科学教师哲学素养的自觉养成

王伟群

（苏州大学材料与化学化工学部，江苏 苏州 215123）

近年来各国的科学课程标准，都把“理解科学本质”作为科学教育的重要任务，把HPS（历史、哲学和科学）作为一种重要的教学策略，认为这样可以促进学生对科学内容的更深刻理解，发展高阶思维技能并获得对科学本质的充分理解。

一、科学教师哲学素养现状

尽管科学教育研究人员十分强调HPS在科学教学的作用，认为会具有显著的教育效果：可以提高学生对科学的兴趣，培养对历史和哲学的积极态度，支持科学的概念和过程的学习，发展论证技能以及传达关于社会、认识论和方法论的真实观点的科学特征，但理科教师对此的态度并不是最积极，在教学中的应用也是有限的。虽然有一些理科教师会将历史视为提高过程技能和说明真实科学的工具，但他们似乎缺乏专业知识、认识论背景和信心，从而很难使HPS支持概念学习并反思科学的背景和本质［1］。

在我国理科教师的素养中，同样存在着这样的问题。笔者在差不多十年的在职教育硕士课程教学中问过同样的问题：“你认为哲学对你的科学教学有帮助吗？”除了极少数教师说哲学对他的教学起过作用外，大部分教师们回答的观点不外乎三类：

1.科学教学与哲学无关

科学和哲学是风马牛不相及的两门学科。科学是关于自然的学科，研究物；哲学是关于人文的学科，研究人。科学用实验说话，哲学更多是思辨说理，这是关系不大的两门学科。因此，哲学对科学教学影响不大。

2.哲学对科学教育无用

哲学是关于世界的本质、发展最根本规律的学科，有“放之四海而皆准”的普遍规律，如“世界是物质的”“物质的运动是永恒的”，科学能给这些规律以佐证，所以会在教学中给相关内容进行辩证唯物主义的观点的提升，但这些哲学规律在科学教学中的用途并不大，一是这些规律不会是考试的考点，二是这些规律对科学教学没有太大的帮助，学生不会因为知道“世界是物质的”，就更容易知道金刚石由碳原子构成的。

3.哲学在科学教育中难用

哲学都是关于世界观和价值观的学问，很深奥，难理解，教师们认为哲学修养不高，尽管在大学的时候学过一些知识，包括课程标准也有“情感态度价值观”的教育，很想在教学中加以运用，但平时教学难以达到这样的高度。

无论上面的哪种观点，都表明理科教师对哲学的了解是片面的、或是粗浅的，甚至有些神秘化。造成这种情况影响因素很多，主要原因应该是与我国的哲学教学和科学教学割裂有关。首先，我国传统的教学注重知识，不仅科学教育重视知识，哲学教学也是重视知识，在很多科学教师眼中哲学只是理论，是规律，即只是知识。其次，我国中学较早就开始文理分科，过早的分科，使得理科生人文素养偏弱，文科生科学素养偏弱，文理相融的人才更少，这也就导致理科教师对历史、政治（包含哲学）知之甚少，且教他们学哲学的教师也是只懂哲学不熟悉科学。这样科学与哲学的不相融也就成为必然。再次，科学哲学是将科学和哲学相融的一门学科，我国科学哲学的研究群体相对弱势，在科学教育中几乎没有发声的机会，更难说有引领作用。教师职前几乎没有学过这类课程，职后也很少会主动接触这类知识。

二、哲学对科学教育的价值

在把握世界的各种基本方式中，哲学与科学从古至今都有密切的关系，也有不少相似性。哲学对科学、哲学对科学教育的发展有独特的价值。

1.哲学与科学

在西方，哲学的英文起源于希腊文philosophia，其中philem的意思是追求，sophia的意思是智慧，最初哲学的意思就是“追求智慧”。在古希腊人那儿，哲学是一种追求智慧的高尚职业，囊括了一切人类的智慧活动。因此人类创造的宗教、艺术、伦理、文学，包括科学，都是哲学研究的成果。

近代哲学发生了“认识论的转向”，把反省人类意识及其与世界的相互关系作为出发点，在思维和存在的关系中寻找二者的统一性，成为“追求认知真理的科学”，这时的哲学把自己的位置放在一切学科之上，高高在上的位置使得一切都不在哲学中。不过笛卡尔等的唯理论和培根等经验论深深地影响着当时的科学研究。唯理论依据数学演绎法，将思维独立于感官经验之外，通过思维把握超经验的东西。经验论则以实验、观察为基础，通过归纳的方法，知识只限于感官经验中的东西。在这些哲学观念的指导下，从哲学中分离出来的科学，认为“我们头脑中出现的理性与我们在世界中观察到的秩序，这两者之间有着一种深层的一致。”［2］把自己的任务限定在“通过经验证明和逻辑证明”探究自然界固有的变化规律，从“地心说”到“日心说”，从盖伦的“人体学说”到维萨留斯的《人体结构》和哈维发现血液循环，从“燃素说”到“燃烧的氧化学说”……一个个古代朴素的物质观在科学实验和数理逻辑中还原出不一样的面貌。在科学实验和自然考察基础上形成的牛顿的《自然哲学的数学原理》，拉瓦锡的《化学纲要》和达尔文的《物种起源》，构成了近代自然科学的理论框架。

从现代到后现代，哲学的二次转向是“实践转向”和“语言转向”。无论是马克思主义哲学的“实践转向”还是西方哲学的“语言转向”，都超越了近代认识论的主观与客观的二元对立，从思维与存在统一的现实基础（实践）或文化中介（语言）出发，去回答和解决思维和存在的关系问题。正是这次转向，使得哲学从包容所有学科到深入到每一具体学科。虽然哲学不去解决各种具体问题，但形成一种鲜明的态度，一种对现实的批评和反思。“爱智的哲学，不是既定的知识，不是现成的结论，不是实例的解说，不是枯燥的条文，而是追究生活信念的前提，探寻经验常识的根据，反思历史进步的尺度，探索评价真善美的标准”［3］。

从这个角度说，每个人都是有一些朴素的哲学素养，往往都有自己的对生活的观念，有对事物知根寻源的天性，有自己评判事物的标准。但如果说是针对某一事物的、特殊的哲学素养，或者说是专业的哲学素养，那就需要以一种哲学态度和哲学的思维去面对。

2.科学教师的哲学素养

科学家爱因斯坦深谙哲学对科学作用：“如果把哲学理解为在最普遍和最广泛的形式中对知识的追求，那么，哲学显然就可以被认为是全部科学之母。”［4］面对科学教育，哲学的态度和思维同样有重要价值，这种哲学态度和思维是科学教师基本的哲学素养。

（1）哲学的历史感与“面向文本”

哲学有着深厚的历史情怀，总是在研究历史文本中回顾、总结和反思，凝练着人类思想精华。任何一种哲学理论，都是人类对历史认识的结晶，沉淀着人类智慧。每个时代的哲学都会以巨大的历史尺度去考察、去批判、去吸收、去发现。哲学对历史的态度，哲学用历史的方法研究问题的方式，可以让我们从科学的历史、科学教育的历史中获取智慧。库恩的《科学革命的结构》，就让我们从科学史上某些重大的科学成就所形成的科学内在机制和社会条件，以及由这种机制和条件构成的思想和信念的基本框架，看到范式和科学共同体在科学演变中的作用。也有很多教师会利用科学史进行科学教育，师生对科学史的考察、批判、吸收、发现，就是科学教师所需的哲学素养。

（2）哲学的现实感与“面向现实”

马克思说：“哲学不是世界之外的遐想，就如同人脑虽然不在胃里，但也不在人体之外一样。”［5］哲学总是同时代紧密联系，不仅表现着产生它的那个时代，构成那个时代的一部分，同时还要积极地面对时代的现实问题，思索并提出解决现实问题的方法。“任何真正的哲学都是自己时代精神的精华。”［5］现代科学的迅猛发展，与它面向现实、解决实际问题的能力密切相关。从生命健康、能源保障、环境保护，到材料供应……今天的科学是美好生活的基础。更有无数优秀的科学家以一技之长忧国忧民，关心人类命运发展。生物学家蕾切尔·卡逊以《寂静的春天》记录了工业文明所带来的诸多负面影响，展现科学家直面社会复杂问题的思考，直接推动日后现代环保主义的发展，也导致STS运动和STS教育的形成和发展。师生从社会现实问题出发，分析科学的利弊，利用科学解决社会问题，是科学教师所需的哲学素养。

（3）哲学的逻辑感与“撞击思维”

逻辑是指从某些已知条件出发推出合理的结论的过程。逻辑是科学的基本特征，也是哲学的基本思维方式。任何一种真正的哲学观点，都是在它逻辑化的概念展开过程形成的，都是通过逻辑确定其理论框架体系，都会表现为概念发展的有机组织。哲学的力量，是一种理论的逻辑力量，这种逻辑力量表现在思维的撞击和理论的创造：包括理性地自我反省、自我批判，与他人的交流、与他人的思想碰撞，一旦思维缜密、结构清晰，构成完整的逻辑体系，就能形成强大的思想力量。这种思维方式，无论从逻辑的角度，还是从创造的角度，都与科学极其相似，不仅相辅相成，而且给了科学更大的视界。让师生学会以理性的方式理解自然，以创造的方式利用自然，通过反省保护自然，是科学教师所需的哲学素养。

（4）哲学的境界感与“自我超越”

黑格尔说，“至于哲学和直接知识的说法和区别，只在于直接知识的所抱的态度过于狭隘，也就是说是只在于它所采取的反对哲学思考的态度。”［6］哲学的超越性是通过以人为本、寻根究底、追本溯源实现的。因为“人与其他动物的不同，在于人做某事时，他了解他在做什么，并且自觉地在做。正是这种觉解，使他正在做的事对于他有了意义。他做各种事有各种意义，各种意义合成一个整体，就构成他的人生境界”［7］。这种永无止境的求索，这种思想永远的开放性，构成了哲学博大的境界感——自我超越。科学也有这种境界，从来不给自己设界，“科学知识是可改变的；科学知识并非万灵丹，能解决所有问题。”“既定的科学知识并不具有永久的权威地位，常态科学会影响科学的研究方向，但必要时仍会产生科学革命。”［8］师生理解这种科学的本质，进而形成不断求索的精神的力量，是科学教师所需的哲学素养。

三、科学教师哲学素养的养成

“科学教师不必从外界把哲学带入课堂，哲学本身就存在在课堂之中。”［9］科学教师的科学哲学素养有些是科学教师本身固有的，当讨论定律、模型、假说、证明、证据时，如果你能放慢脚步，思考它们从何而来，如何发展，正确使用的条件是什么，有什么限制，哲学就开始了。只是过去不是从这个角度认识和理解。当然如果你只要求记住知识，只是操练技能，那就还不是哲学，因此很多科学教师还应该进一步加强哲学素养。自觉科学教师的哲学素养及其在科学教育中的价值，可以提高意识的方向性，增强行为的自觉性。

1.为什么教——科学教育价值的思考

在很多人看来，这不是一个问题，认为教科学是由教师个人的职业所决定的。正因为不少教师缺乏对这个问题深层思考，导致在教学中只会人云是云，在专业发展中也没有方向。但对教师而言，明确为什么而教是一个重要的问题。卓越的教师都会从哲学层面深刻思考，越卓越，越会做深刻思考。新教育实验的发起人朱永新在2018年新教育实验的年会上提出了新教育对科学教育的目标和价值的思考，认为新科学教育对于科学来说，要从源头上促使对科学认识自身进行反思，从行动上把握着对未来科学创造的方向；新科学教育对于个人来说，要有助于养成科学的生活方式，拓展生命的长宽高，拥有幸福的人生；新科学教育对于国家来说，要有助于建设现代化强国，实现中华民族伟大复兴的中国梦；新科学教育对于社会来说，要有助于整体团结安定，人民安家乐业，和谐相处；新科学教育对于人类来说，要有助于推动人类进步，构建人类命运共同体，促进与自然共生，维护世界和平。［10］如果一个科学教师能从这样的深度理解科学教育的目标和价值时，他的教学怎会只是为了应试，他的专业发展怎会没有动力呢。

2.教什么——科学教学内容的选择

教什么？对很多教师而言，最重要的是教材上的内容。但事实上，教材只是教学一种资源，是关于教学内容的“显性知识”，是冰山的一角。一旦知识结合教师个人的学科教学知识（PCK）和生活经历，通过一定的教学情境组织教学活动，知识可以承载完全不同的内容，或者是科学观念，或者是科学的思想和方法，或者是情感和价值观，或者还只是知识，这与教师的哲学修养有极大的关系。

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近些年，我国对科学本质的教育越来越重视。《普通高中物理课程标准（2017年版）》把“科学本质”作为物理核心素养“社会责任”中的重要内容，课程目标中就有“正确地认识科学的本质”［11］。《普通高中生物课程标准（2017年版）》在教学建议中要求教师利用生物史进行教学，“重视生物学史和科学本质的学习”［12］。当然，对于科学本质的教学，特别要求教师能自觉提高哲学素养，通过自身的追根溯源，拓展视野，对科学本质有深刻的理解。《普通高中化学课程标准（2017年版）》中就有：“开展基于学生化学学科核心素养发展的课堂教学，对化学教师的专业素养提出了更高的要求，要求教师进一步增进化学学科理解。化学学科理解是指教师对化学学科知识及其思维方式和方法的一种本原性、结构化的认识，它不仅仅只是对化学知识的理解，还包括对具有化学学科特质的思维方式和方法的理解。”［13］事实上，也只有对科学本质有深刻的理解，才能从片面的知识教学走出，走向学科的核心素养。

3.怎么教——科学教学过程的实施

很多教师会认为，儿童没有深层思考问题的能力，教“科学本质”这样抽象的内容，是很难的。但越来越多的心理学和认知科学研究分析，儿童的思考能力远比我们想象的要强。他们会问“车为什么会跑？”“为什么树叶春天是绿色的，而到秋天是红色的？”对自己和周围世界充满好奇，也会不断地问“我是哪里来的?”“我真的比小狗聪明吗？”其中很多问题非常富有哲理。儿童天生是科学家，也是个哲学家。当然，在这个过程中，大部分家长和教师只满足于让他们知道“是什么”，渐渐地，他们不再好奇，不再发问。怎样让儿童保持对自然的好奇，善于思考，关键是教师是否有能力引导儿童发现身边的问题，激发探索的兴趣，在探索实践中学习辨别、分析、综合、评价、创造，在坚持不懈中追求真善美。但儿童不是科学家，探究有时难免会出错。“尊重儿童，尊重他到底”“保持儿童的天性”“用知识把儿童的天性武装起来”，是杜威对于教学的重要观念。当然他认为这对教师而言并不容易，这“立刻对教师的时间、思想和生活提出巨大的要求，这个方法需要时间，需要经常运用，需要远见卓识……意味着高尚的品德和渊博的学识”。［14］

江苏如东县县级机关幼儿园吴海燕在2018年新教育年会的教育叙事《蜘蛛日记》中，让我们看到只要教师在教育场陪伴着、扶持着，儿童就是个科学家，就是个哲学家：

孩子们对蜘蛛越来越感兴趣。上午孩子们在跑道上奔跑，又一双敏锐的眼睛发现了一只蜘蛛，细细的蛛丝连接着轮胎的两侧，蛛网上还挂着早晨的露水，大家都急切地想把它带回教室。小睿的手最快，一把捂住了蜘蛛，着急地喊：“吴老师，你快点，快点呀！”于是，我们班多了一只养在布丁瓶里的小客人，我们一起贴心地给小客人的房子上扎了透气孔，又将客人的新居稳稳地放在柜子上。孩子们一下子围了过来，七嘴八舌地讨论着：“蜘蛛住在这里舒服吗？”“蜘蛛能说话吗？”“这里的蜘蛛为什么不吐丝啊？”“蜘蛛吃什么呀？这样它会饿死吧！”“蜘蛛为什么会死？”。

孩子们在和蜘蛛进一步接触过程中迫切需要进入蜘蛛生活的环境，为了使他们能及时有效地发现蜘蛛的秘密，观察蜘蛛的生活习性等，在孩子们有需求时，教师会适时提供多种材料以及资源支持，让孩子们根据探索的要求自主选择需要的物品或者其他资源。如：在为蜘蛛挑选居住场所时，孩子们中间发生过几次激烈的争吵：第一次用纸叠成三角状的收纳容器中盛装的蜘蛛不一会儿就逃脱了，第二次使用玻璃缸盛装的蜘蛛也在不太严实的盖子旁逃脱，第三次使用密封的玻璃罐盛装的蜘蛛不一会儿就闷死在罐子里，所以在这一次为蜘蛛挑选容器时，当孩子们提出需要为蜘蛛准备结识又透气的容器时，我为他们提供了布丁瓶，并准备了锥子扎上透气孔，在孩子们无法操作的存在安全隐患的活动中教师进行了高效的支持。

解决了一个问题，接着学生有更多的问题提出……

（1）学生任意挑选3种天气现象，设计天气符号，提醒学生按照之前获得的认识，尽量做到正确、简洁、美观。

（2）集体交流：选择同一个天气现象但设计样式不同的作品进行展示，让其他学生猜猜是什么天气？讨论设计好在什么地方？

（3）总结与追问：同一个天气现象，大家设计的作品都不一样，怎样才能统一？

（4）给出标准的气象符号，再次让学生猜测表示是什么天气，说明为什么这样猜。

（5）让学生将标准的气象符号与自己的设计比较，发现有什么相似之处？有什么不同？

（6）讨论：标准的气象符号有什么特点。

在这个过程中，学生兴奋异常，当他们最终认识标准的气象符号时，会产生是自己一起与同学创造的自豪感，同时也明白了，科学符号的创造过程实际上是一个商讨、确立标准、共同认可的社会活动过程。

4.学得怎么样？——科学教学评价的改革

分数很多教师认为是评价学生学习最重要的标准。最新的理科（物理、化学、生物）课程标准强调把发展学生的学科核心素养作为学科教学的最重要目标，这些核心素养，无论是物理的“物理观念、科学思维、实验探究、社会态度和责任”［11］，生物的“生命观念、理性思维、科学探究和社会责任”［12］，还是学科特色明显的化学的“宏观辨识和微观探析、变化观念和平衡思想、证据推理与模型认识、实验探究与创新意识、科学精神与社会责任”［13］，哪一个是可以用简单的分数可以衡量的？只要稍微做深入一点的思考，就会发现这样的评价是不合理的。因此新课程积极倡导“教、学、评”一体化，促进每个学生学科核心素养得到不同程度的发展。如化学课程标准就有：“紧紧围绕化学学科核心素养的发展水平和化学学业质量标准来确定化学学习评价目标，注重过程性评价和结果性评价的有机结合，灵活运用活动表现、纸笔测验和学习档案评价等多样化的评价方式，倡导学生自评、同伴互评与教师评价相结合，充分发挥评价促进学生化学学科核心素养全面发展的功能”［13］。但不管怎么样，在中国的文化背景中，分数是绕不开的坎，只要有学校存在，有选拔人才的机制存在，分数一定存在。关键是教师在教学中如何看待分数。

江苏省中学化学特级教师、人民教育家培养对象张援教授总是这样告诫年轻教师（根据张援老师讲座录音整理）：

分数是一件急事，影响着学生的眼前发展，我会重视。但我有自己的化学教育观，认为除了分数，还有一些更重要的事情需要化学教师去做，那就是培养学生的好奇心，执着地做自己喜欢做的事情。我认为这是化学教育的最高境界。因为这种执着一旦延续下去，你的学生可能会沿着这条路一直走下去。然而我们埋下的是一颗种子，你就要有耐心等待，或许它将来就会发芽，成长为参天大树。即使不是参天大树，他也是幸福的，有所收获的。从来没有一种坚持会被辜负的，努力在短时间内是没有效果的，不会给我们带来直接财富，但是有一件100%的事情会发生，那就是你会成长，你成长以后，一定是有收获的。

40年前美国人自认发生教育危机时，查尔斯·西尔贝曼就意识到：“教师教育的中心任务是为教育的使命感或教育哲学（如果可以的话），这就意味着培养教师严肃、深入和持续思考他们行为的目的和结果的能力，并思考行为如何影响目的且又如何被目的影响，此处的行为是指他们的课程、教学方式、课堂和学校体制、测试和评分过程。”［9］科学教师哲学素养的自觉养成，必然增强科学教师的使命感，全面提升自身素养，进而整体改善科学教育的质量。