系統科學研究對中小學科學教育觀的訴求探析的論文
論文摘要：系統科學反映了人類思維科學和認知方法論的無限性、多層次性和綜合性特征。從系統科學研究方法的角度，審視當前中小學科學教育，強調注重形成開放、綜合、可持續的科學教育觀。
論文關鍵詞：系統科學、科學教育、科學素養、研究性學習
歷史和時代的發展充分表明，公民的科學素養已經成為社會進步的基本因素，是國家興旺昌盛的根本。所以從教育的社會功能角度看，提高公民的整體科學素養是中小學科學教育的根本目的之一。但是我國從1992年開始的對公民科學素養的調查顯示，我國公民的科學素養與發達國家相比，存在明顯的差距，并且在一段時間內處在徘徊不前的狀態。造成這種狀況的原因是多方面的。從科學教育課程與教法角度來反思，主要存在2個問題：1）靜態的片面的課程觀，即過分強調課程的相對穩定性；2）課程實施基于教師為中心，進行單向的知識傳授，更多強調確定性知識。
科學素養應包括科學知識、科學過程與方法、對科學本質的理解、科學態度情感與價值觀、科學技術與社會的關系等方面。這些因素之間相互作用，相互聯系，構成科學教育的立體畫面。雖然自新的課程標準出臺以來，在師生關系、知識與生活經驗聯系、研究性學習等方面的研究與探討日漸豐富起來，但是在科學教育觀念的形成上，仍然停留在個別學科教育研究層面上，對科學的認識、對科學教育的認識、對科學本質的理解，還都缺乏深度。這些都深刻地影響了我國的基礎科學教育。本文基于現代科學研究的中心之一——系統科學研究的思維，對中小學科學教育觀念進行反思，旨在把握中小學科學教育改革的正確方向。
1系統科學研究與現代科學觀的基本特點
現代科學觀是對基于經典決定論科學思維模式而產生的科學觀的反思，是對科學本質、科學活動和科學知識以及科學方法的哲學性思考，是對科技與社會現實關系、人與自然關系的重新表述。
在經典科學的影響下，科學觀一度籠罩在機械論或二元論的思想下，它過于重視數學和實驗方法在認識世界和創造世界中的作用，認為科學是對客觀事實的真理性反映，與科學“之外”的價值無關，是中立的，由此造成真理與德行、價值與事實、倫理與實際需要的分離。但是從系統科學來看，人類文明的發展是一個多方過程，科學也就是一個多面體，它既遵循科學研究本身的規范，又受到社會環境、文化資源以及研究者自身價值取向等多方面的影響，因而其活動及知識體系中完全的價值中立是不存在的[1]。
系統科學強調研究的對象的開放性。系統科學在突破基于經典科學而形成的觀念時，揚棄其平衡、對稱、封閉的局限。熱力學、相對論、量子力學以及非線性科學的出現，向人們展示了一個開放的遠離平衡態的世界[2]。說揚棄，是因為現代科學觀既強調普適的研究規范，同時也強調個人研究風格，強調決定論與非決定論、精確性與非精確性、必然與偶然的統一。
系統科學注重運用綜合的方法。方法論是對科學認識活動的形式及方式的看法。經典科學觀與機械論哲學息息相關，經典科學所使用的語言是分析的，研究方法上具有因果預測性、線性序列性的特征�，F代科學的哲學基礎為有機論，認為整體以及所有其他部分都包含在每一部分當中，提出“完整的整體”的觀點，且并不排斥分析方法，而是包含并超越分析的方法，即應用綜合整體的方法對復雜對象進行研究。因而與信息化時代相對應的思維科學和方法論的形式和內容，必然是系統科學思維和方法論。
2系統科學教育觀的形成與特點
現代教育觀的形成不僅是現代思潮的產物，更是現代科學觀的教育訴求。科學觀應該體現在科學的基礎教育中，特別是科學課程改革。因為課程改革的目的是實現特定的教育目的，但不管什么樣的教育目的，轉變教育的對象是中心的環節之一。從系統科學研究的特點來看，轉變的對象應該是全面的，不僅僅有學生心靈，也有教師的認識與行為。所以系統科學研究思路為課程改革提供了一種可供選擇的方案，也為認識和解決教育現存問題提供了一種方法論�？傮w上來說，與系統科學研究特征相對應，教育系統應該也強調系統的開放性、自組織性、創造性，注重課程過程，強調不確定性，重視師生互動。
2、1系統的科學教育必須是開放的將整體教育作為一個系統來研究是必要的，但正由于這個系統的復雜性，人們在教育研究與教學實踐中常采用分析的方法，即將教育系統分解為多個較為封閉的系統，進而分別分析處理。這種做法與經典科學研究是契合的。但是從系統科學的角度來看，今日主導教育領域的線性的、序列性的、易于量化的秩序系統觀（有清晰的起點和明確的終點）應該向更為復雜的、多元的、不可預測的系統或網絡觀轉變。在遠離平衡態的開放系統中，有序必然會產生，因為這是人類的自組織過程。所以一個系統開放并不可怕，開放不會導致不可避免的亂，相反在一定的條件下，系統在局部乃至全局會自組織成有序結構�，F代教育應該提倡這種開放的教育系統觀，將系統的自組織看作系統發展的重要機制�？茖W教育系統作為教育的一個子系統，同樣也必須是開放的，不僅不能從教育中剝離出來，而且還要與教育系統外的科普、科學研究等有機聯系起來。那種普通教育中教物理的教師不管數學和化學，更不管語數外的情況，從系統教育觀來看是不合適的。同時，科學教育也要走出校園，請科學研究者參與其中，甚至利用網絡的開放特性，將我國的基礎科學教育置于全球的背景之中。
2、2系統的科學教育允許存在不確定性科學性不等于確定性，從系統科學研究的角度來看，復雜系統即便是處于自組織狀態，個體行為也是有漲落的。所以不可能達到教育的轉變是確定的。首先不確定之一就是教育目的。多元的教育目的是開放的教育系統觀念的內在要求，“和而不同”的教育觀既強調個體的社會性又強調個體的差異性，只不過它在個體的發展要求上，更強調教育個體的整體發展性（即人的全面發展性）。所以系統的科學教育觀不會割裂科學知識與培養能力的關系，它不會把個體的科學能力提高置于固定的、先驗的跑道上。相反，科學教育的每一個參與者都是教育的有機組成，教育是主體與客體、課程與人、教師與學生等動態整合的過程。所以在科學教育的效果評估上，要充分考慮到不確定性。
這種不確定性還體現在多元文化的價值趨向，文化霸權和話語霸權的消解。因而要求教育者去搞教育創新（教育成為藝術而不是匠氣十足），去傾聽處于邊緣地帶的聲音，而不是去重復根深蒂固的話語或文化。雖然科學教育的內容有其科學性，但是這是相對確定的，科學課程蘊含的價值意味仍然是多元的，學生對其理解帶有強烈的主體性，教師對其解釋也應具有多重性。特別在是網絡發達的.今天，學生獲取信息的渠道空前的多，所以在具體的科學課程實施的過程中，信息源是開放的，系統行為具有不確定性，既是參與者的交互行為，也是學生在認識遠離平衡的條件下——表現為干擾、缺點、錯誤、困惑——不斷通過耗散而轉變的過程，確定的知識同偶然的、雜亂無章的、隨機的知識一起對學生的認知結構產生影響，認知結構通過順應或同化達到平衡，通過漲落達到有序。
2、3系統的科學教育觀念強調交互的教育過程系統在開放的狀態下，系統中的各種元素要形成自組織，必需相互作用。用于師生關系，則主張教師與學生之間處于一種平等互動關系。系統教育觀主張課程應該通過參與者的行動和交互作用形成，課程實施的過程就是自組織和轉變的過程。作為個體的教師是開放的，他不僅對教育系統外是開放的，對學生也要是開放的。所以在競爭日趨激烈的今天，教師在調整好與外界的關系同時，也要帶著開放的態度，依據不同的教育對象尋求恰當的教育途徑，將學生帶入對真理的日益深入的理解之中，同時自己也從學生處獲得更多有益教育的信息。作為學生，要通過反思和自組織來促進個體的全面發展。交互性正是對傳統單向傳遞知識的教育過程觀的審視，是對教育活動基本屬性的揭示。
開放的教育、不確定的因素與互動的本質這些都要求科學教育以提高學生科學學習能力水平為己任，并使更多的學生對科學學習產生興趣，這是可持續發展觀念的一種體現。
3科學學習能力的培養是科學素養自組織的動力
學生的科學素養提高過程是個體在外界的作用下的一個自組織過程，尋找到這種自組織的動力是關鍵。著名理論物理學家、諾貝爾獎獲得者費恩曼（richardp、feynman）說過：“科學是一種方法，它教導人們：一些事物是怎樣被了解的，什么事情是已知的，現在了解到什么程度，如何對待疑問和不確定性，證據服從什么法則，如何去思考事物，作出判斷，如何區別真偽和表面現象�！彼曰A教育課程改革應該強調科學探究，強調讓學生親歷科學，在體驗中學習，從而培養學生的科學能力。
探究學習方式的提倡，意在改變傳統單純接受式的被動學習方式。學生不是被動地記憶科學的結論，而是經歷這種結論得到的過程和懂得獲取的方法�？茖W家對自然現象的認識是透過現象，抽取有關運動的本質，并且合理近似，提煉出反映事物本質屬性的內在的客觀規律的各種“概念”和“定律”來。這個過程是通過探究來完成的，而探究的基本的環節是相通的。在基礎科學教育中，提倡的探究學習方式的主要環節與科學研究的是相互一致的�？茖W探究強調知識獲取中的體驗，強調過程與方法，所以“做中學”是對我國傳統科學教育的糾偏。
綜上所述，現代科學研究，特別是系統科學研究的思維特征對科學教育的訴求是要開放、綜合與可持續。因而要提高公民的科學素養，就必須注意基礎科學教育的課程改革及其教育方法改進環節。
參考文獻
[1]羅國忠、后現代科學觀及其對科學教育的啟示[j]、中國教育學刊，2006（11）：45—47
[2]胡崗、隨機力與非線性系統[m]、上海：上海教育出版社，1994
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