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科学教育与其师资的忧和思
文 | 龚小庆 陈闻晋
虽然国家越来越重视公民科学素质的整体提升,但是在应试教育的影响下,科学教育在实践中依然举步维艰.提升公民的科学素质必须从娃娃抓起,而这需要一支具有高科学素质的教师队伍.每一所大学都是教师的培养者.本着这样的一个认知,担负着培养师资重任的高等院校一方面要继续加强科学教育专业的建设,另一方面要根据国家的要求改革高等学校相关专业的课程体系和内容,尤其是要更新教材编写的理念.高校要始终把教学作为中心任务,并以科研促进科学素质的培养,以教学互动有效提升学生的科学素质,使大学毕业生走向社会后能够真正成为带动全民科学素质整体水平跨越提升的 “重点人群” .
问题的提出——科学教育 “有用” 吗？
问题是由一次普通的师生对话引发的.
有一次 《高等数学》期末考试结束后与一个女生聊天.这个女生说： “你在课堂上讲数学思想方法,我觉得是在浪费时间. ”我（指作者之一的龚小庆,以下同）问为什么？ 她说, “你说的这些又不考试,分数才是硬道理. ”
这个女生所学的专业属于理工科,她对数学思想方法的 “蔑视”既在意料之外又在情理之中.在应试教育的摧残下,生机盎然的科学思想变成了死气沉沉的知识片段.虽然大学一直在提高学生的科学人文素质方面下功夫,并为此开设大量的通识课,但是收效甚微.
之所以说那位女生的观点是在情理之中的,就是因为在目前应试教育的体制下,孩子们从受教育开始就是面向考试的,他们习惯于以是否考试、能否升学、有没有加分因素、可不可以获奖等的 “有用”观衡量一切学习活动.长年累月被分数一叶障目的结果是,他们对科学的态度以及价值观被严重扭曲.
1996年,由美国国家研究理事会制定的《美国国家科学教育标准》深刻指出： “人在早期确立起的对科学的态度及价值观念,对其成年时在科学素养方面所能达到的境界会有决定性的影响” .
这意味着, 科学素质的提高, 必须从娃娃抓起.堪忧的素质——科学教育需 “结网”
科学素质的问题,是中国全民性问题.首先是学校教育过程中显现的学生普遍存在的问题,即科学素质的不足.
2006年, 根据党的十六大和十六届三中、 四中、五中全会精神,依照《中华人民共和国科学技术普及法》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年） 》 ,国务院印发了 《全民科学素质行动计划纲要 （2006-2010-2020年） 》 （以下简称 《科学素质纲要》 ） ,在前言中尖锐指出： “因长期受应试教育影响,学生科学素质结构存在明显缺陷” ；“公民科学素质水平低下,已成为制约我国经济发展和社会进步的瓶颈之一” .
那么什么是科学素质呢？
古话说 “临渊羡鱼, 不如退而结网” .这意味着,即使考核的目标是 “鱼” ,但能够在面对 “鱼”的诱惑的时候离开 “鱼”而先去 “结网” ,这是素质的体现——为了长远利益而暂时放下眼前利益.看到 “鱼” ,一个猛子扎下去,虽然比 “结网者”更早有收获,但这不是素质,而是急功近利的表现.
庄子说： “故足之于地也践,虽践,恃其所不碾而后善博也” .也就是说,我们是靠脚踩不到的大地而走向远方的.
这些话都在表明同一个道理,这就是 “有生于无” ,或者更直白地说,就是 “我们所看见的来自看不见的” .我们所看得见是分数（有） ,而看不见的则是科学文化素质（无） .科学文化、科学精神和科学价值观看不见摸不着,但正是它们构成了科学得以涌现的脉络,这正是所谓的 “无用之用” .
一些学校的领导常常会把素质教育和应试教育对立起来,认为素质教育会影响学生的分数和升学率,从而影响学校在社会上的影响力和竞争力.
然而需要弄清楚的一点是,素质教育并不拒绝应试.假如把考试比作走迷宫,那么素质教育的理念是要把学生提升到高处,先俯瞰迷宫弄清迷宫的结构, 再自己走出迷宫.先提升自己居高临下地俯瞰,这正是 “退而结网” 在本文语境中的含义所在.然而,应试教育则从不让学生离开迷宫,而是要其在迷宫里跟着老师不停地走,以期通过反复的训练获得近乎条件反射般的能力.
科学教育不是不去 “捕鱼” ,而是首先放下身段“退而结网” ,在科学文化素养的无用之用上下功夫.
文化的自觉——科学素质行动计划
强化全民科学素质提升,尤其是加强学生科学素养教育,中国政府无疑是觉悟和行动并重的.
《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年） 》在第八条 “若干重要政策和措施”中,专门要求 “实施全民科学素质行动计划.以促进人的全面发展为目标,提高全民科学文化素质.在全社会大力弘扬科学精神, 宣传科学思想, 推广科学方法,普及科学知识” .另外还指出,要深化中小学教学内容和方法的改革,全面推进素质教育,提高科学文化素养.
国家层面的重视产生了一些效果,很多高校尤其是大多数师范类的院校都开设了科学教育专业.这些专业的毕业生充实到中小学教师队伍中,对于提高学生的科学素质显然是有帮助的.
然而,我们还是不得不面对应试教育的环境.高考的指挥棒效应暂时是无法消除的,任何主观愿望良好的改革可能会在解决某一个问题的同时带来更多的问题.例如,浙江省高考改革的初衷无疑是良好的,但是其结果是今年29.1万的考生中选择物理的只有8万人,占比不到30%.对于奉行 “分数才是硬道理”的考生来说,这样的选择无疑是其适应性的选择,但其背后所反映出来的却是科学文化土壤的贫瘠.
在这样一个科学文化贫瘠的土壤里,科学教育专业的毕业生将很难被中小学校尤其是重点学校招聘.这是因为很多学校将科学教育专业定位为教育类专业,所学的课程中虽然也有大量的自然科学类课程,但是总的来说是有广度但欠缺深度.而在应试教育的环境中,学校虽然在口号上会支持素质教育,但是在实际行动上还是会更追求分数和升学率,这导致学校会更需要的是有知识深度的老师.事实上,在一些重点中小学,新教师的学历和出身（毕业院校的层次）要求越来越高,有的学校甚至只聘用985大学或科学院的硕士与博士,很多师范类的毕业生就业困难.
因此,不仅仅是师范类高校,每一个大学都是教师的培养者.没有整个高等教育理念的更新,从事科学学科教学的师资队伍就是无源之水,无本之木.
科学永远是生机盎然的.科学精神和科学价值观是科学知识的 “活水之源” ,它们应该活在每一个学科,每一本教材和每一个知识点中.如果把它们从其中剥离,那么就只剩下死气沉沉的知识片段.因此,要想提高受教育者的科学文化素质,真正领悟科学精神的实质,设置科学教育专业是必要的,但仅仅做到这一点还远远不够.
2016年国务院印发了 《全民科学素质行动计划纲要实施方案 （2016-2020年） 》 ,其中提出了具体措施： “推进高等教育阶段科技教育和科普工作.组织开展大学数学、物理、化学、生物学、计算机等课程改革,推进高校科学基础课建设.加强科学史等科学素质类视频公开课建设. ” 并指出：“以重点人群科学素质行动带动全民科学素质整体水平跨越提升. ”
教师队伍显然属于带动全民科学素质提升的“重点人群” ,他们在人口比例中非常低,这使得科学精神和价值观很难扩散到整个社会群体中.然而,演化博弈论的最新研究成果表明,当种群拥有一定的社会结构时,合作策略小规模的 “入侵”将能够成功地扩散并最终驱逐背叛策略.就本话题而言,这样的社会结构已经存在,这就是我们现存的教育体系.素质教育要想站稳脚跟并成功扩散,首先必须要在这一社会结构内有所作为——按照《科学素质纲要》的要求一步一个脚印地推进,在具体的实践中通过科学研究和教学互动提升教育者和受教育者的科学素质.
教师的作为—— 筑科学教育的课堂之基
眼下,我们的大学被各种排行榜所困扰,虽然口头上会公开表示以教学为中心,但实际行动中却普遍存在着重科研轻教学的问题.重视科研没有错,但是如何才能把我们科学研究的过程和成果转化为课堂上的生动思想,让学生形成正确的思维方式与思想方法,领悟科学本质,学会发现问题、分析问题与解决问题的方法,养成严谨的科学习惯、大胆的怀疑精神、积极探究的科学态度,这才是真正重要的东西.这也是同志所倡导的 “面向世界、面向未来、面向现代化” 战略方针和教育发展方向的题中之意.
每一门课程尤其是理工科类的课程都有其独特的理论,每一个重要的理论成果都蕴含着独特的思想方法和充满智慧之美的发现过程.如果我们在课堂上除了传授知识之外,还能始终与学生一起分享、欣赏知识所蕴含的思想方法和创造过程,那么学生的科学素养就能在潜移默化中得到有效的提升.这样的课堂才会真正成为求知和审美相融合的活动.这样的毕业生充实到中小学的教师队伍中,才会自然而然地赋予科学知识以新的意义.
课程改革应当包含一项很重要的内容,那就是教材编写理念的更新.例如,可以将科学思想史的内容有效地融入教材中,也可以编写与教材配套的科普读物.值得一提的是,国外科普著作的作者大多是第一流的科学家.例如《时间简史》的作者就是大名鼎鼎的霍金教授.2011年夏, 《钱江晚报》记者要我向新生推荐五本书,我推荐的书中除了 《红楼梦》外其余四本都是科普著作,包括《自私的基因》 《宇宙的琴弦》等,它们的作者全都是成就斐然的科学家.因此,应该鼓励更多的杰出科学家结合不同年龄阶层和文化程度来撰写有针对性的科普著作,并把阅读这些科普著作与相应的课程教学有机地结合起来.
我给本科生主讲的课程是数学,在每学期的第一节课,我都先搁置教材中的内容,而是围绕着三次数学危机给学生们介绍自古希腊以来的数学思想发展史.我要告诉他们,即使是被我们认为非常严谨的数学,也是危机重重的,也是在科学家们一次次创造性的 “越狱”工作中得到发展的.
然而,正如一开始所说的那样,似乎效果并不是太理想.
说起来是一个悖论,因为科学素质是远离功利的,但是在目前功利化的氛围中,为了提升全民的科学素质采取一些功利化的手段（如作为考核指标）似乎又是必须的.而一旦进入考核程序,又会出现“上有政策,下有对策” （如为了考核而制造数据）的问题.
虽然我们的努力收效甚微,但是抱怨是没有用的,唯有充满着希望的努力,才有可能像电影《肖申克的救赎》中的安迪那样,经过二十年近乎徒劳的努力,用一把小锤子成功打穿厚墙,越狱成功.科学教育,任重道远.
（作者龚小庆系浙江工商大学杭州商学院教授,陈闻晋系武汉大学教育科学研究院副教授）
责任编辑： 吴爽
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