科學(xué)素養(yǎng)的界定與培育問題

沈章明

公開發(fā)布的歐盟（EU）官方文件坦承，成員國(guó)在發(fā)展學(xué)生“核心素養(yǎng)”的具體實(shí)踐中，特別注重母語(yǔ)溝通、外語(yǔ)溝通、數(shù)學(xué)素養(yǎng)和基礎(chǔ)科技素養(yǎng)等方面的培育與發(fā)展，具有跨學(xué)科特性的“核心素養(yǎng)”卻難以培育和發(fā)展，既無法有效落實(shí)于課程與教學(xué)，也無法得到有效的監(jiān)控與測(cè)評(píng)。如此說來，歐盟將基礎(chǔ)科技素養(yǎng)限定在具體學(xué)科之中，而不太承認(rèn)它的跨學(xué)科特性。事實(shí)上，科學(xué)素養(yǎng)具有跨學(xué)科乃至多學(xué)科融合的特征，而抓住這些特征就不難找到培育科學(xué)素養(yǎng)的有效路徑。

一、當(dāng)代科學(xué)素養(yǎng)的界定與情境化育

當(dāng)下，作為“核心素養(yǎng)”的科學(xué)素養(yǎng)與信息技術(shù)密切相關(guān)。為了未來生活和職業(yè)生涯的幸福美滿，學(xué)習(xí)者被要求掌握信息技術(shù)，能夠使用高科技設(shè)備。

澳大利亞的梅爾報(bào)告（1992）最早遴選出“核心素養(yǎng)”指標(biāo)，七大“核心素養(yǎng)”中，至少有四項(xiàng)涉及科學(xué)素養(yǎng)。它們分別是：（1）收集、分析與組織信息的能力；（2）交流信息（communicating ideas and information）的能力；（3）解決問題的能力；（4）運(yùn)用技術(shù)（using technology）的能力。這其中，第一項(xiàng)和第四項(xiàng)與科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)系最密切。

第一項(xiàng)重點(diǎn)關(guān)注對(duì)信息進(jìn)行定位、篩選和排序的能力。具備該能力的學(xué)習(xí)者能夠選擇所需信息，并以有效的方式將其呈現(xiàn)出來；能對(duì)信息本身、來源以及獲取方法進(jìn)行評(píng)估；還要具備信息檢索和獲取技術(shù)，在獲取信息時(shí)了解自身本性和期望，了解自身受信息和信息安置目標(biāo)影響的性質(zhì)和期望。第四項(xiàng)要求學(xué)習(xí)者對(duì)技術(shù)運(yùn)用有很強(qiáng)的理解力，不僅要具備使用技術(shù)系統(tǒng)、過程和設(shè)備方面的能力，而且要對(duì)技術(shù)掌握和運(yùn)用充滿信心。概括地說，就是能夠應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境和個(gè)人體能的變化，能夠解釋和運(yùn)用技術(shù)使用的目標(biāo)，可以應(yīng)用科技理論與經(jīng)驗(yàn)，在技術(shù)使用過程中擔(dān)當(dāng)社會(huì)和倫理責(zé)任。

就中小學(xué)生而言，培育和發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)，關(guān)鍵在于前者而非后者。掌握一般的信息檢索和獲取技術(shù)并不難，困難的是如何拓展檢索資源和技術(shù)。常規(guī)課堂教學(xué)無法解決這個(gè)問題，學(xué)習(xí)者可以在活動(dòng)課和興趣班中進(jìn)行合作探究；家庭教育和日常生活中也可以進(jìn)行這方面的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。當(dāng)然，這種學(xué)習(xí)探究離不開自覺意識(shí)的激發(fā)和保持，也離不開常規(guī)教學(xué)的點(diǎn)撥和訓(xùn)練。日常教學(xué)中，教師應(yīng)該注重情境教學(xué)，將學(xué)習(xí)內(nèi)容、方法、過程和目標(biāo)情境化；學(xué)習(xí)者應(yīng)該保持對(duì)情境的敏感性，在情境中學(xué)習(xí)，習(xí)得相應(yīng)的知識(shí)和能力。能夠做到情境化育，科學(xué)素養(yǎng)的培育便相對(duì)簡(jiǎn)易，跨學(xué)科培養(yǎng)也不再是難事。舉例而言，數(shù)學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)不能將三角形等同于教材或黑板上的圖形，而應(yīng)該是生活中具體存在的物體形狀和痕跡；作文訓(xùn)練不只是課堂上的閱讀和冥想，而應(yīng)該將學(xué)習(xí)目標(biāo)明確到生活片斷的擷取和剪裁之中；修身課程也不應(yīng)泛泛討論安全知識(shí)、技能和案例，而應(yīng)該讓學(xué)習(xí)者置身情境之中，尋找解決問題的有效工具和方法，發(fā)展解決問題的能力。

在情境中學(xué)習(xí)，能夠逐步養(yǎng)成觀察事物的習(xí)慣，可以提升觀察力，習(xí)得抓取數(shù)據(jù)（data）的能力，數(shù)據(jù)的抓取又可以讓觀察訓(xùn)練變得切實(shí)而有趣味。獲得數(shù)據(jù)之后，學(xué)習(xí)者可以鍛煉排列、分析以及結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的能力。根據(jù)托賓·哈特的知識(shí)金字塔理論，結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)就是信息（structured data），再用這些信息指導(dǎo)行動(dòng)，就習(xí)得了知識(shí)（actionable information）。具備相應(yīng)的知識(shí)，雖然尚未達(dá)成相應(yīng)的“理解（understanding）”，沒有形成獨(dú)特的觀看模式（seeing pattern），但是在這個(gè)過程中，學(xué)習(xí)者通過對(duì)自身觀察角度、方法、觀察力訓(xùn)練方法、觀察力強(qiáng)弱等要素的隨時(shí)反思，能夠提升元認(rèn)知能力，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力。

社會(huì)和倫理責(zé)任感也可從中得以體現(xiàn)。網(wǎng)上流傳的“電梯吃人”的視頻慘不忍睹，但可以讓學(xué)習(xí)者認(rèn)識(shí)到科學(xué)素養(yǎng)的重要性，提升不可或缺的責(zé)任感。如果最先發(fā)現(xiàn)電梯跳板故障的那位營(yíng)業(yè)員具備觀察力，知道扶梯上有緊急制動(dòng)按鈕可以關(guān)停電梯，她就不會(huì)先去請(qǐng)示領(lǐng)導(dǎo)，從而看著悲劇發(fā)生無能為力。如果她能夠想起來找一塊板子搭在電梯踏板上，絞殺人的悲劇同樣不會(huì)發(fā)生。

“電梯吃人”悲劇與現(xiàn)代教育的缺陷不無關(guān)系，科學(xué)素養(yǎng)的缺失釀成了這出悲劇。“核心素養(yǎng)”框架的提出與落實(shí)，或?qū)p少這樣的悲劇。自梅爾報(bào)告以來，今人對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的認(rèn)識(shí)日漸清晰。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）為了“互動(dòng)地使用工具”，將科技素養(yǎng)與數(shù)字化素養(yǎng)相區(qū)隔，要求學(xué)習(xí)者“在平時(shí)生活與學(xué)習(xí)中注意使用技術(shù)手段，運(yùn)用信息與通信技術(shù)獲得信息”。聯(lián)合國(guó)教科文組織（UNESCO）將科學(xué)素養(yǎng)定義為“掌握包括物理規(guī)律和一般真理在內(nèi)的具體科學(xué)知識(shí)或知識(shí)體系。技術(shù)素養(yǎng)則是要求開發(fā)或運(yùn)用技術(shù)來解決問題”。這兩種界定有失籠統(tǒng)，不如歐盟的全面。歐盟從知識(shí)、技能和態(tài)度三方面描述科學(xué)素養(yǎng)：“了解自然界、技術(shù)界及技術(shù)產(chǎn)品與技術(shù)過程的基本原理；理解科學(xué)理論、應(yīng)用和技術(shù)的進(jìn)步、限制和風(fēng)險(xiǎn)，及其與決策、價(jià)值觀、道德問題或文化等的關(guān)系”；“能使用和操作技術(shù)工具、儀器，能用科學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)或達(dá)成基于證據(jù)的決定或結(jié)論；能把握科學(xué)研究的必要特征；能交流結(jié)論及推導(dǎo)過程”；“尊重事實(shí)，尋求原因并評(píng)價(jià)其效度。對(duì)科學(xué)技術(shù)保持批判性的理解和好奇心，對(duì)科技倫理問題感興趣，重視安全和可持續(xù)性；關(guān)心科技進(jìn)步與自身、家庭、社會(huì)和全球的關(guān)系問題。”

然而，誠(chéng)如本文開篇所言，歐盟成員國(guó)在教育實(shí)踐中并沒有完全落實(shí)這一指標(biāo)體系，只是在具體學(xué)科學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)科技素養(yǎng)。在具體學(xué)科的學(xué)習(xí)中習(xí)得科學(xué)技術(shù)知識(shí)和技能，尚不難理解；將科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)也局限于具體學(xué)科的教與學(xué)，則令人費(fèi)解。這樣培養(yǎng)不出科學(xué)態(tài)度，也不利于科學(xué)知識(shí)和技能的習(xí)得。

二、科學(xué)素養(yǎng)培育的歷史困境與根由

國(guó)際上如此，國(guó)內(nèi)更是如此。自近代提倡科學(xué)與民主以來，中國(guó)知識(shí)精英紛紛呼吁學(xué)校教育要“養(yǎng)成健全的人格”，事實(shí)上難以盡如人意，學(xué)校教育越來越專門化，人才培養(yǎng)只限于傳授專門知識(shí)和專門技能。

有鑒于此，1918年12月10日，北京大學(xué)校長(zhǎng)蔡元培在為即將創(chuàng)刊的《北京大學(xué)月刊》撰寫發(fā)刊詞時(shí)，特別強(qiáng)調(diào)科學(xué)的方法論意義和實(shí)證功能，呼吁文學(xué)諸科重視科學(xué)態(tài)度、方法與實(shí)驗(yàn)；主張以哲學(xué)統(tǒng)領(lǐng)科學(xué)，提醒素來講求科學(xué)的“治自然科學(xué)者”不要“局守一門，而不肯稍涉哲學(xué)，而不知哲學(xué)即科學(xué)之歸宿，其中如自然哲學(xué)一部，尤為科學(xué)家所需要”。為了培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的健全人格，他要求北京大學(xué)做純粹的學(xué)問。他明確地告訴讀者，如果不想求得人格健全與共和精神，就不必來北大讀書，而應(yīng)該去專門學(xué)校，接受職業(yè)教育，即“入法科者盡可肄業(yè)法律學(xué)堂，入商科者亦可投考商業(yè)學(xué)校，又何必來此大學(xué)？”endprint

蔡元培自然是有感而發(fā)，當(dāng)時(shí)的北京大學(xué)被求學(xué)者當(dāng)作升官發(fā)財(cái)?shù)奶澹渌麑W(xué)校也都被視為求取功名利祿的工具。各級(jí)各類學(xué)校也不能有所振作，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者作純粹的學(xué)問。1924年，梁漱溟帶著失望的心情離開了北京大學(xué)。在他看來，“當(dāng)時(shí)的學(xué)校教育，至多是講習(xí)一些知識(shí)技能而已，并沒有顧及到學(xué)生的全部人生道路。”此前一年的5月13日，張君勱在《晨報(bào)》副刊上撰文，批評(píng)現(xiàn)代教育以社會(huì)分工為目標(biāo)，完全忽略了“全人格之活動(dòng)”和“全人格之發(fā)展”。十幾年后，情況依然如此。1941年3月，錢穆在重慶《大公報(bào)》發(fā)表《改革大學(xué)制度議》，指出現(xiàn)代教育“僅僅注重智識(shí)之傳授，無當(dāng)于人格之鍛煉，品性之陶冶，識(shí)者譏之，謂此乃一種智識(shí)之裨販”，大學(xué)如百貨商店，教師售賣各自的知識(shí)技能，求學(xué)者只能各得一偏，“各筑垣墻，自為疆境”，“治歷史者可以不知哲學(xué)。治哲學(xué)者可以不問政治。如此以往，在彼目以為專門之絕業(yè)，而在世則實(shí)增一不通之愚人。”

張君勱、梁漱溟、錢穆等人看到了現(xiàn)代學(xué)校教育對(duì)全面人格養(yǎng)成的忽視，希望學(xué)校教育能夠更定制度，重整學(xué)風(fēng)。然而，制度更定容易，學(xué)風(fēng)整頓卻異常艱難。蔡元培作為北大校長(zhǎng)，可以從容更定制度，卻無法遽然改變?nèi)藗儗?duì)科學(xué)的誤解和偏見。時(shí)至今日，“局守一門”還是學(xué)校中的常見“景觀”。大學(xué)如此，中小學(xué)的情況也并不理想。學(xué)校教育最擅長(zhǎng)的還是基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的傳授，如何培育和發(fā)展跨學(xué)科素養(yǎng)，依舊是個(gè)難題。

現(xiàn)代教育的問題究竟出在哪里？為什么不能養(yǎng)成健全的人格？分科教學(xué)難道真是健全人格養(yǎng)成或“核心素養(yǎng)”培育的天敵嗎？蔡元培的科學(xué)觀念為何難以深入人心？

分析蔡元培的科學(xué)觀有利于解答這些問題。蔡元培的科學(xué)觀念來自德國(guó)。以洪堡為代表的德國(guó)賢哲對(duì)“科學(xué)”的理解與今天不同，他們?cè)谛氯宋闹髁x意義上使用“科學(xué)”這個(gè)概念。洪堡認(rèn)為，科學(xué)是“有等解答的問題”，“未被窮盡、而且永遠(yuǎn)無法窮盡”的事物，“惟出乎其心、入乎其內(nèi)的科學(xué)，能改變?nèi)说钠焚|(zhì)”。有學(xué)者因此認(rèn)為，在18世紀(jì)末期的德國(guó)，“科學(xué)不是一種客觀的、經(jīng)驗(yàn)的存在，而是真理、道德乃至神性的統(tǒng)一，是一種價(jià)值的存在，所以從事科學(xué)不僅是致知，同時(shí)也意味著體驗(yàn)，讓科學(xué)‘出乎其心、入乎其內(nèi)。正是在這種意義上，科學(xué)才具有修養(yǎng)身心、變化行為甚至示范生活方式的作用。”反觀現(xiàn)實(shí)，無論是主要國(guó)家和國(guó)際組織的“核心素養(yǎng)”框架，還是他們的中小學(xué)科學(xué)教育，普遍強(qiáng)調(diào)客觀和經(jīng)驗(yàn)，追求格物致知、把握真理，都沒有明確強(qiáng)調(diào)體驗(yàn)，忽視了基于現(xiàn)實(shí)情境的體驗(yàn)。有學(xué)者認(rèn)為，蔡元培沒有完全接受洪堡的科學(xué)觀念，他在把“科學(xué)”概念引入北京大學(xué)的時(shí)候，“剝離了‘科學(xué)概念中的哲學(xué)涵義，純?nèi)粡膶?shí)證和經(jīng)驗(yàn)的角度去理解‘科學(xué)。”此言未必正確，不過，拿過來描述近現(xiàn)代科學(xué)教育的特點(diǎn)比較恰當(dāng)。

近代以來，人們對(duì)科學(xué)的狹隘理解剝離了它的哲學(xué)涵義，這正是蔡元培的科學(xué)觀難以深入人心的根本原因。無論是中國(guó)，還是世界其他主要國(guó)家，普遍從實(shí)證和經(jīng)驗(yàn)的角度來理解科學(xué)，學(xué)習(xí)科學(xué)，并不強(qiáng)調(diào)“科學(xué)”中的哲學(xué)涵義。歐盟從知識(shí)、技能和態(tài)度這三個(gè)維度來界定科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)，描述相對(duì)全面，但是仍然沒有體現(xiàn)“哲學(xué)涵義”，不太強(qiáng)調(diào)“體驗(yàn)”，不能提綱挈領(lǐng)。如此以來，科學(xué)素養(yǎng)指標(biāo)也就無法落實(shí)到學(xué)校層面，教師找不到培育和發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)的抓手。

當(dāng)下，亟須重視體驗(yàn)，講求情境化育。在情境中學(xué)習(xí)，在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)，本質(zhì)上是一種創(chuàng)造或再創(chuàng)造的過程，而不是學(xué)習(xí)和接受知識(shí)的過程。在這個(gè)過程中，可以開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科融合；也可以體會(huì)到科學(xué)的精微玄妙，接觸到科學(xué)的“哲學(xué)涵義”。反之，只重視客觀和經(jīng)驗(yàn)，一味追求格物致知，追求真理與公式，也就容易陷入分科學(xué)習(xí)的狹隘境地，只能得科學(xué)之一偏，而不能養(yǎng)成健全人格。由此也可推知，分科教學(xué)本沒有錯(cuò)，健全人格的養(yǎng)成需要分科教學(xué)。問題在于，學(xué)校教育不能在分科教學(xué)的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，追求跨學(xué)科學(xué)習(xí)和多學(xué)科融合。強(qiáng)調(diào)體驗(yàn)，追求情境化育，是跨學(xué)科學(xué)習(xí)和多學(xué)科整合的有效抓手，也是科學(xué)素養(yǎng)培育和發(fā)展的有效路徑。

三、科學(xué)素養(yǎng)的局限性以及應(yīng)對(duì)策略

1919年4月24日，蔡元培在北京高等師范學(xué)校修養(yǎng)會(huì)發(fā)表演說，以該校校訓(xùn)“誠(chéng)勤勇愛”為例，談“科學(xué)之修養(yǎng)”：“誠(chéng)”顯示科學(xué)的態(tài)度，“真是真非，絲毫不能移易”，突出了科學(xué)的實(shí)驗(yàn)價(jià)值；“勤”顯示科學(xué)實(shí)驗(yàn)的功夫，“反復(fù)推尋，不憚周詳”；“勇”顯示科學(xué)素養(yǎng)中的責(zé)任感，“能排萬難而達(dá)其目的”，又“敢于持論，不懼世俗之非笑”；“愛”顯示科學(xué)強(qiáng)大的衍生功能，“由實(shí)驗(yàn)及推理所得唯一真理，不容以私見變易一切。是故嫉妒之技無所施，而愛心容易養(yǎng)成焉。”蔡元培對(duì)“誠(chéng)”“勤”“勇”的解說基本符合科學(xué)或科學(xué)素養(yǎng)的特征，唯獨(dú)對(duì)“愛”與“科學(xué)”關(guān)系的描述有些牽強(qiáng)。

啟蒙運(yùn)動(dòng)以后，科學(xué)理性高漲，西方主流科學(xué)觀并沒有堅(jiān)持德國(guó)賢哲特別是洪堡的立場(chǎng)，而是采取了道德中立原則。如馬克斯·韋伯所言，“自然科學(xué)，如物理、化學(xué)或天文學(xué)預(yù)設(shè)：在學(xué)術(shù)研究所能達(dá)到的范圍以內(nèi)，把握宇宙現(xiàn)象的最高法則，是一件值得花心力去做的事。”這一原則推動(dòng)了科學(xué)的進(jìn)步，現(xiàn)代科學(xué)因此取得巨大成功。中國(guó)為了迎頭趕上，自近代以來大力提倡科學(xué)，也信奉道德中立原則。這一原則對(duì)科學(xué)本身或許沒有大問題，但對(duì)人的素養(yǎng)培育與發(fā)展極為不利。西方政教分離，科學(xué)層面講道德中立，宗教則可以滋育靈魂，安頓人心，“凈化、調(diào)整和節(jié)制人們?cè)谄降葧r(shí)代過于熱烈地和過于排他地喜愛安樂的情感”。中國(guó)接受了這種科學(xué)精神，卻沒有西方那樣的宗教，人格養(yǎng)成難免受到不良影響。蔡元培注意到這一點(diǎn)，一方面建構(gòu)“科學(xué)”與“愛”的關(guān)系，一方面提出“美育代宗教”策略，試圖以此養(yǎng)成健全人格。

有學(xué)者認(rèn)為，“僅僅靠美育來補(bǔ)充，如何可能去實(shí)現(xiàn)人格的塑造，這的確是一個(gè)相當(dāng)棘手、在蔡元培這里沒有得到解決的問題。”未來，在繼續(xù)奉行美育代宗教策略的同時(shí)，我們或許還可以從學(xué)科整合和融合中找尋新的解決之道。誠(chéng)如上述，體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、情境化育則是學(xué)科整合和融合的切入點(diǎn)。

（作者單位：華東師范大學(xué)國(guó)際與比較教育研究所）endprint