首页 -> 2007年第7期
创新科学教育模式立足提高科学素养
作者：张国定
关键词：科学；科学教育；科学探究；教育改革
一、重新认识科学和科学教育
目前，我国高等教育普遍存在的科学与人文分离、专业口径过窄、学科分化太细以及理论脱离实际等状况，是造成大学生科学素养偏低、缺乏创新精神和创业能力的主要原因。这与党中央号召的建设创新型国家，构建和谐社会的目标极不相称。为主动适应社会发展的需求，必须转变思想观念，创新科学教育模式，深化科学教育改革，全面提高大学生的科学素养。
传统的科学教育的目标主要是培养学生掌握有关自然科学的基本知识和基本技能。在由培养科学精英教育转变为提高大众科学素养教育的今天，我们需要用全新的视角来认识科学与科学教育，或者说今天的科学教育要立足于对科学的新理解。
什么是科学?过去人们总认为科学是系统的、反映真理的知识，学习科学可以获得方法、技能。后来人们又认为科学是一种能力，学习科学就是经历研究的过程。今天我们从更深的层次来理解科学的话，首先就应该看到科学是认知世界、理解世界的一种认知方式，用这种认知方式来认识自然、认识社会，才能形成科学的世界观。这种认知方式不同于文学、不同于艺术，不同于宗教，甚至也不同于哲学。其次，科学在人类文明进步的历程中经受磨难，不断反思，与时俱进，蕴含了人类认识自然、认识社会和认识自身的许多重要思想，是人类可持续发展的精神财富。再次，科学本身表现出一种特有的价值观。邓小平指出“科学技术是第一生产力”，这是对科学技术发展物质文明价值的科学总结：同时，科学在精神文明建设上的价值日益凸显。作为一种文化，科学文化是先进文化的重要组成部分。优秀的人文文化只有与先进的科学文化紧密结合，才能促使人类文明不断进步与发展。还有，科学本身就蕴含了解决问题的方法。这种方法已不再只是认识自然界、改造自然界的方法，它也是解决个人问题、社会问题以及人与自然相互关系问题的重要工具。
但是，传统的科学教育受专门化的精英教育影响，不仅自然科学与人文科学之间的联系被切断了，而且自然科学各学科之间、甚至各分支学科之间的联系也可能被切断。由于科学教育关注的是各学科的、专门的知识和技能，而且学生只不过是这种“教育生产线”上一件被加工的产品，在这样的教学过程中，学生只能被动地进入抽象的数字化世界，而远离了多样化的、充满探究活力和创新激情的生活世界，这样的教育严重影响了大多数学生在文化上的全面而自由的发展。如何看待科学教育，爱因斯坦的一段话非常发人深省。他说：“科学对人类事务的影响有两种方式，第一种是大家都熟悉的——科学直接地并且在最大程度上间接地生产出完全改变了人类生活的工具。第二种方式是教育性质的——它作用于心灵。尽管草率看来，这种方式好像不太明显，但至少同第一种方式一样锐利。”科学对人类影响的第一种方式是大家都能体会到的。但是科学的另一种方式，也就是科学的教育性质与作用，却长期被人们忽视，或者说没有被人们全面深刻地认识。这也就造成了科学教育长期重视与突出的是工具理性的作用，而忽视了它作用于人类心灵的功能。
二、确立“文理渗透，纵通横拓，手段创新，注重探究”的科学教育改革思路
在大学，除了解决对科学与科学教育的认识问题外，科学教育的对象不仅仅是理工科学生，而是全体学生；科学素养的缺失，创新精神与实践能力不足也不仅仅是文科大学生。科学教育改革的指导思想应该是，面向全体大学生，以转变思维方式、注重科学探究为重点，以改革实验方式为手段，以加强实践教学环节为平台，全面提高大学生科学素养。根据大众化教育的新形势对高校科学教育的新要求，总结近年来开展科学教育改革的经验，我们确定了“文理渗透、纵通横拓、手段创新、注重探究”的科学教育改革思路。
1．文理渗透。用科学人文教育观指导科学教育改革。通过改革，实现文理渗透、文理协调、可持续发展的科学教育。一是开展综合理科教育改革实验，通过教改实验，对科学教育改革起示范和引导作用；二是对全校所有专业开设科学教育的公共课，在科学教育公共平台上实现文理渗透；三是对现有理科专业进行课程改革和教学改革以体现理科学科间的融通。
2．纵通横拓。对传统的理工科专业进行内涵改造，实现纵向打通，横向拓展。所谓纵向打通，首先要夯实专业基础，尤其要掌握好专业的核心知识和核心技能．在此基础上还要了解专业科学史，了解专业学科的当代前沿。所谓横向拓展，是指适当开设与本专业密切相关的交叉课程，以及本专业与人类生存，社会发展密切联系的综合课程。以形成可持续的知识与能力，以及解决复杂问题视野与方法。
3．手段创新。结合计算机技术、仿真技术、网络技术和数学计算方法等，改变传统的理工科专业的实验方法、研究方式，改革以验证性实验为主的实验教学传统，逐步提高综合性实验、设计性实验和创新性实验的比例，提高学生分析问题和解决问题的能力。
4．注重探究。科学探究是科学家进行工作的基本方式。对于文理科学生来说，注重探究都具有方法论意义，只不过探究的方式方法有所不同。首先，要运用启发式教学，培养学生的探究意识。其次，大力开展研究性教学、研究性学习，问题交给学生自己去解决，不仅在实验室自己设计方案、自己选择仪器、药品，组合实验装置，通过自己观察、发现问题、提出假说、搜集证据、分析问题、得出结论，还要走进大自然，走进企业、市场，走进社会的方方面面，进行调研。通过探究式学习，不仅形成科学的思维方式，还要体验科学的人文精神。
三、安庆师范学院进行科学教育改革的新尝试
从2000年开始，安庆师范学院开始了综合文科人才培养模式的改革实验，从开办综合文科实验班、设置人文教育专业、创建人文教育示范专业，到全面推进大学生文化素质教育，人文教育改革取得了丰硕成果。在综合文科改革实验的同时，我们尝试运用计算机控制物理实验和化学实验研究；进行“三阶段、三层次”化学实验教学改革；开展文科专业的科学教育改革；建设省级基础物理实验教学示范中心：开办科学教育辅修实验班，设置科学教育本科专业；构建科学教育公共平台，科学教育改革取得了可喜成绩和明显成效。
1．“三阶段、三层次”化学实验教学改革。以化学与环境科学学院副院长吴根华教授领衔的“重新融合化学实验课程，培养原始创新思维”省级教改课题，旨在建立“三阶段、三层次”的化学实验教学模式和课程体系。“三阶段”就是将原来分科的化学实验整合为基础化学实验、综合设计实验和现代技术实验三个阶段的化学实验。“三层次”是将每个阶段的化学实验又分为必做实验、选做实验和开放实验这样三个层次，以体现学生进
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