STEM教育的深度解讀（五）

向世清

前面的各講，讓我們建立了一個基本的認(rèn)識，即為了達成有效和準(zhǔn)確的科學(xué)教育，在可以分解的每一步中，科學(xué)教育者（或教師）都必須牢記和遵循完成完備教授和傳授的意識于心中，然后給予學(xué)生“完備的每一步學(xué)習(xí)”（或者不完備的每一步最后依靠多步的組合及相互彌補達成完備），這樣學(xué)生通過積累而逐步建構(gòu)的“科學(xué)知識大廈”才是有效的。前一講，我們又已經(jīng)將相關(guān)的分析推進到科學(xué)教育（科技教育，乃至科創(chuàng)教育）至少有著數(shù)種最為基本的完備性，這些完備性必須得以實現(xiàn)，否則就不成其為合格和到位的科學(xué)教育。說到底，這其中的道理其實很簡單，任何東西，如果連完整完備的教學(xué)都沒有做到，那肯定是沒有完成該教的任務(wù)和要求（不教完還叫什么教？）那樣的所作所為只能是在浪費時間。完整，應(yīng)該是基本的要求，是底線，不應(yīng)該算作什么高級的難以完成的任務(wù)。

然而，當(dāng)前的科學(xué)教育現(xiàn)實中，還真是存在著各種各樣的、不同層次的“不完備”，有的顯性和直接，有的隱性和間接，雖表現(xiàn)和影響不一，但都已經(jīng)導(dǎo)致了我們科學(xué)教育的“缺位”“錯位”和“失位”，甚至是嚴(yán)重“誤導(dǎo)”和“錯學(xué)”。而更遺憾的是，我們教育界的很多人卻對此沒有認(rèn)識，或者已經(jīng)無意識而“司空見慣，麻木不仁”了。

前一講，我們對此歸因到開展科學(xué)教育的時間不夠有過一些分析，但那很顯然只是一種淺表層次的分析。實際上這還真不僅僅是時間不夠的原因所造成的，背后還有更多的深層次的不足和不夠。所以，針對這樣的現(xiàn)狀和現(xiàn)象，從這一講開始，我們就對當(dāng)前的科學(xué)教育現(xiàn)實中所發(fā)生的各種“分離”（對應(yīng)“不完備”）進行不同類型和層次上的更深入具體的剖析。這樣做，至少有三個目的，一是為大家撥亂反正認(rèn)識；二是給大家提供警醒和促進；三是幫助大家梳理尋找本質(zhì)應(yīng)對方法以最終有效改善或改正。

我們首先為大家描述當(dāng)前科學(xué)教育中最普遍發(fā)生的，也是最基本的一種“分離”（或“不完備”），那就是在教授和傳授科學(xué)知識中已經(jīng)顯著出現(xiàn)的“知識概念與現(xiàn)實實際或?qū)嵺`的分離”。這是一種基礎(chǔ)層次上的“分離”（然而在事實上，這也可以說是一種最高層次的分離，因為很多人都無法認(rèn)識到和認(rèn)清這種“分離”的存在及其巨大危害）。這里，我們從最基本的角度展開分析，那就是人們在認(rèn)知中如何建立和發(fā)展“概念”，然后以此逐步建構(gòu)起知識體系的角度。

在這其中，從抽象到概念是一個關(guān)鍵的基本過程。概念（英文對應(yīng)詞：idea、notion、concept），是人類在認(rèn)識過程中，從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，把所感知的事物的共同本質(zhì)特點抽象出來，加以概括所獲得的結(jié)果表述。心理學(xué)認(rèn)為，概念是人腦對客觀事物本質(zhì)的反映，這種反映是以詞標(biāo)示和記載的，即表達概念的語言形式是詞或詞組。概念都有著內(nèi)涵和外延，即其涵義和適用范圍。進一步地，概念又延伸為思維活動的結(jié)果和產(chǎn)物，且同時又是思維活動借以進行的單元。最終，概念是人的自我認(rèn)知意識的一種表達，它在人類所認(rèn)知的思維體系中是最基本的構(gòu)筑單位，人們以概念為基礎(chǔ)形成概念式思維慣性和套路。通過不斷的認(rèn)知，人類就不斷建立和發(fā)展更多的概念，然后再組成越來越龐大的知識體系。同時，也因為概念隨著社會歷史和人類認(rèn)識的發(fā)展而變化，人類的知識就越來越得以繼續(xù)發(fā)展、深化和更新。

然而，在概念之前，人的認(rèn)知有一個更基礎(chǔ)的前道過程。我們都知道，人的認(rèn)識是主觀作用于客觀的結(jié)果，所以，人們要建構(gòu)認(rèn)知，必須先與現(xiàn)實世界的萬事萬物“打交道”。在現(xiàn)實實際中，因為首先映入人們眼簾的都是一些實際的物質(zhì)、外觀、形體、變化乃至現(xiàn)象，所以人們的認(rèn)知必然首先會是去看、觀察、體驗各種具象的東西。然后，將這些具象經(jīng)由具象到抽象的認(rèn)知過程與方式實現(xiàn)認(rèn)知的下一個階段，才能到達概念的建立。

所以，在這樣一種人們通過不斷發(fā)展概念而建構(gòu)知識的過程之前，必然有一個由具象走向特征抽取，然后歸納精簡出典型本質(zhì)共性的過程，這就是抽象。通過抽象發(fā)展概念是前道的最基本環(huán)節(jié)，沒有這一環(huán)節(jié)可能就沒有概念，也就更沒有后面的思維。所以，抽象是如此的重要，它決定了概念的形成。圖1 以一張抽象意義的圖對此予以形象的說明。必須記住，抽象一定是先有具象，或者說來自對于實際事物的形象的具體觀察感知，然后因什么樣的具象產(chǎn)生出來什么樣的抽象（雖然最終的抽象因人而異，但大多數(shù)時候會達成較為接近的抽象）。于是，抽象必然出自于具象，其起點是具象，而不可能憑空出來抽象，憑空抽象不可能達成正確的抽象。而有正確的抽象然后才能再逐漸歸向抽象的結(jié)果，即形成概念。

抽象也是不容易做好的。抽象看似很簡單，但其實是最不容易的，它需要一個人具有高度的特征發(fā)現(xiàn)、區(qū)分、篩選、概括、提煉、凝練和升華等能力，而且要敏銳、準(zhǔn)確地形成特征的歸納表述和嚴(yán)謹(jǐn)呈現(xiàn)。所以，很多時候培養(yǎng)人的學(xué)習(xí)和認(rèn)識能力其實就是在不斷促進其抽象能力的進階和進化。這就說明，我們必須高度重視一個人的抽象和形成概念能力的發(fā)展性提升，一個人的抽象能力進階和進化越好，最終這個人的學(xué)習(xí)能力一定也會更高。這最后可以看作是知識學(xué)習(xí)和認(rèn)知發(fā)展的成功與否的衡量標(biāo)志之一。事實上，抽象能力是一個人今后思維能力乃至判斷決策能力的基石。

由此說來，培養(yǎng)抽象過程本身的能力在教學(xué)過程中是極其基礎(chǔ)性的和必不可少的。然而，在我們過去乃至當(dāng)前的教育中，我們的學(xué)生有過被給予有效和到位的抽象過程的經(jīng)歷嗎？還有，這種經(jīng)歷夠嗎？這種經(jīng)歷充分嗎？很遺憾，事實和結(jié)果很殘酷。這是因為，我國的教育不知是什么時候開始，逐漸進入了一種“直接灌輸概念”型的教學(xué)模式（應(yīng)該可以肯定，這是在應(yīng)試教育逐步極端化的時間段中形成的）。

這一模式有兩種相關(guān)方式直接造成了抽象過程的缺乏：一是直接告訴學(xué)生概念，即類似于一上來就直接給出名詞、定義、含義，讓概念直接“飛進學(xué)生的記憶中”，而壓根兒就不管概念的來龍去脈和因果承襲（太多的教師、太多的應(yīng)試教學(xué)課堂就是這么做的），所以學(xué)生“不是云里就是霧里”，到最后哪怕記住了概念，但對概念仍然是既不太明白也沒更多興趣弄明白；二是沒有真正的過程先讓學(xué)生真正觀察，總是弄一些“假設(shè)的情境和場景”，比如用故事、圖片、短視頻、PPT 等，讓學(xué)生進入“情境”，覺得這樣就能夠代替真實的具象過程（例如，最典型的，讓學(xué)生通過看視頻學(xué)做化學(xué)實驗。請問，您學(xué)校的化學(xué)實驗這樣做過嗎？笑）。于是，因為沒有真正的觀察和體驗，學(xué)生就沒有真正的具象體驗和觸發(fā)過程，然后學(xué)生的學(xué)習(xí)過程類似于“釜底抽薪”“無米之炊”，學(xué)生從哪里來抽象？又怎么可能有準(zhǔn)確和正確的抽象呢？圖2 給出一個具有類似道理的寓意圖。該圖本來是批判不良的機關(guān)作風(fēng)、諷刺那些坐機關(guān)的人沒有實際的調(diào)查研究就亂作決策的，用在這里也恰好以它的寓意直接說明了這里“沒有具象的抽象是形成不了正確的概念”的內(nèi)涵。

當(dāng)然，有些人申辯說，我也是盡了力“制造了教學(xué)情境的”，但是你有沒有想過，你那個“情境”畢竟是假的，有多少真實和實際的成分？學(xué)生有真正見到過原本應(yīng)該見到的用于抽象的源頭事物嗎？應(yīng)該說，基本都沒有，我們的教師都在“玩假的”。所以，我們的學(xué)生因為沒有產(chǎn)生抽象的具體具象的接觸，是沒有基礎(chǔ)建立抽象的，也更是無法建立有效的和正確的抽象的。不得不說，我們的教育在過去相當(dāng)長的時間中偏離或缺失了學(xué)生必有的認(rèn)知抽象過程，學(xué)生太少被給到用于實施抽象的“遭遇、機會和時間”了。所以，我們的教學(xué)過程最終讓學(xué)生太缺乏有效和到位的抽象過程經(jīng)歷了。這無法讓我們的學(xué)生建立真正的概念，然后建立不了真正的思維，也就無法建立真正有用的深度的知識乃至體系。

這樣一種對教育的反思，在科學(xué)教育上更應(yīng)深度進行，因為科學(xué)教育的概念建構(gòu)更加講究基于真實的具象建立抽象到正確的概念乃至知識。這將在下一講繼續(xù)說明。