科學教育體現科學人文性的困境與重構

趙志強，禹 雪

(1.廈門大學教育研究院，福建廈門，361005；2.廣東培正學院發展規劃處，廣東廣州，510830)

科學教育是以傳授基本科學知識為手段，以素質教育為依托，以體現人文性和科學性為目的的應用型教育。隨著科教興國、人才強國戰略的不斷推進，越來越多的學者認為培養科學人才的根在基礎教育，打造具有人文特色的科學教育至關重要。2022年，教育部發布《關于加強小學科學教師培養的通知》，旨在建設一批培養小學科學教師的師范類專業，加強高素質小學科學教師供給。科學本身具有濃厚的人文性，這種人文性根植于科學價值、科學精神及科學審美之中。只有從教育的意義理解科學本身，培養學生的科學素養，才能實現全人教育。2016年，中國學生發展核心素養研制課題組首次將人文性、自主發展和社會參與作為衡量核心素養的重要指標。人文性是自主發展和社會參與的前提，學生的自主發展和社會參與是人文性的外在體現，將科學的人文性滲透其中，人文性納入核心素養已成為各學科的共識。但是，吳晗清等人發現多數學生不具備化學人文素養。[1]徐晶也發現學生質疑精神、科學審美能力普遍不足。[2]李茜認為學生科學精神、審美意識、社會責任感較為薄弱。[3]簡言之，我國學生科學人文性的不足已非個案，如何在科學教育中體現科學人文性。解析科學人文性培養的現實危機，是目前的關鍵所在。

一、科學人文性內涵

內涵概念是狹義的，指個體對事物的認知感覺，對特有事物屬性的映照。對科學人文性內涵，薩頓認為“科學或知識的每一個分支一旦形成，它既屬于自然也屬于人文”。[4]這說明科學與人文相互交融，科學人文性是認知理性和價值理性、科學文化與人文文化、科學精神與人文精神的有機整合，具有認識、思想、智力、精神以及審美等人文價值，需要建立在科學理性之上的人文精神來規范、統領科學，從而實現二者的協調統一。[5]科學人文性就是科學與人文的相互融合、貫通，體現于科學價值、科學精神和科學審美中。

科學價值是科學人文性的統領。馬斯洛認為，科學應建立在價值觀之上，本身代表一種價值體系，人類因感情、認識、表達以及審美的需要給了科學以起因和目標，任何需要的滿足都是一種“價值”。[6]可見，科學價值的意蘊豐富而多元，其核心在于科學人文性的精神價值、倫理價值和審美價值。精神價值是一種“求真”價值，倫理價值是一種“求善”價值，審美價值是一種“求美”價值，它們在賦予獨特價值的同時，也相互成就、互為表里。科學精神是科學人文性的內核，科學精神是在接受教育或從事科學活動中形成的，是一種升華的心理狀態。但是，科學從業者多是通過物質成就來理解科學的，不去思考科學的精神內核，自然看不到科學的內在美。[7]那么，怎樣才能讓科學精神得以擴容？怎樣才能準確把握科學精神的內涵和本質？在方法論中，批判精神尤為重要，只有在批判中才能獲得更多的證據。

科學理論通過建構、批判的循環過程不斷完善，只有勇于尋找證據，運用理性及批判精神才能創新，科學才能進步。科學審美是溝通科學與人文的橋梁，多數人認為科學是絕對客觀的，是理性的化身，因而是死板、無美感的。但是，科學之所以研究自然，因為自然是美的，追求科學之美是科學家奮斗的動力之一，科學家在科學探索過程中不僅為了純粹的研究，還為了追求科學的美。[8]科學美不僅是一種感性的存在，還包括理性的成分，科學美激發了科學的人性因素，使科學具有濃厚的情感色彩。簡言之，科學價值、科學精神和科學審美賦予科學人文性，使科學教育融入科學人文性有了理論載體，不僅讓學生感受科學真理、體驗科學成就，還能意識到科學的多面性，包括科學精神、科學審美及科學倫理等。此外，科學教育還致力于學生科學素養的全面提升，科學素養的落腳點在于科學人文的素養。只有學生具備了人文精神及科學價值觀，才意味著科學素養落地生根，才能促進學生的全面發展。

二、科學教育體現科學人文性的困境

(一)實證主義造成科學人文性缺失

知識有兩個維度，包括科學性和人文性。科學性可以準確篩選并加以培養，而人文性因取向不同而難以界定。實證主義科學觀重視科學知識的實證過程，將科學看作客觀、理性的活動。在科學教育中，教師注重科學知識的傳授，而忽略科學人文性的滲透。功利主義的科學觀將科學視為社會生產的工具，重視倫理價值、工具價值和社會價值，易使科學教育走向“唯成績論”。在這兩種觀念的共同影響下，一些教師迫于不斷加碼的升學壓力，教學內容以學科知識為主，教學方法以講授為主，教學評價也以終結性評價為準，很少將科學人文性內容滲透其中，進而造成科學教育中科學與人文的割裂。人文性與科學性的結合體現在“人”作為要素嵌入科學的社會屬性和人文價值，給科學教育賦予生命色彩，讓學生在科學理性之上由人文精神規范、統領，做學習的主人。

(二)功利主義主導著教師的人文素養

人文素養是教師專業發展的重要內容，教師自身的人文素養對學生科學人文性的培育具有潛在的積極影響。在功利主義理念的影響下，部分教師人文素養不足。王玉寶等人認為，以量化指標為標準的職稱評聘機制和“官本位”績效功利主義管理制度，使教師的功利性愈發明顯。[9]目前，量化指標的管理問題要比解決問題難，其原因不只是量化指標的引導作用，更重要的是功利主義理念的長期積累。在受教育階段，施教者為了追求量化目標，所設課程往往偏重于專業理論、學科教學法類的課程，而鮮有教師人文素養類課程的設置，致使教師在專業發展過程中忽視人文素養的內化和學習。此外，學校在組織教師參加各類培訓時，也較側重于教師專業能力的提升而忽視人文素養的培養。教師人文素養不足所造成的后果具有遲滯性，雖然短時間內不會顯露在課堂和行為中，但對學生人文性思維的養成、對待學習的態度可能會產生差異，修補差異可能需要更大的成本。

(三)實驗教學中科學人文性難以融入

實驗教學是科學教育的教學方式，也是融入科學人文性的載體。實驗教學所包含的任何教學工作，均應在教學過程中挖掘實驗背后的科學人文素養，在隱性層面達到“人文性”的目的。學生在做實驗的過程中應該體悟科學之精神、思索科學之價值、感受科學之美。但是，目前的實驗教學實施并不充分。一方面，由于學校主要的經費來源于政府撥款，面對規模化的學生群體，有限的辦學經費難以支撐相應的實驗教學，實驗教學實驗器材短缺、實驗材料陳舊等問題普遍存在，實驗教學并不是教師的首要選擇。[10]另一方面，教師對實驗教學熱情不高，實驗操作能力不足。在高中有機化學實驗教學的調查中，僅有3%的教師可以完成實驗教學。[11]教師應是科學人文主義者，通過理念的引領嘗試用實驗教學方法理解科學的問題。而部分教師缺失科學人文性，使學生缺少動手操作實驗的機會，無法對實驗目的、倫理等問題進行思考，這種流于形式的實驗教學很難融入科學人文性。

(四)校園文化中科學人文性體現不足

文化環境由組織和其他因素組成，學生科學人文性的培育不僅是教師努力的結果，學校整體的文化環境也扮演著重要的角色。滲透著優良科學人文性的校園文化，會潛移默化地影響學生的思想、行為，會激發學生的探究熱情。當下的一些學校恰恰缺乏營造學生科學人文性養成的文化環境。一方面，校園內應試文化氛圍濃厚，如校園內充斥著各類“沖刺高考”的標語，鮮有對科學家、科學事跡的介紹，過度宣傳應試文化使學生無法得到科學人文性的熏陶。另一方面，學校的文化活動內容、方式單一，以文體類為主，如運動會、才藝大賽等，很少開展一些滲透科學人文性的科普類活動，如校園科普日，參觀博物館、科技館等活動。學校應豐富與科學人文性相關的文化活動，引導學生尊重客觀規律，加深對客觀規律的體驗和理解。

三、科學教育體現科學人文性的邏輯

(一)科學教育與人文教育并重

科學教育體現科學人文性，主要是保持科學教育與人文教育的相對平衡。科學教育代表了學生以具備邏輯意義的視角審視教育規律，人文教育代表學生以情感取向的視角審視教育圖景。但無論是科學教育還是人文教育，只要處于相對平衡的狀態，就能塑造兼具科學與人文的整體教育。進一步說，科學教育與人文教育都以育人為根本，應在平衡的基礎上保持個性。或者說，教育培養的是人，是有階段性、有獨立思想的個體，科學教育與人文教育各有優勢。為此，教師在教給學生以真理的同時，需要傳授具有情感性、意志性的應然體驗，在均衡發展的同時需要保持差異性、個性，這樣才能真正意義上培育人的全面性。當然，最主要的是要給予科學教育和人文教育在價值層面的肯定和平等地位，這是在科學教育中體現科學人文性的關鍵。

(二)注重教育過程培育

當今社會，知識獲取的途徑越來越多元化，科學教育中如何辨別、選擇具有人文性的信息是教育者需要考慮的問題。但是，在市場導向下，師生均存在急功近利的思維，致使科學教育愈發功利化，科學教育不得不演變成技能訓練，科學人文性不得不演變成技工素養。科學人文性具有長期性的特點，它蘊含在科學教育深層結構之中，生發于科學知識、科學規律和科學方法，并在科學教育中得以充分體現。正如維納等人所言，一片紅杉林可以存在數千年，現在的樹林代表著幾個世紀前的陽光和雨露的投入。[12]科學教育應“慢”下來，重塑學習動機是科學教育過程必需的，科學人文性也可以嵌入科學教育。

(三)注重教學方法引導

科學教育從以知識為中心向以價值為中心的發展，是在掌握科學知識、科學方法之后，在實踐中真正實現這樣一種科學教育。[13]方法是科學的基礎，方法探究是培養學生科學素養的重要手段。因為科學知識、科學精神是深層化的內容，它不是直接通過表象體驗和感受到的，而是必須依靠方法的運用，從知識到價值、從精神到實質的循環運動。教師在開展科學教學時可以通過方法論的引導，從科學精神、科學價值觀以及科學審美角度進行滲透。一方面，要利用實驗教學培養學生的科學精神。實驗之前，教師可引導學生通過自主提出探究問題、改進實驗裝置等方式培養創新精神。實驗之中，教師通過引導學生嚴謹地觀察現象、記錄數據及分析數據，培養學生的實證精神和理性精神。實驗之后，教師通過引導學生交流討論不同組的實驗過程和結果，培養學生的交流合作精神。另一方面，教師要利用實驗教學培養學生的科學審美。實驗是科學美的重要承載形式，科學現象的美、科學裝置的美、科學變化的美，以及對稱、和諧等美的要素都在科學實驗中有所體現。教師可從多角度介紹科學美的內容、要素，讓學生體驗科學中美的存在來提升科學審美意識。

四、科學教育體現科學人文性的重構

(一)優化科學人文性的育人場所

社會存在決定社會意識，只有以校園文化環境為基礎，才能真正為學生科學人文性的培育提供內在動力。校園文化環境對學生科學人文性的培養具有間接作用，這種間接作用是隱性、潛移默化的。學校要優化科學人文性的育人場所。一方面，需要在校園內營造良好的科學人文性氛圍，添加滲透科學人文性的實物，如張貼含科學家自傳等內容的壁畫，播放科學家、科學史等故事，擺放蘊含科學美的雕塑等，讓學生充分接觸科學、了解科學。另一方面，學校應積極舉辦或參與滲透科學人文性的校園活動，如定期組織學生參觀博物館、科技館等科普類場館，讓學生在科普活動中體驗科學的人文之美。同時，學校可組織相關的辯論賽，在辯論中激發學生對科學的思考。多種活動的開展、育人場所的構建、良好文化氛圍的營造，均可為學生科學人文性的培育提供肥沃的土壤。

(二)提升教師的科學人文素養

教師是科學教育的主要實施者，提高教師的科學人文素養是培養學生科學人文性的關鍵。對師范生來說，求學期間的課程或環境渲染對其科學人文素養養成至關重要。這一階段，高校可以將科學發展史、科學簡史、科學革命、批判思維與道德推理等蘊含科學人文性的特色課程納入課程體系，讓師范生提升對科學人文性內容的認識。實踐環節中，教師可以通過優秀教學視頻賞析、經典教學設計分析等方式提升科學人文性內容的滲透能力。對在職教師來說，可以從學校教研活動、教師自主學習入手，提升其科學人文素養。學校在組織教研活動時應關注教師科學人文素養的培養，如定期開展以科學精神、科學價值、科學審美為主題的專題講座、教學研討、案例分享、情境創設、教學設計、資源開發。另外，教師要有意識地對科學人文性內容開展學習和研究，通過閱讀關于科學人文性書籍來提升對科學的全面認識，在教學設計時有意識地將科學人文性的核心要素融入學科內容，在教學實施時通過學科知識的呈現將科學人文性的內容貫穿其中，在教學結束時反思學生科學人文性的生成。

(三)豐富科學人文性的教學內容

在教學內容中滲透科學人文性，對學生科學人文素養的養成很有必要。事實上，包含科學人文性內容的素材種類繁多，如科學史、社會性議題、科學家傳記等，重要的是要汲取精華、靈活滲透。科學史記錄了人類的科學探究歷程，不只可以讓學生了解科學發現的歷史，更重要的是讓學生感悟其中的科學人文性。教師也可在教學中引入科學史議題，通過引導學生討論、爭論、辯論，提升學生對科學倫理的認識，從而培養學生科學的決策能力。科學家的傳記展現了科學家的自身生活、研究經歷以及對科學的思考，是認識科學以及科學家的重要文本。教師通過展示科學家傳記的內容，可以讓學生感受到科學人文性的一面。教師在選擇教學素材時，不僅要利用素材創設情境來激發學生興趣，還要挖掘素材中蘊含的科學精神、科學價值以及科學審美等內容。

(四)更新助力學生反思的教學方法

讀寫方法是一種從文字中提取、加工和運用的心智技能，它可以有效促使學生對科學人文性進行反思，形成正確的科學人文觀。教師可以在教學過程中通過閱讀、寫作指導提升學生的科學人文性。首先，教師可以依據教學內容為學生提供針對性讀物，或讓學生根據興趣閱讀科學人文性的材料，選擇蘊含科學人文性的閱讀材料，如科學史、科普書籍以及科學小說等。其次，教師可以通過寫作指導來促進學生對閱讀內容的反思。在進行科學寫作教學時，教師可以設置問題讓學生進行有目的的寫作，也可讓學生發揮想象力對相關主題進行自由寫作。最后，教師可以定期組織交流活動，如讀書交流會。師生、生生的相互交流和表達能促進學生反思的深度和廣度。反思是教育的靈魂，只有在科學教育中激發學生對科學人文性的興趣，啟迪學生進行積極且有深度的反思，才能促進學生反思能力的發展，加深學生對科學人文的認識及滲透。