論科技教育的三個層次

摘要：科技教育的關鍵是培養學生的科學精神，啟發學生的獨立思考意識和創新意識。因此，應當把科技教育的三個層次貫穿起來，在科技知識的層次上讓學生懂得運用既有的知識分析和處理現實問題，在科技思想的層次上讓學生懂得運用科技思想分析科技知識的歷史、現狀和未來，在科技哲學思想的層次上讓學生懂得運用科技哲學理論去分析和評判科技知識與科技思想，從而培養學生的獨立思考意識、批判意識和創新意識。

關鍵詞：科技教育；科技知識；科技思想；科技哲學思想

中圖分類號：G640 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）27-0006-02

科技教育的目的在于培養學生的科學精神。科學精神的靈魂是自由精神、批判精神和創新精神。自由精神是批判意識和科技創新的根本條件，而創新精神是批判意識和自由思想的必然結果。沒有自由思想，就不可能有批判意識和科技創新；沒有科技創新，自由思想和科技批判就失去科學指向。科技教育的途徑就是鼓勵學生自由思想、大膽質疑、大膽創新。為達到該目標，本文著力闡述了科技教育的三個層次，即科技知識、科技思想、科技哲學思想。

一、科技知識

科技知識是科技工作者創造性成果的精華，是公認的科學創造成果。它表現為科學技術的理論與實踐知識，如科學概念、科學定律、科學公式、科學假說、技術操作程序和規范等都是科技知識。我國的小學、中學、職業學校、大專院校等都很重視科技知識的教學與傳播，這是科技教育的必要環節和基礎環節。目前各類科技教科書層出不窮，大量科技教育工作者奮斗在教育第一線，一套行之有效的教育流程幾乎形成路徑依賴，每年培養的學生不計其數，為我國現代化建設建立了龐大的人才儲備。該人才庫的特點是知識基礎扎實，接受能力強、模仿能力強、操作能力強，但創新能力相對較弱。2005年溫家寶同志在看望物理學家錢學森時，錢學森指出：“現在中國沒有完全發展起來，一個重要原因是沒有一所大學能夠按照培養科學技術發明創造人才的模式去辦學，沒有自己獨特的創新的東西，老是‘冒’不出杰出人才。”我國國家最高科學技術獎自2000年設立以來，共有20位科學家獲獎，其中就有15個是1951年前大學畢業的。筆者認為，對科技教育的理解單一化、片面化導致科技教育在操作層面的膚淺和僵化。這種膚淺和僵化性主要表現在以下幾方面：

第一，重視科技知識的發現結果，輕視科技知識的發現過程。公認的科技知識被編入教科書，成為準確無誤的權威知識。教師在講授科技知識的過程中，只注重幫助學生理解科技知識本身，讓學生進行大量的重復計算和重復操作，而對于科技知識如何發現、如何演變、如何發展則避而不談，使得學生誤以為教科書上的科技知識是不可動搖的永恒真理。這種情況在世界各國教育中都有表現，但在我國最為突出。科技知識一旦被作為絕對真理固化在人的大腦中，就形成了固若金湯的城防工程，任何新思想要撼動它都非常困難。量子力學的創始人之一普朗克曾感嘆：“只有當科學權威漸漸死去的時候，新的科學思想才有可能成長起來。”

第二，考核體系僵化，不夠開放。科技知識是一個開放的體系，科學發現過程中，沒有任何知識點是不可改變的，沒有任何知識系統是不可撼動的。所謂的“標準”，只是暫時接收的方案而已。通過考試和設置標準答案只能強化科技知識的唯一性和不變性的錯誤印象，使得科技知識在學生頭腦中變成僵化的教條。學生為了應付死板的考核，必須做大量的應用題，總結各類題型，而對知識點本身的創造和發現過程一無所知。學生的思維在標準化考核體系中被麻痹，學習和思考流于低層次的重復，逐漸失去對知識的探求意識和探求勇氣，失去獨立思考和判斷的能力。

第三，重視書本知識，漠視直面自然的重要性。知識的源頭活水是大自然，學生被動地奔跑在教室-食堂-寢室三角形的三條線上，耗費了大量時間和精力，而不能親自到自然中去觀察、欣賞、分析、判斷一草、一木、一蟲。科學實驗室是對自然進行提煉式觀察的重要基地，但我國各類學校的科學實驗室建設十分落后。各類中小學校普遍不重視實驗室教學，沒有把實驗室的操作和實驗發現真正納入考評體系中，導致學生忽視了科技知識的根本源頭。

我國在科技知識教育實踐中暴露出的問題，從根本上講，是忽視了科技教育的其他層次，就是科技思想、科技哲學思想教育。

二、科技思想

科技思想主要考察科技知識產生的思想背景、基礎原理和條件。科學技術史描述科學和技術發展的實際過程，一個科學概念，一種技術方法，它的產生和變化到底與哪些因素有關，特別是與哪些根本性思想有關，在一般的科技史中都有直觀的概括。而科技思想史則更是以思想為線索來描述科技的發展。如果在學校教育的課程設置和考核中輕視科技史、科技思想史，學生就不會明白科技知識是如何產生的，為什么形成課本知識的樣態，科技知識前沿和目前的發展方向到底是什么。英國文藝復興時期最重要的經驗論哲學家培根認為科技知識產生的先決條件是：觀察自然和進行科學實驗。他用一個比喻來說明觀察自然對人的認知的重要性。他說蜜蜂采蜜，原料來自花圃、田間的花叢，蜜蜂采集到花粉后，必須經過自己的加工制作，才能造出香甜可口的蜂蜜。人的認識也一樣，原料只能通過感官從外界獲得，再通過大腦改變和消化才能形成真正的知識。中國古代科技雖然在同期與世界各國相比是輝煌的，但近代以來就落后了，這是因為中國人不重視科學實驗和邏輯分析的結合。中國人重視整體思維而輕視分析思維，不能深入到事物的深層和內部去思考問題。如果不能從教育上讓學生認識到科技思想對于科技發現的重要性，那么學生的自由思想意識和創新意識必然受到損害。在我國基礎教育中開設“科技思想史”課程具有重大意義。

三、科技哲學思想

科技哲學思想是對科技思想的進一步提煉、加工，上升到哲學層面來考察。科技哲學考察科技方法論、科技的邏輯基礎、科技發現的規律、科技評價指標、科技發展的模式等，旨在將各種科技思想納入某種哲學范式或研究傳統之中，從而形成像實證主義、證偽主義、歷史主義、建構主義、解題主義、操作主義等科技哲學理論。這些理論探討科技思想、科技理論如何在某種邏輯范式或研究傳統中得以形成和發展，它們的合法性依據是什么。例如，邏輯實證主義規定了有意義的句子必須在邏輯上或經驗上是可能的，否則就是沒有意義的。“那個小孩既戴著帽子又沒戴帽子”在邏輯上不可能，應當排除在科學命題之外。“水往高處流”雖然不符合一般經驗，但在物理上仍然是有意義的。波普爾的證偽主義認為，“可證偽性”是科學理論的標準。無論有多少白天鵝都不能證實“凡天鵝皆白”的理論，但只要一個黑天鵝就可以證偽該理論。一個理論只要在事實上或邏輯上可能被證偽，就是科學理論。說明在科技教育中，重視“邏輯”課程和“實驗”課程，對于提高學生的科研能力，自行檢驗和發現真理的能力是必要的。

歷史主義學派的創始人庫恩認為，在科學發展中，心理因素和社會因素起著重要作用，科學中的一切，包括科學內容、科學方法，甚至科學標準都不是一成不變的。在科學發展中，科學共同體共同擁有的“范式”對于科學理論的接受或發現具有決定性影響。科學革命就是范式的轉換。技術革命是在科學革命的基礎上產生的，技術發展的規律雖然與科學發展不盡相同，但“可錯性”是相同的。在科技教育中，讓學生掌握這類知識，就是提醒他們，科學概念或技術元件不是固定的、僵化的，是可以根據新的經驗證據或理論構建的邏輯一致性或實踐的需要來改變。在科學理論體系中，放棄、修改一個概念或提出一個新的概念都是正常的。在技術系統的改造或發現中，只要系統的功能最大化，任何技術元素都是可變的。因此，在學校開設“科學哲學”和“技術哲學”課程將大大提高學生科學探險的興趣和好奇心，激發學生的批判精神和創新沖動。

總之，科技教育的關鍵是培養學生的科學精神，啟發學生的獨立思考意識和創新意識，應該從小學開始就有意識地在各類科技啟蒙和科技教學中把科技教育的三個層次貫穿起來。在科技知識的層次上讓學生懂得運用既有的知識分析和處理現實問題，在科技思想的層次上讓學生懂得科技知識中的科學思想乃是知識的精髓。懂得運用科技思想分析科技知識的歷史、現狀和未來，在科技哲學思想的層次上使得學生懂得科技知識、科技思想得以產生的哲學條件，懂得運用科技哲學理論去分析和評判科技知識與科技思想，培養學生的獨立思考意識、批判意識和創新意識。為達到該目的，在我國中小學、大專院校、各類職業學校的教學課程設置、考核體系和考核標準等方面都應做出重大調整與統一部署。只有面向國際、面對現實、深刻反思、切實行動，才能在不久的將來給錢學森之問畫上一個圓滿的句號。

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（責任編輯：劉翠枝）