科学教育体现科学人文性的困境与重构

赵志强，禹 雪

(1.厦门大学教育研究院，福建厦门，361005；2.广东培正学院发展规划处，广东广州，510830)

科学教育是以传授基本科学知识为手段，以素质教育为依托，以体现人文性和科学性为目的的应用型教育。随着科教兴国、人才强国战略的不断推进，越来越多的学者认为培养科学人才的根在基础教育，打造具有人文特色的科学教育至关重要。2022年，教育部发布《关于加强小学科学教师培养的通知》，旨在建设一批培养小学科学教师的师范类专业，加强高素质小学科学教师供给。科学本身具有浓厚的人文性，这种人文性根植于科学价值、科学精神及科学审美之中。只有从教育的意义理解科学本身，培养学生的科学素养，才能实现全人教育。2016年，中国学生发展核心素养研制课题组首次将人文性、自主发展和社会参与作为衡量核心素养的重要指标。人文性是自主发展和社会参与的前提，学生的自主发展和社会参与是人文性的外在体现，将科学的人文性渗透其中，人文性纳入核心素养已成为各学科的共识。但是，吴晗清等人发现多数学生不具备化学人文素养。[1]徐晶也发现学生质疑精神、科学审美能力普遍不足。[2]李茜认为学生科学精神、审美意识、社会责任感较为薄弱。[3]简言之，我国学生科学人文性的不足已非个案，如何在科学教育中体现科学人文性。解析科学人文性培养的现实危机，是目前的关键所在。

一、科学人文性内涵

内涵概念是狭义的，指个体对事物的认知感觉，对特有事物属性的映照。对科学人文性内涵，萨顿认为“科学或知识的每一个分支一旦形成，它既属于自然也属于人文”。[4]这说明科学与人文相互交融，科学人文性是认知理性和价值理性、科学文化与人文文化、科学精神与人文精神的有机整合，具有认识、思想、智力、精神以及审美等人文价值，需要建立在科学理性之上的人文精神来规范、统领科学，从而实现二者的协调统一。[5]科学人文性就是科学与人文的相互融合、贯通，体现于科学价值、科学精神和科学审美中。

科学价值是科学人文性的统领。马斯洛认为，科学应建立在价值观之上，本身代表一种价值体系，人类因感情、认识、表达以及审美的需要给了科学以起因和目标，任何需要的满足都是一种“价值”。[6]可见，科学价值的意蕴丰富而多元，其核心在于科学人文性的精神价值、伦理价值和审美价值。精神价值是一种“求真”价值，伦理价值是一种“求善”价值，审美价值是一种“求美”价值，它们在赋予独特价值的同时，也相互成就、互为表里。科学精神是科学人文性的内核，科学精神是在接受教育或从事科学活动中形成的，是一种升华的心理状态。但是，科学从业者多是通过物质成就来理解科学的，不去思考科学的精神内核，自然看不到科学的内在美。[7]那么，怎样才能让科学精神得以扩容？怎样才能准确把握科学精神的内涵和本质？在方法论中，批判精神尤为重要，只有在批判中才能获得更多的证据。

科学理论通过建构、批判的循环过程不断完善，只有勇于寻找证据，运用理性及批判精神才能创新，科学才能进步。科学审美是沟通科学与人文的桥梁，多数人认为科学是绝对客观的，是理性的化身，因而是死板、无美感的。但是，科学之所以研究自然，因为自然是美的，追求科学之美是科学家奋斗的动力之一，科学家在科学探索过程中不仅为了纯粹的研究，还为了追求科学的美。[8]科学美不仅是一种感性的存在，还包括理性的成分，科学美激发了科学的人性因素，使科学具有浓厚的情感色彩。简言之，科学价值、科学精神和科学审美赋予科学人文性，使科学教育融入科学人文性有了理论载体，不仅让学生感受科学真理、体验科学成就，还能意识到科学的多面性，包括科学精神、科学审美及科学伦理等。此外，科学教育还致力于学生科学素养的全面提升，科学素养的落脚点在于科学人文的素养。只有学生具备了人文精神及科学价值观，才意味着科学素养落地生根，才能促进学生的全面发展。

二、科学教育体现科学人文性的困境

(一)实证主义造成科学人文性缺失

知识有两个维度，包括科学性和人文性。科学性可以准确筛选并加以培养，而人文性因取向不同而难以界定。实证主义科学观重视科学知识的实证过程，将科学看作客观、理性的活动。在科学教育中，教师注重科学知识的传授，而忽略科学人文性的渗透。功利主义的科学观将科学视为社会生产的工具，重视伦理价值、工具价值和社会价值，易使科学教育走向“唯成绩论”。在这两种观念的共同影响下，一些教师迫于不断加码的升学压力，教学内容以学科知识为主，教学方法以讲授为主，教学评价也以终结性评价为准，很少将科学人文性内容渗透其中，进而造成科学教育中科学与人文的割裂。人文性与科学性的结合体现在“人”作为要素嵌入科学的社会属性和人文价值，给科学教育赋予生命色彩，让学生在科学理性之上由人文精神规范、统领，做学习的主人。

(二)功利主义主导着教师的人文素养

人文素养是教师专业发展的重要内容，教师自身的人文素养对学生科学人文性的培育具有潜在的积极影响。在功利主义理念的影响下，部分教师人文素养不足。王玉宝等人认为，以量化指标为标准的职称评聘机制和“官本位”绩效功利主义管理制度，使教师的功利性愈发明显。[9]目前，量化指标的管理问题要比解决问题难，其原因不只是量化指标的引导作用，更重要的是功利主义理念的长期积累。在受教育阶段，施教者为了追求量化目标，所设课程往往偏重于专业理论、学科教学法类的课程，而鲜有教师人文素养类课程的设置，致使教师在专业发展过程中忽视人文素养的内化和学习。此外，学校在组织教师参加各类培训时，也较侧重于教师专业能力的提升而忽视人文素养的培养。教师人文素养不足所造成的后果具有迟滞性，虽然短时间内不会显露在课堂和行为中，但对学生人文性思维的养成、对待学习的态度可能会产生差异，修补差异可能需要更大的成本。

(三)实验教学中科学人文性难以融入

实验教学是科学教育的教学方式，也是融入科学人文性的载体。实验教学所包含的任何教学工作，均应在教学过程中挖掘实验背后的科学人文素养，在隐性层面达到“人文性”的目的。学生在做实验的过程中应该体悟科学之精神、思索科学之价值、感受科学之美。但是，目前的实验教学实施并不充分。一方面，由于学校主要的经费来源于政府拨款，面对规模化的学生群体，有限的办学经费难以支撑相应的实验教学，实验教学实验器材短缺、实验材料陈旧等问题普遍存在，实验教学并不是教师的首要选择。[10]另一方面，教师对实验教学热情不高，实验操作能力不足。在高中有机化学实验教学的调查中，仅有3%的教师可以完成实验教学。[11]教师应是科学人文主义者，通过理念的引领尝试用实验教学方法理解科学的问题。而部分教师缺失科学人文性，使学生缺少动手操作实验的机会，无法对实验目的、伦理等问题进行思考，这种流于形式的实验教学很难融入科学人文性。

(四)校园文化中科学人文性体现不足

文化环境由组织和其他因素组成，学生科学人文性的培育不仅是教师努力的结果，学校整体的文化环境也扮演着重要的角色。渗透着优良科学人文性的校园文化，会潜移默化地影响学生的思想、行为，会激发学生的探究热情。当下的一些学校恰恰缺乏营造学生科学人文性养成的文化环境。一方面，校园内应试文化氛围浓厚，如校园内充斥着各类“冲刺高考”的标语，鲜有对科学家、科学事迹的介绍，过度宣传应试文化使学生无法得到科学人文性的熏陶。另一方面，学校的文化活动内容、方式单一，以文体类为主，如运动会、才艺大赛等，很少开展一些渗透科学人文性的科普类活动，如校园科普日，参观博物馆、科技馆等活动。学校应丰富与科学人文性相关的文化活动，引导学生尊重客观规律，加深对客观规律的体验和理解。

三、科学教育体现科学人文性的逻辑

(一)科学教育与人文教育并重

科学教育体现科学人文性，主要是保持科学教育与人文教育的相对平衡。科学教育代表了学生以具备逻辑意义的视角审视教育规律，人文教育代表学生以情感取向的视角审视教育图景。但无论是科学教育还是人文教育，只要处于相对平衡的状态，就能塑造兼具科学与人文的整体教育。进一步说，科学教育与人文教育都以育人为根本，应在平衡的基础上保持个性。或者说，教育培养的是人，是有阶段性、有独立思想的个体，科学教育与人文教育各有优势。为此，教师在教给学生以真理的同时，需要传授具有情感性、意志性的应然体验，在均衡发展的同时需要保持差异性、个性，这样才能真正意义上培育人的全面性。当然，最主要的是要给予科学教育和人文教育在价值层面的肯定和平等地位，这是在科学教育中体现科学人文性的关键。

(二)注重教育过程培育

当今社会，知识获取的途径越来越多元化，科学教育中如何辨别、选择具有人文性的信息是教育者需要考虑的问题。但是，在市场导向下，师生均存在急功近利的思维，致使科学教育愈发功利化，科学教育不得不演变成技能训练，科学人文性不得不演变成技工素养。科学人文性具有长期性的特点，它蕴含在科学教育深层结构之中，生发于科学知识、科学规律和科学方法，并在科学教育中得以充分体现。正如维纳等人所言，一片红杉林可以存在数千年，现在的树林代表着几个世纪前的阳光和雨露的投入。[12]科学教育应“慢”下来，重塑学习动机是科学教育过程必需的，科学人文性也可以嵌入科学教育。

(三)注重教学方法引导

科学教育从以知识为中心向以价值为中心的发展，是在掌握科学知识、科学方法之后，在实践中真正实现这样一种科学教育。[13]方法是科学的基础，方法探究是培养学生科学素养的重要手段。因为科学知识、科学精神是深层化的内容，它不是直接通过表象体验和感受到的，而是必须依靠方法的运用，从知识到价值、从精神到实质的循环运动。教师在开展科学教学时可以通过方法论的引导，从科学精神、科学价值观以及科学审美角度进行渗透。一方面，要利用实验教学培养学生的科学精神。实验之前，教师可引导学生通过自主提出探究问题、改进实验装置等方式培养创新精神。实验之中，教师通过引导学生严谨地观察现象、记录数据及分析数据，培养学生的实证精神和理性精神。实验之后，教师通过引导学生交流讨论不同组的实验过程和结果，培养学生的交流合作精神。另一方面，教师要利用实验教学培养学生的科学审美。实验是科学美的重要承载形式，科学现象的美、科学装置的美、科学变化的美，以及对称、和谐等美的要素都在科学实验中有所体现。教师可从多角度介绍科学美的内容、要素，让学生体验科学中美的存在来提升科学审美意识。

四、科学教育体现科学人文性的重构

(一)优化科学人文性的育人场所

社会存在决定社会意识，只有以校园文化环境为基础，才能真正为学生科学人文性的培育提供内在动力。校园文化环境对学生科学人文性的培养具有间接作用，这种间接作用是隐性、潜移默化的。学校要优化科学人文性的育人场所。一方面，需要在校园内营造良好的科学人文性氛围，添加渗透科学人文性的实物，如张贴含科学家自传等内容的壁画，播放科学家、科学史等故事，摆放蕴含科学美的雕塑等，让学生充分接触科学、了解科学。另一方面，学校应积极举办或参与渗透科学人文性的校园活动，如定期组织学生参观博物馆、科技馆等科普类场馆，让学生在科普活动中体验科学的人文之美。同时，学校可组织相关的辩论赛，在辩论中激发学生对科学的思考。多种活动的开展、育人场所的构建、良好文化氛围的营造，均可为学生科学人文性的培育提供肥沃的土壤。

(二)提升教师的科学人文素养

教师是科学教育的主要实施者，提高教师的科学人文素养是培养学生科学人文性的关键。对师范生来说，求学期间的课程或环境渲染对其科学人文素养养成至关重要。这一阶段，高校可以将科学发展史、科学简史、科学革命、批判思维与道德推理等蕴含科学人文性的特色课程纳入课程体系，让师范生提升对科学人文性内容的认识。实践环节中，教师可以通过优秀教学视频赏析、经典教学设计分析等方式提升科学人文性内容的渗透能力。对在职教师来说，可以从学校教研活动、教师自主学习入手，提升其科学人文素养。学校在组织教研活动时应关注教师科学人文素养的培养，如定期开展以科学精神、科学价值、科学审美为主题的专题讲座、教学研讨、案例分享、情境创设、教学设计、资源开发。另外，教师要有意识地对科学人文性内容开展学习和研究，通过阅读关于科学人文性书籍来提升对科学的全面认识，在教学设计时有意识地将科学人文性的核心要素融入学科内容，在教学实施时通过学科知识的呈现将科学人文性的内容贯穿其中，在教学结束时反思学生科学人文性的生成。

(三)丰富科学人文性的教学内容

在教学内容中渗透科学人文性，对学生科学人文素养的养成很有必要。事实上，包含科学人文性内容的素材种类繁多，如科学史、社会性议题、科学家传记等，重要的是要汲取精华、灵活渗透。科学史记录了人类的科学探究历程，不只可以让学生了解科学发现的历史，更重要的是让学生感悟其中的科学人文性。教师也可在教学中引入科学史议题，通过引导学生讨论、争论、辩论，提升学生对科学伦理的认识，从而培养学生科学的决策能力。科学家的传记展现了科学家的自身生活、研究经历以及对科学的思考，是认识科学以及科学家的重要文本。教师通过展示科学家传记的内容，可以让学生感受到科学人文性的一面。教师在选择教学素材时，不仅要利用素材创设情境来激发学生兴趣，还要挖掘素材中蕴含的科学精神、科学价值以及科学审美等内容。

(四)更新助力学生反思的教学方法

读写方法是一种从文字中提取、加工和运用的心智技能，它可以有效促使学生对科学人文性进行反思，形成正确的科学人文观。教师可以在教学过程中通过阅读、写作指导提升学生的科学人文性。首先，教师可以依据教学内容为学生提供针对性读物，或让学生根据兴趣阅读科学人文性的材料，选择蕴含科学人文性的阅读材料，如科学史、科普书籍以及科学小说等。其次，教师可以通过写作指导来促进学生对阅读内容的反思。在进行科学写作教学时，教师可以设置问题让学生进行有目的的写作，也可让学生发挥想象力对相关主题进行自由写作。最后，教师可以定期组织交流活动，如读书交流会。师生、生生的相互交流和表达能促进学生反思的深度和广度。反思是教育的灵魂，只有在科学教育中激发学生对科学人文性的兴趣，启迪学生进行积极且有深度的反思，才能促进学生反思能力的发展，加深学生对科学人文的认识及渗透。