现代教育理论有哪些 [几种主要科学教育理论及对我国科学教育的启示]

　　科学教育承载着人类未来的科学发展与技术的进步，科学的发展能为人类改变自然、提高自身生活质量起到重要作用。20世纪以来，国内外科学教育蓬勃发展，科学教育的理论主要建立在杜威等人的实用主义教学理论以及人文主义的建构理论、布鲁纳的发现学习理论等的基础上。建构主义科学教育理论的兴起和发展对科学教育产生了尤为重要的影响。本文对几种主要的科学教育理论进行梳理并对其影响我国科学教育的利弊进行浅析。以期能进一步剖析科学教育在开展中理论和实践之间的联系。
　　
　　一、实用主义的反思思维科学观
　　
　　实用主义教学理论是科学教育的思想基础。杜威在《我们怎样思维》一书中论述科学探究的本质及阶段。他认为探究在本质上是一种反省思维，即“对任何一种信念或假设的知识进行的积极、持续、审慎的思考，而支持这种信念或知识可能得出的进一步结构，便是这种思考的依据”。这种思维在过程中实际上经历了一种从怀疑或混淆的状态(前反省状态)进入到一种以满意和对先前让自己感到怀疑和困惑的环境的控制为特征的情境(后反省状态)。
　　受实用主义哲学观的影响，杜威不重视书本知识在探究教学中的作用，认为它脱离实际，不利于学生直接与社会、自然接触，不能获得真实问题情境与体验。因而他主张教师让学生从做中学，在做中思维。杜威认为教学应培养学生具有探究的能力和习惯。在《民主主义与教育》一书中，他提出了科学教育的程序：“第一，学生要有一个真实的经验的情境――要有一个对活动本身感兴趣的连续的活动；第二，在这个情境内部产生一个真实的问题，作为思维的刺激物；第三，他要占有知识资料，从事必要的观察，对付这个问题；第四，他必须负责一步一步地展开他所想出的解决问题的方法；第五，他要有机会通过运用来检验他的想法，使这些想法意义明确，并且让他自己去发现它们是否有效。”而杜威提的几个程序在真是课堂情境中是很难做到的，比如“真实的经验情境”。在科学课堂中教师可能创设情境，但是创设的情境毕竟是想象的、虚拟的，只有当学生真正走进科学实验室，走入博物馆、科技馆才能学到真正的科学实验，体会到真正的科技进步。
　　杜威首次提出了较为系统的探究教学理论，强调培养学生的主动探索精神和解决实际问题的能力，可以说开辟了科学教育与实践的新领域，引起人们对学生的主体性的极大关注以及主动探究的深刻反思。因此，蔡尔兹(J.L.Childs)认为把“实验的探究法”引入教育领域是杜威在教育上的一大功绩。而且从他对探究的论述来看，他对探究本质的揭示是相当深刻的，他所提出的探究教学程序也对后来的探究教学研究和实践产生了巨大的影响。对此，有学者给予很高的评价：“尽管白他(杜威)以后，各类作者用问题解决、归纳法、批判性或反省性思维、科学方法或概念学习来指称探究，但从很多研究及学校教育计划来看，探究这一过程的基本要素均不出杜威当年的论述。”
　　但是他的理论也有其局限性，实用主义普遍具有的工具主义立场，模糊或抹杀了真理的界限；其内在固有的相对主义立场，也给认识论研究造成了诸多困难。近年来中外已经逐渐摈弃杜威的实用主义在科学教育上的指导。杜威强调观念、思想、理论等既不是先验论者所说的先天的理性原则，也不是反映论者所说的客观存在的主观映像，更不是永恒真理，而只不过是一些假设。确切地说，它们是人们为了达到一定实际目的而设计的工具。要检验它们是否恰当，是否有价值，那就要看它们是否能达到预期的目的，是否能完成规定的任务。所以，杜威认为，一切知识都具有工具性。工具、手段与目的、效果是同等重要的。这与我们当今强调科学教育的人文性形成强烈的冲突。
　　
　　二、布鲁纳的发现学习科学观
　　
　　布鲁纳深受皮亚杰、乔姆斯基和莱维・斯特劳斯思想的影响，形成了自己的结构主义课程理论。对美国20世纪后半叶“教育面向现代化”的课程改革有重大的影响。布鲁纳认为教育应该努力使学生明白学科的基本结构，而不是那些学科结论。他在《教育过程》中写道：“不论我们选教什么学科，务必使转换、组合、领悟等而获得学习内容的过程。从这里可以看出发现学习的过程就是个人思维探究的过程。布鲁纳认为“无论在哪里，在知识的尖端也好，在三年级的教室里也好，智力的活动都一样。一位科学家在他的书桌上或实验室里所做的，一位文学评论家在读一首诗时所做的，正像从事类似活动而想要获得理解的任何其他人所做的一样，都是属于同一类的活动。其间的差别，仅在程度而不在性质”。小学生和科学家的认识活动在程度上表现为知识的深度、广度和探究过程的复杂程度的差异：在性质上则表现出基本研究方法、过程的一致。
　　布鲁纳所说的发现并不限于发现人类尚未发现的事物，而指的是让学生自己独立阅读思考，去发现教材结构、结论和规律的过程。这种学习方法，要求学生像科学家一样去思考、探索求知，最终达到对知识的理解和掌握。布鲁纳提出的认知发现学习的方法，强调学生的学习应该是主动发现的过程，而不是被动的接受知识，而探究性学习是学生在教师指导下，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行探究，并在探究过程中主动获得知识、应用知识、解决问题的学习活动。因为发现学习强调学生的自我探索和自我发学生理解该学科的基本结构。”所谓课程结构，就是掌握某一学术领域的基本观念。不但包括掌握一般原理，而且还包括对待学习和调查研究、对待推测和预感、对待独立解决问题的可能性的态度。这样看来，学科的基本结构不仅强调学科的一般原理和概念的认知学习，更注重研究方法、研究过程、研究态度的培养。获得学科的基本观念通过发现学习来实现。
　　所谓发现学习，就是不把学习的内容直接呈现给学生，而是由学生通过一系列发现行为(如现，强调学生对现实生活中存在的科学知识的融会。
　　但是布鲁纳的发现学习不能成为科学学习的主要方式。科学中有很多定理、命题、原理必须通过教师的讲授和解释才能让学生理解和接受，单纯靠学生自己去发现，有可能浪费了时间而学生还未能真正理解某方面科学知识。科学教育包括科学原理、科学技能和科学观。布鲁纳的发现学习在科学技能方面可以得到较好的运用，根据教材特点和学生的特点才能灵活运用，因材施教。
　　
　　三、建构主义的主体建构科学观
　　
　　瑞士心理学家皮亚杰为当代建构主义理论做出了巨大的贡献。他把主体的动作――主体与客体的相互作用，看作是一切经验和知识的源泉。他既反对知识纯粹来自感官经验的实用主义，也反对知识来自纯理性的理性主义。皮亚杰认为：“知识基本上就是建构。”他的学生和同事英海尔德(B.In-helder)对知识建构的性质说得更加明白：“知识绝不是实在的简单摹写，而总是通过主体活动进行建构的结果。”事实上，知识建构的过程就是皮 亚杰提出的同化和顺应的相互作用。
　　建构主义者认为，世界是客观存在的，由于每个人的知识、经验和信念的不同，每个人都有自己对世界独特的理解。知识并非是主体对客观现实的、被动的镜面式的反映，而是一个主动的建构过程。在认识客观世界的过程中，主体的认知结构不断发展。某一社会发展阶段的科学知识固然包含着真理，但并不意味着是终极答案，随着社会的发展肯定会有更真实的解释。任何知识在个体接收之前对个体来说是没有什么意义的，也无权威可言。学习者对知识的接收只能由他们自己主动建构完成，这既包括他们对新知识的分析、检验和批判，也包括对原有的知识进行再加工和再创造。因此，科学教育强调让学生实验、操作、观察，就是为了使他们能够尽早地将主体和客体相结合，建立并不断完善自己的认知结构。建构主义者认为，因为每位学习者必须以对自己有意义的方式去学习――这是唯一的可以与个体已经拥有的知识、经历或概念相联系的学习途径。学习者所学的东西不是对环境观察的复制而是自己思考和处理的结果。
　　科学教育往往隐含于问题的提出和解决的过程中。学生是学习、教学过程中的主体，他们的认知结构的建立是在对问题的主动构建过程中逐渐形成的。只有当学生成为学习的主人时，他才可能积极主动地探索学习对象，对自身现有的认知结构和认知方式进行调整、改革和变革，并将知识内化到自己的认知结构中去。所以，用建构主义者的方法，教师通过提问，来发现孩子们是如何把已有的构筑了的信息与主题连接起来，并引导他们进行各种探索性活动，使他们能自己去探索，并对所发生的情况做出结论。教师则与每个孩子进行交流，以发现他们是怎样构建新的信息，帮助他们以更有效、更有意义的方式去重新构建信息，形成正确的结论。
　　针对以上观点，不少学者持批判态度。数学教育家张奠宙认为：“不管建构主义的教育理论如何‘革命’。上述两个对课堂教学的论断恐怕无法令人赞同，因为它们违背了教育的基本规律。试想，教学不能进行演讲、解释，不要试图‘传送知识’，只要提出好的问题，这行得通吗?难道教师的责任就是‘为学生创设环境和条件’，让学生在黑暗中摸索吗?教学还需要效率吗?事实上，‘传送’知识是人类繁衍的本能行为。至于如何传送，必须符合‘受传送者’的知识结构，即要启发式，不要填鸭式，让学生独立思考。”
　　在过去的十几年间，建构主义无疑成为教育领域被“引用”和“运用”得最频繁的词汇之一，甚至成为“万能灵丹妙药”，主宰教育领域的方方面面。“在教学活动中，学习是学生通过自主活动对知识意义的建构过程。在这个过程中，知识不能简单地由教师传授给学生，必须通过学生的自主活动主动地加以建构才能获得，这个建构过程是不可能由其他人来代替”。“学生的知识习得，归根结底依附于学生自身的感官经验与生活方式。知识仅仅靠‘教师讲授’是难以习得的。”而事实上，美国1995年颁布的《国家科学教育标准》已经完全抛弃了1993年的建构主义观点。取而代之的是“科学探究”作为科学教育的基本理论和方法。
　　科学教育的最终目的是培养学生的科学素养，而探究教学是实施科学教育的有效途径。美国1995年的《国家科学教育标准》对探究的界定为：“科学探究指的是科学家们用于研究自然并基于此种研究获得的证据提出解释的多种不同途径。探究也指学生用以获取知识、领悟科学家的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的种种活动。”我国的《科学课程标准》也指出：“科学探究是一种让学生理解科学知识的重要学习方式……在科学课程中，学生将通过科学探究等方式理解科学知识，学习科学技能，体验科学过程与方法，初步理解科学本质。形成科学态度、情感与价值观，培养创新意识和实践能力。”也就是说，探究教学需要以学生为主体，通过主体与客体的结合，提出问题和假设，其中主体必须对客体进行操作，然后对操作结果进行感知。这样，学生的认知结构才能建构起来。假如学生没有认识的对象，不去进行实际操作，他们的认知结构是建立不起来的。
　　
　　四、科学教育理论“科学性”的反思
　　
　　人类对科学教育和科学素养的认识经历了一个漫长的过程，虽然积累了许多经验和教训，但至今仍在探索之中。英国著名的社会学家、哲学家和教育家斯宾塞(Hetherts Peneer)和美国实用主义哲学家、教育家、进步主义教育运动的代表人物杜威所倡导的具有实用主义色彩的科学教育理论。客观上推动了具有实用主义倾向的科学教育在欧美的发展。五四时期，杜威、斯宾塞等人的科学教育思想陆续传入我国，推动了我国科学教育事业的发展。20世纪中叶以来，受后现代主义科学观的影响，传统科学教育的片面性逐渐为人们所认识，人们对科学教育内涵的理解也更加全面和深刻，科学教育开始注重对学生综合科学素养的培养，科学教育的内容和形式也进一步得到丰富和完善。1969年，美国政府通过《国家环境教育政策法案》，要求“在教育过程的每个阶段要发展和培养环境的概念”。突破了以往单纯以科学知识传授为主体的科学教育观。20世纪70年代兴起的STS教育，把关注科学、技术与社会三者之间的关系放在突出的位置，使科学教育走出象牙塔，更加贴近客观现实。
　　与西方相比，中国科学教育的历史起步较晚，洋务运动时期的严复开近代科学教育思想之先河，严复第一次向国人系统地介绍了西方的科学方法论，倡导用科学的方法来研究学问，向西方寻求真理。同时，严复还积极倡导把自然科学知识作为学校科学教育的主要内容。随后，经过任鸿隽等人的努力，科学与教育之间的密切联系日益为人们所认识。1904年清政府颁布的“癸卯学制”，以法定的形式规定了物理学、化学、生物学等自然科学知识作为学校教育的必修课，促进了科学知识的广泛传播，辛亥革命后制定的“壬子癸丑学制”使科学教育进一步得以落实，但仍然存在着许多弊端，1922年施行的“六三三”学制，才使学校科学教育体系逐步完善。此后，我国的科学教育事业几经曲折，在改革开放以后得以迅猛发展，至今已形成较为完备的理论和组织体系。
　　随着社会的发展和人们对科学本质的认识越来越清晰和全面，科学教育的理论与实践也在不断的进行调适。从最初仅仅注重科学知识、技能和方法的继承和传授，片面强调科学教育的现实经济和社会效益，到而今既关注科学、技术与社会、环境之间的辩证关系，关注经济和社会的可持续发展，把培养学生的综合科学素养放在特别突出的位置。这与社会的发展以及对人才科学素养要求的提高有密不可分的关系。
　　科学教育是一个复杂的过程，涉及理论和实践领域中多方面的问题，绝对不能将其简单化和程式化，否则不仅不利于学生科学素养的发展，而且会造成学生对科学的错误理解。在目前我国还没有建立在研究基础上的适合我国国情的明确的校外科学教育模式，结果导致现在科学教育实践中产生了两种误解：一种认为科学教育存在固定模式，将教材中既定的科学知识作为教条式真理传授给学生；另一种则对科学教育的理解过于宽泛，认为只要将学生放开，让他们自己去动手动脑，自我探究就能达到提高科学素养的目的，而忽略了对科学本质特征的把握和对学生科学探究能力的有目的的培养，不能使科学能力的培养落到实处。
　　我国一些地方的中小学仿照英美等发达国家的做法进行动手活动实验，新的科学课程的教学也使学生获得了比以往任何时候都要多的动手活动机会。对于低年级学生来说，这些动手活动无疑会大大提高学生的兴趣，丰富课堂生活，但我们同时不要忘记的是，不要让学生为动手而动手，而应当考虑如何使学生通过动手促进动脑，通过动脑指导动手。而现在很多关于科学探究的研究和活动设计也只停留在表面的动手活动上。有些科学活动课，研究性学习能“放”不能“收”，丧失了科学教育的标准。另外，在学生学业评价上，由于很少采用书面考查的传统形式，多通过实验或解决实际问题的方式，评判的程序较为复杂，难度也随之加大，缺乏统一评价标准，可操作性低，因此人为因素相对增加，成绩考核的客观性和可操作性随之降低。同时，在教学形式上，不论是杜威的“做中学”还是布鲁纳的发现学习，甚至建构主义科学观都取消了课堂教育的主导地位，教学形式更加灵活，对教师的综合素质要求也更高。因此，习惯于按传统方式对学生进行科学教育的教师要想胜任科学教育工作必须经过系统的专业培训，否则，教学质量难以保障。
　　总之，不论是哪种科学教育理论观点，都必须在实践中接受检验，随着人们认识能力的提高和科学教育机制的逐步健全和完善，科学教育理论会更趋近于科学的本质属性。