论科学教育的逻辑——基于个体“成人”的视角

位 涛

(西南大学 教育学部，重庆 400715)

我们如何认识和理解科学以及教育也就决定了如何看待科学教育。科学自身的历史、理念和发展方向以及教育的规律、方式和原则从两个不同的侧面影响着科学教育的展开，两者归结到一点就是对人自身存在的认识、理解和完善：一方面，从根源上讲，科学即产生于人对自然世界的认识、理解和探索的过程，可以说科学是联结人与自然的一种“中介”和可能的方式；一方面，教育本身就是人的一种社会实践活动，其目的在于以“传承”和“革新”的方式使个体不断认识自身的处境、理解人类自身的历史和文化，并在此中更好地生存与生活。简言之，科学教育的逻辑在于个体如何进入“科学的世界”——以教育的方式引导个体不断认识自我和周遭的世界，并以科学的态度来理解自身与自然世界关系，最终实现个体的成长成人。

如乔治·萨顿在谈论“科学”时所言，“科学不过是自然界以人为镜的反映。在某种意义上我们始终是在研究人，因为我们只能通过人的大脑才能理解自然界；然而，我们同样也可以说我们一直在研究自然，因为没有自然我们无法理解人”[1]。对人与自然的研究构成科学最重要的两个维度。同样，对于关乎人自身成长的科学教育而言，我们更应该回到教育世界中对“人”的关注上来，以个体成长的内在逻辑理路引领其进入科学的世界，合理认识和处理自身与自然的关系，形成科学的世界观、人生观和价值观。在此意义上，科学教育的目的不仅是为了所谓“科技人才”的培养，也直接指向每个人自身生命的成长。进言之，科学教育不仅是“成材”的教育，更是“成人”的教育。

一、我们如何看待科学教育：两种不同思维的问题与症结

当前，对科学教育的理解主要集中在两个方面：一是从科学和科学研究的视角来探讨个体如何认识、理解和掌握科学的知识、原则和方法；一是从学校教育的角度探讨在具体的实践场域中，教师如何引导个体学会科学的认知和理解方式。这是两种不同的思维方式和理解视角。且前一种是以从事具体(自然)科学研究的科学家为代表，后一种主要以教育领域中的研究者和具体从事科学教育的教师为代表。同时，这也反映了当今时代认识、研究和实施科学教育的不同理路。如果以科学家为代表的人群，关注的是如何更好地使科学的研究在年轻的下一代中传承和创新，其目标指向是科学的进一步发展，那么以教育研究者和实践者为代表的人群，则更关注在具体的科学教育中如何传播科学的知识，使个体更好地养成科学认知的技能和本领。

在以科学研究和科学文化传承为出发点的科学教育中，大多研究者从对科学本身的理解入手，分析科学教育的问题和出路。杨叔子院士认为，认识当今的科学教育必须从理解科学开始，科学不仅表现为一系列系统的知识，也包含着一系列完整清晰的思维、方法、原则和精神。由此，科学教育的内容必须涵盖这五个方面，这也是完整的科学教育的要求[2]；陈凯先院士在谈到科学教育时也指出，我们必须首先理解科学的概念，才能够更好地开展科学教育。他首先分析了当今人们对于科学和科学研究的种种误解，提出欲进行合理的科学教育就必须端正人们对待“科学”的态度，只有这样才能真正在全社会树立和弘扬科学精神[3]；杨玉良院士则认为，科学教育不仅是培养科学家的途径，也是提高全民科学素养的途径。在进行科学教育时，必须把科学的思维方式和求真探索的科学精神渗透在科学知识的传授之中，即加强科学文化的教育和引领作用[4]1-4。

在以引导个体的学习和成长为出发点的科学教育中，大多是以教育的研究者和实践者的姿态来理解科学教育的。鲁洁教授认为，科学与人文的融合是时代的主题，她站在人——受教育者自身的立场上提出科学技术是人发展的重要尺度，科学的求真也是个体终极价值的体现，欲进行完整的科学教育就必须在实际的教育过程中向学生传授多方面的科学知识、科学的价值观以及科学的历史，实现科学与人文在个体成长中的融合和统一[5]；朱永新和王伟群分析了当前我国科学教育的种种问题，提出新科学教育的基本理念和主要途径，试图从科学知识、科学智识、科学智慧和科学信念等方面，结合科学教育的课程改革提升科学教育的育人效果[6]；吴云鹏通过回顾京师大学堂创建过程中科学教育变革面临的中西文化碰撞，来为当今的科学教育变革提供启示，也即以对科学教育史的回顾来改进当前科学教育中的课程设置、教学方法和育人理念[7]；许静和刘健智则通过对香港地区新一轮科学课程改革的分析，提出了科学教育的课程目标要突出个体的创新和变革的素养，课程设置上要注意系统性和连贯性，个体的学习方式要体现整合性和综合化[8]。

通过以上对我国科学教育研究的回顾可得出几点认识：第一，当前科学教育的研究中，科学精神与教育理念看似实现了“融合”，但却缺乏一种内在的有机整合。这突出表现在以科学家为代表的群体，虽从对科学本身的理解入手，但却对作为学习者的个体如何理解和进入“科学的世界”缺乏一种深入和细致的认识。而以教育研究者和实践者为代表的群体认识中则缺乏对科学本身的深入理解，仅把科学看作一种既定的知识和学习内容来看待，以至于虽从个体如何学习入手，但在操作中难免着力点不清和方向不明；第二，当前科学教育研究中存在着一种“简单化”的倾向。这主要是指在分析当前科学教育的问题和出路时，研究者往往把科学、科学的教育以及人自身成长与科学的关系当作一种已经清晰明了的结论。而没有看到在实践中，个体本身的学习和接受能力、个体对科学的认知和理解的前提是有差异的，且教师对科学的不同理解也制约着科学教育的目标选择、课程设置以及教学方法的实施和改进；第三，当前的科学教育实践，也存在着“断裂化”的痕迹。这主要指的是科学教育实践中，没有把个体的成长作为一个连续的整体和连贯的过程来看待。换言之，各种科学教育的理念和路径，只有与个体成长过程中不同的年龄阶段特征、生长环境相结合，并且把个体的成长作为一种连续、积累和渐进的生长，展开有差异化和适宜性的科学教育引领，才是有效的。

之所以出现上述问题和误区，最主要的原因在于研究者和实践者没有很好地把科学自身的逻辑与作为教育(者)的逻辑区分和融合起来。也即我们需要把科学教育当作一种整体性的、关涉科学自身传承和发展的教育实践活动：一方面，以对科学的认知和理解来传承科学的知识、方法和原则等，推进科学的进一步变革；另一方面，以对个体成长的期待来引导其对科学知识、方法和原则等的学习和掌握，促成个体自身的“成人”。换言之，不论是科学与教育的“两张皮”，对科学教育理念和路径的简单式变革，还是科学教育实践中只注重对科学(知识)的教育，而无适宜性的针对个体的引导，都要求我们转变科学教育的思维：把科学和对科学的教育统一到个体成长成人的内在理路之中，以个体成长的连续性来认识科学、实施科学教育，把科学教育建基在对个体的整体性“成人”的期待之中。简言之，我们需要以个体“成人”的内在逻辑重新认识科学以及科学教育，以个体的成长秩序和轨迹来引导其真正进入科学的世界。

二、科学与科学教育：人应该如何认识自我

在科学教育中，无论是培养未来的科学家还是提升全民的科学素养，归结到一点就是如何以“科学”来引领和促成个体的“成人”。也即在教育的场域中，作为一个真实的存在者如何以“科学”的方式来认识和理解自身的存在，从而践行和实现自身的价值。科学教育之于个体不仅意味着认知的培养、思维的提升和理性的增长，也是个体向着周遭世界逐步认识和打开自身的方式。在此意义上，对于科学教育而言“认识你自己”的古老箴言，同样起着基础性的引领作用——科学教育直接指向个体以其自身所接触和养成的“科学”的方式认识自我。当然，在科学教育中认识自我可以从两个维度来展开：对自身所处的自然世界的认识，以及对个体与外部自然关系的理解。前者是认识和探究科学的前提，它包含着对科学知识、科学方法和原则的领悟；后者则是以个体“成人”的视角进行科学教育实践的旨归，它包含着对科学精神、科学的价值观和科学理念的内化。由此，科学教育——认识自己——对科学世界的理解成为个体成长的内在线索，其中心在于如何以“科学”为关照来认识和理解自我，在科学的指引下更好地处理自身与自然的关系，实现个体之“成人”。

(一)科学：个体如何认识自然

个体的自我认识需要以“自然”为参照。而把个体认识自我的历程放在理解和处理与自然的关系之上，意味着首先要理清科学的意涵及其在社会生活中的作用。从某种意义上讲，科学本身就缘起于人们对于自然的认识，正如托马斯·库恩所言，“科学是认知的，科学的产物是关于自然的知识”[9]。科学教育的实践也要深刻理解科学本身及其发展历程，以此理解自然、“消化”科学的产物，这就涉及到对科学史的分析。当然，我们是以个体如何认识自然的视角来回顾科学自身的发展史，也即理解科学的出发点在于以个体身处自然之中的现实来认识、理解自我(与自然的关系)。

卡西尔在《人文科学的逻辑》一书中详细地描绘和梳理了“科学”的发展图景，以及人类对自然的认识如何影响现代科学发展的进程。在他看来，科学是人类在认识自然的过程中所形成的一种符号，它与人文性的宗教、艺术、文学、历史等人类所开辟的领域，共同组成了我们所生存的符号世界。因此，科学本身意味着一种历史性(人类认识自然世界所形成的连续和绵延性的成果累积)和文化性(由特定的认识自然的方式和类型所形成的人类理解的差异性和多元性)。当人类进入这个符号世界以后，必须反思的一个问题是，我们的认识是否真实地反映和再现了自然的真实，是否脱离了与自然的直接性的接触[10]64。也即理解科学必须从人的认识——理解周遭的自然，以及与自然的关系开始，而这种认知又反过来引导个体对于自身的理解。如他在分析宗教的产生之时指出，宗教建基于一套完整的宇宙学说和道德学说之中，宗教中的造物主肩负着天文秩序(自然运行的制造者)和道德秩序(人类社会运行制度的奠基者)的伟大使命[10]32。同样，在中国“仰则观象于天，俯则观法于地，观鸟兽之文与地之宜，近取诸身，远取诸物，于是始作八卦，以通神明之德，以类万物之情”(《周易·系辞上传》)，则是对“自然”万物进行探究的源头所在。换言之，“自然”之中蕴含着人类生活的人文“法则”。这就意味着，对自然的不同理解和认知影响着人们对宇宙运行，乃至于人类社会运作的模式选择之上。由此，无论是自然科学还是人文科学，其内在的产生机缘都源于个体在与自然的交往中所生发的认识、理解自然的思维方式，其结果则是形成各种各样、形形色色的“科学符号”。

若如卡西尔所认为的那样，科学源于认识自然的过程中，所形成的种种符号以及对这些符号的不断认识、理解和修正，那么人文科学和自然科学又是怎样从作为整体的“科学”中分裂出来的呢？或者说，科学到底意味着什么，科学对于人类自身，对个体认识自然到底起着什么样的作用？

回答这个问题，必须从人们对自然的理解入手。在古典时代，人们以哲学的思辨方式来认识和理解自然。无论是前苏格拉底时期的自然哲学家，以人类的自我理性来认识世界的“始基”，发现“自然”的奥秘，还是柏拉图建立一套完整的宇宙论，以辩证法的方式来思索人类的生存，都意味着哲学的沉思是人类认识和理解自然，处理与自然关系的最高法则。肇始于亚里士多德，自然哲学，或者说对于自然的哲学探究开始发生分裂。这主要源于亚里士多德对人类所认识自然的精细分类，他把自然事物的形成原因分为目的因、形式因、动力因以及质料因。这就意味着作为质料的实体(自然)开始与整体性的“自然”分离，“物质的集合作为自然”开始成为一种基本的思维方式。从亚里士多德的《物理学》一书中就可以看到这种影子，在书中他详细分析了物体运动和静止的原因，以及自然物质存在和运行的规律[11]。也即人们开始以看得到的“物”的视角来认识自然及其变化；中世纪的托马斯·阿奎那继承了亚里士多德的“质料”说，从形而上学的角度论证了是神创造了各种相似的物(自然)。换言之，以“物质性”的实体作为自然的本性，成为人们认识周遭世界的主要方式，宗教领域也不能幸免。

对于自然认识的急剧转变发生在文艺复兴时期。在那个高扬人类理性的时代，个体与自然关系发生了深刻的认识论转换。培根作为近代科学的倡导者，提出在认识自然过程中以观察——归纳为中心的科学方法，并把实验和归纳作为理解自然和科学发现的重要工具；笛卡尔则提出“把所有考察的每一个难题，都尽可能地分成细小的部分，直到可以而且适于加以圆满解决的程度为止”[12]，也即把理解自然万物建立在不断地分解事物的过程中，通过细致的分类和观察的方式认识事物的结构和整体。数学在其中发挥着重要的作用，通过这种方式人类可以更好地控制自然。以笛卡尔为代表的近代科学观认为，“事物的物理‘本性’，乃是某些以相同方式循环往返的现象方面；正是在这种循环往返中，这些现象可以被归纳为一些严格的不可违背的法则”[10]90。以数学为基础的归纳和抽象的方法，把自然事物的本性归结为各种循环往复的现象，以现象之间的因果联系来作为认识的前提。换言之，以笛卡尔为开端的近代科学以数学为基础，逐步拓展和加深了自然科学在人们认识自然万物过程中的基础性地位。“自然的数学化”导致自然科学逐步成为“科学”的主导；孔德是社会学领域主张用自然科学的方式来认识人事的开创者，他认为实证主义就是实证科学，并把实证主义看作一种最高形式的研究方法，把人类社会看作与自然世界具有同样结构的领域。之后，穆勒、斯宾塞、涂尔干等人进一步发展和巩固了以自然科学为基础的实证主义在社会领域中的运用和地位；教育学的研究也深受其影响，实验教育学的创始人拉伊在教育研究中运用以假设—实验—分析—论证为主线的模式和方法。他把这种教育学称为一种新的教育学，并认为“新旧教育学的主要区别，在于它们积累经验的方式和研究方法。新的研究方法，首先是指实验，但是通过实验以外，还有系统的观察和统计”[13]。由此，我们认识所有的事物，包括自然世界中的物质和人类的社会生活，都深深印刻了“科学”的印记，自然科学的方法和逻辑成为所有“科学”的基础。

正如狄尔泰所言，我们说明自然，而理解人类的心灵。以数学为基础的自然科学的方法与传统的以哲学思辨来理解自然万物的方式被严格地区分开来。从科学所包含的内容也可以看出这种转变的轨迹：在古典时期，科学主要包含着哲学和数学；中世纪的科学则包含着神学、数学和哲学；近代科学则主要以物理学、化学、生物学等学科科目为主[14]。在这里，人们认识自然，以及处理自身与自然关系的基础也在不断变化。从哲学思辨到以数学为基础的现代科学思维的形成深刻反映了这种变化的内在机制。比如，在柏拉图的理念中，数学虽然是很重要的认识自然世界的方式，但其主要目的则是直接指向万物的生存和宇宙的存在之善。而近代的数学，则把数字之间的关系和比例作为联结万事万物因果关系的抽象表达。也即数学的作用从关注“存在”走向解释“生成”之中。

科学自身的发展历程不仅勾勒出一幅壮阔而又绵延的“自然”画卷，也为我们理解与自然的关系提供了历史性的经验和整体性的概览。换言之，对于自然的理解伴随着科学史的历程，科学教育实践首要的就是要充分理解这个过程，认识自然在人类生活中的演化和在人类发展中的地位。对科学本身的回顾也表明，科学教育实践的前提在于，认识当今的科学处于什么样的发展时期，深刻反思应该以怎样的态度对待以往的科学，以及自然科学主导下的科学世界对于我们开展科学教育意味着什么。

(二)科学教育：个体如何在认识自然的基础上更好地生活

如果说科学史是作为“类”的人对于科学及其探究的推进，是人们在不同时期对自然认识的转变历程，那么作为个体的人认识和理解自然的过程也遵循着同样的“成长逻辑”。也即个体对自然的认识不仅是一种累积性的、对前人科学研究成果的继承和拓展，对以往科学知识(人类对自然探究的结果)的学习、容纳和批判性的接受，这同时也是个体在现实的生活中认识和理解周遭自然的历程。同样，个体对于自然的认识总是以经验性的感知开始，最终有可能上升到以理性为主导的科学认知方式，这与科学本身的发展历程——从思辨性的理解自然到现代科学中以数学为基础的理性认识自然的演变过程也大体是一致的。“类”的发展和演进同样影响着个体之“学”和教育的内容、过程和方向，个体之成长同样推进着“类”之认识的延续和革新。引导个体形成对于自然的认识，或者说对个体的科学教育总是个体在以“类”的方式来进行探索的历程。只不过不同时期进行科学教育的基础和前提是有差异的。

古代人们认识自然主要是以一种“前(自然)科学”的方式，所以没有我们今天所谓的专业的科学教育。这也意味着，科学教育与人生哲理的教化融合在一起。在此意义上，无论是古希腊自然哲人对于自然的探究，柏拉图对宇宙论的描述，亚里士多德对于“物理学”的论述，乃至于宗教中对于“自然”本性的揭示，其所蕴含的科学教育的目的都在于为人的生活寻求某种价值性的指引。中国古代的“格物致知”也与此类似。作为《礼记·大学》中的条目，其直接的指向即是个体如何以“大学”来“成人”。所格之物，是整体的万事万物；所致之知，是关乎人的内在价值生活的“智慧”。朱熹认为“格物，是物物上穷其至理；致知，是吾心无所不知”[15]291。在此意义上，格物是为个体之心灵寻求不变的生活之“理”，而所致之“理”即是生活之“伦理”，“如今说格物，只晨起开目时，便有四件在这里，不用外寻，仁义礼智是也”[15]285。所以，“格物致知”是儒家“大学之道”所蕴含的“成人”理念的体现。当然，它与近代以来的科学教育在很多方面存在着差异：从目的上来看，格物致知作为教育的环节指向个体德性的完善。如朱熹所言，“致知至修身五件，是明明德事”[15]308。而近代以来的科学教育的目的则直接指向对“自然”科学知识的学习，注重人的客观理性的培养；从内容上来看，古代格致之学，所格与所学的内容是包括人事在内的整体万物及其所蕴含的伦理规范。而近代以来的科学教育所学的内容，则是诸种分科目的自然科学知识；从方法上来看，格物致知凭靠的是人自身的体察，重视人内在的直觉的作用。而近代以来的科学教育则注重实验法、归纳法等自然科学方法的传授，人的学习建基在仪器设备、科学理论等的革新基础之上。所以，近代以来中国引进西方物理、化学等分科之学，并冠之以“格致学”，在某种程度上则是窄化了其原本之教育意涵。

伴随着中国传统“格致之学”与西方“自然之学”的合流，我们进入自然科学占据全面主导地位的时代。自然科学的思维、方法和原则深刻影响着人们认识和理解自然的方式，以及科学教育的展开。这突出表现在，自然科学中的数学、物理、化学等科目的学习及其所蕴含的思维方式的掌握成为科学教育的中心，进行科学教育就是要不断学习和掌握这些自然科学的分支学科。换言之，当今的科学教育即是指引个体学习自然科学，以自然科学的方式作为认识自然和理解自身的内在价值导向。

当然，无论科学教育的内在基础和主要方向是什么，我们都不能否认引导个体认识和探索自然的目的在于个体自身的成长和“成人”。如果科学处理的是人与自然的关系，是个体对宇宙自然的认识和探索的过程，那么科学就不单具有个体性特征。“即便是科学家，其首先是一个公民，而非仅仅是掌握了科学知识的一部‘科研的机器’。”[4]2任何个体的探究都必须根植于现实和历史的科学发展以及社会活动之中，从某种意义上讲，个体对自然的探究以及处理与自然的关系都建基于时代精神和时代文化之中，科学必须关注和回应时代最关切的问题。人与自然关系的处理深刻影响着人与人之间社会伦理空间的建构，这就决定了科学及其研究的公共性特征和伦理规范性。对于科学教育而言，它所做的不仅是把一整套的科学知识传递给新生的个体，更重要的是在科学精神的引领下把完整的科学伦理规范赋予每一个个体。科学教育不仅是单纯的“教”和“学”的过程，也是一种以引导人与自然关系的伦理来激活个体心灵的活动。这意味着，作为公共性的科学教育本身必然带有伦理性，其不仅要能够指引个体处理自身与自然世界的关系，也能在现实的社会交往中处理好人与人之间的关系，从教育中的人际交往逐步拓展到更大范围内的社会交往。在此意义上，科学教育关乎个体从自我自然走向宇宙自然，从一己自我走向社会空间的个体“成人”之路。

而个体成长和“成人”最终的目的是以合理的方式生活于这个世界之中,也即个体认识、理解自然和自我的教育实践直接指向自己的生活，是为了在现实的时空中自觉自身的境遇，活出应有的生命姿态。科学不仅以处理和探究宇宙自然的“天上之事”作为其目的，“地上的生活”同样指引着科学以及人对自然认识的动机和目的。胡塞尔早就前瞻性地认识到当代“科学的‘危机’表现为丧失其对生活的意义”[16]。科学回归“生活世界”不仅意味着把其作为人类探究活动的现象生发场所和原料基地，也意味着科学探究的最终目的是为了人类自身有意义的生活。进言之，科学教育不仅担负着引导个体合理认识自然和自我的职责，也肩负着引导个体更好去过现实生活的使命。抑或，以探索和理解自然的过程来认识自我，其本身就意味着个体在教育的引领下逐步学会了生活的基本理念和价值。

科学教育也是连接自然和生活的中介，而个体自身的“成人”则是三者的内在基础和核心：个体成长的起点在于对自然的认识和理解，科学教育则是引导个体合理看待自然、处理与自然关系的重要手段，而个体在认识自然的过程中不断理解自我在世的状况和境遇，则指引着个体现实的生活。“自然—科学教育—生活”在个体“成人”的内在理路中实现了统一。

同样，科学不仅是一种探究性和发现性的活动，它的公共性和伦理性也要求它所指引的生活本身必然带有一种价值性的判断——“善”(好，good)是科学的永恒追寻。正如斯宾塞所言，“要说科学的事实毫无诗意，或科学的修养就一定不利于想象的运用或美的爱好，这样的观点是不对的。相反地，科学正是那些不懂科学的人看来会全是茫然的地方，开辟一些富有诗意地领域。研究科学的人经常告诉我们，他们会体会所研究的对象中的诗意，并不比别人欠鲜明，反而更鲜明清楚”[17]。科学的事实和研究，同样关系着那些美好和诗意的东西，关乎人的美好(善)生活。这同样适用于科学教育——引导个体逐步形成对自然的正确、合理的态度，也是为了养成一种科学的生活价值观念，以此实现生活的美好和幸福。换言之，科学教育的过程和最大的意义即赋予个体以朝向美善的可能性，引领个体以科学的方式把这种“善”播撒并孕育于生活之中。

最后，所谓引导个体在认识自然过程中追寻善的生活，其核心是培养个体的理性。科学教育的中心在于个体理性能力和理性精神的逐步涵养。引导个体逐步认识自然中的诸种现象、事实及其背后的规则和原理本身就是个体理性增长的过程。在此意义上，我们需要批判性地看待西方前科学时期对自我理性的认识，以及古代格物致知过程中所缺乏的(科学)理性。科学教育中孕育的理性指引个体逐步寻求科学世界中的“善”——对自然世界中的客观秩序的发现(求真)，寻求自然对人类现实生活的指引和价值关照(求善)。引导个体认识自然需要理性的基础，而理性的增长则在很大程度上能够指引个体应对生活中的种种变化和幻象。个体理性的增长也是个体“成人”逐步实现的历程，科学教育的“成人”逻辑需要以个体理性养成为中心，以联结自然与追寻美好生活来展开。也即认识自我——在与自然的交往中理解自我，完善自我——以自然探究中所获得的科学价值观指引自身的生活，都离不开个体理性的涵养。

三、科学教育的展开：以个体“成人”的内在秩序引导理性的完善

科学教育是引导个体进入科学世界的必然选择，是指引个体探究自然、形成科学认识、以及理解和完善自我的社会实践活动。这也意味着科学教育的逻辑就在于以“科学”来引领个体“成人”。由此，我们需要站在个体“成人”的内在秩序之上，深入思考科学教育中如何以理性养成为中心，沟通、联结个体认识自然与更好生活的个体发展之内在理路。

(一)兴趣—知识—能力：共时性的科学教育的展开

个体的成长是一个不断增长理智、获得理性的过程，而在每一次的教学活动中以足够的、清晰的、吸引人的材料引导个体进入教育的情境，则是实现教育目标的基础。对科学教育而言，每一次的科学素材的引入都意味着需要把个体带到一种科学认识、理解自然的“程序”和思维模式之中。在此意义上，某个特定时空范围内的科学教育，即是共时性的个体成长之实践活动。它的基本要求是，在一定的时空和特定的科学教育实践中引导个体对某个科学事实和原理进行学习、领会和应用。

当然，每一次的科学教育活动的起点在哪里也需要分析。对于个体而言，现实生活构成他生命活动的全部，不能脱离其生活而展开教育实践，即使是哲学沉思也是个体身处现实生活境遇中的自我生命活动。在某种意义上，对个体进行科学的引导就是在寻求一种基本的生活展开方式。比如：讲述水结冰的物理现象和原理的时候，我们首先不是直接呈现关于水和冰的物理性质、冰点和凝固等物理知识，而是要唤起这种现象与我们现实生活的紧密关联及其影响。这就要求在共时性的科学教育中，需要以个体生活展开的逻辑来指引其认识周遭的自然，引导个体的科学学习之旅。

首先，需要回到个体的生活实践之中，以激发科学的兴趣。引导个体所认识的自然，不仅是那些抽象的自然科学理论，也包括那些充盈于我们的周遭，与生活紧密相联的常见现象。科学教育的首要关注点是细微的生活。生活中的各种素材构成科学教育丰富的“原料”，同时它也是个体生活的直接场所。从与个体生活紧密相联的生活中攫取适宜的材料，以合适的方式呈现给个体，是科学教育的现实起点。当然，生活中的素材多种多样，这就需要我们依据个体的差异和时空的特征来选择合理的内容和适宜的引导方式。比如，在年龄较小的班级进行科学教育，需要注意到那些最简单的生活事实。诸如简单的吃饭、穿衣等活动，让他们在这些日常生活中观察食物由生变熟的过程、分辨衣服的大小颜色等基本的物理常识。

事实上，这些都是个体熟悉和每天都能够接触到的生活现象。它们越是和个体亲熟就越能够引起个体学习科学的兴趣，唤起他们认识周围自然世界的兴趣。所谓科学的兴趣最原始的表现即是对最熟悉的事物的好奇。正如亚里士多德所言，好奇是人类的天性，科学教育的首要原则和起始之处就在于激活个体对周遭世界和所经验生活的兴趣。“学生带着一种高涨的、激动的情绪从事学习和思考，对面前展示的真理感到惊奇甚至震惊；学生在学习中意识和感觉到自己的智慧力量，体验到创造的欢乐，为人的智慧和意志的伟大而感到骄傲”[18]62。把科学的事实与个体内在的心理倾向结合起来，充分调动个体以科学方式认识自然和展开生活的实践，使得高涨的学习热情与人类的智慧相碰撞，激活对于科学世界的想象和兴趣。

其次，需要以“体验性”的方式引导个体转入生活现象的背后，以增长科学的知识。所谓体验，是指个体在日常生活中对周遭自然所产生的各种感受性的内在情感沉淀，是生长在他们内心中的心理性倾向。某种意义上，个体的学习，或者说个体成长的发生依赖于其心理性的体验。以体验性的方式展开的教育，就是把个体的生活与教育内容及其背后的个体心理倾向连接在一起，从而使个体的“成人”沿着内在的心理成长逻辑展开。科学教育就是要引导个体在生活中与周围的自然事物充分接触的基础上，形成个体独特的体验，“人不仅赋予万物以意义，而且也从万物中获取意义。换言之，世间万物从不同的角度被人类体验着，与此同时，人类又以体验为基础，不断地对万物加以理解与改造”[19]。个体在形成对自然万物的体验以后，又反过来深刻影响着自己看待世界的方式以及对于生活的态度。由此，科学教育要在引起个体学习兴趣——对探索自然的热情基础上，充分以“体验性”的方式引导他们形成对于自然世界的基本认识和理解。

同时，“学生学习任何一门课程，获得任何特殊知识，都是在他的整体经验基础上理解的，需要他的整体经验的参与，而且他所获得的知识都必须经过整体经验的整合而有机地联系在一起，真正成为他自己的经验。这样课程与知识的理解就是‘活’的，而不是仅仅获得 一些枯燥的抽象的知识”[20]。如果每个人都是以自身独特的体验来认识周遭自然世界中的事物，那么科学教育就要引导个体积极开启这种对生活的体验，并把这种整体性、个人性的体验转化为系统的、普遍性的科学知识。科学知识即生活现象背后的抽象性原则，是对个体生活体验、经验的一种批判性的升华。比如，个体早期形成“天圆地方”的体验，这是科学教育课堂展开的前提。教师以这种早期生活的体验，引导个体思考地球的形状以及我们生存的境况，但这并不是科学教育的终点。在此基础上，还要引导个体积极思考这种现象背后的某些原则，批判性的反思我们已有的经验，从而在一定程度上重新认识各种现象背后的原理。也即以体验性的方式，引导个体回到基本的日常经验和体验，在批判性的基础上实现个体理性的增长，获得关于自然现象的科学知识。

最后，需要指引个体以理性的思考回到生活世界，以养成科学的能力。在科学教育过程中，个体获得一定的科学知识其实也蕴含着理性进一步提升的可能性。而且在一定程度上，理性的增长意味着个体在更高的层面获得了对自然世界的理解，其源于同时又高于自身经验性的认识。当然，个体对自然的认识从体验性的基本感受到理性的认知，不仅是对个体原先生活经验的反思，也是个体对自身生活样态和基本态度的再认识。这同时也意味着科学教育最终指向个体对生活的理解和态度的升华，使个体更好地认识自然，更合理地生活。

这就要求在具体实践中，需要把科学知识的学习和掌握放在个体生活的整体视域中，自觉以生活的改善为旨归。“兴趣的源泉还在于把知识加以运用，使学生体验到一种理智高于事实和现象的‘权力感’……体验到一种无可比拟的人类的自豪感”[18]63-64，激活学生认识自然世界的兴趣，引导他们学习科学知识，而这种兴趣又来自个体对这些基本知识的应用所产生的满足感。掌握科学知识的目的是在生活中的具体运用。所以，我们需要自觉把个体带入到生活的世界，以科学知识为基本指引，引导其自觉运用自己的理性能力来思考生活中的事物，以此提升其科学(认知)能力。也即科学能力的获得最终指向的也是个体更好地认识、理解和改善自己的生活。

(二)感知—知识—责任：历时性的科学教育的展开

个体“成人”是一个连续的过程，这就意味着科学教育必须能够在个体成长的每一阶段中都起到积极的推动作用。也即要从个体成长的历时性来看待科学教育的具体展开之逻辑。个体“成人”的过程包括几个具体阶段(1)个体成长的几个阶段既可以用年龄来表示，同时在现代规范性的教育体制下，我们也可以用学前教育、小学教育、中学教育以及大学教育等学习和教育阶段来表达。关于个体成长阶段的划分，可参见 刘铁芳.追寻生命的整全:个体成人的教育哲学阐释[M].北京:高等教育出版社,2017:27-83.：个体早期的成长是以身体感官的充分激活为基础，以此打开个体的感性认知能力；个体中期的成长则是以理智知识的掌握为基础，以此开启个体理智生命的大门；个体后期的教育则是一种综合的提升，以此引导个体实现道德性的成人[21]。同时，各个成长阶段中的感知觉能力、理性能力以及综合创造的能力都是相互渗透的，只不过每个阶段的侧重点不同。科学教育的展开也建基于个体连续性成长和整全性“成人”的内在逻辑秩序上，也即历时性的科学教育，就在于引导个体把认识自然、理解自我和更好生活的实现渗透在自我逐步、连续和健康成长的“成人”之历程中。

首先，个体早期的科学教育需要以个体现实的自然世界为基础，充分挖掘与个体生活息息相关的科学素材。科学和生活的来源是同一的，“说生活有它的一种基础，科学有它的另一种基础——这根本就是谎言”[22]，它们联结和统一的基础即我们每天都生活于其中的自然世界。早期的个体对世界的感知是朦胧和感性的，他们不知科学为何物，更不知道如何以科学来创造和创新，各种自然事物对个体最重要的意义就在于其能够激起他们身体性的直接感受。在他们眼中水的清凉、花的五颜六色、动物的鸣叫等自然现象都是神奇的，同时又充满秘密。这也预示着早期科学教育中素材的丰富性和生活性。但这同时也意味着早期科学教育的方式要适应个体丰富的身体感受性。也即早期儿童感性的存在和认知方式决定了这种教育不是知识性的，而是审美性的。

个体审美性的激活和开启需要同自然万物的充分接触。因而，科学教育的课堂可以搬到花园、走进动物园、走向田野，让他们观看花儿的颜色、鸟儿的歌唱、鱼儿的畅游以及春风的拂面。在与自然事物和现象的充分接触中，激活个体对自然世界的美好想象，激发他们对于万事万物进行了解的好奇心，充分打开他们身体的感官。进言之，早期科学教育是身体性的教育，是对个体身体感官的引导，其目的在于孕育个体丰富的感知觉能力和对于自然事物进行理解和探究的敏感性。

其次，个体成长中期的科学教育需要以科学知识的学习为中心，培养个体理性思维的能力。随着年龄的增长和生活阅历的增加，个体对自然的认识和理解会有所增强，也会形成某些基本的认知和体验。在养成对自然事物丰富的感知觉能力基础上，就需要引导个体自觉对这些经验性的认识进行反思，以探索自然现象背后的规则和原理。也即当新的自然现象与原有个体经验之间发生冲突之时，即进行科学性反思的契机。从某种意义上讲，科学教育就是在原有经验与新的自然现象发生矛盾时，对个体认识的一次总结、反思和提升。这就要求在具体实践中，需要引导个体对已有的基本经验进行批判性的再现，而后积极寻求科学的原理知识去重新解释和说明。

这也意味着个体中期的科学教育虽以科学知识的学习为中心，但具体的方式不是灌输性的，而应是反思性的。在个体认识开启的过程中，科学的素材和自然的现象以切合于生活实际和内在经验的方式为个体学习、掌握科学知识提供了铺垫和心理基础。可以说，从体验的激活到知识的掌握是科学教育的必要提升，也是使个体由感性生命的打开到理性生命开启的必然。同时，正如杜威所言，“在学校中获得知识的真正目的是，当它需要的时候，寻求怎样获得知识，而不是知识本身。重视儿童的经验，在生活世界中寻找科学的知识和理念”[23]，科学知识的获得是为了提升个体理性思维的能力，使其能用更客观的方式认识和理解自然，从而以更合理和适宜的态度面对整体的现实生活。

最后，个体成长后期的科学教育需要以科学精神的养成为中心，培养个体的社会责任。科学知识的获得不是科学教育的终点，因为个体的成人不是机械性的，而是生活性的，生活的合理展开才是科学教育的最终旨归。进言之，科学知识只是为个体认识自然和合理生活提供了可能性的基础和必要的前提，而如何在实际的生活过程中正确地运用自身的理性，以适宜的方式展开生活才是科学教育真正的目的所在。

如果科学教育需要在“真”的基础上以“善”为价值指引，那么这就意味着引导个体在现实生活中寻求道德性的“成人”成为必然。同时，这也需要我们学习科学的历史，“科学的历史，如果从一种真正哲学的角度去理解，将会开拓我们的眼界，增加我们的同情心；将会提高我们的智力水平和道德水准；将会加深我们对于人类和自然的理解”[24]。重温科学史的意义就在于引导个体重新反思科学、科学知识的力量和限度。由此，科学知识的学习在使个体理性能力获得发展的同时，也要求我们对个体的理性能力做出某些限制，以使科学教育的最终指向符合伦理规范。“人类的野心在自身理性力量日益增长的情况下不断膨胀，助长了对自身知识的迷信，人走在取代神而自己成为神的道路上。”[25]人类科学的进步，使科学知识的获得和理性能力培养成为科学教育的中心，这也加剧了人对自我神化的迷信。所以，我们需要在科学知识和理性能力的基础上，引导个体切实观察人类的现实生活，以合理的方式运用自我的理性，增强自身的社会责任感。也即科学教育的最终落脚点在于引导个体以科学的方式认识自然、处理与自然的关系，认识自身的境遇和限度，从而肩负起对现实生活伦理性的承诺和责任。

总体而言，个体的成长成人是一种整体性、连贯性的教育实践，为此科学教育蕴含着两条贯通的逻辑理路：从个体“成人”的共时性上来看，用生活中丰富的素材激活个体对科学世界的兴趣，以“体验性”的手段增进个体的科学知识，进而培养其理性思考事物的能力；从个体“成人”的历时性来看，把丰富多彩的自然世界作为早期科学教育的源泉，培养个体丰富的感知觉能力，用科学知识涵养个体理性能力作为中期科学教育的中心，以科学精神的养成来引导个体更好地生活则是科学教育的最终旨归。总之，以理性完善为中心的科学教育，需要围绕个体“成人”的内在理路和更好地生活之价值指引来展开。

四、余论

科学的逻辑是创新和发现，追求的是速度、效率和普遍性的结果，科学的发展在某种意义上是线性和开放性的；而科学教育是育人的活动，与个体“成人”的逻辑紧密相联。科学教育的逻辑是个体在“教育”的引导下，逐步形成认识和理解自然的科学世界观和价值观的过程，它是连续性、差异性和个体性的，遵循的是个体由感性到理性，到道德性的“成人”逻辑，在某种意义上具有封闭性特征。由此，可以看到两者之间存在着某些冲突和断裂的地方，这就需要科学教育中的平衡和协调。同时，科学教育的精英化——培养科学家与全民性——提升全民的科学素养之间也存在着某些冲突，这也需要某种平衡。这些问题的存在，意味着我们需要重新思考科学以及科学教育的内在逻辑。进言之，科学以及科学教育都是人的活动，都指向个体作为完整之人的现实实践。所以，我们需要以个体之成长成人的内在理路，重新梳理和建构人们认识自然、理解自我、展开生活的内在历程。

从某种意义上讲，自然作为科学的来源以及个体生活作为生命的基本形态，要求科学教育必须以自然和生活作为其展开的逻辑基础和基本维度。而个体“成人”的内在逻辑理路就是要把两者沟通和联结起来。也即个体“成人”之内在秩序作为科学教育的基本理路，勾连了个体的生活环境(外部自然)和生活目的(内在的对于更好生活的渴望)，以此把个体的“成人”作为一种整体性的实践活动和教育过程。同时，科学教育中个体的“成人”也是一个延续性的过程，存在共时性和历时性两条道路。但总体来看，这个过程是个体由感性生命到理智生命，再到道德生命的逐步完善的历程，其基础是个体对科学世界的兴趣和感知力的充分激活，中心是对科学理性的掌握，目的在于科学精神的养成。

换言之，科学教育也是终身的教育。在个体成长的不同阶段都要学会以科学的方式来看待周遭的自然事物，合理指导自身的生活。这就要求科学教育要走出机械性和知识化的误区，以养成求真、求善的科学态度作为其基本的目的指向。进言之，科学教育促成个体“成人”最基本的导向是形成科学的价值观，以及对于美善生活的执着追寻。