小學生科學本質觀現狀及思考

黃思源

摘 要：小學生要形成科學素養就需要理解科學的真實內涵、邊界和獨特性。只有還原出科學最為本源的面貌，學生才會去關注真理的自主自足和內在推演。文章以北京市朝陽區11個學區共21所小學學生的調查問卷為基礎，分析小學生科學本質觀在不同維度上的認識，從而思考當前科學教育的不足并提出應對策略。

關鍵詞：小學生；科學本質；調研；思考

小學生心目中的“科學家形象”是科學本質的重要體現。本文以小學生心目中的“科學家形象”為切入點，通過小學生對“科學家”的外在表現和反映，揭示小學生對科學本質的理解，從而探明其科學教育所存在的問題，希冀為北京市朝陽區科學教育提供參考。

一、科學本質內涵

深入思考科學的本質，會使我們的科學教育不違背其內在邏輯規律，不人為地偏離教育的目的。

1.透過科學素質、科學素養看科學本質

在教育學中，素質是指人在先天的生理基礎上，通過后天的環境的影響和教育訓練所獲得的、內在的、相對穩定的、長期發揮作用的身心特征及其基本品質結構[1]。這是著眼發展中的素質而言的。在這點上，素質與素養的含義非常接近。《全民科學素質行動計劃綱要（2006—2010—2020 年）》提到，“科學素質一般特指公民應具備的科學素質，主要包括了解必要的科技知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想、崇尚科學精神，并具有一定應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力。”我國在新頒布的《全日制義務教育科學（3～6年級）課程標準》中提到：“科學素養是指了解必要的科學技術知識及其對社會與個人的影響，知道基本的科學方法，認識科學本質，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具備一定的運用它們處理實際問題，參與公共事務的能力。”從以上兩個文件中可以見出，科學教育一方面要融入日常生活經驗、社會文化；另一方面要追究事物的“自己”。即Lederman所提出的科學本質：①科學知識受社會和文化的影響；②科學知識沒有絕對性；③科學知識來源于經驗；④科學知識受先前知識經驗的影響；⑤科學知識涉及觀察和推理[2]。

2.透過科學形象、科學家形象看科學本質

受文化傳統的影響，中國教育注重分數教育、技能型教育，這種教育的一個消極后果是樹立了許多不正確的科學形象。首先是將科學理論固定化、僵化，使學生以為科學理論是亙古不變的永恒真理；其次是將科學理論神圣化、教條化，以為科學的東西是毋庸置疑的、神圣不可侵犯的；最后是將科學技術化、實用化、工具化，忽視了科學的文化功能和精神價值。久而久之，學生在新知識面前，逐漸形成了這樣的觀念：這就是真理，學習它、記住它，而不知道這個理論源于哪些問題，有多少解決問題的方案，也不知道這種理論是否錯誤，最終不自覺地剝奪了學生的懷疑和批評精神。再談科學家形象，科學家可分為從事自然科學相關研究的專家學者，或從事社會科學相關研究的專家學者。在諸多科學神話中，科學家被廣泛地看作曠世奇才或是離奇的低能人。比如，牛頓煮雞蛋結果把手表煮進去的“有趣”故事，不僅僅是歪曲了科學家的形象，也對培養科學人才帶來了很多不利的因素。尤其是小學階段的科學教育，學生正處于起步階段，他們往往會按照公認的科學家形象規范自己。而實際上，真正的科學家不僅增長人類的自然知識，而且傳播一種在思想上獨立思考、有條理的懷疑的科學精神，傳播一種在人類生活中相當寶貴的協作、友愛和寬容精神，是最富有人性的。

黑格爾曾說：“‘熟知往往并非‘真知。”換言之，一切理所當然的東西都逃避了理性的反思，反而成為一種盲目的東西。在基礎教育中，我們對科學的本質還缺乏認識。一方面，從人文意義上來說，科學不只是一些方法的、技巧性的東西，它是一種文化，它面對自然，以理性的態度看待自然，它深入人性，在科學活動中弘揚誠意、合作，具有為真理而不屈不撓的獻身精神；另一方面，從科學的社會角色上來說，不可以將科學視作一種手段，一種為達到他種目的而采取的手段，比如發展經濟、擴展領土、掠奪資源、侵略戰爭，等等。相反，科學本身就可以作為目的，即“為科學而科學”。這兩個方面對中國人而言都是比較缺乏的認識，即“科學本質”。

二、調研內容與特點

調研以科學家形象測試（Draw A Scientist Test，DAST）為理論基礎，通過問卷調研的方式，對北京市朝陽區小學學生進行信息收集。問卷內容包括小學生對科學家性別、年齡、工作的認識，以及了解科學家的主要途徑和成為科學家的意愿等問題。調研共回收問卷1522份，有效問卷1513份，有效率99.4%。參調學生男女比例大致相當，男生767人，女生746人，以四年級學生為主。

1.性別意識：相對理性且男性居多

北京 朝陽區小學生對科學家性別的認知較為理性，在1513名小學生中，認為科學家男女都一樣的有979名，超過一半（64.71%），但依然有460（30.40%）名學生認為科學家主要為男性，只有74名學生認為科學家是女性，占比較小（4.89%）。從學生性別上看，男生對科學家性別的選擇偏向于男性，女生則偏向于女性，整體上看認為科學家男女都一樣的占絕大多數（見表1）。從不同榮譽類別的學校上看，各類學校的學生對科學家性別的認識與整體情況相當，持有理性想法的學生都超過半數，其中，區科技教育示范校理性選擇占比最高。從不同學區的學校上看，各學區學生對科學家的性別的理性認識以勁松學區占比最高（見表2）。

2.年齡范圍：寬泛且以中年為主

本問卷調研中，將20～60歲以上的年齡劃分了五個年齡區間，采用多項選擇的方式讓小學生選擇其中一項或多項年齡區間說明其認為科學家應當所處的年齡段。結果發現，朝陽區小學生對科學家年齡的認知相對寬泛，在20歲至60歲以上均有一定比例的分布。其中，以40～49歲年齡段的最多，其次是30～39歲年齡段。從學生性別上看，學生對科學家年齡的認識與整體分布趨同，在各年齡段均有分布，且40～49歲年齡段最多（見表3）。從不同榮譽類別的學校上看，各類學校的學生對科學家年齡的認識大體相似，其中，區科技教育示范校的學生選擇30～39歲年齡段的最多。從不同學區的學校上看，各學區學生對科學家年齡的認識大體相似，其中，幸福村、酒仙橋學區的學生選擇30～39歲年齡段的最多（見表4）。endprint

3.從事活動：認知抽象并缺乏認識

在選擇科學家從事活動時，小學生大多選擇了“做實驗”“搞發明創造”“細心觀察”等選項，也有一些學生選擇了更為具體的“討論研討會”“野外冒險”等。從學生性別上看，男、女生對科學家活動的認識大體相當，且與整體認識趨同。從不同榮譽類別的學校上看，各類學校的學生對科學家活動的認識大體相似，其中，獲金鵬團與科技教育起步學校的學生對科學家活動的認識首選“搞發明創造”，科技教育起步學校的學生選擇“討論研討會”及“野外冒險”的占比更大一些（見表5）。從不同學區的學校上看，各學區的學生對科學家活動的認識大體相似，其中，望京與安貞學區的學生選擇“討論研討會”與“野外冒險”的占比更多一些（見表6）。

調查反映的情況是小學生對科學家的活動理解基本上是基于直覺的認識，由于缺乏科學教育的影響，他們對于科學家所從事活動的本質特征尚沒有充分理解。小學生傾向于認為科學家的活動主要體現為“做實驗”“搞發明創造”和“細心觀察”，小部分學生認識到科學家活動中有“討論研討會”和“野外冒險”，說明他們還沒有注意從科學家探究解決問題的角度表達對其工作的認知。

4.媒介傳播：電影與電視媒體為主

小學生了解科學家的途徑最多的是“電影或電視”，其余依次是“學校教育”“新媒體”“印刷媒體”“父母親友影響”及“其他”，其他途徑主要體現在互聯網及課外書籍。從學生性別上看，男、女生了解科學家的途徑相似。其中，男生了解科學家的途徑更集中一些，而女生則更寬泛一些。從不同榮譽類別的學校上看，各類學校的學生對了解科學家的途徑與整體情況大體相似，其中，獲金鵬團的學校學生了解科學家的首要途徑是“學校教育”（見表7）。從不同學區的學校上看，各學區學校的學生對了解科學家的途徑與整體情況大體相似，其中，八里莊、幸福村與和平街學區的學生了解科學家的首要途徑是“學校教育”（見表8）。

5.職業選擇：普遍愿意成為科學家

科學家形象對學生是否選擇從事與科學相關職業有著重要影響，本次調研中，表示“非常想”“想”成為科學家的共計1191人（78.72%），表達“不想”“非常不想”成為科學家的共計140人（9.25%），表示“不知道”的共計182人（12.03%）。從學生性別上看，男生在成為科學家的意愿上比女生更強烈，其中，83%的男生有成為科學家的意愿，74.26%的女生有成為科學家的意愿。從不同榮譽類別的學校上看，區科技教育示范校的學生對成為科學家的意愿最高（82.67%），其余依次是獲金鵬團學校（77.58%）、市科技教育示范校（73.68%）、起步學校（69.23%）（見表9）。從不同學區的學校上看，十八里店學區的學生成為科學家的意愿最高，達到95.89%，酒仙橋、八里莊、幸福村、呼家樓、勁松、望京、和平街等學區其次，占80%左右，東壩學區最低，只有58.33%（見表10）。

6.文化心理：空泛理想回歸人心本位

關于成為科學家的原因，學生們普遍認為科學家能夠為社會做貢獻，此外，認為科學家還能夠為國家發展服務、有興趣愛好、能夠改變生活等，整體呈現由大到小、由外到內的趨勢。從學生性別上看，男、女生成為科學家的原因相似，都是以“為社會做貢獻”和“為國家發展服務”等宏觀原因為主。從不同榮譽類別的學校上看，除宏觀原因外，市科技教育示范校和科技教育起步學校在“有興趣愛好”的個人原因方面占比較高（見表11）。從不同學區的學校上看，除宏觀原因外，垂楊柳學區和東壩學區的學生以“有興趣愛好”及“改變生活”等個人原因為主（見表12）。

三、基于北京市朝陽區小學生科學本質觀調研的思考

科學本質的問題在今天顯得格外重要，小學生只有正確領會科學精神，掌握科學方法，樹立恰如其分的科學本質觀，才能在這個科學時代理智地對待科學、對待社會、對待生活。小學生科學本質觀調研所反映的基本特征，值得我們對科學教育的深層次問題展開思考。

1.重視科學家形象的認識

通過“性別認識”“年齡范圍”“從事活動”來看，被調研學生大多基于個人的直觀理解，缺乏對科學家工作的“科學性”特征的認識，對科學研究工作的動態性與復雜性認識不足，從而出現了籠統性、片面性和不完整性的認識現象。為此，我們首先要對科學教育進行反思：①改變科學教育邊緣化的地位；②提升科學教師的專業化素養；③教學中應該創設認識科學家及其從事范圍的教學情境；④學校不應以傳遞經驗知識為目的，要盡可能展現科學家所具備的科學態度；⑤家庭教育中要以積極主動的態度調整書本中科學家專業特征的描述，如科學家在教科書中普遍以男性形象出現的現象等；⑥社會輿論需積極引導，仁和禮構成的中國傳統人文結構需要將“自由、科學”融入其中。

2.技術助力科學本質認識

本次調研中，電影、電視和學校教育是學生了解科學家的主要途徑，從側面也反映了小學生認識科學本質、學習科學知識的主要途徑。而傳統的電影、電視等媒介偏向一種唯物主義媒介，仍然是書本上靜態知識的儲存器，容易將人的主體興趣引向記憶機器。而今互聯網教育媒介已經構成了一種無限性教育集合，因此，科學教育可以借技術助力小學生科學本質認識。以教育技術引發學生的已有知識經驗，激發起學生的想象力，將教材的意指功能以及它們的物質性從靜穩的結構中分離出來，還原學習的生動性，還原科學的本來面貌，培養學生的懷疑和批評精神。結合調研現狀，我們可以結合互聯網媒介來思考學校科學教育之科學本質認識：一是讓新技術與文化心理融合。如在認識科學方面，過去我們一直認為科學是“技術能力”或者是“高智力”，而今認識發生變化，知識傳播媒介亦發生變化，我們需借助技術重構書本知識，建立一個技術、博物學（自然志）、理性科學三者構成的數字科學譜系，從多個角度來呈現科學本質要素。二是讓教學更具牽引力。基于學習者不同認知發展階段的規律，通過技術重構教學內容，使之超越紙本靜態文字所達不到的教學效果。如想要區別科學與常識，可以通過錄制微課，強調科學的精確性與邏輯連貫性；如想區別科學與宗教，可以通過App資源，強調科學的懷疑和批判精神；如果想區別科學與人文科學，可以用VR技術，模仿科學家在該領域的實踐，強調科學的數學與實驗特征。三是讓學生學習與生活、職業建立聯系。科學教育一方面要融入日常生活經驗、社會文化，另一方面要培養熱愛科學事業的人才。為此，當前的教學方式必須順應新技術對學生學習方式的改變而改變。教育機構可以與游戲公司合作，共同開發“學習+游戲”軟件，無形中把自主學習的權利交給學生，把對科學感興趣的學生之人生理想引向科學職業的選擇。

參考文獻：

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[6]（加拿大）戴維·歐瑞爾.科學之美[M].潘志剛，譯.北京：電子工業出版社，2015.

（作者單位：北京市朝陽社區學院 朝陽區教育發展研究中心）endprint