“显性—反思性”途径下的地理学科科学本质观教学——以“地球的形状和大小”为例.pdf
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1、 年第期总第 期教学研究“显性反思性”途径下的地理学科科学本质观教学 以“地球的形状和大小”为例朱承熙李业健摘要:科学是现代地理学的重要底色,是地理课程的重要课程性质,也是地理知识的共通性育人要求。科学本质观是人们对科学本质问题的认识,与隐性途径相比,“显性反思性”教学途径能够更有效地提高学生对科学本质的理解。在地理教学实践中,可以通过引入适合学生水平的哲学问题作为教学的显性主题、提炼科学史中的科学本质资源作为主线组织教学素材、用反思性话语转变认识论角度等策略培养学生的科学本质观。以“地球的形状和大小”一课为例,以科学知识的暂定性为教学逻辑线索,以“猜想与反驳”为教学主题,应用上述教学策略,取
2、得了较好的教学效果。关键词:显性反思性教学;科学本质观;中学地理教学;科学教育义务教育地理课程标准(年版)在课程性质部分指出:“地理学兼有自然科学和社会科学的性质,在现代科学体系中占有重要地位。”这句话点明了地理课程的一个关键词 科学。“科学”在义务教育地理课程标准(年版)中共出现了 次,在课程标准的课程理念、课程目标、课程内容等部分,多次出现增强科学精神、具备科学品质、建立科学观念、提升科学兴趣、形成科学态度等提法和要求。可以说,科学是现代地理学的重要底色,是地理课程的重要性质,也是地理知识的共通性育人要求。了解科学是科学教育的前提。在中学地理教学实践中,“科学精神”“科学方法”“科学态度”
3、等字眼常见于各种教学设计中。但是,在“科学”的口号之下,不少地理教师对“什么是科学”这个根本性的问题缺少清晰认识。近年来,世界各国的科学教育越来越重视对学生进行科学本质观的培养,普遍认为了解科学的本质是提高学生科学素养的核心。对学生进行科学本质教育的途径主要有两种:隐性途径()和显性途径()。对比这两种途径,国内外学界一般认为,显性途径效果更优。进入 世纪以来,显性科学本质教学经常与“反思性”联系在一起,发展为“显性反思性”教学途径。据此,本文主要讨论两个方面的话题:第一,在中学地理课堂上通过“显性反思性”途径对学生进行科学本质教育,可能的策略有哪些;第二,以“地球的形状和大小”为例,为地理教
4、师开展科学本质教学提供范例。一、科学本质观及其教学途径(一)科学本质观的内涵与维度科学本质观是人们对科学本质问题的认 识。人们对科学本质问题的认识,是随着科学事业的发展而逐渐形成的。现代汉语中的“科学”一词译自英文或法文的 ,起初译为“格致”,后受日本影响译为“科学”(意为分科之学,与不分科的儒学相对)。年,留美学生创办的科学杂志取名为科学并产生了广泛的影响,因此“科学”成了 的定译。英文和法文的 来自拉丁文的 ,后者则继承了希腊文 的含义,意思是知识、学问。古希腊时期,在亚里士多德看来,科学是知识的理想形态。西方在文艺复兴以后,近代科学兴起,以培根等为代表的经验主义主张经验是科学知识的唯一来
5、源,而以笛卡儿为代表的理性主义则与之相对,认为科学知识来源于理性。第一次科学技术革命兴起后,以孔德为代表的实证主义强调知识的确定性和实证性。世纪初,以罗素为代表的逻辑实证主义认为,只有逻辑分析方法证明的知识才是科学真理。第二次科学技术革命以来,科学家对科学的绝对性、客观性有了批判性思考。后现代主义、建构主义随之兴起,它们认为科学知识不是绝对的客观真理,科学知识是可建构的,具有相对性,受主观因素、社会因素影响。通过梳理以上历史脉络可见,随着时代的发展,人们对科学本质问题的认识也在变化。当今时代,科学本质观正在发生从传统向现代的转型。科学本质观是科学教育改革的理论基础。现代地理学是一门以科学为重要
6、底色的学科,在中学地理课程中有诸多涉及科学的内容。从学科育人的角度来看,中学地理教学应对这些涉及科学的教学内容予以特别关注,虽然不需要学生辨析科学哲学流派的观点差异,但是应使学生理解那些已形成共识、没有争议的科学本质特性。国际科学教育领域对科学本质观已形成如下共识 :科学知识是以经验为基础的(基于或源自对自然世界的观察);科学知识是暂定性的(会变化的);科学知识的理论负载有主观性;科学知识是人类推理、想象力和创造力的产物;科学知识与社会及文化息息相关;观察和推断是有区别的;科学规律和科学理论在科学中具有不同的作用。以上认识在国际科学教育领域广受认可,可以作为中学地理教学培养学生科学本质观的依据
7、。(二)科学本质观的教学途径培养科学本质观的教学途径主要有两种,分别是隐性途径和显性途径。隐性途径强调“做”科学,认为参加科学探究活动本身就能提升学生对科学本质的认识。显性途径则认为与科学本质相关的教学目标“应该是计划好的,而不是作为副产品”。也就是说,隐性途径不特地设置体现科学本质观的教学目标,认为学生通过科学探究等活动,会潜移默化地、自然而然地形成对科学本质的认识;显性途径则有明确体现科学本质观的教学目标,并在教学活动中将其明示给学生。需要说明的是,显性途径并不是说教式教学,而是在活动、调查、科学史案例、科学类比的情境背景下,通过讨论、反思和质疑,将学生的注意力吸引到科学本质的教学目标上来
8、。比较两种途径的教学效果,阿卜杜勒哈利克()在对科学本质教学研究的批判性回顾中得出结论 显性途径比隐性途径更有效。他认为隐性途径对提升学生对科学本质观的理解效果是微小的,建议使用显性途径来传达科学本质。进入 世纪以来,显性科学本质教学通常会涉及“反思性”()。年,阿科尔森()提出“反思性显性活动”()。年,希什费()等将“显性反思性”()作为一种与隐性途径相对应的教学途径提出。希什费将“反思性”解释为为学生提供机会,从不同的角度(如科学本质观框架)分析他们从事的活动,仔细勘查他们的活动与其他人(如科学家)开展的活动之间的联系,并对知识领域(如科学认识论)作出概括。反思是学生迭代科学本质观的机会
9、,通过反思,学生可以反馈、修改他们之前对科学本质问题的认识。“显性反思性”途径强调学生从科学本质的视角认识他们参与的教学活动或科学活动,并在科学本质分析框架内对这些活动加以反思。对地理学科涉及“科学”的教学内容,通过“显性反思性”途径进行科学本质教学,主要出于以下考虑:学生在生活中形成了许多有关科学本质的迷思概念,如认为科学理论就是客观真理,科学知识是永恒不变的等。如果使用隐性途径教学,学生往往会基于已有迷思概念去理解新的教学内容,忽视新概念中与以往迷思概念不符的部分,有时甚至会将新内容加以修改以符合其原有的概念体系。所以,只有通过“显性反思性”的途径,提出针对科学本质观提升的明确目标,营造能
10、够引发观念冲突的情境,让学生在这样的情境中反思,才能提高学生对科学本质的理解。二、地理学科“显性反思性”途径下科学本质教学策略在国内外既往研究中,“显性反思性”并不是具体的教学策略,而是一种教学理念或方向,即科学本质观的理解是认知教学的结果,需要有目的、有计划地用显性方式,同时辅以反思性活动进行教学。那么,在微观的地理教学实践层面,教师应当如何用“显性反思性”途径开展具体教学呢?结合国内外相关研究以及中学地理教学内容的特质,本文提出如下三种教学策略。(一)教学主题设置:引入适合学生水平的哲学问题作为教学的显性主题显性途径与隐性途径的最大区别在于是否提出明确的与科学本质观相关的教学目标与教学主题
11、。科学本质观是一个涉及哲学与认识论方面的问题,引入适合学生水平的哲学问题并将其作为教学主题,是一种有效策略。澳大利亚学者马修斯()认为:“任何一个理科课堂上,哲学问题无处不在。”引入一些哲学问题并不是希望教师像科学哲学家那样与学生讨论深奥的科学思辨问题,而只是期望教师能够了解并关注课堂上出现的一些“浅显”的科学本质方面的哲学问题。例如,在“地球的形状和大小”一课中,人类对地球形状的探索就是一个不断根据新证据,反驳旧观点、提出新理论的过程,这与波普尔“猜想与反驳”的证伪主义科学哲学观高度契合。因此,教师可以将体现科学知识暂定性的“猜想与反驳”设置为这一课的主题。上课伊始,教师就可以将本节课的题目
12、“猜想与反驳 以人类对地球形状和大小的探索为例”写在黑板上,将这一主题明示给学生。整节课围绕此主题展开,借由此主题,使学生体会科学知识的暂定性。(二)教学素材组织:提炼科学史素材中的科学本质资源人们对科学本质的认识,来源于对科学家探索过程的哲学思考。因此,科学史是学生理解科学本质的最好背景。科学史家萨顿()认为,科学史不应只是对发现的描述,“应从科学史中发现那些永恒的内容”,这里的“永恒的内容”就是科学的精神资源。因此,在教师使用科学史素材时,不应肤浅化处理。比如,仅仅介绍科学家的生平事迹,将科学发现过程作为“小故事”“拓展阅读”,等等,这些都是不够的。教师应对科学史素材进行精心加工,将学生带
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