STEM教育的深度解读（六）

向世清

前一讲，我们针对当前科学教育中最基础层次上的一种“不完备”，即在教授和传授科学知识中已经显著出现的“知识概念与现实实际或实践的分离”，从其中的关键认知过程环节——抽象的关键性和实施要求予以了深度的剖析。这一讲，我们就直截了当地讲清楚实际在教学行为上如何解决这一“分离”（接下来的数讲，我们将沿袭这样的叙述方法，即阐明一种问题就紧接着给出如何解决问题的方式方法。这样可更方便大家的阅读学习和立即知道如何应对，同时可兼顾好专栏各讲也可相对单独成文的要求），也就是如何更好地解决“从具象到抽象”这一关键的科学教育基础环节，以使得科学教育（科技教育，乃至科创教育）从基础层面和出发时段就可以达成更好的完整和深化。大家记住，我们这里的核心是如何建立和加强更好的具象获得。

首先，我们强调，科学教育比一般的知识学习及学科教育更需要实现这一分离的解决。这里的原因很简单，那就是科学教育首先需要完成自然科学的学习，而自然科学主要是要认知和理解客观世界的（特别是相对人文与社会科学等），更是追求其背后的“真理”的，所以科学首先必须达到“求真”（后续会继续讲到“务实”）的要求，一定要面向真实的对象，然后是整个科学认识建立的过程必须要“真”。一句话，要首先达成真正的“具象”的面对和接触。

为了做到这样的全过程的“真”，概括地讲，就必须做到包括过程中的多种“要点”一定要真，即一开始时点就真、起点要真、基础点要真、承接点要真、关键点要真、转换点要真、变化点要真、结果点要真等，所有的点都要满足这一要求。限于篇幅，以下特别强调两个关键节点，一是起点，二是基础点。

起点，指的是学生在科学教育的内容和时间两方面的起点。起点要真，意味着学生开始接受科学教育必须从真实地观察真正的世界开始。幼儿从小应该尽可能多地“看见”和“观察”真正的世界，是“第一手的”“直接的”（注意，不是“二手的”和“间接的”世界），而不是一上来就学习概念知识，特别是直接和纯粹读“书”（这就是典型的“二手的”和“间接的”，即便书中也以绘本方式给出事物图像）等方式。古语所谓的“行千里路，读万卷书”，“行”即“边走边看”“边旅行边见识”的内涵，而且要求“行”在前发生、先发生，是前提（我国近代教育让小孩从小尽可能多地先直接学习知识概念，尽可能多地读书背书乃至记忆，现在来看都是偏离规律和错误的）。否则，如果从小一开始就没有真正先见到客观的真实对象，然后就构建概念，孩子依赖于不够到位的“从具象到抽象”所建构的科学概念的起点就是“空的”“虚的”“假的”和“错的”，所形成的概念自然就难以正确，他后续的科学概念就更不可能准确，这样就等同于给一个科学大厦造就了一个“虚弱和错误的地基”，今后的科学学习就难办了。我国还有一句古语叫作“为有源头活水来”，即没有源头，哪来“活水”？图1 的示意图可以帮助我们感悟出发点错了对后果的影响。科学教育乃至一切教育正是如此（现代科学教育学规律表明，学习的起点方式也必须正确。大家应尽量让学生在9 岁之前仅以观察的方式学习，并且观察方式尽量要“纯粹”，不要把更高阶的教学要求，例如思维建构等，过早地赋予还只是孩子、大脑并没有真正完整发育的学生。在这一意义上，现在许许多多的“学生智力开发”都是违背科学教育规律的）。

基础点，指的是可为其他学习奠定基础的学习点。例如，科学体系中有许多概念和知识是以一些基本和基础的概念建立起来的，这些基本和基础的概念就是基础点。最好的例子就是点、线和角，它们是正方体、圆球体等这些后续几何概念的基础。如果我们一开始没有很好建立起实在的基础概念，后续概念就很难很好地建立好，其形象思维也难以达成正确的“浮现”，那么后续的这些概念也就无法正确拓展应用。因此，在科学教育中，我们需要特别关注基础点的真正准确建立和科学掌握，绝不能以没有真实具象的教学将这些基础点打造成虚的、没有真正成形建构的类似于“名词”的“纯概念”，让学生由此出发抽象构建更为高级的“形象”乃至更为准确的、可继续正确拓展的“抽象”概念了。图2给出一种形象的内涵示意性说明（我们现在的很多教育，一连串的概念都逐渐越来越复杂和高深，学生理解起来都很吃力，很多人认为这是孩子的“笨”和能力不足所造成的。那么，根据这里的阐述，我们就知道，这压根儿就不是有关能力的问题，而是概念系列建构中犯了基础点没有真正建立准确和牢实的问题。说到底，还是因为“纯书面的概念性”的学习贯穿始终所导致的根本性恶果。延伸一点说，我国现在学生的创新性不足，大部分原因就与这一点密切相关）。

起点和基础点等全过程的“真”没有足够甚至是错了（哪怕部分的）的科学教育，还会带来更大的恶果，那就是意味着给学生建立起一种巨大偏差和错位的科学意识和习惯的不良形成与奠基。学生未来的科学学习和科学观建立，都以此为根本导向。科学意识和习惯是科学观的灵魂，也是科学观的外在反映。错误的科学观很多都是由于“不真”的科学教育形成的。所以科学教育必须要求真，且必须总是要求真，还必须养成无论如何要基于真的意识和习惯。这，肯定地说，是科学工作者建立求真“本分”的“天王山”，也是任何一个社会公众人必须正确建立类似于“信仰”的“唯物主义”潜意识前提的“天王山”，否则，他就会形成错误的认知世界的基础方式，即“不科学”（我们也可以顺便指出，从来不接触理科学习的人，到后来就不易建立科学思维观，自然会出现一定的类似于“唯心主义”的表现。“亩产1 万斤”就可能来自于这样的“文科写作者”之手！笑）。一句话，如果一开始科学就没有建立在“真”的基础上，那我们还能期望将来他的科学是科学的吗？

其次，建立和加强更好的具象获得，一定是让学习者可以更好地“看见”“看到”和“观察”应该看到的实际的物体和现象。那么，这里涉及的关键问题就是，让学生“看什么”“看哪里”和“看怎样”等。为此，我们在科学观察的全过程中，必须把牢几个关键的阶段（或环节）与内容，让这些阶段（环节）和内容都有很好的观察发生，都能被很好很完整地观察到。

概括地说，尽可能看完整、看清、看明白的科学观察最终只有一个目标，即让具象实现完整性的全部信息的观察，为此必须实现以下各个环节和内容的观察（或“看”）：先看清样子（外观、形状、颜色等），再看到内部（结構、机构、连接等），再看到动作（运动、移动、翻转等），再看到变化（反应、转变、现象等），再看到结果（表现、特征、规律等），再看到环境（条件、边界、影响等），再看到关联（关系、互动、交流等），再看到其他（因素、参数、特点等）。所以，观察绝不是简单地看一看、瞄一眼；也绝不是转瞬即逝、走马观花。真正的具象的完整获取，涉及到事物和现象的这里所述的各个方面内容，以及观察顺序环节的完善完整。这些代表了不仅要看真，还要真看；不仅要看清看足，还要看明白看懂；不仅要看到静态，还要看到动态；不仅要看到原样，还要看到变化；不仅要看到表象，还要看到内涵；不仅要看到开始，还要看到结果；不仅要看到特征，还要看到规律等。图3 进一步意会了这些要求。如此，我们才可以充分和准确地认识事物和现象，获得最为真实和准确的具象（这里也实际从另外的表述方式告诉了我们如何教会学生观察和应该怎样完成和完善观察）。然后，由这样的具象出发，才有可能建立更准确的抽象，并为更高的科学认识建立必要与合乎要求的认知基础。

本讲最后归纳一下，当我们以达到要求的完成具象信息完整获取的行为展开科学学习的初始和初步阶段时，我们就可以成功地破除“知识概念与现实实际或实践的分离”这一科学教育的基础分离问题。以此为基础，我们的后续科学教育就可以真正进入具备科学性的通道或轨道，后面也就将面对更高层次的分离问题的破解。