基于传统文化视角的科学教育实践——以古法制糖体验活动为例

◆龙磊

(北京学生活动管理中心)

科学与人文是共生的，是互动的，有以人文为导向的科学，也有以科学奠基的人文。在北京教学植物园组织开展的绿色科技俱乐部活动中，尝试以传统文化入手结合植物资源，以传统文化的情景解决了科学教育中的压榨技术问题、出糖率计算的数学问题，取得了较好的效果。

一、传统文化视角下的科学教育

1.科学教育的传统文化资源库

有学者认为，中国传统文化缺乏近代西方科学文化的基因，甚至认为二者是根本对立的两种文化。20世纪初，我国的科学教育几乎是全盘西化，解放初，我们全盘苏化，现在我们又在学习西方。长期以来，限于这种影响，文化与科学显得泾渭分明，科学教育的资源很少取材于传统文化与实践，然而在五千年的中华文化宝库中积累了大量的科学教育素材和案例，具有相当的启发性。在浩瀚的优秀传统文化中，科学教育资源不胜枚举，仅可摘用的古代书籍类就有《齐民要术》《营造法式》《天工开物》《梦溪笔谈》等等，另外在传统习俗、技艺、器具中也蕴含着宝贵的科学教育资源有待挖掘。

在设计开发《哪里来的味道》探究课程之初，是以解决植物有效成分的提取方法和含量计算为知识目标。在传统的科学教育活动中，一般选择橘皮压榨，玫瑰精油蒸馏提取等作为实验内容和方法。而在本活动的开发中选择以宋代科技著作《天工开物》甘嗜篇为蓝本，设计古法制糖体验，将植物有效成分提取的方法技艺巧妙地融入传统文化的大背景中，突出了科学教育的文化性。

2.科学教育中的人文精神渗透

我国科学教育的文化缺失造成了学生科学学习兴趣的低落、科学素养的不足，在科学教育中适时适度地渗透和融入传统文化，就是要挖掘科学教育的文化内涵，使科学教育不是简单的知识和技能的传授，也不是机械的科学方法和思维的习得，更重要的是让科学教育具备文化底蕴和人文情怀。

在《哪里来的味道》的探究实践课中，学习压榨技艺时，摘用《天工开物》选段，学生读到“蔗过浆流，再拾其滓，再轧，又三轧之，其汁尽矣，其滓为薪。”是什么样的机器，会“蔗过浆流”，为何要“再拾其滓，再轧，又三轧之”？当看到古人的“榨汁机”时，学生无不感叹古人的智慧，中国传统的“齿轮”“传送带”设计巧妙，同时学生也自然的理解到由于力量和精度问题导致需要“三榨”，并提出改进设想。在轻松学到压榨技法同时，更感叹古人“物尽其用”的智慧与优秀传统，在这种文化的渗透使科学教育不再空洞，学生兴趣激增，参与度极高，在学习到科学技法的同时，也更多地增强了科学的文化认同和自信。

3.科学教育中的文化体验性

科学课程在实施中要强调设计丰富多彩的探究学习活动，通过学生亲身的活动，感受活动的价值，加强学生在活动中的体验与内省。科学教育的探究活动性与文化课程的体验性不谋而和，二者都强调动起来，这也是文化角度开发科学教育的重要契合点。

在《哪里来的味道》探究活动中，将初榨的蔗渣请学生轮流双手挤榨，一是体验古法中的“三榨”，二是为学生感受取汁之不易和古人智慧。通过这种体验，学生对蔗汁表现的十分珍惜，对古人的“榨汁机”赞叹不已。这种真实的“可体触”体验，更易于学生对食物的珍惜，对古人技法的认同，进而将科学与文化的自信内化于心。

4.科学教育的文化继承和创新

传统文化是一种“精神内核”，它悄无声息地影响着我们的思维方式。在科学教育中，一味地摒弃、批判或夸大传统文化对科学教育所追求的真理、客观的阻碍，显然是有失偏颇的。在众多华裔科学家中，多数都是接受四书五经的传统基础教育后才出国深造。由此可见，传统文化并非就是对科学思维产生负面的影响。相反，我们倒是应当在科学教育中继承和创新优秀文化传统。2015年屠呦呦荣获诺贝尔生理学或医学奖，她从中国传统医药宝库里寻找出了青蒿素并用于疟疾治疗的科学探索，这种建立在传统文化基础上的研究，正是优秀文化的科学传承和创新。

在《哪里来的味道》探究课程的开发与设计上，师生探讨了古法熬糖的工艺，古人熬糖用“三连锅”熬制，“火候”掌握在师傅手中，显然这些技法不够“科学”而是凭经验。在尝试熬糖的体验活动中，学生们尝试了这种“火候”，大家发现这种经验，极难掌握。能不能有一个科学的定量或表述呢？学生想到了，蔗汁定量、火力大小、秒表计时等方法。这种体验传统技法的实践活动中，学生能够自觉地联系现实生活，利用具有文化传承的情景可以帮助学生更好地理解和学习科学，同时对传统文化也是一种继承和创新。

二、文化视角下开展科学教育存在的问题

1.科学教育中文化意义的衰微

在现行的科学教育中，科学知识、方法、技能和科学思维仍是教育的重点和主流，不论是从教材、师资、软硬件建设上来看，当前的大环境下科学教育中不自觉地忽略了人性、做人与做事、人格理想甚至技术功力方面的引导，这些都可以从传统文化中汲取养料并融入到科学教育之中。在《哪里来的味道》课堂上，学生习惯性的强调知识与技能的习得，如学会了熬糖、如何熬糖，而忽略何时熬糖、为什么熬糖、熬糖做什么等与科学和文化紧密相关的问题。

2.科学文化的标准并不明确

科学知识的文化内涵阐述暂不明确，亓英丽通过梳理各学科的课程标准，认为各学科课程标准对科学具有文化反映的意识，但还缺乏显性的表述，这种无依可寻状态下，以文化为切入开展科学教育，特别是对科学教育中人文目标的设定和达成具有一定的随意性。《哪里来的味道》是基于北京教学植物园招募的绿色科技俱乐部会员开展的探究体验活动，作为校外实践活动标准的缺乏，使得开展活动目标自主性强，系统性弱。

3.传统文化的多样性挑战

中华民族具有千年的文化传承，因历史长，地域广，文化也呈现出多样性。以传统文化为切入点开展科学教育，势必出现因文化或是文化理解差异而产生的科学教育分歧。找到符合地域特色的文化切入点，是从文化入手挖掘和开发科学教育的难点。熬糖同样存在地域性差异，如北方的甜菜熬糖和南方的糖蔗熬糖，工艺上也存在一定的差异。体验课中使用果蔗熬糖，而学生实际并没有接触糖蔗的实际经验，这种错位使得文化的浸润中科学教育稍有折扣。

从传统文化的视角切入，进行科学教育是一种尝试，这也得益于校外教育的实践性和开拓性。在以古法制糖体验为主要内容的科学与文化融合教育尝试中，通过古文阅读、古机具分析、古法体验等小环节，实现将科学教育中利用压榨法，提取植物的有效成分，并测算其含量的活动目标予以呈现，取得了较好的效果。突出表现在学生兴趣浓厚，知识获得扎实，科学和文化认同感显著增强。在科学教育中融入传统文化和人文精神，更有助于学生科学素养、人文底蕴的培养。