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科技哲学视阈下的科学教育
时间:2015-05-07 16:35  来源:全国第四届科学教育专业  点击:
摘  要  科学技术从根本上改变了人类的生存方式和发展模式。然而它是人类能够更好地生活的基本保证,但并不等于生活的全部智慧。科学技术虽然给人类带来了高度发达的物质文明,却不能为人类提供生活何以值得过下去的理由。笔者认为,该问题的解决必须依靠在正确的科学技术哲学思想指引下的科学教育。本文从系统哲学、生态哲学和技术哲学三个维度,对如何提高和发展科学教育提出了初步的设想。只有在正确的科技哲学观的指导下,科学教育的质量才会得以提高,全民科学素质的提升才可能得以实现,人们才会获得更好的生活。
 
关键词  系统科学 生态哲学 技术哲学 科学教育
 
 科学技术已从根本上改变了我们的生产方式、工作方式、教育方式、管理方式、交往方式、生活方式和思维方式。一句话,科学技术从根本上改变了人类的生存方式和发展模式。科学是人类能够更好地生活的基本保证,体现出可贵的生活智慧。但是,科学并不等于生活的全部智慧,它虽然给人类带来了高度发达的物质文明,却不能为人类提供生活何以值得过下去的理由。[1]同时,科学技术的发展和应用,尤其是随着高新技术的研究和推广,导致诸如生态破坏、全球变暖等诸多新问题,有的问题甚至还会影响到人类生存。科学技术在不断创造空前灿烂的文明,又可能给人类带来巨大的灾难。在这种时代背景下,我们不仅需要掌握丰富的科学知识,更应该在哲学理论指导下对科学技术的本质、功能、价值和发展规律及其与人之间的关系有更全面、深入的认识和理解。钱学森在1978年就强调:“哲学作为科学技术的最高概括,它是扎根于科学技术中的,是以人的社会实践为基础的;哲学不能反对、也不能否定科学技术的发展,只能因科学技术的发展而发展。”[2]在古代,哲学和科学几乎是不分家的,科学家的哲学思想决定了其科研活动的方向,为科学家的科研活动提供理论指导。哲学不仅决定了科学的形态,而且还决定科学的发展方向和趋势,没有哲学的支撑,科学教育将会成为空中楼阁。如今时代,教育和科技成为影响国家发展的关键因素,而旨在培养全体公民科学素养的科学教育就被赋予了历史使命。 
 
1. 系统科学哲学维度的科学教育解读
 
现代系统科学是20世纪中期以来科学领域中令人瞩目的新发展之一。它是一门关于思维方法的学科,研究人类认知和控制复杂系统的一般思想和方法。它主要强调以下七个主要观点:强调整体性的观点;注重动态和过程的观点;注重质变的观点;注重层次的观点;深入研究和重视不确定性;重视人为事物和做事方法;关注和研究多主体系统。[3]整体性是系统的本质特征。整体性思维是系统观的核心内容,它决定着系统思维方式的其他内容和原则。整体性思维,就是从整体出发,对系统要素、结构层次、功能、组织、信息、联系方式、外部环境等进行全面总体思维,从它们的关系中揭示和把握系统的整体特征和总体规律。钱学森在20世纪80年代,就提倡用系统观点来研究学科和学科体系。到1991年,进一步概括出了“学科系统观点”的概念,对我国的学术界产生了深远的影响。[4]
 
科学发展的基本形式表现为通过分化和综合,使科学日益走向多样化和整体化,因为自然界本质上就是“一幅由种种联系和相互作用无穷无尽地交织起来的画面”,而科学就是对这幅画面的探索和临摹而已。人类认识自然界的过程经历“初级分化——初级综合——高度分化——高度综合”的不断深化发展的过程。在古代,自然科学是以自然哲学的形态存在的。近代时期,自然科学从初级分化到初级综合。比如哥白尼把古代天文观测知识综合为日心说体系,道尔顿把化学经验规律整理为化学原子论,牛顿把开普勒行星运动规律和伽利略力学综合为牛顿力学体系。近代后期,自然科学一方面高度分化,另一方面又在分化的基础上高度综合。19世纪中叶的自然科学的三大发现:细胞学说、生物进化论、能量守恒和转化原理,形成了生物学和物理学的综合。20世纪初,量子力学的建立和发展解释了物质粒子性和波动性的统一。当代科学技术的发展的一个重要特点就是既高度分化,又高度综合。一些新的边缘学科、交叉学科和横断学科的创立,架起了某些学科之间的桥梁,从而有助于把离散的学科交织为有机的整体。人类的认识总是在两极对立中不断深化的。恩格斯曾说,第一,思维既把相互联系的要素联合为一个统一体,同样也把意识的对象分解为它们的要素。没有分析就没有综合。第二,思维,如果它不做蠢事的话,只能把这样一种意识的要素综合为一个统一体,在这种意识的要素或它们的现实原型中,这个统一体以前就已经存在了。[5]科学分化是一种进步,科学综合更是一种进步。
 
在科学教育实施的过程中,应该在系统科学思想的指导下,将学生、课程、教学、教师、教学资源等相关资源和要素统筹协调起来。协调性思维就是主体对系统客体协调的理解和对系统客体有效协调的思维原则和思维方法。系统在协调中才能发展,从某种意义上说,系统发展的过程就是系统内部各个要素的协调的过程。因为协调与系统的有序度、系统的稳态、非稳态有着内在的一致性。它是系统保持相对稳定的内在机制,是系统从无序达到有序演进的内在机制,对系统的存在和发展极为重要。就科学教育系统而言,协调就是要尽力使得科学教育各组成要素之间、整体与要素、层次与层次、结构与功能、要素与要素、系统与环境之间的和谐统一。因此,我们应该自觉协调科学教育系统中诸多要素之间的关系,提高科学教育的水平、促进全民科学素质的提高。
 
从系统哲学的层面看,人们对科学、技术、社会的关系及其作用会对科学教育的实施产生重大影响。STS教育就是对学生进行科学教育的一种教育模式,它是英文“科学”(science)、“技术”(technology)和“社会”(society)三个单词的缩写,称为“科学—— 技术—— 社会”教育。STS教育最早出现在1982年的美国,直到80年代中期,美国各类学校的课程大纲里,共有1000多个以STS为主题的课程。其最基本的特征是:跨学科、基于社会实际和真实问题解决。STS教育的基本精神特别强调了学科的综合性、理论知识和具体实践相互联系、自然世界和人类世界的相互联系以及科学知识教育与社会教育间的相互联系。人类必须在系统哲学观的指导下,在一个更大的科学文化背景上开展科学教育。在科学教育的实践活动中,我们不应该片面地认为科学教育是科学知识和技能的教育;不能忽略科学精神、科学态度、科学的情感和价值观,还有科学技术与社会的关系,而这样的考虑和分析正是基于系统科学思想基础之上的。
 
2. 生态哲学维度的科学教育解析
 
生态学最早是德国博物学家E.Haeckel于1866年在其所著《普通生物形态学》一书中提出来的,他认为生态学是研究生物与其生活环境之关系,尤指动物有机体和其他动植物之间的互惠或敌对关系。
20世纪50年代之后,生态学已超出生物学的领域,其研究范围越来越广泛。1956美国生态科学家E.P.Odum就认为,生态科学是研究生态系统结构和功能的科学,并在其后出版的《生态学基础》中提出,生态科学是综合研究有机体、物理环境与人类社会的科学,强调人类在生态系统中的作用。[6]其实,人类对生态的关注是与科学技术及其对社会的强大的作用的时代背景密切联系的。文艺复兴被历史学家赞誉为“世界的发现”和“人的发现”的伟大时代。这两种发现,之所以伟大,是因为它们解放了中世纪神学对于人的生命力、创造力的扼杀,打破了中世纪神学对于科学的压制,解放了人的个性并使其获得了自由发展的无限前景,推开了近代科学殿堂的大门使其迅速登殿升堂。文艺复兴首先是解放了人,获得了解放的人便大踏步地向地球、宇宙和自然万物进军,进而便企望以所创造的科学统治自然。然而,我们发现,发达的资本主义国家首先开始掠夺自然而造成自然生态破坏,从全球的整体利益出发来解决人类普遍存在的生态问题,现在看来决不是一件容易的事情。而产生这种后果的原因是多方面的,但也与西方哲学的现代和当代的没落有着很大的关系的。一方面,哲学只注意科学方法论的研究而成为所谓的科学主义,另一方面,只注重人的存在——人的利益而成为所谓的人文主义,这两大哲学思潮实质上都在人类向自然索取能量的基本原则上推波助澜,科学转化为技术是物质转化成人的需要,人文主义关于人是第一存在及其实用主义思潮又使这一倾向得到发展,社会制度和经济机制都在这一原则下运转,使生态问题变得越来越突出。
 
显而易见,近代自然科学技术的进步带来生产力的发展是最为重要和直接的原因。然而,对于造成只顾科学技术的发展而不管其对人的本质作用与否使人与自然关系的恶化却是自然科学自身所不能解决的。问题只能转到哲学方面,我们发现科学技术的发展始自于哲学本体论失落所造成的哲学失落。因此,危机真正原因的哲学反思使我们回到造就自然科学技术的时代。我们发现这个时代的哲学精神表现出与自然科学精神的一致性而失去哲学的主导地位,这是问题的根本原因。生态哲学就是在这样的时代背景下产生的。
 
生态哲学是 20 世纪 70 年代以来,由于人类经济技术盲目发展造成人类生态环境危机的情况下产生的新兴应用学科之一。挪威学者 S.kavloy 在1974年正式提出“生态哲学”一词。之后,阿伦·奈斯(Arne Naess)提出深层生态哲学的概念,他曾说,“我用生态哲学 (ecosophy) 一词来指一种关于生态和谐或平衡的哲学”。德国哲学家萨克塞在1984年出版了《生态哲学》一书。他认为,生态哲学研究的是广泛的关联。其任务是人们在自然—— 技术—— 社会的关联中“加强对我们生存基础和我们人类基础的反思”,在技术的运用上趋利避害,在顺应自然的基础上利用自然,重新确立人与社会发展的方向,创建人与自然和谐发展的新生活。[7]美国物理学家卡普拉 (F.Capra) 认为,生态哲学是现代科学世界观,是科学最前沿的人的观点。他说 :“一种新生态世界观正在形成,其科学形式是由系统理论赋予的。”他把生态哲学理解为生态世界观,是转变以往价值观而形成的新的生态世界观。我国学者余谋昌先生也认为:“生态学,或生态学世界观,它是运用生态学的基本观点和方法观察现实事物和理解现实世界的理论”。他在所著的《生态哲学》一书中对生态哲学的特点作了如下全面概括:“生态哲学是一种新的哲学方向。它产生于人们对当代生态危机的哲学反思,以及生态学发展的理论概括。生态哲学是一种新的世界观,它用生态学整体性观点去观察现实事物和解释现实世界。生态哲学是一种新的方法论。它以生态学方式思考,是科学的生态思维。”[8]综合以上多位学者专家的观点,生态哲学是运用生态学的基本观点和方法,观察现实事物,理解现实世界的理论。
教育是以人(本体自然)与自然(体外自然)的关系为基础,是联结人和社会的中介,而作为教育重要组成部分的科学教育,就是以科学知识、科学方法和科学精神的培养为主要内容。从生态哲学的视角看教育,那么教室是一个观念的生态圈,也是一个权力的生态圈。教师是看守这个生态圈的管理员;学生在这个生态圈中接受教师提供的信息,同时在与教师对话的过程中增强其沟通能力及文化读写能力。[9]科学教育当然也应以生态哲学观为指导,正确地看待自然、社会、人以及教育中的诸要素之间关系。从生态哲学思想出发,我们认为,在科学教育的过程中,教师应该运用生态学的观点和教育教学规律,合理规划科学教育的各个因素,协调科学教育系统中学生、教师、教材、教学评价等,当它们之间发生矛盾时,能着眼于学生健康的成长,着眼于个体的未来长远的发展,不做那些得益于现在而不利于长远的急功近利的事情,更多地考虑一些有利于学生和社会可持续发展的事情。
 
传统的科学教育把提高学生的考试成绩作为唯一的着眼点和追求目标,习题训练和考试模拟等学习方式就成了科学教育学习和教师工作的中心。此种教育方式对教师和学生来说,只知道机械的训练和记忆,而不考虑学生的反哺和学生的自我发展,学生也容易沦落成对抽象分数的攀比和掠夺,不择手段地提高考试的成绩和分数。这种缺乏生态哲学思想指导的教育无形中造成了学生与学生之间的不公平,使许多学生引起厌学、自卑、发展不平衡,导致了科学教育领域中的生态危机。
 
3. 技术哲学维度的科学教育分析
 
人类的起步与技术同源。自从五十万年前人类的始祖学会用火以来,人类就开始了与技术的第一次亲密接触;一万年前农业技术的起源是人类文明的开端;工业革命起步就在几百年前,但它对人类心灵造成的冲击却是前所未有的。20世纪著名的科学技术哲学家海德格尔对技术进行了深层的反思,技术本质究竟为何物?海德格尔指出,尽人皆知对此问题有两种回答:其一,技术是合目的的工具;其二,技术是人的行为。技术当然是出自于人手并且是具有一定功效的器具或设置。这是正确的回答,然而,单纯正确的东西不一定是真实的东西,惟有真实的东西才将我们带入一种自由的关系中,去切近本质所在。
 
德国新黑格尔派哲学家卡普《技术哲学纲要》一书于1877年的出版标志着技术哲学的诞生。1978年,第十六届国际哲学大会正式将技术哲学作为一门新的哲学学科。技术哲学是对技术的系统反思,是帮助人类寻求理解技术,理解如何解决技术给人类带来的困境的一种尝试。自卡普以来,技术哲学一直沿袭两种既对立又互补的传统,一种传统主要是从技术和技术创造发明活动自身特点出发,分析技术的本质、方法论和认识论。另一种主要从技术外部的社会和人文视角,用超技术的观点来解释技术的意义。前者主要反映技术工程人员的思维倾向,后者主要反映人文社会科学家的特点。
技术哲学的研究能够帮助工程技术人员从技术实践以外的角度来观察技术和反思自己所从事的工作,观察视角的多样化有助于对技术的整体认识的深化和认知能力的提高,知识范围的拓展有利于提高与外部沟通的效率。此外,技术哲学研究能够帮助整个社会从更根本的层面上,从技术的工具理性和人文解释两个互补互动的视角来理解技术,为工程技术人员与社会公众沟通、为社会公众理解工程和工程技术人员创造更为有利开放的条件。
 
技术是人类文明的有机组成部分,是经济发展和社会进步的重要推动力量。实践证明,一个高速发展、高度繁荣的国家,不仅应有先进的科学,而且应有与科学发展相匹配、相协调的技术教育、深入推进以创新精神和实践能力培养为重点的素质教育的需要,也是贯彻落实“科教兴国”的战略决策、促进经济与社会的可持续发展的需要。
 
技术教育是科学教育中不可分割的重要的组成部分。技术教育的研究应从技术和人两方面进行考察。首先,技术应该具有实用性,它是为了满足人们现实或未来的某种需求而开发的,只有这样的技术才有其存在的现实基础;其次,新技术应该具有兼容性,它应该兼顾到人们已有的习惯和经验,完全颠覆人们已有习惯和经验很难被接受,由于陌生而引发的不安心理是很难克服的,完全陌生的体验与旧有习惯博弈的结果往往是新事物被赶出局;再次,新技术要具有易用性,花费较少的时间和精力就能够掌握的新应用更容易受到人们的普遍欢迎。另外,从人的因素的角度分析考虑,技术最终还是需要人来驾驭,人首先就需要具备使用新技术的能力和素质,对于一项技术,在较好掌握使用技巧的人手中,它发挥的效力可能达到60%—70%,还有可能更高,在没有很好掌握使用技巧的人手中,它发挥的效力可能只达到10%—20%;其次,人要有使用新技术的兴趣和愿望,是与个人思维习惯和行为方式是高度相关的。
 
人们对科学的无知,将妨碍人们对生活中所用到的许多技术与工具应用的理解和运用。相反,如果人们能对科学技术有较为广泛的理解将会使我们的世界变成一个更加有趣且更少威胁性的地方,因为我们更容易洞察事物的发展规律并遵循做事。因此,对于那些从来就没有兴趣去搞明白事物如何运作的人,和那些缺乏对基本的科学知识追求进行探求的人,在现代世界中终究处于劣势。旨在培养和提高全民科学素质的科学教育是近几十年来发展起来的十分引人注目的研究领域。由于当代科技哲学、科学史、科学社会学和认知心理学等相关学科的发展和科学教育改革和实践的需要,自80年代以来科学教育学这门跨学科的新学科在制度和理论层面上都获得了空前的发展,但我们必须以科学技术哲学为其理论基础,引导和推动科学教育持续健康地发展。 
[1]柳延延.科学的真与生活的智慧.中国社会科学[J] .2002年第1期.
 
  [2]钱学森.科学学、科学技术体系学、马克思主义哲学[J].哲学研究.1979, (1) .
 
  [3] 陈禹,钟佳桂编著:系统科学与方法概论[M].中国人民大学出版社.
 
  [4] 苗东升著.系统科学精要[M].中国人民大学出版社,P2
 
  [5] 马克思恩格斯选集[C].第3卷.第81页.
 
  [6] 李博.生态学[M].北京:高等教育出版社,2000.
 
  [7]〔德〕汉斯•萨克斯.生态哲学[M].北京:东方出版社,1991.
 
  [8] 余谋昌.生态哲学[M].西安:陕西人民教育出版社,2000. 
 
  [9] 顾明远,孟繁华.国际教育新理念[M].海口:海南出版社,2001.
 
 
参考文献
 
[1]柳延延.科学的真与生活的智慧.中国社会科学[J] .2002年第1期.
[2]钱学森.科学学、科学技术体系学、马克思主义哲学[J].哲学研究.1979, (1) .
[3]陈禹,钟佳桂编著:系统科学与方法概论[M].中国人民大学出版社.
[4]苗东升著.系统科学精要[M].中国人民大学出版社,P2
[5]马克思恩格斯选集[C].第3卷.第81页.
[6]李博.生态学[M].北京:高等教育出版社,2000.
[7]〔德〕汉斯•萨克斯.生态哲学[M].北京:东方出版社,1991.
[8]余谋昌.生态哲学[M].西安:陕西人民教育出版社,2000. 
[9]顾明远,孟繁华.国际教育新理念[M].海口:海南出版社,2001.
 
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