STEM教育的深度解讀（六）

向世清

前一講，我們針對(duì)當(dāng)前科學(xué)教育中最基礎(chǔ)層次上的一種“不完備”，即在教授和傳授科學(xué)知識(shí)中已經(jīng)顯著出現(xiàn)的“知識(shí)概念與現(xiàn)實(shí)實(shí)際或?qū)嵺`的分離”，從其中的關(guān)鍵認(rèn)知過(guò)程環(huán)節(jié)——抽象的關(guān)鍵性和實(shí)施要求予以了深度的剖析。這一講，我們就直截了當(dāng)?shù)刂v清楚實(shí)際在教學(xué)行為上如何解決這一“分離”（接下來(lái)的數(shù)講，我們將沿襲這樣的敘述方法，即闡明一種問(wèn)題就緊接著給出如何解決問(wèn)題的方式方法。這樣可更方便大家的閱讀學(xué)習(xí)和立即知道如何應(yīng)對(duì)，同時(shí)可兼顧好專(zhuān)欄各講也可相對(duì)單獨(dú)成文的要求），也就是如何更好地解決“從具象到抽象”這一關(guān)鍵的科學(xué)教育基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，以使得科學(xué)教育（科技教育，乃至科創(chuàng)教育）從基礎(chǔ)層面和出發(fā)時(shí)段就可以達(dá)成更好的完整和深化。大家記住，我們這里的核心是如何建立和加強(qiáng)更好的具象獲得。

首先，我們強(qiáng)調(diào)，科學(xué)教育比一般的知識(shí)學(xué)習(xí)及學(xué)科教育更需要實(shí)現(xiàn)這一分離的解決。這里的原因很簡(jiǎn)單，那就是科學(xué)教育首先需要完成自然科學(xué)的學(xué)習(xí)，而自然科學(xué)主要是要認(rèn)知和理解客觀世界的（特別是相對(duì)人文與社會(huì)科學(xué)等），更是追求其背后的“真理”的，所以科學(xué)首先必須達(dá)到“求真”（后續(xù)會(huì)繼續(xù)講到“務(wù)實(shí)”）的要求，一定要面向真實(shí)的對(duì)象，然后是整個(gè)科學(xué)認(rèn)識(shí)建立的過(guò)程必須要“真”。一句話(huà)，要首先達(dá)成真正的“具象”的面對(duì)和接觸。

為了做到這樣的全過(guò)程的“真”，概括地講，就必須做到包括過(guò)程中的多種“要點(diǎn)”一定要真，即一開(kāi)始時(shí)點(diǎn)就真、起點(diǎn)要真、基礎(chǔ)點(diǎn)要真、承接點(diǎn)要真、關(guān)鍵點(diǎn)要真、轉(zhuǎn)換點(diǎn)要真、變化點(diǎn)要真、結(jié)果點(diǎn)要真等，所有的點(diǎn)都要滿(mǎn)足這一要求。限于篇幅，以下特別強(qiáng)調(diào)兩個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，一是起點(diǎn)，二是基礎(chǔ)點(diǎn)。

起點(diǎn)，指的是學(xué)生在科學(xué)教育的內(nèi)容和時(shí)間兩方面的起點(diǎn)。起點(diǎn)要真，意味著學(xué)生開(kāi)始接受科學(xué)教育必須從真實(shí)地觀察真正的世界開(kāi)始。幼兒從小應(yīng)該盡可能多地“看見(jiàn)”和“觀察”真正的世界，是“第一手的”“直接的”（注意，不是“二手的”和“間接的”世界），而不是一上來(lái)就學(xué)習(xí)概念知識(shí)，特別是直接和純粹讀“書(shū)”（這就是典型的“二手的”和“間接的”，即便書(shū)中也以繪本方式給出事物圖像）等方式。古語(yǔ)所謂的“行千里路，讀萬(wàn)卷書(shū)”，“行”即“邊走邊看”“邊旅行邊見(jiàn)識(shí)”的內(nèi)涵，而且要求“行”在前發(fā)生、先發(fā)生，是前提（我國(guó)近代教育讓小孩從小盡可能多地先直接學(xué)習(xí)知識(shí)概念，盡可能多地讀書(shū)背書(shū)乃至記憶，現(xiàn)在來(lái)看都是偏離規(guī)律和錯(cuò)誤的）。否則，如果從小一開(kāi)始就沒(méi)有真正先見(jiàn)到客觀的真實(shí)對(duì)象，然后就構(gòu)建概念，孩子依賴(lài)于不夠到位的“從具象到抽象”所建構(gòu)的科學(xué)概念的起點(diǎn)就是“空的”“虛的”“假的”和“錯(cuò)的”，所形成的概念自然就難以正確，他后續(xù)的科學(xué)概念就更不可能準(zhǔn)確，這樣就等同于給一個(gè)科學(xué)大廈造就了一個(gè)“虛弱和錯(cuò)誤的地基”，今后的科學(xué)學(xué)習(xí)就難辦了。我國(guó)還有一句古語(yǔ)叫作“為有源頭活水來(lái)”，即沒(méi)有源頭，哪來(lái)“活水”？圖1 的示意圖可以幫助我們感悟出發(fā)點(diǎn)錯(cuò)了對(duì)后果的影響?？茖W(xué)教育乃至一切教育正是如此（現(xiàn)代科學(xué)教育學(xué)規(guī)律表明，學(xué)習(xí)的起點(diǎn)方式也必須正確。大家應(yīng)盡量讓學(xué)生在9 歲之前僅以觀察的方式學(xué)習(xí)，并且觀察方式盡量要“純粹”，不要把更高階的教學(xué)要求，例如思維建構(gòu)等，過(guò)早地賦予還只是孩子、大腦并沒(méi)有真正完整發(fā)育的學(xué)生。在這一意義上，現(xiàn)在許許多多的“學(xué)生智力開(kāi)發(fā)”都是違背科學(xué)教育規(guī)律的）。

基礎(chǔ)點(diǎn)，指的是可為其他學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)點(diǎn)。例如，科學(xué)體系中有許多概念和知識(shí)是以一些基本和基礎(chǔ)的概念建立起來(lái)的，這些基本和基礎(chǔ)的概念就是基礎(chǔ)點(diǎn)。最好的例子就是點(diǎn)、線和角，它們是正方體、圓球體等這些后續(xù)幾何概念的基礎(chǔ)。如果我們一開(kāi)始沒(méi)有很好建立起實(shí)在的基礎(chǔ)概念，后續(xù)概念就很難很好地建立好，其形象思維也難以達(dá)成正確的“浮現(xiàn)”，那么后續(xù)的這些概念也就無(wú)法正確拓展應(yīng)用。因此，在科學(xué)教育中，我們需要特別關(guān)注基礎(chǔ)點(diǎn)的真正準(zhǔn)確建立和科學(xué)掌握，絕不能以沒(méi)有真實(shí)具象的教學(xué)將這些基礎(chǔ)點(diǎn)打造成虛的、沒(méi)有真正成形建構(gòu)的類(lèi)似于“名詞”的“純概念”，讓學(xué)生由此出發(fā)抽象構(gòu)建更為高級(jí)的“形象”乃至更為準(zhǔn)確的、可繼續(xù)正確拓展的“抽象”概念了。圖2給出一種形象的內(nèi)涵示意性說(shuō)明（我們現(xiàn)在的很多教育，一連串的概念都逐漸越來(lái)越復(fù)雜和高深，學(xué)生理解起來(lái)都很吃力，很多人認(rèn)為這是孩子的“笨”和能力不足所造成的。那么，根據(jù)這里的闡述，我們就知道，這壓根兒就不是有關(guān)能力的問(wèn)題，而是概念系列建構(gòu)中犯了基礎(chǔ)點(diǎn)沒(méi)有真正建立準(zhǔn)確和牢實(shí)的問(wèn)題。說(shuō)到底，還是因?yàn)椤凹儠?shū)面的概念性”的學(xué)習(xí)貫穿始終所導(dǎo)致的根本性惡果。延伸一點(diǎn)說(shuō)，我國(guó)現(xiàn)在學(xué)生的創(chuàng)新性不足，大部分原因就與這一點(diǎn)密切相關(guān)）。

起點(diǎn)和基礎(chǔ)點(diǎn)等全過(guò)程的“真”沒(méi)有足夠甚至是錯(cuò)了（哪怕部分的）的科學(xué)教育，還會(huì)帶來(lái)更大的惡果，那就是意味著給學(xué)生建立起一種巨大偏差和錯(cuò)位的科學(xué)意識(shí)和習(xí)慣的不良形成與奠基。學(xué)生未來(lái)的科學(xué)學(xué)習(xí)和科學(xué)觀建立，都以此為根本導(dǎo)向?？茖W(xué)意識(shí)和習(xí)慣是科學(xué)觀的靈魂，也是科學(xué)觀的外在反映。錯(cuò)誤的科學(xué)觀很多都是由于“不真”的科學(xué)教育形成的。所以科學(xué)教育必須要求真，且必須總是要求真，還必須養(yǎng)成無(wú)論如何要基于真的意識(shí)和習(xí)慣。這，肯定地說(shuō)，是科學(xué)工作者建立求真“本分”的“天王山”，也是任何一個(gè)社會(huì)公眾人必須正確建立類(lèi)似于“信仰”的“唯物主義”潛意識(shí)前提的“天王山”，否則，他就會(huì)形成錯(cuò)誤的認(rèn)知世界的基礎(chǔ)方式，即“不科學(xué)”（我們也可以順便指出，從來(lái)不接觸理科學(xué)習(xí)的人，到后來(lái)就不易建立科學(xué)思維觀，自然會(huì)出現(xiàn)一定的類(lèi)似于“唯心主義”的表現(xiàn)。“畝產(chǎn)1 萬(wàn)斤”就可能來(lái)自于這樣的“文科寫(xiě)作者”之手！笑）。一句話(huà)，如果一開(kāi)始科學(xué)就沒(méi)有建立在“真”的基礎(chǔ)上，那我們還能期望將來(lái)他的科學(xué)是科學(xué)的嗎？

其次，建立和加強(qiáng)更好的具象獲得，一定是讓學(xué)習(xí)者可以更好地“看見(jiàn)”“看到”和“觀察”應(yīng)該看到的實(shí)際的物體和現(xiàn)象。那么，這里涉及的關(guān)鍵問(wèn)題就是，讓學(xué)生“看什么”“看哪里”和“看怎樣”等。為此，我們?cè)诳茖W(xué)觀察的全過(guò)程中，必須把牢幾個(gè)關(guān)鍵的階段（或環(huán)節(jié)）與內(nèi)容，讓這些階段（環(huán)節(jié)）和內(nèi)容都有很好的觀察發(fā)生，都能被很好很完整地觀察到。

概括地說(shuō)，盡可能看完整、看清、看明白的科學(xué)觀察最終只有一個(gè)目標(biāo)，即讓具象實(shí)現(xiàn)完整性的全部信息的觀察，為此必須實(shí)現(xiàn)以下各個(gè)環(huán)節(jié)和內(nèi)容的觀察（或“看”）：先看清樣子（外觀、形狀、顏色等），再看到內(nèi)部（結(jié)構(gòu)、機(jī)構(gòu)、連接等），再看到動(dòng)作（運(yùn)動(dòng)、移動(dòng)、翻轉(zhuǎn)等），再看到變化（反應(yīng)、轉(zhuǎn)變、現(xiàn)象等），再看到結(jié)果（表現(xiàn)、特征、規(guī)律等），再看到環(huán)境（條件、邊界、影響等），再看到關(guān)聯(lián)（關(guān)系、互動(dòng)、交流等），再看到其他（因素、參數(shù)、特點(diǎn)等）。所以，觀察絕不是簡(jiǎn)單地看一看、瞄一眼；也絕不是轉(zhuǎn)瞬即逝、走馬觀花。真正的具象的完整獲取，涉及到事物和現(xiàn)象的這里所述的各個(gè)方面內(nèi)容，以及觀察順序環(huán)節(jié)的完善完整。這些代表了不僅要看真，還要真看；不僅要看清看足，還要看明白看懂；不僅要看到靜態(tài)，還要看到動(dòng)態(tài)；不僅要看到原樣，還要看到變化；不僅要看到表象，還要看到內(nèi)涵；不僅要看到開(kāi)始，還要看到結(jié)果；不僅要看到特征，還要看到規(guī)律等。圖3 進(jìn)一步意會(huì)了這些要求。如此，我們才可以充分和準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)事物和現(xiàn)象，獲得最為真實(shí)和準(zhǔn)確的具象（這里也實(shí)際從另外的表述方式告訴了我們?nèi)绾谓虝?huì)學(xué)生觀察和應(yīng)該怎樣完成和完善觀察）。然后，由這樣的具象出發(fā)，才有可能建立更準(zhǔn)確的抽象，并為更高的科學(xué)認(rèn)識(shí)建立必要與合乎要求的認(rèn)知基礎(chǔ)。

本講最后歸納一下，當(dāng)我們以達(dá)到要求的完成具象信息完整獲取的行為展開(kāi)科學(xué)學(xué)習(xí)的初始和初步階段時(shí)，我們就可以成功地破除“知識(shí)概念與現(xiàn)實(shí)實(shí)際或?qū)嵺`的分離”這一科學(xué)教育的基礎(chǔ)分離問(wèn)題。以此為基礎(chǔ)，我們的后續(xù)科學(xué)教育就可以真正進(jìn)入具備科學(xué)性的通道或軌道，后面也就將面對(duì)更高層次的分離問(wèn)題的破解。