对中学科学教育的重新思考

对中学科学教育的重新思考

上海交通大学一位物理教授说，有位大一新生问他问题，那道题其实就是一个基本概念，书上讲得一清二楚，他以为新生不用功看书。结果，为了证明自己很用功，新生当即拿出厚厚一本做过的题目集，其难度可以媲美竞赛水平。他很惊讶，一堆难题可以反复做三遍，这么简单的概念居然还没搞清楚?这不是本末倒置、死做题么?于是，他先帮新生讲解概念，新生显得很不耐烦。直到讲完题，他问新生“懂”了吗?新生说会“做”了。期中考试时，他留心了新生考试成绩，只有30分。其实，在中学阶段，我们的科学教师碰到这样的学生还少吗?

真正科学的逻辑思维，是要学会如何思考的。这个过程虽然非常痛苦，但如果能坚持下去，经过量变到质变，某一天你就会突然顿悟。而这种思维方法旁人是没法传授的，全靠自己慢慢体验。因此，在中学科学教育中，只能说启蒙老师、启蒙书籍或启蒙的某个阶段很重要。

目前，我们把科学教育理解为“系统的科学基本知识、基本技能和科学思维方法的教育”，这已经是一个很不全面的理解。而在实际编写教材和教学中、在考试检查中，“科学思维方法的教育”往往又成为虚拟之格，科学教育被缩减为科学知识教育。事实上，人们早已把科学分为相互关联的四个层次内容:科学知识、科学方法、科学态度、科学精神。科学教育无疑应该包含这相互关联的四个层次教育。科学，最核心的是科学精神。它的基本要素应包括如下几个方面:合理怀疑，注重事实，尊重和宽容地对待一切新生事物。细究起来，这一术语具有以下含义:崇尚理性怀疑，既做到不轻信，不盲从，不唯书，不唯上，又不意气用事，简单否定。重视客观依据，不臆断、不妄想——科学是富有想象力的，科学也需要大胆猜想，但必须立足客观依据。客观世界是多元的、多维的，充满复杂性、交叉性、交融性，只有鼓励多元素、多维度、多方位、多角度，甚至是多时序、多时段的观察思考，才能接近现实存在。强调实践检验，倡导自由争论，珍惜创造性、建设性冲突。只有保障了争论的权力和自由，才会产生出真正的理性怀疑和多元思考。人的认识能力是有限的，每一个人在实践中都可能遭受失败。宽容是纠正错误的最好方法。

但事实上，中学的科学教育长期与之相背离。虽然教师们把主要精力放在传授科学知识上，但传授什么知识和怎样传授知识却依然值得反思。我国衡量教育成功的标准是，将有问题提出的学生教育得没问题，“全都懂了”。所以，我国学生年龄越大，年级越高，问题越少。而美国衡量教育成功的标准是将没问题提出的学生教育得有问题提出，如果学生提出的问题教师都回答不了，那算是非常成功。所以，美国学生年级越高，越富有创意，越会突发奇想。这就是以问题为纽带的教育。以问题为纽带进行教育，就是以激发学生产生新的问题开始，又以产生新的问题结束。在这样的过程中，培养学生问题意识以及解决问题的知识、程序、方法，培养他们怀疑精神和创新精神。由于学生背景不同，认知风格不同，所产生的问题自然会有差异，解决问题的程序、假设和结果也会不同。这样，科学教育过程就不再是追求标准答案过程，而是发展学生富有个性的综合科学素养的过程。

在知识经济时代，以知识创新和知识迅速转化为技术来引导时代主流，知识总量迅速膨胀，知识陈旧周期日益加快，社会观念、生活情境日益多元化，现代信息媒体运用也越来越普及。教师和学生经常面对着同样不知道答案的问题，面对着谁都不知如何处置的情境。因此，能不能使学生有效地产生问题、进入问题，形成解决问题的意识、习惯和能力，能不能创造性地应答从来没有遇到过的挑战，这才是科学教育的基本要求和课程改革的最终目标。

科学教育应该是对社会生活开放的教育。科学教育的开放性、多样性不仅是生活需要的反映，也是人认知结构、认知能力的反映。不仅生活需要开放的科学教育，学生认知潜力发展也需要开放的科学教育。因此，建立开放的科学教育新模式势在必行。例如，甘肃省宁县第二中学从2003年开始实验“数学题组教学法，”关键是找到“好的数学问题”:一是选择与学生生活实际有关的问题。二是努力表现数学建模的全过程，而不仅仅是问题本身的解决。三是选择的问题最好有比较宽泛的数学背景，有不同层次，以便于不同层次的学生参与，注意问题可扩展性和开放性。四是鼓励学生在问题分析过程中使用计算工具和成品工具软件。

科学教育也是人文的，人文素质与科学学习是相通的。前者是精神支柱、追求真理的动力，后者是探索自然奥秘的实践，二者相得益彰。德国教育家第斯多惠说过:“教学艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒和鼓励。”我们教育的最大障碍，尤其是科学教育不能把生命的生存信念注入到学生的生命和灵魂中，成为他们生活的义务和习惯。因此，科学教师如果能善于发掘教材，讲出自然科学的人文内涵，这种人文素质教育可能更为深刻具体，更具说服力。例如，把“天宫一号”和“神州八号”成功对接及时地引入到物理课堂中来，使学生及时了解中国尖端科学技术的发展成就。这不但可以树立我国五千年文明古国的历史形象，证明目前我国仍然是世界上一个科技强国，同时也培养了学生的民族自豪感和社会责任感。又如，在实验课中不但要培养学生实验能力和动手能力，还要努力培养学生经受挫折、百折不挠的顽强品质。现在，大多数学生从学校到学校，身处顺境，经历单纯，没有经过失败和挫折的考验，心理素质比较脆弱。每一个试验反复调试，使学生在经受失败和挫折之后，获得成功的快乐，有助于培养学生健全的心理素质和顽强的拼搏毅力。如果课堂教学达到了激发、唤醒学生的目的，为他们提供了可持续发展的动力源泉，那么，我们可以说课堂教学的最终目标才被实现。

总之，人文精神，特别是科学方法、科学态度、科学精神是科学教育的内在动力，与人的创造性发挥是相辅相成的。甚至可以说，没有自由的人文精神，便没有科学教育和科学学习的不断进步，也没有学生自主学习和自我建构能力的形成。