科学和儿童本性的回归

科学和儿童本性的回归

──科学探究性学习教学目标之探究

罗星凯

（广西师范大学科学教育研究所物理教育研究室，桂林 541004）

原载《广西师范大学学报（哲学社会科学版）》2003年第1期

〔摘要〕在新一轮国家基础教育课程改革中，为什么要把科学探究提到科学教育的核心的地位？本文从科学研究的本质、人类学习的本质和科学教育现实的视角对此进行了解读。

〔关键词〕科学探究；科学教育；学习方式；探究性学习；科学哲学；建构主义

对于科学而言，探究是理所当然的事，没有探究何来科学？而谈到探究性学习1[1]，则远非是不证自明的。我们首先要自问的是：对于中小学生，学习的时间十分有限，学习的内容又主要是相对成熟的人类已有科学知识成果，为什么要提倡费时费力的探究性学习？通过学生的科学探究性学习究竟要实现什么样的培养目标？研究科学探究性学习，首先要正视的是这样的涉及教学目标的问题，否则，后续问题的研究，如内容的选择和探究性学习活动的组织与教学设计，就没有明确的方向。

讨论教学目标，要考虑的因素很多，个人发展的需要和可能、学科的发展和可能，社会发展的需要和可能，特别是新世纪对人才的要求等等，都是必须纳入研究范围的。然而，就科学探究性学习来说，所牵扯到的最根本性的教育问题，就是科学探究的本质和学生学习的规律。因为，要实施真正意义上的探究性学习，而不是形式上的、走了样的探究性学习，就必须对科学探究的真面目有恰当的认识，也必须对学生怎样才能有效、有意义地学习有尽可能多的和尽可能清晰的了解。本文力图通过对在这两个问题上理论的梳理和现实的反思，来思考和定位我们当前在“实施以德育为核心、以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育”的大背景下，推进科学探究性学习的教学目标。

一、对科学探究的探究

如前所述，要追求一种不走样的科学探究性学习，我们首先要弄懂的就是科学上的探究，也即要对科学探究来一番探究。这个问题本身实际上早已成为一个科学问题，而且是一个大的科学问题。自从人类有了灿烂的文化以来，就有科学知识的出现，也就产生了探讨科学认识的需要。特别是17世纪以来，随着新科学的兴起，通过对科学知识的分析来探讨认识论问题成为哲学研究的热门。科学，在我们心目中往往意味着真知，但我们称之为“科学”的这个东西到底在何种程度上反映了客观现实？真实地表达了客观实在的科学真理到底存不存在？科学知识是怎样产生和发展的？在科学研究中，观察和实验究竟扮演什么角色？比较和评价科学理论的标准何在？对这些涉及到科学知识的本质、起源、动力以及知识的确定性和真理性的问题，在成天与科学研究打交道的自然科学家中间，也都是仁者见仁、智者见智，在科学哲学家中间就更加是争论不休的了。对近代科学哲学的一些主要流派的考察或者能够给我们的科学教育带来一些启示。

国家基础教育课程改革项目课题（编号：AHA010019）、广西教育科学“十五”规划课题（编号：2001A015）“科学探究性学习的理论与实验研究”资助研究成果。

[作者简介]罗星凯（1958－），男，湖南新邵人，广西师范大学科学教育研究所所长，教授，博士。

1[1] 关于探究性学习的含义，参见罗星凯、李萍昌. 探究性学习：含义、特征及核心要素. 教育研究，2001，(12)：52～56和罗星凯. 透视科学探究性学习. 人民教育，2002，(9)：35～37.

在古典经验论的归纳主义和古典唯理论的演绎主义对科学知识的来源与发展的解释都陷入失

败的困境之后，20世纪30年代初期兴起了逻辑经验主义。针对古典经验论所遇到的困难，它们强调了经验基础的或然性，用具有一定概率的假说代替证明的知识，并以是否“有意义”作为区别科学与非科学的标准。逻辑经验主义提出了观察语言和理论语言两种语言模型，认为观察语言或观察词汇是明白清楚、意义不变的，而理论名词或理论词汇所具有的任何意义必须并且仅仅得自于使用它们的理论公设与对应规则，从而把观察语言视为科学概念形成和假说验证的唯一源泉，并作为比较科学理论的唯一基础。这种语言模型的划分过于简单化甚至歪曲了科学研究的现实，一开始就受到了普遍的质疑。该理论在科学教育上的反映，就是对观察和实验的简单化理解、机械化处理。而事实上学生的观察和实验学习过程与他们原来已有的知识和观念的关系甚大[1]，学生头脑中的“前科学概念”尤其不容忽视，因为“它们不仅影响学生们对事物及现象的解释和表述问题的结构，而且将学生的注意导向一个特定的方向，因而进一步影响他们正在进行中的观察和实验活动。”[2]这样，逻辑经验主义仍然无法解决科学知识证实标准以及科学认识如何由变化不居的感觉经验上升为恒定、普遍的理论命题的问题。

在二十世纪三十年代中期，卡尔·波普开始系统地提出了与证实主义相对立的证伪主义。他认为“科学客观性的要求必然导致每个科学陈述都必定是试探性的。”一个科学理论即使得到千百次的验证，都不能被最终证实，但是一次反证就足以证明它为假。因此波普认为科学之所以科学，在于可以被证伪，而不是经验主义的证实或概然地证实，在科学的任何层次上都没有经验的确实性。在波普看来，要求确实性不是科学家的态度，是信仰者的态度。使一个人成为科学家的，并不在于他掌握知识、掌握无法反驳的真理，而是他坚持不懈地、不顾一切后果地采取批评态度的对真理的寻求！科学不是通过观察的积累，而是通过证伪来发展的，通过对理论的不断反驳，一再推翻现有的科学理论，用新理论取而代之而使科学得到进化。而且假说一旦被证伪，就必须排除出科学。因此，牛顿和麦克斯韦的理论以及爱因斯坦的科学革命，成了波普派最喜爱的伟大的可证伪理论的典型；而迈克尔孙-莫雷实验和爱丁顿勋爵为验证广义相对论预言而进行的对日全食时星光经过太阳的偏离的观测，则是使他们深感“理智上的震动”的判决性实验。

然而，波普派关于科学发展的“不断革命”论无法解释相对静态的科学知识的常规积累过程。对此，以托马斯·库恩和法伊尔阿本德为代表的历史主义学派提出了新的观点。作为科学史家，库恩经过仔细考察科学生活的事实，发现许多科学行为，包括科学巨人的行为，都是不断地违反公认的方法论准则的，但这一点也不妨碍科学事