论21世纪中学生科学精神的培养——美国2061计划对中国教育的启示，本文主要内容关键词为：美国论文,中国教育论文,中学生论文,启示论文,精神论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、2061计划的启示
在哈雷慧星于1985年飞临我们这个星球的时候，美国开始了一项改革科学技术教育的国家计划，这就是举世瞩目的2061计划。《普及科学——美国2061计划》讨论的是科学基础知识普及问题。它主要基于以下信念：已经普及了科学基础知识的人了解科学、数学和技术是互相依赖的人类事业，它们各有优势和局限性；懂得关键性的科学原理和概念；熟悉自然界，认识其多样性和同一性；在解决个人和社会问题时，能运用科学知识和科学的思维方法。这项计划出台的背景为：到了80年代，美国科技在世界上的领先地位已大大丧失，美国在激烈的国际竞争中已没有太大优势可言。美国人不约而同地把这归咎于教育，所以，美国的这项据称要持续四分之一个世纪之久的改革计划，正是这个国家决意从根本上改变美国科学教育这种不如人意的局面所采取的重大举措。
应该说，科学的大众化或者说提高全民族的科学素养有两大阵地：一个是我们所谓的传统科普地盘，像科技场馆、大众传媒等；另一个是现在还没有引起我们重视或者说还没有充分认识的正式教育机构——中小学（包括幼儿园）的课堂。二者相辅相成，前者为辅，后者为主。美国提出的2061计划正是表明了这个国家准备充分而有效地利用这块主阵地。反观我国的科学教育现状，应试教育虽然已成众矢之的却仍大行其道，素质教育虽然千呼万唤却仍难觅芳踪。美国的这种把科学教育植根于中小学课程之中以从根本上解决国民科学素质问题的做法是很值得我们深思和借鉴的。
科学知识越来越成为国家发展的重要资源。就像农业时代追求土地，工业时代追求资本一样，“知识经济时代”追求知识，追求拥有创新能力的人。应当看到，我国一向是一个劳动密集型的农业大国，自邓小平同志提出改革开放以来，我国国民的科学素养、科学意识已自发地有所增强，但这一现象毕竟还只存在于少数发达地区，未在全国形成大气候。就总体来说，我们国家科学文化比较落后，知识创新和技术创新能力不足，科学知识和科技力量储备也不足。要想把改革开放的成果进一步扩大，要想使我国在21世纪中叶如愿以偿地跻身于中等发达国家的行列，大幅度提高我国国民的科学素养应是当务之急，比起发达国家美国来，当更为刻不容缓。而弘扬科学精神，对于提高全民族科学文化素质具有根本性基础性意义。“基础性”是指，科学精神是推动科学创新的精神动力和基本素质；“根本性”是指，科学精神一旦形成，就会成为一个人、一个国家和民族的灵魂，激发人们热爱生活，追求真理，聪慧敏锐，公正无私，自信而不狂傲，严格而不教条，刚正不阿而又从容不迫，充满创新精神和创造活力。所以，笔者试图从一个教育者的角度出发，来探讨一下新世纪中学生的科学精神培养。
二、新世纪培养学生科学精神的意义和紧迫性
（一）从长远目标看，新世纪培养学生科学精神有着深远的意义
科学精神是在对科学真理探索的过程中，在对科学本质的认识不断深化的过程中，孕育起来的推动科学进步的价值观和心理取向。现代科学哲学的研究告诉我们，科学是不断发展的，科学的本质不是证实真理，而是不断发现以前真理的错误，不断更新真理。如果说科学知识强调的是确定性，那么科学精神强调的却是不确定性，即强调怀疑的、批判的和创新的精神。科学精神就是要善于在没有问题的地方产生问题，在没有现成答案的地方寻求答案。它主要体现为：客观公正、积极探索、质疑精神、竞争合作等方面。
1.科学精神是知识经济时代人类生存必具的首要素质
科学技术从来没有像今天这样，以巨大的威力和人们难以想象的速度影响着人类经济和社会的发展。当我们处于世纪之初展望21世纪美好前景的时候，一种全新的经济正在形成和发展，爆炸性地向全球扩张，把人类带进一个全新的时代——知识经济时代。这种经济是以不断创新的知识为主要基础发展起来的。它依靠新的发现、发明、研究和创新，是一种知识密集型和智慧型的经济，其核心在于创新。它强调劳动者的创新素质是经济发展的主要增长因素，主张创新发明、设计以及创造性观念、理论等的创造性智慧为特征的因素能够带来经济的稳定和可持续发展，并带来巨大的物质财富。由此可见，在知识经济时代，学历固然重要，但科学精神尤为重要。因为单纯的知识积累并不是很大的财富，只有对现存事物进行不断地怀疑、批判，进而大胆创新才能创造巨大的财富。所以，知识经济时代需要的人才正是这种能够不断怀疑、批判，进而创新的新人。也就是说，只有具有科学精神的人在知识经济时代才能很好地生存，最大限度地实现个人价值。“清华爱迪生”——邱虹云的事迹正恰如其分地说明了这一点：一个大学本科的学生之所以能领导着一批博士、硕士搞科研，之所以能吸引上海一百集团的5000万首期风险投资，全在于他身上所具有的科学精神。
2.科学精神是科教兴国战略得以实现的保证
1995年，江泽民同志代表党中央在全国科技大会上正式提出了科教兴国的发展战略。他强调指出，我国要实现经济体制从传统的计划经济向市场经济的转变，经济增长方式从粗放型向集约型的转变，就必须重视科技和教育，认真实施科教兴国战略，使国民经济和社会发展依靠于科技进步和提高劳动者素质。科教兴国由此成为我国的基本国策。
实施科教兴国战略，就是要全面落实科学技术是第一生产力的思想，支持教育为本，把科技和教育摆在经济、社会发展的重要位置，增强国家的科技实力及其向现实生产力转化的能力，提高全民族的科技文化素质，把经济建设转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来，加快实现国家的繁荣强盛。
显然，科教兴国战略的关键在于科技的进步和劳动者素质的提高，而科技的进步全仰仗于创新成果的出现。另外，衡量劳动者的素质是否提高，归根结底还在于看其有无科学精神。所以，加强对中学生科学精神的培养意义深远，它关系到今后几十年中我国科教兴国战略的成败。
（二）从我国现状看，新世纪培养学生科学精神有着巨大的紧迫性
1.我国的普遍状况为重人文精神甚于重科学精神 我国向来是一个礼义之邦，从春秋战国时的诸子百家起，就奠定了中华民族重人文精神甚于重科学精神的社会主潮流。无论是孔孟的“仁爱”说，或是道家的“清静无为”说，或是法家的“君权神授”说，他们均更多关注的是人本身而不是客观物质世界。经过世代的继承和发展，它逐渐沉淀成了一种占主导地位的人文精神。即：以对人的关注为自己根本的规定性。它关心人的各种类型和层次的需求（物质的、精神的或生理的、心理的等），但以引导人向之所以为人的本质实现方向追求，以解放人的个性和自由为己任，但以人类的共同生存和发展利益为最高的行动准则。由于受这种文化传统的影响，我国的科学教育较之其他国家来也存在着起步较晚的不足。我国古代的科学教育一直停留在零散、感性的水平上，缺乏系统性。直到清朝末年，列强的坚船利炮击碎了封建统治者闭关锁国的迷梦，也激起了国人救亡图存、科技兴国的热情，于是兴起了“西学东渐”的趋势，我国正规、系统的科学教育才开始萌芽、形成。由于形成时间短，中间又多波折（如十年动乱），再加上实际操作中的谬误，长期以来，我国的学校教育片面追求升学率，科学课程因其难学而成为淘汰学生或对学生分等级的最有力的标尺，大量学生在科学课程面前望而生畏，或放弃或敷衍。这种状况对科学教育的普及，对学生科学精神的培养是极为不利的。据中国科普研究所“中国公众科学素养调查”课题组1998年底完成的分析数据表明：我国公众达到基本科学素养的比例仅为0.2%；即99.8%的人没有达到基本的科学素养水平。与欧美发达国家相比，欧共体国家1989年已经达到4.4%，是我国的22倍；美国1990年达到6.9%，我国与之相差33.5倍。这项调查结果同样显示：“我国公众科学素养水平在1992年至1997年6年间停滞不前，与持续高达10%以上的经济增长速度明显不符。”[1]我国公众科学素养水平低下与忽视科学教育，忽视科学精神的培养不无关系。所以，在中学生中大力普及科学教育，特别是着重培养他们的科学精神势在必行。
2.科学精神的培养关系到素质教育的真正意义上的实现 素质教育一词的提出已有多年，但一直无定论。1999年6月，中共中央、国务院召开改革开放以来第三次全国教育工作会议。会上作出了《中共中央、国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》。至此，茫然无绪的素质教育才渐渐明朗起来。“面对世界科技飞速发展的挑战，我们必须把增强民族创新能力提到关系中华民族兴衰存亡的高度来认识。教育在培养民主创新精神和培养创新性人才方面，肩负着特殊的使命。”江泽民同志的这一重要讲话，为实施素质教育指出了明确的方向，素质教育即以提高国民素质为根本宗旨，对培养学生的创新精神和实践能力为重点，造就“有理想、有道德、有文化、有纪律”的德智体美等全面发展的社会主义事业建设者和接班人。一句话，素质教育的目的就是要为我们国家培养有用之才。而在当今“知识经济”时代，有用之才即有创新能力，有科学精神的人，从这个意义上说，对中学生科学精神的培养关系到素质教育的真正实现。
三、学生科学精神培养的两条途径
（一）从课程方面着手
1.改革科学教育课程的设置和安排 我国中学科学教育课程长期以来存在两大弊端，第一，科学教育课程内容只注意到将确定的科学结论和体系教给学生。这样，学生错误地认为科学结论是绝对的永恒的真理，科学家是可知而不可学的天才。于是，一部分对科学不感兴趣的学生便对科学学习不感兴趣，另一部分理科成绩较好的学生便会产生骄傲自满情绪。即使在后一部分学生中，由于课程内容只注重科学结论的罗列，他们也得不到科学精神的训练与培养。第二，我国长期以来实行分科教学，而且从小学到中学的科学课程普遍偏难。小学科学教学虽是综合性的，但从未真正重视过，且缺乏综合科学的训练。近年来尽管一些城市在初中进行综合理科教学改革，但收效颇微。
改革科学教育课程的设置和安排，一是要让学生明白，科学结论并不是亘古不变的真理，它只是暂时的，具有假说性和猜测性。这可以通过科学史的学习而使学生真正领会；另外，为了使学生能够正确地看待科学家的特殊智力（也即让学生明白科学精神并不是遥不可及的）可以安排一些记述科学家的生活轶事及某个发明创新活动过程的小故事。这样，不仅会引起学生的兴趣，还会使学生在生活中不自觉地模仿科学家的某些活动从而培养自己的科学精神。因此，一门科学课程，可包括三方面的学习内容：故事集、科学史和科学理论体系。改革科学教育课程的设置和安排，其次是要对科学课程进行有效的整合。这不仅出于减少课程数量的考虑，也反映了当今科学技术发展的趋势，即“各门自然科学之间的界限变得越来越模糊，主要的概念变得更加统一。”[2]经过整合的综合课程教材必须图文并茂，生动活泼地介绍科技新发现，而且要与现实生活情境密切联系，并向学生提出有趣的问题，设置一些能帮助学生理解理论知识且又贴近现实生活的动手操作。科学教育课程的内容可以生物、化学和物理等传统学科为主，以地球和健康科学中的部分内容为辅。
除显性科学课程，我们还应设置一些隐性科学课程与之相辅。其一，可以在校内开展丰富多彩的科学教育活动。如根据教学实际的需要，以拓展学生知识视野为目的，举办如“21世纪的生命科学”等具有前瞻性的专题讲座，使学生领略当今科技发展的趋势；也可以培养学生创造性能力为目的，举办科技小论文、科技小发明、科技小制作竞赛，使学生潜在的创造能力得以充分发挥；还可以发动学生在教师指导下自己组织各种自然科学爱好者俱乐部，使学生逐步学会自己设计、组织开展科学探究活动。其二，可以借助校外的科学教育，如少年宫的科学教育，少科站的科学教育，青少年科技爱好者团体，青少年科技竞赛等等。这样，学生才会乐于学习科学课程，科学精神也会在有兴趣的学习中逐渐得到培养。
2.学习活动的执行模式上体现探究精神 去年，美国科学教育协会代表团访问上海，在一所著名重点中学听了一堂物理课。任课老师是一位特级教师。那一次教学活动内容丰富精当、层次清楚、节奏紧凑，学生活动充分，教师的提问经过精心设计，学生的回答也都清晰明了。按照我们的评价标准，这堂课上得可算是天衣无缝了。可是美国代表团成员反应很平淡。他们说，课堂上都是教师提问，学生回答，既然学生都已能回答了，这堂课干什么还要上呢？[3]不错，这是一堂典型的以学科知识传授为主线设计教学方法的传统课，这种教学方法是不利于学生科学精神的培养，我们应尽量摈弃。另外，一位访美学者对中美两国的生物实验课作了如下的比较：“中国的生物课实验总是在教师讲课之后进行。首先，教师详细地向学生解释实验的目标、要求、方法和设备。然后，学生像照着烹调书做菜一样做实验。他们不知道实验的所以然。而在美国生物教学中，实验经常是在教师讲课之前进行的。在实验手册上，没有关于实验的详细解释，而是一系列问题。教师促使学生理解这些问题，然后，学生自己独立地做实验。他们必须积极地思考、阅读、设计、观察、记录，并作出结论。显然，这种方法能够有效地培养学生的能力。”[4]比较中美两国中小学的科学实验课，访美学者发现，“中国学生的动手操作活动是试验性的，而美国学生的动手操作活动是探索性的。”[4]确实，中学科学教育应建立在探究过程之上。科学探究包括许多方法，科学家正是运用这些方法研究自然界，解释各种自然现象。因此，探究性活动是科学教育的基础，它有助于学生对科学规律的理解及科学精神的养成。科学家的探究活动往往开始于某一问题或任务，为了解决这个问题，他们先要收集各种有关的资料，在分析这些资料的基础上，提出假设，然后想方设法验证假设，在实证取得成功的基础上，作出分析判断，提出最终结论。这是一个知、情、意、行综合的过程，充分体现了科学家的科学精神。模仿这一过程，我们中学生科学教育活动的执行模式可设计为以下七步骤（均由学生独立完成）：(1)提出通过实验可检验的问题，(2)建立假说，(3)在变量可控条件下验证假说，(4)设计恰当的实验，(5)根据现象得出结论，分析合理的误差，(6)在大量数据基础上评价结论的有效性，(7)实验结束后评价整个设计和程序。这里最关键的一步是提出一个真实的问题。所谓真实的问题，就是学生自己产生的问题，不是教材规定的，也不是教师主观提出的，更不是为了提问而提问。通过这样一个过程，学生不仅获得了知识，更主要的是，培养了他们的问题意识、怀疑精神和创新精神。
3.学业成就评价方面以鼓励科学精神为导向 “中国衡量教育成功的传统标准是，将有问题的学生教育得没问题，‘全都懂了’。所以，中国的学生年龄越大，年级越高，问题越少。”[3]这主要体现为“一张考卷定终身”考试指挥捧。在学校里，通常情况是爱给老师提问题，特别是给老师提一些异想天开问题的学生，往往被视为不安分守己的捣蛋分子；而上课安安静静，考试时回答问题有条有理的学生则被视为优秀生。这种单凭考试成绩的分数评价只能助长学生死记硬背的恶习。“学生们全靠死记硬背蒙混过关，根本不知道科学与他们的世界有什么关系”。[5](P21)
当然，更谈不上科学精神的养成了。与中国相反，美国衡量教育成功的标准是，将没问题的学生教得有问题，如果学生提出的问题老师都回答不了，就算是非常成功。所以，美国学生的年级越高，越富有创意，越会突发奇想。美国的这种评价方式是值得我们借鉴的。在具体实施过程中，我认为可以从以下两方面着手：(1)将平时课堂表现与考试成绩综合起来作为对一个学生的评价。并且应按3:7或4:6的比例作为一个规定定下来，在实际操作中严格执行。平时课堂上勇于提问的学生除了课堂成绩给予高分外，还应大力表扬，因为表扬往往会化为一种极大的动力，促使其进一步朝这方面发展。(2)测试形式除了客观的考卷外，还应加以适量的科学小论文，让学生自己发现问题、解决问题并把这一探究过程用文字记录下来。如黄痊愈教授的儿子矿矿在小学五年级时写下的《老鼠有决策能力吗》一文就体现了一定的科学精神。对于学生的这一类探究成果，教师应以表扬鼓励为主，适当地还可以在校内定期举办学生“科研小论文展览会”。只有运用了这种以鼓励科学精神为导向的学业成就评价方式，中国才会少许多循规蹈矩的学生，多一些有怀疑精神、有创意想法的学生。
（二）从课程以外方面着手
1.提高教师自身的科学素养
教师对学生的影响是最大的。一个具有良好科学素养的教师，能在潜移默化中影响学生，使其养成科学精神。所以，提高教师自身的科学素养不容忽视。
首先，要提高教师的科学精神与态度。具体包含四个方面内容：(1)怀疑。善于提出问题，在一般人看来没有问题的地方提出问题，培养自己不轻信、不盲从，凡事多提几个为什么。(2)进取。永不满足孜孜不倦地追求科学新发现、新知识、新思想。(3)严谨。严格、谨慎、细致的研究作风，言必有据，不轻易下结论。(4)公正。尊重客观事实，一切让事实说话，不怀任何偏见、成见。除此之外，教师还应允许学生提出问题，哪怕是非常幼稚、不切题意的问题。
其次，要提高教师的科学知识与技能。教师除了要有任教学科的系统知识与基本技能外，还应具有以下三方面知识与技能：(1)应具有与任教学科相关的知识与技能，有一个比较宽的知识面。(2)要有探求科学新知识、新发现的知识与技能。科学教育重在引导学生探究未知世界，怎样探究，怎样引导，教师首先自己要有这方面的知识与技能。(3)还应具有科学、技术与生产之间关系的知识。
再次，要提高教师的科学方法与能力。掌握一定的科学方法及能力，是科学教育教师进行高质量教学的需要。科学方法的掌握及能力培养，首先要求教师有扎实的辩证唯物主义认识论基础。辩证唯物主义认识论的观点是科学方法与能力的基础。在此基础上，教师还须掌握科学的一般方法论，并具备相应的能力。科学一般方法论的核心是实事求是，只有在科学探究过程中坚持实事求是，才能获得可靠有效的结论。因此，教师必须坚持实事求是的方法论。另外，教师还需具备课题研究、行动研究与调查研究等具体科学方法与能力。
2.形成学校、家庭、社区“三位一体”的大科学教育体系
由于教育是一项具有循环性的持久工程，为了切实落实中学生的科学教育、培养他们的科学精神，我们必须把家庭教育和社区教育中的科学教育提到与学校的科学教育并重的高度来认真对待，使之形成“三位一体”的大科学教育体系。但后两者的科学教育并不是学校科学教育的简单重复，而是相互补充，形成有机整体的关系。
家庭中的科学教育可从三方面进行：(1)传授科学技术的基础知识，使孩子能正确安全使用家用电器及懂得什么是科学的个人生活习惯。(2)科学技能。培养孩子一定的动手能力，使孩子能修理简单的家用器具，自己动手美化家庭生活。(3)科学精神。让孩子养成喜欢提问题、探究问题的习惯以及坚忍不拔的钻研精神，不迷信、不盲从，凡事喜欢刨根问底，自己找答案。由于自然科学是以观察和实践为基础的科学，而家长对孩子进行科学教育有其独特的情景，示范指导，实效作用有利于提高学生的科学探究和实践动手能力，因此，家庭中的科学教育必不可少。
社区是青少年日常生活的自然以及社会环境。社区内有许多不同的组织和机构、各种科技专业人才，可以为青少年提供大量的科学教育资源。借助这些特殊优势，有利于培养他们的科学精神和态度，增强科学探索和实践能力。具体可选择以下一些科学教育内容：(1)邀请社区内著名科学家、科学工作者作介绍科技发展新趋势的报告，让学生开阔视野，增加知识。(2)让社区内学生参加科技知识竞赛，专题讨论交流、科学考察等科技活动，提高他们参与科技活动的能力。(3)开发社区和家庭中的科学教育资源，形成研究课题，动员社区内学生积极参与研究与实践，并通过优秀研究成果评选，培养学生的研究能力。(4)依托社区内的企业或科技机构优势，努力形成社区内学校的科技特色，改善学校的科学教育水平。由此可见，学校、家庭、社区三者之间相互合作、协调配合，共同致力于学生的科学教育，那么，学生科学素养的提高，科学精神的养成就有了切实的保障。
3.营造全社会的科学教育氛围
对青少年的科学教育是一项综合系统工程，它需要全社会一起来关心协助。政府行为、社会观念、新闻媒体宣传和公众态度都是优化社会环境、营造社会有利于青少年科学教育氛围的重要方面。
首先，政府应为青少年科学教育提供良好的政策导向与保证。我国于前几年成立了国家科技领导小组，旨在加强对全国科技教育工作的宏观指导，从而提高科学教育的水平，推动全社会科技进步。这一政策导向不错，但还应进一步贯彻落实，从而促进有关部门重视青少年科学教育，并为之提供物质、人力等方面的保证。
其次，全社会应形成“尊重知识，尊重人才”的观念。逐步转变社会上“体脑倒挂”的现象，使上大学热、追求高学历成为新一轮教育热点，促使越来越多的普通市民将精力花在电脑及外语培训上，这些都是促进青少年科学教育的有利因素。
再次，广播、电视、新闻等媒体应多设一些科教专题节目。运用广播进行科学教育的特点是迅速、及时，感染力和鼓动性强。运用电视进行科学教育更是生动、直观、形象具体、引人入胜。广播电视作为一种文化形态在科学教育中主要可以通过传播声像信息，在休闲、娱乐中进行多功能的讲座，也可作为一种远距离教育手段，实施空中的专门科学教育，如推出一些专门的科学教育讲座、课程，供广大青少年收看与选学。
相信在以上措施的作用下，广大市民的科学素养一定会逐步提高。而市民科学素养的提高对青少年科学教育也必然会产生积极的影响，形成有利于青少年科学素养提高的教育氛围。
标签：科学精神论文; 科学论文; 科学素养论文; 科学教育论文; 科技论文; 青少年教育论文; 美国教育论文; 中学生论文; 数学论文; 社会教育论文; 中国教育论文;