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      科學教師亟須培養哲學思維能力

      發布時間:2024-05-27 作者:周莉莉 來源:中國教育新聞網-《人民教育》

      科學教師是落實科學課程改革、保障青少年科學素養提升的關鍵群體,對筑牢教育強國建設之基具有重要意義。但當下中小學科學教師隊伍,特別是小學科學教師隊伍建設仍面臨一系列問題。教育部基礎教育教學指導委員會科學教學專委會于2021年下半年組織了覆蓋全國31個省份的大規模調研,結果發現:我國小學科學教師的隊伍結構嚴重失衡,知識與信念薄弱,專業發展羸弱,實驗資源匱乏,缺乏精準化和專業化培訓。

      2023年教育部等十八部門印發的《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》中,對科學教育提出了一些要求,如“……激發中小學生好奇心、想象力和探求欲,培養學生科學興趣,引導學生廣泛參與探究實踐,做到學思結合、寓教于樂,自覺獲取科學知識、培養科學精神、提升科學素質、增強科技自信自立、厚植家國情懷,努力在孩子心中種下科學的種子,引導孩子編織當科學家的夢想”。這個要求實際上是非常高的,在以知識傳授為核心的理科教學體系下,很難培養讓學生“自覺獲取科學知識”的能力,也無法很好地激發中小學生的好奇心、想象力和探求欲。改變以知識傳授為核心的理科教學習慣,需要教師有極強的反思和內省能力。

      在這一系列問題中,教師的專業素養提升顯得尤為突出。圍繞科學教師的專業培訓,教育領域也展開過一系列討論。其中,在培養和提升科學教師哪方面素養上,眾說紛紜。

      筆者認為,科學教師的理科素養、跨學科素養等專業能力固然重要,但科學思維方式的培養更為重要。當下,對于科學教師的素養培訓多側重于概念規律和學科專業知識。不可否認這樣的培訓有其現實價值,但往往都屬于知識層面。中小學科學教育要播撒創造的種子,培養青少年創新的勇氣,本質上是培養青少年科學、優質的創新素養和思維品質。青少年優秀的思維品質和創新素養很大程度上取決于科學教師的思維品質和創新素養,因此科學教師缺乏關于學科底層思維的通識性培訓,拋開科學最本源的思維方式談教師發展,難以從根源上改善科學教師隊伍的思維品質。在所有的素養和素質能力中,培養科學教師哲學思維,或者說哲學素養顯得尤為迫切。

      為何這樣說?這同中小學科學教師隊伍的現實狀況關系密切。由于中小學科學屬于綜合學科,教師隊伍的組成具有特殊性。教師來源的多學科背景,科學素養參差不齊,是其重要特點。針對這種特殊性,除了要有針對性地進行學科素養培養外,更需要在整體提升隊伍質量上做文章,以期抬高教師素養的底部。何為底部抬高?就是要在學科通識性和思維方法的培養上打牢基礎。這其中,培養哲學思維能力,提升方法論層面的哲學素養就是一條可行的路徑。

      從人類思想史來看,科學與哲學其實是一對孿生兄弟。哲學為科學提供思想基礎和方法論指導,而科學發展則為哲學提供新的思考素材與實證支撐??茖W教育重視在探究實踐中發展科學思維,科學思維是從科學的視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式,這些特點與哲學思維存在相似性。但哲學思維與科學思維仍然存在一定差異,哲學是對世界、人類、生命等基本問題的思考和探索,為各個學科的研究、學習與實踐提供世界觀和方法論的指導,缺乏哲學視角,忽視歷史與跨界的認識論,科學教育會割裂為唯技術的學科,而過于強調方法與實驗則會使科學教育更加淺薄。

      因此,在教育、科技、人才一體推進的戰略背景下,給科學教育做加法的今天,提升科學教師隊伍質量必須補齊哲學思維素養這一短板。概括起來,科學教師培養和運用哲學思維能力,可以在三方面發力。

      一是培養和運用洞察事物本質的能力。科學教師不能僅停留在知道事物的表面現象。知識并不等于素養。知識是人類實踐與研究的成果,素養是內化、穩定的品質??茖W教師要擁有洞察事物本質規律的能力,從而促進學生掌握探求科學真理的思維方式,以及面對現實問題能夠理性思考,擁有自己的觀點。哲學思維講求刨根問底,例如《電和磁》一課,許多教師會執著于改進教具,使學生能清晰地看到電流的磁效應現象。學生看到通電線圈使得指南針發生偏轉,從而證實奧斯特當年的偉大發現。但是,這個教學過程側重于讓學生在“通電線圈會使指針偏轉”這樣既定的結果上做實驗,輕視了探索和思索的過程。而這堂課的教學本質問題并不是驗證“通電導線真的能讓磁針發生偏轉”這個結論,只有通過更巧妙的設計,讓學生自行探索,自己發現現象,學生才會想方設法去求證、思索??梢哉f,科學教師洞察事物本質規律的思維能力決定了科學教育的深度和學生素養積淀的厚度。

      二是培養和運用邏輯思維能力。歸納法與演繹法是科學研究中兩種重要的推理方法,分別對應發現的語境與證明的語境。它們有各自的特點,兩者互為補充,并在解釋科學本質方面發揮著不可或缺的作用??茖W教師熟練掌握這兩種思維方法,會讓科學教育更逼近科學本質。歸納法重視發現的語境,對學生的創新思維有著獨特價值,但其結論缺乏檢驗。演繹法則是從一般原理推導出個別結論的推理方法。演繹法常用于驗證,基于已知的理論或原則,通過邏輯推理得出新的結論。在演繹法的運用中,對證實和證偽的理解顯得尤為重要。追求真理,但證實真理往往更困難。比如無論有多少只白天鵝都無法得出天鵝都是白的這個陳述??茖W教師學會用邏輯思維處理教材,才能提升科學教育思維的密度,對學生高階思維發展會產生深遠的影響。

      三是培養和運用批判性思維的能力。批判性思維是重要的哲學思維方式。批判性思維強調對問題的質疑和邏輯推理,科學教師培養和運用批判性思維能力,有助于幫助學生發現潛在問題,促進創新和解決復雜問題,從而提高科學教學的質量。批判性思維培育從分析問題開始。蘇格拉底問答法是批判性思維的鼻祖,以“問題”為核心,通過問題啟發思考??茖W教師要學會使用“問題情境”讓學生學會提問。學生提問的背后恰恰是教師對批判性思維的“預設”。質問是批判性思維形成的關鍵環節。質問的契機有許多,只是常常不易察覺。學習中的困惑常常是問題產生的最佳時機。多給學生提問的時機留白,讓學生主動成為“發問者”“質問者”,這是教師主動運用批判性思維的契機。培養和運用批判性思維,不僅增加了科學教育的廣度,而且為學生創新素養發展打開了一扇窗。

      哲學對科學的影響,不僅僅能為具體科學難題的解決或科學理論的突破提供直接的策略和路徑,其對事物本質的關注、對概念與論證的嚴苛邏輯、對教條主義的批判態度,以及啟迪科學變革所必需的創造性思維,都有著不可替代的指導意義。相信哲學的這些價值也一定能幫助科學教師更好地向學生揭示自然科學的本質,幫助孩子在心中種下科學的種子,引導孩子編織當科學家的夢想。

      周莉莉 作者單位系浙江省杭州市臨平區文正小學)

      《人民教育》2024年第8期

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