貝爾納科學教育思想及其現實價值

朱珠 施威

南京信息工程大學科技史研究院

所謂科學教育，即“通過現代科學技術知識及其社會價值的教學，讓學生掌握科學概念、學會科學方法、培養科學態度……提高全面科學素養為目的的教育活動”[1]16。J.D.貝爾納（1901－1971）是科學學的主要創始人、理論奠基者及科學教育的倡導者，被譽為“科學應用于社會的實踐者”[2]，其于1939年出版的《科學的社會功能》為該學科的形成奠定基礎。貝爾納提出，“當科學界同一切能夠理解它功能的、志同道合的社會力量配合起來的時候”[3]28，科學就能夠改變一切，而實現這一目標的途徑便是科學教育。貝爾納率先強調了科學教育在整個科學發展過程中的重要作用，開拓性地對英國科學教育發展狀況進行研究，深入探析科學教育及科研、科普工作中的問題，并分別從科學教育的目的、科學教學的方法、科學課程的設置和科學教學成果的評價機制等方面提出了頗具前瞻性的方案。

早在《科學的社會功能》出版之時，我國竺可楨、吳學周、任鴻雋等學者便對貝爾納及其科學理論給予了一定關注，但貝爾納學說在當時并未引起足夠重視。而經歷77年之久，貝爾納科學教育思想仍具先進性，深入探究該學說有利于完善我國現有的科學教育體制，培養真正具備科學素養和科學精神的創新型人才。

一、貝爾納的科學教育思想

貝爾納將科學教育理論與整個科學學思想體系有機結合，成為其科學學思想內容的重中之重。

（一）科學教育的目的

在貝爾納看來，科學教育的目的是向人們“提供已經從自然界獲得的系統知識基礎，并且有效地傳授過去和將來用來探索及檢驗這種知識的方法”[3]340。然而，科學方法的傳授并未在科學教育中得到貫徹實施，學生的科學思維和創造力也未得到良好的培養。學生“要全盤接受教師和教科書所教的東西并且在教師要求之下把它復述出來”。[3]122由此，貝爾納提出，科學教育“要保證大家不僅從現代知識的角度對世界有全面的了解，而且能懂得和應用這種知識所根據的論證方法”[3]344。可見，科學教育的真正目標不在于獲取基礎的科學知識，而是在此基礎上掌握科學方法并應用于實踐。科學知識是科學活動的產物，其可變性無法體現科學本質，唯有獲取探索科學知識的方法，才是實現一切目標的先決條件。現今，科學技術對社會的影響漸深，唯有懂得科學方法的公民，才能在實際問題中做出最優抉擇。

（二）科學教學的方法

貝爾納指出，科學教育必須在教學形式和方法上進行改革。他反對以教師為中心的拘謹的講課，倡導以科研作為教學方法的有生氣的課程。

就現行的科學教育方法而言，學校大多沿用中世紀前輩所奉行的傳統，即與原來古典學術的教學法相同，在科學教學中以課堂授課或學術講演為主。貝爾納指出，科學教學不應僅限于講課，早期科學家們使用的“師傅帶徒弟的方式”更應受到重視。他強調，“由已經具備工作能力的人們加以監督和幫助，再加上通過摸索熟悉情況的非正規學習方法，可能要比安排得最好的一套示范所傳授的科學方法多得多”[3]129。所以，貝爾納倡導這種師生合作探究并解決未知科學問題的科學教學方式，以此，學生可在實踐中更好地探究與體驗基本的科學方法和科學態度。

（三）科學課程的設置

貝爾納通過對科學教育的反思，發現其存在缺乏現代性和全面性的弊端，提出科學課程應實現現代化、綜合化和人文化。

首先，由于科學的不斷進步，科學教育便必須與時俱進。“在中學理化中很少有什么知識不是一百年前就知道了的，而且有很多是三百年之前就知道了的”[3]124。貝爾納認為科學教育應努力吸收新的科學成果，并縮短將其納入教材的周期。其次，由于“非文即理”的觀念，人們認為學科僅有文科和科學兩類，眾多學生在產生興趣前已對科學學習望而卻步。因此，貝爾納倡導不同課程的內容應相互穿插，形成一個網絡系統，使科學知識蘊含于各門學科之中，使更多學生得以接受科學教育。在此基礎上，也就要求科學教育的人文化，將自然科學、社會科學及人文科學相結合，并將如科學史之類的人文知識穿插于科學課程和教學之中，以提升科學教育的社會人文價值。

（四）科學教育成果的評價

貝爾納反對“依賴就事論事的考題、依賴死記硬背、或者依賴某種技術的機械性操作”[3]131的考核制度，大膽主張以科研作為考試的辦法。

科學教育的目的應是讓學生理解科學并利用科學知識解決日常生活問題，而不是為了應付考試而死記硬背公式和原理。然而，科學教學中局限于考察目的的真理、復述知識點或包含繁雜計算的考核方式、只圖方便而遏制科學教育真正目的的考試制度，都扼殺了學生學習并運用科學知識、科學精神以及科學方法的意愿和途徑。因此，科學教育的評價制度必須進行改革。“只要考試制度原封不動，我們就永遠不可能有合理的科學教育”[3]343-344。于是，他開創性地提出將研究性活動納入評價體系，通過考試更好地測評應考者在理解和運用科學方面的真正實力。雖然，就教育現狀來看，考試依舊是最公平公正的方式，但要通過考試對科學教育的成果給予公正的評價，就要在考試內容上進行變革。由此，貝爾納在考試中引入研究性活動的提議不失為一種現實可行的方法。

二、中國科學教育發展現狀及其弊端

中國的科學教育歷經百年，已逐步建立起較為完整的科學教育體系。中國科學院路甬祥院長指出：“開放的環境使中國科學教育的基礎內容和基本方法與國際相銜接；科學教育在中國已有法制、輿論、政府及公眾的基本保障、支持與認同。”[4]但與英、美等發達國家相比，中國的科學教育存在于教育目的、教學方法、課程設置和評價方式等方面的弊端嚴重制約了其原應發揮的作用，導致公民科學素養難以得到顯著提升。

（一）以實用為主的科學教育目的

中國近現代的科學教育思想在19世紀末由西方引進之初，便受中國傳統思想文化的影響，以實用性為主，旨在培養滿足社會需要的人才。因此，學生接受的是枯燥而千篇一律的應試知識，這使本應傳授科學方法、鍛煉科學思維、培養科學精神的有生氣的科學課堂成為“知識的加工廠、智力的訓練所”[5]4，學生只需將書本上與考試相關的基礎知識與技能掌握即可，而缺少探索科學本質、實踐科學方法的機會，學生也難以真正理解并熱愛科學。中國這種以實用為目的的科學教育在阻礙科學發展與進步的同時也限制了學生的全面發展。

（二）以單向灌輸為主的科學教學方法

時至今日，中國的科學教學課堂仍停留在傳統的赫爾巴特教學方法觀上[5]5，教師使用單向灌輸式的方法進行科學教學。因為應試教育的需要，教師將科學家通過長期實驗而獲得的科學原理或結論直接教授給學生，而缺乏學生在科學發現過程中不斷失敗與突破創新的體驗過程。同時，習題也都是程式化的單純為考試服務的識記與計算，并未使其真正掌握公式或理論的推導演變過程，這使學生難以靈活運用所學知識，扼殺其創新思想。這種循規蹈矩的灌輸式教學方式，很大程度上扼殺了學生對科學真理的探索欲，制約學生科學精神的養成，從而與科學教育傳授科學知識和科學方法的目的背道而馳。

（三）以分科為主的科學課程設置

中國的科學教育，特別是高等學校的科學教育，越來越趨向于分科教學，且大有愈演愈烈之勢。學校的專業數量日益繁多，劃分也更趨于細致化。雖然分科教學有利于學生將龐雜繁多的科學知識分門別類地攝入和吸收，但同時也使學生忽視了不同學科知識間的差異與聯系。另外，進行分科教學后的科學課本缺乏現代性，多數課程極少涉及先進的仍處于研究或發展階段的內容。這樣的課程設置過于注重學生對千百年來傳承下來的固定不變的科學知識的掌握，而忽略了提升學生對于現代科學技術的關注與認識。這些科學課程的設定者未意識到科學是與時俱進的，科學的發生與發展離不開年輕科學家活躍的思維和創新精神，現今的科學教育限制了本應具有創造性和開拓性的年輕學生的思維,因此這種模式下培養出來的中國科學家難以問鼎“諾貝爾獎”便不足為奇了。

（四）以應試教育為主的評價方式

目前，在中國實行如高考這一考試制度評判學生學習成果頗具公平性，但未能全面反映學生的學習成果。首先，試題的制定者為確立統一公正的評判標準，不愿也不敢嘗試將開放性或動手性的試題劃入考核體系，反而會將機械化、程式化的內容納入考核范圍。教師為使學生取得更優異的成績，將一味地引導、逼迫學生在既定的求學、備考之路上行進。科學教育所倡導的科學方法、科學精神便因與考試需求相悖而被忽略甚至遺忘。同時，中國實行的普及教育旨在照顧普通學生，智力稍差或“偏才”、“怪才”會因此失去升學機會。這種考試形式使大部分通過死記硬背取得優異成績的學生得以延續按部就班、死記硬背的方式，雖然對科學研究毫無興趣，卻能在更高層次的學校取得學位。而那些無法滿足考試需求的學生，或是對科學學習徹底喪失興趣，或是獨自在科學研究的道路上摸索。由此看出，中國現行的科學教育評價方式無法培養出真正具備科學素養并進行科學研究的人才。

三、貝爾納科學教育思想的現實意義

貝爾納在《科學的社會功能》一書中，細致描述了英國科學教育制度的發展及科學教育的現狀，而我國現今的科學教育模式、教學方法、課程設置及評價體系等與書中所述情況極為相似。因此，貝爾納提出的科學教育觀點對中國的科學教育極具啟示作用和借鑒意義。

當前，國際基礎科學教育研究與改革的一個前沿性課題，是如何通過科學教育使學生獲得對科學本質的理解，從而不僅學到科學知識和基本技能，而且具有科學精神和創新能力。[6]32近年來，我國科教興國戰略及素質教育得到廣泛提倡與實施，對于貝爾納在科學課程設置中提出的應實現 “現代化”、“綜合化”和“人文化”的目標，一條現實可行的途徑便是大力推行科學史教育，把科學史與科學哲學、科學社會學融入科學課程，在向學生灌輸歷史知識和科技成果的同時，打破文理隔閡，這有助于促進學生對科學本質的認識，培養學生的科學觀和價值觀，使其具備一定的科學素養和科學精神。

（一）促進對科學本質的認識

科學的本質在于科學探究。所謂科學探究，是指科學家們用以研究自然界獲得科學證據、提出各種理論的過程、方法，以及科學家的科學探究精神。[7]科學是在不斷修正、不斷進步、不斷發展的動態發現，而永恒不變的科學真理根本不存在。科學知識只是一種假設和猜想，它具備真理性但并不永遠正確。科學方法的本質與科學知識相同，不是純客觀的，而是多元化的、豐富的，既有實驗的、理性的、邏輯的方法，也有非實驗的、非理性的、歷史的方法乃至系統思維方法。[6]33在接受系統嚴密的科學教育之前，人們往往把科學視為神圣的、真理性的、一成不變的，而事實上他們這種對于科學本質的認識是模糊的、有偏差的。

科學課程使學生開始掌握基本的科學方法，而科學史課程正是其初步學習和理解科學知識、科學方法的平臺。通過學習科學史上的各種案例，了解各大科學理論的發現與演變過程，學生得以體會到：所有的科學理論都不是最終的真理，都會隨著時代發展而不斷改進而逐漸完善合理；任何科學理論都是在科學家反復實驗研究論證后形成的，都離不開嚴謹的科學方法和科學精神；在科研過程中，科學家對同一現象往往會各抒己見。面對這種情況，他們會努力修正和完善自己的研究方法來消除分歧以得出正確結論。這類認識是普通的科學課程無法給予的，唯有科學史課程中各類生動的科學研究案例，才能使學生體會科學知識和科學方法的獲得過程。

（二）培養科學態度和科學精神

科學教育的目的是傳授科學方法、培養科學態度和科學精神，而在科學教育中融入科學史課程則是達成這一目的最有效的途徑之一。科學態度基于對科學本質的理解，包括“嚴謹認真一絲不茍、謙虛謹慎善于合作、獨立思考追求新知、關心社會關心環境、不怕困難勇于實踐”[1]63-65等內容。科學精神是在對科學真理探索和對科學本質的認識不斷深化的過程中，孕育出來的推動科學進步的價值觀和心理取向[8]，其中便包括勇于批判、大膽創新、嚴謹求實等。

首先，科學史本身就是一部自由探索的歷史，科學家們不斷追求真理的執著精神及其在科學研究中自由開放、獨立思考的科學態度在這一歷程中也多有體現。其次，科學史課程可使學生認識到科學研究是個不斷發展、進化的過程，有助于學生逐漸具備懷疑批判精神。不確定性是科學精神強調的重點，強調科學精神就是強調懷疑的、批判的精神，而這對于科學發展來說是不可或缺的。[9]9向學生展現科學的發展史，使他們體驗科學理論的發展和完善過程，能夠培養他們學會以發展的、懷疑的眼光審視現有科學知識，從而為將來的理論創新開辟道路。另外，科學史中由科學家不斷創新和論證的案例，同樣能夠引導學生大膽創新，并用實驗和理論論證觀點，培養其創新思維與嚴謹態度。

將科學史引入乏善可陳的科學教育課程體系，讓學生們在領略科學史實的同時，逐漸形成尊重科學事實、敢于質疑權威的科學精神。同時，通過介紹科學史不斷破舊立新的發展過程，激發學生對于某一學科領域的好奇心及探究欲，并以此支持其后續的科學課程和科學研究。學生在學習歷史事件的過程中可以切身體會甚至親歷前人的科研過程，使其在進行系統的科學課程學習前對科學家的研究思路與方法具備初步認知，感受科學研究的魅力所在。

社會進步與科學發展都依賴科學教育，教育是使科學不斷進步的重要途徑和手段之一。當今世界，國與國之間的經濟差距，實際上是科學技術的差距，從根本上說都是教育的差距。教育對科學技術的發展具有舉足輕重的作用，發展教育是發展科學技術的根本措施。除此之外，貝爾納對科學教育的論述還涉及科學教學方法、科研工作、科學交流和社會科學的關系、科學與文化等諸多科學教育問題。他精辟的論述和科學性的預見對于半個世紀后的中國科學教育仍有著現實意義和借鑒作用。