二、关于科学本质教学的历史回顾

在国际科学教育文献中，“科学精神”（scientific spirit）一词并不常见，这似乎有点奇怪。是否在现代科学兴起的西方国家不注重科学精神呢？答案当然是否定的。其实西方学者对“科学精神”的理解大都蕴涵于“科学的本质”（nature of science）这一术语中。澳大利亚科学哲学家马修斯（ M﹒R﹒Matthews）在下面一段引文中虽然也提到“科学精神”一词，但仍把它囊括在科学本质的论述之中。他写道：“科学的本质很久以来就是理科教师和课程专家们所关心的问题，自19世纪初期科学开始在学校课程中取得一席之地以来，人们一直希望学生不仅要懂得科学，而且要通过内化科学精神和懂得与欣赏科学的本质，使科学教学对文化品质和个人生活产生有益的影响。显然，要实现人们这一合理的长期存在的期望，必须依靠教师和课程专家们理解科学方法和认识论（即一些科学本质的知识）。”^[3]

关于科学的本质，在不同的历史时期，人们用不同的术语来表达，并且受到不同学科理论的支持。科学教育中对科学本质的执着追求“经受了依据教育学哲学和心理学所作的批评，并继续不断地传授关于科学和科学研究的本质的假设。这种探讨自19世纪科学进入学校课程时起，就不曾间断过。”^[4]19世纪末，当英国科学教育家、化学家阿姆斯特朗（H. E. Armstrong）大力倡导科学教育时，就曾强调要使学生理解科学的本质。不过，在他看来，科学的本质主要体现于科学方法之中。

19世纪末期，德国哲学家兼科学家马赫（E.Mach）也对学生明确提出了理解科学本质的要求。他说：“每一个年轻学生都要切身感受一些数学和科学的发现，并达到其最终的逻辑结果。这种学习材料自然主要与科学名著选读联系起来，这样教师就可以使少数有影响的、简明易懂的‘科学’思想在学生头脑里生根，使其深思熟虑。”^[5]

在美国，杜威同样表达了科学教育对人的启蒙的希望。科学教育的独特作用不在于获得尽可能多的科学知识，而在于它可以改变人的自然倾向。达到了这一目的，则表明学生掌握了科学本质或具有科学精神。在《民主主义与教育》一书中，杜威写道：“我们过早地接受（他人）意见和断言的倾向，我们对推迟判断的厌恶情绪，表明我们自然倾向于中断检验的过程、我们满足于肤浅的和急功近利的应用。科学是对这些自然倾向及其所带来的恶习的防卫，它是人为的（获得的艺术），而不是自发的；是习得的，而不是天生的。这一事实表明，科学在教育上具有独特的极为重要的地位。”^[6]

差不多在杜威发表《民主主义与教育》的同时，英国政府在一份题为《教育中的自然科学》的报告（汤姆逊报告）中，更为明确地提出在科学教学中应当进行科学史和科学哲学的教学。报告指出：“需要……把科学的主要成就及其取得这些成就的方法引进到教学中，应当要有更多的科学精神而不是干巴巴的事实……其方法是开设科学史课程。……科学史和科学哲学知识应当成为每个中学理科教师智慧的一部分。^[7]

此外还值得一提的是，70年前，英国一位名叫维斯特威（Westaway）的皇家督学写了一本论述科学方法教学的书。在他看来，一个成功的理科教师应当是这样的人：“他知道自己的本门学科……读了大量其他学科方面的书籍……知道如何教学……能够流畅地表达……擅长操作……精于逻辑……具有哲学家的气质……熟悉科学史，能够与一群孩子一起坐下来给他们讲解关于天才科学家——如伽利略、牛顿、法拉第和达尔文的观察和判断误差、他们的生活和工作。不仅如此，他还是一个热情洋溢的人，对自己独特的工作满怀信心。”^[8]

以上几段引文从不同侧面说明了两点：（1）上述各国教育家对科学教育中的科学本质问题都是极为关注的，从科学进入学校课程以来，它就是科学教学始终追求的一个重要目标。（2）科学教育仅仅强调传授科学知识和发展学生的一般能力（如我国长期以来所倡导的那样），是很不全面的。科学教育要真正起到教育的作用，而不仅仅是训练的作用——从根本上提高科学教育的质量，就不能不让学生深入理解科学的本质，亦即注重科学精神的教育。

但是，对科学本质的追求并不是一蹴而就的事，因为人们对科学本质的认识不仅有不同的观点，而且在不断深化。

例如，60年代初期，美国科学基金会（NSF）资助的科学课程改革项目，把杜威和马赫所关心的科学本质问题重新引入科学教育中。这个时期推出的大多数科学课程都强调理解学科结构的重要性，因而人们把学科结构等同于科学的本质。1959年召开的伍兹霍尔会议阐述了这个观点，正如布鲁纳在《教育过程》一书中所指出的：“……一门学科的课程是由其基本原理赋予学科结构的，应当以对这些基本原理的最基本的理解为目标决定其课程，未能弄清知识领域的广泛的基本结构情境而教授具体课题和技能，在若干重要意义上是不经济的。”^[9]

约瑟弗.施瓦布（J﹒Schwab）是芝加哥大学的教育家和哲学家，也是主持编写BSCS生物课程的主要人物。他也强调教师理解科学概念结构的重要性。1962年他就这个问题，撰写过一篇很有影响的论述探究学习与概念结构联系的论文，他说：“探究来源于概念结构。正是通过这种概念结构，我们才能够提出有效的问题，通过有效的问题我们才知道应当寻找什么资料，做什么实验取得这些资料。一旦得到资料，这种概念结构就会告诉我们，如何解释它们、如何处置它们才能获得知识。最后，知识本身还是以概念所提供的术语来形成的。”^[10]