“火是活的吗？”：美国高中课堂里的科学素养教育

肖思汉

在美国的教育学院接受博士学位训练的一个重要步骤，是去中小学观察课堂，亲身感受与实地探索课堂教学的现象、问题与对策。对于我这样一个中国留学生而言，这种经历的另一价值在于以参与者的身份比较和思考中美教育的异同。在国内，无论是普通教育还是职业教育，在科学教育领域都一直强调科学素养的目标。然而，对于何为科学素养、如何在课堂上进行科学素养的教学等问题，教育界仍然处于争论之中。尤其是在职教界，应该偏重具体的操作实务，还是偏重宽泛的科学思维，如何在两者间取得有效的平衡，始终是学界和实践界尚待解决的难题。今年春季，我有机会在一所美国公立高中进行了一个学期的科学(物理、化学、生物)课堂观察，其中有许多片段都反映出美国科学教育界对“素养”概念的认识，以及在课堂上将知识、技能、科学理念等元素融为一体的教学方式。

在这个学期里，我印象最深的一堂课是关于“生命体的特征”。在之前的课上，孩子们学习了六个特征，如“有细胞”、“能繁殖”、“消耗能量”等。随后，他们讨论了三样事物是否为生命体：头发、火、玩具。他们就头发和玩具达成了共识，但在火的问题上产生了争执。因此，这堂课的目标是：引导孩子们上网搜索信息，自行判断火是否为生命体。上课了，教师首先引导孩子们回忆上一堂课的争执，并说：“我们有些人说火是活的，有些人说火不是活的，还有些人说火可能是活的。面对这种情况，我们要怎么办呢？”两三个孩子回应说：“看看谁对谁错。”教师说：“但你不能仅仅说‘啊！我觉得我是对的。’”她转向一个男生——全班只有他认为火是活的——说道：“你的观点是什么来着？”男生回答：“活的东西并不一定要有细胞。”孩子们马上开始争论起来。

待争论声渐消，教师便对全班说：“就我听到的情况来看，似乎我们需要证据，该怎么办呢？”一个孩子说：“可以去问火。”其他孩子都笑了。另一个孩子说：“我们可以上网找信息。”教师追问：“听起来不错，那要去哪儿呢？”另一个孩子说：“去Youtube！”孩子们都笑了。教师耸耸肩膀说：“我可不知道正确答案啊，现在我们只是集思广益罢了。”孩子们表示赞同。教师接着说：“所以我们都认为可以上网去找答案，对吗？”孩子们点头。教师说：“唔，不过我们是科学家呀，科学家可不能随便就去任何网站找任何信息的。”孩子们没有回应。教师又问：“为什么不能啊？谁能说说看？”一个孩子说：“因为网站也是人写出来的。”教师说：“对啦！”

教师说：“我们今天要讨论如何上网找信息。先来看一段视频好不好？”她随即播放了一段BrainPop制作的视频。这个视频探讨的是如何评估网上信息的质量，提出了六个甄别标准：出版者、作者、偏见、深度、精确度、时效。看完视频后，教师说：“我给你们讲个故事吧，前阵子我们过了马丁·路德·金纪念日，对吧？然后我就想找找他的资料看看。我在Google搜他的名字，然后排在前面的有一个org后缀的网站，我觉得挺不错啊，就进去看看。结果我越看越觉得挺奇怪的，所以我就查找网站的制作者是谁。你们猜后来怎么了？原来制作网站的是一个很有名的反马丁路德金的团体……那么我就在想：这个网站所呈现的是真相吗？”两三个孩子说“不是”，其他孩子没有回应。教师接着说：“现在我要问你们一个问题：当我们要进行一场科学争论的时候，我们的目标是什么？”一个孩子回应说：“找到那个了解最多的人。”教师说：“很对呀！你的意思就是，我们要找到那个掌握证据最多的人，是不是？或者说，谁的证据看上去最合理？”

孩子们纷纷点头。教师说：“所以今天呢，我们要做一个我们自己的甄别标准，我们要问：哪个网站最值得信赖？”孩子们没有回应，似乎没有理解这句话的意思。教师便说：“也就是说，当我们上网查找资料的时候，我们要找的最重要的东西是什么？”一个孩子说：“看它是不是好玩！”教师回应道：“哈！是不是好玩！我没想到这个，我得把它记下来！”她又说：“还有呢？”孩子们三言两语地讨论着，他们大多都提到信息的“多少”、“好坏”、“真假”等。两分钟过后，教师说：“看来我们都觉得最重要的是证据，对不对？”孩子们表示赞同。教师随即在黑板上写下这堂课的主导问题：“火是活的吗？”然后她告诉全班，今天的任务是要一起上网寻找答案。孩子们打开各自的笔记本电脑，但教师提醒他们，他们将要一起完成这个任务，所以大家的操作要同步进行。

教师把自己的电脑屏幕打在投影仪上，打开Google，输入“火是活的吗(is fire alive)”，得到搜索结果约173 000 000条。教师问：“我们是不是随便点击一个结果就行了？”一部分孩子说“是”，另一些说“不是”。教师随即说：“这样吧，我们现在先关注前四项结果。”前四个网站分别是：雅虎知识问答(yahoo.com)、圣塔芭芭拉加州大学(ucsb.edu)、实情网(straightdope.com)和答案网(answers.com)。一个孩子说：“雅虎只提供答案！”教师追问道：“也就是说它不给出解释吗？”那个孩子说“是”。教师问：“那么你会选择看哪个网站？”那个孩子说：“UCSB，因为它是大学。”教师继续问道：“为什么不选答案网呢？”一个孩子说：“那种网站让人自己填写自己的意见。”教师说：“说得很好，你们能不能把这句话记在自己的学习日志上？”当他们在写的时候，又有一个孩子说：“那种维基百科式的网站总是提供错误的答案！”教师问：“总是吗？”这个孩子援引自己的经历来论证其观点(“是啊，有一次我试着……”)。教师未置可否。

等大家都写完了，教师问道：“有多少人认为第二个网站(ucsb.edu)是最值得信赖的？”孩子们纷纷表态。大约两分钟之后，孩子们都给出了自己的意见：三人说“是的”，另外三人说“可能是”，最后两人说“不是”。随后，全班开始进一步讨论各自的意见。一个孩子说，他之所以认为第二个网站最值得信赖，是因为这是一个以edu为后缀名的网站。教师随即问全班：“你们觉得后缀名重要吗？”一个孩子问：“什么是后缀名？”教师解释道：“就是网址第一个斜杠之前的最后一部分，比如这儿的com、edu、org……”

孩子们开始三三两两地讨论。似乎有几个孩子改变了原先的看法。大约两分钟之后，只有一个孩子仍然坚持“第二个网站是最值得信赖的”了。一个持“不是最值得信赖”的看法的孩子说：“我觉得后缀名并不重要。”教师问全班：“你们对自己的看法有多自信？你们确定吗？”那个之前称后缀名不重要的孩子说：“反正雅虎不是最值得信赖的，因为它是.com网站。”教师立即说：“那么你确实觉得后缀名是重要的呀！”这个孩子说：“噢，是的……”教师说：“这样吧，让我们一个一个地来看看这几个网站。”她打开的第一个网站是实情网。一个孩子说：“我们应该检查一下这个网站是不是专业！”教师说：“太对了！你们把‘专业’这个词写在日志上好不好？”随后她问道：“好了，现在我们进入这个网站了，之后该怎么办啊？”一个孩子说：“看看它的作者是谁。”教师追问道：“为什么要找这个？”一个孩子说：“看看作者专不专业。”教师说：“唔，所以你的意思是，要看看作者在我们寻找的问题领域是不是有足够的知识，对吗？”孩子点头称是。

接着，他们花了大约一分钟时间，在各自的电脑上寻找这一网站的作者信息。他们都发现，在这个网站首页的置顶栏上，有一行字写道：“了解Cecil Adams——世界上最聪明的人”。孩子们认为这就是作者信息。教师随即问全班：“你们有什么看法？关于这个‘世界上最聪明的人’？”孩子们都笑了起来，一个孩子说：“他在骗人！世界上最聪明的人是斯蒂芬·霍金！”另外一个孩子说：“这个说法让这个网站不值得信赖了，因为作者在骗人。”教师说：“你们说得太对啦！我们还可以做些什么呢？”一个孩子回答：“我们可以看看这个网站的历史。”教师说：“我爱这个想法！让我们把它记在日志里。”当孩子们在写的时候，教师说：“这个工作很难吧？是的，我知道评价网站是很难的，但我们是科学家呀！”

接下来，他们一起进入了圣塔芭芭拉加州大学的网站。在浏览首页的时候，一些孩子说：“这一个看起来好多了！”教师随即问道：“为什么呢？它看上去是怎样？”一个孩子说：“看上去很有趣。”另一个说：“信息量更大。”又有一个孩子说：“它的图片更多。”还有一个孩子说：“它很专业，提供了更多的背景知识。”孩子们继续浏览网站，教师分发了一份关于网上信息的讲义。接着他们一起学习了这份讲义里的主要内容，如“信息源”、“时效性”、“信度”、“精确度”、“引用”、“抄袭”等。之后，教师宣布下课。

乍看之下，这堂课所要解决的问题——“火是活的吗？”——简单得让人惊讶。然而，有关“生命体特征”的知识显然不是这堂课的核心；教师精心设计的活动和对话，都是指向“科学素养”的训练。更关键的是，这种“素养”并非空泛的理念(如“科学是渐进发展的”或“科学知识具有不确定性”等原则)，而是一项具体的技能——检索信息并判断其可靠性的能力。在美国，“科学素养”概念的发展经历了几个重要的阶段。最初，“素养”就是指科学知识掌握的多寡；九十年代之后，“本质取向”的观点认为关于科学本身的知识更加重要，例如科学探究的方法与过程、科学内在的人类社会因素、科学发现的不确定性，等等；又有人说，我们不需要把这么复杂的东西教给所有人，我们需要教的是“对科学之重要性的承认”；再后来，“参与取向”、“读写取向”、“认同取向”纷纷问世，你方唱罢我登场……但是，这些取向都没有明确告诉学校如何在课堂里教学，也没告诉社会如何以科学素养的标准来遴选人。于是，“日常实践派”诞生，这一取向呼吁：回到日常生活中去，看看普通人是如何与科学打交道的！他们发现，在日常生活中，一个非科学专业的普通人面对科学，几乎只有一件需要做的事情：判断信息的真伪优劣。信息来自哪里？怎么得出来的？如何呈现的？因此，学校要教给孩子的就是获取信息、处理信息、鉴别信息的能力。

这种将知识、技能与思维方式围绕“日常生活”组织在一起的科学教育，恰恰与时下职业教育界所强调的“学徒制”理念不谋而合。只不过，传统的学徒制意在让学徒跟着师傅手把手地习得某种特定的技能，而或多或少地忽略了技能之中的原理与思维方式。美国的这种科学教育所奉行的“认知学徒制”则更多地注重技能里隐含的“默会知识”，要求师傅以言语互动、步步引导、共同参与的方式，将思考与解决现实问题的方式教给学生。