建构主义理论与我国基础科学教育改革的若干问题
上传: admin 更新时间：2009-7-26 12:29:20
一、建构主义：人类的一种认知方式
建构主义是20世纪80年代以来兴起的一种具有广泛国际影响的、集大成的（科学）学习理论。建构主义首先根植于西方近现代哲学，如18世纪意大利著名哲学家维柯(1668一1744)和德国著名哲学家康德(1724一1804)，英国的经验主义哲学，特别是20世纪的“新”科学哲学，都具有建构主义思想。其次，建构主义还来自科学知识社会学，特别是英国爱丁堡强纲领学派提出的社会性建构主义。第三，建构主义理论也来自认知科学和脑科学，尤其是认知心理学，如大家都很熟悉的皮亚杰关于个体认知发展的基本观点。第四，建构主义理论还来源于科学教育学或科学教育研究。早在上个世纪80年代初期，英国著名科学教育学家、里兹大学德瑞福(Driver, R.)出版了《学生是科学家吗？》一书，阐述了个人建构主义的基本观点；新西兰科学教育学者奥斯本(Osborne, R.)和弗雷博格(Freyberg, P.)在其合著的《学习科学：儿童科学的意蕴》一书中也明确提出了科学教学中的个人建构主义理论。
建构主义作为一种新的系统的学习理论思潮虽然来自西方，但它作为人类的一种认知方式则具有普适性，因而建构主义思想并不只是当代西方国家才有。例如在教育实践上，新西兰学者诺拉(R. Nola)把苏格拉底和柏拉图看作西方教育史上最早的建构主义者。我们认为，孔夫子的启发式教学思想也具有明显的建构主义色彩。例如，他提出的“举一反三”的观点，不是要求教师把知识一一讲给学生听，而是启发学生自己去思考，这不正是建构主义思想的精义吗？
美国学者菲利普斯(Philips, D. C.)在论述建构主义的一篇论文里一开头便引用了毛泽东的一段语录：“人的正确思想是从那里来的？是从天上掉下来的吗？不是。人的正确思想来源于社会实践，而且只能来自于社会实践。正如这位美国学者所指出的，毛泽东的这段话虽没有“建构主义”的标签，但它说明人的正确思想来自实践，换句话说，即来自实践中主体的建构。这难道不是建构主义的观点吗？
作为人类认识世界的一种认知方式（但不是惟一的），建构主义在教学领域里总是有意无意地存在着并发生着影响，特别是一些优秀教师或多或少都进行着建构主义的教学实践。例如，笔者在考察北京市已故著名特级教师孙维刚的数学教学理论与经验时，发现他提出的“走走停停”、“把新问题归结到旧知识的基础上”、“自己动手，丰衣足食”等生动形象的教学理念，实际上都贯穿了建构主义教学理论的精髓。 所谓“走走停停”，这一隐喻强调学生在学习时要经常反思。美国著名的建构主义思想家冯·格拉塞斯菲尔德用学术语言表达了同样的思想：“有意识的反省是使得学生理解的秘密”。这里提到的“有意识的反省”，也就是上文所说的“走走停停”，在心理学上这叫做“元认知”或“反思”。而孙维刚老师不时地提醒学生“把新问题归结到旧知识的基础上”，正是建构主义强调理解新知识要以学生原有的经验、知识为基础的另一种表达。这正如美国著名认知心理学家奥苏伯尔的一句名言所表达的那样，“影响学习最重要的因素是我们已经学到了什么。”至于孙维刚老师提出的“自己动手，丰衣足食”的观点，是他借用毛泽东的这一思想表达他建构式教学思想的另一个生动的隐喻。孙老师说：“我把舞台让给学生，自己退居幕侧。有想法的同学，到讲台上来，到黑板上来讲，我则审时度势，从造就一个强大的头脑和眼前的实际出发，不时点语引句。但不是提示，不要提示！因为，提示是把练习跳高的学生托过横竿去，学生此刻需要的是，纠正错误动作和发展弹跳力。这样上课，比我自己潇洒的一言堂下来，要难出许多，但学生的收获和长进，却要大得多，这个道理正可谓‘自己动手，丰衣足食’。”
对于孙维刚老师的这些教学思想，有人可能会问：“孙老师的教学真的是建构式教学吗？”在我们看来，回答是肯定的。孙老师虽然没有明确用建构主义来标识其教学思想，但实际上却实践着建构主义教学。
这里，我们借用冯·格拉瑟斯费尔德说过的一段话来证实我们的观点，他说：“优秀教师都在实践着这里所倡导的许多观点（即建构主义观点—笔者注），只是他们没有受益于一种明确的认知理论而已。他们的方法是直觉的和成功的，这里所作的理论说明并不提供改变他们方法的任何东西。但是，提供一种似乎与过去的教学取得成功相一致的理论基础，建构主义或许可以向那些直觉能力较差的成千上万的教育者提供一个改善他们教学方法的可接受的途径。”显然，格氏的这段话不仅是对美国教师说的，也同样适合于中国教师。
二、从建构主义观点看基础科学教育改革的若干问题 （一）科学观问题
首先是科学观问题。自哥白尼以来的现代科学是西方文化的产物。对于什么是科学和科学的本质这样一些关于科学观的问题，在西方经历了一个演变过程，20世纪中叶以前，特别是爱因斯坦提出狭义相对论以前，归纳主义、实证主义或逻辑实证主义曾是主导的科学观。这种科学观有以下两大特征：一是认为科学知识即是真理，是绝对正确、不可置疑的客观规律；二是认为科学知识的增长靠一种特殊的方法，即归纳法而实现的。
当代科学观建立在20世纪以来当代科学发展的基础上，是当代科学史、科学哲学、科学社会学等学科综合研究的结晶，从20世纪50年代以后在国际上逐渐占主流地位。建构主义科学观是当代科学观的代表。作为一种集大成的科学知识理论，建构主义反对把科学知识看作是绝对客观真理，同时也批判了单一的、客观的、纯理性的科学方法论。建构主义认为科学知识只是一种假设和猜想（波普尔语）；科学知识包含真理性，但不是绝对正确的最终答案，它会随着人类的进步和科学的发展而不断地更新，即使是经典知识，它的正确性（或真理性）也是有一定条件或范围的。建构主义还进一步认为，虽然外部世界是客观存在的，但人们无法直接接触它，科学知识与其说是科学家发现的，不如说是他们发挥创造力建构的结果。从认识论角度来看，人们无法证明自己的观念与客观世界完全相对应。而科学研究的任务在于建立理论去表征这个客观世界。科学实践由科学共同体提出自己的理性标准，据此来检验理论的好坏。既然任何科学理论只是人类经验抽象的结果，只是人们所认识的世界，而并不就是独立于人们经验的那个世界，人们难免可能出错。因此，在波普尔看来一切科学理论都是可错的，要以可错性（或证伪性）来划分科学与非科学的界限，所以科学知识只能是暂时的、需要修正的。科学理论也不是纯客观的，因为就像康德所说的，“还有人类心灵思维的贡献”。爱因斯坦也持类似的观点，在谈到物理概念的形成时，他说：“物理概念是人类心灵(human mind)自由创造的产物，然而，不管表面上看起来怎样，它们不是单一由外部世界决定的。这些观点在1996年出版的美国《全国科学教育标准》中得到明确承认。例如，该书在谈到科学的本质时指出：“所有的科学观念都不是最终真理，而且原则上要接受变更和改进。”
当代科学观也抛弃了过去那种将“科学方法”神秘化的观点，认为并不存在一种单一的万能的“科学方法”，科学方法是多样的、丰富的，既有实验的、理性的、逻辑的方法，也有非实验的、非理性的、历史的方法乃至系统思维方法。科学方法也与科学知识一样不是纯客观的。例如，汉森(Hanson,N. R.)用大量科学史的事例证明，一向被人们认为是客观的观察法实际上却浸透着理论，波普尔、库恩和菲耶阿本德等人的著作中也有大量的事例支持汉森的观点，即观察本身并不是客观和中立的，一个人的知觉必定依赖于他的信念、价值观和以往的知识和经验，因此，观察和观察陈述都是依赖于理论的。
建构主义的科学观与传统的科学观有很大冲突。我们以往的科学教科书上、课堂上，特别在大众传媒上，都把科学知识看作是不容置疑的、绝对正确的真理。由此在学生的思想上产生了把科学神圣化的唯科学主义倾向。由这样的科学教育所形成的科学观对学生的危害至少有两点：第一，它使学生把学校里开设的理、化、生等学科当作了全部科学，而那种抽象的、平面化的、由教师灌输的书本上的科学知识加上我国“应试教育”的体制，使得许多学生经过十几年正规的学校教育，仍然感到自己是“科盲”，
并且使他们感到科学离他们越来越远。第二，它使学生不敢对科学教科书上的知识和理论产生理性的怀疑态度，而这就是抑制他们创造性才能发挥的主要认知障碍。无怪乎有学者将我国这种科学教育斥之为“科学主义观念教育”。
（二）有效的科学学习问题
当代基础科学教育改革需要突破的一个难点就是提高科学教学质量，就学生学习科学而言，也就是怎样有效地进行科学学习的问题。在建构主义看来，科学虽然是前人研究的成果，但对于学生来说，要掌握科学知识、方法、过程和精神，则要靠他们主动建构，在这个意义上，建构主义者认为科学是不能“传递”给被动的接受者的。20世纪60年代以来的两次国际科学教育改革先后提出了发现式教学和建构式教学等新的科学教学理论和方法。从建构主义的观点看，学生怎样才能有效地学习科学知识呢？
首先，学生获得科学知识是通过个人建构和社会建构两个途径而实现的。从个人建构主义观点看，知识不是被动吸收的，而是由学生主动建构的。个人建构主义的这一观点得到脑科学研究的支持，即人的感觉器官不是被动地接受信息；人的大脑创造的形象不是像照片或录像那样，大脑是依据先前的经验来选择和解释信息。从社会建构主义的观点看，学习科学又是在社会情境（如课堂）下进行的。社会情境和语言对学习科学起着重要作用。学生在学习科学时已有的观念与经验以及他人的观念进行互动，从而使他们原有的观念发生了变化、延伸或改变。
其次，掌握科学思想或概念涉及到观念的转变。从建构主义的观点来看，教师的讲授表面上好像是在传递科学知识，但实际上只是在促进学生自己建构它们而已。正如德瑞福所指出：“毕竟，学生自己所持的观念才是在学习中重要的。在编写科学教材时，迄今为止人们很少注意带到学习任务中来的观念。然而，这些观念很可能对儿童能够和确实在他们的科学课上学到什么具有重要的影响。”“这种学习观表明，科学教学和课程开发中考虑和理解儿童自己的观念与清晰地呈现教科书上的科学理论是同样重要的。”德瑞福举了一个例子，她说，如果一个来访的客人给你打电话，说到你家去的路上迷路了，你的第一个反应也许是问他，“你现在在哪里？”你在不知道客人从哪里出发的情况下，不可能很清楚地给他指路。与此相类似，在科学教学时，课程设计既要考虑科学教材上的知识和观点，同时也要考虑儿童自己的观点，并把两者结合起来考虑。
需要注意的是，建构主义原则上否定了教师在“传授”知识，但并不否定教师在促进学生学习科学方面所负的教学责任。它只是强调，知识在建构主义者看来不再是一种商品，可以不经过一个转变过程就从教师的头脑里传输到学生的头脑里。即使教师有意要以交流来传递知识，他所传递的概念、思想、技能等等，也必须经过接受者从他们自己的经验予以解释（在此意义上亦即转换），才可以变成他们自己的东西。 （三）教师与科学课程开发问题
如上所述，建构主义理论认为学生学习科学时，并不是从“零”开始的，学生学习一个科学课程以前，就已经在日常生活中对所涉及的自然现象形成了某种认识，这些认识在国际科学教育文献里有许多不同的叫法，如选择性框架(alternative frame-work)、错念(misconception)、先见(preconception)、儿童的科学(children's science)，等等。基于对科学学习的这种理解，德瑞福反对在科学教学中一味地强调“做中学”。20世纪60年代英美等国家科学教学中支持动手操作活动(practical work)时流行这样一句口号：“我动手做，就会理解。”(I do and I understand.)。可是，德瑞福多年的研究表明，许多学生的实际感受是，“我做了，却越发糊涂。\为什么呢？因为科学的理解与人们对自然现象日常的理解是不同的，学生仅凭“动手做”并不能从日常的理解转变为科学的理解。这里，60年代人们忽视了学生从他们自己的选择性框架转变到科学的理解，没有通过科学教学实现从他们自己选择性框架到科学概念的理智飞跃。难怪就越做越糊涂了。