科学的本质与科学教学1.docx

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1、群的本质与教育中由来已久的传统是提倡将HPS融入科学课堂、课程及教师教育，以产生文化、教育、个人及科学效益，用当下的术语说是将科学的本质(NatlIreofSCielICe,NOS)带入科学课堂、课程及教师教育。我们可以将其称为规范的NOS传统。该传统主张为了一些个人目标、文化目标及学科目标，学习科学的学生应该对科学本身有所了解，尤其要了解科学在哲学或方法论方面的独特之处。18世纪的约瑟夫普里斯特利(JOSePhprieStIey)可被看做是这一传统的奠基人，这一点在第七章已经提到过。他撰写了第一本有关电学史和光学史的书，由此自然哲学家可以借鉴前人成功和失败的经验。这一传统在19世纪的核心代表

2、人物有威廉休厄尔(WiIIiamWhewell)(Whewell185S)、托马斯赫胥黎(ThomasHuxleyXHuxIey1868/1964)和恩斯特马赫(EmstMach)(Mach1886/1986)020世纪早期的核心代表人物有美国的约翰杜威(JohnDeweyXDewey1910),英国的弗雷德里克韦斯塔韦(FrederiCkWestaway)(Westaway1929)和埃里克霍姆亚德(BriCHolmyard)(Holmyard1924)0在北美国家，这种传统得以延续，20世纪40年代的代表人物有约瑟夫施瓦布(JOSePhSchwab)(Schwab1949);60年代的代表

3、人物有利奥克洛普弗(LeOKlopfer)(Klopfer1969)和詹姆斯罗宾逊(JameSRobinson)(Robinson1968);70年代的代表人物有吉姆卢瑟福(JimRUtherfoE)(RUtherfoE1972,2001)、杰拉尔德霍尔顿(GeraIdHolton)(Holton1975,1978)、罗伯特科恩(RoberlCohenXCohen1975)和迈克尔马丁(MiChaelMartin)(Martin1972,1974)。在过去30年间，许多科学教育家发展了这一规范性传统，其中最著名的当属德里克霍德森(DerekHodson)(1986,1988,2008,2009

4、,2014)、理查德杜舍尔(RiChaMDUSChI)(1985,1990,2004)和曼苏尔尼亚兹(ManSOorNiaZ)(2009,2010)等人？。本书的序言部分已经提到，历史、哲学与科学教学国际组织(IIIPST)自1989年开始每两年召开一次会议，并发行相关刊物科学与教育，对这一传统做出了突出贡献。自1992年创刊以来，科学与教育发表了800多篇有关历史、哲学和科学教学的研究论文，其中上百篇论文都提交到了IHPST国际和地区会议上。除了倡导或规范性工作以外，最近关于NOS的实证研究稳步增长。但这些研究极少关注学生为什么应该学习NOS,而偏重于学生如何学习以及他们是否已经学习了N0S

5、。这项基于实证的传统研究了以下问题：NOS能否被有效应用到小学教育中？学习NOS最好的方法是什么？外显NOS教学和内隐NOS教学会带来什么不同的结果?科学家、教师以及代表性的历史学家和哲学家持有怎样的NoS观点?学习NOS和学习科学内容有何关联(如果二者存在关联的话)？学习NOS能带来哪些长远的收益与改变?如何开发有效、可靠、高效的NOS测试3,等等。诺曼莱德曼(NormanLederman)(2004,2007,Ledermanetal.2014)福阿德阿布德哈力克(FoUadAbd-el-Khalick)(2005)威廉麦科马斯(WiIliamMcComas)(1998a,2014)基思泰

6、伯(KeithTaber)(2009,2014)以及他们的研究团队所做的工作对此产生了重要影响。NOS能够覆盖多大范围的教育目的？这个问题从一开始便模棱两可，时有争论。最初，NOS被认为与科学哲学是一致的。人们重点关注认识论、方法论、本体论及科学伦理，关注证据如何与理论评价相联系、理论选择的决定性因素及成功实验所具备的特点，等等。这一观点认为，正是这一系列问题构成了科学的独特性、决定性特征。随后，NOS的覆盖范围有所扩大，将科学史及科学哲学融入其中，因为后者需要前者，即学习科学需要了解它的一些历史以及科学发现和理论得到认可的真实过程“没有科学史的科学哲学是空洞的；没有科学哲学的科学史是盲目的“

7、(LakatOSI978,p.102)。由于大规模(工业)和小规模(实验室)的科学社会学复兴，NOS的覆盖范围进一步扩大，将社会学乃至科学心理学也融入其中。至此，NOS的含义基本上成了“科学研究”，而哲学和认识论也不再处于中心地位4。无论是规范的NOS传统还是实证的NOS传统，都将根据所采用的NoS定义的宽泛程度进行调整。因为科学是人类的，所以它也是融入历史的、追求真理的事业。它有许多特点：认知性、社会性、商业性、文化性、政治性、结构性、伦理性、金融性、心理性，等等。所有这些特点都是值得科学专业的学生和学科专家去研究的。而当我们研究各种不同学科的科学，以及不同科学学科的历史、成果和实践的不同方

8、面时，这些特点的不同之处就变得更加清晰。有些特点与其他获取知识活动的特点在很大程度上是相同的，有些仅有小部分相同，而有些则完全不同。考虑到科学的这些特点，理解NoS是大有裨益的，这并非一项实践活动获得科学性的充分必要条件，用维特根斯坦的术语来说，是用来识别“家族相似”特点的，这些特点可以确保不同的事业都称得上是科学的。为了对其特征加以限制，追求真理必须始终作为一个典型的科学目标，科学研究是否成功以及“真理”是什么都是次要的问题5。本章将介绍术语的变化，以及研究焦点从NOS的本质论和认识论向更为轻松、情境化和异构化的“科学的特征(featuresofscience,FOS)的转移。这一术语和焦点

9、的变化避免了以下这些与当前大多数NoS研究相关的哲学和教育学误区：1 .盲目地将认识论的、社会学的、心理学的、伦理的、商业的和哲学的特征归到单一的NOS列表中；2 .关于NOS列表应该包含多少条目的争论，莱德曼团队认为有7个，而麦克马斯团队认为有10个，还有些团队有其他见解；3 .关于方法碱科学的“本质”存在争论以及争论不断的一方的特权；4.关于划界争议的特定解决方案的假设；5 .假设可以通过学生识别NOS内容的能力，判断和评价关于NoS的学习。威廉休厄尔：当代NoS争议的先驱威廉休厄尔(WilliamWhewelD(17941866)是英国伟大的科学家、哲学家、历史学家、神学家及伦理学者，1

10、854年在利兹为英国皇家学会做了题为“科学史对知识教育的影响”的演讲(WheWell185S)。他在演讲中为他?蜡的论断铺垫了以下观愿“古代社会孕育了最优秀的科学研究成果，这些成果为现代教育提供了最好的素材，沿着它们的步伐，现代科学如雨后春笋般飞速发展，在各个方面都远远超越了古代科学。科学应对现代教育施加影响，并为现代知识文化做出应有的贡献。”(Whewell1855,p.242)在演讲中，他激昂地论证将NOS(现在的叫法)的内容融入所有的通识教育：“在科学史上，我们看到无数本质：肉体本质及精神本质；知识世界的本质及感性世界的本质科学史可以也必须大力促进对归纳发现应有的理解和评价；在过去的三百

11、年中，归纳发现这一过程有着强大的活力，在欧洲国家迅速发展，可以说已经成为这些国家青年国民知识中鲜明而突出的部分。”GVhewell1855,p.248-249)休厄尔相信，从更宽泛的意义上讲，即从知识的形成过程或认识论的角度来讲，科学史是理解“知识文化”不可或缺的一部分。休厄尔认为，研究科学哲学必须了解科学史。一百多年后，这一观点在卡尔波普尔(KarlPopper)伊姆宙拉卡托斯(ImreLakatos)和托马斯库恩(ThOmaSKuhn)的推动下得到大家的认可。虽然许多有关科学教育中NOS的讨论与休厄尔的观点相背离，但他的观点依然值得关注。教师在教授NOS的过程中常常不谈历史，而历史学习也不

12、会提及NOS。不幸的是，许多教师希望仅仅通过让学生“反思”、“头脑风暴”或“讨论”他们的教学活动或探究活动来传达NOS的内容。这样做的成效是有限的。任何课程的学习都依赖于从课堂科学外推至科学“大局”-一即包含历史和社会的科学。做这种外推时需要小心谨慎，稍有不慎便会滋生傲慢、自我膨胀：“我将通过反思课堂上我所做的来告诉你科学及其目的、方法和价休厄尔继续提问，提出了当代NoS研究最受关注的两个问题：“这样的文化是如何被影响的？如何判断这种文化是否受到了影响？”(VVhewelI1855,p.249)用时下的话来讲，休厄尔想问的是：教授NOS的最佳方式是什么？以及，如何对NOS学习进行最恰当的评价?

13、教育工作者和研究人员仍然在K“科舞学科的栅不断提出这些问题并进行解答。当前对NoS的研究如上文所述，当代NOS的研究要么是规范的，要么是实证的，当然二者有一些重叠，因为人们通常不会研究他们认为不重要的课题。当下规范的NoS研究面临的基本挑战是它需要充分了解科学的历史性研究和哲学性研究。这一挑战或多或少得到了解决，解决程度取决于研究人员自身对该领域的修养及掌握情况。科学教育研究者通常持有一种广泛的、轻松的、不过度考究的科学本质观。当下的趋势是“HPS流”，或者不客气地说是接纳HPS的一切定位，包括20世纪60年代的逻辑实证主义(Matthews1997)70年代和80年代的库恩主义(Matthe

14、WS2004)以及80年代和90年代的建构主义(MattheWS2000b)6o更近一些，许多教育家接受各种后现代主义和社会与文化版本的HPS,如下所述：“当下科学研究中的学术研究为更具思想性的科学教育论述开辟了道路，这些论述涉及科学知识的批判性、历史性、政治性和社会文化观点以及实践传统西方科学对客观性和普遍真理性主张的问题本质给予了更多的关注，并创造了一个教育空间，在这个空间内，理所当然的含义遭受越来越多的挑战、充实和驳斥因此，科学长期以来对认识论优势的接纳，如今与文化规范、社会利益和经济需求相联系。”(Bazzul&Sykes2011,p.268)在科学教育界中，由于对科学史和科学哲学的合

15、理培训较少，许多发表的有关NOS的论断一一诸如前面的引用都是错误、不合理或虚构的。所以如果将NOS纳入教师培训，必然会对教师教育造成影响，而当教师在学校中试图推广NOS知识时，必然又会对课堂教学造成影响。思考近期一篇论文中发表的十分自信的论断：“对科学具有更加严谨的认识论信仰的人拒绝客观真理，认可多重事实，并把科学知识看作人类的建构。这些复杂认识论的视角被美国科学教育改革文件当做学习目标和教学途径。”(Kang2008,p.480)在NOS的三点声明中有一点，即“科学知识是人类的建构”是相当正确的，但又接近于重复(它能是一棵树的建构吗？能是一只北极熊的建构吗?)。而另外两点则是错误的，或者至少

16、可以说是饱受争议的，然而它们仍被贴上“有判断力”的标签。这种错误或者说饱受争议的“有判断力”的声明得到广泛传播：“建构主义的学习模式可能与具有复杂认识论的教师有关，而传统和可传送的概念定位则可能体现在具有幼稚的认识论的教师身上，这些教师与无所不知的权威和某些知识相关联。”(Chan&Elliot2004,p.819)这种误导在实证研究中泛滥，一些NoS测试的得分情况说明现实主义位于“不成熟”的地位，对NOS的理解不足，教师需要“不断尝试”，让他们的学生相信NOS更“有判断力”的地位(MattheWSl998)。显然，NOS的地位对研究人员而言取决于测试工具的有效性以及NoS学习评估的有效性8。当前具有影响力的NOS研究团队是诺曼莱德曼(NormanLederma