科学知识观刍议(下)

2015-12-19 01:13吴俊明
化学教学 2015年11期
关键词:科学教育

吴俊明

摘要:科学知识观是对科学知识论或科学认识论的总括,科学知识论或科学认识论则是科学知识观的基础和具体解说。知识观经历了近代、现代和后现代3个阶段,在现代和后现代阶段有不同的知识观同时存在。知识的复杂性包括知识的不确定性、知识形成过程的复杂性和知识系统的复杂性。消除传统知识观造成的消极影响需要更新知识观、变革课程范式、重视知识的隐性因素、改进知识的教学。以知识的隐性五因素通俗解说知识的复杂性。

关键词:科学知识观;科学观念;科学教育;知识的隐性因素

文章编号:1005-6629(2015)11-0003-06 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

4 知识的复杂性

说到知识的复杂性,可能有人不以为然:中学教的东西很简单,有什么复杂性!果真如此吗?请看下面的一道化学题:测得一容器中储存的气体含有33.33%的碳、66.66%的氧,试推测其组成。从组成数据看,气体中几乎不含有其他元素,一定含有一氧化碳(含碳42.9%,高于33.33%),另还含有二氧化碳(含碳27.3%,低于33.33%)或氧气(含碳为0,低于33.33%),解答很简单。倘若有学生回答含有三氧化二碳(刚好含碳33.33%),恐怕好多教师都要判错:不符合化合价规则,哪有什么三氧化二碳!可是,事实上三氧化二碳是存在的:这是一种无色无味的气体,还原性比一氧化碳稍弱,是金星大气的主要成分之一。非但三氧化二碳是存在的,三氧化碳、四氧化碳、五氧化碳、六氧化碳等等,以及一氧化二碳、一氧化三碳、二氧化三碳乃至于氧化石墨烯等更复杂的碳氧化物都已经被发现,在这个问题上恰恰是教师错了。此外,有些化合物是非化学计量的,不符合定组成定律;氧化铜有时就是不能被木炭粉还原,氧化铁有时就是不溶于酸……这些事实表明,许多看似简单的知识,其实也蕴含着复杂性,切不可掉以轻心。

寓言故事“瞎子摸象”可以给我们提供启示:科学探究有点像“瞎子摸象”;知识总是跟认知者相关,跟认知者在特定情境中的探求过程相联系,因而总是包括认知者对真理的质疑、对知识的渴求、对知识的建构与理解以及认知活动发生的情境关系。知识难于直接获取或传递给他人,不能以现成的、孤立的方式掌握。掌握知识需要掌握知识的不同方面(这些不同方面往往组织成系统形式),知识的运用也具有不规则性,要求应用更多的方法。

4.1 知识的不确定性

人们很早就开始追求确实可靠的知识。在古希腊,哲人们以一种先知先觉预设事物背后有不变的本质实在,确信这种不变的、确定的东西能为人的心灵智慧所认识,并建构一种逻辑论证的推理方式,获取这种本质实在从而获取确定性知识。他们不但通过对这种确定不变的本质的把握来认识纷繁变化的生存世界,而且为近代自然科学奠定了理性的方法论基础。近代的自然科学家强调通过经验概括来获取知识时,并没有放弃对知识的确定性要求。由于通过技术获得了强大物质力量的证明,近代科学知识成为人类追求确定性知识的典范。这种成功使人们形成了这样的信念:世界和存在是由有限的普遍规律支配着的,是一个在整体上可知的系统,人们能够把握这些规律而获得有关这个世界的确定性知识。

这种成功还促使人们倾向于用自然科学获取知识的方式来处理其他问题,乃至于要把一切问题都进行科学化处理,促使人文社会知识科学化。但是,人文社会知识缺乏像自然科学那样客观的证据和效验。为建立知识标准和信心,人们通过知识的专业化、科学化在知识内部建立起一套规则、程序和自我确认的标准以便说明自身的合理性,这是一种简单化的做法,它否定个人经验的重要性,用客观性的绝对来取代个人经验的绝对,由此形成的现代性崇拜非人化的客观性,是追求确定性知识的理想的“实现”,“其核心是寻求压倒一切的确定性和知识的统一”。

追求绝对确定性知识的信念不但迫使人们用唯一认可的方式进行推理,造成对潜在创造能力的限制,还导致对科学知识的认识及理解产生严重的偏差,使科学认识及其思想史成了排斥偶然性和不确定性的、纯粹“必然王国”的“科学史力学”。在这样的“科学史力学”中,科学家成了一部按照严格秩序运转的“思维机器”,而不是有血有肉、有感情的人。在这样的科学认识发展的历史过程中,“只有铁的必然性,没有任何偶然的、随机的、不确定的因素和科学家的自由选择”。

其实,知识是在认识主体跟自然环境、社会环境相互作用的过程中形成的,这使得知识不可避免地带有认识主体——人的特征:知识具有生理局限性和心理局限性,跟人类社会的政治、经济、科学和文化等等有着密切的联系。否定或者夸大认识主体对于知识的影响都是不妥当的。而且,认识对象、认识主体以及二者之间在认识过程中建立的关系,都既有确定性也有不确定性。

不确定性(Uncenainty)是相对于确定性(Cenainty)而言的。人类已有的知识通常是从一定前提出发,通过相应的推理方式获得的。只要前提是真实可靠的,推理方式是有效的,所得到的知识就会被认为是确实可靠的、具有了确定性的。可见,确定性是与理性的逻辑推理密切相关的,相当于逻辑的必然性,是理性推理和理智作用结果的确定性。这种确定性就是许多人认定并孜孜以求的知识标准和目标。所谓“不确定性”是指不具有逻辑论证的普遍必然性的或然性及绝对性。近代经验科学知识和现代科学知识都具有这种不确定性的特点。不确定性问题涉及对象确立的世界观信念问题,涉及主体在认识对象并获得其知识的过程中所表现出的智力特点,这些也是构成知识不确定性的根源。

支持科学定律的证据与科学定律之间的逻辑关系的复杂性是科学知识的不确定性的一个主要因素。由于这种复杂性,所谓“科学定律是由证据确定性地推论出的”、“科学定律总能够确定性地预见未来”的说法是不合适的。因为描述证据的陈述是特称的,而描述定律的陈述是全称的,不能认为科学定律的确定性能够以逻辑的严格性从描述支持定律的证据陈述中获得。建立在经验和归纳基础上的科学知识,只能是实证的、或然性的,而不是逻辑必然的、确定性的。

知识的复杂性是在科学认识对确定性知识的追求过程中逐步地显现出来的。在开始的时候,人们试图在复杂的不断变化的事物中选取简单不变的东西加以认识,并认为事物中—定有它不同于其他事物的、可以被人们认识的、决定事物变化发展的、不变的东西存在。随着认识深入,理想的成分不断被剥去,人们逐步接近世界的真实图景,事物本身固有的不确定性逐渐显现出来,人的理性认识的固有局限性也会显现出来。从人类认识的历史长河角度看,开始时,认识是在变化的不确定中去追求确定性;在达到—定程度的确定性认识后,又在确定性的基础上展现不确定性。认识正是在确定性和不确定性的辩证运动中发展、深化,逐步逼近事物的真实状况。

知识的发展走过了一条从追求确定性的不懈努力到不确定性不断凸现的过程,这表明了追求知识绝对确定性的不可能。确信号怀疑,构成了波澜壮阔的科学思想史运动,也因此推动着人类思想的不断深化。

4.2知识形成过程的复杂性

科学认识是对客观存在及其规律性的反映,认识对象是发展变化的,并且随着主体认识的水平发展而以不同的样式呈现在认识主体面前,因而科学认识具有历史性。

由于认识主体、客观世界及其相互作用的复杂性,使得知识的形成过程是复杂的。这也在个体获得知识的不同途径中表现出来:有些知识可以通过言传、理解活动来获得,有些知识则通过实证获得,还有些知识通过观察、归纳或者操作、体验来获得。而且,在知识的形成过程中,不仅存在着认知活动,还存在着情感渗透和价值驱动,隐含着认识主体和社会环境的特点。

科学绝非仅仅在于做实验。在实验背后,科学家要有一个合适的、首尾一致的概念系统,用来理解在实验结果中揭示的世界。为知识的确定性辩护的每一种学派和观点,只是看到了科学中的一个方面,其背后都有相应的形而上信念基础。不论是作为科学认识前提的公理、假设,还是在一定前提下的逻辑推理,都有其预设的不可证明的信念性。在信念转化为知识的过程中,真正起作用的是思想家的非机械的、甚至是非逻辑的智力创造。逻辑的一致性只是一种理想的指向和要求,它是不可能达到的。

知识是思维的结果,而思维的过程是复杂的。在不同的历史时期,科学推理的思维方式是变化的:古希腊的智者们推崇欧几里德的思想;17世纪的实验方法把知识放在了一个新的立足点上;而在当代,几乎所有的科学都在一定程度上要运用统计学。每一种推理方式都以自己的方式出现在它所处的时代并趋于成熟,虽然它们都被赋予客观性,但其中还是表现出某种主观性的东西,潜藏着某些认知风险。就以实证方法来说,它常常被用于证明知识的可靠性。其实,实证通常是以不完全归纳法作为逻辑基础的,根据部分(特称)事实得出一般(全称)结论,在逻辑上是有漏洞的;人们无法证实“天下乌鸦都是黑的”,也无法证伪“天下有白乌鸦”,这意味着实证方法是有局限性的,不一定靠得住。

在方法论方面,复杂知识的获得必须摆脱传统的获得简单知识的方法桎梏,不能将非线性、非平衡的问题简单化、线性化;不能将有结构的问题当作没有结构。用平均方法等来处理;不能将动态的问题当作静态的问题来处理。反映复杂系统内在机制的多层次或多尺度的立体网络方法可能是关联简单方法和复杂方法、关联还原论和整体论的比较有效的媒介。

要解决作为“开放的复杂巨系统”的知识问题,需要以人类积累的全部知识为基础进行综合集成,要在整个现代知识体系中作大跨度的跳跃,实行“泛化”思维,把经验与理论、定性与定量、微观与宏观等多种尺度以及整体指导下的分析与分析基础上的综合、还原论与整体论辩证地统一起来。

在知识形成过程中存在着系统的自组织行为:在已有知识经验基础上进行抽象、概括和推理活动,形成概念、判断和规律命题;借助于建立在已有知识经验基础上的直觉而获得新的知识;以及由于知识系统内部矛盾、冲突出现而产生进一步认知的需要,都可以视作知识系统依赖认识主体得以实现自创生、自生长、自适应、自完善、自复制的自组织行为。

学习的本质是适应,人只有通过学习获得知识才能适应复杂的自然界和社会。由此可以说,适应造就了知识的复杂性。

科学认识既具有“反映论品格”,又具有“创造的品格”,是反映与创造的辩证统一。它所具有的创造品格,使科学认识具有多样性、不一致性和一定的随意性,因而“科学认识是统一性与多样性、一致性与不一致性、规则性与随意性、受制性与超越性、必然性与偶然性、确定性与不确定性的辩证统一”。

4.3知识系统的复杂性

知识系统具有下列特点:

(1)庞大性:知识系统的内容(或组成元素)及其相互作用极为丰富,规模庞大,科学知识尤其如此。“学海无涯”是知识系统庞大性的生动写照。

(2)内在多样性:知识系统的内容(或组成元素)及其性态多种多样、分门别类、千差万别,有显性的也有隐性的,有可以明确言传的也有难以表述只能缄默意会的,有精确的也有模糊的、不确定的,不少还具有奇异性。

(3)结构复杂性:知识体系可以从不同维度划分,形成相互联系着的多种领域、多种层次(例如前科学层次、科学层次、哲学层次)、多种方面(例如正面、反面和不同侧面)、多种构件(例如学科的、跨学科的、超学科的与非学科的);在各种领域、层次、维度、构件之间常常存在“穿透”现象;知识系统各组成部分的内部相互作用的非线性、非决定性造成了知识系统结构的非线性和复杂性。

(4)开放性:知识系统跟自然环境、社会环境有着紧密的、多种多样的外部联系和交流,这些联系和交流会随环境变化而变化,因而知识系统具有开放性。人们能够从知识系统中提取有关客观世界的规律性的东西作为自己行为的参照,并通过实践的反馈来改进对世界规律性的认识、改善自己的行为方式。

(5)变异性、演化性、历史性:随着时间的推进,人们的认识不断深入、丰富,知识的内容、结构、特性等等不断变化、发展。而且,时间效应有正反两个方面。

知识系统的这些特点跟开放的复杂巨系统的主要特点是一致的,可见知识系统确实属于开放的复杂巨系统。但是,知识系统又有其特殊性:知识是由简单走向复杂的,因而既有简单的也有复杂的,既有确定的也有不确定的,既有反映性的也有创造性的。知识整体实际上是简单性与复杂性、规律性与非规律性、有序性与无序性、确定性与不确定性、反映性与创造性兼具的混合性系统。

知识系统属于意识复杂性系统,比其他开放的复杂巨系统(物理复杂性系统、生物复杂性系统、社会复杂性系统)更为复杂,其原因首先在于它所反映的对象包括了各种各样的简单性系统和其他复杂性系统,包容性更强。

从复杂的观点看,知识系统是多维度、多层次的联通网络,具体的知识对应着整个知识网络的一个个节点;知识系统在演化进程中,有向某些聚集中心“定向变异”的趋势,这使得知识网络可以分为相互联系的不同侧面和部允亦即使得知识系统划分为边界可能不甚清晰的若干子系统;各组成部分的相互作用或关联是构成系统的关键,它使知识成为由相互联系着的若干部分组成、具有一定功能的整体,而各组成部分之间的相互矛盾、不一致和制约会使系统变得不稳定而不断地变化;知识系统的多维网络中也可能存在着局部的空缺和错位。随着知识系统的不断发展,现代知识系统各组成部分之间的关联越来越复杂,以至于难以做出完美的、理想的、互不交叉重叠穿透、简洁明了和唯一的分类。

5 复杂性知识观与课程改革

复杂性知识观对传统的知识教育形成了巨大的冲击,使我们面临着巨大的危机和挑战,也给我们带来了很大的机遇。对于当前如何消除传统知识观造成的消极影响,可以从以下几个方面着手。

5.1更新知识观

知识及知识观与教育有着密切的联系。为了搞好课程改革,搞好未来的教育,适应未来社会的变化和可持续发展的需要,需要在了解其复杂性基础上更新认识。

(1)重新理解知识的本质、生产、衍化、传播、使用、评价、判别;

(2)弄清在知识本质观发生巨大变化的条件下应该生产、传播什么样的知识;

(3)弄清如何表征、创造、生产、传播知识,以及向谁传播知识……

解决这些问题,需要多种学科的协同研究。这无疑又使知识观的复杂性大为增加,会使知识观得到充实和深化,为进一步改进教育拓展新的空间。

5.2变革课程范式

知识观决定着课程的范式。例如,有人提出:知识的“旁观者理论”与学科中心课程范式密切相关;知识的“当局者理论”与活动中心课程范式不可分割;知识的“生态学理论”与综合课程(或课程的综合化)不无关系。

基于复杂性知识观的课程范式应该是什么样的,需要进一步深入研究。

5.3重视知识的隐性因素

知识的复杂性是日益增长的,在未来的教育中必须重视总体的,特别是自然、社会以及人文方面的总体知识、背景知识,善于抓住总体的和基本的问题,深入地了解知识的形成、传播和实践机制,弄清知识传播跟知识表达形式的联系,改进知识的教育。对于涉及生物、环境、资源、灾害、健康,以及教育、经济、工程、管理、政治、人口、和平、发展等等问题的复杂知识,需要注意知识的下列因素,特别是其中的隐性因素:

(1)知识的背景性要素。知识所反映的对象总是跟整体以及构成整体的其他部分联系着的,总是存在于一定的环境之中。揭示知识蕴含着的跟自身有关的这些背景信息,有利于更好地把握知识以备未来运用。如果不能正确地反映整体与部分之间的关系并抓住基本问题;如果不能正确地反映知识的背景,认知活动就可能存在严重缺陷,就可能受错误和幻觉等干扰。莫兰指出,“认识主要不是依靠精确化、形式化和抽象化而进步的,而是依靠实行背景化和整体化的能力而进步的”,这充分揭示了背景知识的重要性。

知识的背景性要素包括它的自然或社会环境背景、历史背景、领域层次属性、总体和逻辑背景,以及价值背景等。

(2)知识的形成性要素。知识的创生过程和方法,以及传播、获得过程和方法等,可以成为形成、传承新知识的有效基础和借鉴。值得注意的是,上述要素不但包括认知性内容,也包括有关的情感、态度和价值观内容,包括这些因素发挥作用和发生变化的过程,它们在知识的形成、传承过程和功用实现中往往有着不能忽略的重要作用。

(3)知识的实践性内涵。知识由陈述性向程序性转化,再通过实践活动物化,逐步概括化、内化、个性化,形成有利于完成活动任务和提高活动效率的个性心理特征,就可以实现知识向能力的转化。可见,知识的实践性内涵有着十分重要的教育价值。

知识的实践性内涵包括知识可能的功用,实现其功用的途径、方法和技能等,以及有关的实践经验、实践智慧和实践能力。

(4)知识的发展空间。知识的发展空间包括知识的完善空间、衍变空间、拓展空间和深化空间,以及知识的创新空间等。知识的发展建立在自身的局限性、演化性、不确定性、开放性等复杂性特点之上。了解知识的复杂性特点,了解知识的缺陷、可能的错误和幻觉干扰,是知识得以发展的基础,揭示、讨论和批评知识的缺陷、可能的错误和幻觉干扰,常常是知识发展的起步。

知识的背景性要素、形成性要素、实践性内涵和发展空间都是有待认识主体挖掘、体认的隐性要素。

(5)知识的载体性要素(或称基础性要素、形式性要素)。基本的概念和命题、基本的观念和逻辑、主要的关联和影响、表征和传播方式以及边缘的概念和命题等承载着知识的背景、形成、实践、复杂性和发展等内容,它们是知识的载体性要素。其中,概念和建立在概念基础上的各种判断与推理命题,以及知识的表征方式、传播方式等是显性的;知识得以存在的前提性观念(例如公理)和逻辑则是隐性的。

5.4改进知识的教学

当前我们的学科教学的现实情况是:

教材内容基本上按照分隔的学科逻辑结构展开;科学领域的教材往往把科学知识描绘成线性的、和谐的、完美的,掩盖了科学理论、科学思想、科学发展历程的复杂与多元化,忽略了和谐与不和谐、真与假、美与丑的冲突;往往重视具体的、局部的知识,不重视总体的,特别是自然、社会以及人文方面的总体知识;教材成了知识的“压缩饼干”;很容易使学生成为科学的盲目崇拜者,缺乏反思与批判意识,缺乏创造的能力。

知识灌输主导教学过程,极少认真组织学生探究、讨论,对知识的批评几乎绝迹,解题代替了实践,应试大过了一切。

学生的学习负担特别严重,片面的知识教学与此脱不了干系。

为了学生的健康发展,为了科学教学的发展,我们必须努力改进知识的教学。

(1)以学生为建构知识主体。注意引导学生在认识和体验知识的复杂性、不确定性基础上,形成课题,探究学习,互助,交流,建构知识。首先要引导学生发现问题,产生学习兴趣,要注意消除设计痕迹,引导学生积极参与确定课题和解决的过程。

(2)让学生了解必要的背景知识。学生学习中的理解困难和其他困难往往跟缺乏丰富的背景知识有关。

学习情境是知识获得、理解及应用的文化背景的片断(或者缩影)和具体化,也包括相应的活动背景,通常是人为设置的。适当的学习情境有利于学生自主学习,主动地探究、发散地思考,能成为学生进行认知、应用、实践活动和情感体验的空间,成为学生从事学习活动、产生学习行为的有利环境。学习情境不但能让学生产生有关的情感,能使认知活动、应用活动乃至于评价活动等在其中展开,使学生“学在其中”,获得接近实际的“真实”知识,而且能长时间发挥作用,这也是学习情境与情景的重要区别。

在了解背景知识并进行选择、提炼、适当简化的基础上,结合学生的经验进行重构,可以设计出适宜的教学情境。

(3)让学生了解知识的实际应用。引导学生在实际应用中深化和拓展对知识的理解,了解知识间的相互联系,丰富有关的背景知识、过程方法知识,强化学习兴趣。

(4)让学生了解知识的发展。引导学生关注概念的准确性和相互联系,关注思维的逻辑,关注科学观念,关注知识的表征,敢于批评知识,关注知识的发展。

(5)重视实验验证与理性论证相结合。始终把通过实验教学培养学生爱科学、学科学、做科课堂”?考虑到“健康”意义的广泛性、“课堂”组成的复杂性,健康课堂应当是一个内涵丰富、视角众多的多维概念。基于此,本文尝试从另一个层面——影响课堂健康的层面,提出存在健康不良问题的课堂——“不良课堂”。

2 “不良课堂”的观察视角

课堂是由教师、学生、教学事件和环境等组成的育人场所,根据侧重点的不同,课堂可从教师、学生、教学、环境等不同的视角进行观察。由于教学活动既是课堂的主要部分也是课堂不良问题的来源,所以,作为健康课堂的一种相对提法,不良课堂的界定应该围绕着作为课堂主要部分的教学事件而展开。基于此,不良课堂可理解为存在不良问题的课堂教学。为了更好地发现课堂教学中的不良问题,我们可把基于教学的课堂简化为一种二维结构:一是课堂的静态层面——基于活动载体、构架和目标的课堂观察视角。二是课堂的动态层面——基于活动的课堂观察视角。因此,不良课堂的界定视角可进一步缩小到课堂教学的静态和动态两个层面上。

2.1基于课堂静态层面的视角

化学课堂具有特定的教学任务,具体来说,就是以特定的化学教学内容为载体,通过一定的教学组织,实现知识、技能、过程、方法、情感、态度、价值观等教学目标的达成。如果说,教学内容及其精神内涵承载着具体的教学目标的话,那么,对内容及其精神的教学组织则是完成教学目标的手段,这其中的教学组织在静态层面即呈现为课堂的结构(图1)。因此,基于教学内容本体可将不良课堂从静态层面分为:内容、结构(组织)、精神等三种不良。

(1)内容。化学课堂的“内容”是在“以提高学生化学素养为主旨”的化学课程目标的指引下,由化学课程内容标准、化学教科书、具体学情等客观要求和教师的个人经验、教学观念等主观选择共同决定的,主要包括化学教材内容和为促进教材内容理解及教学目标完成而拓展的内容,如情境、习题等。化学课堂“内容”的不良问题,一般从以下几个方面分析:教学内容本身是否存在科学性上的问题,是否符合化学课程内容标准的要求,是否符合实际学情,如,是否存在外延过宽、挖掘过深等情况;拓展部分的内容是否有助于化学知识要点的理解和迁移,是否有助于化学学科思维的发展;等等。

(2)结构。课堂的“结构”是指“一堂课包含哪些组成部分以及这些组成部分的顺序、时限和相互关系”,是在“内容”确定以后,根据教学目标的分解对教学内容所做的组织和安排。化学课堂“结构”的不良问题,一般从以下几个方面分析:教学环节是否完整;各环节的教学时间安排是否科学,是否符合教学重难点的要求;各部分知识的教学顺序,是否衔接合理,是否符合化学学科知识的内在逻辑,是否符合化学学习的认知逻辑和规律;等等。

(3)精神。课堂的“精神”是“一定课堂文化背景下的认知、情感和价值观三维结构”。化学课堂的“精神”可从教学论范畴和课程论范畴两个维度进行分析:教学论范畴的课堂精神主要体现的是基于内容的教学精神内涵,如化学教与学的理念、方式、方法等等,本文将其归属为课堂的动态层面;课程论范畴的课堂精神主要体现的是教学内容在课程体系中的精神内涵,包括科学精神、人文精神、学科精神等等。化学课堂“精神”不良的主要问题就是未能充分挖掘课堂的上述精神空间,主要体现在:未能遵循或体现作为化学学科内在逻辑和化学学科特点的学科精神、学科观念;未能结合教学内容展现化学的“客观、求真、理性、实证、创新”的科学精神;未能实现科学精神与人文精神的相互渗透,体现化学与自然、社会关系中的价值观、人生观和世界观;等等。

2.2基于课堂动态层面的视角

化学课堂教学,作为一种认识活动,是化学教师、学生、化学教学媒体和教学环境等要素之间多向、多层次的交互作用过程,遵循动态性原理。从动态视角看,教师的教、学生的学,教与学的互动构成了整个动态的课堂。此外,化学教学作为一种基于情境的活动,其中的教、学以及互动又都是在特定的、与化学关联的情境中得以实现的。因此,基于教学活动本体可将不良课堂从动态层面分为:教、学、互动、情境等四种不良。

(1)教。作为课堂活动的主导,“教”对其他课堂活动起着引发、组织、调控的作用,直接决定着课堂教学的效果。“教”的不良问题,一般考虑以下几个方面:对教法、策略的选择是否符合教学内容的要求,是否符合化学学科特点和规律;对学习的组织、评价、引导是否科学有效,是否遵循化学学习的认知规律;对知识的教授过程是否符合教学的基本原则,是否有助于促进学生的思维发展;等等。

(2)学。与“教”相对应的“学”,作为课堂活动的主体,既是课堂教学的核心,也是课堂教学的目的。“学”的不良问题,一般考虑以下几个方面:学习方式、方法的选择是否符合学习内容的要求,是否符合化学学习的规律特点;学习过程是否在教师的引导下能动地、个性地进行,是否能根据要求或自主地提出问题或见解;是否能根据教师的评价和学习的结果对自己的学习情况做出合理评估,并依此调整学习进程;等等。

(3)互动。作为高效的教学活动机制,“互动”是新课改大力倡导的提高课堂效率、促进有效教学的活动方式。互动类型主要有师生互动、生生互动、学习个体与教学中介之间的互动等。“互动”的不良问题,一般考虑两个方面:一是互动的必要性、有效性问题,即对某一教学内容而言,是否有互动的必要、是否为“为互动而互动”的“假互动”;二是互动双方在信息对称方面的合理性问题,互动中的信息传递是双向或多向性的,单向或严重不对称的信息传递是低效或无效的。

(4)情境。“情境”是围绕教学目标和教学任务而设置的一种教学情感氛围。情境的质量影响着活动的效果,科学、合理、有效是创设活动情境的基本要求。“情境”的不良问题,一般考虑以下几个方面:目的性:情境对活动主题是否具有准确的指向性,是否存在偏离的现象;情感性:情境是否能有效地激发学生对活动的情感(兴趣);问题性:情境蕴含的问题是否能有效地诱发学生的学习和思考;学科性:情境本身是否紧扣化学教学内容,是否存在化学科学性问题。

3 “不良课堂”的产生原因——基于教师专业标准的思考

2012年2月教育部颁布的《中学教师专业标准(试行)》(以下简称《标准》)是中学教师实施教育教学行为的基本规范。在上述关于不良课堂的界定中,可以发现,不良课堂的产生原因亦是多层面、多视角、多因素的。然而,教师作为课堂建构的主导者,其教育教学行为显然是课堂健康状况的主要影响因素。基于此,本文从教师专业标准的视角尝试分析化学不良课堂的产生原因。

3.1教师的“基本理念”因素

《标准》提出了“师德为先、学生为本、能力为重、终生学习”的基本理念。其中的“学生为本”强调教学要在遵循学生身心发展特点和教育教学规律的前提下,充分体现学生的“主体、主动、个性”。“生本”的课堂,区别于“师本”、“考本”的课堂,教学组织上强调“以学定教”、“以教导学”。“生本”的课堂是学生发展的课堂,学习方式上强调学习的自主性和建构性。“生本”的课堂就是“以学生的学习为中心——鼓励学生自己学(起点),教会学生如何学(关键),今后不教也能学(目标)”。这也正是《标准》强调“生本”教学要以遵循学生身心发展特点和教育教学规律为前提的原因。简言之,关注学生如何学、学得如何,是践行“学生为本”的主题,一切教学活动的组织与实施都应以此为本。

自实施新课程改革以来,“学生为本”的思想从上至下得到了全面、热烈的响应。然而,在贯彻和落实这一理念时,却出现了诸多形而上的“伪生本”的化学课堂。一项关于课堂提问情况的调查统计显示,在提问目的上(图2),52%是仅用于获得反馈,12%用于探询(引发观点阐述或试探不同见解),16%用于诱思,9%用于引导观察,另有8%和3%用于激发兴趣和课后探究。而在问题的认知水平上(图3),机械、记忆性问题占58%,理解、推理水平性问题占35%,创造、评价性问题占7%。从结果看,这些课堂的提问对学生的思维发展、知识的深层次理解方面是低效甚至是无效的。所以这些课堂,尽管或许在提问、对话等互动行为的频次上体现了“生本”的形式,但是其内容和方式上却与“教会学生如何学”无关,本质上仍是“伪生本”课堂。

类似的“伪生本”现象在化学课堂中还有许多,如,把教学时间的倾斜等同于“学生主体”的体现,把“放羊式”等同于“自主”,出现“假探究”、“假讨论”、“假合作”等现象,甚至把讲授法等传统教学方法当成是“落伍”的典型,等等。这些“伪生本”的化学课堂显然不仅没有体现“生本理念”的内涵,甚至是与之背道而驰的。“生本理念”指导下的化学教学,突出了学生在课堂中的核心地位,这个核心并非外在的一种形式,而是教学意义上的一种内涵。一方面,它指向了课堂动态层面的教学活动主题——学为中心;另—方面,它指导着课堂学科层面的教学内容的选择、组织及其内涵的挖掘。可以说,对“生本理念”的理解和落实的不足是所有化学不良课堂产生的根源。

3.2教师的“专业理念”因素

相较于统摄性的“基本理念”,《标准》的“专业理念”分别从学生和教学两个角度对教师的态度与行为提出了具体的要求:

3.2.1对学生的态度与行为——学生观

《标准》要求教师“尊重个体差异,主动了解和满足学生的不同需要;积极创造条件,促进学生的自主发展”。这一理念落实到课堂教学中,规范的实际上是教师对学生的“学”的态度与行为。—方面,要求教师要以学定教,切合学情地分层次教学。这就要求教师通过“互动”去发现、诊断学生“学”的问题,并依此满足学生的不同学习需求;另一方面,要求教师既要突出学生自主、能动的一面,又要突出“发展”的一面。前者要求教师加强方法上的引导,如化学学习的方法、实验探究的方法等。后者要求教师加强对思维、意识的培养,如微粒观、转化观等化学观念的培养。

3.2.2对教学的态度与行为——教学观

《标准》要求教师“将知识学习、能力发展与品德养成相结合,重视学生的全面发展;尊重教育规律和学生身心发展规律,为每一位学生提供适合的教育。激发学生的求知欲和好奇心,培养学生学习兴趣和爱好,营造自由探索、勇于创新的氛围”。这一理念落实到课堂教学中,规范的实际上是教师的“教”的态度与行为。其中,知识、能力、品德的结合,对化学教学提出了化学与实践及价值观教育的整合要求;激发兴趣、营造探索和创新氛围,则对化学教学提出了更高的情境创设要求。前者突出了化学中的人文与科学、科学与技术之间的联系,后者强调了化学科学探究活动的开展及探究意识的培养。

事实上,“专业理念”所提出的上述规范和要求,既是对“生本理念”的一种诠释,也是对新课程改革的核心理念——“为了每一位学生的发展”的细化。这一细化在化学教学中突显了几个重要的化学教学理念:(1)有机地融合三维目标,全面提高学生的化学素养;(2)突出化学科学探究,体现化学科学本质;(3)加强化学、技术、社会之间的相互关系的教育。结合前面学生观、教学观的分析,我们可以发现,“专业理念”通过对“教”“学”的直接要求,又间接地规范着“互动”“情境”——即“专业理念”在整个动态层面影响着化学课堂教学(图4)。可见,“专业理念”因素是课堂在动态层面产生不良的主要原因。

3.3教师的“专业知识”因素

对于课堂教学而言,教师的“专业知识”主要包括四个方面:教育知识、学科知识、学科教学知识(PCK)以及通识性知识。

3.3.1教育知识

所谓教育知识是指教育学、心理学的基本原理和方法、学生身心发展的一般规律和特点等。通识性知识则是指人文、科学、艺术、信息技术等方面的基本知识。之所以将这两类“专业知识”并提,是因为它们同为教师的专业常识,都从学科本体的“外围”指导并影响着课堂教学内容的选择和组织。如进行某一主题STSE教育的教学设计时,—方面,在教学内容的选择上,不仅需要基于化学学科维度分析学生的化学认知基础,还需要基于学生的社会背景分析学生的社会认知基础;另一方面,在教学内容的教学组织上,需要基于教育教学的基本规律考虑,组织方式是否符合学生的学习和认知规律、是否有利于促进学生对知识的理解。

3.3.2学科知识与学科教学知识

学科知识是基于教学任务视角的课堂教学的主要目标,就化学而言,主要包括:化学学科知识体系、基本思想与方法;化学基础知识、基本原理与技能;化学与其他学科的联系;等等。这些化学知识反映到教学中,就是化学课堂的主体内容。然而,教学需要的是将上述化学知识从一堆零散的“知识点”转变为学生易于接受的“知识线”。因此,除上述化学学科的本体知识外,教师还需具备相关的学科教学知识,如化学课程标准、化学认知特点、基于化学学科特点的教学方法与策略,等等。可见,学科知识和通识性知识主要影响的是教学内容及其精神的选择和挖掘——课堂内容、课堂精神,而学科教学知识、教育知识主要影响的则是教学内容的组织——课堂结构(图5)。因此,教师的“专业知识”不足是课堂在静态层面上产生不良的主要原因。

3.4 教师的“专业能力”因素

与课堂教学直接相关的“专业能力”在《标准》中分为教学设计、教学实施、教学评价等三个方面,分别对应着课堂教学的备课、上课、评价三环节。与其他专业标准相比,“专业能力”作为教师职业的程序性知识,对课堂的影响要直观得多。

3.4.1教学设计

化学教学设计是化学教学活动的蓝本,是在一定教学理念指导下,依据教学目标、学情(知识、生理、心理)等,对教学内容进行的一系列教学活动构想。涉及教学目标、学习起点、重难点、情境、教学过程等设计环节。其中的目标、起点、重难点、情境等环节的设计实际上就是化学教学内容的选择、内容精神的挖掘等方面的设计。而核心环节——化学教学过程是以问题和任务为驱动,以建构学习(自主、发现、合作、探究等)为主要学习形式,以学生认知发展为教学主线的活动程序——则是对教学组织(结构)的设计。显然,作为课堂教学活动的“剧本”,教学设计的准备不充分会直接导致课堂静态层面产生不良。

3.4.2教学实施与评价

作为对教学设计构想的实践,教学实施与教学评价是相辅相成的。有效的教学实施离不开科学的教学评价,因为教学评价重心不在“判”而在“导”。当然,有效的教学评价也离不开科学的教学实施,因为教学实施的结果是教学评价的依据。教师的教学活动大致包括三个环节:学习活动的引发、学习活动的组织、学习活动的评价。其中涉及丰富多样的教学技能:营造情境,激发兴趣;运用教法,有效教学;利用工具,多元评价;依据反馈,调控教学;等等。这些技能通过“教”与“学”双方的信息反馈共同推进着教学活动进程(图6),而这其中每一个环节、每个技能都直接影响着课堂动态层面的教学平衡。

以化学探究的教学实施与评价为例:探究开始前,教师在创设探究情境,激发探究欲望的同时,需通过设疑、质疑等方式,回顾及评估学生的知识储备;探究过程中,教师在组织、指导探究的同时,要及时发现问题,根据情况调控探究进程;探究结束后,教师在组织学生汇报、交流、分析探究结论的同时,还应对探究中出现的一些典型、重要的探究意外或错误进行分析、评价、总结。而有些课堂借效率之名,以演示实验,甚至是多媒体技术代替真实的学生探究实验。让“见象生疑、因疑而思、由思促评、以评导学”的精彩的化学科学探究活动,在演示实验或“多媒体实验”的“正确现象”中流于形式。

通过上述分析可以发现,与前面标准的隐性知识相比,“专业能力”作为一种显性的能力,其对课堂的影响是直观的、显著的。然而,能力的本质是概括化、系统化了的知识与技能,其外显技能离不开内隐知识的支撑。也就是说,“专业能力”对课堂的影响,究其原因,仍是“基本理念”、“专业理念”、“专业知识”等隐农性知识的内因作用。例如,教学设计所导致的课堂静态不良,其根源则是教师的学科知识、学科教学知识、通识性知识、教育知识等——“专业知识”的问题;教学实施与评价所造成的课堂动态不良,其根源是教师的学生观和教学观——“专业理念”的问题。

4 结语

与“健康课堂”相比,“不良课堂”的视角显然要更清晰、更直观。毕竟,相对于课堂教学形态的一种理想,作为课堂缺陷的不良问题却是真实存在于课堂教学中的。弄清了课堂不良问题产生的原因,解决了课堂中存在的不良问题,课堂自然能实现向真正的“健康课堂”转变。而从教师的角度看,教学的不良问题归根结底源自于其教育教学行为的问题。因此,基于教师专业标准的视角,去分析不良课堂产生的原因,既是诊断和改进课堂教学、促使“不良课堂”向“健康课堂”转变的前提,也是提升自身专业化水平、促进自身专业化发展的途径。

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