的科學(xué)精神、所折射的科學(xué)理念等；報告性科學(xué)寫作主要是寫作者通過相關(guān)資料的收集與整合，對某一科學(xué)問題所做的較為系統(tǒng)、全面的描述與匯報；解釋性科學(xué)寫作主要是寫作者對某一具體科學(xué)事件或問題所進(jìn)行的科學(xué)性描述與解釋；而實驗性科學(xué)寫作有點類似于常見的實驗報告了，是寫作者對某一科學(xué)實驗過程、現(xiàn)象及結(jié)果的相關(guān)描述、解釋。［1］

二、科學(xué)寫作的科學(xué)教育價值與意義探析

1．幫助老師了解學(xué)生原有的科學(xué)知識經(jīng)驗

學(xué)習(xí)不是學(xué)習(xí)者對外界刺激的簡單、被動反應(yīng)，而是學(xué)習(xí)者立足于自己原有的知識經(jīng)驗，對外界新信息進(jìn)行主動組織加工、解釋評價以及意義建構(gòu)的過程。因此，教學(xué)不能忽視學(xué)生原有的相關(guān)知識經(jīng)驗，不能設(shè)想所有學(xué)生都是同一基礎(chǔ)起點繼而采取同一模式予以教育。有效的教學(xué)應(yīng)充分了解每位學(xué)生的原有知識經(jīng)驗，并以此為新知識的生長點，繼而引導(dǎo)、幫助學(xué)生在原有的相關(guān)知識經(jīng)驗上統(tǒng)整知能、建構(gòu)意義。在科學(xué)教育中，為了確保教學(xué)的實效性，首先必須充分了解學(xué)生原有的科學(xué)知識經(jīng)驗。而科學(xué)寫作是一種簡單、有效的幫助老師了解學(xué)生原有科學(xué)知識經(jīng)驗的工具。這是因為科學(xué)寫作能夠深入到每個學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，將學(xué)生已經(jīng)習(xí)得的相關(guān)科學(xué)的知識、經(jīng)驗和思想等呈現(xiàn)出來，幫助老師清楚、充分地了解學(xué)生原有的科學(xué)知識經(jīng)驗，既而進(jìn)行針對性科學(xué)教育，確保并提高了科學(xué)教育的實效。

2．引發(fā)、支配認(rèn)知過程，提高認(rèn)知效率

人的學(xué)習(xí)要歷經(jīng)注意、編碼、轉(zhuǎn)換和貯存等認(rèn)知過程才能將外界新信息整合到個體原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中去，有效學(xué)習(xí)始于學(xué)生對外界新信息的 “注意”，因此能否引發(fā)學(xué)生對科學(xué)信息的注意是影響學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)有效性的重要因素。而科學(xué)寫作作為一種有趣的學(xué)習(xí)活動，可以有效吸引學(xué)生的注意力，從而引發(fā)科學(xué)認(rèn)知，促使學(xué)生進(jìn)行有效的科學(xué)學(xué)習(xí)。Langer通過個案研究發(fā)現(xiàn)科學(xué)寫作不僅可以開發(fā)學(xué)生的元認(rèn)知，而且在科學(xué)寫作過程中還有效地改善了學(xué)生的元認(rèn)知使用，促使學(xué)生更加自覺、充分和有效地使用元認(rèn)知。［2］元認(rèn)知是個體對自己認(rèn)知過程的認(rèn)知，是對其的明晰體察、反思評價以及監(jiān)控調(diào)整。［3］現(xiàn)代心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，元認(rèn)知在個體學(xué)習(xí)中起著至關(guān)重要的作用。元認(rèn)知能促使個體自覺監(jiān)控其認(rèn)知過程，做到即時反饋，并能針對反饋信息及時調(diào)整認(rèn)知過程，堅持抑或變更解決問題的策略，竭力確保認(rèn)知活動的過程最優(yōu)化、狀態(tài)最佳化，從而增強(qiáng)了認(rèn)知活動的目的性、自覺性、靈活性，降低了認(rèn)知活動的盲目性、沖動性，提高了認(rèn)知活動的效率與效益。由此可見，科學(xué)寫作不僅為學(xué)生提供了科學(xué)學(xué)習(xí)的支架，而且改善了學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的元認(rèn)知工具，提高了科學(xué)認(rèn)知效率。

3．有效促進(jìn)從前概念向科學(xué)概念的發(fā)展

科學(xué)概念作為科學(xué)思維的基本元素、科學(xué)推理的程序技術(shù)和科學(xué)溝通的工具載體，歷來是科學(xué)教育的重點和難點。說科學(xué)概念是科學(xué)教育的重點是因為科學(xué)概念的重要性，而說科學(xué)概念是科學(xué)教育的難點則是因為學(xué)生在科學(xué)概念的學(xué)習(xí)中會遭遇前概念的梗阻。由于學(xué)生受到自身所處的生活文化、背景等的影響，會帶有一系列與科學(xué)概念不一致的前概念，這些前概念的存在會擾亂科學(xué)概念的有效習(xí)得，因此，引領(lǐng)和促進(jìn)學(xué)生從前概念向科學(xué)概念的發(fā)展就成了科學(xué)教育的重要課題。波斯納等人的概念轉(zhuǎn)變模式研究表明：概念發(fā)展需要兩個條件：一是概念所有者要認(rèn)知到原有概念的不足，并產(chǎn)生認(rèn)知沖突；二是新概念與原有概念比起來，要易于理解、更具合理性、豐富性。［4］科學(xué)寫作非常切合概念轉(zhuǎn)變要求，有助于前概念向科學(xué)概念的發(fā)展。首先，學(xué)生在科學(xué)寫作時會提取加工、反思評價自己的原有概念，這有助于學(xué)生充分認(rèn)知到自己概念的實然狀態(tài)，并且在寫作過程中原有概念的局限性會暴露出來，學(xué)生會對原有概念不滿并產(chǎn)生認(rèn)知沖突。其次，學(xué)生在習(xí)得新概念后，再進(jìn)行科學(xué)寫作時，新概念會促進(jìn)更合理、連貫的敘述和推理，在此過程中學(xué)生就會體認(rèn)到新概念的合理性及豐富性，從而有效促使從前概念向科學(xué)概念的發(fā)展。Fellows通過實驗也證實科學(xué)寫作確實能促進(jìn)從前概念向科學(xué)概念的發(fā)展，對此，F(xiàn)ellows認(rèn)為這是因為科學(xué)寫作會引發(fā)學(xué)生對自己原有概念的重新審視，并在與新概念的比較中體認(rèn)到新概念在分析、解決問題中的優(yōu)勢，這些認(rèn)知和思維活動都會有效促進(jìn)從前概念向科學(xué)概念的發(fā)展。［5］

4．有助于學(xué)生科學(xué)推理能力的發(fā)展與提升

科學(xué)教育不僅要向?qū)W生傳授科學(xué)知識、豐富學(xué)生的科學(xué)思想，同時也要幫助學(xué)生習(xí)得科學(xué)家的推理模式和程序技能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力是科學(xué)教育的重要目標(biāo)?？茖W(xué)哲學(xué)中有關(guān)科學(xué)推理本質(zhì)的認(rèn)知主要有傳統(tǒng)的邏輯經(jīng)驗主義和現(xiàn)代的模型主義兩種。其中傳統(tǒng)的邏輯經(jīng)驗主義對于科學(xué)推理的看法主要持形式邏輯觀點，他們認(rèn)為科學(xué)推理僅僅遵從形式邏輯規(guī)律，所以簡單地將科學(xué)推理歸結(jié)為類比、歸納和演繹三個模塊。隨著科學(xué)哲學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展，傳統(tǒng)邏輯經(jīng)驗主義所持的科學(xué)推理觀日趨式微，人們開始關(guān)注并普遍認(rèn)可科學(xué)哲學(xué)中 “基于模型推理的科學(xué)認(rèn)知論題”（the Scientific Cognition as Model Based Reasoning Thesis）有關(guān)科學(xué)推理本質(zhì)的認(rèn)知觀。該論題認(rèn)為科學(xué)推理實質(zhì)上是一個構(gòu)建、操作模型的語義過程，這一研究發(fā)現(xiàn)對于科學(xué)認(rèn)識活動具有普適性，既適用于傳統(tǒng)邏輯經(jīng)驗主義所關(guān)注的推理范疇，又適用于庫恩和勞丹科學(xué)研究，甚或拉卡托斯退化研究理念指引下的科學(xué)活動。［6］在科學(xué)寫作中，學(xué)生在寫作過程中會對一系列原有或外界新科學(xué)現(xiàn)象、概念等進(jìn)行類比，這種類比達(dá)到一定程度就會催生歸納活動，為了檢驗、完善這些歸納所得的一般性規(guī)律寫作者又會采用演繹去驗證，可見科學(xué)寫作過程就是在循環(huán) “類比-歸納-演繹”這樣的推理鏈，因此按照傳統(tǒng)邏輯經(jīng)驗主義的科學(xué)推理觀，科學(xué)寫作過程就是一個科學(xué)推理過程。而新興并得到普遍認(rèn)可的 “基于模型推理的科學(xué)認(rèn)知論題”的研究發(fā)現(xiàn)也揭示了科學(xué)寫作與科學(xué)推理的密切關(guān)系：科學(xué)寫作過程就是一個科學(xué)推理過程。因此，不管是傳統(tǒng)的還是現(xiàn)在的科學(xué)推理觀均表明科學(xué)寫作過程就是一個科學(xué)推理過程，學(xué)生的科學(xué)推理能力在科學(xué)寫作的過程中螺旋式上升、波浪式前進(jìn)，故科學(xué)寫作可以有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力。事實上，相關(guān)實驗研究也證明科學(xué)寫作委實助益于學(xué)生科學(xué)推理能力的發(fā)展與提升。如Keys開展的物理實驗教學(xué)中科學(xué)寫作的研究，Keys通過此項研究發(fā)現(xiàn)，科學(xué)寫作確實有效培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)推理能力。［7］

三、科學(xué)寫作的認(rèn)知過程及其教學(xué)指導(dǎo)策略探究

1．科學(xué)寫作內(nèi)在認(rèn)知過程探析

寫作是一項復(fù)雜的認(rèn)知活動，傳統(tǒng)的寫作觀將寫作視為預(yù)寫作、寫作、修改與成文這一線性過程的漸次展開，［8］未能揭示出寫作過程的內(nèi)在復(fù)雜性（反復(fù)、循環(huán)）。20世紀(jì)60年代以來，現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)將目光投向個體在信息表征、加工及轉(zhuǎn)換中的內(nèi)在機(jī)制，對于寫作的研究也從先前的結(jié)果取向轉(zhuǎn)型為過程取向。20世紀(jì)80年代，美國心理學(xué)家海斯 （J．R．Hayes）和弗勞爾 （L．Flower）采用口語報告分析方法對寫作過程進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并于1980年提出了著名的寫作認(rèn)知過程理論，該理論較為精準(zhǔn)、全面地揭示了寫作的內(nèi)部心理過程［9］?，F(xiàn)代科學(xué)寫作模型多建基于海斯和弗勞爾的寫作過程理論，筆者參考海斯和弗勞爾的寫作過程理論構(gòu)建了科學(xué)寫作模型 （見下圖1）。

科學(xué)寫作主要發(fā)生于工作記憶中，包括計劃、轉(zhuǎn)換和檢查三個過程 （其中計劃又可以進(jìn)一步細(xì)分為目標(biāo)設(shè)置、生成和組織三個子過程，而檢查則包括評價和修改兩個子過程）。計劃、轉(zhuǎn)換和檢查這三個功能平行的認(rèn)知過程構(gòu)成一個系統(tǒng)，與監(jiān)控系統(tǒng)相互作用，監(jiān)控系統(tǒng)對計劃、轉(zhuǎn)換和檢查這三個過程進(jìn)行實時監(jiān)督、管理和調(diào)控?？茖W(xué)寫作是個復(fù)雜的認(rèn)知過程，具有反復(fù)、循環(huán)的特性。在實際寫作中，寫作者并不是嚴(yán)格按照計劃、轉(zhuǎn)換和檢查這一線性過程漸次進(jìn)行的，多數(shù)寫作在這三個過程中常常多次反復(fù)。而且計劃過程中目標(biāo)設(shè)置、生成和組織這三個子過程亦是循環(huán)往復(fù)、不斷交互作用的。目標(biāo)設(shè)置雖然隸屬科學(xué)寫作的準(zhǔn)備部分，多在科學(xué)寫作的準(zhǔn)備階段進(jìn)行，但在整個科學(xué)寫作過程中，寫作者都可能根據(jù)實際情況多次調(diào)整科學(xué)寫作目標(biāo)，因此它通常不是一次就可以完成的。生成也是個連續(xù)的過程，貫穿整個科學(xué)寫作始終。組織過程也不是一蹴而就的，它隨目標(biāo)設(shè)置和生成的變化而變化。此外，科學(xué)寫作還受任務(wù)環(huán)境和作者的長時記憶影響。任務(wù)環(huán)境對學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)寫作時的任務(wù)表征以及確定寫作目標(biāo)具有重要影響，主要包括已寫出的提綱、草稿、信息卡片和讀書筆記等；而長時記憶則為科學(xué)寫作提供內(nèi)部資源。

圖1 科學(xué)寫作模型

2．基于科學(xué)寫作內(nèi)在認(rèn)知過程的教學(xué)指導(dǎo)策略

從上述科學(xué)寫作內(nèi)在認(rèn)知過程可以看出，盡管科學(xué)寫作在工作記憶中進(jìn)行，但其同時亦受任務(wù)環(huán)境和寫作者的長時記憶影響。因此，教師在指導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)寫作時，有必要關(guān)注與重視任務(wù)環(huán)境和學(xué)生的長時記憶。任務(wù)環(huán)境對學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)寫作時的任務(wù)表征以及確定寫作目標(biāo)具有重要影響，而學(xué)生長時記憶中有關(guān)寫作主題、方法等的知識儲備又對科學(xué)寫作起著支撐作用。為此，教師要從優(yōu)質(zhì)任務(wù)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)以及學(xué)生長時記憶中相關(guān)知識儲備的激活入手，為學(xué)生進(jìn)行科學(xué)寫作做好準(zhǔn)備、支持工作。具體到科學(xué)寫作的實質(zhì)過程，如針對寫作過程中的 “計劃”步驟，教師可以這樣進(jìn)行教學(xué)干預(yù)：在學(xué)生進(jìn)行科學(xué)寫作前，教師根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗將學(xué)生對科學(xué)寫作過程的表征中經(jīng)常容易丟失的要素列出來 （所列的除了具體的科學(xué)寫作內(nèi)容外，還可以包括科學(xué)寫作的讀者對象、科學(xué)寫作的類型以及要點等），用于提醒學(xué)生在科學(xué)寫作時需要注意的方面。而對于修改這一過程，教師除了可以直接給學(xué)生修改外，還可以采取如下策略：（1）構(gòu)建科學(xué)寫作共同體，利用同伴的反饋來進(jìn)行修改。同伴以一種解釋性閱讀的方式給予反饋，能使寫作者對科學(xué)寫作的內(nèi)容做出更 “專家”化的修改，他們更傾向于對寫作進(jìn)行整體修改，重新組織信息。（2）冷置后再修改。所謂冷置后再修改即讓學(xué)生先把自己所寫的東西放置一段時間，然后再拿出來重新閱讀、修改，之所以這樣做，是因為經(jīng)過一段時間的 “冷置”后，學(xué)生再看自己的科學(xué)寫作時，能跳出寫作時的思維框框來，從而能像看別人的科學(xué)寫作一樣，從中找到更多的問題與不足。

最后需要強(qiáng)調(diào)的是：雖然科學(xué)寫作極具科學(xué)教育價值與意義，然而現(xiàn)實中，由于人們對科學(xué)寫作在促進(jìn)學(xué)生科學(xué)概念形成以及科學(xué)推理能力發(fā)展等方面獨特功效認(rèn)知的不足，尤其是囿于成見——認(rèn)為寫作是語言文學(xué)類學(xué)習(xí)的專屬需要，而與語言文學(xué)這類學(xué)科相對的科學(xué)教育沒有進(jìn)行寫作的必要，于是將寫作遠(yuǎn)遠(yuǎn)地拒斥于科學(xué)教育的門外。鑒于科學(xué)寫作當(dāng)前的不良處境，應(yīng)積極進(jìn)行宣傳和教育，幫助師生充分認(rèn)識科學(xué)寫作對科學(xué)教育的重要價值與意義，教育部門和學(xué)校應(yīng)逐步將科學(xué)寫作納入到科學(xué)教育體系中去，并對開展科學(xué)寫作做出具體規(guī)劃，在學(xué)時安排、學(xué)分設(shè)置以及專業(yè)引領(lǐng)等方面為科學(xué)寫作的結(jié)構(gòu)性制約予以松綁。同時還要加強(qiáng)相關(guān)教師的科學(xué)寫作教學(xué)技能培訓(xùn)工作，提高教師的科學(xué)寫作教學(xué)指導(dǎo)能力。為學(xué)生科學(xué)寫作提供科學(xué)指導(dǎo)。

［1，7］ Keys，C．W．．The development of scientific reasoning skills in conjunction with collaborative writing assignments：An interpretive study of six ninth-grade students ［J］．Journal of Research in Science Education，1994，31 （9）：1003-1022．

［2］ Langer，J．A．＆ Applebee，A．How Writing Shapes Thinking：a Study of Teaching and Learning． Urbana，IL： National Council of Teachers of English，1986．

［3］ Flavell J H．Cognitive monitoring．In：Dickson W P （Ed．）．Children's Oral Communication Skill［M］．New York：Academic Press，1981：232．

［4］ Posner，G．J．，Strike，K．A．， Hewson，P．W．＆ Gertzog，W．A．Accommodation of a scientific conception：Toward a theory of conceptual change ［J］．Science Education，1982，66 （2）：211-227．

［5］ Fellows，N．J．A window into thinking：Using student writing to understand conceptual change in science learning ［J］．Journal of Research in Science Education，1994，31 （9）：985-1001．

［6］ 李平，李大超．基于模型推理的科學(xué)認(rèn)知論題［J］．哲學(xué)研究，2005 （10）：65-72．

［8］ David L．Grey，The writing process，Wadwvrth Publishing Company，Inc．，1972：11．

［9］ John R．Hayes，Linda S．Flower，'Identifying the organization of writing processes'，Cognitive processes in writing，edited by Lee W．Gergg，Erwin R．Steinberg，Lawrence Erlbaum Associates，Inc，1980：29．