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“双减”背景下,科学教育日益受到重视,各地各校都在积极探索做好科学教育加法的有效路径。然而,不少学校的科学教育主要以普及科学知识为主,却忽视了科学方法、科学思维、科学精神的教育养成,而科学精神的培育,才是科学教育的灵魂。
什么是科学精神?原中国科学社社长任鸿隽在《科学精神论》中说道:“科学精神者何?求真理是已。”著名地理学家竺可桢认为,科学精神就是科学方法加捍卫真理的勇气。亚里士多德的“吾爱吾师,吾更爱真理”,更是广为流传。这几句话充分体现了科学精神的内涵。
被尊为“医药之祖”的神农氏,为了研究医药,甘冒生命危险尝遍百草,这是可贵的科学精神。意大利科学家布鲁诺勇敢地捍卫和发展了哥白尼的“太阳中心说”,却为此遭到迫害,成为科学的殉道者。在布鲁诺身上,体现的亦是真正的科学精神。
科学精神大致包括三个方面,即以独立判断为代表的质疑精神,以谦逊包容为代表的开放精神,以想象创造为代表的探索精神。科学精神是人类文明进步的最高境界,是人们从事科学研究及其他社会活动时应有的一种精神境界、思维方式和态度。科学精神极其重要的内容就是批判式思维,锲而不舍地追求真理。科学探索在本质上是由好奇心和兴趣来驱动的,是无功利的行为。因而,科学精神淡泊名利,视荣辱为浮云,有的科学家甚至不惜牺牲生命来捍卫真理。
在全球化时代,文化竞争的优势体现在文化的生产力与正确决策的概率上,科学精神浓度高的文化或文明才能立于不败之地。科学精神的缺失,影响并不仅仅局限于科技界。事实证明,如果缺乏科学精神,科学技术发展就得不到有效的文化支撑,整个社会就会出现各种乱象。
培养青少年的科学兴趣、科学精神、科学思维,对一个国家未来的科学技术进步而言,意义重大。那么,中小学怎样培育学生的科学精神呢?
科学精神的培养是一个潜移默化的过程,要想让这颗种子生根发芽,并不那么容易。我们常常教育孩子要听话,在家听父母的话,在学校听老师的话;我们希望孩子努力学习,书背得越多越好、知识记得越牢越好;我们鼓励孩子参加奥赛班,只是为了能在考试中拿到高分;我们建起无数科技实验室,但是很多都成了摆设,蒙尘已久……殊不知,在这样的教育模式下,孩子们的灵性被慢慢耗尽,探究和创新的能力日渐消退,真正能走向科学研究之路的自然也就所剩无几。
我国中小学科学教育的模式,主要有分科教育和标准化两大特点。分科教育能够最大化地巩固学科知识,但不利于学生从宏观的视角理解科学的整体意义,而且限制了学生运用多学科知识解决问题的能力。标准化则是以课程标准和知识点为代表,这种模式有助于学生掌握知识,但却割裂了从知识到真实世界的有机联系,因而无法追赶学科交叉等技术更新的脚步。这些现实问题,都成为科学精神培育的阻碍因素。
当前科学教育的核心,就是要培养学生以科学精神为灵魂、以科学思维为核心、以科学知识为基础的,通过科学方法自主地探究世界、创造知识、应用实践的能力。培养科学精神,似乎不像科普教育一样有实实在在的抓手,但是,无论是教师还是家长,只要付出时间和精力加以科学引导,必能将科学精神的种子播撒在孩子们的心田。
青少年阶段是培养科学兴趣、科学精神的“拔节孕穗期”。为此,中小学应将科学精神渗透到课程教育的全过程中,在科学学科的课程、活动、竞赛中搭建提升学生创造力的“脚手架”;采取自主、合作、探究的学习方式,引导学生掌握科学方法,训练科学思维,启发学生在感兴趣的领域完成一个个小课题;鼓励他们自己动手去探索实践,让学生在探究中获得成功、感受快乐,而不是强行灌输或死记硬背。这样的教育方式,才能培养学生独立思考、勇于探索的勇气和能力,从而形成信奉“真理至上”的科学精神。
培养科学精神很重要的一点是培养好奇心。观察和提问是发现的前提,兴趣是研究的前提。当一个孩子阅读法布尔的《昆虫记》,为书中各种小生物的奇特属性辗转难眠时;当一个孩子用望远镜望向浩渺的天空,被宇宙的神秘莫测深深震撼时;当一个孩子对大千世界充满了种种好奇与兴致,并想要全力以赴地探究各种现象背后的原理时,可贵的科学精神的种子就已经萌发了。
孩子们小时候经常会问父母各种问题,他们不断提问时,就是对这个世界好奇心最强烈的时候;当孩子开始学会对父母的答案问“为什么”时,他就具备了最初的质疑精神。孩子的质疑精神十分可贵,需要我们用心呵护,而不是嘲笑或置之不理。
战国时期百家争鸣,质疑精神有着丰厚的土壤。我们所熟悉的两小儿辩日的故事,就形象地描摹出两个孩子在争辩太阳远近问题时产生的疑惑。再如杞人忧天的故事,西方人追问这个问题,产生了牛顿力学,而我们却常常用杞人忧天这个成语嘲笑异想天开、不切实际的人。其实,“忧天”的质疑里蕴含着天文学、力学、大气科学、地球科学等知识。但是人们却很少去刨根问底,探究其背后的原理。
保护质疑,也是一种科学精神。鼓励孩子提出问题,比解决问题更为重要。家长或老师常常苦于自己知识贫乏,无法回答孩子的各种问题。其实,我们无需回答孩子的每个问题,可以这样引导:“我也不知道,我们一起寻找答案吧,一起动手验证吧。”以此鼓励孩子继续深入思考,并帮助他检验自己的假设。验证理论时,孩子将体会到将理论变成实践的乐趣,体会到真实生活中蕴含着丰富的科学原理。
在科学探索过程中,孩子们肯定会遇到不少问题。他们需要时间去实验,去尝试独立思考。此时,父母或教师需耐心等待,不急于告诉他们正确答案或方法,而是给他们足够的时间和空间去探索,去试错。如果一个实验失败了,可以借此机会和孩子一起思考,分析导致失败的各种可能性,更重要的是鼓励孩子不要怕出错,错误中往往蕴含着各种机会。实验结果并不重要,锻炼孩子勇于探索的精神才是最终目的。
在信息和流量时代,我们的注意力被各种娱乐化信息所吸引,保持科学精神,保持好奇心、探索欲和理性思考的能力变得越来越困难,也愈发珍贵,对孩子来说更是如此。
时代呼唤科学精神。科学精神是照亮人类从愚昧和黑暗走向文明与进步的灯塔,是认识客观世界进而改造客观世界、推进社会健康发展的动力和源泉。弘扬科学精神是一个社会性问题,需要在整个社会大环境中营造自由、包容的,能够接纳批判性思维和挫折、失败的氛围,需要培育和构建科学精神赖以产生、存在、激活、迸发的社会土壤和生命机制。这,才是中华民族伟大复兴的百年大计、千年大计。