从科学到科学教育学——科学教育学概念研究-论文

从科学到科学教育学——科学教育学概念研究-论文

2013年第1O期海南师范大学学报(社会科学版)No．102013第26卷JOURNALOFHAINANNORMALUNIVERSITYGeneralNo．136(总136期)(SocialSciences)Vo1．26从科学到科学教育学——科学教育学概念研究李富强，吴晗清(1．西南大学科学教育研究中心／物理科学与技术学院，重庆400715；2．首都师范大学化学系，北京100048)摘要：随着科学教育的不断发展，特别是高校科学教育专业的不断发展，近年来科学教育学受到了越来越多的关注，但纵观已有研究，研究者对科学教育学概念本身并无太多关注，而这直接影响科学教育学理论和实践研究的进一步深入。文章在梳理科学、科学教育、科学素养，学科教材教法、学科教学论、学科教育学等科学教育学相关概念的基础上，分析了科学教育学的内涵和外延，从广义和狭义两个角度对科学教育学的概念进行了研究。关键词：科学；科学教育；科学素养；科学教育学中图分类号：G640文献标识码：A文章编号：1674—5310(2013)一10—0122—06从1997年我国建立第一个培养综合性理科师一从科学到科学素养资的“综合理科”专科专业，到2001年教育部批准建立我国第一个科学教育本科专业，我国已有六十为了更好地研究科学教育及科学素养，首先对余所高校开设科学教育专业，科学教育专业在发展科学概念及内涵进行梳理。过程中取得了不少成绩，但同时也面临不少的问(一)科学的概念及内涵题。⋯在实践的基础上，对科学教育学相关理论进现在通用的Science一词在14世纪时成为英文行研究，是专业发展的需要，同时也能为本学科进词，与其最接近的词源是法文science、拉丁文scien—一步发展指明方向。tia，早期意指知识(knowledge)，作动词讲时意指思近代科学的发展已有五百余年的历史。从世考上的认知，还可以专指某些学科。17世纪中叶以界范围来看，综合科学教育专业的开设有百余年的后science词义发生了变化，包含观察、命题以及历史；在我国，分科科学教育专业的开设也有百余“关于任何学科”的意涵。Science“通过学习而得的年的历史，但综合科学教育专业只有十多年的探知识”的意涵，已经包含了理论层面的方法(meth—索。从共时性与历时性的视角对科学教育学理论od)和论证(demonstration)，指的是一种知识或论进行研究，必然使相关理论更能接近事情的本体，证，而不是一种学科。18世纪末，science仍然主要同时也使理论更具自洽性与说服力。指方法学与理论上论证，尚未专指某些学科。后有鉴于此，本文将梳理从科学到科学教育学相来，science更多意指“理论知识”而用于“外在世关概念，以更好理解和把握科学教育学的本质。界”，已经完全被视为“对自然做有方法的理论研收稿日期：2013—09—20基金项目：本文系重庆市教育委员会人文社会科学研究项目“中国科学教育史研究”(项目编号：105020—20500218)研究成果之一。作者简介：李富强(1982一)，男，山西运城人，西南大学讲师，科学教育学博士，主要研究方向：科学教育；吴晗清(1981一)，男，安徽安庆人，首都师范大学讲师，教育学博士，研究方向：科学教育。】22\n究”，在经验(experience)领域中所应用的理论与方力提倡下，中小学科学教育逐渐得到长足发展。我法则不被视为科学。随着science范围的缩小，一门国近代意义上的学校科学教育则始于洋务运动时学科是否为科学的重点不在于是否具有理论与方期的新式学堂。法，而在于研究方法和研究对象是否具有客观随着科学教育实践的开展，对科学教育的研究性。_2从上述Science语义流变过程可知，科学的含也在不断发展，但是到目前为止，尚没有统一的科义包括知识、学科、技能、方法论证及其过程，最后学教育界定。总体而言，对科学教育的界定有狭义则更多的意指研究方法和研究对象是否具有客观和广义之分，其分别如下。性的自然科学。而在德文中wissenschaft含义较广，狭义的科学教育主要是指学校科学教育，通常不仅指自然科学，也包括社会科学、人文科学。《中认为，科学教育就是相对于人文科学、社会科学教庸》中有“格物致知”，日本转译为“致知学”，明治育，以系统传授数学、自然科学知识，实现一个人科维新时期，福泽瑜吉首度将science译成科学，1893学化的教育活动，有广义、狭义之分，狭义的科学教年康有为等弓1进并使用“科学”概念，严复翻译《天育是指各类学校内，有关生物、化学、物理或地球科演论》等著作时也用“科学”一词，自此在中国便开学等的教学，并指与这些教学有关的一切课程、教始广泛使用。材、教法、教具、9币资和评估的研究与活动；[8]2随着对科学认识的不断深入，人们对科学的定“科学教育是指初等、中等学校阶段的自然科学教义也在发生变化，概括起来主要如下：1．科学即知育。即在任何学校阶段和家庭、社会所进行的自然识(体系)，如科学即“a积累的公认的就普遍真理科学和数学的教育”。_9发现或普遍定理运用而言已系统化和公式化了的广义的科学教育既包括学校科学教育，同时又知识⋯⋯尤指通过应用科学方法获得并被验证的涵盖校外的科学教育(如科学传播、科学普及等)，知识。b自然科学，与物质世界和现象有关的这种如广义的科学教育，指的是培养全体国民的科学知知识”。_32．科学即研究活动，如“科学是创造知识识、态度、方法与精神的过程或活动。[8j2科学教而不是知识本身，与‘研究’几乎等同，意味着一个育是传授科学知识，培养科技人才的一项社会活过程而不是一堆静态学说”；_4J‘‘一种社会的组织起动，是一种潜在的科学能力。0_“科学教育是关注科来探求自然规律的活动”；_5J‘‘指对事实加以观察分学技术时代的现代人所必须的科学素养的一种养类，或对事实加以数学分析，或对事实加以理论严成教育，是将科学知识、科学思想、科学方法、科学整的研究，研究结论具有客观性，在同一条件下可精神作为整体体系，使其内化成为受教育者信念和以重复”等。_63．科学即包括研究的过程，又包括研行为的教育过程，从而使科学态度与每个公民日常究的结果，如科学“不仅包括获得新知识的活动，而生活息息相关，让科学精神和人文精神在现代文明且还包括这个活动的结果，即当时所得到的、综合中交融贯通。”¨构成世界科学图景的科学知识的总和”。近代科从上述可以看出，无论是狭义的科学教育还是学主要以数理逻辑推理和实验为主要特征，这也是广义的科学教育，让受教育者经历科学化的历程，科学与其他学科的主要分野所在。此外，科学还具具有科学素养，都是其共同的目标。然而，科学教有可解释性、可预测性、可控制性、可重复性等特育的目标并非自开始之日便是如此。在19世纪中点。后叶，一般人“认为对他们(不管是作为普通的人还从科学的词源、定义及其特征，可以看出人们是作为工人)的进步来说，科学教育是一件必要的对科学的理解是不断变化的，而这种变化也直接影事情”。此阶段已经注意到“并不是指应当把一切响着科学教育，进而影响着科学教育学。科学知识都教给每一个学生⋯⋯无论是男孩还是(二)科学教育的概念及内涵女孩，在离开学校之前，都应当牢固地掌握科学一如前所述，现代意义上的科学教育是19世纪般特点，并且在所有的科学方法上多少受到一点训初开始的，但这一时期的科学教育主要是大学中练”。而此时，一般认为教育的两个目的之一仍然的。19世纪中后叶，在斯宾塞(H．Spencer，1820—是“增长知识”，另外一个是“养成热爱真理和憎恨1903)、赫胥黎(T．H．Huxley，1825—1895)等人的大谬误的习惯”。¨斯宾塞也在大量的比较和梳理之】23\n后得出“⋯⋯为了训练，也为了指导人类活动，科学识和经验来鉴赏研究价值和技术发展；作为科学教都具有最主要的价值⋯⋯这样，对于我们一开始所育结果，有更丰富和更多激动人心的世界观；知道提出的问题，什么知识最有价值，一致的答案就是科技信息的可靠资源，并且把它们运用于决策过程科学”。_l从科学知识到科学素养，可以看出人们对中。”①此外，一些学者也对科学素养进行了界定，例科学教育本质认识的变迁。如：Hurd认为，科学素养是个人做出合理决策所需在此，需要特别强调的是当前的科学教育已由的智力技巧和知识要素，或在需要理解科学或技术原来的单纯意义上的科学教育发展到了包括科学的情境中采取有认识力的行动。他(1985)进一步教育、技术教育在内的“科学教育”。指出，有科学素养的人能辩别下列真伪：1、证据和(三)科学素养的概念及内涵宣传；2、必然陛和可能性；3、合理信念和迷信；4、意科学教育旨在培养学生的科学素养，那究竟何义和胡说；5、科学和神话、骗术；6、数据和武断、幻为科学素养呢?想；7、事实和虚构、传说；8、现实和虚幻；9、理论和“科学素养”(scientificliteracy)一词出现于20教条；10、可信的和不可信的；11、观察和推论；12、知世纪50年代的美国，前苏联人造卫星的发射，使美识和观点、印象；l3、事实与虚假。L1国认为教育的当务之急是培养具有科学素养的人。从上述可以看出人们对科学素养的界定并不1952年，科南特在《科学中的普通教育》一书中第一一致，分析其间的相同和差异，我们可以发现：次谈到普通公民应有的科学素养时说：“他的经验1．人们对科学素养的界定并不相同，但是都认越广泛，他的科学素养就越高。”_1斯坦福大学的为科学素养应该包括：科学知识、科学技能、科学精Hurd也是最早使用“科学素养”一词的人之一，在神、对科学本质的理解、对科学技术社会关系的理《科学素养：对美国学校的意义》一文中，他使用“科解、对科学研究过程的理解和进行科学研究的能学素养”描述人们在社会实践中对科学的理解和应力、进行科学决策的能力等。而通过这些维度，也用。此外，一些国家还使用与“科学素养”同义的其让我们进一步理解了科学素养的内涵和外延。它词，如“公众对科学的理解”(publicunderstanding2．近半个世纪以来，人们对科学素养认识是在ofscience)。不断变化的，例如更加强调科学探究的能力、科学美国科学教育协会NSTA于2O世纪60年代对决策的能力，更加强调具有完整科学素养的个体的科学素养的定义为：“有科学素养的人知道关于科养成。这种变化，一方面说明了人们对科学素养的学在社会中之作用，鉴赏科学生存文化条件，知道理解是一个动态的、更替的过程。同时，也说明人概念产生和发展过程。有科学素养的入理解科学们对于科学、技术、社会、人自身，以及其间关系的和社会之关系；理解控制科学家的道德；理解科学认识也是一个不断变化的、不断深入的过程。本质，包括基本概念、科学和入文的关系。”到了203．对具有科学素养的人的关注。培养什么样世纪80年代，NSTA对科学素养的定义修订为：“运的入一直是教育领域的核心问题之一，无论是从工用科学概念、过程技巧以及价值作出负责任日常决策；理解社会如何影响科技，同时也知道科技如何具理性的角度，还是从价值理性的角度，具有科学影响社会；认识到科技在推进人类繁荣的长处和不素养都已成为其主要目标之一。足；知道主要科学概念、假设和理论，并且会运用它总之，科学素养是国际理科教育的核心目标。们；鉴赏科技提供的智力上的促进；理解科学知识进入新的世纪，科学素养研究开始走向解构的生态产生依赖于探究过程，也依赖于理论学说，能区别范式，体现在三个方面：一是研究视角多元及内涵科学证据和个人观点；认识科学起源，理解科学知拓宽；二是关注特定文化背景下学生真实生存状识具有暂时性，当证据增加时就会发生变化；理解态；三是以论辩为途径培养学生对待科学的批判技术应用和在技术应用中所需要的决定；有足够知力。考察这一嬗变源流，可为科学教师如何培养①NationalScienceTeachersAssociation(NSTA，1964)．TheoryIntoAction．Washington，D．C；NationalScienceTeachersAs-sociation(NSTA，1982)．Positionstatement．Washington，D．C；InBettencourt，Antonio(1989)．Scientificliteracy：Buzzword，Bus—Word，OrProblem?ERICDocumentReproductionService，No．ED325378。124\n学生的实践能力、创新精神与批判力提供新的思统地研究中学物理教学过程规律、教材、教法、实验路。和实践”。1中学物理教学法(或教材教法)一般包含四部分内容，中学物理教学概论、中学物理教材二从学科教学法到学科教育学分析、实验研究、教学见习和试教。在不同的历史阶段，由于人们对分科科学教育(二)物理教学论的认识和理解不同，实施科学教育的关注点和方法物理教学法以物理教学过程中教师的工作方也不尽相同。“癸卯学制”中明确提出了“教授法”，式、方法为主要研究对象⋯⋯着重研究物理教学中并且设置有包括“各科教授法”的课程；“壬戌学制”的具体方法。基本上它只回答了教学过程中“是什中用“教学方法”替代了“教授法”，其内涵也相应发么”的问题，而没有从根本上清楚明确地回答物理生了变化。此后，中学物理(化学、生物以地理)教教学过程中“为什么”的问题。¨9-随着我国教师教材教法、物理(化学、生物以地理)教学论、物理(化育的发展，教材教法课程自身的不足逐渐显露出学、生物以地理)教育学等概念相继出现。来，人们逐渐由对“教学法”的关注转移到对“教学从国际范围来看，科学教育有分科和综合之论”的关注。物理教学论以研究物理教学过程为对分，而且在中学和大学阶段以分科教学为主，所以象，主要是对物理教学过程中各种问题作出“为什对于与物理、化学、生物、地理等学科教材教法、学么”的回答，揭示物理教学过程基本规律、基本特科教学论、学科教育学理论和实践的研究对应的科点。l9_因而它注重从理论上研究问题，理论体系比学教材教法、科学教学论、科学教育学的相关研究较完整，其作用和价值更多地体现在对物理教学实更加深入。有鉴于此，为了更好把握其相关关系，践的指导和预见。有学者指出：“物理教学论内容在此，在此我们以物理为例，用发生学的视野来梳涉及物理学知识、技能和方法，涉及教学论、教育心理相关概念。理学、教育测量与统计学基本概念和规律，也涉及(一)物理教学法哲学、逻辑学、工艺学等方面知识，从而它具有综合我国近代意义上的学校物理教育始于洋务运性特点。”_20从中可以看出，物理教学论以物理教学动时期的新式学堂。《奏定学堂章程》中明确提出：全过程为研究对象，“具有综合性的特点”，重点关“讲理化之义，在使知物质之自然形象并适用变化注物理教学规律及其应用的研究。之法则，及与人生之关系，以备他日讲求农工商实(三)物理教育学业及理财之源⋯⋯凡教理化者，在本诸实验，得真物理教学论从其研究的范畴而言仍然是物理理之知识，使适于日用生计及实业之用”，“凡教授教学本身。尽管任何教学过程都含有一定的教育物理⋯⋯所用器具、标本、模型、图画等物，均宜全成分，但教学过程并不等同于教育过程。上世纪9O备”。_l1920年前后，陶行知先生提倡“教、学、做合年代前后，学科教育学悄然出现，物理教育学亦随”一，主张把“教授法”改为“教学法”。“壬戌学制”之产生。中用“教学法”替代了“教授法”，其内涵也相应发生物理教育学以整个物理教育过程为研究对象，了变化，到上世纪50年代，教学法已成为师范院校即在物理学科范围内研究人的全面发展，提高人的的必修课。8O年代后，又出现了“教材教法”的提素质，研究全面体现物理学科功能和规律。有学者法，但总体而言，教材教法的研究内容仍属于“教学将物理教育学界定为“研究物理教育现象及其规律法”的体系和范畴，如有学者指出，物理教学法(或的一门科学”，并进一步阐释道：“具体地说，就是研教材教法)“是一门综合性边缘学科，既涉及教育究物理教育和物理教学的问题⋯⋯物理教学并不学、心理学、逻辑学一般原理，又具体涉及物理学专是单纯指教师把物理知识传授给学生，还应该包括业知识。教材教法讲授要力求把二者有机结合起教师指导学生的活动，使他们受到物理教育。”_2物来，即在大量的、生动的、典型的物理教学实例中，理教育学主要内容包括物理课程、物理教学以及物体现一般教育理论和教学原则，从而使本课程即区理教币的教育等方面。别于教育学课，又区别于物理课”0[18]它“把物理专从物理的例子看出，物理教育学区别于物理教业知识、教学理论和教学实践有机结合起来”，“系学论、物理教材教法的主要特点之一就是它始终从】25\n培养人的高度来审视、解决物理教育中的问题，所学在这一点并不例外。要关注学生的已有经验、学以培养什么样的人、如何培养人，都是我们始终应生的思维过程，揭示科学学习的机制；关注学生概该思考的问题。念获得的过程，技能形成的路径，探究如何培养学生的实践能力与创新精神。在自然科学量化研究三科学教育学的概念与人文社科质性研究这两种范式之间找寻适切的前文梳理了分科教学法、分科教学论以及分科平衡点。教育学的概念、内容等，那么何为科学教育学呢?3．科学教育学研究内容便是科学教育的全过有学者认为：科学教育学是以科技教育与教学程。具体而言，可从以下角度理解：1)包括科学教中的问题为研究对象，以解决这些问题为目的，以学目标、课程、教学、资源、评价以及科学教师师资有关学科研究成果和方法为基础的一门跨学科的培养等；2)既包括基础教育领域科学教育，也包括学科。我们认为该定义从研究对象、研究目的、研高等教育中的科学教育；3)既包括综合科学教育中究方法等角度界定科学教育，让人能够较好地理解的理论和实践问题，也包括分科科学教育中的相关科学教育学的内涵，但是，对于科学教育学的界定问题；4)科学教育学既研究学校科学教育中的问相对宽泛，对科学教育的阐述相对模糊，此外，该定题，同时也研究校外科学教育中的相关问题(包括义未明确涉及校外科学教育的内容。科学传播及科学普及等)。结合前文对科学、科学素养、科学教育的梳理、4．科学教育学的功能从直接处讲主要是促进讨论，我们认为教育是一件重要的社会性活动，它科学教育的发展，从长远看则是促进科学发展，提沟通个体的成长与社会的发展，而其间各方面的因升一个国家乃至世界的公民科学素养，提升创新素均相互影响。毋庸置疑，科学教育受制于科技的力、竞争力以及综合实力。发展程度、对人自身的认识程度；同时反过来，良好5．科学教育学与学科教育学关系既有区别，又的科学教育又能培养科技发展所必须的优秀科技有联系。科学教育学既关注综合科学教育，又关注人才，并进一步引领科技的持续、健康反展。其间学科科学教育；既关注校内科学教育，又关注科学关系也可以用以下模型来说明。传播、科学普及。也就是说，科学教育学在一定程1．科学教育学研究目标是解决在培养具有科度上涵盖学科教育学，但它又不简单等同于自然科学素养的人的过程中所遇到的理论及实践问题，其学类学科教育学之和。研究对象即科学教育的理论及实践。如前所述，培因此，我们认为：科学教育学具有广义和狭义养学生的科学素养已经成为科学教育的主要目标，之分，广义的科学教育学是指应用科学、教育学、心如《全目制义务教育物理课程标准》中明确指出“面理学、传播学等学科的原理和研究方法，解决在培向全体学生，提高学生科学素养”，《普通高中物养具有科学素养的人的过程中(既包括学校科学教理课程标准(实验稿)》的培养目标即“进一步提高育也包括校外的科学普及、科学传播)所遇到的各科学素养，满足全体学生的终生发展要求”，所以类问题。狭义的科学教育学研究学校中在培养具提升学生科学素养便成为科学教育的首要目标，而有科学素养的人的过程中所遇到的问题，主要包括科学教育学则是研究在培养具有科学素养的人的教育目标、教学、课程、资源、评价、教师教育等方面过程中所遇到的理论及实践问题。存在的各类问题。2．科学教育学借鉴教育学、心理学、科学等学如前所述，人们对科学的认识处在不断变化的科理论基础及研究方法。前述学科教材教法、学科过程中，而教育自身也具有鲜明的时代性和地域教学论、学科教育学等均是借鉴相关学科已有的理性，加之科学教育学的发展相对短暂，本文抛砖引论及研究方法，解决各自学科中的问题，科学教育玉，希冀人们对它进行不断深入的探索。参考文献：[1]蔡铁权，陈丽华．我国科学教育研究述评[J]．全球教育展望，2011(06)：74—83．[2][英]雷蒙·威廉斯．关键词[M]．刘建基，译．北京：生活·读书·新知三联书店，2005：422—427126\n[3]王同亿．英汉辞海[K]．北京：国防工业出版社，1991：4683—4684．[4][英]c·辛格．“science”[K]／／大英百科全书(第20卷)．芝加哥：大英百科全书公司，1964：114—115．[5]刘大椿．科学活动论[M]．北京：人民出版社，1985：8．[6]梁实秋．名扬百科大辞典[M]．台北：名扬出版社印行，1987：3780．[7][苏]H．c．阿列克谢耶夫．Hayka[C]／／李建珊．自然观与科学观．北京：知识出版社，1985：383．[8]李建兴．明日科学教育[M]．台北：幼师文化事业出版社，1985．[9][日]细谷俊夫．教育学大事典(第5卷)[K]．1978：300．[10]旧夫．科学学教程[M]．北京：科学出版社．1985：290．[11]中国科学院．2001科学发展报告[R]．北京：科学出版社．2001：187．[12][英]托·亨·赫胥黎．科学教育[c]／／单中惠，平波．科学与教育．北京：人民教育出版社，2006：81—96．[13][英]赫·斯宾塞．什么知识最有价值[C]／／胡毅，王承绪．斯宾塞教育论著选．北京：人民教育出版社，2007：44．[14]Bybee，R．W．AchievingScientificLiteracy：FromPurposestoPortsmouth[c]／／-r邦平．国际科学教育导论．太原：山西教育出版社。2002：162．[15]赖小琴．广西少数民族地区高中学生科学素养研究[D]．重庆：西南大学博士论文，2007：11—12．[16]吴晗清．科学素养研究范式的嬗变及其对理科教师的启示[J]．中小学教师培训，2010(12)：58．[17]奏定初级师范学堂章程．中国近代教育史资料汇编·学制演变[G]．上海：上海教育出版社，2006：403—419；奏定优级师范学堂章程．中国近代教育史资料汇编·学制演变[M]．上海：上海教育出版社，2006：419—432．[18]阎金铎．中学物理教材教法[M]．北京：北京师范大学出版社，1981：1．[19]乔际平，刘甲珉，万勇．物理学科教育学[M]．北京：首都师大出版社，1999：01．[2o]阎金铎．物理教学论[M]．南京：江苏教育出版社，1991：6．21宓子宏．物理教育学[M】．杭州：浙江教育出版社，1992：1—2．22丁邦平．国际科学教育导论[M]．太原：山西教育出版社，2002：25．23中华人民共和国教育部．全日制义务教育物理课程标准[s]．北京：北京师范大学出版社，2011：424中华人民共和国教育部．普通高中物理课程标准(实验稿)[s]．北京：人民教育出版社，2003：3．(责任编辑：李莉JAStudyoftheConceptofPedagogicsofScienceUFu-qiang．WUHan-qing(1ResearchCenterofScienceEducation，SchoolofPhysicalScienceandTechnology，SouthwestUniversity，Chongqi，400715，China；2DepartmentofChemistry，CapitalNormalUniversity，Be~jinglO0048，China)Abstract：Withtheconstantdevelopmentofscienceeducation，esp．theconstantdevelopmentofthescienceeducationdisciplineinuniversitiesandcolleges，moreandmoreattentionhasbeenpaidtopedagogicsofscienceinrecentyears．However，judgedfromresearchesdoneSOfar，researchershavenotattachedmuchimportancetotheconceptofpedagogicsofscienceitself，whichmaydirectlyaffectfurtherstudiesonthetheoryandpracticeofpeda·gogicsofscience．Bysystematizingrelevantconceptsofpedagogicsofsciencesuchasscience，scienceeducation，scientificliteracy，teachingmaterialsandmethodsofsubjects，subjectteachingtheories，subjectpedagogy，etc．thispaperanalyzestheconnotationanddenotationofpedagogicsofscience，andstudiesitsconceptinbothanarrowandabroadsense．Keywords：science；scienceeducation；scientificliteracy；pedagogicsofscience127