小学生科学本质观现状及思考

黄思源

摘 要：小学生要形成科学素养就需要理解科学的真实内涵、边界和独特性。只有还原出科学最为本源的面貌，学生才会去关注真理的自主自足和内在推演。文章以北京市朝阳区11个学区共21所小学学生的调查问卷为基础，分析小学生科学本质观在不同维度上的认识，从而思考当前科学教育的不足并提出应对策略。

关键词：小学生；科学本质；调研；思考

小学生心目中的“科学家形象”是科学本质的重要体现。本文以小学生心目中的“科学家形象”为切入点，通过小学生对“科学家”的外在表现和反映，揭示小学生对科学本质的理解，从而探明其科学教育所存在的问题，希冀为北京市朝阳区科学教育提供参考。

一、科学本质内涵

深入思考科学的本质，会使我们的科学教育不违背其内在逻辑规律，不人为地偏离教育的目的。

1.透过科学素质、科学素养看科学本质

在教育学中，素质是指人在先天的生理基础上，通过后天的环境的影响和教育训练所获得的、内在的、相对稳定的、长期发挥作用的身心特征及其基本品质结构[1]。这是着眼发展中的素质而言的。在这点上，素质与素养的含义非常接近。《全民科学素质行动计划纲要（2006—2010—2020 年）》提到，“科学素质一般特指公民应具备的科学素质，主要包括了解必要的科技知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想、崇尚科学精神，并具有一定应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。”我国在新颁布的《全日制义务教育科学（3～6年级）课程标准》中提到：“科学素养是指了解必要的科学技术知识及其对社会与个人的影响，知道基本的科学方法，认识科学本质，树立科学思想，崇尚科学精神，并具备一定的运用它们处理实际问题，参与公共事务的能力。”从以上两个文件中可以见出，科学教育一方面要融入日常生活经验、社会文化；另一方面要追究事物的“自己”。即Lederman所提出的科学本质：①科学知识受社会和文化的影响；②科学知识没有绝对性；③科学知识来源于经验；④科学知识受先前知识经验的影响；⑤科学知识涉及观察和推理[2]。

2.透过科学形象、科学家形象看科学本质

受文化传统的影响，中国教育注重分数教育、技能型教育，这种教育的一个消极后果是树立了许多不正确的科学形象。首先是将科学理论固定化、僵化，使学生以为科学理论是亘古不变的永恒真理；其次是将科学理论神圣化、教条化，以为科学的东西是毋庸置疑的、神圣不可侵犯的；最后是将科学技术化、实用化、工具化，忽视了科学的文化功能和精神价值。久而久之，学生在新知识面前，逐渐形成了这样的观念：这就是真理，学习它、记住它，而不知道这个理论源于哪些问题，有多少解决问题的方案，也不知道这种理论是否错误，最终不自觉地剥夺了学生的怀疑和批评精神。再谈科学家形象，科学家可分为从事自然科学相关研究的专家学者，或从事社会科学相关研究的专家学者。在诸多科学神话中，科学家被广泛地看作旷世奇才或是离奇的低能人。比如，牛顿煮鸡蛋结果把手表煮进去的“有趣”故事，不仅仅是歪曲了科学家的形象，也对培养科学人才带来了很多不利的因素。尤其是小学阶段的科学教育，学生正处于起步阶段，他们往往会按照公认的科学家形象规范自己。而实际上，真正的科学家不仅增长人类的自然知识，而且传播一种在思想上独立思考、有条理的怀疑的科学精神，传播一种在人类生活中相当宝贵的协作、友爱和宽容精神，是最富有人性的。

黑格尔曾说：“‘熟知往往并非‘真知。”换言之，一切理所当然的东西都逃避了理性的反思，反而成为一种盲目的东西。在基础教育中，我们对科学的本质还缺乏认识。一方面，从人文意义上来说，科学不只是一些方法的、技巧性的东西，它是一种文化，它面对自然，以理性的态度看待自然，它深入人性，在科学活动中弘扬诚意、合作，具有为真理而不屈不挠的献身精神；另一方面，从科学的社会角色上来说，不可以将科学视作一种手段，一种为达到他种目的而采取的手段，比如发展经济、扩展领土、掠夺资源、侵略战争，等等。相反，科学本身就可以作为目的，即“为科学而科学”。这两个方面对中国人而言都是比较缺乏的认识，即“科学本质”。

二、调研内容与特点

调研以科学家形象测试（Draw A Scientist Test，DAST）为理论基础，通过问卷调研的方式，对北京市朝阳区小学学生进行信息收集。问卷内容包括小学生对科学家性别、年龄、工作的认识，以及了解科学家的主要途径和成为科学家的意愿等问题。调研共回收问卷1522份，有效问卷1513份，有效率99.4%。参调学生男女比例大致相当，男生767人，女生746人，以四年级学生为主。

1.性别意识：相对理性且男性居多

北京 朝阳区小学生对科学家性别的认知较为理性，在1513名小学生中，认为科学家男女都一样的有979名，超过一半（64.71%），但依然有460（30.40%）名学生认为科学家主要为男性，只有74名学生认为科学家是女性，占比较小（4.89%）。从学生性别上看，男生对科学家性别的选择偏向于男性，女生则偏向于女性，整体上看认为科学家男女都一样的占绝大多数（见表1）。从不同荣誉类别的学校上看，各类学校的学生对科学家性别的认识与整体情况相当，持有理性想法的学生都超过半数，其中，区科技教育示范校理性选择占比最高。从不同学区的学校上看，各学区学生对科学家的性别的理性认识以劲松学区占比最高（见表2）。

2.年龄范围：宽泛且以中年为主

本问卷调研中，将20～60岁以上的年龄划分了五个年龄区间，采用多项选择的方式让小学生选择其中一项或多项年龄区间说明其认为科学家应当所处的年龄段。结果发现，朝阳区小学生對科学家年龄的认知相对宽泛，在20岁至60岁以上均有一定比例的分布。其中，以40～49岁年龄段的最多，其次是30～39岁年龄段。从学生性别上看，学生对科学家年龄的认识与整体分布趋同，在各年龄段均有分布，且40～49岁年龄段最多（见表3）。从不同荣誉类别的学校上看，各类学校的学生对科学家年龄的认识大体相似，其中，区科技教育示范校的学生选择30～39岁年龄段的最多。从不同学区的学校上看，各学区学生对科学家年龄的认识大体相似，其中，幸福村、酒仙桥学区的学生选择30～39岁年龄段的最多（见表4）。endprint

3.从事活动：认知抽象并缺乏认识

在选择科学家从事活动时，小学生大多选择了“做实验”“搞发明创造”“细心观察”等选项，也有一些学生选择了更为具体的“讨论研讨会”“野外冒险”等。从学生性别上看，男、女生对科学家活动的认识大体相当，且与整体认识趋同。从不同荣誉类别的学校上看，各类学校的学生对科学家活动的认识大体相似，其中，获金鹏团与科技教育起步学校的学生对科学家活动的认识首选“搞发明创造”，科技教育起步学校的学生选择“讨论研讨会”及“野外冒险”的占比更大一些（见表5）。从不同学区的学校上看，各学区的学生对科学家活动的认识大体相似，其中，望京与安贞学区的学生选择“讨论研讨会”与“野外冒险”的占比更多一些（见表6）。

调查反映的情况是小学生对科学家的活动理解基本上是基于直觉的认识，由于缺乏科学教育的影响，他们对于科学家所从事活动的本质特征尚没有充分理解。小学生倾向于认为科学家的活动主要体现为“做实验”“搞发明创造”和“细心观察”，小部分学生认识到科学家活动中有“讨论研讨会”和“野外冒险”，说明他们还没有注意从科学家探究解决问题的角度表达对其工作的认知。

4.媒介传播：电影与电视媒体为主

小学生了解科学家的途径最多的是“电影或电视”，其余依次是“学校教育”“新媒体”“印刷媒体”“父母亲友影响”及“其他”，其他途径主要体现在互联网及课外书籍。从学生性别上看，男、女生了解科学家的途径相似。其中，男生了解科学家的途径更集中一些，而女生则更宽泛一些。从不同荣誉类别的学校上看，各类学校的学生对了解科学家的途径与整体情况大体相似，其中，获金鹏团的学校学生了解科学家的首要途径是“学校教育”（见表7）。从不同学区的学校上看，各学区学校的学生对了解科学家的途径与整体情况大体相似，其中，八里庄、幸福村与和平街学区的学生了解科学家的首要途径是“学校教育”（见表8）。

5.职业选择：普遍愿意成为科学家

科学家形象对学生是否选择从事与科学相关职业有着重要影响，本次调研中，表示“非常想”“想”成为科学家的共计1191人（78.72%），表达“不想”“非常不想”成为科学家的共计140人（9.25%），表示“不知道”的共计182人（12.03%）。从学生性别上看，男生在成为科学家的意愿上比女生更强烈，其中，83%的男生有成为科学家的意愿，74.26%的女生有成为科学家的意愿。从不同荣誉类别的学校上看，区科技教育示范校的学生对成为科学家的意愿最高（82.67%），其余依次是获金鹏团学校（77.58%）、市科技教育示范校（73.68%）、起步学校（69.23%）（见表9）。从不同学区的学校上看，十八里店学区的学生成为科学家的意愿最高，达到95.89%，酒仙桥、八里庄、幸福村、呼家楼、劲松、望京、和平街等学区其次，占80%左右，东坝学区最低，只有58.33%（见表10）。

6.文化心理：空泛理想回归人心本位

关于成为科学家的原因，学生们普遍认为科學家能够为社会做贡献，此外，认为科学家还能够为国家发展服务、有兴趣爱好、能够改变生活等，整体呈现由大到小、由外到内的趋势。从学生性别上看，男、女生成为科学家的原因相似，都是以“为社会做贡献”和“为国家发展服务”等宏观原因为主。从不同荣誉类别的学校上看，除宏观原因外，市科技教育示范校和科技教育起步学校在“有兴趣爱好”的个人原因方面占比较高（见表11）。从不同学区的学校上看，除宏观原因外，垂杨柳学区和东坝学区的学生以“有兴趣爱好”及“改变生活”等个人原因为主（见表12）。

三、基于北京市朝阳区小学生科学本质观调研的思考

科学本质的问题在今天显得格外重要，小学生只有正确领会科学精神，掌握科学方法，树立恰如其分的科学本质观，才能在这个科学时代理智地对待科学、对待社会、对待生活。小学生科学本质观调研所反映的基本特征，值得我们对科学教育的深层次问题展开思考。

1.重视科学家形象的认识

通过“性别认识”“年龄范围”“从事活动”来看，被调研学生大多基于个人的直观理解，缺乏对科学家工作的“科学性”特征的认识，对科学研究工作的动态性与复杂性认识不足，从而出现了笼统性、片面性和不完整性的认识现象。为此，我们首先要对科学教育进行反思：①改变科学教育边缘化的地位；②提升科学教师的专业化素养；③教学中应该创设认识科学家及其从事范围的教学情境；④学校不应以传递经验知识为目的，要尽可能展现科学家所具备的科学态度；⑤家庭教育中要以积极主动的态度调整书本中科学家专业特征的描述，如科学家在教科书中普遍以男性形象出现的现象等；⑥社会舆论需积极引导，仁和礼构成的中国传统人文结构需要将“自由、科学”融入其中。

2.技术助力科学本质认识

本次调研中，电影、电视和学校教育是学生了解科学家的主要途径，从侧面也反映了小学生认识科学本质、学习科学知识的主要途径。而传统的电影、电视等媒介偏向一种唯物主义媒介，仍然是书本上静态知识的储存器，容易将人的主体兴趣引向记忆机器。而今互联网教育媒介已经构成了一种无限性教育集合，因此，科学教育可以借技术助力小学生科学本质认识。以教育技术引发学生的已有知识经验，激发起学生的想象力，将教材的意指功能以及它们的物质性从静稳的结构中分离出来，还原学习的生动性，还原科学的本来面貌，培养学生的怀疑和批评精神。结合调研现状，我们可以结合互联网媒介来思考学校科学教育之科学本质认识：一是让新技术与文化心理融合。如在认识科学方面，过去我们一直认为科学是“技术能力”或者是“高智力”，而今认识发生变化，知识传播媒介亦发生变化，我们需借助技术重构书本知识，建立一个技术、博物学（自然志）、理性科学三者构成的数字科学谱系，从多个角度来呈现科学本质要素。二是让教学更具牵引力。基于学习者不同认知发展阶段的规律，通过技术重构教学内容，使之超越纸本静态文字所达不到的教学效果。如想要区别科学与常识，可以通过录制微课，强调科学的精确性与逻辑连贯性；如想区别科学与宗教，可以通过App资源，强调科学的怀疑和批判精神；如果想区别科学与人文科学，可以用VR技术，模仿科学家在该领域的实践，强调科学的数学与实验特征。三是让学生学习与生活、职业建立联系。科学教育一方面要融入日常生活经验、社会文化，另一方面要培养热爱科学事业的人才。为此，当前的教学方式必须顺应新技术对学生学习方式的改变而改变。教育机构可以与游戏公司合作，共同开发“学习+游戏”软件，无形中把自主学习的权利交给学生，把对科学感兴趣的学生之人生理想引向科学职业的选择。

参考文献：

[1]何克抗.创造性思维理论[M].北京：北京师范大学出版社，2000.

[2]（美）爱德华·威尔逊.生命的未来[M].杨玉玲，译.北京：中信出版社，2016.

[3]（美）雷·斯潘根贝格.科学的旅程[M].郭奕玲，译.北京：北京大学出版社，2014.

[4][美]美国科学促进协会.科学素养的导航图[M].中国科学技术协会，译.北京：科学普及出版社，2008.

[5]（英）温·哈伦.科学教育的原则和大概念[M].韦 钰，译.北京：科学普及出版社，2011.

[6]（加拿大）戴维·欧瑞尔.科学之美[M].潘志刚，译.北京：电子工业出版社，2015.

（作者单位：北京市朝阳社区学院 朝阳区教育发展研究中心）endprint