再議探究與實(shí)踐

周克楠

摘 要：本文是針對(duì)一段時(shí)間以來(lái)，科學(xué)教育中出現(xiàn)的“科學(xué)實(shí)踐”觀點(diǎn)的理解與剖析。文章從技術(shù)與科學(xué)的關(guān)系分析開(kāi)始，揭示技術(shù)在教育領(lǐng)域轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄俊?shí)踐的過(guò)程，探討了科學(xué)教育中探究與實(shí)踐不同的內(nèi)涵和應(yīng)用領(lǐng)域。并以美國(guó)《k-12科學(xué)教育框架》中的章句為例證加以證實(shí)。希望科學(xué)教師能夠更為準(zhǔn)確的理解“科學(xué)實(shí)踐”的觀點(diǎn)，在實(shí)際教學(xué)中幫助學(xué)生更為適切的使用科學(xué)探究與工程實(shí)踐作為科學(xué)學(xué)習(xí)工具。

關(guān)鍵詞：技術(shù);科學(xué)探究;科學(xué)實(shí)踐;工程實(shí)踐

一、問(wèn)題的提出

2017版《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在課程內(nèi)容部分增加了技術(shù)與工程領(lǐng)域，但在科學(xué)探究目標(biāo)中并未對(duì)這一領(lǐng)域做針對(duì)性解讀。如此，在教學(xué)中或者用探究方式應(yīng)對(duì)工程領(lǐng)域內(nèi)容或者按照教科版科學(xué)教材編者提出的“科學(xué)實(shí)踐”來(lái)完成這部分教學(xué)。兩者似乎對(duì)技術(shù)工程領(lǐng)域內(nèi)容的處理表述都不十分清晰。這一現(xiàn)象不僅出現(xiàn)在我們對(duì)于科學(xué)教育觀念的交流當(dāng)中，即使2011年美國(guó)頒布的《k-12科學(xué)教育框架》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《框架》）中也是時(shí)而出現(xiàn)“科學(xué)實(shí)踐”時(shí)而出現(xiàn)“科學(xué)探究”時(shí)而又是“工程實(shí)踐”。是譯者的疏忽還是原文如此？在意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，囿于當(dāng)時(shí)的資料有限。使本來(lái)非常明確的概念變成主觀的推測(cè)。而今，恰巧搜集到了幾篇文章，可以為此前的觀點(diǎn)補(bǔ)足證據(jù)。因此又產(chǎn)生了再述前文的想法。

二、技術(shù)曾獨(dú)立于科學(xué)而存在

多年以來(lái)，我們習(xí)慣于將科學(xué)技術(shù)關(guān)聯(lián)使用，以至于簡(jiǎn)略成“科技”一詞。好像科學(xué)與技術(shù)從來(lái)是一家。然而追根尋源似乎二者還是有諸多不同。人類(lèi)社會(huì)中的技術(shù)是早于科學(xué)而存在的。技術(shù)大多數(shù)時(shí)候不需依賴(lài)科學(xué)存在于社會(huì)生活之中，獨(dú)立于科學(xué)而存在。在過(guò)去，人們依賴(lài)于高技術(shù)人才——木匠、瓦匠、裱糊匠、鐵匠……他們憑借普通人不具備的技術(shù)立足于社會(huì)。譬如淬火。一位老師傅憑借一生的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)鐵在爐火中的顏色判斷溫度，淬火得到一把硬度與韌性兼顧的好刀。這種技術(shù)盡管它源于科學(xué)，卻依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)。在技術(shù)發(fā)展到相當(dāng)?shù)某潭纫院螅瑐鹘y(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)積累的技術(shù)供求方式不能滿足需求。此時(shí)，以可重復(fù)、重?cái)?shù)據(jù)為特征的科學(xué)凸顯了自身的價(jià)值。而以伽利略實(shí)驗(yàn)為標(biāo)志的近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的誕生，確定了實(shí)證科學(xué)的地位，為技術(shù)的飛躍發(fā)展提供了支持。至此，在一定的科學(xué)研究成果指導(dǎo)下，即使一個(gè)普通人也可以依據(jù)先進(jìn)的技術(shù)煉出一爐好鋼。

科學(xué)的價(jià)值在于減少試錯(cuò)的機(jī)會(huì)，提高效率帶來(lái)產(chǎn)品的低成本和一致性，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。在這一過(guò)程當(dāng)中。技術(shù)逐漸與科學(xué)形成相互促進(jìn)共同發(fā)展的現(xiàn)狀。科學(xué)促進(jìn)技術(shù)的成熟。技術(shù)帶來(lái)的效益反哺科學(xué)的發(fā)展。但技術(shù)與科學(xué)的發(fā)展都有賴(lài)于實(shí)踐。

三、科學(xué)教育中的技術(shù)、探究、實(shí)踐

技術(shù)的來(lái)源是實(shí)踐。實(shí)踐的含義是履行。在教育領(lǐng)域，技術(shù)是達(dá)到目的的手段，實(shí)踐是達(dá)成目的的途徑。技術(shù)在教育這一特定領(lǐng)域內(nèi)被廣泛使用。“教育技術(shù)”，被普遍認(rèn)為是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵， “教學(xué)藝術(shù)”其實(shí)也是教育人對(duì)“教學(xué)技術(shù)”的一種昵稱(chēng)。從學(xué)的角度，很少用技術(shù)來(lái)定義學(xué)生的學(xué)力程度，常用的是學(xué)習(xí)技能、探究能力，二者本質(zhì)相同。并逐漸由“技術(shù)”的程度發(fā)展為“實(shí)踐”的能力。“實(shí)踐”從過(guò)程性概念逐漸發(fā)展為具有程度意義的一維目標(biāo)。在《框架》第一章第三維度實(shí)踐中表述了這一變化過(guò)程：“我們?cè)噲D用以前文件中的‘探究來(lái)定義‘實(shí)踐。但是，探究的組成部分經(jīng)常要根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)或動(dòng)手做活動(dòng)來(lái)具體確定，而且不同的科學(xué)教育團(tuán)體對(duì)“探究”一詞有不同的解釋。我們?cè)诘谌S度中闡述實(shí)踐，部分原因是想更好地確定‘探究在科學(xué)中的意義，以及進(jìn)行探究所需要的認(rèn)知、社會(huì)和物質(zhì)實(shí)踐的范圍”。這句話中表明“探究”并沒(méi)有沒(méi)被真正取代。而是因?yàn)槌霈F(xiàn)了兩種情況：一是，對(duì)探究形成了固定的步驟方法，曲解了探究的本意;二是，對(duì)探究有各種不同的理解，難以形成統(tǒng)一共識(shí)。因此，用實(shí)踐一詞對(duì)探究暫代以扭轉(zhuǎn)上述兩種趨勢(shì)。科學(xué)教育活動(dòng)中的探究活動(dòng)逐漸演變?yōu)閷?shí)踐活動(dòng)。

四、科學(xué)探究與工程實(shí)踐

就廣義的實(shí)踐來(lái)說(shuō)，在科學(xué)教育內(nèi)有“科學(xué)探究”與“工程實(shí)踐”兩種類(lèi)型。學(xué)生在探究科學(xué)概念過(guò)程中的一系列工作可以稱(chēng)之為實(shí)踐活動(dòng)。對(duì)于特定的工程技術(shù)類(lèi)內(nèi)容，諸如：設(shè)計(jì)，制造，以及評(píng)定，交流等等活動(dòng)一樣，也是實(shí)踐內(nèi)容。但這兩種活動(dòng)的不同在于科學(xué)探究的實(shí)踐是驗(yàn)證未知的實(shí)踐。而基于工程設(shè)計(jì)的實(shí)踐是解決方案的實(shí)踐。因此，我們針對(duì)科學(xué)概念的實(shí)踐活動(dòng)，用特定詞匯“科學(xué)探究”來(lái)界定;而工程類(lèi)活動(dòng)的內(nèi)容用“工程實(shí)踐”來(lái)表述，相比較而言，科學(xué)教育中的所有活動(dòng)都可以泛泛的稱(chēng)之為科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。問(wèn)題在于泛化的“科學(xué)實(shí)踐”是否能夠替代具有明確含義的科學(xué)探究與工程實(shí)踐？

“科學(xué)實(shí)踐”一詞我最早見(jiàn)于教科版教材在鄭州舉辦的教材培訓(xùn)會(huì)議上下發(fā)的《實(shí)驗(yàn)通訊》。其中，對(duì)于由“探究”轉(zhuǎn)化為“實(shí)踐”，《實(shí)驗(yàn)通訊》用問(wèn)答的方式做了一些解釋?zhuān)昧恕犊蚣堋返牡谖逭碌膬?nèi)容。通過(guò)閱讀，自我感覺(jué)這種轉(zhuǎn)變的證據(jù)并不充分，而且翻譯的原文用了“科學(xué)和工程實(shí)踐”一詞。這里的“與”“和”雖然都是連詞前后并不一致，在這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠^點(diǎn)表述中似乎不應(yīng)有此疏忽。布魯姆在《教育目標(biāo)分類(lèi)學(xué) 第一分冊(cè)：認(rèn)知領(lǐng)域》編訂目標(biāo)指導(dǎo)原則的第二條原則中指出： “……所以，在整個(gè)分類(lèi)學(xué)中，應(yīng)該始終用一種前后一致的方式來(lái)解說(shuō)和使用每一個(gè)術(shù)語(yǔ)”。 教學(xué)中運(yùn)用特定含義的詞匯表達(dá)約定俗成的意義，需要非常嚴(yán)謹(jǐn)。表達(dá)同一含義時(shí)運(yùn)用前后一致的表述可以減少理解的難度。如果是譯文或校對(duì)的失誤，足以造成理解和表達(dá)雙方的困難。在這里為什么會(huì)出現(xiàn)“科學(xué)實(shí)踐”一詞。前后又為什么并不一致？教材編者要借助科學(xué)實(shí)踐、工程實(shí)踐、甚或科學(xué)探究表達(dá)怎樣的思想？

我們從更為具體的表述能夠感到二者的差異。從活動(dòng)內(nèi)容和活動(dòng)方式可以感到它們明顯不同。《框架》中提出：學(xué)習(xí)科學(xué)有三個(gè)截然不同且同樣重要的維度——核心概念（core ides）、科學(xué)與工程實(shí)踐（practices）、跨學(xué)科概念（crosscutting）……其中practicse中文直譯就是“實(shí)踐”，大多數(shù)時(shí)候被譯成“科學(xué)與工程實(shí)踐”。這里核心概念（core ides）從內(nèi)容看更接近于《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的課程內(nèi)容目標(biāo)，“科學(xué)與工程實(shí)踐”接近于科學(xué)探究目標(biāo)。這里用接近是因?yàn)樗鼈儾⒉煌耆韧Ｓ捎诓扇〔煌募軜?gòu)和呈現(xiàn)方式，中美標(biāo)準(zhǔn)有著很多的不同。這里自《框架》翻譯而來(lái)的“科學(xué)與工程實(shí)踐”一詞，自身就有“科學(xué)”“工程”“實(shí)踐”三層含義。如果將其縮短為“科學(xué)實(shí)踐”其表意范圍變得狹窄而缺少了部分內(nèi)容。其自身的表述也不能滿足科學(xué)家與工程師兩類(lèi)人的不同工作領(lǐng)域。在網(wǎng)站https：//www.nextgenscience.org/常見(jiàn)問(wèn)題欄目中，對(duì)“什么是科學(xué)實(shí)踐”的解釋稱(chēng)：與NRC和美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）以前版本的科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)一樣，NGSS也包括工程實(shí)踐，這是工程師應(yīng)用科學(xué)和數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方法時(shí)所采取的行為。雖然工程設(shè)計(jì)類(lèi)似于科學(xué)探究，但是存在顯著差異。在解釋中說(shuō)明這個(gè)概念指的是工程實(shí)踐，而且明確表示與科學(xué)探究不同，但被解釋的還是“科學(xué)實(shí)踐”。這使人懷疑是網(wǎng)絡(luò)翻譯的失誤。并且在同一頁(yè)面，跨學(xué)科概念被翻譯成交叉概念或橫切概念，更堅(jiān)定了我的懷疑。

無(wú)論如何，當(dāng)今世界的科學(xué)教育都在強(qiáng)調(diào)整合工程學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)，而工程內(nèi)容不同于科學(xué)。《框架》中第二章有如下表述：“同科學(xué)一樣，工程有自己的從業(yè)者團(tuán)隊(duì)，獨(dú)特的知識(shí)和實(shí)踐系統(tǒng)，包含多種細(xì)分專(zhuān)業(yè)和交叉融合的思想和方法……但又有不同，特別是工程目標(biāo)與科學(xué)目標(biāo)不同。工程的產(chǎn)物是產(chǎn)品而非理論，工程設(shè)計(jì)的目的是解決某些問(wèn)題或?yàn)樘囟康姆?wù)，而科學(xué)的目的是探索自然。”在工程設(shè)計(jì)與科學(xué)實(shí)踐的比較中，《框架》對(duì)二者提出如下區(qū)別：

（一）條件因素的限制可以制約工程設(shè)計(jì)找到解決方案，而科學(xué)探究雖然找不到規(guī)律，但規(guī)律是客觀存在的;

（二）權(quán)衡是工程實(shí)踐的基本步驟，但并不是科學(xué)探究的基本組成部分。

（三）工程實(shí)踐尋找的是滿足特定條件的具體解決方案，科學(xué)探究的目標(biāo)是找到普遍性的解釋。

二者自身的特點(diǎn)分析揭示了，科學(xué)探究與工程實(shí)踐在內(nèi)容、目標(biāo)、達(dá)成步驟方法都存在不同。我們現(xiàn)階段的科學(xué)教育更加需要的是學(xué)生工程技術(shù)素養(yǎng)的發(fā)展。

五、著眼于設(shè)計(jì)、解決方案的工程實(shí)踐

目前課堂上，還沒(méi)有見(jiàn)到嚴(yán)格意義上的工程實(shí)踐內(nèi)容。即使《小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中增加了技術(shù)與工程領(lǐng)域內(nèi)容，現(xiàn)階段要體現(xiàn)這一變化，更多的是從原有物質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域中將有設(shè)計(jì)因素的內(nèi)容劃分出來(lái)，從應(yīng)用的角度切入研究以體現(xiàn)實(shí)踐。但其中的工程、實(shí)踐內(nèi)涵著實(shí)不多。其主體仍然是探究科學(xué)概念。一些設(shè)計(jì)元素沒(méi)有被引進(jìn)課堂。譬如：條件限制（成本、材料、時(shí)間）修正方案、檢測(cè)產(chǎn)品……這些工程設(shè)計(jì)素養(yǎng)因?yàn)槭艿綄W(xué)習(xí)內(nèi)容的限制不能讓學(xué)生體驗(yàn)與領(lǐng)悟。以至于不能達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程技術(shù)素養(yǎng)的目的。

現(xiàn)階段，我們?nèi)鄙俚氖菍?duì)工程實(shí)踐的清晰認(rèn)識(shí)和恰當(dāng)內(nèi)容。惟其如此，更不宜用科學(xué)實(shí)踐一詞去混淆科學(xué)探究與工程實(shí)踐之間的不同與界限。如果我們?cè)?jīng)希望學(xué)生像科學(xué)家那樣去探究，現(xiàn)在就應(yīng)該讓學(xué)生像工程師那樣去實(shí)踐。套用耶穌回答法利賽人的句式：科學(xué)的去探究，工程的去實(shí)踐。

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