把握“科學(xué)本質(zhì)”的內(nèi)涵是高質(zhì)量開展科學(xué)教育的關(guān)鍵
——對(duì)科學(xué)新課標(biāo)中“科學(xué)本質(zhì)”的理解

劉兵 _ 清華大學(xué)人文學(xué)院科學(xué)史系教授，博士生導(dǎo)師，教育部義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組核心成員

在2022年4月頒布的《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“科學(xué)新課標(biāo)”）中，有一個(gè)重要、但部分科學(xué)教師對(duì)之理解還不夠清晰和明確的概念，這就是“科學(xué)的本質(zhì)”（或“科學(xué)本質(zhì)”）。

首先，在“科學(xué)新課標(biāo)”總論性的“課程性質(zhì)”部分，就有“義務(wù)教育科學(xué)課程是一門體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的綜合性基礎(chǔ)課程”這樣的表述，而在“課程目標(biāo)”的“總目標(biāo)”部分，則提出要“初步認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)”。

其次，在“教學(xué)提示”和“教材編寫建議”部分，也都提到了“科學(xué)本質(zhì)”的概念。更重要的是，這次課標(biāo)的修訂將聚焦學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)作為指導(dǎo)思想，而在“科學(xué)新課標(biāo)”所設(shè)定的科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任這四條核心素養(yǎng)，在科學(xué)觀念和態(tài)度責(zé)任這兩條的說(shuō)明中，也都提到了對(duì)“科學(xué)本質(zhì)”的認(rèn)識(shí)。

那么，“科學(xué)的本質(zhì)”究竟是指什么呢？

在“科學(xué)新課標(biāo)”中，并沒(méi)有對(duì)“科學(xué)本質(zhì)”給出一個(gè)具體明確的定義，甚至也沒(méi)有像某些國(guó)外類似的科學(xué)教育文獻(xiàn)那樣，直接將“科學(xué)本質(zhì)”作為內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的單列要求。但結(jié)合“科學(xué)新課標(biāo)”所要求的素養(yǎng)導(dǎo)向，以及“科學(xué)本質(zhì)”概念在科學(xué)課標(biāo)各部分的出現(xiàn)，表明了它不僅限于對(duì)某個(gè)特定核心素養(yǎng)的培養(yǎng)的意義，而是貫穿于以核心素養(yǎng)為基礎(chǔ)的各項(xiàng)課程目標(biāo)，是一個(gè)更為上位的概念。

至于“科學(xué)新課標(biāo)”沒(méi)有給出科學(xué)本質(zhì)的明確定義，也可以理解為在科學(xué)課標(biāo)中對(duì)之的表達(dá)具有某種開放性。

從上個(gè)世紀(jì)80年代開始，隨著美國(guó)“2061計(jì)劃”明確地在科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)中提出對(duì)科學(xué)本質(zhì)理解的要求以來(lái)，國(guó)際、國(guó)內(nèi)形成了對(duì)科學(xué)教育中的科學(xué)本質(zhì)問(wèn)題的研究熱潮。但關(guān)于科學(xué)本質(zhì)究竟包括哪些內(nèi)容，學(xué)術(shù)界既有一些共識(shí)，也存在著部分分歧和爭(zhēng)論。我們可以先舉幾個(gè)有代表性的例子，來(lái)看看關(guān)于何為科學(xué)本質(zhì)的權(quán)威說(shuō)法。

1989年，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)協(xié)會(huì)在《面向全體美國(guó)人的科學(xué)》中建議，應(yīng)該從科學(xué)的世界觀、對(duì)科學(xué)探究的認(rèn)識(shí)和對(duì)科學(xué)事業(yè)的認(rèn)識(shí)這3個(gè)維度來(lái)理解科學(xué)本質(zhì)。[1]這實(shí)際上是從哲學(xué)、科學(xué)方法論和科學(xué)的社會(huì)運(yùn)行的角度來(lái)理解科學(xué)本質(zhì)。

到了2013 年，在美國(guó)的《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（The Next Generation Science Standards，簡(jiǎn)稱NGSS）中，又提出了理解科學(xué)本質(zhì)的8個(gè)基本方面: 科學(xué)研究要使用多種方法，科學(xué)知識(shí)是以經(jīng)驗(yàn)證據(jù)為基礎(chǔ)的，科學(xué)知識(shí)在新的證據(jù)下不斷修正，科學(xué)的模型、定律、解釋方法和理論可以解釋自然現(xiàn)象，科學(xué)是一種認(rèn)知方式，科學(xué)假定在自然系統(tǒng)中存在某種秩序和一致性，科學(xué)是一項(xiàng)人類的事業(yè)，科學(xué)致力于解決有關(guān)自然和物質(zhì)世界的問(wèn)題。[2]

除了不同的說(shuō)法之外，關(guān)于科學(xué)的本質(zhì)，人們也是有一些共識(shí)的。曾有人通過(guò)對(duì)8種比較權(quán)威的國(guó)際科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)的比較分析，從中總結(jié)出來(lái)其對(duì)于科學(xué)的本質(zhì)的一致性看法[3]，這些有“共識(shí)”的內(nèi)容多達(dá)14條之多。但值得注意的是，其中許多或是在我們的課標(biāo)里沒(méi)有被提及，或是在某種程度上構(gòu)成了對(duì)我們傳統(tǒng)理解中的科學(xué)觀的“挑戰(zhàn)”。

如果要對(duì)科學(xué)本質(zhì)給出一個(gè)比較現(xiàn)實(shí)的定義或者解釋的話，可以這樣說(shuō)：在科學(xué)教育中，關(guān)注對(duì)科學(xué)本質(zhì)的教育就是要讓學(xué)生“形成對(duì)于‘科學(xué)是什么’的總體性理解”。這也就是說(shuō)，在科學(xué)教育中，要讓學(xué)生理解科學(xué)的特點(diǎn)是什么、科學(xué)知識(shí)是如何被研究出來(lái)的、科學(xué)有什么功能、科學(xué)的規(guī)范是什么，以及科學(xué)的價(jià)值和社會(huì)影響等內(nèi)容。對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，要達(dá)到這樣的教學(xué)目標(biāo)，就需要超越傳統(tǒng)只注重傳授科學(xué)知識(shí)的認(rèn)知，應(yīng)該需要對(duì)以科學(xué)為對(duì)象的人文研究有一定的了解和掌握。

例如，在科學(xué)哲學(xué)這個(gè)學(xué)科中，對(duì)于何為科學(xué)、科學(xué)與非科學(xué)的劃界、科學(xué)研究的邏輯和方法等問(wèn)題，都有著長(zhǎng)期的研究積累，而這些問(wèn)題，對(duì)于從哲學(xué)的角度來(lái)理解科學(xué)究竟是什么，是極有啟發(fā)性的。又如，在前面提到對(duì)科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容的國(guó)際“共識(shí)”中，有一條是“觀察滲透理論”。這本來(lái)就是上個(gè)世紀(jì)60年代在科學(xué)哲學(xué)領(lǐng)域中提出的重要學(xué)說(shuō)，對(duì)于讓人們理解作為近現(xiàn)代科學(xué)之重要基礎(chǔ)之一的“觀察”，以及對(duì)于“觀察”與已有理論的關(guān)系，對(duì)于“眼見為實(shí)”是否為真等問(wèn)題，也都是非常重要的。盡管在我國(guó)目前的課標(biāo)中還沒(méi)有專門提及，但若要真正理解科學(xué)的基礎(chǔ)、研究方法等相關(guān)問(wèn)題，對(duì)這樣的科學(xué)哲學(xué)學(xué)說(shuō)有了解顯然也是有意義、有價(jià)值的。

從科學(xué)史學(xué)科的角度來(lái)看，最新版的科學(xué)課標(biāo)中提及科學(xué)史的地方比前一版有明顯的增加?！敖虒W(xué)提示”和“教材編寫建議”部分提到科學(xué)史時(shí)，更是直接將其與科學(xué)本質(zhì)聯(lián)系起來(lái)。的確，應(yīng)該說(shuō)，從對(duì)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的角度來(lái)說(shuō)，在科學(xué)教學(xué)中引用科學(xué)史的資源是便于體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的方式之一。課程內(nèi)容中，科學(xué)革命就是科學(xué)史研究的重要主題之一。但需要注意的問(wèn)題是，有效地利用科學(xué)史進(jìn)行教學(xué)，是以對(duì)科學(xué)史有較深刻的理解為前提的，因?yàn)榭茖W(xué)史有著不同的類型，教師具有良好的科學(xué)史素養(yǎng)才有可能對(duì)科學(xué)史和科學(xué)史素材作出合理的選擇。

科學(xué)社會(huì)學(xué)也是一樣。作為科學(xué)本質(zhì)的一些核心內(nèi)容，像科學(xué)的社會(huì)運(yùn)作模式、科學(xué)的規(guī)范等，早就是科學(xué)社會(huì)學(xué)研究的問(wèn)題。而像科學(xué)課標(biāo)中所要求的對(duì)于科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之間的關(guān)系的認(rèn)識(shí)，實(shí)際上也是與科學(xué)社會(huì)學(xué)密切相關(guān)的延伸領(lǐng)域STS（Science, Technology and Society或Sciece and Technology Studies）關(guān)注研究的核心問(wèn)題。

類似地，還可以提到許多其他的以科學(xué)為對(duì)象進(jìn)行人文社會(huì)科學(xué)研究的學(xué)科，它們也都與科學(xué)教育中關(guān)注的科學(xué)本質(zhì)聯(lián)系密切。這也就是說(shuō)，對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解和把握，需要視野寬廣的跨學(xué)科準(zhǔn)備。

由于我國(guó)傳統(tǒng)的對(duì)科學(xué)教師的專業(yè)培養(yǎng)，對(duì)于以科學(xué)為對(duì)象的人文研究這部分內(nèi)容重視不夠，因此，在這方面有所改進(jìn)，以及對(duì)現(xiàn)有教師進(jìn)行必要的“補(bǔ)課”，是在科學(xué)教學(xué)實(shí)踐中落實(shí)科學(xué)課標(biāo)中科學(xué)本質(zhì)教育目標(biāo)的迫切需求。