系統(tǒng)科學(xué)研究對(duì)中小學(xué)科學(xué)教育觀的訴求探討

丁 蕾

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

關(guān)鍵詞 系統(tǒng)科學(xué);科學(xué)教育;科學(xué)素養(yǎng);研究性學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào):G427 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):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(shí)代的發(fā)展充分表明,公民的科學(xué)素養(yǎng)已經(jīng)成為社會(huì)進(jìn)步的基本因素,是國家興旺昌盛的根本。所以從教育的社會(huì)功能角度看,提高公民的整體科學(xué)素養(yǎng)是中小學(xué)科學(xué)教育的根本目的之一。但是我國從1992年開始的對(duì)公民科學(xué)素養(yǎng)的調(diào)查顯示,我國公民的科學(xué)素養(yǎng)與發(fā)達(dá)國家相比,存在明顯的差距,并且在一段時(shí)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(xué)教育課程與教法角度來反思,主要存在2個(gè)問題:1)靜態(tài)的片面的課程觀,即過分強(qiáng)調(diào)課程的相對(duì)穩(wěn)定性;2)課程實(shí)施基于教師為中心,進(jìn)行單向的知識(shí)傳授,更多強(qiáng)調(diào)確定性知識(shí)。

科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)包括科學(xué)知識(shí)、科學(xué)過程與方法、對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解、科學(xué)態(tài)度情感與價(jià)值觀、科學(xué)技術(shù)與社會(huì)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(xué)教育的立體畫面。雖然自新的課程標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)以來,在師生關(guān)系、知識(shí)與生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系、研究性學(xué)習(xí)等方面的研究與探討日漸豐富起來,但是在科學(xué)教育觀念的形成上,仍然停留在個(gè)別學(xué)科教育研究層面上,對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)、對(duì)科學(xué)教育的認(rèn)識(shí)、對(duì)科學(xué)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(xué)教育。本文基于現(xiàn)代科學(xué)研究的中心之一——系統(tǒng)科學(xué)研究的思維,對(duì)中小學(xué)科學(xué)教育觀念進(jìn)行反思,旨在把握中小學(xué)科學(xué)教育改革的正確方向。

1 系統(tǒng)科學(xué)研究與現(xiàn)代科學(xué)觀的基本特點(diǎn)

現(xiàn)代科學(xué)觀是對(duì)基于經(jīng)典決定論科學(xué)思維模式而產(chǎn)生的科學(xué)觀的反思,是對(duì)科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)活動(dòng)和科學(xué)知識(shí)以及科學(xué)方法的哲學(xué)性思考,是對(duì)科技與社會(huì)現(xiàn)實(shí)關(guān)系、人與自然關(guān)系的重新表述。

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

系統(tǒng)科學(xué)強(qiáng)調(diào)研究的對(duì)象的開放性。系統(tǒng)科學(xué)在突破基于經(jīng)典科學(xué)而形成的觀念時(shí),揚(yáng)棄其平衡、對(duì)稱、封閉的局限。熱力學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)以及非線性科學(xué)的出現(xiàn),向人們展示了一個(gè)開放的遠(yuǎn)離平衡態(tài)的世界[2]。說揚(yáng)棄,是因?yàn)楝F(xiàn)代科學(xué)觀既強(qiáng)調(diào)普適的研究規(guī)范,同時(shí)也強(qiáng)調(diào)個(gè)人研究風(fēng)格,強(qiáng)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(xué)注重運(yùn)用綜合的方法。方法論是對(duì)科學(xué)認(rèn)識(shí)活動(dòng)的形式及方式的看法。經(jīng)典科學(xué)觀與機(jī)械論哲學(xué)息息相關(guān),經(jīng)典科學(xué)所使用的語言是分析的,研究方法上具有因果預(yù)測性、線性序列性的特征?，F(xiàn)代科學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)為有機(jī)論,認(rèn)為整體以及所有其他部分都包含在每一部分當(dāng)中,提出“完整的整體”的觀點(diǎn),且并不排斥分析方法,而是包含并超越分析的方法,即應(yīng)用綜合整體的方法對(duì)復(fù)雜對(duì)象進(jìn)行研究。因而與信息化時(shí)代相對(duì)應(yīng)的思維科學(xué)和方法論的形式和內(nèi)容,必然是系統(tǒng)科學(xué)思維和方法論。

2 系統(tǒng)科學(xué)教育觀的形成與特點(diǎn)

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(xué)觀的教育訴求?？茖W(xué)觀應(yīng)該體現(xiàn)在科學(xué)的基礎(chǔ)教育中,特別是科學(xué)課程改革。因?yàn)檎n程改革的目的是實(shí)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(duì)象是中心的環(huán)節(jié)之一。從系統(tǒng)科學(xué)研究的特點(diǎn)來看,轉(zhuǎn)變的對(duì)象應(yīng)該是全面的,不僅僅有學(xué)生心靈,也有教師的認(rèn)識(shí)與行為。所以系統(tǒng)科學(xué)研究思路為課程改革提供了一種可供選擇的方案,也為認(rèn)識(shí)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(xué)研究特征相對(duì)應(yīng),教育系統(tǒng)應(yīng)該也強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的開放性、自組織性、創(chuàng)造性,注重課程過程,強(qiáng)調(diào)不確定性,重視師生互動(dòng)。

2.1 系統(tǒng)的科學(xué)教育必須是開放的將整體教育作為一個(gè)系統(tǒng)來研究是必要的,但正由于這個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性,人們?cè)诮逃芯颗c教學(xué)實(shí)踐中常采用分析的方法,即將教育系統(tǒng)分解為多個(gè)較為封閉的系統(tǒng),進(jìn)而分別分析處理。這種做法與經(jīng)典科學(xué)研究是契合的。但是從系統(tǒng)科學(xué)的角度來看,今日主導(dǎo)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(diǎn)和明確的終點(diǎn))應(yīng)該向更為復(fù)雜的、多元的、不可預(yù)測的系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)觀轉(zhuǎn)變。在遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)中,有序必然會(huì)產(chǎn)生,因?yàn)檫@是人類的自組織過程。所以一個(gè)系統(tǒng)開放并不可怕,開放不會(huì)導(dǎo)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(huì)自組織成有序結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代教育應(yīng)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(jī)制。科學(xué)教育系統(tǒng)作為教育的一個(gè)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(xué)研究等有機(jī)聯(lián)系起來。那種普通教育中教物理的教師不管數(shù)學(xué)和化學(xué),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(shí),科學(xué)教育也要走出校園,請(qǐng)科學(xué)研究者參與其中,甚至利用網(wǎng)絡(luò)的開放特性,將我國的基礎(chǔ)科學(xué)教育置于全球的背景之中。

2.2 系統(tǒng)的科學(xué)教育允許存在不確定性科學(xué)性不等于確定性,從系統(tǒng)科學(xué)研究的角度來看,復(fù)雜系統(tǒng)即便是處于自組織狀態(tài),個(gè)體行為也是有漲落的。所以不可能達(dá)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(qiáng)調(diào)個(gè)體的社會(huì)性又強(qiáng)調(diào)個(gè)體的差異性,只不過它在個(gè)體的發(fā)展要求上,更強(qiáng)調(diào)教育個(gè)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(xué)教育觀不會(huì)割裂科學(xué)知識(shí)與培養(yǎng)能力的關(guān)系,它不會(huì)把個(gè)體的科學(xué)能力提高置于固定的、先驗(yàn)的跑道上。相反,科學(xué)教育的每一個(gè)參與者都是教育的有機(jī)組成,教育是主體與客體、課程與人、教師與學(xué)生等動(dòng)態(tài)整合的過程。所以在科學(xué)教育的效果評(píng)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(jià)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(fù)根深蒂固的話語或文化。雖然科學(xué)教育的內(nèi)容有其科學(xué)性,但是這是相對(duì)確定的,科學(xué)課程蘊(yùn)含的價(jià)值意味仍然是多元的,學(xué)生對(duì)其理解帶有強(qiáng)烈的主體性,教師對(duì)其解釋也應(yīng)具有多重性。特別在是網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)的今天,學(xué)生獲取信息的渠道空前的多,所以在具體的科學(xué)課程實(shí)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(xué)生在認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)離平衡的條件下——表現(xiàn)為干擾、缺點(diǎn)、錯(cuò)誤、困惑——不斷通過耗散而轉(zhuǎn)變的過程,確定的知識(shí)同偶然的、雜亂無章的、隨機(jī)的知識(shí)一起對(duì)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,認(rèn)知結(jié)構(gòu)通過順應(yīng)或同化達(dá)到平衡,通過漲落達(dá)到有序。

2.3 系統(tǒng)的科學(xué)教育觀念強(qiáng)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(xué)生之間處于一種平等互動(dòng)關(guān)系。系統(tǒng)教育觀主張課程應(yīng)該通過參與者的行動(dòng)和交互作用形成,課程實(shí)施的過程就是自組織和轉(zhuǎn)變的過程。作為個(gè)體的教師是開放的,他不僅對(duì)教育系統(tǒng)外是開放的,對(duì)學(xué)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(shí),也要帶著開放的態(tài)度,依據(jù)不同的教育對(duì)象尋求恰當(dāng)?shù)慕逃緩?將學(xué)生帶入對(duì)真理的日益深入的理解之中,同時(shí)自己也從學(xué)生處獲得更多有益教育的信息。作為學(xué)生,要通過反思和自組織來促進(jìn)個(gè)體的全面發(fā)展。交互性正是對(duì)傳統(tǒng)單向傳遞知識(shí)的教育過程觀的審視,是對(duì)教育活動(dòng)基本屬性的揭示。

開放的教育、不確定的因素與互動(dòng)的本質(zhì)這些都要求科學(xué)教育以提高學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)能力水平為己任,并使更多的學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)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(xué)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)是科學(xué)素養(yǎng)自組織的動(dòng)力

學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提高過程是個(gè)體在外界的作用下的一個(gè)自組織過程,尋找到這種自組織的動(dòng)力是關(guān)鍵。著名理論物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者費(fèi)恩曼(Richard P. Feynman)說過:“科學(xué)是一種方法,它教導(dǎo)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(duì)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(yīng)該強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究,強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生親歷科學(xué),在體驗(yàn)中學(xué)習(xí),從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)能力。

探究學(xué)習(xí)方式的提倡,意在改變傳統(tǒng)單純接受式的被動(dòng)學(xué)習(xí)方式。學(xué)生不是被動(dòng)地記憶科學(xué)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(xué)家對(duì)自然現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)是透過現(xiàn)象,抽取有關(guān)運(yùn)動(dòng)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(gè)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(xué)教育中,提倡的探究學(xué)習(xí)方式的主要環(huán)節(jié)與科學(xué)研究的是相互一致的?？茖W(xué)探究強(qiáng)調(diào)知識(shí)獲取中的體驗(yàn),強(qiáng)調(diào)過程與方法,所以“做中學(xué)”是對(duì)我國傳統(tǒng)科學(xué)教育的糾偏。

綜上所述,現(xiàn)代科學(xué)研究,特別是系統(tǒng)科學(xué)研究的思維特征對(duì)科學(xué)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(xué)素養(yǎng),就必須注意基礎(chǔ)科學(xué)教育的課程改革及其教育方法改進(jìn)環(huán)節(jié)。

參考文獻(xiàn)

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