论传统科学学习理论的3个教条，本文主要内容关键词为：教条论文,学习理论论文,传统论文,科学论文，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。
实证主义作为现代科学哲学的主要传统，在很大程度上影响着人们对科学的认知，所谓的“常识科学观”即实证主义所传达的科学的正统形象。在处理有关科学的问题时，多数人会直接联想到实证主义的相关教义。这其中不仅包括普通人，还包括科学家、社会学家，以及对科学教育感兴趣的研究者。在科学教育中，实证主义的影响几乎无所不在，尤其是对于学生的科学学习，实证主义影响至深，成为传统科学学习理论的主要哲学基础。本文将致力于厘清传统科学学习理论的3个教条，以期科学教育者重新思考他们关于学生科学学习的基本观点。 一、追求“确定性”：传统科学学习理论的基本预设 有机体都有对“确定性”的迫切需要，这是一种先天的生理机制。当踏入一个新环境的时候，当遇到一个混乱的局面的时候，有机体总是希望尽早确定一些不变的因素，这样才能感到些许的“舒适”。人类在生物属性上并未超出这种机制，尤其是小孩子，他们迫切地需要在周围发现一些不变量。所有人都在默默地接受这种机制，甚至没有意识到它的存在。现代科学的巨大成功使“确定性”更加显性化。科学知识渗透在生活中的方方面面，这使得我们愈来愈感觉到科学知识是确定的和不变的。在这样一种背景下，“确定性”从无意识的接受转变为有意识的追求。 传统科学学习理论即奠基在“确定性”这一基本预设之上。科学教育者希望通过科学学习使学生牢固地掌握确定的科学知识，而这一点恰是实证主义的哲学要义。伯吉斯（T.Burgess）将实证主义简化成4段图示[1]：On→H→V→L。其中，“On”（Observations）代表观察，“H”（Hypothesis）代表经由归纳形成的理论；在理论形成后，即寻找支持性证据以证实“V”（Verify）理论，经过证实后的理论则被确立为定律“L”（Law）。因此，在很大程度上，可以将实证主义看作是“确定性”的代名词。科学教育者设想，既然科学家能够以实证主义为基本原则获得科学理论，那么学生也能够以此为基础习得科学知识；既然科学家在实证主义的指导下获得了确定的真理（Truth），那么学生也能够在其指导下掌握牢固的科学知识[2]。在这一背景下，科学教育者越来越相信，通过科学学习学生终将牢固地掌握确定的科学知识。这是一种对科学学习结果的“乐观”的期待态度，几乎没有人对达成结果的可能性产生怀疑。实践中，科学教师以向学生传授准确无误的科学知识为己任，而学生也以掌握这些大写的真理为目标。在这一过程中，学生无需对所学的知识产生怀疑，他们要做的就是准确、全面地领会和理解这些知识，认同、顺从、掌握并巩固这些知识。 这种对科学学习结果的“乐观”态度源于科学教育者对科学学习起源与结果必然联系的坚定信念。他们将结果的正确性归因于起源的正确性，即如果起源是正确无误的，那么结果就应该是可靠的和确定的。这是一种认识论的常识观念的产物。以常识的观点来看，如果做出一个断定，那么必须证明它是合理的。如培根所说：“凡不知道原因时即不能产生结果”[3]。这意味着必须回答下述问题：“你是怎么知道的？你断定的基础是什么？”当把起源问题讲清楚的时候，就很少有人会对结果产生怀疑。对于建立于实证主义之上的传统科学学习理论而言，起源问题是一个重大关切问题，它直接影响着科学学习的结果。因此，在处理其他问题之前，科学学习起源的正确性必须得到保证。 二、科学学习起源于学生经过“净化”的头脑 “科学始于观察”是实证主义关于科学知识起源的标准表述，那么是否可以说经验是科学知识的起源呢？答案是否定的。初看上去，这似乎是一个悖论，但在实证主义的背景下，“经验”的含义有更加严格的限定。经验必须是经过“净化”的经验，即在心灵未受到净化之前，无法保证感官经验的正确性；只有心灵得到净化后，原本不可靠的感官经验才会变得纯洁，这时才能看清真实的自然。这一思想在某种程度上是古希腊哲学传统中“自然的真实性”与“人为约定的欺骗性”之间对立的产物。培根或许就是受这种传统的影响，在《新工具》一书中，培根区分了2种获得知识的方法，一种是真方法，他称之为“interpretatio naturae”，意思是“如实阅读大自然之书”；另一种是假方法，他称之为“anticipatio mentis”，意思是“心灵的预期”[3]。其中“真方法”引导人们获得真知，而“心灵的预期”导致不适当的预先判断，从而误读大自然之书。因此，实证主义对科学知识的起源有着严格的要求：知识的起源必须保证纯洁，任何不纯洁都可能成为无知的源泉。 对于实证主义者而言，在自然与人之间，自然处于根本性的地位，人并不具有超越自然的本体属性——自然是真实的，而人的主观因素则可能导致错误地理解自然。人类都是站在“自然面前的小孩子”，要想如实地阅读大自然之书，必须清除思想中的一切主观因素，在大自然面前呈现一颗纯净的心灵；只有当心灵为“偏见”所毒害时，才可能陷入错误。 传统科学学习理论的起源正是在这一思想背景下建立起来的。科学教育者赋予科学知识至高无上的地位，学生与科学知识的关系基本上等同于人类与自然的关系。这样一来，科学学习的起源只有在遵循与科学知识的起源相同的要求下才被认为是正当的。为了牢固地掌握确定的科学知识，学生必须首先清除自己的主观经验、“净化自己的心灵”。因为，任何“心灵的预期”都可能阻碍客观科学知识的学习。 传统科学学习理论的起源引发了一个较为熟悉的比喻：学生的大脑是“白板”或“精神水桶”。经典经验主义代表人物约翰·洛克（J.Locke）在否认了天生的观念之后说：“那么我们且设想心灵比如说是白纸……我们的一切知识都在经验里扎着根基，知识归根结底由经验而来”[4]。这一学说的主要论点在于强调心灵在出生时是完全空白的，并没有所谓的先天的观念。按照这一学说，学生在进行科学学习之前，并不具有与将要学习的科学知识相关的已有经验。在科学课堂上，教师要做的就是尽可能客观地陈述科学事实。如果教师将科学知识讲解得十分清晰而明确，那么学生就会如教师所设想的那样接受并掌握这些知识。 “精神水桶说”[5]，则略微复杂些。它喻指心灵最初是一个全空的、或者多少有点水的水桶，知识或经验通过感官进入这个水桶（或者通过一个漏斗从水桶上方注入），并在水桶中逐渐累积。对于一个全空的水桶，“精神水桶说”与“白板说”并没有什么不同，但对于一个非空的水桶，即学生在进行科学学习之前或多或少存在一些有关科学的经验，这就需要讨论学生的已有经验与科学学习之间的关系了。在实证主义者看来，水桶中已经存在的水对于科学学习是一种阻碍，它会影响水桶中水的“纯净性”。为了保证后注入的水的纯净性，经常会用到2种方法，其一，清除水桶中原有的水；其二，使原有的水和后注入的水不发生融合。在实际教学中，经常可以看到这2种方式及相关衍生方式的运用。一些教师在进行科学教学前会要求学生放弃以前看待事物的方式；而另一些教师则试图暂时搁置学生的已有经验，他们认为随着科学知识的累积，当科学知识在学生头脑中的存储量远大于学生的已有经验之后，科学知识会覆盖并最终抑制学生的已有经验，也就是说，随着科学知识的累积，有效的科学学习会自动发生。然而，国外的相关研究指出，学生学习科学，实际上并未放弃原有的想法。在科学课堂中，学生能够很好地完成习题并在考试中取得好成绩，但回到日常生活中，学生便放弃科学概念，转而求助于原有概念[6]。 “白板说”与“精神水桶说”虽然在具体内容方面存在些许差异，但关于学生获得科学知识的类似学说都具有相同的倾向，即无论学生在进行科学学习前是否具有关于科学的已有经验，这些经验在科学学习中都没有地位，而且更多的时候，学生的已有经验被认为是科学学习的阻碍。教师在处理这些经验时，要么首先清除或净化，要么暂时搁置。学生经验与科学知识之间存在明显的界限，2者并不存在交集。在科学知识的绝对权威面前，学生通常表现出被动地接受状态。 三、归纳的本质及重复在科学学习中的作用 1.归纳的本质 实证主义将普遍性科学理论归于相似事件的重复出现，即认为科学理论是通过相似经验的重复出现，进而在这些经验之间建立联系而产生的。这一过程就是所谓的“归纳”，是指从个别单称陈述推导出一般的全称陈述的方法[7]。例如，当酸滴到第一张蓝色石蕊试纸上时，石蕊试纸变红了；当酸滴到第二张蓝色石蕊试纸上时，石蕊试纸变红了；当酸滴到第三张蓝色石蕊试纸上时，石蕊试纸变红了……这样，便可以得出结论：当蓝色石蕊试纸遇到酸时，蓝色石蕊试纸变成红色。在这个例子中，普遍性理论“当蓝色石蕊试纸遇到酸时，蓝色石蕊试纸变成红色”来源于个别经验的重复出现。因此，归纳的本质即重复。人们普遍认为，归纳是获得确定性科学知识的正统方法。在这一信念的指导下，形成了关于科学学习过程的基本思想，即科学学习是相似事件的重复出现。 2.重复在学生获得科学知识过程中的作用 在科学探究教学中，通常的情况是学生被要求完成一系列实验，这些实验都具有一个共同的特征，即拥有相似的实验现象；在接下来的环节中，学生则需要以这些相似的实验为基础，归纳出科学理论。例如，在质量守恒定律的探究教学中，学生要完成2～3个由教师事先设计好的实验，这其中包括“白磷燃烧前后质量的测定”、“铁钉与硫酸铜溶液反应前后质量的测定”等。毫无疑问，这些实验都准确地再现了质量守恒定律所表达的内容，因此学生根据这些相同的实验结果，便可以自然得出化学反应前后质量保持不变。在这一过程中，实验与学生的关系并不在考虑之列，而更为可能的情况是，如果学生能够保持“纯净”的头脑，那么他们得出科学结论的过程将是自动发生的。实验与学生的关系遵循着上面讨论的自然与人的关系，学生的主观期望并不重要，真正重要的是实验本身。只要实验没有问题，学生就会如同“归纳机器”般地自动生成科学理论。 在实际教学中，更多地看到了重复与学生获得科学知识之间的另一种衍生关系。仍以“质量守恒定律”的教学为例，如果教师没有采用上述的“探究”方式使学生获得科学知识，那么多数情况下教师会以讲授的方式进行教学。这种教学方式是任何科学教育者都再熟悉不过的了。但需要指出的是，在传统科学学习理论指导下，讲授与学生获得科学知识之间的关系也必定是以重复为基础的。试着想象以下情景将使这一论点变得更为清晰：一位教师向他的学生讲授了质量守恒定律的内容，结果发现学生以茫然的眼神看着他，于是他又重新讲了一遍，可是第二次的效果仍然不好，不得已他又更为细致地讲了一遍。为了使学生更好地掌握这一定律，这位教师选取了几道练习题，这些习题都毫无疑问地指向了质量守恒定律，且无论从学生的角度还是局外人的角度，习题之间都存在着极大的相似性。经过这样重复的讲授和练习，终于在某一时刻，教师和学生都确信，质量守恒定律已经被确定无疑地掌握了。然而，经常听到教师这样的抱怨：“都讲了很多遍了，学生怎么还是不会！” 在常态的科学学习和教学中，类似情况不在少数。有些时候，实际的情况可能比所描述的情况更为极端。归根结底，无论是教师还是学生都已经在潜意识中接受了重复在科学学习中的作用，而且认为这是理所当然的。 伴随着人们对确定性的先天需求，从本能的角度，人类并不希望未来发生改变。因为改变意味着适应，意味着重新建立生理和心理的平衡，同时更意味着风险。这种倾向常常导致教条思维的心理现象，或者更一般地导致教条的行为。它使我们墨守自己最初的印象，很容易忽视不同于预期的现象，将其看作是一种“背景噪声”——甚至在我们的期望并不恰当、应该承认失败的时候也是这样[8]。从认识的角度，教条的态度经常表现为试图通过应用和确证我们的规律来证实它们，以至于任何可能的证据都可以看作是对已有规律的证实。 对于儿童或青少年时期的学生，以上所描述的人类固有的教条的态度更加显著。与受过良好教育、专业领域经验丰富的成年人相比，学生们的心理和行为更易受到人类先天本能的驱使，他们总是想着证实自己的理论，而不是反驳它。这种愿望很容易使他们误入歧途，即缺乏一种面对事态的审慎的、批判的态度，而批判的态度正是科学的态度。在学校教育中，教师应该对学生的生理和心理特征有所把握。特别是对于科学教育，教师更应在认识论层面了解学生的状态。学生很容易将多次重复看作是对所学知识的一再证实，这些所谓的“证实”使学生确信他们所学的知识就是真理，是确定的和不变的。在不知不觉中，重复强化了学生本能的教条的态度。