摘要 通过对科学教育在课程意义上的回顾理解科学教育的人文性,通过提出4个标准在教学意义上界定化学教学的人文诉求,通过3种HPS教学模式说明化学教学人文性的具体表现。
关键词 科学教育 化学教学 人文性 HPS教学 教学模式 科学课程
科学课程自18世纪末正式进入学校教育就面临了诸如“冷酷”、“以理性代替人性”等责备,而以“科学教育人文化”、“科学与人文相结合”等口号和单纯弘扬科学精神、提高学习者兴趣的挽救性实践,却从起点伊始就步入了悖论——它建立在“科学教育具有先天人文缺失而必须向人文学科寻求化解手段”这一预设之上,在急于证明自身合理的同时恰恰忽视了科学及科学教育与人文的另一种本然契合,以承认外界批判为原点、以消解内部缺失为手段谋求发展的企图对任何学科而言都不是最佳途径。
(1)当对一门学科的存在价值这一重大问题讨论时,不能仅仅依据现行的课程文本进行分析——政策性文本主要反映特定历史时期、特定环境、特定团体认为最需要加以解决的问题。这里需要一个更为广阔的、包含了时空变化以及教育学内部生长的相继视野。
(2)在针对一些似乎耳熟能详的概念进行思辨性质的研究,并期望能够在较为广泛的利益群体中产生可持续的影响时,对它们的实际内涵、适用范围需要重新界定以期使对话更为有效。
(3)一种教学理念的论述也不应仅仅停留在“应该如何”等一类原则性的方法论意义,它需要的是将存在于教育教学理论层面上的教学技巧宏观指向转化为可供实际操作层面的策略性解读。
1 科学课程与人文课程
“化学教学人文化”就其实质仍然是久有的“科学与人文之争”、“科学教育人文化”提法的学科具体化,对这些问题的讨论已经很多并形成一定共识,这里只从课程论历史角度解释概念:“科学教育人文化(Humanizing Science Education)”中的人文究竟指的是“人文精神”还是通常意义上与“理科”对应的“文科”;“科学教育人文化”是一种以学习者全面发展为最高标准的教育思想及其相应教学策略的灵活应用,还是仅仅对常见的、一般性理解上的艺术化形式的文科教学法在理科教学中的移植?
1.1 古希腊时期的课程思想
“人文主义”起源于拉丁文,最初的意义是“人文学科”,即赋予人以人性的学科。当我们从遥远的历史追溯课程起源时就能很容易发现课程的职能性意义,由于教育思想的演变使得课程以及教学方法随之变化,人文教育以及人文课程也在历史流变中发生着自身的意义转化。
希腊人出于智、体、德、美的完美人格培养制定了七艺,其中文法、修辞和辩证法的固有结构法则用以塑造儿童的心灵或理智;而算术、几何、天文、音乐中,前两者因在促使心灵的敏锐方面具有的广泛意义而最受重视,对于具有记录时间和节气职能的天文学,在希腊人重理智不重感觉(古希腊对知识来源分为理性和感性,其中前者指的是纯粹经由人的心灵思维所获得的知识,后者强调通过感受外界获得经验的知识。这一二元论的基础又衍生出感觉有时会受到欺骗,所以只有经过人头脑中纯粹理性的思想才是可靠的,一门学科的抽象思维程度越高价值越高)的思维形式中受到了忽视。这一段时期的自然课程并未从人文课程中分离出来,是一种特别属于希腊文明的人文形式和知识传统。随着罗马帝国的消亡以及作为社会安定力量的天主教会在中世纪西方的兴起,宗教和道德的素材取得了课程优势,作为世俗课程的偏于理科的课程受到排斥。
1.2 人文主义教育与人文课程思想
产生于欧洲文艺复兴时期的西方古代人文教育,表面上反映为对希腊文、拉丁文为基础的修辞学、逻辑学、伦理学和哲学等的回溯,其真实意义在于藉反映人性和人类世俗成就的课程对抗以神学、道德课程为主的中世纪宗教统治。但由于其时的人文主义者大多数是诗人、文学家,同时出于对古希腊文明作为“逝去辉煌”的过度推崇,使得当时的课程片面强调了人文主义学科,也就背离了再现希腊时期符合传统理想的均衡、全面的人文课程之初衷。另一方面,这时的自然科学成就并未对人们的生活产生足够的影响,也就没有在正规的教育中有所体现。文艺复兴后期的教师更将教学仅仅局
限于研究某些古典名著,从而使人文主义学科内容衰退到最为狭隘、最为贫乏的地步,以单纯人文学科教学的实践完全背离了人文主义的教育思想。
1.3 科学课程与人文教育
17、18世纪自然科学所取得的伟大进步使科学进入课程领域成为必然,随着社会进步以及对科学认识的深入,它已经成为当代人文教育不可或缺的一部分:1920年以前的科学教育是基于实用主义原则,以满足社会需要为目标而很少考虑个人的需要;1920—1950年时期的科学教育以培养专业性科技人才为宗旨,科学课程以科学知识为中心;1950—1970年时期尽管科学课程仍以概念为中心,但是社会与科学技术明显分离,自然科学和人文科学相互脱节的现象,已经为人所认识;1970—1980年,是科学教育第4个阶段,科学教育的目标已从单纯培养专业科学家转向培养全民科学素质,科学课程已转向以科学研究的过程为中心;1980年代以后的科学教育目的是培养具有科学意识和人文精神的新人,即追求把学生的科学、工程能力和人文、社会科学能力联系起来。不难看出,科学教育经历了从以功利为中心到强调以价值为中心的转折,从工具主义教育到科学—人文教育的转折[1]。
通过上述历史演变可以看出所谓化学教学人文化应该置于更上位的科学—人文教育意义上分析。这里人文教育应理解为一种对最高价值、终极关怀的诉求而不是所谓的“唯人主义”或“文史哲艺等人文学科的学习和培养”;科学则取其常有意义——人类在与自然环境打交道的过程中形成的系统化的知识。作为真正意义上的人文教育并不是科学教育的先天缺失,更不是文科教育的必然结果,它应该是自然科学课程与人文学科课程共同的教育追求,作为完美人格培养的教育目标也只有通过2种课程合理统合才能最终达成。正因为此,我们更倾向于使用“科学教育的人文性”来替代“科学教育人文化”以昭示科学作为一种文化的社会地位,同时恢复科学原有的人文底蕴。
2 化学教学人文化与文科化
当我们将科学教育的人文内涵提到一个显性的角度并试图在具体教学活动中实践时,应该说化学教学的“人文化与文科化”问题就出现了,所以这里的问题已经成为一个教学理念及策略实施问题——文科艺术的表现方法在理科教学的适切性问题。
2.1 文科化教学方法与人文化教学方法
在一个概念未能获得相关群体共同理解时,我们不妨从它产生的语境中探究其真实指代。所谓“文科化教学方法”的术语恐怕任何教学理论中都不会使用,毕竟教学方法的学科性界限较之学科内容本身更为融合(当代文科教学理论早已超越了以文字、句法分析为主的形式训练,它的最终目标是通过对人类社会文化成果的学习形成学习者个人理解力和社会认同感。正是在这一意义上可以在各科课程标准中见到“探究教学”)。这样只能取这一用语的现实意义:化学教学文科化是一种将化学知识内容用文科教学中常见的艺术化形式加以表现的方法,如诗词、朗诵等,其目标可以提高到唤起学生在教育最高追求——“美的境界”中学习作为人类文化的科学知识。这种意愿本值得提倡,教学手段从多样性而言确也无可厚非,但如以一种超出既有客观实在的理想强加于真实的化学教学时,我们得到的却是一种现今课堂上常见的忽视了科学教学本质、用一种误读的人文来指导化学课堂的教学实践,它认为只要能够激发学生兴趣则“什么都行”。这种理解在课堂实践中并不是个别案例:
有教师在上课中对某化学概念的表述让学生齐声朗读、分组朗读再个人朗读,认为在反复学习中能够锻炼学生的多种感官并强化文字的领悟效果;在学习金属时可以用半节课时间播放《终结者》等科幻影片,体验合成金属的种种神奇性质以及化学正奇妙地改变着我们的生活;混合物分离课上通过领略祖国大好河山美景、树立积极爱国主义热情顺便知道了这些水都是混合物;更有牵强附会地用一些古诗散文体裁歌颂化学探究的意义。
这些追求表面效果的课堂形式在误解了文科教学艺术的同时也误解了化学教学的人文追求。
2.2 化学教育中的人文追求
科学教育的价值转向以及化学教学人文价值体现的诉求既与科学自身飞速发展有关——当今科学知识的急速递增使得百科全书式的教育追求只能成为回忆,同时也与当今社会政治制度以及经济发展水平息息相关。“教育的目标是为了使人们能够过一个实现自我和负责任的生活做准备。科学教育——传授科学、数学和技术——是教育的一部分,这些知识有助于增进学生的理解,养成良好的思维习惯,使他们成为富有同情心的人,使他们能够独立思考和面对人生。”[2]可以看出科学的人文性表现为追求一种经过验证的、具有一定“普遍必然性”结果的“真”;科学中的“善”是指行为建立在科学理性分析后的对人和社会的正面效应;科学之美在于思想的符合逻辑。化学教学中凯库勒在梦中得到苯分子结构、门捷列夫通过纸牌游戏发现元素周期律等如果仅仅从文学或故事性的角度加以解读,努力宣扬化学符号的结构美、科学发现的戏剧性,则忽视了科学作为人类事业在发展过程中面临的种种困难以及科学家作为个体和群体作出的种种贡献之不易,这样对科学简单理解的学生成人后面临复杂境况将无可避免地放弃做出选择的权利。
2.3 一种作为观念的人文性教学标准及分析
化学教学的人文性应从2个方面加以理解:
第一,化学教学内容的人文性。应该说作为人类社会活动总结的任何一门课程都必然具有内在的人文价值,如化学观念、化学研究的对象以及化学关注社会、关注生活等。但具体教学中的内容本身并不能决定教学目标与教学价值的实现,尤其当我们将形式上的艺术表现手法用于化学教学时,更多的是造成教学内容价值的空虚。
第二,教学方法的人文性。可以说任何一种教学方法也都能够以人文的观念加以审视。例如探究教学既可能是学生有意义的自主探究,也可能变成无意义的、教师指导下的固定机械操作;语文朗读既可以作为一种美的欣赏体验,也可能异化为无意义的记忆前奏。这样我们就需要从教学方法中抽象出一个人文化教学方法的特质并用以反思一些我们所提倡的教学模式是否切合标准。
人文教学更多应理解为一种教学理念在教学活动中的渗透。Donnelly综合英国课程改革文本以及文理科教学特点,提出了4个人文化教学模式的特征,结合其他一些国家以及我国新课程改革的理念,我们提出以下标准用于分析化学教学中一些常见模式的人文价值。
(1)培养自我意识
教育的最高目标是“为了使人们能够过一个实现自我和负责任的生活做准备”,当他成人后面对种种复杂环境时独立做出符合理性的解释、判断和选择。这与仅仅激发学生兴趣而不论兴趣的教育教学价值是不同的,学生的自我意识应该是作为某一群体成员而独立作出的、符合个人与社会价值的理性判断能力,如对各种化学成果在人类社会中的作用做出合理评判等。
(2)研究问题、内容的不确定性
传统认为“科学”研究的是自然现象,它受因果律的分析方法支配而追求事物的统一解释,所以理科教学必然是将科学知识以定论形式教给学生,这样教师成为课堂必然主体;而人文学科研究的是社会现象,利用的是综合性方法,无法得到统一的解释,所以历史课上的事件讨论、文学课上人物探究最能适合学生主体性意识发挥。当今科学哲学认为科学发现过程中,作为个体的科学家都必然面临了种种突破前辈已有成果的两难境界,从这意义而言科学——包括化学——是最具有人文意义的,它始终反映了人类作为整体与充满未知的自然寻求和谐共处的艰辛历程。
(3)追求对事物的有意义理解
人文性教学的第3个特征是研究并作出判断的问题必须与学生或他们所处的生活世界建立一定真实的意义关联。化学教学中的问题应尽量涉及生活的多个方面,激发学生诸如知识、道德、艺术等情感,将自然科学知识与人类社会活动相连。
(4)平等中的相对性挑战
在试图使学生追求个体知识与社会知识同等理解过程中必然会涉及知识的相对性问题。化学教学的人文性应该是鼓励每一个学生在一定科学理性范围内的多种可能对话,最终由教师提出社会标准下各种判断的合理性,这里的答案往往并不追求唯一。
3 化学教学方法中人文理念的实施——以HPS教学为例
基于上述分析,化学教学人文性既可以在任何教学模式中得到体现,又无法与任何教学形式建立必然关系;它也和具体的教学内容没有必然关系而决定于教师对教学内容的处理和表现。
HPS教育是让公众通过学习科学史与科学哲学来推行科学教育(history & philosophy of science and science teaching, 简称HPS)的一种方法,自19世纪初逐渐流行。其时的理性认识是科学史在教学中的应用能够“促进学生学习科学的兴趣以及形成未来作为科学家的热切希望”;同时科学史的教学也被认为能够赋予科学教育人文性的特点,因为结合科学史的教学可以将科学知识还原为科学家的具体探究活动;现代意义上的科学史教育兴于20世纪60年代,其教育目的更多是对科学本质的理解和科学的文化功能解释。这里提供3种HPS的教学模式,从不同角度体现了化学教学的人文价值取向。
3.1 科学探究取向的HPS教学
Nahum Kipnis提出用“利用实验进行历史探究的教学方法”[3],其具体模式如下:
图1 Nahum Kipnis科学史探究教学模式图
化学教学中可以以波义耳对酸碱指示剂或金属活动性的发现为例实施教学:讲述历史发现故事—提出可将溶液和不同植物色素分别作为变量实验—在溶液酸碱性质与植物色素间建立起对应关系。这种历史实验的模式能够起到2种作用:扭转通常教科书或课堂实验中将科学探究仅仅以理论呈现——实验验证的简化行为;去除一些课堂上教师对探究教学的“开放实验结果越多越好,没有最终结论”的低级理解。但这样的科学史教学往往呈现一种静态过程,相关历史情境成为一种点缀,即使去除也不会对教学以及学生对科学理解产生任何不同效果;同时学生通常是用一种固定程序进行探究以追求一个明确的目标,不能真正发挥学生的主体意识。
3.2 一种科学本质取向的HPS教学[4]
图2 科学本质取向的HPS教学
科学发展过程中充满了种种争议,绝不是一个直线向前的历史轨迹或有一种解决一切问题的单一的“科学”方法;科学知识随时间的推移发生变化,而且几乎始终是建立在先前知识的基础上——这些特征使科学史的学科意义上升为教学意义。通过将学生置于化学知识产生的过程之中,能够体会到当时的科学家们每做出一点进步所付出的艰辛。如苯分子结构探究过程中,首先呈现从石油中提炼出的苯的分子式—学生提出种种可能的结构—设计实验验证—教师提出历史上的一些假说—学生结合自己的结论进行讨论并实验验证—理解科学知识随着人们的科学观、科学技术发展而不断发展的过程。同样适合的内容还有元素周期表形成、原子结构发现、质量守恒定律等。
3.3 一种“科学—文化”取向的HPS教学
随着科学的飞速发展,人们对它的要求已经从寻求对自然现象的解释演变为对人类社会的作用理解。将科学作为一种文化的HPS应该通过对化学发展及其对社会作用的历史性回顾,在整体理解意义上建立与当下的多层面对话并能够形成一种对未来的预测;同时它能够改变科学家“像机器一样客观而缺乏感情和道德价值”的形象,他们必须在知识的不确定性以及多种价值的模糊性中作出个人取舍。这些都有利于缓解通常对科学本身的误解。
以合成氨为例,其中有多种教育教学意义:
(1)作为科学的教学:合成氨的化学原理——化学反应速率、化学平衡与移动;
(2)作为技术的教学:合成氨工艺在实验室的最佳条件与化工生产的实际条件之间的转化;
(3)作为社会的科学:工业合成氨被分别用于大规模生产化肥和炸药;
(4)作为多重身份的科学家:哈伯从研究如何提高粮食产量——二战中帮助德国研制化学武器——对战争中所犯错误进行补救——他是否应该获得诺贝尔化学奖的争议。
图3 “科学—文化”取向的HPS教学模式
4 结论与建议
当试图用一种表面艺术性的教学方法进行化学教学时就忽视了作为自然学科本身理性基础上的人文价值;当仅仅以人文精神内涵弘扬和课程标准的教育内容陈述来讨论具体教学问题时还是错过了提出实践解决方案的机会;当完全出于改变现阶段“知识唯一目标”的教学认识而设计新的课堂活动时也就遗失了化学教学的一些必需。无论是新的课程标准提倡的联系学生日常生活还是学习心理学从学生出发的应然解读,都不能忽视化学教学中知识与技能、过程与方法作为情感建立的理性起点。化学教学的人文性应多多关注教学内容的合理安排、教学方法的人文关怀,从而最终达到人文的科学教育。
参考文献
[1] 常初芳.国际科技教育进展.北京:科学出版社,1999:108
[2] 美国科学促进协会.面向全体美国人的科学.中国科学技术协会译.北京:科学普及出版社,2001:2
[3] Kipnis N.Science & Education,1996,5:277292
[4] Monk M,Osboren J.Science Education,1997,81:405424
[5] Donnelly J.Science Education,2004,88:762784