基于科學史的研究性教學模式對于科學教育的啟示

徐琳琳

[摘 要]科學史融入其他學科的教育方式，在發達國家的高等教育實踐中早已實施，并獲得了極大的成功。而在我國的教育實踐中，科學史始終處于缺位狀態，并未得到應有的重視。而學生必須在歷史的脈絡中學習知識，才能使知識獲得更長久的價值。因此，以研究的方法將科學史引入教育， 將充分發揮科學史的教育功能，最終提高學生的科學素養及創新能力。

[關鍵詞]科學史；研究性教學；科學教育

[中圖分類號]G633.91 [文獻標識碼] A [文章編號] 1009 — 2234（2015）10 — 0166 — 02

早在上世紀九十年代，國內一批知名大學就開始了研究性教學改革。如清華大學的Student Research Training，浙江大學的Student Research Training Program。研究性教學所體現的教育理念為，培養學生自主創新能力，促進學生綜合發展，強調學生主體地位，以教學理念的創新推動教學方式創新，形成一套有利于培養學生研究意識和創新能力的教學新機制。〔1〕另一方面，我國目前尚未找到一門可融入不同學科背景的課程，而在國際上這樣的課程早已存在，即科學史。科學史融入其他學科早已存在西方國家的教育實踐中。比如美國，早在上世紀九十年代就頒布了《美國國家科學教育標準》，這一標準使民眾從幼兒園開始一直到大學都接受了科學史教育，科學史完全納入教育體系，成為民眾接受科學教育，普及科學知識的基本途徑。歐洲國家也一樣，科學史作為科學教育普及課程以及科學素養提高課程幾乎在所有大學開設。

一、我國教育實踐中科學史的缺位

在我國，由于對科學教育功能理解的偏差，以及科學史本身不受重視，將科學史引入教育的實踐活動十分有限，至今仍停留在片段隨意引用的狀態，這導致以下問題：第一，科學史的教育作用被用于激發學生學習興趣或立志從事科學研究上。第二，科學史教育往往定位在介紹科學家的奇聞異事，缺乏深入探討方法論上的意義、缺乏對引起文化變革的反思以及對人類價值觀的影響。第三，科學史用于培育愛國主義精神，即知道我們輝煌燦爛的文明，激發愛國主義情感，形成一種愛國主義科學史觀。然而，這種愛國主義科學史往往受意識形態的影響，有可能掩蓋了一些過失和錯誤。而科學先驅要打破舊范式，建立新范式，是一件十分艱難的事情。因此，這種愛國主義的科學史往往是歪曲的歷史，有失客觀。

隨著科學價值的凸顯，科學已經成為人類的一種思維方式、行為方式、甚至存在方式。因而，僅掌握科學知識并不能帶來更多的知識，更為重要的是要具備科學精神和科學素養。十九世紀中期，英國科學促進會主席阿蓋爾公爵就指出：在教育中，要注重科學方法的學習而不單單是給學生提供科學結論，尤其要注重科學史的學習，科學史可以使學生在另一種文化中獲得知識，只有使學生擁有寬廣的視野，才能使科學知識獲得更加持久的價值。〔2〕

二、以研究的方式引入科學史

哲學家孔德首先提出應將科學史引入教育，他提出了一個以實證的科學知識為主體的通識教育構想，這將有利于復合型人才的培養。二十世紀初，科學史家薩頓將科學史引入哈佛大學，并延續了孔德的教育理念。〔3〕

科學史在教學中的引入可以采取探究課題的方式，使學生體會科學探索的魅力。即以科學家思維方式為基本出發點，重溫科學家提出問題、分析問題以及最終將問題解決的科研思路，這將使學生獲得科研能力，提高學習效率，實現由被動學習到主動學習，最終達到具備創新精神的目標，這是研究性教學的一個重要標志。學生通過將本專業課程與科學史課程相融合的學習方法，得以深入學習，即學會自主學習，實現科研能力的飛躍。《哈佛通識教育紅皮書》認為：對于那些知識儲備豐富且具備科研潛質的學生，科學史的教育可以采取討論班的方式，這樣可以使學生打破學科壁壘，拓寬學術視野，獲得科學哲學素養，為他們進入學術前沿打下基礎，這樣的結果是其他課程難以實現的。〔4〕

因此，從以單純的講課、傳授知識為目標，轉化為激發學生提出更多的新問題，培養學生的“問題意識”為目標。即在教學活動中，將科學史中的一些理念和方法融入教學，以本學科的知識點為基礎，結合科學史所提供的方法論來探討問題，從而獲得知識，提升能力，這是一種新型的學習方式和教學方法。包括：第一，以教材為基礎，深入研究知識形成的脈絡，收集相關材料組成研究性問題供學生思考，促進學生概括出解決問題的思路；第二，促進學生對所學知識建立知識網絡，將相關學科知識融會貫通，形成良性的知識結構網絡；第三，引導學生拓寬知識領域，向縱向橫向延伸知識體系，獲得自學能力。〔5〕

科學與人文融合在西方國家已成為一種基本的教育模式，科學史是連接科學與人文的重要工具，通過科學史教育能夠使學生獲得對待科學的正確態度，熟知科學的雙刃劍效應，具備良好的科學素養，能夠使他們在面臨問題時自覺地運用科學思維方式來解決。每個學生都應該具備一定的科學素養，通曉科學發展所帶來的人類文化學上的意義，正確看待科學歷史人物的作用，而這種教育不應只局限于科學專業的學生。〔6〕如，托勒密體系因被哥白尼體系所取代而被認為是不科學的，理應被丟棄。然而，托勒密的《至大論》是希臘古典和希臘化時期數理天文學的集大成者，托勒密體系代表了古典時期最偉大的數理科學成就，非常系統而又完整的處理了那個時期所能觀測到的天文數據，具有對觀測數據的容納和調節能力，完全是現代科學方法的特征，具有歷史學上的意義值得我們學習。因此，一個優秀的科學家往往具備哲學素養，科學史的學習可以使學生獲得形而上學的思考，增進駕馭知識的能力。

三、科學史的教育價值

薩頓認為，科學史不能僅僅停留在現象的描述上，而應該更加注重對懷疑精神的培養，了解科學家對問題不斷糾錯的過程，理解科學的歷史就是批判的歷史，進而獲得科學精神。同時，科學史應使人們注重真理戰勝黑暗的過程，從而使人們主動去追求真理，進而獲得思想上的解放。〔7〕將科學史融入教育中，可以充分發揮其潛在的教育價值。

科學哲學家馬赫認為：研究歷史的意義在于對現有知識的理解，以及對未來可能的預測。學習科學史的意義不僅僅在于促進科學史本身知識的增長，而且有利于溝通不同學科之間的鴻溝，使得學生理解科學的本質、文化的本質。科學史對教育的促進作用是多方面的，它有助于學生對于科學概念的理解、科學思維的形成，同時，科學史內在價值本身也值得我們認真學習。

教育家馬修斯認為將科學史融入教學的教育價值主要包括如下幾點：第一，科學史融入教育可以幫助學生充分了解科學概念從設想到建立的過程，有利于科學概念的理解；第二，科學史例是科學史教育中的重要內容，對學生理解科學的本質起著重要的作用，如李約瑟難題、哥白尼革命、宇宙大爆炸模型的建立等；第三，科學史可以使學生明白科學是可以證偽的。如近代自然科學是同亞里士多德開火與決裂發展起來的，因此，亞里士多德自然哲學很長時間被科學史認為是負面的，窒息了西方學術發展。然而，亞里士多德的自然哲學在當時是具有其合理性的，其為前蘇格拉底哲學的集大成，成為希臘人留給后人的一筆重要的財富。一方面維持歐洲學術基礎，一方面包含與人類內在生存方式所相關的東西；第四，科學史可以使學生明白，意識形態往往會影響科學家的立場，使之做出并不客觀的判斷。〔8〕

總之，在中國教育體系中應汲取西方科學史教育經驗，結合我國實際，將科學史引入教育，且科學史教育應涵蓋教育的各個層次，從基礎教育到高等教育缺一不可。尤其在中國高等教育體系中存在著科學與人文分離的問題，這使得文科生缺乏基本的科學素養，理科生缺乏人文精神。基于科學史的研究性教學，有利于將科學融入教育，使文科生具備科學精神，正確理解科學的作用，使理科生知曉科學對于文化的作用，認識科學本質。這對于彌合科學和人文之間的鴻溝，進而全面提升高等教育質量將起到極大的促進作用。

〔參 考 文 獻〕

〔1〕教育部.《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》.2005〔Z〕.

〔2〕Jenkins，E.W.“History of Science in School： Retrospect and Prospect in the U.K.”〔J〕.International Journal of Science Education 12（3），1990：274-281.

〔3〕袁維新.論科學史的教育價值〔J〕.自然辯證法通訊，2006，（03）：72-77.

〔4〕哈佛委員會.哈佛通識教育紅皮書〔M〕.李曼麗，譯.北京：北京大學出版社，2010.174.

〔5〕何傳杰.高等師范院校研究性教學的實施與管理研究〔D〕.陜西師范大學，2010.

〔6〕Michael R.Matthews. Science Teaching—The Role of History and Philosophy of Science〔M〕.Routledge Press.NewYork，1994，3，pref-ace xiv.

〔7〕薩頓.科學的生命——文明史論集〔M〕.北京：商務印書館，1987，18.

〔8〕李雁冰，鄒逸.科學史融入科學教育的幾個現實問題〔J〕.全球教育展望，2012（10）：91-96.

〔責任編輯：侯慶海〕