一本科学教学理论研究的力作——评《科学教学通论》

母小勇

(苏州大学 教育学院， 江苏 苏州 215123)

从20世纪80年代中期开始，世界发达国家都致力于科学教育理论的创新和科学教育改革。特别是美国联邦教育部和全国性著名教育科学组织在美国大财团的支持下，先后搞了几套雄心勃勃的面向未来的教育改革计划，其中最著名的是由美国促进科学协会制订的《美国2061计划》。该“计划”的目标是用新的教育思想和教育内容培养美国的儿童，使他们适应2061年哈雷彗星再次接近地球时科学技术和社会生活的巨大变化。但是，1991年美国公众的科学知识水平的调查显示：接受调查的一半成年人不知道地球绕太阳一周要花一年时间，不到7%的美国成年人可以按照最一般的定义被称作有科学知识的，只有13%的成年人有理解科学过程的最低水平，甚至有40%的人不同意“占星术终究不是科学”这种说法[1]。我国前些年也出现过令人瞠目的现象：那么多高学术水准的、接受过高等教育的学者、教授和知识分子卷入迷信活动，而且其中也不乏理工科的。严格地说，这些人并不真正懂得科学。因此，我国公众的科学认识水平之低也是可想而知的，我国的科学教育与科学课程值得反思。

在众多的科学教育研究中，袁维新教授的研究是系统的、深入的和创新的。他先后主持了“基于建构主义的科学教学改革研究”、“科学本质教学的理论与实践研究”、“科学概念发展的学习与教学模式与策略研究”、“科学史与科学教学结合的理论与实践研究”等课题的研究，并在此基础上完成了《科学教学通论》(人民出版社，2013年)这部专著。

通观这部专著，让人耳目一新。本书成功地尝试从历史到现实、从理论到实践、从宏观到微观对科学教学中的重大问题进行系统的理论探讨，在科学教学的理论基础、科学教学的教育价值、科学教学的范式转型、科学探究教学、科学概念教学、科学本质教学、科学史教学和科学问题解决教学等方面，进行了卓有成效的研究，提出了许多独到的见解。

本书丰富了我国科学教育教学理论，拓展了科学教学研究的深度。本书作者对国内外各种关于科学本质、科学教育价值、科学教育范式、科学探究、科学概念教学、模型建构教学、科学本质教学、科学史教学、科学创造力教学和科学问题解决教学的观点与策略进行了客观的分析；依据科学哲学阐述了科学的本质，探讨了科学观转变与科学教学范式重建的问题；以科学的社会(工具)价值与科学的人文价值为线索，对科学的价值与科学教育价值进行了多元分析；运用学习心理学理论，论述了科学教学范式如何从科学文化与科学活动的本质出发，摆脱过分强调科学知识接受、忽视科学活动体验的传统科学教学模式，实现从授受向建构、从探究向理解的转变；基于概念重建教学模式和建构性教学模式，提出了“学科学”、“做科学”和“理解科学”的三层面科学教学新范式。作者认为，科学教育目标应该定位于发展学生的科学素养，应该将科学教育内容从科学知识扩大到科学文化，应该将科学教育方式由授受转变为科学探究。英国科学家贝尔纳(J.D.Bernal)早就指出：“科学是一种研究描述的过程，是一种人类活动，这一活动又和人类其他的种种活动相联系，并且不断和它们相互作用。”[2]一位美国学者认为：“人们通常都把科学定义为组织化的知识体系。但是，科学除了事实、原理、定律、理论和假说等内容之外，还包括了观察、实验、沉思、想象、预言，以及获得知识的其他手段等活动过程。甚至还涉及好奇、客观、诚实和惊异等特殊的态度和感觉。”[3]这表明，科学作为一种文化或人类活动，是以科学的语言、符号所记录和表达的科学理论体系及其形成过程，是以物质形态存在的生产和生活工具，是以观念形态存在的科学品质。

本书倡导凸显科学本质的科学教育教学。作者认为，科学的本质包含三个方面的内容：作为科学探究的科学、作为科学态度与精神的科学和作为科学知识的科学。查尔默斯曾经深刻地指出：“理论被解释为人类智力试图解决以前的理论遇到的问题，并且对世界或宇宙某些方面的行为作出适当的解释而自由创造的、思辨的、尝试性的推测或猜测。思辨的理论一旦被提出，就要受到观察和实验的严格的、无情的检验。经不起观察和实验检验的理论必须淘汰，为进一步的思辨的推测所取代。”[4]但科学认识也并非完全由主观约定，而是主观与客观的统一；可是，夸大科学的绝对真理性，将科学外推至任何事物(特别是社会生活事物和关于人本身的事物)并企图控制这些事物则也是相当有害的。库恩的范式理论在客观上起到了消解关于科学绝对真理观的作用。科学追求真，但科学的“真”并不是无条件的，我们承认科学的“真”是在一定的语境下、一定的事物中、一定的程度上的，因为任何科学理论和原理都有其适用条件。因此，科学的本质主要反映在其发展过程中的四个矛盾或矛盾两极的张力之中，那就是“静”与“动”、“证实”与“证伪”、“真理”与“约定”、“实用”与“实在”之间的矛盾或张力。作者认为，教学中凸显科学本质，就可以防止传统科学教学对人的异化，就可以阐释与守护科学的本来意义，就可以塑造一种人文化的独特的人格气质。凸显科学本质的教学，有利于学生树立正确的科学观，有利于学生理解科学的方法与过程，有利于学生理解科学知识的建构本质，有利于培养学生自由探索精神，有利于学生形成科学道德。可见，本书提出的观点与策略与科学本身具备的“静”与“动”、“证实”与“证伪”、“真理”与“约定”、“实用”与“实在”等本质特征是完全一致的。

本书注重对当前科学教学改革和发展问题的探讨，实现了教育理论与教学实践的有机统一。作者除了对科学学习与教学理论进行深入的探索，还特别强调对科学学习与教学中的实践问题及其解决对策的分析。作者对科学探究学习与教学、科学概念学习与教学、科学模型建构教学、科学本质教学、科学创造力教学、问题解决学习与教学等科学教学关注的实践问题，提出了具体的、可操作的建议和教学要点，并有大量教学案例支持，能有效地指导科学教师的课堂教学实践。在提出概念转变的教学策略时，作者认为，揭示学生的前科学概念的策略，是实现概念转变学习的前提；引发学生的认知冲突的策略，是实现概念转变学习的契机和动力；解决学生的认知冲突的策略，是实现概念转变学习的关键。对于培养科学创造力，作者提出了培养和激发学生的创造意识；培养学生的好奇心；鼓励和启发学生主动质疑问难；培养学生的批判精神；培养学生的哲学思维；加强思维训练，培养学生的创造性思维；鼓励和启发学生大胆想象，培养和训练学生的创造想象等教学策略。

我认为，袁维新教授的这本新作是在他深入思考、不断实践的过程中“干”和“做”出来的。在理论上，本书努力突破了传统科学教学的客观主义认识论，确立了建构主义认识论，并以此为基础重建科学教学本质观、科学教学内容观和科学教学过程观。在实践上，本书提出了多样的科学教学模式与策略，能有效地指导科学教师的课堂教学实践。总之，本书是一本理论与实践结合、历史与现实贯通、继承与创新同在的力作。

[1] [美]杰拉耳德·霍耳顿.科学与反科学[M].范岱年，陈养惠，译.南昌：江西教育出版社，1999：186.

[2] [英]贝尔纳.历史上的科学[M].伍况甫，等，译.北京：科学出版社，1983：684.

[3] V.Schmidt，V.Rochcastle:Teaching science with Everyday Things[M].McGrawhill Book company，1982.

[4] [英]A.F.查尔默斯.科学究竟是什么[M].查汝强，译.北京：商务印书馆，1982：47.