科学教育人文化的内涵、价值与实现路径

华吉俊

(云南师范大学教育学部，云南昆明 650500)

习近平总书记指出：“要在教育‘双减’中做好科学教育加法，激发青少年好奇心、想象力、探求欲，培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。”[1]2023年5月29日，教育部等十八部门联合发布了《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》(以下简称《意见》)。《意见》的颁布，充分体现了党和国家对我国科学教育的高度重视。当前，我国公民整体的科学素养仍然偏低。根据第八次中国公民科学素养调查报告显示：经综合测算，2010年我国具备基本科学素养的公民比例达到了3.27%。其中，了解必要的科学知识的公民比例为14.67%，掌握基本的科学方法的公民比例为9.75%，崇尚科学精神的公民比例为64.94%。[2]我国科学教育在实践中存在片面化、表面化、功利化等不良倾向，严重影响了科学教育的质量与公众科学素养的提升。通过强化科学教育人文化的价值，或许可以纠正科学教育发展过程中存在的不良倾向，从而充分保障科学教育实现健康且可持续的发展。

一、科学教育人文化的内涵

科学教育人文化，是指在科学教育中要整合人文知识，融入人文理念，渗透人文精神，以纠正当下科学教育中存在的片面化、表面化与功利化倾向，从而实现全面提升学生的科学素养与人文素养的科学教育目标。“在科学教育中应强调对科学进行人文理解，科学的发展需要人文的导引，人文的进步要以科学为基础。”[3]科学教育人文化，绝不是一个空洞时髦的口号，而是有着深厚的思想基础与深刻的历史渊源的。

早在20世纪30年代，著名科学史家萨顿就在《科学史与新人文主义》这本著作中首先提出了“科学人性化”的哲学命题：“人们必须找到把科学和我们的文化的其它部分结合起来的方法，而不能让科学作为一种与我们的文化无关的工具来发展。科学必须人性化，这意味着至少不能允许它横冲直撞……使科学人性化的最好方式，即使不是唯一的方式，就是对科学作历史考察。”[4]

20世纪60年代，科学哲学经历了一次非常重要的“文化转向”，从“科学知识哲学”转向了“科学文化哲学”。“经过文化转向之后的新科学哲学所持的立场大致是一种文化学的和人类学的立场，也就是一种广义的文化哲学的立场，其根本标志就是对科学哲学的人文理解，力求纠科学主义之偏。”[5]在此背景下，科学教育也需要从“科学知识教育”转向“科学文化教育”。

科学教育人文化，不仅有着深厚的思想基础与历史渊源，也有着迫切的现实意义。当前，科学教育被提到前所未有的高度，但在实践中科学教育仍然存在片面化、表面化与功利化这三种不利于科学教育实现自身健康发展的倾向。“科学教育人文化”正是针对科学教育的片面化、表面化和功利化倾向而显现出其独特的价值和意蕴。

(一)以科学教育人文化纠正科学教育片面化倾向

科学教育片面化是指在科学教育中片面强调科技至上、过分夸大科学功能，从而导致在科学教育中轻视、排斥、打压人文教育的不良倾向。我国教育中重视理工学科、轻视人文社会科学的现象比较明显，这一方面表现在学校开设的课程种类及其比例上，另一方面也表现在人们对人文知识与人文学科的轻视以及对科学知识技术教育的推崇态度上。[6]改革开放以后，我们曾经提出了“科学技术是第一生产力”的口号，一度时期，社会上也流行着“学好数理化，走遍天下都不怕”的口号，这反映出我们对科学教育的片面认识。科学教育片面化不利于科学教育的健康持续发展，也不利于学生科学素养与人文素养的全面提升。因此，科学教育人文化的内涵之一就是要整合科学与人文教育，将人文知识与人文课程纳入科学教育体系，以此纠正科学教育的片面化认识和倾向。

(二)以科学教育人文化纠正科学教育表面化倾向

科学教育表面化是指科学教育中过分重视各个具体科学学科知识的学习，而相对忽视科学方法、科学思想与科学精神等有关科学本质内容学习的倾向。袁振国指出：科学教育应该包括科学的知识、科学的方法、科学的态度和科学的精神这四个层次内容的教育，但在现实中，我国的科学教育却与之经常背离，以上四个方面的内容总会在实施过程中部分的丢失。[7]我国现代科学传入是在民族救亡图存的背景下发生的。在此背景下，我们对科学知识与对科学知识的实际功用的重视，大大超越了对科学方法、态度与精神等科学本质内容的重视。美国国际科学素养促进中心主任米勒曾经提出公民科学素养的“三维模型”，包括对科学原理与方法的理解、对重要科学术语和概念的理解、对科技的社会影响的意识与理解。[8]科学教育的目标是要提升公众的科学素养，而提升公众科学素养的关键在于引导公众实现对科学本质的理解。科学的本质不仅包括科学知识与科学观念，大量的科学本质蕴含在科学史、科学哲学与科学社会学之中。因此，科学教育人文化的内涵之二是要在科学教育中适当融入科学史、科学哲学与科学社会学的内容，这样才能更好的揭示科学的本质，以纠正科学教育长期存在的表面化倾向。

(三)以科学教育人文化纠正科学教育功利化倾向

科学教育功利化是指科学教育在现实的实施过程中逐渐异化为学校、教师、学生追求与实现应试教育目标工具的不良倾向。路甬祥曾指出我国科学教育存在的致命弱点：过分重视知识的单向灌输，但却长期忽视科学精神与方法的培养；我国传统文化和升学考试制度也严重束缚与制约了学生主动性与创新性的发挥。[9]随着应试教育压力越来越大，科学教师在实施科学教育的过程中往往以分数与应试为中心，将科学课程中的知识内容按照应试目标进行筛选和重构，以达到应试价值最大化的目标。在这一过程中，科学课程的教育价值却被压缩，学生的身心健康被忽视，学生素养提升渐趋沦为一种口号。因此，科学教育人文化的内涵之三就是要求科学教师回归科学教育的本质，在科学教育过程中对学生进行必要的人文关怀，以纠正科学教育的功利化倾向。

二、科学教育人文化的价值

(一)科学教育人文化是世界科学教育发展的趋势

纵观世界科学教育的发展历史，我们可以依据科学教育与人文教育在教育系统中的相对地位大致将其分为三个发展阶段。

1.工业革命前：科学教育处于弱势阶段

古希腊的教育内容就有了“七艺”之说，包括“三艺”和“四艺”。“三艺”指语法学、修辞学和逻辑学，“四艺”包括算术、几何、音乐和天文学。这其中包含科学教育的内容，但此时的科学教育并没有完全独立，而是与人文教育融为一体的。“在古代希腊，人们将世界当作一个整体来研究，各门科学还没有从哲学中分化出去……亚里士多德是第一个将许多科学从哲学中独立出来的人。”[10]此后，科学教育也随着科学从哲学中的独立而逐渐独立发展起来。这一阶段科学知识的积累是比较缓慢的，而且从事科学工作的研究群体也比较分散，因此科学教育基本上处于一种自然的状态，更多还是从属于人文教育，处于非常弱势的阶段。

2．工业革命后到第二次世界大战：科学教育强势发展阶段

工业革命后，西方科学知识获得了快速的进步与发展。早在1859年，斯宾塞就提出“什么知识最有价值”这一著名问题，他在将各类知识按照价值的大小进行排列之后，得出“科学知识最有价值”的结论，他认为实证知识才是现代知识的典范，今天我们把它称作科学知识。[11]当科学知识在人类生活中扮演越来越重要的角色时，科学教育也自然从弱势地位转为强势地位，科学教育取代原来的人文教育在学校教育体系中占据主导地位。在这一时期，教育思想上不仅出现了以斯宾塞、赫胥黎等为代表的大力推崇科学教育论的教育理论流派，同时也出现了以纽曼、阿诺德等为代表的大力推崇人文教育论的教育理论流派。这两种教育思潮不断在学术领域和实践层面进行激烈的交锋，但直到20世纪中期，无论人文教育者怎样奋力抗争，在世界范围内科学教育一直占据着主导地位。[12]

3．第二次世界大战以后：科学教育人文化阶段

第二次世界大战以后，科技发展带来的弊端日益显现，生态环境遭到空前破坏，道德水平急剧下滑，整个人类处于核战威胁之中，人类文明面临被毁灭的危险。这使得人类不得不重新审视我们的科技文明，重新反思我们的科学教育，并且重新定位科学文化与人文文化的关系。为实现沟通科学文化与人文文化的目标，著名科学史家萨顿提出“新人文主义”(即“科学人文主义”)，他将科学文化置于人类文化的中心，不过他同时也认为科学的发展需要接受人文文化的引导，科学的发展需要始终坚持“以人为本”的理念。联合国教科文组织发布的《学会生存》报告中，明确提出“坚持科学的人道主义”[13]的主张，这标志着科学文化与人文文化的融合已经成为全人类的共识，科学教育人文化也就成为科学教育继续发展的不可改变的历史方向。由分而合，由两极至中间，这是事物发展的客观逻辑，人文与科学经过漫长的分裂斗争历程，对各自的功能局限都有了充分的发挥与暴露，分裂对立到一定限度，便预示着更高层次融合的契机。[14]

(二)科学教育人文化是中国科学教育历史发展的必然选择

中华民族拥有5000多年的文明史，曾创造了领先世界的科技文明，但至明朝以后，中国的科学技术水平逐渐落后于西方世界。在中国传统教育中，我们始终坚持以“四书五经”为主要内容，科学教育内容被分散在各类典籍之中，并没有形成专门的科学教育体系。因此，我国古代科学教育一直处于潜在发展阶段。五四新文化运动以后，我们开始引入西方的“德先生”(“民主”)与“赛先生”(“科学”)，科学教育才开始登上了历史舞台。

中华人民共和国成立后，我国的科学教育开始逐渐步入正轨。我们依据科学教育在各个历史时期不同的发展目标与发展特点将其划分为三个不同的发展阶段。

1．1949—1978年：科学教育政治化阶段

1949年中华人民共和国成立以后，我国社会百废待兴，这一时期的科学教育被赋予了更多的政治意义。基于当时的国际国内形势，我们提出了“以俄为师”的口号，开始全面引进与学习苏联的科学教育模式，这在当时对于快速推进科学教育起到了积极作用，但是也导致我国没有建立起独立完善的科学教育体系。随着中苏关系破裂，我国的科学教育从1958年开始了独立探索阶段，这一阶段新中国在科技领域取得了一系列辉煌的成就，这些成就提升了我国的国际地位。当然，这一时期的科学教育也受到政治运动的影响与干扰。

2．1978—2000年前后：科学教育经济化阶段

1978年3月，邓小平同志在全国科学大会上提出了“科学技术是生产力”的论断，同时提出“抓科技就必须同时抓好教育，大力发展科学研究事业和科学教育事业”[15]的口号。1988年9月，邓小平同志又进一步提出“科学技术是第一生产力”的著名论断。1995年5月，我国颁布实施了《中共中央国务院关于加速科学技术进步的决定》，明确提出中国将要实施“科教兴国”的战略思想。这一时期科学教育受到空前重视，科学教育事业稳步向前发展，科学教育体制也逐渐走向完善。但是，由于改革开放后我国的经济发展水平低下，这就决定了这一时期的科学教育更加注重其服务经济建设的社会功能，科学教育的功利化色彩较为浓厚。同时，由于整个社会都处于重理轻文的氛围之中，科学教育在实践中被推到极端，甚至出现科学教育与人文教育的对立现象。

3．2001年至今：科学教育人文化阶段

1999年，我国颁布实施了《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》。2001年，我国又颁布了《基础教育课程改革纲要(试行)》。这两个重要文件的颁布与实施标志着我国的基础教育改革进入了一个崭新的历史时期。此后，《全日制义务教育科学(3-6 年级)课程标准》和《全日制义务教育科学(7-9 年级)课程标准》也相继颁布，极大地促进了我国科学教育的发展。在此背景下，我国的科学教育也进入了一个全新的发展阶段。首先，科学教育明确将培养学生的科学素养作为教学的目标与宗旨，改变了传统科学课程中过于重视知识获得与技能培养的惯性做法；其次，在教材编制方面改变了知识呈现的僵化面孔，科学教育内容变得更加形象生动，这些措施都最终促进了科学教育的人文化转变。[16]

长期以来，中国的科学教育一直都具有强烈的功利主义色彩，特别重视科学知识与科学技术的学习应用，却忽视了科学方法、科学思想、科学精神等科学本质内容的学习，这是一种不完整的科学教育，不利于全民科学素养的整体提升。要提升公众的科学素养，最关键的是要促进公众对科学本质的理解，而科学的本质除了科学知识以外，更多是蕴含在科学史、科学哲学与科学社会学等科学知识体系之内。这在客观上要求必须实现科学教育人文化转向，在实施科学教育的过程中必须将科学史、科学哲学、科学社会学的内容适当引入科学教育体系之中。因此，科学教育人文化也就成为中国科学教育历史发展的必然选择。

(三)科学教育人文化是实现中华民族文化复兴的必由之路

中国传统文化是一种以探究生命价值与意义为主的性命哲学，虽然其中也有涉及怎样处理人与自然关系的思想资源，比如“天人合一”“制天命而用之”等思想，但在中国传统文化的体系中始终没有产生出现代科学思想，这是中国传统文化的一个重大缺失。在大力提倡实现中华民族文化复兴的今天，我们必须保持对自己民族文化的清醒认知，才能更好地实现中华民族文化复兴的历史使命。

自五四新文化运动以后，我们开始从西方社会引入科学文化思想，开始了系统地向西方学习科学文化知识的历史进程。经过近一个世纪的学习与追赶，我们基本上完成了对西方近代科学知识的消化与吸收，我们也逐渐缩小了与西方社会在科学领域的巨大差距。20世纪的科学教育为我们民族带来了先进的科学知识与科学技术，为我们带来了物质财富的增长与人民生活水平的提升，却无法为中国人民提供安身立命的精神家园。

在21世纪的今天，西方的科技文明遭遇了发展的瓶颈与困境，而中国的科学技术已经逐渐从学习模仿者向引领超越者的角色转变。在此背景下，片面的科学教育显然不能适应新时代中华民族实现文化复兴的要求，科学教育需要结合中国传统文化，从中国传统文化的思想宝库中寻找创新的灵感与超越的智慧。当然，中华民族要实现文化复兴，是要在吸纳西方近代科技文明成果的基础上，重新发现中国传统文化的优势与智慧，将西方科技文明成果与中国优秀传统文化结合起来，从而实现中国传统文化的现代化。

“通过科学教育变革可以推动中国民族文化的更新，使悠久的中华文明之花在世界的百花园中开得更加艳丽，这就是当代中国科学教育变革的文化使命。”[17]中国的科学教育肩负着整合西方科学文化与中国传统文化的重要历史使命，从这个意义上说，科学教育人文化是实现中华民族文化复兴的必由之路。

三、科学教育人文化的实现路径

(一)外在整合之道：科学教育体系中需要适当增设人文课程

英国著名哲学家、科学家弗兰西斯·培根曾经说过：读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，物理使人深刻，伦理学使人庄重，逻辑与修辞使人善辩，凡有所学，皆成性格。这句话揭示出不同的学科知识具有不同的育人价值，一个人的全面发展需要从不同学科的知识中汲取养分。在人类发展的早期，知识的数量非常有限，所有知识作为一个整体进入教育系统，不存在分科教学的概念。但随着人类知识爆炸式的增长，分科教学势在必行。这一方面提升了知识传输的效率，但同时也造成了知识学习的偏颇，甚至引发了科学与人文的对立。

我国学校以前都是实行文理分科教学，从高中开始所有学生被分成文科生与理科生，分别进入文科班和理科班这两个相对独立的教育系统。文科生从此极少涉猎理科知识的学习，理科生也很少将时间与精力投入到文科知识的学习之中。现在国家正在推进新高考改革，改革以后没有明确的文理分科，这在一定程度上缓解了文理分科所造成的问题。但由于各个学校受到师资与教室等条件限制，学生往往不能完全自由选择参加高考的科目，更多的学生仍然按照传统文理分科的学科来进行选择，即文科生选择历史、政治、地理学科参加高考与理科生选择物理、化学、生物参加高考的比例仍然是最大的。

在当下的科学教育体系内，偏理科的学生几乎整天都沉浸在理科知识的学习中，缺乏人文知识的滋养与人文精神的熏陶，学生的心理与精神世界处于高度紧张状态。这样的科学教育必然会培养出一些身心分裂、情感冷漠的“空心人”。要实现科学教育人文化，首先就要适当增加科学教育体系内人文课程的比例，比如让偏理科的学生选修必要的人文类课程，让学生在接受科学教育的同时，也能接受人文文化的滋养与人文精神的熏陶。只有实现了科学教育人文化，才能培养出身心健康、人格健全、具备基本的科学素养与人文素养的高素质人才。

(二)内在融合之道：科学教育需要借鉴HPS教育理念

通过在科学教育体系中增设人文课程的比例，可以在一定程度上提高理科学生的人文素养。但科学知识与人文知识作为两个不同的知识体系，通常并不能非常和谐地存在于人的精神世界里。这两类知识与两种文化的对立经常会引发人内心世界的冲突与矛盾。因此，仅仅通过外在的整合之道，并不能完全实现科学的人文化，也不能从根本上解决科学文化与人文文化的对立与分裂问题。

要从根本上解决科学与人文的对立与分裂问题，必须深入到科学的本质之中去寻求解决的办法。自20世纪80年代开始，国际上为了解决科学文化与人文文化的对立与分裂问题，专门引入了“HPS教育”，即从科学史、科学哲学、科学社会学三个层面去揭示科学的本质，从而沟通科学文化与人文文化。科学教育人文化需要借鉴“HPS”教育理念，从而找到一条科学教育人文化的内在融合之道。

从科学史的角度出发，我们可以在科学教育中嵌入科学家的故事，也可以深度挖掘科学知识产生的社会文化背景与历史条件，从而深度理解科学知识为什么会产生、在什么样的条件下产生、怎样产生等关于科学知识的本质问题。从科学哲学的角度出发，我们可以在科学教育中引导学生对于科学知识作形而上的哲学反思，也可以在科学教育中引入科学思想、科学方法、科学精神与科学价值等不同维度的科学内容，这样既可以很好的丰富科学教育的内涵，也可以极大的拓展科学教育的外延。从科学社会学的角度出发，可以揭示出科学知识的社会建构本质，从而帮助学生认识到科学知识背后的人性化因素。科学知识既不完全是观察实证的结果，也不完全是逻辑推理的结果，而是受到科学家群体、社会科技水平、社会经济政治文化环境等多方面因素影响的。包括科学知识在内的人类一切知识都不过是“制造并不断再造出来的结果”。[18]科学知识具有相对性、建构性等特点，“科学其实是在个体与社会的整合与相互渗透过程中形成与发展起来的，科学是主客体相互作用的产物”。[19]HPS教育理念揭示出科学知识的背后存在大量人性化的因素，这为科学教育人文化提供了坚实的理论支撑，也为科学教育人文化提供了一条根本的内在融合之道。

(三)实践弥合之道：科学教育需要回归人本立场

“科学的人文回归就是向人的理性与非理性的全面人性的回归，所以，科学的人文化实质就是科学的人性化。”[20]科学教育是一项为了人、依靠人、通过人才能完成的人性化的事业。科学教育需要回归人本立场，科学教育人文化也需要在人性化的教育实践中找到弥合之道。

科学教育的本质是要通过科学教育促进学生的发展。在功利主义盛行的当下，应试教育在中小学大行其道，科学教育中充斥着各种不人道的教育行为。许多科学教师的眼里只有考试与分数，把学生当作填充知识的容器与应对考试的机器，却忽视了学生的身心健康、个性特点、人格发展与精神需求。科学教育需要回归人本立场，需要把学生当作一个有生命、有情感、有个性、有需求、有困惑的正处于发展中的人。科学教育绝不仅仅是向学生单向的传输科学知识，而是要通过对学生进行科学思想、科学方法、科学精神的教育，促进学生科学素养的提升与人格精神的完善。

科学教育人文化需要依靠兼具科学精神与人文情怀的科学教师，需要通过科学教师人性化的教育实践活动才能落实。科学教师是科学在学生面前的代言人，是科学教育系统中最具创造性、最有活力、起决定性作用的因素。一个兼具科学精神与人文情怀的科学教师，只要站到学生面前，就会形成一种伟大的教育力量，就可以向学生呈现出科学与人文完美融合的和谐与美感。科学教育最终是在科学教师与学生每天的互动、交流与沟通中实现的。科学教师可以通过自己富于创造性、充满人文关怀的科学教育活动，向学生示范科学与人文完美融合的和谐样态，让学生感受与体验科学教育背后的人性温度。

总之，科学教育的人文化就是需要科学教师在实施科学教育的过程中始终体现对人的生存、需要、个性、人格等进行人性化的观照与理解，体现“人是教育的出发点”，[21]体现“教育发展从以物为中心的到以人为中心的转换”。[22]科学教师可以通过自己具有温度与情感的教育实践活动“做出人文”，从而在实践中消除科学与人文的边界，最终弥合科学与人文之间的分裂与对立。