趙月梅

（晉中師范高等?？茖W校自然科學系，山西榆次030600）

大學生就業(yè)難已成為一個突出的社會問題，眾多學者專家和政府官員認為，高等教育的反思與改革是解決這一問題的重要途徑之一。筆者認為課堂教學是學校教育的主渠道，除課程設置與專業(yè)結構調整外，更新課堂教學理念、改革課堂教學方式、提高課堂教學質量，培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)型、創(chuàng)新型、綜合型高素質人才是解決大學生就業(yè)難的重要舉措，是當前高等教育急待研究的重要課題。本文從科學的本質出發(fā)，對改革高等理科課堂教學作一些思考與討論。

一、科學的本質

（一）傳統(tǒng)的科學觀

自古以來人們認為科學是一種知識體系，這種常識性的科學觀有著其合理性，認識到科學研究的成果是一種系統(tǒng)化的知識即科學理論，但它沒有刻畫出科學的本質，因而也就不能將科學與非科學、前科學、偽科學等加以劃分。20世紀上半葉石里克、卡爾納普等提出了邏輯實證主義的科學觀，把 “可證實性”（即具有被證實的可能性）作為科學的本質特征，認為科學是一種可實證的知識系統(tǒng)，科學認識的過程就是實證的過程。20世紀40年代后英國科學哲學家波普爾提出了邏輯證偽主義的科學觀，他把 “可證偽性”（即具有被證偽的可能性）作為科學的本質特征，認為科學是一種可證偽的知識系統(tǒng)，科學認識的過程就是證偽的過程，是在尋找錯誤的過程中，不斷逼近真理的過程。當允許證偽時一個科學假設的生命力在于它沒有被證偽。他認為應當把理論系統(tǒng)的可反駁性或可證偽性作為分界標準，一個理論系統(tǒng)只有做出可能與觀察相沖突的論斷，才可以看作是科學的，通過設法造成這樣的沖突，通過設法駁倒它，一個系統(tǒng)才真正受到檢驗。［1］波普爾把科學知識的可證偽性作為科學的本質特征的主要原因：一是從科學知識的本質特征上來看，科學知識往往具有 “可錯性”，亞里士多德的物理學、托勒密的地心學說等都曾被認為是真理，但隨著科學的深入和發(fā)展發(fā)現(xiàn)其中是有錯誤的。二是從邏輯上來看，對全稱命題而言，證實是無盡的，人類的經(jīng)驗獲得對于無盡是無能為力的，而證偽只需一項，即全稱命題決不能從單稱命題中推導出來，但能夠被單稱命題反駁，從單稱命題之真論證全稱命題之假是可能的。因此檢驗假說時并不要求它能在肯定的意義上被一勞永逸地挑選出來，而是能在否定的意義上借助經(jīng)驗檢驗的方法被挑選出來；［2］三是從可檢驗性程度上來看，一種理論愈是精確，它就愈易于遭到反駁，愈具有更高的可檢驗度，則也就愈具有更多的 “科學性”。

實際上邏輯實證主義的 “可證實性”與邏輯證偽主義的 “可證偽性”都是可檢驗性，他們從不同側面揭示了科學知識的可檢驗性的特征，科學命題就是能夠被經(jīng)驗事實檢驗其真?zhèn)蔚拿}。上述三種觀點把科學定義為系統(tǒng)化的可檢驗的知識，從既成的形態(tài)概括了科學的本質特征，有著它的深刻之處，長期為人們所接受，成為19世紀以來傳統(tǒng)的科學觀念。但是這種傳統(tǒng)的科學觀基本上只是把科學等同于科學研究的結果即靜態(tài)的科學理論，忽視了科學研究的過程即建構科學理論的動態(tài)的探究過程，且基本上是只看到科學研究內部的認知要素，忽視了科學研究內部和外部的社會文化因素。因此，傳統(tǒng)的科學觀雖然正確地指出了科學研究的結果即科學理論是一個可檢驗 （可證實或可證偽）的知識系統(tǒng)，但是僅僅局限于這個命題就會讓人們形成一種誤解，認為科學只與科學理論和獲取經(jīng)驗事實對科學理論進行證實或證偽的觀察實驗技能兩個因素有關。

（二）新的科學觀

20世紀60年代之后人們不再滿足于傳統(tǒng)的狹義科學觀，開始從各個角度認識并定義著科學，對科學進行著各種解釋。在這場什么是科學的討論中，著名的加拿大科學哲學家薩伽德和邦格提出的一種廣義的科學觀，更全面更合理地界定了科學，成為科學觀變遷的一次質的飛躍。他們認為科學是一種特殊的社會文化探究活動，且把科學這種社會文化探究活動的 “特殊性”作為科學的本質特征，邦格在解釋這種特殊性時引入了 “認知域”的概念。邦格認為從文化的視角來看，人類的認識活動均包含十大元素，這些元素相互作用而構成一個認知域。可以表示為：E＝（C，S，G，D，F(xiàn)，B，P，K，A，M）。其中，E為認知域，C為認知主體，S為承認C的地位的社會，G是C所持的總體看法、世界觀或哲學，D是E的論域，F(xiàn)是形式背景，即E所使用的邏輯或數(shù)學工具，B是特殊背景或從其他知識領域得到的有關D的一組前提，P是問題組合或E可能處理的一組問題，K是E所積累的特殊的知識儲備，A是C對E所抱的目的或目標，M是方法體系。雖然各個認知域都由這十個元素組成，但元素的不同則表明認知域的不同?？茖W作為一種特殊的社會文化探究活動，其特殊性即本質特征表現(xiàn)在以下12個方面：（1）E的十個組成部分都隨著各自同一領域或有關領域的研究成果而發(fā)生變化。（2）E中進行研究工作的社團C是由這樣一些人組成，他們不僅受過專門訓練，彼此交往密切，而且開創(chuàng)或者維護一種研究傳統(tǒng)。（3）承認C的地位的社會S鼓勵或至少容忍C的成員進行活動。（4）論域D完全是由過去、現(xiàn)在或未來的真正實體所組成。（5）總體看法或哲學包括以下各項：（a）一種認為世界是由按照規(guī)律發(fā)生變化的事物組成的本體論；（b）一種實在論立場的 （而不是唯心主義或約定主義的）認識論；（c）一種推崇清晰、精確、深度、融貫和真理的價值觀體系；（d）主張自由探索真理的精神。（6）形式背景F是由最新的邏輯或數(shù)學理論組成的集合。 （7）特殊背景B是由從與E有關的其他研究領域中得到的最新的和有理由認為是可以得到確證的數(shù)據(jù)、假說和理論組成的集合。（8）問題組合P完全由有關D的組成部分的性質 （特別是規(guī)律）的認識問題及有關E的其他組成部分的認識問題所組成。（9）知識儲備K是一個由最新的其可檢驗的理論、假說和數(shù)據(jù)組成的集合，它們與B和以前在E中取得的理論、假說和數(shù)據(jù)相一致。（10）目的A包括發(fā)現(xiàn)或使用D的規(guī)律，把有關D的假說加以系統(tǒng)化即使之成為理論以及改進M中的方法。（11）方法體系M包括可考察的和可以找到理由的程序。（12）E是一個更大的知識領域的組成部分，即至少有另一個 （相鄰的）研究領域使得這兩個領域的總體看法、形式背景、特殊背景、知識儲備、目的和方法體系有著真正重合的部分；使得一個領域的論域包括在另一個領域的論域之中，或者說一個領域的論域中的每個分子即組成部分都是屬于另一個論域的體系的組成部分。［3］一種社會文化認知活動如果具備上述12個特征就是科學活動。按照這個定義，科學包括物理學、化學、天文學、地學和生物學這五門學科。

以上這種廣義的科學觀多角度多方位地審視科學，較傳統(tǒng)的狹義科學觀具有更大的合理性，既看到靜態(tài)的科學研究成果即科學理論，也看到動態(tài)的科學研究活動過程本身即科學理論的建構過程；既看到科學研究內部的認知要素，也看到科學研究內部和外部的社會文化要素。

二、改革高等理科課堂教學的兩點思考

（一）更新課堂教學理念，真正確立素質教育的高等理科課堂教學目標觀

傳統(tǒng)的科學觀曾經(jīng)深深地影響著近現(xiàn)代科學教育觀，科學教育理論都把科學教育僅僅等同于科學知識的教育，反映到科學教育實踐上就是僅僅強調和注重科學知識與觀察、實驗技能 （即“雙基”）教育，使受教育者接受已經(jīng)確證的系統(tǒng)知識和相應的技能便成為科學教育的全部目的和最高目標。雖然新的科學觀自從提出之后就開始影響著現(xiàn)代科學教育觀，人們已經(jīng)顯著地認識到科學教育不應是僅僅強調和注重科學知識與觀察、實驗技能的傳授和學習，而是要全面提高全體學生的科學素養(yǎng)。但是作為科學教育的高段教育高等理科教育目前仍然存在著誤區(qū)，認為課堂教學的目標仍然是傳授知識與技能，而學生科學方法的訓練、科學能力的培養(yǎng)、科學觀和科學精神的形成則是歸于課堂之外的生產實習、課題研究、社會實踐等活動之中，這種理念反映到課堂教學實踐中就是先由教授傳授科學理論，后由青年教師帶領學生做實驗，以對相應的理論加以驗證。這種觀念需要我們認真反思。

筆者認為理科教育的目標是全面提高學生的科學素養(yǎng)，且高等理科課堂教學是學生科學素養(yǎng)全面提高的重要陣地。第一，課堂之外的生產實習、課題研究、社會實踐固然很重要，在學生科學素養(yǎng)的形成中有著不可替代的作用，但是課堂教學在當今仍然是小學、中學、大學本科等各個學段學校教育的主渠道，因此，理科課堂教學不僅是大學本科學生獲取科學知識與技能的主渠道，也是他們掌握科學方法、提高各種科學能力、形成科學觀和科學品質、全面提高科學素養(yǎng)的主陣地。第二，上述新的科學觀認為，科學活動不只包括經(jīng)驗事實和科學理論 （B、K）兩個要素，同時還包括文化觀念因素 （G、F、A、M）和社會因素 （C、S）等，上述科學的12個特征表明，科學的本質是多元的，其過程是科學活動，科學活動的本質特征是探究，其成果是科學理論知識，科學知識最基本的本質特征是可以檢驗性和不斷發(fā)展性，其認知主體是科學家，其活動規(guī)范是科學精神，其哲學信條是科學本體論和科學認識論，其社會功能是促進社會的物質文明與精神文明建設。這就告訴我們，科學家不只是站在一個理論背景上而是站在一個包含理論但又比理論大得多的文化、社會背景上去研究自然獲得人類未知知識建構科學理論的。同樣在高等理科課堂教學中，學生對科學知識的學習也不應是一個被動的接受過程，不應是只在理論背景上而是在一個包含理論但又比理論大得多的文化、社會背景上建構人類已知自己未知知識的，學生的科學素養(yǎng)就是在這種以一定的科學觀為指導、運用一定的科學方法解決一定的科學問題從而建構新知識的學習過程中得以形成和提高的。因此，要提高高等理科教育質量必須更新課堂教學理念，真正確立從科學知識、科學方法、科學能力、科學觀和科學精神等方面全面提高學生科學素養(yǎng)的高等理科課堂教學目標觀。

（二）轉變課堂教學方式，培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)型、創(chuàng)新型、綜合型高素質人才

要達成上述全面提高學生科學素養(yǎng)的高等理科課堂教學目標，就必須轉變課堂教學方式。先進的教育觀念是通過先進的教育方式體現(xiàn)出來，同時教育觀念轉變本身也是在教育方式轉變中進行，觀念不轉變方式轉變就沒有了方向和基礎；方式不轉變觀念轉變就失去了歸宿和落腳點。因此，高等理科課堂教學改革既要重視觀念改革的先導作用，也要重視方式改革的載體作用。就教與學的關系而言，教師的教育觀念、教學方式、教學行為的轉變最終都要落實到學生學習方式的轉變上，學生學習方式的轉變對于學生科學素養(yǎng)的全面提高具有極其重要的實質性意義，因此轉變大學生的學習方式是改革高等理科課堂教學的重要內涵。轉變大學生的學習方式就是要改變目前理論課上接受知識、實驗課上驗證知識的這種單一、他主、被動的學習方式，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于思考的多樣化的課堂學習方式，使學習過程更多地成為學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題、發(fā)展問題的過程，從而使學生的主體性、能動性和創(chuàng)造性不斷得到發(fā)展，使學生成為創(chuàng)業(yè)型、創(chuàng)新型、綜合型高素質人才。

1．大力實施探究教學，加大學生探究學習的比重，在知識建構中實現(xiàn)學生科學素養(yǎng)的全面提高。由上述科學的本質可見，科學的目標是求真，科學的任務是認識自然界，對自然界的客觀規(guī)律作理論表述。自然界的事物都有其現(xiàn)象和本質，現(xiàn)象是指事物的外部形態(tài)和聯(lián)系，可被人們直接感知；本質是指事物的內部結構和聯(lián)系，雖不能直接感知但它是決定事物現(xiàn)象的內在因素，能夠通過現(xiàn)象表現(xiàn)出來。人類在科學活動中不僅認識事物的現(xiàn)象，而且透過現(xiàn)象認識事物的本質，獲得了反映自然界事物現(xiàn)象與本質屬性的系統(tǒng)的科學知識即科學理論，而這個過程就是科學探究。探究教學就是在教學活動中教師引導學生通過類似科學家透過現(xiàn)象認識事物本質的科學探究過程開展學習的教學方式，包括提出科學問題、建立科學假說、獲取科學事實、檢驗與評價、表達與交流五個環(huán)節(jié)，［5］即針對教學內容提出相應的科學問題；依據(jù)已有的知識與經(jīng)驗對問題的答案進行猜想，建立科學假說；運用一定的過程和方法獲取一定的科學事實對假說的正確性進行檢驗，確認假說獲得新知，且對研究方法進行評價；對學習成果與大家交流，得到大家的認可且與大家共享?？梢?，探究學習是以發(fā)現(xiàn)和提出科學問題為起點，以運用一定的方法和途徑解決問題為歸宿，在這個過程中學生把對科學方法的訓練、科學能力的培養(yǎng)、科學觀的形成與科學精神的養(yǎng)成貫穿在科學知識的建構、知識體系的擴展和知識原理的應用之中，從而使自己的科學素養(yǎng)得以全面提高。在教學實踐中應把握以下實施要點：①增強探究教學意識，加大探究學習比重。上述可見探究學習對于學生科學認知方式的形成和科學素養(yǎng)的全面提高具有其他學習方式不可替代的重要作用，而教材基本是以知識結論的形式呈現(xiàn)給學生的，這就要求教師增強探究教學意識，善于依據(jù)教材內容的特點、學生已有的認知經(jīng)驗與能力以及教學條件等，為學生的學習設計探究過程，加大學生探究學習的比重。這里就要充分體現(xiàn)教師不是教教材而是使用教材教學，師生不僅僅是教材的使用者和課程的實施者，更是教材的建設者和課程的開發(fā)者。②優(yōu)化探究教學過程，提高探究教學質量。在探究過程中科學猜想與檢驗是兩個最富有智慧和創(chuàng)造性的環(huán)節(jié)，蘊涵著極大的教育功能和價值，教師要精心設計。猜想的環(huán)節(jié)主要是一個思維過程，既要加強邏輯思維的運用，更要注重創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，特別是愛因斯坦推崇的理性的自由創(chuàng)造；在歸納推理中既要有亞里士多德的枚舉歸納法，更要注重培根的排除歸納法的運用；［6］既要有定向思維的運用，更要有發(fā)散性思維的培養(yǎng)，在科學猜想環(huán)節(jié)上力求窮盡所有的解往往是獲得研究成功的關鍵，例如哥白尼在研究天體運動時認識到了“視運動”與 “實在運動”的區(qū)別，指出每一個視在的位置變化都有觀察對象運動、觀察者運動或這兩者位置發(fā)生不同的變化三種可能性，正是這個多向選擇的猜想與檢驗，推翻了統(tǒng)治已久的“地心說”，導致了 “太陽中心說”的創(chuàng)立而成為科學史上的一大創(chuàng)舉。檢驗的環(huán)節(jié)主要是一個觀察、實驗獲取科學事實且分析實驗結果與假說是否相符的過程，但這里首先要思考設計如何獲取、獲取怎樣的科學事實可以對其假說的正確與否作出明確有效的檢驗，即設計觀察實驗方案，在此教師要善于引導學生把實驗課上的驗證性實驗轉化為探究性實驗整合到理論課的探究學習中，且注重實驗設計中變量的有效控制；善于引導學生理解和運用上述科學的本質特征中波普爾提出的科學知識的可證偽性是比可證實性更為合理的可檢驗性，運用批判性思維檢驗假說即在反駁中挑選真理；要注重引入科學史上科學家們經(jīng)典的科學設計方案，從而加強對學生的科學發(fā)展思想、科學實驗設計方法、科學認知方式等教育。

2．深入開展STS教育，加強學生的應用性學習，在知識運用中突顯學生創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)與提高。由上述科學的本質可見，科學活動有賴于認知、社會、文化等背景，但科學與社會是相互作用和聯(lián)系的，科學的多元本質之一就是促進社會的物質文明和精神文明建設。如果說上述探究學習是學科學的先進方式，那么這里的STS教育則更多的是關注用科學教育，是加強科學、技術與社會相互關系中科學對技術和社會發(fā)展的促進作用教育。在高等理科課堂教學中，教師要注重引導學生把學到的科學理論運用于社會生產實踐和生活實際中，特別要與當今的社會熱點問題相聯(lián)系，引導學生把課堂上的理論知識與相應的社會、文化、政治、經(jīng)濟、軍事等問題如能源的開發(fā)與利用、空間技術的發(fā)展與前景、現(xiàn)代戰(zhàn)爭的特點與武器、國防與信息安全、通訊與網(wǎng)絡、環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展、裝飾材料與食品安全、生產安全與生產效益、生態(tài)農業(yè)與設施農業(yè)、土地性質與規(guī)劃等相聯(lián)系，對其現(xiàn)狀、存在問題與改進措施開展討論，這樣不僅能夠顯著提高學生運用知識的能力，還可以為學生將來的就業(yè)和創(chuàng)業(yè)提供思路和選擇。

總之，高等理科課堂教學要由過去僅僅強調和注重科學知識與觀察、實驗技能的傳授和學習，轉變?yōu)橐嫣岣呷w學生的科學女，漢族素養(yǎng)；由過去僅僅強調和注重科學知識教育，發(fā)展為還要加強科學發(fā)展思想、科學研究方法和科學史實教育；由過去僅僅強調和注重觀察與實驗技能的培養(yǎng)，發(fā)展為還要加強科學思維能力、科學實踐能力、科學學習能力、科學探究能力、科學創(chuàng)造能力以及把相關的科學知識運用于日常生活和生產的能力、正確處理日常事務的能力等綜合能力的全面培養(yǎng)；由過去僅僅強調解決科學內部的認知問題，發(fā)展為還要整體認識自然和科學，正確認識和處理科學、技術與社會的相互關系，關注和解決科學、技術與社會的熱點問題；由過去單純的學科教育發(fā)展為有關科學的教育，從而提高課堂教學質量，培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)型、創(chuàng)新型、綜合型高素質人才。

［1］〔英〕卡爾·波普爾．猜想與反駁 ［M］．上海：上海譯文出版社，1986：365．

［2］〔英〕卡爾·波普爾．科學發(fā)現(xiàn)的邏輯 ［M］．北京：科學出版社，1986：15．

［3］〔加拿大〕邦格論．什么是假科學［J］．哲學研究．1987（4）：46-48．

［4］趙月梅．科學課程與教學論 ［M］．太原：山西教育出版社，2008：40．

［5］〔美〕（德裔）愛因斯坦．愛因斯坦文集 （第一卷）［C］．北京：商務印書館，1976：．541-543．

［6］〔英〕培根．新工具［M］．北京：京華出版社，2000：104-135．