從物理教材的知識呈現(xiàn)方式談科學(xué)觀念的培養(yǎng)

摘 要：關(guān)于情感、態(tài)度和觀念等的學(xué)習(xí)是一種潛在的學(xué)習(xí)。這方面的知識也常被認(rèn)為是默會(huì)知識，通常不能直接教授，往往要通過語言表述反映、行為示范等間接方式來進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：概念性學(xué)習(xí)；科學(xué)史；知識；能力

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-6148(2007)1(S)-0004-3

現(xiàn)代課程理論認(rèn)為：應(yīng)該把培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情感、態(tài)度放在首位；其次是發(fā)展學(xué)生的能力，特別是探究能力與社會(huì)適應(yīng)能力；再次才是知識的傳授。

在這樣的課程觀的指導(dǎo)下，觀念、態(tài)度和價(jià)值觀的培養(yǎng)正逐步上升為我們新課程的首要目標(biāo)。但是這些目標(biāo)內(nèi)容是無法在課堂上直接教授的，如何實(shí)現(xiàn)這方面的培養(yǎng)目標(biāo)就成了全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)難題。本文即試圖從教材對于知識的呈現(xiàn)方式的角度，尋求一條培養(yǎng)學(xué)生觀念態(tài)度的途徑。

1 目前普遍使用的教材中的典型現(xiàn)象

1．1 直接學(xué)習(xí)概念性知識

例如第一章力學(xué)“力和力的圖示：力是物體之間的相互作用…；力的種類…；重力…”。

首先告訴學(xué)生什么叫力，引導(dǎo)學(xué)生觀察具體的力的例子。事實(shí)上從學(xué)生理解這一概念的角度看，他們是先有一些力的前概念，再被告知科學(xué)上的定義，然后以科學(xué)的眼光從系統(tǒng)科學(xué)的角度去重新認(rèn)識他們熟悉的力的概念。這是和科學(xué)知識建立過程相一致的，從經(jīng)驗(yàn)性知識上升到概念性認(rèn)識，再用概念性認(rèn)識反思經(jīng)驗(yàn)并同時(shí)檢驗(yàn)所建立概念的合理性和有效性。如果直接進(jìn)入抽象的學(xué)習(xí)，學(xué)生理解是有困難的，學(xué)生對于科學(xué)本身是怎么回事的認(rèn)識也是不清楚的。雖然很多時(shí)候教師會(huì)事先補(bǔ)充一些引導(dǎo)性的講解，可以有一些彌補(bǔ)，但對教材的設(shè)計(jì)仍然不可忽視。為了能夠在傳授理論知識的同時(shí)讓學(xué)生有更全面的認(rèn)識，教材應(yīng)該在知識建立方面更多地向?qū)W生體現(xiàn)科學(xué)的過程，而不

是急于求成的直接告知。

1．2 缺少價(jià)值判斷，取舍示范

“在17世紀(jì)前人們普遍認(rèn)為力是維持運(yùn)動(dòng)的原因，……伽利略根據(jù)實(shí)驗(yàn)指出，在平面上運(yùn)動(dòng)的物體之所以會(huì)停下來，是因?yàn)槟Σ磷枇Φ木壒?。……笛卡兒進(jìn)一步補(bǔ)充和完善了伽利略的論點(diǎn)，他認(rèn)為……?！?/p>

教材中已在逐步引入科學(xué)史的內(nèi)容以期更好的完成教學(xué)目標(biāo)。但是教材對于引入的科學(xué)史往往是以介紹歷史的方式呈現(xiàn)的，較少提到在科學(xué)觀念的發(fā)展變遷過程中，人們的置疑、推理、取舍判斷的理由和過程?？茖W(xué)本身就是發(fā)現(xiàn)問題，提出理論或者對理論的修改，其中最能合理解釋問題、最能與客觀相符、最能有效描述客觀的理論被廣泛認(rèn)可和運(yùn)用的過程。科學(xué)史可以有效的反映這個(gè)過程，在科學(xué)價(jià)值觀和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng)上大有可為，但教材對此有些忽略，沒有很好的突出“有人提出這樣一種觀點(diǎn)，后來的人做了這樣一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)和工作，最終證實(shí)并接受了這種觀點(diǎn)”。

2 這樣的表述方式對教育結(jié)果的影響

教材對于知識的呈現(xiàn)方式并不影響對知識內(nèi)容本身的學(xué)習(xí)，但是卻可以對潛課程的學(xué)習(xí)造成較大的影響。而這些潛在的課程內(nèi)容——情感、態(tài)度、觀念等的學(xué)習(xí)被認(rèn)為是比知識內(nèi)容更重要的目標(biāo)。它不僅會(huì)影響學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)，也可能會(huì)對學(xué)習(xí)者建立隨之終生的世界觀、價(jià)值觀以及行為準(zhǔn)則等造成影響。

2．1 現(xiàn)有教材的表述趨向于促使學(xué)生形成傳統(tǒng)客觀實(shí)證主義科學(xué)觀

這是一種比較傳統(tǒng)的以實(shí)證為基礎(chǔ)的科學(xué)觀，它強(qiáng)調(diào)了科學(xué)知識的客觀性。持這種觀點(diǎn)的學(xué)生可以很好的理解唯物主義的思想，客觀的去理解世界。但是，實(shí)證主義的科學(xué)觀忽視了科學(xué)知識系統(tǒng)中人的作用。這樣學(xué)生容易把科學(xué)知識和理論等同于客觀世界，以至于盲從書本；忽視獲得知識的過程，在學(xué)習(xí)科學(xué)的過程中參與意識不足，而只是被動(dòng)接受；同時(shí)也容易使學(xué)生形成對科學(xué)的迷信，不能客觀的看待科學(xué)本身。傳統(tǒng)的實(shí)證主義科學(xué)觀排除了主觀因素，所以容易使學(xué)生忽視人的信念、技術(shù)以及對正誤的評判和取舍等因素對科學(xué)的影響，對于現(xiàn)有的科學(xué)理論缺乏批判精神，以至于在進(jìn)入研究領(lǐng)域后無法取得突破性成果。

與之相對的建構(gòu)主義科學(xué)觀是當(dāng)代科學(xué)觀的代表。建構(gòu)主義反對把科學(xué)知識看作是絕對客觀真理，同時(shí)也批判了單一的、客觀的、純理性的科學(xué)方法論。建構(gòu)主義認(rèn)為，雖然外部世界是客觀存在的，但人們無法直接接觸它，科學(xué)知識與其說是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的，不如說是他們發(fā)揮創(chuàng)造力建構(gòu)的結(jié)果?？茖W(xué)研究的任務(wù)在于建立理論去表征這個(gè)客觀世界。任何科學(xué)理論都只是人類經(jīng)驗(yàn)抽象的結(jié)果，只是人們所認(rèn)識的世界，而并不就是獨(dú)立于人們經(jīng)驗(yàn)的那個(gè)世界。如果教材可以向?qū)W生傳達(dá)這樣一種對于科學(xué)的認(rèn)識，使學(xué)生逐步形成科學(xué)是“人類建構(gòu)的對客觀世界的表征體系”的觀念，那么“科學(xué)是人有意識的參與的”“科學(xué)是人們對解釋客觀世界的嘗試”“科學(xué)是可錯(cuò)的，是在歷史進(jìn)

程中不斷完善的”等等認(rèn)識就會(huì)更容易被他們所接受。這些觀念將有利于學(xué)生參與性的增強(qiáng)以及批判精神的形成。

在提倡建構(gòu)主義科學(xué)觀的時(shí)候我們也應(yīng)該注意避免矯枉過正的問題。不能過度的夸大主觀作用，避免使學(xué)生形成“科學(xué)就是人們的任意創(chuàng)造”的錯(cuò)誤思想。上文所提到的建構(gòu)主義科學(xué)觀應(yīng)該是指實(shí)證的建構(gòu)主義。

2．2 對于學(xué)生科學(xué)態(tài)度形成的影響

態(tài)度是影響對于某類人、事物或事件個(gè)人行為選擇的一種學(xué)會(huì)了的內(nèi)部狀態(tài)。態(tài)度學(xué)習(xí)的三種主要學(xué)習(xí)情境：（1）經(jīng)典性條件反射；（2）行為方面的成功知覺；（3）人的模仿作用。在加涅看來，這三種情境中態(tài)度學(xué)習(xí)主要是對榜樣的模仿。對于我們的學(xué)校教育情境，學(xué)生的模仿對象主要有兩個(gè)：教材和教師。目前的教師教學(xué)工作仍然非常依賴于教材，因而教材是對學(xué)生科學(xué)態(tài)度形成影響最大的一個(gè)因素。我們的教材中所體現(xiàn)出來的科學(xué)態(tài)度沒有多少值得質(zhì)疑，但是教材對于科學(xué)態(tài)度的體現(xiàn)程度卻值得考量。

一方面，教材在大多數(shù)知識的講解中沒有體現(xiàn)人們對于科學(xué)理論和知識的判斷和選擇、取舍以及其過程和依據(jù)，對于學(xué)生科學(xué)態(tài)度的形成缺乏示范作用，無法對之產(chǎn)生有效的影響。另外，教材中引入新的知識時(shí)，對于新的知識可以有效解釋觀察到的問題，并且有效預(yù)言實(shí)驗(yàn)結(jié)果的功能體現(xiàn)不足，無法讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理解和運(yùn)用新知識的過程中很好的體會(huì)行為上的成功感，使學(xué)生難以將習(xí)得知識轉(zhuǎn)化為影響個(gè)人行為選擇的一種觀念態(tài)度。

2．3 教材的形式容易使學(xué)生忽視過程學(xué)習(xí)

教材所強(qiáng)調(diào)的實(shí)驗(yàn)過程與學(xué)生獲取知識的過程存在著脫節(jié)的現(xiàn)象。如：教材強(qiáng)調(diào)學(xué)生獲取知識應(yīng)以真實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)。然而，教材本身在陳述知識結(jié)論時(shí)都不是以實(shí)驗(yàn)的真實(shí)結(jié)果為依據(jù)而形成的，而是常常在陳述了演示實(shí)驗(yàn)之后，以先知者的身份直接告訴這些實(shí)驗(yàn)將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，進(jìn)而通過定性分析，畫上物理量的關(guān)系示意圖，得出結(jié)論。顯然，通過這種方式呈現(xiàn)結(jié)論的形成過程是欠科學(xué)的，意味著告訴學(xué)生只需注重結(jié)論，從而忽視獲取知識的探究過程，容易養(yǎng)成盲從的習(xí)慣。因此，教材在展現(xiàn)過程性學(xué)習(xí)方面相對較弱。

大多數(shù)情況下教材是以描述一個(gè)真理的口氣來呈現(xiàn)知識的，沒有注意鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑和驗(yàn)證，對于科學(xué)家所做的驗(yàn)證工作缺少描述。同時(shí)，我們的教材也忽視了引導(dǎo)學(xué)生在質(zhì)疑和驗(yàn)證過程中體會(huì)科學(xué)研究的過程和方法。所以，很多時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生具體知識掌握的很牢，但是卻不能對科學(xué)理論的建立有一個(gè)很好的理解，對于一個(gè)未知的知識或者理論不知道怎樣著手去判斷和驗(yàn)證它的正確性和有效性。

3 在新課程理念下對教材陳述方式的設(shè)想

后現(xiàn)代的科學(xué)觀認(rèn)為：我們的科學(xué)本質(zhì)上是人類建構(gòu)的可以有效表征客觀現(xiàn)象的一種知識體系。它強(qiáng)調(diào)科學(xué)不是客觀世界本身，而是人類運(yùn)用自己的力量得到的對于客觀世界的認(rèn)識，這種認(rèn)識可以是真實(shí)符合客觀世界特性也可能因?yàn)槿祟惐旧淼闹饔^因素影響而曲解。

這樣的科學(xué)觀有利于我們?nèi)胬斫饫砜平虒W(xué)的本質(zhì)。以往我們更多地將科學(xué)視為靜態(tài)的知識體系、永恒的真理，相應(yīng)地理科課程設(shè)計(jì)就等同于對科學(xué)學(xué)科“忠誠”的縮寫，理科課程的內(nèi)容即是對科學(xué)知識“客觀”的選擇和組織。由此，符合邏輯的理科教學(xué)就變成了科學(xué)知識、客觀真理的傳授。后現(xiàn)代科學(xué)觀啟示我們，對科學(xué)知識的迷信勢必造成理科教學(xué)存在3個(gè)弊端：一是降低了科學(xué)文化的教育價(jià)值?？茖W(xué)是一種不斷發(fā)展的、動(dòng)態(tài)的、可錯(cuò)的、人與自然進(jìn)行交流的探索活動(dòng)，其內(nèi)容包括科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)活動(dòng)、科學(xué)觀念、科學(xué)精神，而科學(xué)活動(dòng)是最重要的存在形式。如果將科學(xué)活動(dòng)暫時(shí)的結(jié)果—科學(xué)知識視為科學(xué)的全部，就勢必會(huì)誤導(dǎo)人們對科學(xué)課程持片面、狹隘、僵化的理解，最終是科學(xué)文化的其它教育資源難以進(jìn)入教育者視野。二是導(dǎo)致科學(xué)教學(xué)的簡單化。既然科學(xué)是一種不斷演進(jìn)、變化、發(fā)展的動(dòng)態(tài)存在，那么即要求我們的科學(xué)教學(xué)要以一種動(dòng)態(tài)的形式來實(shí)現(xiàn)，就像騎自行車是一種活動(dòng)、騎車的技能必須以活動(dòng)的形式來傳授一樣。動(dòng)態(tài)的教學(xué)活動(dòng)意指重視、滲透，體現(xiàn)科學(xué)的活動(dòng)特性，使學(xué)生積極參與現(xiàn)實(shí)或模擬的科學(xué)活動(dòng)，使學(xué)生比較全面、深刻地理解科學(xué)。三是致使理科教學(xué)的重要使命被忽視。這個(gè)重要使命之一就是學(xué)生能力，尤其是學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。即“能力=知識+科學(xué)方法+技能”。

這樣在新的科學(xué)觀和新的課程理念下，我們的基礎(chǔ)物理教材就應(yīng)該更加注意引導(dǎo)學(xué)生了解物理學(xué)思想的形成過程，培養(yǎng)其觀察和實(shí)驗(yàn)的能力、思維能力、分析和解決問題的能力，在傳授知識和技能的同時(shí)，注意幫助學(xué)生領(lǐng)會(huì)和掌握物理學(xué)的研究方法。在新知識的引入時(shí)可以更多地加入科學(xué)家個(gè)人的創(chuàng)造性見解及其驗(yàn)證和被廣泛接納過程方面的描述，更多地通過教材的陳述向?qū)W生展現(xiàn)物理學(xué)思想和理論的形成過程，并且引導(dǎo)學(xué)生多做反思以便逐漸深入地理解物理學(xué)的過程和方法。

但更重要的是教材在描述知識的時(shí)候應(yīng)該更注重對合理有效的科學(xué)方法的體現(xiàn)和運(yùn)用，為學(xué)生提供有效的榜樣影響，在學(xué)生態(tài)度的形成方面榜樣效應(yīng)的力量是遠(yuǎn)大于言語的教導(dǎo)的。按照加涅在學(xué)習(xí)的條件一書中的分析，人的態(tài)度學(xué)習(xí)過程中經(jīng)典性條件反射、行為方面的成功知覺、人的模仿作用是有效的積極因素，而言語學(xué)習(xí)在態(tài)度形成中是幾乎沒有什么影響的。所以進(jìn)行方法、技能、態(tài)度和觀念的教育時(shí)不能僅僅做講述，而應(yīng)該做給學(xué)生看。這首先就是在教材里面做給他們看，并及時(shí)提示他們?nèi)ンw會(huì)和總結(jié)?，F(xiàn)行物理教材在傳授具體的解題方法上還是做的很好的，基本上都安排了有效的示范，但是在傳授科學(xué)觀、科學(xué)思想及其形成過程的時(shí)候這種示范內(nèi)容卻不足。例如，在教學(xué)生“應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論證明判斷一個(gè)觀點(diǎn)的正確性或者可取性”這樣一種觀點(diǎn)的時(shí)候，做前面這樣的描述顯然是不能達(dá)到有效教育目的的。教材可以考慮在講解某個(gè)理論的建立歷史，時(shí)以歷史上科學(xué)家們的判斷取舍過程為示范，引導(dǎo)學(xué)生去體會(huì)和總結(jié)。同時(shí)應(yīng)當(dāng)注意的是在教材中引入物理學(xué)史的部分應(yīng)該更加重視物理學(xué)思想和理論的形成過程，不能被簡單史實(shí)的陳述沖淡主題。

總的來說，基礎(chǔ)物理教材可以把從內(nèi)容表述方式上進(jìn)行有效設(shè)計(jì)和改革，作為達(dá)到注重學(xué)生科學(xué)觀念培養(yǎng)的目的手段之一。以此來在有限的課時(shí)內(nèi)，把增加的方法和觀念等教學(xué)目的融入到基礎(chǔ)知識的教學(xué)中去，達(dá)到全面提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的。

參考文獻(xiàn)：

［1］于海波，孟昭輝.科學(xué)觀的后現(xiàn)代轉(zhuǎn)向與理科教學(xué)改革.現(xiàn)代教育科學(xué)，2004，3

［2］蔡萬忠，周清.香港、大陸高中物理教材之比較.渝西學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003，3

［3］羅伯特.m．加涅，傅統(tǒng)先等譯.學(xué)習(xí)的條件.人民教育出版社，1985，12

［4］人民教育出版社物理室編著.全日制普通高級中學(xué)教科書(必修)物理第一冊.人民教育出版社，2003，（6）：3、45

［5］丁邦平，胡軍.建構(gòu)主義理論與我國基礎(chǔ)科學(xué)教育改革的若干問題.課程·教材·教法，2005，7

［6］J．S布魯納.教育過程.人民教育出版社，1989，41

(欄目編輯趙保鋼)