科學(xué)本質(zhì)的年齡階段性對科學(xué)教育啟示論文
[摘要]科學(xué)的本質(zhì)特征在很多方面形成的基本共識為學(xué)校進行科學(xué)本質(zhì)教育提供了可能性�？茖W(xué)的本質(zhì)特征具有兩面性，不同年級學(xué)生對其有不同程度的理解。學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀具有循序漸進性，隨著年齡層次的增長，學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解越來越接近科學(xué)的本來面貌，因此，學(xué)生們對科學(xué)的本質(zhì)的理解具有年齡階段性。在科學(xué)教育中，對學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀的要求也應(yīng)該注意年齡階段性，應(yīng)該通過不同的方式讓不同年齡階段的學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)觀有不同程度的把握。
[關(guān)鍵詞]科學(xué)本質(zhì)觀；年齡階段性；科學(xué)教育
對科學(xué)的本質(zhì)的認識、理解就是科學(xué)本質(zhì)觀。關(guān)于科學(xué)的本質(zhì)，一直存在著爭論，但大多數(shù)人相信的確存在著科學(xué)的本質(zhì)問題�？茖W(xué)教育界經(jīng)過討論后一致認為，科學(xué)的本質(zhì)的構(gòu)成成分應(yīng)該是學(xué)校科學(xué)課程中基本的、中心的內(nèi)容。隨著科學(xué)教育的發(fā)展，對科學(xué)的本質(zhì)的描述越來越多地出現(xiàn)在國家文件和科學(xué)課程文件中。
一、科學(xué)的本質(zhì)特征的兩面性
科學(xué)的本質(zhì)特征具有兩面性和復(fù)雜性，對于科學(xué)的本質(zhì)的同一特征存在著后現(xiàn)代相對主義傾向和現(xiàn)代現(xiàn)實主義傾向兩種觀點，有些觀點甚至是針鋒相對的。后現(xiàn)代相對主義傾向描繪的特征更適于人文社會科學(xué)和藝術(shù)創(chuàng)作，現(xiàn)代現(xiàn)實主義傾向描繪的特征更適于自然科學(xué)。對美國的《國家科學(xué)教育標準》和《科學(xué)素養(yǎng)的基準》中有關(guān)科學(xué)本質(zhì)的論述進行整理和提煉，可以發(fā)現(xiàn)許多對反映科學(xué)本質(zhì)的兩面性的說法。
實際上，對科學(xué)本質(zhì)的基本特征的理解不應(yīng)該把兩種傾向的觀點完全對立起來，科學(xué)的發(fā)展本身就是這兩個方面的辯證統(tǒng)一，科學(xué)本質(zhì)的基本特征就是一個矛盾的統(tǒng)一體，正如《面向全體美國人的科學(xué)》中所說的：
雖然科學(xué)家反對能獲得絕對真理的概念，并認為其中不確定性是事物本性的一部分，但絕大部分知識都具有持久性。
科學(xué)的本質(zhì)是通過觀察驗證。但是，科學(xué)理論只適用于已經(jīng)觀察到的現(xiàn)象是不夠的，理論還應(yīng)能適用于那些創(chuàng)立理論時尚未觀察到的現(xiàn)象，也就是說，科學(xué)理論應(yīng)具有預(yù)見性。
科學(xué)研究和其他工作一樣，要借助于能帶來知識的信息和觀點，這一般要通過具有相關(guān)學(xué)科專長的人來實現(xiàn)。但是，在科學(xué)史上，著名的權(quán)威也曾多次出現(xiàn)過錯誤。
二、學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)認識的年齡階段性
作為科學(xué)哲學(xué)家、科學(xué)歷史學(xué)家和科學(xué)社會學(xué)家就是要認識科學(xué)事業(yè)的復(fù)雜性和多面性，但對于學(xué)生就不應(yīng)該完全如此，因為學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解與年齡相關(guān)。比如，年齡較小的學(xué)生憑經(jīng)驗描述結(jié)果，而年齡較大的學(xué)生更注意通過實驗驗證理論或發(fā)現(xiàn)有關(guān)的機理。在校學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)不能夠反映科學(xué)家們的所有科學(xué)活動，向初學(xué)科學(xué)的人特別是中小學(xué)生提供哲學(xué)上非常精確但又不過分復(fù)雜的關(guān)于科學(xué)的本質(zhì)的描述是不合情理的。因此，對科學(xué)的本質(zhì)特征的兩面性的理解要與科學(xué)教育的年齡階段性相適應(yīng)，例如，科學(xué)的相對真理性不應(yīng)是小學(xué)階段的兒童所需要理解的，對于初中階段的學(xué)生也應(yīng)只讓其初步了解，因為他們還沒有能力辨別和理解什么是客觀、什么是主觀、什么是真理，以及它們的相互關(guān)系。學(xué)生們對有些復(fù)雜的抽象的概念在理解上的欠缺，會隨著時間的流逝和經(jīng)驗的積累而逐漸減少，孩子們長大后，會像人類對自然科學(xué)的認識過程一樣——從絕對化到相對化，逐步認識科學(xué)的局限性。
正基于此，美國《國家科學(xué)教育標準》對三個年齡階段的學(xué)生提出了不同的科學(xué)本質(zhì)的標準；《科學(xué)素養(yǎng)的基準》分得更細，對4個年齡階段結(jié)束時要求知道的科學(xué)的本質(zhì)做出了規(guī)定。筆者對上述兩個文獻對科學(xué)的本質(zhì)的同一構(gòu)成因素的各年齡階段的要求進行了整理研究后發(fā)現(xiàn)，對同一個科學(xué)的本質(zhì)的構(gòu)成因素的要求，年齡層次越高，越趨向于后現(xiàn)代相對主義傾向的觀點。例如對“科學(xué)的相對性”的理解，《科學(xué)素養(yǎng)的基準》要求：
到2年級結(jié)束時，學(xué)生們應(yīng)該知道“在不同的地方進行同樣的科學(xué)研究，一般就采用相同的方法�！边@里的關(guān)鍵詞是“一般”和“相同”，這明顯是現(xiàn)代現(xiàn)實主義的觀點；
到5年級結(jié)束時，學(xué)生們應(yīng)該知道“科學(xué)研究可以采用許多不同的形式�！边@里的關(guān)鍵詞是“可以”和“不同”，這是介于現(xiàn)代現(xiàn)實主義傾向和后現(xiàn)代相對主義傾向之間的觀點；
到8年級結(jié)束時，學(xué)生們應(yīng)該知道“科學(xué)研究沒有固定的步驟，但通常包括一些共同內(nèi)容�！边@里的關(guān)鍵詞是“沒有”“通�！焙汀肮餐瑑�(nèi)容”，這明顯是后現(xiàn)代相對主義的觀點；
到12年級結(jié)束時，學(xué)生們應(yīng)該知道“研究內(nèi)容和研究方法有不同的傳統(tǒng)，但有些共同信念�！边@里的關(guān)鍵詞是“不同”“有些”和“共同信念”，這與前一個階段相比更具有后現(xiàn)代相對主義傾向，因為關(guān)鍵詞“有些”比“通常”更具有不定性；而關(guān)鍵詞“共同信念”比“共同內(nèi)容”更加不具體和抽象，“共同信念”是指科學(xué)所有領(lǐng)域的進步都依賴于智慧、勤奮的工作、想象力、甚至機遇，而“共同內(nèi)容”是指搜集相關(guān)事例，運用邏輯推理和想象提出假設(shè)，對所收集到的事例進行解釋和判斷。
因此，學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀具有循序漸進性，隨著年齡層次的增長，學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解越來越接近科學(xué)的本來面貌。 三、科學(xué)本質(zhì)教育的年齡階段性
根據(jù)前面的論述，筆者認為，科學(xué)教育的不同年齡階段對學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀的要求應(yīng)該是不一樣的，總的一個原則是應(yīng)該與學(xué)生的生活密切相關(guān)。對學(xué)生來說，科學(xué)本質(zhì)的定義應(yīng)該便于他們接受、理解，并且與他們的日常生活密切相關(guān)，應(yīng)該明確地把學(xué)生或公民對科學(xué)的認識與依據(jù)科學(xué)所做出的決定聯(lián)系起來，這樣也能得到科學(xué)哲學(xué)家、科學(xué)歷史學(xué)家和科學(xué)社會學(xué)家的一致認可。
�。ㄒ唬┬W(xué)階段
在小學(xué)階段，讓兒童認識現(xiàn)代科學(xué)的理性、漸進性和普遍性是最重要的，不應(yīng)該讓學(xué)生了解科學(xué)的后現(xiàn)代相對主義傾向的觀點，應(yīng)該教給他們現(xiàn)代現(xiàn)實主義傾向的經(jīng)典的客觀真理的科學(xué)主義觀念，讓他們在幼小的心靈充滿著對科學(xué)的向往、對科學(xué)家的.崇拜，激發(fā)起他們學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。
�。ǘ┏踔须A段
在初中階段，可以適當?shù)刈寣W(xué)生了解一些后現(xiàn)代相對主義傾向的科學(xué)本質(zhì)觀，引導(dǎo)學(xué)生逐步認識科學(xué)的本質(zhì)。仔細解讀我國《科學(xué)課程標準（7－9年級）》要求學(xué)生認識的科學(xué)的本質(zhì)一些特征，可以看出，這些科學(xué)的本質(zhì)特征雖然包含了科學(xué)本質(zhì)的后現(xiàn)代相對主義傾向的觀點，但主要還是科學(xué)本質(zhì)的現(xiàn)代現(xiàn)實主義傾向的觀點。筆者認為，對于學(xué)習(xí)科學(xué)的新手（特別是小學(xué)生），過分地強調(diào)后現(xiàn)代相對主義傾向的科學(xué)本質(zhì)觀，對學(xué)生進行科學(xué)教育是不利的，對于學(xué)生進行科學(xué)研究方法的學(xué)習(xí)更是不利的。
�。ㄈ└咧须A段
對于基礎(chǔ)教育的最后階段即高中階段的學(xué)生來說，他們的對客觀世界的認識和辨別能力已基本成熟，例如，高一學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀偏向于后現(xiàn)代相對主義科學(xué)本質(zhì)觀，尤其在科學(xué)具有暫時性、創(chuàng)造性與主觀性方面。因此，高中生所認識或理解的科學(xué)的本質(zhì)相對較多的應(yīng)是后現(xiàn)代相對主義傾向的科學(xué)本質(zhì)觀（但不是全部）、科學(xué)本質(zhì)的兩面性以及科學(xué)的本質(zhì)特征的辯證統(tǒng)一性。
科學(xué)本質(zhì)觀的年齡階段性決定了科學(xué)本質(zhì)教育的年齡階段性，也就是說，在科學(xué)教育中，應(yīng)該通過不同的方式讓不同年齡階段的學(xué)生掌握不同的科學(xué)本質(zhì)觀，正如美國《科學(xué)素養(yǎng)的基準》對學(xué)生的科學(xué)本質(zhì)觀的要求中所說的：
（幼兒園至二年級）在形成科學(xué)世界觀之前，這些早期主動參與的科學(xué)經(jīng)歷，可以產(chǎn)生自然界統(tǒng)一信念的一個方面：同一性；
�。ㄈ昙壷廖迥昙墸┊敽⒆觽兝^續(xù)對這個世界展開調(diào)查時，通過著重解釋不一致性，使一致性的前提得到強化；
�。昙壍桨四昙墸┳寣W(xué)生開始涉及諸如科學(xué)知識的延續(xù)性問題，特別是科學(xué)的可變性問題，并非為是過早。應(yīng)該讓學(xué)生既知道科學(xué)知識的量變，又知道質(zhì)變；
（九年級到十二年級）專題研究可以使學(xué)生有機會來考察如科學(xué)理論和科學(xué)實踐的局限性等問題；考察不同的科學(xué)形成的不同的知識特性；并考察已有科學(xué)的確定性和對這種確定性的突破之間的緊張關(guān)系。
可以用《科學(xué)素養(yǎng)的基準》中的一句話對這個問題作個結(jié)論：“在低年級時，無須對這些問題（筆者注：指科學(xué)事業(yè)）進行清晰的討論，但是，隨著學(xué)習(xí)不斷進步，應(yīng)越來越多地涉及這些問題。到學(xué)生畢業(yè)時，他們應(yīng)能自如地用通用的語言談?wù)摽茖W(xué)事業(yè)的本質(zhì)，并且能夠理解新聞中討論的科學(xué)問題。”
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