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小学科学教育知合力研究

发布时间:2023-01-28 14:15
摘要     I
Abstract V
第一章问题与构架:绪论 1
第一节 研究问题和研究意义   1
一、 问题提出的背景和缘由   1
二、 研究问题的提出 4
三、 研究意义 5
第二节核心概念界定… 5,
一、 知合力概念的由来   6'
二、 知合力概念的定位 6
三、 知合力概念的内涵   7
第三节研究现状及其述评 8
一、 关于科学教育知识整合的研究 8
二、 关于教学方式的研究 - 11.
三、 关于知核力的研究 13
第四节研究方法和研究设计 13
一、 研究方法 14
二、 研究假设     15
三、 内容框架 16
第二章审视与反思:小学科学教育存在的问题及知合力的意义....19
第一节理解科学教育 19
一、 科学教育的产生和发展   19
二、 科学教育的合理定义   23
三、 科学教育的内容   25
四、 科学教育的目的   27
第二节科学教育问题的审视与反思 29
一、 科学教育知识的片段化 29
二、 教师科学教育知识整合意识和整合能力的低效化 30
三、 学生完整的科学教育知识样态的箱格化 31
第三节 科学教育及知合力的意义 31
一、小学科学教学的优化 32
二 学生科学素养的提升 34
三、教师科学教学智慧的生成 .....36
第三章 支撑与承载:知合力的理论基础 41
第一节知识与能力的复杂关系理论 ....41
一、 知识与能力相互制约和促进的复杂关系.   41
二、 知识促进能力有效转化和发展的复杂关系 43
第二节学科知识综合分化理论     44
一、 学科知识的综合分化促进新的能力或力量的产生 44
二、 科学教育知识的综合分化促进新的能力或力量的产生 45
第三节复杂性科学:合理优化的系统整体大于部分之和 46
一、 合理优化的系统整体大于部分之和 46
二、 合理优化的学科知识整体促进新的知识、能力或力量的涌现 47
第四节脑相容学习理论:以整体而自然的方式习得人的能力、力量 47
一、 人类重要的能力、力量都是以整体而自然的方式习得 47
二、 促进人脑以整合组型的方式创造认知的价值 48
第四章探析与明理:小学科学教育知合力的内涵和维度 49
第一节 知识的内涵及分类      49
一、 知识的内涵    49
二、 知识的分类   50
第二节 力、整合和合力的内涵及维度 53
一、 力的内涵解析 53
二、 力的维度   57
三、 整合的含义   61
四、 合力的理解 63
第三节 知合力的内涵及维度 64
一、 知“合力”与“知合”力的内涵. 64
二、 知“合力汀与“知合”力的区别 66
三、 知合力的维度 67
第四节 小学科学教育知合力的内涵及维度 72
一、小学科学教育知识整合   73
二、 小学科学力的结构及内在关系 77
三、 小学科学教育知合力的内涵 80
四、 小学科学教育知合力的维度   82
第五章显影与呈示:小学科学教育知合力的表现层面 89
第一节科学本体层面的力 89
一、 科学观察力、科学实验力、科学思维力等科学基本力 90
二、 科学实践力   ....91
三、 科学学习力 91
四、 科学创造力 92
第二节 科学生长力   93
一、 生发层面:科学生长驱动力 94
二、 操作层面:科学生长操作力 -9念
三、 实践层面:科学生长整合力 96
第三节科学启蒙力 .98
一、 观念启蒙 100
二、 知识启蒙 100
三、 方式启蒙 101
四、 技能和能力启蒙 102
第四节 科学(精神)感染力 103
一、 科学吸引力 103
二、 科学渗透力 104
三、 科学认同力   105
第五节科学转化力   106
一、 小学科学教育知合力由自在力向自为力的转化 107
二、 小学科学教育知合力由负向力或抵消力向正向力的转化 107
三、 小学科学教育知合力向知核力的转化 108
第六章架轨与筑路:小学科学教育知合力形成的有效教学方式...111
第一节 科学教育有效教学方式的内涵和意义 111
一、 科学教育有效教学方式的内涵 111
二、 科学教育有效教学方式的意义 114
第二节 合理的知识整合方式是知合力形成的基础 117
一、小学科学教育知识横向整合方式 117
二、小学科学教育知识纵向整合方式 130
第三节有效教学方式是知合力形成的实践路径 133
一、 不同类型小学科学教育知识蕴含不同层面的科学力及教学方式的建构
134
二、 大维(不同学科知识)整合促进知合力形成的有效教学方式•…….137
三、 小维(同一学科知识)整合促进知合力形成的有效教学方式……•・138
回眸与展望:结语   141
参考文献    143
致谢 153
攻读博士学位期间的研究成果 157
第一章问题与构架:绪论
一个真正的发现之旅不是寻找新的土地,而是获得新的目光。
马赛尔•普鲁斯特
任何一项研究都缘于和特定问题的相遇,而此相遇要求通过合理的发问使问 题呈现出来,因而持续的发问成为研究的常态。正如海德格尔所说的:“所谓遇上 这个问题,并不仅仅意味着这问题作为问句被说出来让人听见和读到,而且是说, 对此问题提问,亦即:使问题得以成立,使问题得以提出,迫使自己进入这一发 问状态中。”①小学科学教育知合力研究也是如此,通过更新和优化发问方式呈现 相关问题,力图为小学科学教育诸多问题的探究营造一种良好的契机。
第一节研究问题和研究意义
一、问题提出的背景和缘由
(-)科学教育知识整合具有多方面意义
科学教育知识整合不仅是科学教科书中知识的整合,还包括教学过程中科学教 育知识的再整合。它不仅是一种课程设计的组织形态,更是一种教育理念,它提 供了考察科学世界的整体观念。科学教育知识整合将会克服传统分科科学课程的 弊端,如割裂科学知识的整体性,难以统筹安排造成前后内容失配:囿于近 代科学学科门类众多和界限森严特点、囿于各门学科的独特视点、特定领域 和思维方式而设计出来的对立分歧、封闭森严的课程门类,很难在学生的人 格中得到统整;造成对科学本质的误解;养成学生单一的科学思维方式;忽 视科学-技术-社会-环境(STSE)、科学-技术-工程-数学(STEM)的关系等。 通过科学教育知识整合,教师可以充分运用有限的教学时间,传授与生活相关的 科学新知,帮助学生对所学知识与生活加以融合,并让学科间相关的主题集中在 同时段指导。它可以避免或减轻科学教学内容中的重复,激发学生的学习兴趣, 使学生获得关于科学教育知识的一个整体架构,形成关于科学教育的整体图景; 便于向学生展示一个丰富的、动态的、灵活的知识体系,使学生在具体的教学情 境中实现知识内容的调整和优化;易于向学生呈现一个全景式、多学科、多维度
①[德]海德格尔形而上学导论[MJ.熊伟,王庆节,译,北京:商务印书馆」996:前言 的视角和立场,形成学生进行整体思维的认知结构;同时,促进学生在科学知识 整合的过程中达成科学观察力、科学实验力、科学思维力、科学学习力、科学实 践力尤其是科学创造力的相互创生、和谐发展。
(二)科学教育知识整合成为大势所趋
当代教育与课程改革的发展越来越凸显出整合的趋势和特征。对此,日本学者 佐藤正夫指出:“课程统整的问题是现代课程改革运动的根本问题之一。实际上 可以说,现代课程改革运动就是围绕着课程统整问题展开的。”①2001年《基础教 育课程改革纲要(试行)》中强调:“改变课程结构过于强调学科本位、科目过多 和缺乏整合的现状,整体设置九年一贯的课程门类和课时比例,并设置综合课程, 以适应不同地区和学生发展的需求,体现课程结构的均衡性、综合性和选择性。 改变课程内容“难、繁、偏、旧”和过于注重书本知识的现状,加强课程内容与 学生生活以及现代社会和科技发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验,精选终 身学习必备的基础知识和技能/②。知识整合主要回应于“一方面知识是分离的、 被肢解的、箱格化的;而另一方面现实或问题愈益成为多学科的、横向延伸的、 总体的,这两者之间的不适应变得日益宽广、深刻和严重「③
具体到科学教育,其内容和知识的整合首先源于科学自身的统一性。关于科学 自身的统一性,国外学者认为:“科学是内在的统一体,它被分解为单独的部门不 是由于事物的本质,而是由于人类认识能力的局限性。实际上:存在着由物理到 化学,通过生物和人类学到社会科学的连续链条/④可见,科学的本质是综合统 一的,各门学科是相互联系、相互渗透的;科学的探究过程具有统一性,每一个 学科的发现都需要其他学科为依托。对此,需要也必须通过科学教育内容和知识 的整合来加以反映和体现,分科的科学课程及课堂教学无法全面的体现这一特征。 正如齐曼所说的:“从科学作为一个整体被考察和描述一一无论是多么模糊一一的 立场出发来审视科学是非常有利的/⑤21世纪以来随着科学技术的迅猛发展,“整 合”成为世界范围内基础教育阶段科学课程改革的核心理念和发展趋势。无论是 温•哈伦等七位学者编著的《科学教育的原则和大概念》、美国学者的“少即是多” 理念还是美国《K-12年级科学教育的框架:实践、交叉概念以及核心观念》等都 凸显着科学教育改革中的“整合”趋势。“西方科学从17世纪以来的发展不仅是
①[日]佐藤正夫.教育学原理[M]•钟启泉译.北京:教育科学出版社,2001:415.
②转引自教育部网站 http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/xnoe/moe_309/200412/4672.html
③[法]埃德加漠兰.复杂性理论与教育问题[M].陈一壮,译.北京:北京大学出版社^001,24.
④[德]M.普朗克.物理学世界图景的统一[M].莫斯科出版社,1966.转引自卢启文.现代综合进化论和社会生物 学[J].北京大学学报(哲学社会科学版),1988(3):67・75・
⑤[英]约翰济曼*真科学[M].曾国屏,等,译上海:上海科技教育出版社,2002:15.
学科性发展,而且也是超学科性的发展。应该说明,不仅有各门科学,而且也有 '统一的’科学;……如果科学不是超学科的它就从未成为科学「①盖尔曼认为: “我觉得我们所要致力于研究的是今天正呼之欲出的、跨越科学不同学科的大整 合……我们必须给自己制定出一个真正宏伟的目标。这就是面向呼之欲出的科学 大整合一一这一整合将涵盖许许多多学科分支②另外,小学教育阶段科学教育 的综合性、持续启蒙性等性质,有限的课堂教学时间和无限的科学教育知识的矛 盾,科学教育知识内在逻辑结构,小学生的身心发展特点和认知发展水平以及科 学技术发展对人们科学素养和能力发展的要求等因素某种程度上都需要并促成小 学科学教育知识的整合。正如周光召指出的“科学教育不应该传授给孩子支离破 碎、脱离生活的抽象理论和事实,而是应当慎重选择一些重要的科学观念,用恰 当、生动的方法,帮助孩子们建立一个完整的对世界的理解。”③还有学者认为,“知 识原本即是人类由实际问题的探究中产生的,本身是整体的。即使后来依探究方 法与特定问题而分类成为学科,但是若要解决问题,仍须各种不同知识相互参照, 才可掌握问题的意义与解决方式S④因此,科学教育应把科学知识带离分科的间 隔而置于科学知识的整体脉络中,还原科学知识的整体面貌,为科学教育各个维 度、层面、类型的知识建构有意义的联系,形成有效而高效的整体。可见,科学 课程改革对科学课程和科学教育提出了新的要求,科学教育内容和知识整合已成 为小学科学教育发展的必然趋势,这既是科学自身发展进程中的自然规律,也是 科学的内在特性、生产力提高和社会进步所提出的现实要求。
(三)当前我国小学科学教育知识整合困境的审思
小学科学教育是为丰富学生科学知识、提高学生学习、应用和发现科学知识 力、形成学生正当性的科学价值原则和价值品质所进行的具有科学探究性质的启 蒙性、综合性的指导学习活动,其宗旨是提升学生科学素养。当今科学教育内容 虽然在小学和部分中学教科书中已实现整合,受传统分科课程观念的影响,小学 科学教育内容整合还存在着一些问题,主要表现为:第一,教师在相当程度上缺 乏科学知识整合的意识和能力。目前我国科普人才短缺,小学严重缺乏具备多学 科交叉背景的知识和一定的专业能力的专职科学教师。很多教师囿于自身学科背 景和专业能力的限制,难以实现对多学科、多维度、多层面、多类型科学知识的 统筹、优化和整合。还有些教师受到自身学科结构和分科课程观念的影响,消极
⑦[法]埃德加•莫兰*复杂性思想:自觉的科学陈一壮,译.北京:北京大学出版社.2001,102.
②[美]米歇尔•沃尔德罗普•复杂——诞生于秩序与混沌边缘的科学[M]•陈玲,译•北京:生活•读书噺知三联书 店.1997:95.
蔭[美]温•哈伦.科学教育的原则和大概念["]•韦饪译北京:科学普及出版社.2011:序言.
④周淑卿.课程统整模式:原理与实作[M].嘉义:涛石文化事业有限公司,2002.16.
对待科学教育知识整合。第二,科学教育知识整合方式及教学方式存在一定的不 合理性。对科学教育知识采用单维度、简单的整合方式或是在科学知识教学中采 用单一的、不合理的教学方式等都难以实现科学教育知识的整合和意义的提升。
如教师在科学知识教学过程中,常常采用传统的科学知识讲授方式,虽然某种程 度上有利于陈述性科学知识的掌握和习得,却很难实现科学探究和发展学生的科 学思维等。第三,科学教育知识整合的层次较低。在教学过程中相当程度上还是 形式上的整合而非实质整合。换言之,科学教育知识还处于简单拼接阶段或低层 次的整合阶段,尚未实现实质的、高层次的整合,缺乏系统的整合范式以及脉络 清晰的导航图,科学知识呈现出碎片化和断层化特征。第四,科学教育知识整合 的意义彰显不够,没有充分显现出来。
二、研究问题的提出
针对在小学科学教育中怎样组织和整合科学知识更能发挥尽可能大的价值这 一主题,探讨小学科学教育知识整合的必要性、可行性、机制、价值、条件、方 式、途径、程度等,为了便于在理论和实践实质性融合意义上深入系统研究上述 问题,提出小学科学教育知合力这一范畴,作为思维枢纽和概念工具。以此为致 思的发力点,本研究关注的问题展开为以下四个方面:
第一,如何探究小学科学教育存在的问题及知合力的意义。具体涉及以下问 题:科学教育如何产生和发展的?何为科学教育?科学教育内容是什么?何为科 学教育目的?科学教育存在哪些问题?这些问题与知合力的关系?小学科学教育 知合力具有何种意义?小学科学教育知合力在促进小学科学教学的优化方面有何 意义?小学科学教育知合力在提升学生科学素养方面有何意义?小学科学教育知 合力在发展教师的科学教学智慧方面有何意义?
第二,小学科学教育知合力形成的理论基础包括那几个方面?这几个方面的 理论如何为本研究提供理论支撑?
第三,如何明晰知合力的内涵和维度。具体涉及以下问题:何为知识?如何 对知识进行合理分类?何为力?力包括哪些维度?何为整合?何为合力?整合方 式有哪些?如何在上述问题解析基础上理解知合力的内涵和维度?如何确定小学 科学教育知合力的内涵和维度。具体涉及以下问题:如何理解小学科学教育知识 及其层面、类型和维度?如何理解小学科学教育知识整合?如何理解小学科学力 及其层面和内容?如何在上述问题阐发基础上理解小学科学教育知合力的内涵及 维度?
第四,如何阐述小学科学教育知合力的表现。具体涉及以下问题:小学科学 教育知合力整体上的转化趋势是怎样的状态?科学转化力、科学生长力、科学启 蒙力和科学(精神)感染力分别意味着什么,其关系如何?
第五,如何分析小学科学教育知合力的形成的有效教学方式。具体涉及以下 问题:何为科学教育有效教学方式的内涵和意义?为何合理的知识整合方式是知 合力形成的基础?横向整合方式和纵向整合方式有什么特征和要求?为何有效知 识教学方式是知合力形成的实践路径?不同类型科学教育知识及其整合需要建构 何种有效教学方式?大维(不同学科知识)和小维(同一学科知识)整合促进知 合力形成需要建构何种有效教学方式?
总之,对于小学科学教育知合力的研究既折射出科学教育知识整合、科学教 育知识整合与科学力发展关系、知识教学促进科学教育知识整合及科学力发展等 问题的广度和深度,也显示出对于该问题的多重层面、多种视角、多元维度的阐 释和解决。
三、研究意义
本研究的理论意义有三点。第一,小学科学教育知合力体现了科学本质和科 学教育本质,对其研究有助于从新的角度深化对科学本质和科学教育本质的理解 和研究。第二,研究小学科学教育知合力为科学教育中的知识整合乃至内容整合 研究找到新的关照视角、研究路向和解释途径,有助于加大对科学教育发展中存* 在问题的透视力度。第三,小学科学教育知合力研究是科学教育理论整体研究中 的重要环节,有助于拓展、丰富和深化科学教育理论研究。
本研究的实践意义也有三点。第一,有利于引发小学科学教育实践者对于科 学教育知识整合、科学教学方式及包括能力在内的科学力发展现状及相互关系的 反思,帮助其形成合理的观念。第二,为小学科学教育知识整合程度提高和小学 科学教学方式的改进提供相应的具体策略建议,更好促进小学生科学力的发展和 科学素养提升。第三,分析和发现现行部分小学科学教科书中的存在问题,为小 学科学教科书的进一步改进提供若干需要思考的问题和相应策略建议。
第二节核心概念界定
对于知合力的研究意味着对知合力的不断思考,而思考的前提是对该问题持 续有效的发问,持续有效的发问表征着对问题深入地哲思与探寻。对知合力的发 问不仅是对其背后所隐含可能性的挖掘和揭示,也是对其根源的反思和审视。“真 正的提问总是包含着一种对于可能性的揭示和保持,从而悬置了文本和读者当前
观点的假定的最终确定性/①因此,要研究知合力,首先需要立足于知合力的根 源,着眼于知合力的可能性对其概念及相关问题进行发问,“知合力是怎么产生 的? ”、“什么是知合力? ”、“知合力表现为哪些层面? ”“知合力形成方式如何?" 等。上述一系列问题构成了本研究的“问题域”,它既需要在理论方面加以澄清和 运思,又需要在实践层面加以验证和解决。
—、知合力概念的由来
反思“在课堂教学中怎样组织和整合知识更能发挥尽可能大的价值”这一问 题已久,却苦于找不到准确合理的概念来描述和界定这一问题。
在听课的过程中,经常听到有些老师抱怨说:“教材中涉及的知识很多,我一 节课紧赶慢赶还是有很多知识点没讲完”、“这些知识点都讲过多少遍了,学生们 还是记不住、不会用S “上课时不知道如何整合课堂教学知识”、“有时按照自己 的理解进行整合但是效果并不显著”等。这是我们在听课过程中经常遇到的现象, 从这些现象中反思,一方面,教师能否对及怎样对教科书中的知识及课堂教学知 识进行有质量、有尺度的整合;另一方面,学生能否对及怎样对所学习的知识进 行整合和内化进而转化为自身的能力、品格、道德等。我一直困惑并努力寻找一 个概念试图对这些现象进行阐释和深描,这是本研究需要解决的首要难题。
郝文武教授的文章《知核力:知识的两大本性及其相互影响的复杂层面和关 系》对本文知合力概念的产生具有重要的指引和统领作用,虽然本文的知合力与 郝文武教授的知核力所蕴含的意义不同,但这篇文章有如醍醐灌顶,让我对知合 力的概念有了较为清晰的轮廓。胡楚东教授的《论知识整合力》从社会政治、经 济、文化、社会生活及人的全面发展的角度论述了知识整合的重要性及知识整合 力的意义,对知合力概念的产生具有重要的启发意义。本研究知合力概念的产生 正是直接得益于此。“知合力”概念正好与我一直困惑的问题相契合,成为深入系 统运思的得力概念工具。
二、知合力概念的定位
知合力是普遍存在的,它既存在于自然学科领域、也存在于人文学科领域和 社会学科领域;既存在于语文、数学、英语、历史、政治等课程中,也存在于地 理、化学、生物、物理等课程中;既存在于课堂教学中,也存在于教科书中。知 合力在不同的场域既具有普遍特征,又具有一定的特殊性。要对不同场域的知合
①[德]伽达默尔•哲学解释学[M].夏镇平,宋建平,译.上海:上海译文出版社,1994:12.
6
力进行阐释和研究,明晰知合力的本质内涵及特征,区别知合力与其他相关概念 的关系,首先要对知合力概念进行定位。
1 •知合力表征着一种关系,即复杂性关系。它至少涉及以下几种复杂的关系: 一是不同类型、维度、层面的知识存在着复杂的内在交互作用和生成关系;二是 不同类型、维度、层面的知识与能力.品格、道德发展之间的复杂关系;三是不 同类型、维度、层面的知识整合与不同整合方式、教学方式和学习方式的关系; 四是,课堂教学场域的复杂性、师生自身能力和素养与知识整合效果的关系等, 知合力表征着各种关系的汇聚交织,它不仅印证着知识相互作用整合的质量、尺 度和路径,也解释着知识的有效组织和整合促进价值更好发挥的形成机制。
2•知合力体现着一种思维方式。即立体的、全息的、复杂的、整合的思维方 式。研究对象的多元性、复杂性、情境性决定着思维方式的立体性、全息性、复 杂性,同时蕴含着整合性特征。这些思维方式强调整体而非仅仅各部分的视角,股 强调立体而非仅仅平面的视角,强调全息而非仅仅单维的视角,强调整体内部不 同类型、层面、维度的知识的整合融通,而非不同知识的累积叠加。知合力试图 打破关于知识整合和研究的点状思维和割裂式思维,对不同维度、层面、类型的 知识整合及知合力形成全局整体的把握。知合力对复杂思想的体现不仅是便于考 查科学教育现实的复杂性,更是为了考察它本身固有的复杂性以及它使师生面对 的问题的复杂性。
3.知合力承载着一种价值追求。在科学教育中主要体现为发展科学力和提升 科学素养。知合力不仅承载着宏观层面的价值追求,也承载着微观层面的价值追 求;既承载着理论方面的价值追求,也承载着实践方面的价值追求。一方面,将 为知识整合乃至内容整合研究找到新的关注照视角、加大对科学教育发展中存在 问题的透视力度以及拓展、丰富和深化科学教育理论研究作为价值追求。另一方 面,将为小学科学教育知识整合程度提高和小学科学教学方式的改进提供相应的 具体策略建议和更好促进小学生科学力的发展和科学素养提升作为价值追求。但 无论是哪个层面的价值追求,最终指向的是学生的科学力的发展和科学素养的提 升。
三、知合力概念的内涵
“知合力”中“知”作为名词,即为知识之意;“合”作为动词,即蕴含整合、 统合、契合之意;“力”作为名词既有力量之意,又包含力质、力度和力道之意等。 从字面意义而言,“知合力”是指知识整合产生并发挥出来的力。知合力则是相对 于知识非整合产生并发挥出来的力而言的,具体而言,是指将有着整合可能性但 却未整合或整合不够的不同类型、维度、层面的知识依据某种原则和方式加以序 化、融通、聚焦、建构,使知识成为一个新的统一整体的过程中所产生并发挥出 来的力。不同类型、维度、层面的知识通过不同的方式相互整合交互作用产生不 同的力。知合力不仅致力于形式与实质的整合,也致力于内容和结构的整合。通 过形式上的整达成实质上的合,通过内容上的整达成结构上的合,进而建构一个 合理优化的系统整体,发挥知识的整体效能和实现力的最大发挥。可见,知合力 既关涉知识整合的动力、内容和方式,又关涉知识整合的目标和结果。它具有同 类聚合性、同向旨归性、结构协调性、新质涌现性等特征。
第三节研究现状及其述评
目前国内外学界虽然尚未开展关于小学科学教育知合力的专门研究,但关于 科学教育知识整合的研究、关于教学方式的研究、关于知核力的研究等方面的研 究与小学科学教育知合力研究存在实质性密切关联,为小学科学教育知合力研究 提供了重要的思想资源、研究基础和理论启发。
一、关于科学教育知识整合的研究
随着综合科学课程的实施,科学教育知识整合的意识和观念在课程实施中得到 凸显和强化,国内外相关研究也随之增多。国内外学者对科学教育内容整合尤其 是科学教育知识整合已有很多研究。有的学者基于科学教育内容整合的设计、结 构、方式及意义等方面进行研究,如综合科学课程整合设计研究、围绕“大概念” 整合科学教育知识研究、科学教育知识整合的意义研究、通过STEM (科学-技术- 工程-数学)整合科学内容研究、通过STSE(科学-技术-社会-环境)整合科学知识 的研究等;科学教学研究的取向不断发生变化,从宏观的教学内容整合设计走向 教学内容整合的实施研究;有的提倡内容整合的科学教学,关注教师的教学设计、 实施、反思和评价以及教学内容整合的要点和步骤等;还有的学者强调科学课程 实施因素影响,从教学方式、学习方式、教学内容.师生关系的关系等要素来考 察科学教育知识整合。虽然学者们从多角度对科学教育内容整合进行了研究,但 科学教育内容尤其是科学教育知识应通过何种方式、以何种维度进行整合,是值 得进一步深入研究的。
(-)国外学者关于科学教育知识整合的研究
国外学者对科学教学内容整合尤其是整合的方式和维度作了相关研究。美国初 中综合科学教科书《物理科学》就是按围绕着物质、能量、变化和技术四个“大 概念”把物理和化学的内容组织起来。①莫兰认为,科学课程“或通过概念或认识 图式的流通,或通过越界或相互干预,或是通过把学科复杂化为多技能应用的领 域,或是通过新的认识图式或新的解释性假说的涌现,最后或是通过构成可能把 各学科领域连接在一个共同的理论系统中的组织性概念,如此来打破学科间的隔 绝状态,从而推进科学的发展②莫兰基于学科间的越界和巡回、认识图式的重 组、共同理论系统的构建等方式来探讨科学教学内容的整合。正如韦斯特布罗克 (Westbroek)所强烈揭示的,人们正在走向一个关于地球的地质一生物一物理学 的概念,在这个概念中人们把与生物起源有关的物理特性(如空气中的氧,含钙 的石灰岩等等)系统地整合起来,在某种生命不仅是地球物理学条件下的一个产 物,而且是一个施加作用的因素。Godson提岀综合科学课程组织的三种方式:通 过科学素养整合;通过学生的调查研究来整合;通过社会问题来整合。④卢瑟福等 建议综合科学课程可以采取四种方式来综合,“科学概念方式;探究方式;相关主 题的方式,又可以分为环境科学的方式和应用科学的方式两种;科学过程方式「 ^Showalter提出通常可以围绕着过程、概念、问题和自然现象等来组织综合科学 课程。⑥Cohen提岀的综合科学课程的七种类型分别为:混合课程(mixed course). 关联课程(interrelated course) >整合课程(unified course) >多学科课程 (multidisciplinary course)、跨学科课程(interdisciplinary course)和超学 科课程(transdisciplinary course) 0⑦加拿大科学课程专家埃肯海德(G. S.Aikenhead, 1994)认为,“常见的概念统整的科学课程内容抽象、做作且不具有 普遍性,不适合学校与学校之间的通用,提出了以STS内容为科学课程统整线索 的STS科学课程的8种科学课程内容统整模式(激发学习动机的STS、临时引入的 STS内容、有目的的融入STS内容、单一学科的STS探讨、多科学的STS探讨、针 对STS的科学、以STS为科学学习主线、探讨STS议题),以课程内容的结构和评 价方式作为两个维度表征课程统整结构的特征/⑧主题方式严格意义上是跨学科
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②[法]埃德加•莫兰•复杂性理论与教育问题[M]陈一壮•译.北京:北京大学出版社,2004:203.
③[法]埃德加•莫兰•复杂性理论与教育问题[M]陈一壮,译•北京:北京大学出版社,2004:116.
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课程,就是各科中与主题相关的内容进行整合。Blum在《探索综合理科教学的原 理》一文中曾对综合科学课程开发的理论基础、统整方式、范围、强度和模式上 进行了系统的研究和总结。他建议“把环境问题作为综合科学课程综合尺度的第 三个尺度(另外两个为范围和结合程度)/ ®Gerovsky研究如何依靠环境教育的方 式整合科学课程,他提出环境教育分为通过环境来教学、关于环境的教学和为 了环境的教学三种形式或者说是三个阶段”。②Holton在其著作《物理科学的概念 和理论导论》中强调“科学本质方式并且结合科学史把物理学(涉及部分天文学、 化学和地球科学的内容)的内容综合起来,把重点放在科学中的发现、推理及概 念形成的本质上/③
(-)国内学者关于科学教肓知识整合的研究
国内学者关于科学教育知识整合也做了相关的研究。有的学者主张某一方式或 维度对科学教学知识进行整合。如朱清时等主编的《科学》中提出,“以”统一的 概念'方式来整合综合科学课程,用物质系统的层次、运动与变化、相互作用、 结构与功能、转化与平衡、发展与和谐等“统一的科学概念和原理”来统领每册 书的各章/④但运用“统一的概念”去整合各章节内容在整合的契合度和层次方 面可能会有些牵强。有些学者主张多种方式来整合科学课程内容。潘苏东认为,“综 合科学课程内容的组织结构方式主要有科学概念方式、主题方式、环境科学的方 式、STS方式、科学过程和科学方法的方式、科学探究方式以及强调科学本质的方 式等七种/⑤范树成认为,“综合理科课程的综合方法主要有:以某一学科为中心 组织教材;以概念为中心组织教材;以科学的研究方法和过程为中心组织教材: 以主题为中心组织教材;为环境科学为中心组织教材;以心理学的原理为指导组 织教材;以自然科学的应用、自然科学与社会科学、社会问题的联系组织教材; 以活动为线索组织教材/⑥李家清等人提出,“科学课程内容的选择和统整应遵循 两条线索:&•以'人与自然'为主线,按照'认识自然现象…揭示自然本质…关 注自然资源与环境’'协调人与自然'四大板块为框架,以若干问题中心为形式釆 取组合、统合、融合渐进模式构建课程标准;b.科学课程应突出科学性、基础性、 综合性和探究性。在精选内容的基础上依据知识,方法、过程、能力,人文情感
①Blum, A. Towards a Rationale for Integrated Science Teaching[J].In Unesco. New Trends in Integrated Science Teaching.1973.Vol. II :29-45.
②Gerovsky, J. Environmental educational as an integrating concept in science teaching [J]. In UNESCO. New Trends in Integrated Science Teaching.1973, VOL. II :127-139.
③G Holton, S.G Brush.物理科学的概念与理论导论(上册),(下册)[M].张大卫,等译,戴念祖,等译.北京:高等 教育出版社,1983,1987.
④浙教版《科学》教材编委会.浙教版《科学》教材的体系与特点[N]冲国教育报,2002-1-25(8).
⑤潘苏东.综合科学课程内容组织结构方式的分析[耳比较教育研^2005(5):49-54.
⑥范树成.综合理科课程的新探索[JJ.外国教育研究,1998(1):23-27.
三线索有机整合,以建构一个立体的科学教育体系,也是课程组合和整合的主要 对象/①王秀红等认为,“科学课程的内容组织划分为宏观、中观和微观三个层次。 宏观层次的组织主要涉及综合范围的确定,中观层次的组织涉及整体的设计思路、 综合方式等问题,微观层次的组织主要涉及具体的综合方式等问题,课程的综合 程度主要通过中观和微观层次的组织来直接体现,用并列型、组合型、融合型等 类型来判断综合科学的统整程度/②周勇则认为,综合理科课程统整设计方式有: 通过具体统一性的核心科学概念与原理进行统整;通过科学探究学习活动进行统 整;通过反映STS相互关系的重大课题进行统整。③孙丹儿基于课程统整理论的研 究,提岀了科学课程内容统整的分析模型一SCI模型中具有两个层次水平的核心要 素,用于宏观理论分析的统整取向和统整原则层次以及用于微观操作分析的统整 范围、线索以及强度等维度。且基于实践研究的需要,建构了 SCI模型的宏观要 素,即理论要素、内容要素和方法要素。④结合国内外关于科学教育内容整合嗓 究的梳理,可以发现大部分学者关于科学教育知识整合的维度研究主要集中于仝' 方面:通过对科学问题探究进行整合;通过科学大概念进行整合;通过反映STSE 相互关系的重大课题来整合;甚至有些学者强调这三个方面的相互影响、共同作 用。可见,单纯的通过简单科学概念、科学本质、过程和方法等难以实现科学教 育知识的整合;只有几个方面相互补充和促进才能促进科学教育知识深层次的、 有效的整合。
二、关于教学方式的研究
教学是教育的本体,教学方式又是教学的核心体现。虽然新课程改革在教育内 容方面已经规划了蓝图,但没有完全落实到具体的教学实践中,方法是事实本身, 回到事实本真就是回到方式本身。教学方式是教育内容落实到具体教学实实践的 承载。科学教学方式是科学教育方式的重要因素,也是科学教学内容整合的重要 手段。国内外学者关于教学方式及教学方式与科学教学内容整合之间的复杂性关 系进行了一定的研究。艾肯海德认为,传统科学教学方式的典型特征是强调收 敛思维(通向标准答案或唯一正解)并以教师的演讲为中心,而STS科学教 学则不仅强调发散思维(多样的思维路向或多种可能的答案),而且强调以学 生积极互动为中心的、丰富多样的教学策略。⑤Trigwell和Prosser等人于
①李家清,王雅初中科学课程内容选择和整合探究[J].中学地理教学参<2001(1-2):4-&
②王秀红,马云鹏,范雪媛.论我国综合科学课程内容组织的发展特征[J]教育科学,2006(12):30-32.
③周勇•综合理科课程设计研究[D].华东师范大学,2003:90・92
④孙丹儿•我国综合科学课程内容统整研究[D].华东师范大学,2010:1.
⑤Aikenhead G S.STS Science in Canada: from policy to student evaluation.//Kumar, Chub in. S.T.SzA Sourcebook on Research and Practice. New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2000:74. 1994年釆用“第二视角"(second- order perspective)即现象描述分析的 研究方法,对两所大学的24名讲授一年级物理与化学课程的教师进行了深度 访谈,并对访谈进行了录音,而后对录音材料进行了整理,最后分析得出大 学理科教师教学方式的五种类型:教师中心策略/传授知识倾向、教师中心策 略/获得概念倾向、师生互动策略/获得概念倾向、学生中心策略/发展概念倾 向及学生中心策略/转变概念倾向。①国内学者也做了相关的研究。如张立昌、 郝文武教授的《教学哲学》中认为科学教学方式已由传统的“教授"加“演示” 或“证明”转变为从学习者主体发展的需求本身出发的“发现式教学方式”、“合 作式教学方式”等。通过教学方式整合科学课程内容时,应注意从学生的个性全 面发展出发,不能忽视学生的智力的创造力,以学生的生活实践经验为基础,变 讲授为主的教学为问题解决教学,引导、启发、示范、激励、评价和组织各种探 究活动。②周勇在其《综合科学课程开发范式论》中强调以科学探究为核心的 教学方式,把科学探究过程演变为:形成科学探究能力、训练科学方法的过 程;建构科学知识及其意义,形成基本科学技能的过程;探究当代科学、技 术与社会发展之间相互关系的过程;体验科学探究过程、形成科学态度、情 感和科学价值观的过程。③王海红从科学创造力的角度,通过教学实验研究, 探讨教师因素中教学方式(讲授式、探究式、讲授式+探究式)对于创造性科 学问题提出的影响。她认为不同的教学方式对学生创造性科学问题提出能力 的影响不同。讲授+探究式教学在创造性科学问题提出能力的影响上显著优于 其它两种教学方式。④胡静明确提出以活动的方式作为教学的基本方式,探究 型活动方式、交往型活动方式、体验型活动方式及创造型活动方式是科学教 学中最主要的方式。⑤
国内外学者从相关角度和范畴对科学教学知识整合的方式及与教学方式的关 系作了相关研究,对于科学教学知识整合方式的相关研究较多,但是却没有深入 探讨科学教育知识整合的意义,不同教学方式对于科学知识的增长和科学能力的 发展作用是不同的,通过何种教学方式能更有效地促成意义的实现。这是值得我 们进一步深入思考的问题。具体表现为以下几个方面:第一,着重于科学教学知 识整合方式的探讨,却很少反思科学教学知识整合的意义和价值。意义和价值引 导的缺失,科学教学知识整合某种程度上会与目标背道而驰,而陷入困境。第二,
①Trigwell,K. Prosser,M. & Taylor,P. Qualitative differences in approaches to teaching first year university science [J], Higher Education, 1994,27(1)75-84.
②张立昌,郝文武.教学哲学[M]・北京:中国社会科学出版社,2009:135-137.
③周勇•综合理科课程设计研究[D].华东师范大学,2003:91・
④王海红.教学方式对创造性科学问题提岀能力影响的实验研究[D].山西师范大学,2010.
⑤胡静.STS视阈下的创新教育——中小学创新教育的教学方式探究[几辽宁教育研^007(2):56-58.
对教学方式尤其是科学教学方式的探讨总体来说较少,目前教学方式还存在着涵 义不够清晰,分类不够明确,研究不够系统,实践运用不够合理等方面的问题, 需要进一步深入的阐释。第三,对于何种方式能实现科学教育知识的最优整合、 通过科学教育知识整合是否产生力、产生什么力,科学知识教学方式能否促进知 识整合和科学力的产生、不同知识教学方式对科学力的发展产生不同作用等复杂 性问题的研究不够深入。
三、关于知核力的研究
郝文武教授基于对王充“知为力”及“知识就是力量”等思想局限性的反思, 从知识的两大本性及其相互影响的复杂层面和关系角度系统研究知核力。他认为 知识是认识的主客观精神结果。科学性或真理性既是知识的根本特性,又与知识 的伦理性和能力性紧密结合,并在其中得到体现和证明。知核力涉及知识的能方 性和伦理性两大本性,知识的伦理性与人的价值取向、道德理想追求相互制约和 促进,但并非完全相对应和正相关。知识的能力性与人的智力、能力、技能相互 制约和促进,同样非完全相对应和正相关。知识及其形成、教学、应用对能力发 展和价值观形成、道德理想追求、道德品行形成具有基础、核心作用和重核裂变、 轻核聚变式作用。各层面类型复杂知识形成的不同组合可产生十分类似于核能量 的无限巨大的力量。知识有效促进能力和毅力等力量的形成和提高既可能是自躱' 的,也可能是自觉的。自觉有效知识教学方式对促进能力发展和毅力形成,包括 价值观、道德理想、品行形成,彰显知识的两大本性具有基础、核心作用和核裂 变、核聚变式作用。知识是铀和氢,铀和氢是核能,并非核能力、核力量,要使 它们形成核能力、核力量及其有效利用,必须寻求和选择有效方式方法。创造性 是知识力量、能力力量、毅力力量等的有机结合的综合力量。国家的核心竞争力、 教育和企业、个人的核心竞争力不仅是知识和能力的竞争力,也是知识伦理性的 竞争力,是知识能力性硬实力与知识伦理性软实力紧密结合的竞争力。知识对能 力和德行发展的影响可能产生正向平衡和不平衡与负向平衡和不平衡四种状态。 知识教学促进能力和德行的基本目标是正向平衡,最高目标是良性非平衡,以较 小知识教学投入获得能力和德行发展的最大效果。①郝文武教授的知核力研究对本 文知合力的研究具有重要的指引和统领作用。
第四节研究方法和研究设计
①参考郝文武《知核力:知识的两大本性及其相互影响的复杂层面和关系》一文.
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—、研究方法
研究方法的选择不是取决于方法本身,而是源自于研究问题本身。研究问题 的性质决定着相关研究方法的选取和运用。知合力概念是复杂的,它不仅关涉知 识、知识整合、力等要素及各要素间的复杂的关系,还牵涉出一系列相关问题域, 如整合哪些知识、如何进行知识整合、为什么进行知识整合、知识整合的质量如 何等,反映在课堂教学中呈现出复杂的逻辑结构和动态的生成体系。因此,对于 知合力概念的研究仅采用单一的研究方法进行阐述和解释是不够的,需要多种研 究方法在具体的语境中以具体的方式相互参与、配合和融合。
(-)文献研究法
通过对相关文献资料的搜集、整理、鉴别和分析,概括提炼出已有的研究中 关于知识整合、知识整合与能力发展、知识整合方式、知识整合力等的不同的观 点和结论,为本文研究找到落脚点和突破口。在已有观点和结论的基础上进行升 华和创造,提出“知合力”的概念,并学习和借鉴相关资料进行论证分析。通过 文献资料的搜集和提炼一方面对当前科学教育知识整合、知识整合方式与教学方 式等研究的深度和限度有一定的理解,为进一步开展研究拓展新的方向;另一方 面,对文献资料的深度剖析,有利于深入分析知合力的相关理论,进而建构本研 究的理论基础和框架。
(二) 概念分析法
概念分析法是分析哲学的重要方法,包括日常用语分析、定义分析、词源分 析、隐喻分析等。在知识与力的领域中有许多概念的内涵需要进一步澄清,以便 为本研究提供能够作为论证和分析基础的概念工具。运用概念分析法旨在小学科 学教育知识、小学科学教育知识整合、知合力、科学力、小学科学教育知合力等 概念进行深度分析,力图达成比较合理的概念解释,以便为本研究提供较为系统、 完备的概念体系。
(三) 参与观察法
参与观察法要求研究者进入科学课堂,参与到师生的科学教学活动中,进行 有目的的自然观察,主要观察教师是否具有整合科学教育知识的意识和能力;教 师如何组织、优化和整合科学教育知识;教师采用何种知识教学方式进行科学教 学;小学生是否具有学习科学知识的兴趣、学生对科学问题的思考力度、学生分 析解决问题的科学力如何等问题,通过深入科学课堂进行观察呈现出科学现象、 事件和行为,衍生出相关的科学教育知识整合问题或者与该问题的联系。
(四) 文本分析法
文本分析法是分析小学科学教育中的教科书、作业、教案、试卷、资料等的 一种实证研究方法。它旨在对文本内容的组织、结构、逻辑.意识形态等进行分 析和研究,从文本的表层深入到文本的深层,进而描述文本内容的状况,把握 文本潜在的深层意义。
(五) 访谈法
访谈法是了解某一现象、事件或行为的深层原因及获得关于其更多细节知识 的重要方法。在调研过程中,采用半结构式访谈法,与十余所学校的科学教师和 学生等进行交流和座谈,就科学教育知识整合现状、科学教育知识整合方式、科 学教育知识整合质量、教师的科学教育知识整合意识和能力、教师科学教学方式、 学生学习方式等进行了较为深入的访谈,获取了相关的原始资料。在对原始资粧 进行整理、提炼和反思的基础上,加深对于知合力概念的理解,并运用相关理论 对访谈中涉及的一些问题进行分析和论证。
二、研究假设
(-)前提假设
小学科学教育知识是开展小学科学教学活动的核心要素,其组织和整合的程' 度、效度、深度等是提高科学教学质量、培养学生科学素养的关键,小学科学教 育知识的有效合理地组织和整合有助于发挥尽可能大的价值。
(-)目标假设
在前提假设的基础上,建构本研究的目标假设:
1.小学科学教育知合力有助于小学科学教学的优化;
2.小学科学教育知合力有助于学生科学素养的提升;
3.小学科学教育知合力有助于教师科学教学智慧的生成。
(三)理论假设
目标假设的成立离不开理论假设的支撑,要达成目标假设,需要建构本研究 的理论假设:
1 •小学科学教育知合力的基点是对小学科学教育知合力内涵及维度的本体性 探析;
2.小学科学教育知合力的支撑在于对小学科学教育知合力表现层面的多维性
解读;
3 •小学科学教育知合力的机理在于对小学科学教育知合力形成的有效教学方 式的合理性建构。
三、内容框架
针对前述问题,计划分为五部分展开对小学科学教育知合力问题的研究。
第一部分探究小学科学教育存在的问题及其知合力的意义。从科学教育的产 生和发展、科学教育内涵、内容及目的分析入手,生发出对科学教育存在问题的 阐述,在明晰问题的基础上,探究小学科学教育知合力的意义,分别说明小学科 学教育知合力在促进小学科学教学的优化、提升学生科学素养、生成教师的科学 教学智慧等方面具有的重要意义。
第二部分明晰知合力的理论基础。着力于知识与能力的复杂关系理论、学科 知识综合分化理论、复杂性科学理论、脑相容学习理论等的探讨与阐明,旨在为 知合力的形成提供有力的理论支撑和承载。
第三部分明确小学科学教育知合力的内涵和维度。从知识的内涵和分类及力 的内涵和维度入手,结合对整合和合力的探讨,得出对知合力内涵的理解,并在 力之质、力之量、力之度和力之道的统一中把握知合力的维度。在理解知合力内 涵和维度基础上,通过分析小学科学教育知识及其类型、整合与科学力的层面和 类型,理解小学科学教育知合力的内涵,并在力之质、力之量、力之度和力之道 的统一中把握小学科学教育知合力的维度。
第四部分阐述小学科学教育知合力的表现。在理解小学科学教育知合力内涵 和维度基础上,把握小学科学教育知合力的本体层面的力和辐射层面的力,具体 探究知合力本体层面的力、科学生长力、科学启蒙力、科学(精神)感染力和科 学转化力的含义和构成。
第五部分分析小学科学教育知合力的形成的有效教学方式。首先揭示小学科 学教育知合力的形成的有效教学方式之含义,进而从合理的知识整合方式和有效 知识教学方式两个方面具体分析。从横向整合方式和纵向整合方式两个方面探讨 合理的知识整合方式。从大维(不同学科知识)、小维(同一学科知识)及不同类 型科学教育知识整合及其内在关系出发阐述有效教学方式的建构。
 
 
 
研究碗与駛
核豳念^定|L型鯉聲迁
科WW问酬审硝反思
合加意义
知郵
理论
知识的内涵及
力、整合和合力 的内涵及维度
知合力fitl内涵及
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第手薛见与反思:育貳的问嗨哈力的意义
不幸的是多学科合并的革命并没有普遍化,在许多领域里它只是刚刚开始, 特别是在关系到人类存在的学科中。
——埃德加•莫兰
科学教育不应该传授给孩子支离破碎、脱离生活的抽象理论和事实,而是应 当慎重选择一些重要的科学观念,用恰当、生动的方法,帮助孩子们建立一个完 整的对世界的理解。
一一温•哈伦
第一节理解科学教育
要明晰科学教育的问题并建构探究问题的新视角,首先要了解科学教育产生 和发展的历史。“以史为镜,可以知兴替”。在对科学教育发展历史梳理的基础上, 探析科学教育的合理定义、内容及目的,进而为知合力概念的提出提供历史依托 和依据。
一、科学教育的产生和发展
随着科学技术的迅猛发展及现代教育制度的建立,科学教育在中小学教育中 逐渐占据稳固的地位,成为其的重要组成部分。考察科学教育的发展历史,对于 合理界定科学教育的内涵、明晰科学教育内容、阐明科学教育目的、聚焦科学教 育问题等具有重要意义。
(-)国外科学教育产生发展概述
国外科学教育的萌芽可以追溯到古希腊罗马,从古希腊的毕达哥拉斯、柏拉 图、亚里士多德到古罗马的昆体良,近代从维多里诺、夸美纽斯到狄德罗都可以 寻找到科学教育的踪迹。但直到1870年,科学教育才真正进入学校课程成为学校 教育内容的必要组成部分。在世界近代教育史上,英国哲学家、教育家斯宾塞第 一个极其鲜明的论述科学教育的重要性。他在其文章《什么知识最有价值》中系 统阐述了自己的科学教育思想,论证了科学知识最有价值,为科学教育奠定了应
有的课程地位;斯宾塞的科学是广义的科学,包括自然科学、心理学、社会学、 政治学及经济学等。英国另一位科学教育的先驱赫胥黎同样强调科学教育的重要 性,深刻论证科学教育的作用和地位。他认为科学教育的最大特点就是使心智直 接与事实联系,指岀:“假如科学教育被安排为仅仅是啃书本的话,那最好不要去 尝试它,而去继续学习以啃书本自居的拉丁文法”。①他强调学习知识首先要学会 观察,从对自然界的直接观察中总结获得结论;科学并不是把所有的知识都教给 学生,而是在学生离校前,都应该掌握科学的一般特点,并在所有的科学方法上 多少受一点训练等。赫胥黎的这些思想对当今科学教育改革有着重要的指导意义。 19世纪60年代,美国教育家赖斯积极倡导科学教育,强调科学教育旨在自然地发 展儿童的所有能力,即理智的、道德的和身体的能力。另一位对科学教育有着重 要影响的美国教育家艾略特则主张在实验室进行科学教学,发展学生的观察力和 归纳思维能力。1881年《费里法案》中宣布实施普及、义务、免费和世俗的初等 教育,规定小学科学启蒙教育的课程有地理、生物、自然和卫生。随着科学进入 学校课程,先后形成三种科学课程与教学模式,即实物教学、小学科学和自然学 习。其中自然学习模式涉及植物学、动物学、地质学、地理学和天文学,采集和 园艺种植活动是其常见教学方式。它鼓励儿童亲身体验自然,培养儿童热爱和理 解自然的态度,同时采用一种跨学科模式,科学主题学习配合读、写、唱、画、 游戏等形式。上述科学教育的发展历程中虽没有明确提出科学教育知识的整合, 却蕴含着知识整合的因素。
20世纪上半叶,国外科学教育经历一系列变革,这一时期对科学教育理论做 岀突出贡献的有克雷格和杜威。美国的克雷格研究发现儿童的兴趣主要涉及生物、 岩石、电、飞行、化学、大气以及自然科学和地球科学的其他方面。他的研究使 得小学科学课程形式上走向综合化。同时,还强调连续和统一的科学课程的重要 性。杜威则强调经验是科学教学的起点,认为学习者应从经验出发达成科学概念 和原理的充分理解。他提出著名的五步法,即暗示、问题、假设、推理、检验, 还认为其既是获取知识的手段,也是理解作为科学教学目标的科学方法的手段。 20世纪下半叶,以美国为代表的科学教育改革在20世纪50年代末至60年代进入 “黄金时期",一些学者强调科学各学科之间的联系与整合、科学史在科学教育中 的地位以及科学与社会的关系等。60年代的美国具有代表性的小学科学实验课程: 气小学科学研究》(ESS课程)的特点是以一个大主题综合相关的知识内容,强调 学生参与日常生活进行实验和探究。美国科学促进会编写的SAPA课程是高度结构 化的科学课程,意在培养学生的科学”过程技能'等”。奥苏贝尔结合有意义学习
[英]托•亨嚇胥黎科学与教育[M]•单中惠,平波•译•北京:人民教育出版社.2004:91.
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理论以及大量实验结果,提岀建构主义的科学教学模式和科学教育大概念。70年 代是一个科学教育的反思阶段,面对失业率增加和环境恶化等问题,科学教育改 革强调“适用知识”,STS教育理念出现、科学素养口号提出、环境保护教育兴起 都是其表征,其中最重要的是综合科学教育概念的提出。80年代至今,美国先后 颁布了《2061计划:面向全体美国人的科学》、《美国国家科学教育标准》、《K-12 科学教育框架:实践、交叉概念和学科核心概念》等,越来越注重科学教育的基础 性和普适性,强调科学内容的多维整合,重视科学工程实践、关注科学与社会生 活的关系等。
(二)国内科学教育产生发展概述
我国的科学教育起步较晚,其发展历程在一系列的自然或科学的课程标准及 教学大纲中得以完整呈现。1879年,同文馆正式开讲格致(自然科学)标志着史 国近代科学教育的诞生。1904年的《奏定初等小学堂章程》《奏定高等小学堂章程》 规定课程包括动物、植物、博物等,其中博物包括物理与化学。这是我国近现代 史上出现的最早的综合科学课程的雏形。20世纪初在“废科举,兴学校”的运动 中,科学教育逐渐得到重视。从1904年到1949年国家先后修订颁布了多部《小 学自然课程标准》,科学在小学课程计划所占比例、课程设置的具体形式、课程内 容及教学方法的选择等都经历了多次变化。1912年颁布的《小学校教则及课程表右 中规定:“理科宜授习见之植物、动物、矿物及自然现象,使知重要之名称、形状、 效用、发育及其相互关系,与对于人生之关系;进授物理化学上之重要现象、元 素与化合物之性质,简易器械之构造作用,人生生理卫生之大要/①1912年设置 理科,认为理科包括博物、物理与化学。1929年颁布的《小学课程暂行标准•小 学自然》认为小学自然的内容包括“关于自然现象的、关于生活需要的、关于卫 生智能的"三部分,强调小学自然的目标为:“(一)启发追求理解自然的基础知 识,并养成对于科学的研究态度和试验精神。(二)增进利用自然以解决物质和精 神生活问题的智能。(三)培养欣赏自然,爱护自然的兴趣和理想/②教学方法强 调“以乡土材料为出发点”,“学生亲身经验”等,课程设计提倡依据具体生活问 题的“大单元的设计教学”。纵观《小学自然课程标准》的修订,发现其教学目标 主要围绕自然知识的理解与掌握,爱自然兴趣和情感的培育,利于自然解决人类 生活问题的智能,获得普通的卫生医药常识、了解公共卫生的重要性等。各阶段
①课程教材研究所编.20世纪中国中小学课程标准•教学大纲汇编(自然•社会•常识•卫生卷)[M].北京:人民教育 出版社,1999:5.
②课程教材研究所编.20世纪中国中小学课程标准•教学大纲汇编(自然社会•常识•卫生卷)[M].北京:人民教育 岀版社」999:9.
的课程标准和教学大纲中虽没有明确提出自然知识的整合,但其中渗透着自然知 识的整合、知识与社会生活实践的关系等。
1949年新中国成立以来,科学在小学课程体系中的地位和价值发生了改变, 不仅是课程名称《自然》、《常识》还是《科学》的变化f还涉及教育目标和教学 方法的变化、科学课程是否独立设置等问题。这些变化主要体现于新中国成立以 来至今颁布的11部《小学自然教学大纲》或《小学科学课程标准》中。1956年颁 布的《小学自然教学大纲》(草案)提出“教给儿童一些初步的自然科学知识,促 进儿童的全面发展”的总目标下,还明确规定了自然教学的诸多任务,如“培养 儿童的辩证唯物主义世界观的基础,破除迷信和偏见”,“发展儿童的观察力,发 展儿童的语言和逻辑思维的能力”等。教材内容主要源于儿童周围常见的自然现 象和事物,按照主题形式进行编排和展开。1977年的《全日制十年制学校小学自 然常识教学大纲》(试行草案)中“教学内容的安排”中强调“照顾到知识的内在 联系”的原则。1986年《全日制小学自然教学大纲》中明确指出:“在小学时期, 对儿童进行自然科学启蒙教育,使他们获得生动具体的自然知识,发展他们爱科 学、学科学、用科学的志趣和能力,将对他们未来的成长产生深远的影响/在教 学内容的编排中,强调:"1.要根据儿童的认识规律进行编排,有的知识可以直线 上升,有的知识需要有一定的螺旋式循环。2 •要根据知识之间的内在联系进行编排, 尽可能把具有内在联系的内容组织在一个单元里……”①1992年《九年义务教育全 日制小学自然教学大纲》中将自然知识内容划分为4个系统8个单元。4个系统分 别为:生命科学、地球科学、物质科学、宇宙和空间科学。8个单元分别是:生物、 人体、水和空气、地球、力和机构、声光热、电和磁、宇宙。围绕系统和单元来 组织小学自然知识。2011年《全日制义务教育小学科学课程标准(修改稿)》中 强调:“小学科学课程是一门综合课程,能够最有效地综合自然科学各个领域(如 物质科学、生物科学、地球与环境科学)和技术领域中最基础的知识和技能。” 课程从物质科学、生命科学、地球科学等领域选取了 24个核心概念作为学习的科 学知识,并围绕这24个核心概念进行知识整合。
基于对各时期教学大纲或课程标准的分析,可以发现知识整合渗透于各时期 教学大纲或课程标准中,虽然建国前的课程标准没有明确提出知识的组织和整合, 但理科或自然的性质实可见知识整合的端倪。建国后虽在教学大纲或课程标准中 有论及“照顾到知识的内在联系”,但基本局限于教学内容的编排上。直到2001 年,才明确提出要进行课程内容的整合,并设置综合课程,加强课程内容与学生
①课程教材研究所编.20世纪中国中小学课程标准•教学大纲汇编(自然•社会•常识•卫生卷)[M].北京:人民教育 出版社,1999:88-89.
生活及现代社会和科技发展的联系,这样的规定表明知识整合的重要性,要求在 科学教学中要有效组织和整合科学教育知识,也启发人们思考在科学教学中如何 更好地组织和整合科学教育知识更能发挥尽可能大的价值。
二、科学教育的合理定义
(-)科学教育的合理定义
传统的科学教育是相对于社会科学教育或人文学科学教育而言的,是指物理、 化学、生物等自然科学学科教育的统称。一般来讲,“科学教育(science education) 泛指关于自然科学技术领域里的知识和能力方面发展的教育;自然科学是研究自 然界的物质形态、结构、性质和运动规律的科学……是人类改造自然的实践经验 即生产斗争经验的总结。”①日本《教育大事典》把科学教育定义为「初等、中簣 学校阶段的自然科学教育,即在任何学校阶段和家庭、社会所进行的自然科学帚 数学的教育”。赫胥黎认为科学教育“就是在自然规律方面的智力训练,这种训练 不仅包括了各种事物以及他们的力量,而且也包括了人类以及它们的各个方面 ②怀特海认为:“科学教育主要是培养观察自然现象的艺术,并认识和推论有关这 样一些现象顺序的规律/③随着科学技术的迅猛发展和科学认识的不断深化,科 学教育已然打破了传统的学科界限,与社会、政治、经济与文化等相互渗透,毛 于科学概念的界定也随之发生改变。国内学者^•于科学教育的涵义也做了大量前 诠释。刘德华教授认为:“科学教育不能重复科学家的真实地探索活动,只是可以 吸纳科学活动中的具有探索性的要素,可以说是一种准科学的研究活动……科学 教育的本质就是学生进行准研究活动的过程「④周青教授认为:“科学教育是一种 通过现代科学技术知识及其社会价值的教育,将科学知识、科学思想、科学方法、 科学精神内化成为学生的信念和行为,培养学生的社会责任感,形成保护自然的 意识和社会可持续发展的意识,养成健康的生活方式,能够理性地解决个人生活、 工作和社会决策中可能遇到的问题,以提高全民科学素养为目的的教育活动/⑤ 《科学教育论》中将科学教育定义为「'通过传授科技知识,发展学生的科技能力, 引导学生认识科学技术的本质和社会作用,从而培养学生科技素质的活动。其目 的是培养学生的科学素质,为他们将来从事科技活动奠定素质基础/⑥胡冬煦认
①周青.科学课程教学论[M]•北京:科学出版社,2007:5.
②[英]赫胥黎•科学与教育[岡・单中惠,平波,译•北京:人民教育出版社,2004:59.
③[英]AN怀特海.教育与科学理性的功能[ML黄铭,译.郑州:大象出版社,2010:25.
④施若谷主编.科学文化与科学教育改革[M].北京:长虹出版公司,2006:110.
®周青科学课程教学论[M].北京:科学出版社,2007:12.
⑥李太平,潘建红,等.科学教育论[Ml-北京:人民教育出版社,2010:1. 为,“科学教育是指传授自然科学技术知识为主,培养科学精神,以发展对客观世 界规律的认识,提高改造物质世界的能力为冃的的教育/①胡仁东认为:“科学教 育以客观事物为中心,它关注的是人与物的关系、人与自然的关系和整个物质世 界的关系,通过传授科学知识来培养人们的科学精神、提高科学素养的教育,引 导人们对周围物质世界的变化做出准确的事实判断,探索大自然的各种规律「②刘 子实,吴渝认为,“所谓科学教育是指以数学、自然科学和现代科学技术为教学内 容的教育。其目标是使学生了解科学知识,提高科学素养,学会运用科学方法解 决生活中遇到的科学问题,促进社会物质财富的增长”。③《科学课程与教学研究》 书中将科学教育定义为:“科学教育是致力于科学技术时代人们所必需的科学素养 的一种养成教育,将科学的知识与能力、过程方法、情感态度与价值观作为整体 体系,并使其内化成为受教育者的理念与行为的教育活动”④。
综上所述,不同学者从不同侧面对科学教育的内涵做了相应的界定。相对于 传统的将科学教育理解为多门具体的自然科学学科的统称,学者们更倾向于从传 授科学知识和进行科学研究活动两个方面对科学教育进行阐释。无论是传授科学 知识还是进行科学探究,最终的目的都指向了人的发展。但自然科学作为人类的 认识活动,不仅包括自然科学知识体系和自然科学活动,还包括社会建制这一层 面。因此仅从上述两个方面就科学教育进行界定是不全面的。虽然有学者如刘子 实等关于科学教育的界定中隐含着科学作为一种社会活动和建制的思想,但是没 有明确地加以阐述。基于对科学涵义的三个层面及相互关系的理解,可以认为科 学教育是指导学生对科学知识有目的、有计划、有组织、高效地扩大再生产及理 解科学作为一种社会活动和社会建制所进行的具有准科学研究性质的探究活动。 科学教育既不是某一门具体的自然科学学科的教育,也不是物理、化学、生物等 学科教育的堆砌,也不仅仅局限于科学探究活动,而是包括三个层面的含义:首 先它是对科学知识的有目的、有计划、有组织、高效地扩大再生产活动,旨在使 科学知识得以继承和普及;其次,科学教育是指导学生进行具有准科学研究性质 的探究活动;再次,科学教育是促使学生认识、理解科学已成为一种社会建制的 活动。当然,科学教育的三层涵义是互相建构,互相生成的。科学知识的扩大再 生产既是具有准科学研究性质的探究活动的结果,也是它的起点和基点;使学生 认识到科学作为社会建制既是具有准科学研究性质的探究活动的结果,又是它的 机制保障;而具有准科学研究性质的探究活动是使学生认识到科学作为社会建制
①胡冬煦.建立新的教育理念 推进科学教育与人文教育的融合[J]冲国高教研究.2002(11):13-15.
②胡仁东.反思与启迪:我国大学人文教育和科学教育卩]・高等教育研究.2006(3):81-83.
③刘子实、吴渝.大成之道:科学教育与人文教育的融合卩]・中国高等教育,2008(21): 50-54.
1蔡铁权"姜旭英,编箸•科学课程与教学研究杭州:浙江大学出版社,200826. 和科学知识扩大再生产的内在机制;同时,使学生认识到科学作为社会建制是科 学知识扩大再生产得以实现的社会制度保障,而科学知识扩大再生产是使学生认 识到科学作为社会建制的源泉。科学教育的内容具体包括:科学知识、科学方法、 科学精神、科学态度、科学思想、HPS和STS等。
(-)科学教育相关概念辨析
科学教育相对于物理教育、化学教育、生物教育等是上位的、综合的教育。 首先表现为整体和部分的关系,物理、化学、生物教育是立足于科学教育的某一 方面,而科学教育是立足于整个自然科学的。其次表现为层次问题。物理、化学、 生物教育和科学教育不是一个层次上的教育,尽管最终目标都是指向人的发展, 科学教育较之于物理、化学、生物教育在内在逻辑上是一致的,但在经验的整体 性上是高一层次的教育。物理、化学、生物教育在终极目标上是一致的,但是挥 讨的对象、方式等是不同的。物理是研究物理现象及其变化;化学教育是研究化 学现象及其变化;生物教育是研究生命现象及其变化。
小学、初中和高中的科学教育是不同的;小学科学教育旨在使学生初步了解 科学现象和对科学现象的原因进行探究,激发科学兴趣,主要是启蒙,以形象思 维为主,以综合课程的形式实施;初中的科学教育旨在使学生进一步了解科学现 象,对科学现象原因进行有一定深度的探究,从形象思维到抽象思维的过渡。电 前主要以分科课程的形式实施,应该向综合课程的形式发展;高中的科学教育旨 在使学生比较深入地了解科学现象,对科学现象原因进行专门深入的探究,以抽 象思维为主,主要以分科课程的形式实施。小学科学教育是以小学科学课程为载 体呈现的,但是借助于小学科学课程进行的教育不都是科学教育(如死记硬背、 灌输式的教育),中学的物理、化学、生物是中学科学教育的主要载体,但是物 理、化学、生物中的教育也不全是科学教育。这里涉及到关于科学教育是理想教 育还是现实教育的思考。科学教育特别是高中和大学阶段的科学教育,分科是学 科发展的必然趋势,也是教育教学发展规律所必需,符合学生的身心发展规律。 但是科学教育的分科形式只是暂时的,是为了能更好地推进科学教育的发展,是 为了以更深刻的方式作用于人的发展。而且科学教育在高中和大学阶段不是以综 合课程的方式来实现整合,而是通过已内化于学习者自身的整合的素质和观念在 学习过程中实现一种更高形式的整合。
三、科学教育的内容
科学教育的内容有广义和狭义之分。广义的科学教育内容不仅涉及统一的科 学概念、学科内容、数学工程技术、科学本质、科学史、科学在个人或社会中的 应用等,还涉及科学探究、科学交流、科学思维习惯与方式、科学精神等。(如图 所示)而狭义的科学教育内容主要是指科学教育知识。狭义的科学教育内容包括 教科书中静态的科学教育知识和科学教学中动态的科学教育知识两部分。由于科 学教学中动态的科学教育知识是依据具体情境不断调整和变化的,难以用文字或 图表呈现;我们只能对教科书中的静态科学教育知识予以呈现。本文采用的是苏 教版的《科学》,其涉及的科学教育知识如图。
统一的科学概念是指从物质科学、生命科学、地球与宇宙科学等学科中高度 概括出来的抽象的、普遍的概念。学科内容涉及物质科学、生命科学、地球与宇 宙科学等领域的科学事实、科学概念、科学理论及科学程序性知识等。科学数学 工程技术的相关性是科学教育的重要议题,与数学有关的概括为测量、统计和概 率;与工程技术有关的概括为模型、工程和设计。科学史是指科学发展的历史及 科学发展历程中的重大发现;科学本质包括科学知识本质、科学探究本质及科学 世界观等。关于科学在个人和社会中的运用涉及健康、环境破坏与保护、自然资 源、人口增长等问题。科学探究是指科学研究的具体方法和程序,主要表现为使 用科学仪器设备及工具开展科学感知、观察、实验,并对实验条件进行控制等。 科学交流涉及科学语言表达方式和科学语言两方面;科学语言表达方式包括口头 和书面语言,绘制图表、使用符号等。科学语言即可科学交流的语言规则。科学 思维习惯蕴藏着一定的科学价值观和科学态度。科学精神是科学的灵魂和核心, 包括理性精神、实证精神、探究精神、创新精神等,是科学知识获取、科学研究、 科学发展和科学创新的本源动力。
广义的科学教育内容呈现图
科学教育内容 具体表现
统一的科学概念 科学大概念、科学核心概念和共通概念
学科内容 物质科学、生命科学、地球与宇宙科学
数学工程技术 测量、统计和概率模型、工程和设计
科学本质和科学史 科学发展的历史及重大发现科学知识本质科学探究本质等
科学在个人或社会中的 应用 健康、环境破坏与保护、自然资源、人口增长等 科学-技术-社会-环境
科学探究 科学感知、观察、实验、条件控制等 使用科学仪器设备及工具
科学交流 科学语言表达方式
科学交流
 
 
教科书中的静态科学教育知识呈现图
(苏教版小学科学教材单元主题结构表)
 
四、科学教育的目的
科学教育目的是体现科学教育发展方向和评价标准的一系列规定,它反映科 学教育在人才培养规格、努力方向和社会倾向性等方面的要求,是科学教育内容 和科学教学方式选择的重要依据;科学教育目的不同,科学教育内容的选择及科 学教学方式的应用也会不同。当前我国科学教育理念的发展使科学教育目标定位 于“培养具有科学素养的人依据这一宗旨,科学教育目的主要体现于以下几个 方面:
(一)理解基本的科学事实、概念和原理、符号与计量系统,掌握科学教育知识 的体系和结构
科学教育知识是科学素养形成的基石,没有科学教育知识,不可能形成科学素 养。要形成科学素养,就要从不同维度、层面和类型全面地理解和掌握科学教育 知识的体系和结构。首先要把握科学教育知识的不同维度,即物质科学、生命科 学、地球与宇宙科学、科学■技术•环境■社会四个维度;其次要明晰科学教育知识 的不同层面,即低阶层面、中阶层面、高阶层面的科学知识;再次,要掌握科学 教育知识的不同类型,即科学事实性知识、科学概念性知识、科学原理性知识和 科学程序性知识。科学事实性知识是科学教育知识的基础;科学概念性知识是科 学教育知识的基本元素;科学原理性知识是科学教育知识的骨架;科学程序性知 识是科学教育知识的动力机制。
(二) 训练学生的科学技能,发展学生的科学力
训练学生的科学技能主要涉及两个方面:智力技能和操作技能。智力技能主要 包括按照合理的步骤分析和解决科学问题、按照一定的程序理解科学概念和规律、 科学估算、心算等。学生智力技能的掌握直接影响着科学学习的效率,使学生掌 握新知识的速度变快、解决问题时能切中要害;操作技能是通过学习而形成的合 法则的操作活动方式;它涉及实验操作技能,如对温度、时间、重量、长度的测 量,各种特殊的实验技术、实验器具的熟练运用等技能。发展学生的科学力是指 促进学生的科学基本力的发展,如科学观察力、科学实验力、科学分析、归纳、 演绎、概括等思维力;促进综合层面科学力的发展,主要是指科学学习力和科学 实践力(分析问题和解决问题的力);促进高层次综合层面科学力的发展,即科学 创造力的发展。同时,要促进科学非能力的发展,如科学道德力、科学毅力等。
(三) 理解科学探究过程,学会运用科学方法
科学探究是科学学习的核心环节。科学探究包括提出科学问题、猜想结果、 制定科学计划、科学观察、科学实验、科学制作、搜集证据、进行科学解释、表 达与交流、科学验证和检验等,同时,涉及对科学探究的认识,如科学探究的本 质、科学探究的特征等。科学探究能激发学生开展实践体验的乐趣和自信,帮助 他们识别科学与非科学的区别,形成正确的科学思维方式。在科学探究的过程中 学会运用科学方法,主要涉及提岀科学问题,学会对一些自然现象进行科学观察 和实验;运用科学知识对自然现象进行说明和科学解释;学会对结论进行科学验 证或检验。
〔四)培养对科学的兴趣,树立正确的科学态度和价值观
科学教育要尽可能地保有学生对科学的兴趣、好奇心和求知欲,这是开展有 效的科学学习的前提。同时,要培养正确的科学态度和价值观,这既是科学学习 的动力因素,影响着学生对科学学习的投入、过程与效果。这方面的具体目标包 括:培养学生的辩证唯物主义世界观;鼓励学生敢于依据客观事实敢于大胆想象 和提出并坚持自己的见解;愿意与他人合作与交流;认识到科学的发展,不迷信 权威;有热爱自然,珍爱生命,具有保护环境的意识和社会责任感等。
(五) 培育科学精神
科学精神是科学素养的灵魂与核心。科学精神的培育主要包括以下四方面: 科学理性精神的培育,即培养学生敢于坚持真理,依据客观事实和规律提出并坚 持自己的见解;科学实证精神的培育,即参与到科学世界,并积极为探索其中奥 妙付出艰辛和不懈的努力;科学分析和开放精神的培育,即培养学生善于思考和 分析,追求准确和精细的精神,同时,还有以谦虚的态度和包容的心态听取不同 意见,理解别人的观点;科学批判创新精神的培育,即鼓励学生大胆质疑,具有 开拓创新的意识、勇气和魄力。
(六) 理解科学本质
理解科学本质主要是培养学生对于科学本质的看法,其内容涵盖科学知识的本 质、科学探究的本质和科学事业的本质。具体而言体现为:r.科学知识具有暂时; 性,不等同于真理;2.用简单的归纳方法或单纯观察不能形成科学知识……4•在观% 察和推理之间没有绝对的界限;5•新知识由创造性思维与科学方法共同产生;6.科 学始终充满挑战,获得科学知识从来不是件容易的事;……”①学生对于科学本 质的理解和把握,对其树立正确的科学观,培育科学自由探索的精神,形成科学 道德具有重要的价值。
第二节科学教育问题的审视与反思
科学教育知识是科学教学活动有效开展的直接支撑,科学教育知识整合与科 学教育质量、学生的科学素养及科学力和教师的科学素养及教学力有着显著的正 相关,科学教育知识整合程度的高低是影响科学教育质量、学生科学力和教师教 学力高低的关键要素。当今科学教育面临的主要问题是怎样组织和整合科学教育 知识更能发挥尽可能大的价值。但由于科学教育知识的片段化、教师科学教育知 识整合意识和整合能力的低效化、学生完整的科学教育知识样态的箱格化导致科 学教育知识难以达成有效的聚焦、序化、融通和建构,直接影响着科学教育活动 的开展和师生科学素养及科学力的提升。
一、科学教育知识的片段化
科学教育知识虽在教科书中己实现一定程度的整合,但囿于传统分科思想的 影响及学科间的界限,科学教育知识多停留于组合、综合、统合的层面,契合、
①袁维新.科学教学通论[M].北京:人民出版社,2013:112.
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融合与整合的层次和水平不高,方式不合理。尤其在科学课堂教学中,科学教育 知识教学往往侧重于教科书中某一知识内容的传授,而忽视该内容与同一年级的 不同知识内容、不同年级的同一知识内容以及科学实践、科学本质和科学史之间 的关联,某种程度上割裂了物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、科学•技术- 社会■环境等各门学科间的整合性、进阶性和内在关联性,造成科学教育知识间的 隔离,科学教育知识相应地呈现出片段化的特征。具体表现为,第一,科学教育 知识繁多、知识结构较为松散,缺乏适当的拓展和链接,无法实现知识的聚焦和 融通,科学教育知识难以有效组织架构及形成连贯性、进阶性的知识体系;第二, 科学教育知识的片段化容易导致学生在学习过程中难以将所掌握的知识融会贯 通,无法形成关于这些知识的整体性、全局性的认识和理解;使学生很难增强爱 科学的情感和学习科学的兴趣,对学生难以开启科学启蒙,实现科学(精神)感 染;第三,科学教育知识的片段化导致教师的教学局限于某一知识内容的传授和 围绕这一知识内容的操作技能的训练,学生的科学思维力无法激发,科学知识难 以转化为分析和解决科学问题的科学实践力。
二、教师科学教育知识整合意识和整合能力的低效化
科学教育的改革与发展要求科学教师具备多学科交叉背景的知识、多元的专业 能力以及知识整合的意识和能力。但目前教师科学教育知识整合意识和整合能力 低效化,直接影响着科学教育知识的组织和整合及其价值的发挥。追根溯源,我 国科普人才短缺,小学严重缺乏专业的专职科学教师,许多学校的小学科学课由 语文、数学或体育老师兼职教授,一些学校即使有专职的小学科学教师,但也存 在专职并不专业的现象。这些问题的解决聚焦于跨学科背景的科学教师的培养。 但当今师范院校设置科学教育专业的较少,即使有也多挂靠于物理、化学或生物 的某一学科之下,学科课程设置也多集中于其所挂靠的学科,其他相关学科课程 设置缺乏,无法满足小学科学对于教师专业知识的专而广的要求。加之,对于小 学科学教师有组织、系统的、专门的培训较少,其专业发展受到限制,难以实现 对多学科、多维度、多层面、多类型科学知识的聚焦、序化、融通和建构。
教师的学科知识结构单一,知识面较为狭窄,难以适应科学课程整合的跨学科 性、整合性和开放性。有些教师在科学教学中只侧重于自己所学的学科知识,对 自己不熟悉的科学教育知识往往是涉及一点或一带而过,无法实现科学教育知识 的有效整合。有些教师只能按照教材中的内容进行教授,无法拓展课堂资源,科 学教学某种程度上演变为科学事实、科学概念及科学理论的传授、记忆和理解, 科学探究和科学实验异化为按教师的操作步骤开展研究。这种科学教学表面上热 热闹闹,学生也积极参与其中,但学生基本按照教师的思维方式和操作步骤开展 科学探究,并没有孵育出深刻的科学思维力和创造力。科学教学异化为科学事实、 科学概念、科学理论等知识的传授及科学操作技能的训练。
三、学生完整的科学教育知识样态的箱格化
当今科学教育中,学生不断地接受新的科学教育知识,而很多时候对科学教 育知识的学习和理解浅尝辄止,对科学教育知识的涉猎广而不深,学生获得的多 是碎片化或箱格化的知识,关于科学的学习也局限于某些科学事实、科学概念或 科学理论的记忆和理解,并通过例题进行反复演练或围绕特定的操作步骤进行科 学探究,这样很难建立知识间的相互联系,与学生学习认知结构的达成有意义联 结,无法引导学生对现实科学世界进行综合的认识。科学课堂教学多是教给学生 “授之以鱼”的箱格化的事实性、概念性、理论性科学知识,缺乏能给学生“援 之以渔”的少而精的核心科学知识。学生的科学教育知识样态呈现碎片化、箱格 化的倾向,很难在头脑中形成科学教育知识的有效组织、整合和转化。
此外,学生在接受系统的科学教育之前已经具有先入经验和观念,学生的先 入经验和观念在其接受新的科学知识和建构新的科学思维体系是,具有重要意义。 合理的先入经验和观念有利于新的科学知识的掌握和新的思维体系的建立,相反, 不合理的先入经验和观念则产生阻碍作用。这需要在科学教学过程中弄清其与神 知识间的相融合相悖之处,提高科学教学的质量。而当今科学教学中很少关注学 生的前科学经验或观念与新的知识间的关系,不利于科学教学有的放矢地开展。 同时科学教学忽视学生对某一科学教育知识的理解随着年级递增而不断发展,导 致学生无法建立对科学知识的连贯性、进阶性的理解。而“心理学研究发现,优 生和差生的知识组织是不一样的,差生头脑中的知识是零散和孤立的……而优生 头脑中的知识则是有组织和系统的,知识点按层次排列,而且知识点有内在联系。 如果把优生头脑中的知识结构画成一张图的话,就呈现出一个层次网络系统/①学 生科学教育知识样态局限于孤立的知识点或某一阶段的知识,不利于学生综合运 用各学科知识、发展跨学科概念、建构连贯的、递进的、整体的思维体系,也不 利于学生综合分析和解决科学问题能力的培养。
第三节科学教育及知合力的意义
“发现问题就是发现发展空间”,②诊断科学教育问题的目的就是要寻求科学
①杨东•儿童解决学科问题认知模型的理论建构与实证研究[D].重庆:西南师范大学,2003: 205.
②叶澜,吴亚萍.改革课堂教学与课堂教学评价改革一“新基础教育"课堂教学改革的理论与实践探索之三[J].
教育变革的切入点和生长点。科学教育面临的“怎样组织和整合科学教育知识更 能发挥尽可能大的价值"问题需要我们从科学教育知识整合的视角出 发,提出新的分析框架和改进路径。知合力的提出正是对这一问题强有力的回应。 科学教育知合力不仅是一种基本方式和基本手段,也是科学教育发展的一种视角 和立场,更是科学教育发展的一个路径和方向,它是科学教育知识的创生之路, 也是师生科学素养及科学力的绽放之路。对于小学科学教育知合力的讨论,有助 于从知识整合的视角,以知识、科学教学、教学方式和科学力的关系为基础建构 一个科学教育知识整合促进科学力发展的复杂性框架,进而促进小学科学教学的 优化、学生科学素养的提升和教师科学教学智慧的生成。
一、小学科学教学的优化
小学科学教育知合力回应了科学知识与科学力的和谐发展受制于科学学科分 科与科学知识分化的隔阂与症结。小学科学教育知合力的焦点在于科学知识整合 存在的问题,以实现物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、科学-技术-社会-环 境等学科知识的聚焦、序化、融通和建构及学科间知识的相互汇通、关联和渗透; 实现科学事实性知识、科学概念性知识、科学理论性知识和科学程序性知识及科 学本质知识、科学史和科学实践的交融;实现科学知识教学的整体性、连贯性, 进而优化小学科学教育知识样态,促进小学科学教育活动的有效开展,最终提升 小学科学教学质量。
(一)优化小学科学教育知识样态
小学科学教育知合力的形成释放促进知识的合理性聚焦、序化、融通和建构, 使知识建构为新的统一体。不同类型、层面、维度的小学科学教育知识相互融合、 相互碰撞、相互投射、相互作用,表现出一系列概念性、结构性、逻辑性的矛盾 运动,这也是在科学思维空间中寻找、发现和建立新的知识逻辑联系,实现小学 科学教育知识的有效整合和优化,进而优化小学科学教育的知识样态。
小学科学教育知识样态的优化是指小学科学教育知识达成一种整合的样态、涌 现的样态、致力于促进知合力形成释放的样态,这些样态指向小学科学教育知识 质的升华、量的合理增长、度(广度、深度、效度、程度)的和谐。主要表现为 以下三个方面:首先,表现为小学科学教育知识质的升华。小学科学教育知识整 合促进知合力的形成释放,而知合力的形成释放反过来又推动小学科学教育知识 的进一步优化和整合。小学科学教育知合力的形成释放促进科学知识的持续不断 的聚焦、序化、融通和建构,使其在成形中赋形,在自身中产生新的统一体,涌 现出科学知识的新质。这些新质的涌现一定程度上又会促使新一轮的小学科学教 育知识整合和新的知合力的产生。其次,表现为小学科学教育知识量的合理增加。 小学科学教育知合力的形成释放需要一定数量的科学知识为基础,离开了一定的 数量的科学知识,小学科学教育知合力难以形成。同时,小学科学教育知合力的 形成释放又有利于小学科学教育知识量的合理增加。小学科学教育知识量的增加 又可能引起质的变化,进而实现小学科学教育知合力与小学科学教育知识质量的 相互作用影响的有效机制的建立。再次表现为小学科学教育知识度(广度、深度、 效度、程度)的增强。小学科学教育知合力有利于梳理和优化小学科学教育知识 结构,使不同层面、维度、类型的科学知识相互贯连、相互融通、相互契合;有 利于拓展小学科学教育知识的深度和广度,使不同层面、维度、类型的科学知识 不断深入、渗透、延伸和发散;有利于师生构建完整的小学科学教育知识整合图 式和内化机制,探究和生成小学科学教育知识体系理解的不同意义和多元指向。
(二) 促进小学科学教育活动的有效开展
小学科学教育活动是一种复杂的、动态的、人为的和为人的科学实践活动, 需要教育内容、教育方式、行为主体、教育目标等的合理配合和有效作用。小学 科学教育知合力的形成释放促进科学教育活动的有效开展主要表现为:首先促環 了小学科学教育知识的进一步合理选择和有效整合。小学科学教育知识的选择珀 整合是科学教育活动有效开展的载体。小学科学教育知合力促使科学教育知识的 整合程度更高、逻辑性更强,使得科学教学的主线更加明晰、结构更加简明、逻 辑更加清晰,更好地推动小学科学教育活动的开展。其次,生成小学科学知识教 学促进科学力发展的有效知识教学方式。这些有效科学知识教学方式是小学科学 教育活动开展的有效途径和手段。科学教学方式影响着科学教育知识的选择、优 化和整合及科学力的提升。合理的教学方式不仅能促进科学教育知识的有效整合, 更能促进相应的科学力的发展。再次,形成包括能力在内的科学力的发展,小学 科学教育知合力的形成释放促进包括科学观察力、科学实验力、科学思维力、科 学学习力、科学实践力、科学创造力在内的科学力的发展。这些科学力的发展既 是小学科学教育活动有效开展的主旨和目标,也是小学科学教育活动有效开展的 重要保障。
(三) 提升小学科学教学质量
小学科学教育知合力的形成释放在教育教学目标方面有利于克服过分关注知 识传授的倾向,从而实现知识的应用和创新、知识教学促进包括能力在内的科学
力的发展,促进科学素养的启蒙和发展;有利于克服小学科学教育知识的选择、 组织和整合主要囿于学科“知识点"的倾向,从而实现不同层面、维度、类型科 学知识的整合及其与科学实践等整合,增强科学知识整合的广度、深度、力度和 效度;有利于克服小学科学知识教学促进知识整合与包括能力在内的科学力发展 方式选择的失当,提升小学科学教学质量。小学科学教育知识相互贯连、相互融 通、相互作用形成新的统一体,这个新的统一体是小学科学教学活动单元的统领 者和联接者,是科学教学活动的焦点和轴心。为小学科学教学提供了有序的结构、 明晰的主线,为科学知识教学优化找到了合适的切入点,有利于把科学教学中的 零散的知识整合起来,使之成为有机联系的统一体。小学科学教育知识整合是整 个科学教学活动开展的重要支撑,是赋予小学科学教学活动以整体性和提高小学 科学教学质量的关键。小学科学教育知合力的形成释放优化了教学方式,使科学 知识教学更好地促进包括能力在内的科学力的发展,而科学力的发展又是推动小 学科学教学开展、提升小学科学教学质量的关键和核心。
二、学生科学素养的提升
小学科学教育知合力是科学教育知识整合的“理想状态”,是工具理性和价值 理性的统一,价值理性包括手段价值和目的价值。知合力的手段价值是相对于知 识本身所体现出的价值,是知识整合在“功能性”上的价值;其目的价值是知识 整合相对于教育中的人所体现的价值。这种价值体现在学生身上即为学生科学素 养的提升。
(-)促进学生的科学知识学习
“每个人无论承担何种社会角色都必须具备正常担任该角色必不可少的知 识。”①知识对于个体发展和成长是必需的且具有多维意义。科学知识对于学生生 长和发展同样是必需的且具有多维意义,学生学习科学知识的过程即为多维科学 意义的实现过程。要在科学知识的习得、认识、应用和创新中实现其多维意义就 需要不断增强学生学习科学知识的自我感、意义感和效能感。增加学生科学知识 学习的自我感是指学生在科学知识学习过程中进行积极参与、体验和反思,产生 自我认识、获得自我意识、实现自我发展。学生在科学知识学习时应结合自身原 有的认知、经历和思维,充分调动自我效能感,积极把客观的、对象化的科学知 识学习转化自我的科学知识,进而提升科学知识学习的意义,促进科学知识的优 化、选择、整合、应用和创新。增强学生科学知识学习的意义感之所以必要,是
① Znaniecki,F.The Social Role of the Man of Knowledge[M].New York: Octagon Books, Inc, 1965:24. 34
因为对学习科学知识意义的理解和明确及意义感的获得是学生开展科学学习活动 的重要前提。意义是科学知识的内核,“与其说学习是一个获取知识的过程,不如 说学习是个体掌握意义、获得体验的发展过程。”①科学知识学习的意义感建立在 自我认识产生、自我意识获得和自我发展实现的基础上。小学科学教育知合力的 形成释放有利于建立学生个体发展与科学知识多维意义间的关系,使学生认识到 科学知识学习对自身的科学素养和科学力的提升的重要意义,生发学生对科学知 识学习过程和方式的价值认同感和意义归属感。科学知识学习效能感是学生在科 学知识学习时对自身能否运用科学力获得科学知识的意义和自身发展的自信程 度。它不仅是学生科学知识的获得,更是对于科学知识学习意义的理解和认同并 通过合理有效的方式转化为包括能力在内的科学力的过程。学生自我效能感增强 有助于更好地进行科学知识的习得、认识、应用和创新,并促进科学知识向科学 力的积极转化。
(二) 提升学生的科学力
科学力是指学生在科学学习过程中获得的包括能力的在内的各种智能品质、 素质和能力,它既包括学生改造科学学习活动的力,也包括学生接受、整合、应 用和创新科学知识的力等,具体表现为科学观察力、科学实验力、科学思维力、 科学实践力、科学学习力和科学创造力等。包括能力在内的科学力的发展是学生 有效开展科学知识学习获得意义的重要途径和指引,直接影响着科学知识学习的 效果和意义的获得。小学科学学习活动离不开学生包括能力在内的科学力的参与、 指引和作用。小学科学教育知合力的形成释放过程也是学生科学力的产生和发展 过程,小学科学教育知合力的形成释放不仅需要学生包括能力在内的科学力的参 与和保障,同时又促进学生包括能力在内的科学力的提升。小学科学教育知合力 首先表现为科学转化力,这种转化包括向科学观察力、科学实验力、科学思维力 等科学基本能力的转化、向科学实践力的转化、向科学学习力的转化、向科学创 造力的转化等。并在转化过程中不断实现科学知识整合之质、之量、之度和之道 的和谐发展,进而达成小学科学教育知识整合意义的生发和充盈,提升学生的科 学素养和品质。
(三) 优化学生的科学学习方式
科学教学方式的优化是提升学生科学素养的重要途径。不同的科学知识的获 得和意义生成需要不同的科学学习方式的选择、优化、整合与建构,不同科学学 习方式对于不同科学知识的获得和意义生成产生不同作用。“学习方式不仅包括相
① Brwon JS. Toward a New Epistemology for Learning In[M], New Jersdy:Ablex publishing CO.,1990:7&
35 对的学习方法及其关系,而且涉及学习习惯、学习意识、学习态度、学习品质等 心理因素和心灵力量。”①虽然科学学习方式对于科学知识的获得和意义生成发挥 重要作用,但某一学习方式只能达成科学知识的某一或某几个方面的意义,很难 实现其全部意义。例如,接受学习方式对帮助学生了解科学知识的客观性和真理 性,获得科学知识的外在意义发挥重要作用,学生借助于接受学习方式获得科学 事实、科学概念、科学定律、科学规律、科学原理并了解其形成过程和运用程序, 有利于学生科学认知力的发展。但是接受学习方式很难达成学生创造性的发展及 主体性的形成等。同时,科学知识某一方面意义的实现可能需要多种科学学习方 式的参与。如科学知识教学促进小学科学教育知合力的发展不仅需要不同科学教 学方式的作用,也需要不同科学学习方式的参与,不同科学学习方式对科学知识 整合促进知合力产生不同作用Q因此,小学科学教育知合力的形成释放既需要学 生不同的科学教学方式优化、选择和整合,又有利于不同科学学习方式的优化、 整合和选择。
(四)培育学生的科学精神
科学素养提升的关键和核心是科学精神的升华。科学精神是科学教育的统领和 科学素养的核心。所谓科学精神是师生在科学共同体中开展科学教学和研究应具 有的精神气质,是约束和指导师生的一系列价值观和规范的集合。小学科学教育 知合力在促进科学教育知识的整合及科学知识转化为科学力发展的同时,也培育 和发展着学生的科学精神。而科学精神在科学知识的积累和知合力的形成过程中 起着指引、统领的作用。小学科学精神主要涉及科学理性精神、科学实证精神、 科学分析精神、科学推理精神、科学批判精神、科学创新精神等。要提高学生的 科学精神首先要鼓励小学生相信并敢于坚持真理,能依据客观真理开展科学学习 并形成自己的见解;其次,小学生要保有对自然现象和科学世界的好奇心和兴趣, 并愿意为探索科学世界付出艰辛的、不懈的努力。再次,小学生要善于进行科学 思考,乐于对科学进行准确、精密的分析和简单实验,并以包容的心态接受别人 的观点和想法。最后,小学生要敢于大胆质疑,具有开拓创新的勇气,并在科学 学习过程中不断地开展科学创新。
三、教师科学教学智慧的生成
小学科学教育知合力促使教师不断创造性地完善自身科学素养和品格,提升 自身的科学教学智慧。朝向这一目标的诸多积极步骤都是由知合力激发的,离开
①钟启泉,等.《基础教育课程改革纲要(试行)》解读[M]上海:华东师范大学出版社,2001:278.
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了知合力则很难达成目标。小学科学教育知合力促进教师科学教学智慧的生成主 要涉及三个方面:形成跨学科整合的认知图式,促进教师科学教学力的发展,提 升教师的科学素养。这三个方面相互投射、相互促进、相互制约,某种程度上又 对小学科学教育知合力的形成产生影响。
(-)形成跨学科整合的认知图式
所谓认知图式是指在认知活动中形成的知识认知框架或有组织的结构。教师 形成跨学科整合的认知图式就是在教学过程中形成跨学科知识整合的心智框架。 小学科学教育知合力的形成释放有利于不同维度、类型、层面的小学科学教育知 识在教师的头脑中融会贯通,形成整合的认知图式。整合认知图式的形成过程, 不仅是不同维度、类型、层面的小学科学教育知识的教和学的过程,还要在这些 知识间建立其有意义的联系,形成科学知识的相互勾连、相互投射、相互融通的 图景,也就是说教学过程不仅是科学知识量的变化,更重要的是科学知识统一体 的建构和科学知识质的升华。小学科学教育知合力有利于形成教师跨学科整合的 认知图式,进而建立不同学科、维度、层面、类型的小学科学教育知识的通约机 制,以实现科学知识的合力共振。小学科学教育知合力促进教师跨学科整合的认 知图式的形成主要包括以下三个方面:
第一,形成跨学科整合的自觉意识。这是小学科学教育知合力促进教师跨学 科整合的认知图式的形成前提。“意识,在我的概念中,是主体性质的最高程度的 涌现。这是一个使得精神可能形成一个圆圈返回他自身的反思的涌现①在科学 教学活动中,小学科学教育知识是是否能有效整合,取决于教师整合的自觉意识。 自觉意识对形成教学跨学科整合的认知图式是首要的。教师在科学教学活动中只 有具备自觉整合的意识,才打破原有的学科和知识间的隔阂,建立一个基于学科 和知识高度整合的新的认知图式。正如莫兰认为的,“新的假说和新的认知图式的 结合使得可能实现分离的学科之间的组织性的或结构性的连接,使得可能认识在 当时被分离的东西之间的统一性/②教师形成跨学科整合的自觉意识是形成跨学 科整合的认知结构的前提。教师没有跨学科整合的意识和没有意识的跨学科整合 都只能起到片面的作用,无法实现小学科学知合力的全面形成释放。
第二,生成跨学科整合的科学思维方式。“学习的最好状态就是思维,而思维 的核心要素是思维方式,没有什么比它的思维方式更重要”。③教师在科学教学活 动中的最好状态也是思维,具有什么科学思维方式直接影响着小学科学教育知识
[法]埃德加•莫兰•复杂性理论与教育问题[M].陈一壮.译.北京,北京大学出版社.2004:222.
[法]埃德加•莫兰•复杂性理论与教育问题[\4].陈一壮,译.北京:北京大学出版社.2004:102.
[美漠里斯I•比格.学习的基本理论与教学实践[岡.张敷荣,等,译.北京:文化教育出版社,1983: 304-309.
整合与知识教学促进包括能力在内的科学力的发展的效果。如果没有整合的科学 思维方式,教师会失去把知识加以背景化和在它们的总体中把它们加以整合的自 然禀赋,就很难实现不同维度、类型、层面的小学科学教育知识的有效整合,更 难以达成整合的知识教学促进包括能力在内的知合力的形成释放。“一个构造得宜 的头脑胜过一个充满知识的头脑。”①方式是内容之本原,内容是方式之结果,思 维方式作为小学科学教学的核心方式,对小学科学知识教学内容、结果等具有决 定性影响。同时,不同科学思维方式会产生不同的认知结果,不同认知结果反过 来又强化不同的科学思维方式。小学科学教育知合力的形成释放推动教师生成跨 学科整合的思维方式,并进一步促进科学思维方式在知识教学活动中的选择和运 用。
第三,践行跨学科整合的科学行为方式。无论是跨学科整合的自觉意识形成, 还是跨学科整合的科学思维方式的生成,某种程度上还停留于教师的观念层面, 需借助于科学教学活动转化为操作层面的跨学科整合的科学行为方式才能生发出 现实意义。科学行为方式是科学自觉意识和科学思维方式的外在表现,是由科学 教学的方法、形式、技术、手段等构成的行为样式。不同科学思维方式决定着不 同的科学行为方式的选择和践行,不同科学行为方式在科学教学情境中得到检验 和修正,又促进科学思维方式的改变。跨学科整合的科学行为方式是科学知识教 学促进科学力发展的有效途径,不同跨学科整合的科学行为方式对小学科学教育 知识整合的内容、结构和质量产生不同影响,对小学科学教育知合力的形成释放 强度、效度、程度产生不同影响。不同的小学科学教育知识整合和知合力的形成 释放既需要不同跨学科整合的科学行为方式,又强化着跨学科整合的科学行为方 式的形成、优化和选择。小学科学教育知合力的形成释放有利于践行跨学科整合 的科学行为方式,提升跨学科整合的科学思维方式指导科学行为方式的有效性, 促进二者达成更大程度的统一。
(二)促进教师科学教学力的发展
科学教学力是涉及教师的性格、科学意志、科学情感、科学态度、科学价值 观、生活经验和社会关系的复杂的概念,在教师个体层面主要是指在教学活动中 生成和发展的品质、素质和能力等,既包括教师改造科学教学活动的能力,也包 括教师传递科学知识、整合科学知识、创新科学知识、培养学生包括能力在内的 科学力发展的能力。科学教学力是教师有效开展科学教学活动的重要途径和指引, 直接影响着科学教学活动的质量和学生的科学力的发展。小学科学教学活动离不
①[法]埃德加漠兰.复杂性理论与教育问题[M]*陈一壮,译.北京:北京大学出版社.2004:109.
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开教师科学教学力的参与、指引和作用。小学科学教育知合力的形成释放需要教 师的科学教学力的参与和保障,同时又促进以科学教学能力为核心的科学教学力 的发展。
促进教师科学教学力的发展首先要激发科学教学动力,增强科学教学影响力, 这是生成教师科学教学力的前提和基础。科学教学动力主要源自教师的科学教学 兴趣和爱好、教学动机、教学意识、教学目的、教学情感、教学价值观等。科学 教学动力的强弱直接影响教师的科学教学能力、学术科研能力、科学教学影响力 和科学教学创新力等的实现◎科学教学动力越强,教师参与和开展科学教学的主 动性和自觉性就好,就会产生迫切提升自身形象和素质的愿望,提升自身的影响 力;就会不断提高自身科学教学能力和学术研究能力,追求和实现有效的科学教 学;就会不断地进行科学教学的创新,推动科学教学的创新发展。其次要提高教 师自身的科学教学能力和学术研究能力,这是提升教师科学教学力的核心。教师、 的科学教学能力涉及科学教案的涉及能力、科学课堂的组织能力、科学语言表达 能力、科学教学反思能力等,它的大小直接影响着科学教学活动的开展效果,制 约科学教学质量的提升。而科学学术研究能力涉及科学学习能力、科学教学研究 能力及科学研究能力,这是教师获得自身发展最直接有效的手段。提高教师科学 学术研究能力,是指教师通过学习和科研获得关于知识的新认识,并把这种新认卞 识整合到科学教学活动中,促进科学知识和科学教学方式的不断更新,进而提升“ 科学教学质量,促进科学教育知合力的形成释放。再次要提升科学教学创新力, 这是教师科学教学力发展的最高层次。这要求教师在科学教学中应具有创造性的 思维和想象,培养创造性的智能品质和创造性的人格,只有这样才能推动科学教 学的不断创新和改革。
(三)提升教师的科学素养
科学素养是科学教师应具备的基本素质,是提升科学教学质量的关键,是达 成知识教学促进知合力形成的重要支撑。国内外学者虽对科学素养作了大量研究, 但至今未形成关于科学素养概念的共识。科学素养是一个多维度结构,主要涉及 科学知识、科学过程、包括能力在内的科学力、科学情感、态度和价值观。小学 科学教育知合力的形成释放有利于教师对于科学教育知识的整合、把握和理解, 促进教师参与到科学教学过程中进行科学实践,发展教师的科学力,培育教师的 科学情感、态度和价值观,进而提升教师的科学素养。同时,教师的科学素养又 影响着小学科学教育知合力的形成释放。
提高教师的科学素养首先要加深教师对科学教育知识的整合、把握和理解。
“知识原本即是人类由实际问题的探究中产生的,本身是整体的。即使后来依探 究方法与特定问题而分类成为学科,但是若要解决问题,仍须各种不同知识相互 参照,才可掌握问题的意义与解决方式S①因此,教师需要站在整体性、复杂性 的立场加深对科学教育知识尤其是科学概念进行整合、理解和把握。其次,教师 持有生成立场和过程取向,参与到科学教学活动中进行科学探究,科学探究是科 学研究过程的本质特征。教师应增强对科学探究本质内涵及规律的理解,理解科 学探究是获取科学知识的基本方式,是不断地发现科学问题,寻求各种证据,运 用科学思维力等解决问题达成共识的过程。再次,发展教师的科学教学力是实现 科学素养的核心途径。教师的科学教学力的发展有利于提升教师参与和开展科学 教学的主动性和自觉性,提升自己的形象和影响力,追求有效科学教学和科学教 学模式的创新,推动小学科学教育知合力的形成释放。最后,要培育教师的科学 情感、态度和价值观。教师的科学情感、科学态度和科学价值观是教师自身发展 动力和方向的统一。小学科学教育知合力的形成释放需要并促进教师形成积极的 科学态度、释放合理的科学情感和选择正确的科学价值观,并运用这一科学情感、 态度和价值观处理科学与实践、技术和社会的关系及存在的问题,为科学教学和 社会发展做出积极贡献。
①周淑卿•课程统整模式:原理与实作[MJ.嘉义:涛石文化事业有限公司,2002:16.
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第三章 支撑与承载:知合力的理论基础
持之有故,其言之成理。
——荀子《荀子•非十二子》
基于对小学科学教育存在问题及知合力意义的分析和阐释,为小学科学教育 知合力的形成提供了方向和路径。要实现知合力的有效形成,离不开一定的理论 基础的支撑和承载,这是开展小学科学教育知合力研究的理论基石。因此,本章 着力于知识与能力的复杂关系理论、学科知识综合分化理论、复杂性科学理论、 脑相容学习理论等的探讨与阐明,旨在为本研究提供有力的理论支撑°
第一节知识与能力的复杂关系理论
国内外很多学者就知识与能力关系做了探讨,对于二者的关系的认识莫衷一 是。知识与能力不是简单的相互促进、相互制约的关系,由于知识与能力有着不 同的维度、层面及类型,它们之间的关系是多维度、多层面、多元的、复杂的、 非线性的。对知识与能力关系的深入研究,有利于全面了解和把握知识教学促进 能力发展的复杂关系和有效教学方式的选择,为知合力内涵的澄清及形成方式的 选择提供一定的理论依据。
一、知识与能力相互制约和促进的复杂关系
(一)知识与能力有着不同的维度、层面和类型。知识可划分为不同的学科、 维度、层面和类型,如人文学知识、自然学科知识和社会学科知识;陈述性知 识、程序性知识和策略性知识;事实性知识、概念性知识、理论性知识和程序性 知识等。不同学科、维度、层面、类型的知识具有不同的性质、特征及形成路径 和方式,对能力和力量的形成、发挥不同的作用和价值,促进不同能力和力量发 展有着不同的规律和方式。知识可以通过激发、指导和促进人的本能、潜能、先 天欲望和能力产生能力或力量;可以通过激发、指导和促进人的兴趣、后天欲望 和能力产生能力或力量;可以通过激发、指导和促进教学内容的整合优化和教学 方式的合理选择产生能力或力量;可以通过指导和促进人的合理价值观的形成产 生能力或力量。知识不等于能力或力量,知识自觉转化为能力或力量的成份或部 分是有限的,很多也是潜在的能力或力量,需要采用合理的方式进行适当转化才 
能转变为现实的能力或力量。能力同样包括不同的维度、层面和类型,反映在学 习层面主要涉及感知能力、记忆能力、思维能力、应用能力、创新能力等方面; 感知能力主要是对声音、图像、文字、数据、模型等的感知能力;记忆能力是涉 及形象记忆能力、抽象记忆能力、动作记忆能力;思维能力涉及分析、归纳、演 绎、推理的能力等。这些能力体现在学习者自身是存在差异的,各方面能力都强 则有利于提高知识掌握的质量和数量。但大部分学习者存在着某一方面或者某些 方面能力强而另一方面较弱的现象,即使是同一种能力,不同学习者也存在着高 低之分。这种差异表征着能力的多样性、多元化和复杂性,直接影响着知识的获 取、掌握、理解和应用。
(-)知识与能力、力量间相互作用的关系是自然而然与自觉主动的统一。 无论是先天能力还是后天能力都是人开展知识学习的前提和基础。人的本能、潜 能、先天欲望等是学习知识的前提和基础,反过来,知识增长又规范、引导、激 发和促进着人的本能、潜能和先天欲望的转化和实现。人的兴趣、后天欲望和能 力是知识增长的基础和推动力,而知识的增长又是人的后天能力、兴趣发展的基 础。可见,知识与能力或力量相互作用、相互投射、相互依存、相互促进,离开 了知识,能力或力量犹如无源之水;离开了能力或力量,知识学习更是无法实现。 知识的掌握、理解和运用或多或少能促进能力或力量的增强,但并不代表知识等 于能力或力量。知识和能力、力量的关系受多种因素的影响;如受人的本能、潜 能、先天欲望和能力的影响;受人的兴趣、求知动力和理想目标的影响;受人的 求知方式或教学方式的影响;受社会制度及自然条件的影响等。知识与能力、力 量的关系是多种因素共同作用的结果,在不同社会制度和自然条件下,人的先天 能力、兴趣、求知动力和目标的不同,导致求知方式的选择不同,直接影响着知 识增长和能力、力量的增强。上述几种要素只有和谐发展、共同作用才能实现知 识与能力、力量的最优发展。
(三)知识与能力或力量相互之间存在着张力。知识与能力或力量之间是存在 一定张力的,知识的增长与能力发展或力量增加不一定都呈现岀正向平衡的发展 状态。换言之,知识的数量与能力、力量的发展不一定成正比;知识越多,并不 意味着能力或力量越强。“知识增长和能力提高并非完全自然地一致,有时甚至很 不平衡。知识教学和能力发展可能形成正向平衡和不平衡与负向平衡和不平衡几 种状态。”①具体而言,知识与能力、力量的正向平衡状态是“高知高能”、“高知 强力”的状态,是知识的增长促进能力和力量的提升,能力和力量的提升又反过 来促进知识的增长,二者呈正相关。知识与能力、力量的正向不平衡状态是“低
①郝文武.实现三维教学目标统一的有效教学方式[J],教育研究,2009, (1): 69-73.
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知高能”和“低知强力”的状态,是较少的知识促进能力或力量的最大发挥和提 升,这种良性非平衡状态是知识教学的最高目标。知识与能力、力量的负向平衡 状态是“低知低能”和“低知弱力”的状态,是知识的匮乏导致能力的低下或力 量的减弱,能力低下或力量减弱反过来又加剧知识的匮乏。知识与能力、力量的 负向不平衡状态是“高知低能”和“高知弱力"的状态,但并非所有的高知都低 能或弱力,可能存在着某一方面能力、力量的低下或弱化,如记忆知识的能力低 下或应用、创新知识的能力低下。知识教学的目标不仅是要达成基本目标即“高 知高能”、“高知强力”,更要促进最高目标即“低知高能”、"低知强力”的实现, 以最少的知识投入促进能力、力量的最大提升,这里的“低知”不是知识的匮乏 之意,而是合理、优化、系统的整合知识。同时,还应顾及各方面能力的协调、 均衡发展。
二、知识促进能力有效转化和发展的复杂关系
(一) 不同学科、维度、层面、类型的知识可以转化为不同的能力或力量。知 识有着学科、维度、层面和类型之分,不同学科、维度、层面、类型的知识依据 不同原则和方式转化为不同的能力、力量,主要包括知识转化为感知、理解、记, 忆等认识活动的力,转化为观察、实验和思维等认识或实践活动的力,转化为分 析问题和解决问题的实践活动的力,转化为教学方式或学习方式的力,转化为思: 想品德、意志力等精神和方向性的力,还涉及简单知识与简单力的相互转化、复 杂知识与复杂力的相互转化、简单知识与复杂力的相互转化等。知识只有转化为 观察力、思维力、学习力,实践力和创造力才能形成释放现实的力,否则只是潜 在的、可能的力。例如,小学生掌握了三角形支架最牢固的知识,不一定能搭建 出最坚固复杂的支架;小学生学会了养蚕的知识和步骤,不一定能养出或养好蚕 等。知识向着力的转化涉及求知动力、教学方式、学习方式、教学效果等因素, 是多种因素共同作用的结果。求知动力不同,知识的维度、层面、类型不同,求 知方式和教学方式不同,则产生的效果也就不同。但无论怎样转化,“知识转化为 能力首先是转化为强烈和坚持不懈的求知和求能动力/①
(二) 知识促进能力或力量的最大化、最优化发展。人通过整合不同学科、维 度、层面、类型的知识使知识产生不同的和更大的能力或力量;人通过有效的认 识和教学方式,使知识通过类似于核聚变和核裂变产生巨大的能力或力量。人的 本能甚至体力也是人的重要能力或力量,但它们不是人之所以为人的核心能力和
①郝文武.知识教学促进能力发展的复杂关系和有效教学方式小•陕西师范大学;哲学社会科学版,2014, (3) : 157-165.
力量,人的核心能力和力量是知识形成的能力和力量。知识是人的所有力量的基 础和核心,知识像核能具有无限和巨大潜能一样,各层面类型复杂知识形成的不 同组合可产生十分类似于核能量的无限巨大的力。知核力的形成是涌现的、爆发 的,它表征着知识促进能力的最大化、最优化发展。知核力的形成不在于知识的 数量,而更多地取决于知识的质量、知识的有效的聚变和裂变及合理的方式等。 知核力既包含知合力或知识整合的能力和力量,又不完全等同于知合力,要比知 合力复杂很多。知核力既涉及合力,也涉及分力。无论是知识的合力或分力都可 以产生巨大的能力或力量,这个力量或能力既可能是积极的,也可能是消极的。 知核力不仅涉及不同知识的整合、结合,还涉及相同知识与不同知识观和知识形 成方式、教学观和教学方式、学习观和学习方式,甚至知识形成、教和学,知识 推广应用的社会制度、环境等的复杂关系及其产生的复杂能力、力量。而本研究 的知合力更多地强调知识与知识的结合、整合,知识整合与教学观和教学方式、 学习观和学习方式的关系及其产生的复杂能力、力量。关于知核力的研究拓展了 本研究的思路,开阔了本研究的视野,为知合力研究进一步深化奠定了基础。
第二节学科知识综合分化理论
学科知识的综合与分化是辩证统一的,在综合的基础上分化和在分化的基础 上综合是其发展的基本规律和趋向。学科知识的分化是综合的基础,学科知识的 分化深细程度影响其综合的水平;学科知识的综合需要学科知识的分化的助推才 能得以产生原创性知识积累和高水平综合。学科知识无论是在综合中分化还是在 分化中综合都可以产生新的能力或力量。
一、学科知识的综合分化促进新的能力或力量的产生
学科知识的综合是把本来具有综合的可能性但目前综合不够或没有综合的事 物,或通过它们的自然而然的发展,形成一个既保有自身独立性,又相互作用、 相互投射、相互依存、相互促进的知识统一体的发展变化趋势;或者通过人对学 科知识的聚焦、序化、融通、建构的自觉的认识和实践,使它们形成一个既保有 自身独立性,又相互作用、相互投射、相互依存、相互促进的知识统一体的人的 认识和实践活动的发展趋势、价值取向和行为规范。学科知识的综合是“对既有 知识的新组合”以及“运用未开发的潜在知识”。①在对既有知识的新组合中,人
①Bruce Kogut, Udo Zander. Knowledge of the Firm, Combinative Capabilities, and the Replication of Technology [J]. Organization Science,1992(3):383-397.
通过综合不同学科、维度、层面、类型的学科知识使知识产生不同的和更大的能 力和力量;在运用未开发的潜在知识中,人们通过新知识的发现、获取、理解、 应用产生新的能力或力量。学科知识的综合可以和可能产生巨大积极能力或力量, 也可以产生巨大抵消和消极能力或力量。合理优化的学科知识综合某种程度上可 以看作是一个量的压缩和精选以及质的升华的过程,是积极能力或力量涌现的过 程。在学科知识综合的过程中同样涉及综合动力、综合方式.教学方式和综合效 果等要素。综合动力不同,知识不同,综合方式、教学方式不同,产生的综合效 果不同,即涌现出的能力或力量不同。
学科知识的分化是把本来保有自身独立性和具有分别发展和分别对待的可能 性但目前仍整合为统一体、没有分别发展和分别对待的学科知识,或通过它们自 然而然的分化,形成一个既相互作用、相互投射、相互依存、相互促进,又相互 保有自身独立性,有着不同特质和价值的学科知识的发展变化趋势;或通过人的: 分割、划分的自觉认识和实践,使它们形成一个既相互作用、相互投射、相互依’ 存、相互促进,又相互保有自身独立性,有着不同特质和价值的学科知识的人的 认识和实践活动得发展趋势、价值取向和行为规范。学科知识的分化是学科知识 整合的前提和基础,没有学科知识的分化就没有学科知识的整合。学科知识的分 化也可以产生新的能力或力量,这种能力和力量某种程度上一种分力,它可以和 可能产生巨大积极能力或力量,也可能是巨大抵消和消极能力或力量。学科知识; 的多点式多向和多项的深入以及网络式的发射能更好地形成网络式的综合,促进" 不同学科在较深入层次上的融会贯通,达成更高层次的整合。知识的合理分化不 仅有利于学生对于深层次知识的掌握,也有利于知识更高层次的整合,某种程度 上促进学生能力或力量的发展。
二、科学教育知识的综合分化促进新的能力或力量的产生
综合与分化、深刻与全面是辩证统一的,综合为了全面,分化为了深刻。正 如帕斯卡所说:“我认为不了解整体就不可能了解部分,不清楚各部分也不可能了 解整体①科学教育是物理、化学、生物、地理等学科之间形成了许多相互交叉 的交叉学科。因此,它既是综合的又是整合的,首先是不同学科知识之间形成的 综合,其次是在综合的基础上开展较深层次的融会贯通,形成学科知识的整合。 同时,它也是分化的,是物理、化学、生物、地理等学科和学科整体中的物理科 学、生命科学、地球与宇宙科学等分支学科。学科知识的分化和综合是统一的,
帕斯卡•思想录[M].不伦瑞克版,第二卷,72. 都有着重要的价值,产生着新的能力或力量。科学教育一方面是分化的,各学科 保有自己的独立性,各学科知识有着自己的特质,另一方面又是综合的、整合的、 产生统一性的。如果只重视其中的某一方面是片面的,科学教育是这两个方面的 辩证法和对话。科学教育知识既要强调知识的多点式多项或多向的深入和反射, 又要强调多元化的多维或多角的综合和归纳。科学教育的多点式深入和发射、多 元化的多维或多角的综合和归纳不仅可以使物理、化学、生物、地理等学科间形 成网络式的综合,同时促进这些学科在较深入层次上的融会贯通,达成更高层次 的整合,只有这样才能形成科学教育的生命力和科学知识促进能力或力量的发展。
第三节复杂性科学:合理优化的系统整体大于部分之和
复杂性科学理论认为世界呈现出非线性、整体性、关系性和过程性的特征, 那些试图隐藏于复杂世界中的某种简单秩序及简单思维正在走向瓦解,复杂性普 遍存在着,复杂性思维方式超越和整合着简单思维方式。因此,在知识的联系中 需要运用整体或系统的概念来分析和解决复杂性问题。
一、合理优化的系统整体大于部分之和
系统是复杂的,是多样性和统一性、确定性和不确定性、有序和无序、对抗性 与互补性的统一。“一个系统是一个复杂的对象,它由相互区别的部件组成,部件 与部件被一定数量的关系联系在一起/①因此,研究系统必须面对复杂性问题, 首先是整体与部分关系的问题。在复杂性系统中,整体不仅大于部分之和,有时 也小于部分之和。合理优化的系统把统一性和多样性联合起来进行思维,而且是 把不确定性和确定性、有序和无序、对抗性与互补性联合起来进行思维。合理优 化的系统整体大约部分之和,换言之,合理优化的系统整体要比各个部分孤立地 叠加在一起时拥有更好的组织性、更优的整体统一性、更多的新质涌现性。合理 优化的系统整体在整体层面上不仅生产着宏观统一性,而且还涌现着新的特质O 正如冯•福斯特指出,具有相互作用的各部件在联合时,其组合规则是超相加的 (superadditive composition rule [von Foerster, 1962, pp .866-867])② "复 杂现象大于因果链的孤立属性的简单总和。解释这些现象不仅要通过它们的组成 部分,而且要估计到它们之间的联系的总和。有联系的事物的总和,可以看成具
①[法]埃德加•莫兰.方法:天然之天性[M].吴泓缈,冯学俊,译.北京:北京大学出版社,2002:9&
②[法]埃德加-莫兰•方法:天然之天性[M].吴泓缈,冯学俊,译.北京:北京大学出版社,2002:99. 有特殊的整体水平的功能和属性的系统”。①合理优化的系统整体大于部分之和, 既然整体和组织被看作是涌现的,那么这大出来的部分不仅是创造整体性的组织, 还是促进整体性的涌现。
二、合理优化的学科知识整体促进新的知识、能力或力量的涌现
复杂性科学理论是普遍存在的,它既存在于自然科学领域,也存在于人文社 会科学领域。而教育作为教学成人的活动,其结构、要素、价值、方法、过程等 都彰显着复杂性的特征。可见,“教育现象本身的复杂性,尤其是教育作为事实世 界和价值世界的统一性,决定了复杂性理论和复杂性研究的适用性与合理性。”②置 身于教育中的学科知识作为一个呈现出非线性、整体性、关系性、过程性等特质 的复杂系统,是多样性和统一性、逻辑性和矛盾性、有序利无序等的统一,同样 需要复杂性科学理论的支撑和承载。不同的学科或层级知识只有放在整合的知%, 系统中才能得以更好地感知、理解、思维、应用和转化,才能涌现出新的知识、 能力或力量。本研究立足于复杂性科学理论的观点:合理优化的系统整体大于部 分之和,以复杂性科学理论来引领和支撑知合力的形成过程和方式,也契合科学 教育和小学科学教育知合力的本质特征。复杂性科学理论为小学科学教育知合力 研究提供了相关的思维层面的支撑。知合力需要复杂的思想不仅是为了适合于考 查科学教育现实的复杂性,而且是为了考察它本身固有的复杂性以及它使师生面' 对的问题的复杂性。此外,把知识背景化和进行整合的能力既是教育的绝对要求, 也是人类精神一个基本的品质,应该得到发展。而知合力则有利于促进适于参照 复杂性、背景,以多维度的方式和在整体视域中进行认识的能力或力量。
第四节脑相容学习理论:以整体而自然的方式习得人的能力、力量
脑相容学习理论主张学习是整合而自然的过程,学习的意义不仅在于知识的 积累,更关注于能力或力量的获得,这为知合力提供了最直接、最有力的生理学 支撑。
一、人类重要的能力、力量都是以整体而自然的方式习得
脑相容学习理论是由美国学者哈珀提出,他认为人脑是“学习的器官”,课程 和教学的设计和开展应依据人脑处理信息方式的研究结果及对人类自然学习行为
①魏宏森.系统科学方法论导论[MJ.北京:人民出版社,1985:24.
②司晓宏,吴东方•复杂性理论与教育的复杂性研究[J]・教育研究.2007(11):58-62. 的观察发现,应与人脑的运行机制和动作模式、与学习者的学习倾向相契合°可 见,课程和教学的设计和开展应以人脑的运行机制和动作模式及学习倾向为基础。 后来的一些美国学者及台湾学者对脑相容理论进行了持续关注和深入研究。台湾 学者陈新转在其著作《课程统整理论与设计解说》中提出:"I•人脑是先天的学习 器官,最适合意义丰富且自在的整体性作业系统;2•认知、记忆、情绪三者密不 可分,而情绪作用特具意义:3.人类重要的基本能力,都是以整体而自然的方式 习得/①李珀关于脑相容学习理论则认为:“(1)丰富的学习环境及有意义的学习 将有助于学习;……(4)建立知识与学科之关联性,符合脑神经网络连结机制;
(5)人类重要的基本能力,都是以整体而自然的方式习得的/②可见,脑相容理 论强调人脑是意义的搜寻者和创造者,具有联结性、情境性、整体性等特征,重 视以整体而自然的方式习得人类的重要的基本能力。
二、促进人脑以整合组型的方式创造认知的价值
脑相容学习理论强调有意义的、有关联的知识教学和学习,而学校传统分科 课程过于强调学科知识的记忆性、逻辑性和系统性,忽视其整体性、联结性及复 杂性,一定程度上阻碍了学习和经验的联结,对学习者来说,其大脑无法很好地 接收和转化这些知识,某种程度容易导致学习者学习困难,无法合理的迁移和运 用知识。脑相容理论认为学习是自然的、联结的、整合的过程,学习的意义不仅 在于知识增长,更在于能力或力量的发展,这为知合力提供了最直接的理论支撑 和承载。在学生科学学习过程中,应依据人脑的运行机制和规律,发挥人脑非直 线、复杂性的运作方式,积极促成不同学科、维度、层面、类型学科知识的整合, 实现人脑以整合组型的方式来创造较大的知识价值和认知价值。知合力研究就是 在尊重师生自身身心发展规律和经验的前提下,致力于知识多维度和多元性澄清, 知识与能力、力量间的复杂关系明晰,知识教学促进能力、力量发展的有效方式 的建构等多维目标。依据人脑的运作机制和动作模式来整合知识,与学习者的经 验和身心发展规律有效联结,促进学习者的有意义的、优化的学习,知识整合在 整体而自然的过程中实现学习者能力、力量的提升,可见,脑相容学习理论为知 合力的研究提供了生理学和心理学的基础。
①陈新转.课程统整理论与设计解说[M]•台北商鼎文化出版公司,2001:65
②杨鸿.教师教学知识的统整研究[D].西南大学,2010:56.
第四章 探析与明理:小学科学教育卸合力的内涵和维度
对新的对象必须创出全新的概念。
—一柏格森
概念这种东西已经不是事物的现象,不是事物的各个片面,不是它们的外部 联系,而是抓着了事物的本质,事物的全体,事物的内部联系了。
一一毛泽东
小学科学教育知合力是知合力的具体类型,研究小学科学教育知合力首先需 要对知合力进行一般性界定和分析。知合力是不同类型、维度和层面的知识整合 产生并蕴涵的力,不仅是知识整合产生并发挥出来的力之量,还包括知识整合产, 生并发挥出来的力之质、力之度和力之道,是力之质、力之量、力之度和力之道 的和谐统一,需要具体分析和深入理解。知合力的根基是知识,核心是整合,实 质是力,从知识的内涵和分类及力的内涵和维度着手,结合对整合和合力之探讨, 阐释知合力的内涵,并就其维度进行分析。基于对知合力的理解,通过分析小学 科学教育知识及其整合与科学力,可以明确小学科学教育知合力的内涵及维度。
第一节知识的内涵及分类
知识是知合力形成释放的基础和内核,对知识的内涵和分类进行研究是理解知 合力的首要前提。
—、知识的内涵
对于知识本质内涵的深入探究及界定不仅是教育学的难题,同样也是哲学面 临的难题❾对知识本身进行理性的思考既是十分困难的,又是必要的。“在英语中 与"知识”对译的是knowledge,是由动词know转化成的名词,它们都源于古希 腊哲学概念episteme。”①“从词义上看,episteme最初的意义是理解和专门技艺。 从词源学的角度来看,episteme已经蕴含了知识的两种类型:理论知识和技术知 识。也是现在学者探讨显性知识和隐性知识的雏形/②《现代汉语词典》中将知 识定义为:“①人们在改造世界的实践中所获得的认识和经验的总和;②指有关学
①黄颂杰,宋宽锋.再论知识论的精神实质及其出路[J].哲学研究,1999⑵:23机
②唐增增.“知识”考辨[几图书与情报,2009(2):67-71.
术文化的:知识分子\知识界。”①《辞海》中将“知识”定义为:“①人类认识的 成果或结晶。包括经验知识和理论知识。……②相知、相识,指熟识的人/②《中 国大百科全书》认为:“知识是”人类认识的成果',是在实践的基础上产生又经 过实践检验的对客观现实的反映。”③柏拉图将“知识”和“意见”相区分,认为 “知识是人类理性认识的结果,是人们对于事物本质的反映和表述,不同于人类 感性认识所产生的'意见……知识就是真理,就是“理性的作品”「④笛卡尔 认为,“'我'⑴作为一个“思想者”的存在,即“我思故我在”是一切知识的前 提,是一切知识最牢固的基础”。美国哈佛大学社会学家贝尔在《知识的规范》一 书中将知识定义为:“一组对事实或概念的条理化的阐述,它表示一个推理出来的 判断或者一种经验结构,它可以通过某种信息工具以某种系统的方式传播给其他 人「⑤波兰尼在其著作《个体知识》中认为知识既包括像用书面语言、图表或 数字公式表达出的知识;也包括隐性的、默会的知识,是不可言说的知识福柯 认为「知识是由话语实践按照一定的规则所构成的一组要素”;“知识是一个人能 够在话语实践中能够谈论的东西”;“知识是主体采取一定的立场谈论其话语实践 中所要研究的客体一种空间”;“存在着科学之处的知识,但是不存在没有特殊话 语实践的知识”。⑥杜威认为,“所有的知识都是暂时的和不断进化的。知识本身是 有机体和环境之间相互作用的中介,是有机体为了适应环境刺激而做出探究的结 果”。皮亚杰强调知识起源和形成于主客体的相互作用,是不断的建构过程。综上 所述,知识包括两个方面:作为名词的知识和作为动词的知识;作为名词的知识 是指人们认识的系统化的结果,更多的指向“know-what”;作为动词的知识是和 结果相互联系的有意义的变化、活动,更多地指向"know-how",知识是承受结果 和经历过程的特定结合。
二、知识的分类
知识依据不同的标准划分为不同的维度、层面和类型,不同维度、层面和类 型的知识有不同的表征体系、内在逻辑、认识方法和价值、功能。依据知识内容 的性质划分,知识可以分为自然科学知识、社会科学知识与人文科学知识;依据 理性逻辑程度划分,知识可以分为理性知识与信仰知识;依据知识型划分,知识
①中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[D]•商务印书馆,2003:1612.
②辞海[D].上海辞书岀版社,1990:1952.
③中国大百科全书•哲学[M].北京:中国大百科全书出版社,1987:1169.
④石中英.知识转型与教育改革[Ml教育科学出版社,2001:13.
⑤王通讯.论知识结构[M]•北京:北京出版社,1986:1.
⑥Foucault,M.9The Archaeology of Knowledge, translated by A.M.Smith, London and New York: Tavistock Publication, cl972:182-183.
可以分为原始神话型知识、古代形而上学型知识、现代科学型知识与后现代文化 型知识;依据表征形式划分,知识可以分为陈述性知识与程序性知识;依据是否 可以言传划分,知识可以分为隐性知识与显性知识;依据确定性程度划分,知识 可以分为确定性知识与不确定性知识。
(一) 自然科学知识.社会科学知识与人文科学知识
依据知识内容的性质,知识可以划分为三个维度:自然科学知识、社会科学 知识与人文科学知识。自然科学知识通常是指描述性知识,追求普遍性,主要通 过概念符号和量化方式反映对自然世界的认识,主要凭借对纯粹物质事实的观察 与实验而获得,呈现直线性发展方式。社会科学知识作为规范性知识,追求群体 性,通过多种方式获得关于社会世界的认识,借助于对蕴含不同价值观念和价值 取向的社会事实与实践的观察与价值研究而获得,呈现阶段性发展方式。人文科 学知识作为反思性知识,追求个性化,主要通过切身体验和意义理解反映对人文 世界的领悟,主要凭借对各种具体价值规范及其历史实践的批判与反思而获得, 呈现螺旋性发展方式。
(二) 理性知识与信仰知识
理性知识是经过分析、抽象、综合、概括、判断、推理等思维方式和环节获 得的有根据、有条理的知识,其对象是具体、有限和现实的,具有一定的普遍必會 然性,但无力解决终极关怀问题。信仰知识是对某种宗教或者主义的极度信服或 崇拜并以此为行动准则而形成的知识,其对象是抽象、无限和理想的,只能靠信 仰领悟,缺少理性知识的明晰性和普适性。
(三) 原始神话型知识、古代形而上学型知识、现代科学型知识与后现代文化型 知识
原始神话型知识摒弃客观的认识对象和认识者关于认识对象的认识,追求神秘 力量的自我显现和自我打开,因而不存在客观的认识对象神话和仪式是知识的 主要陈述形式,具有神秘性、情景性、叙事性和隐喻性。其社会作用是为原始社 会提供解释世界的模式以及形成原始社会的动力。”①古代形而上学型知识是有关 实在或神的知识,认识对象是世界的本体或神的派生物,其主要的知识陈述方式 是范畴和命题,具有客观性、绝对性、终极性和神圣性©其社会作用是为古代社 会提供解释世界的模式及形成古代社会的动力。现代科学型知识是有关客观物质 世界的知识,认识对象是客观世界,特定的概念、范畴、符号和命题是主要的知
石中英•知识转型与教育改革[M].北京:教育科学出版社,2001;83・84.
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识陈述方式,具有客观性、确定性和实证性。其社会作用是为现代社会提供解释 世界的模式以及形成现代社会的动力。后现代文化型知识是“对人所选择的认识 对象特征及其联系的一种猜测、假设或一种暂时的认识策略/①知识并不揭示客 观事物的本质,而是存在各种各样的知识陈述方式,它们彼此之间不可代替,具 有文化性、相对性和多样性。“知识一实践、知识一权利、知识一性别、知识一利 益等之间存在着复杂的关系。没有价值中立和文化无涉的知识,也没有一种普遍 有效的知识/②
(四) 陈述性知识与程序性知识
陈述性知识主要描述“是什么”或解释“为什么”的问题,而程序性知识则 主要回答“怎样办”或“如何做”的问题◎程序性知识记忆、理解、获得和应用 不一定以与之相关的陈述性知识为前提,许多程序性知识并不一定都能还原为陈 述性知识。陈述性知识是在人们通过无数次尝试错误后,经过长期的反思和总结, 在分析、解释行动效果的理由时逐渐形成的。程序性知识可分为技术形态的程序 性知识和实践形态的程序性知识。
(五) 隐性知识与显性知识
隐性知识作为一种个人知识,是只能意会不能言传的知识,具有很强的情景 性和实践操作性,很难交流、传递;显性知识作为公共知识,是完全能够用语言 表达的知识,具有普遍性,易于交流和传递。
(六) 确定性知识与不确定性知识
确定性知识和不确定性知识的含义与知识的确定性和不确定性含义想通。追 求知识的确定性是古代求知的最高目标,但近代以来人们认识到,知识并非完全 从自明原则中推演出来,也是经验世界观察与实验的结果;人们不再完全把知识 看作必然性的反映,也看作偶然的、有条件的认识和行为的结果。然而知识如果 永远变化,没有确定性,则失去指导人行为的可能,人就无法根据其获得的知识 开展实践活动。但如果把知识理解为确定不变的,那么人们关于世界的认识也是 确定不变的,甚至世界本身也是不变的。知识的确定性和不确定性就像人自己的 确定性和不确定性一样,知识既是相对确定的,又是相对不确定的,知识就是在 二者相互统一的状态下和不断的追求、扬弃、应用中实现变化和发展。在确定性 中追求不确定性,在不确定性寻求确定性:在确定性中批判确定性,在不确定性
①石中英.知识转型与教育改革[M].北京:教育科学出版社,2001:83-84.
②石中英•知识转型与教育改革[M].北京:教育科学出2001:83-84. 中反思不确定性。这个过程持续循环不断生成不仅是知识发展的规律,也是人的 能力和本质力量发展的规律。
第二节 力、整合和合力的内涵及维度
知合力是知识整合产生并发挥出来的力,要明晰知合力的本质内涵和特征, 除了对知识的内涵和分类进行研究,还需要对力的内涵和特征、“合”加以考察。 力的内涵在不同层面和语境下是不同的,从“力”的汉语和英语词源入手,并对 物理学、哲学层面的力进行剖析,可以为理解知合力奠定良好的基础。而知合力 的核心要义在于“合”,“合”既指涉“整合”,也指涉“合力”,还关涉“整合” 和“合力”的复杂关系,需要进行具体系统的分析。
一、力的内涵解析
(-)对“力”的词源考察
1 •汉语语境中“力”的意义
在汉语中,“力”的甲骨文字形为“J”,象耒形,有柄有尖,用以翻地,意指 有人正在用力使用工具劳作。《说文解字》中"'力”字形为"厉”意为“筋也。 象人筋之形,治功曰力/①也就是像人的筋骨形状的意思。力的本义为正在用力警 使用工具劳作,引申义为体力,力气。《礼记•礼运》其行之以货力《汉书•食” 货志》:“力农数耘/《诗•邺风》有力如虎,执辔如组。”《孟子•梁惠王上九 “吾力足以举百钧,而不足以举一羽。”这些含义都触及力的引申义体力、力气。 《辞海》中将“力”解释为:“①力气;②能力;…④尽力,竭力;…⑧物理学名 词。物质之间的相互作用。”②《现代汉语词典》是指人与动物筋肉的效能:力量、 力气;一切事物的效能:视力;用极大的力量、尽力;物体间的相互作用叫力, 力有三个要素,即力的大小、方向和作用点。可见,力的含义不仅涉及体力、力 气,还涉及力量、能力、尽力、竭力和物质间的相互作用等,这就牵引出了 “力” 的另几组涵义。
1.力量;《汉书•灌婴传》:“战疾力/《资治通鉴》:“愿将军量力而处之 韩愈《题木居士》中:“朽蠹不胜刀锯力,匠人虽巧欲何如? ”宋•苏轼《教战守》: “盛夏力作这里的力都蕴含“有份量、作用、效力”这一词义,即与力的规模、
①[汉]许慎撰.说文解字(大字本)下忆]・北京:中华书局,2013:1146.
②辞海编辑委员会辟海[Z]上海:上海辞书出版社,2001:1262.
等级、范围、程度及内部组成要素的结构有关,据此意衍生出势单力薄;力劣; 强力等词语。
2•能力;《吕氏春秋•适威》「民进则欲其赏,退则畏其罪,知其能力之不足 也!”《史记•淮阴侯列传九“欲为陛下所为者甚众,顾力不能耳/《史记•李斯 列传》:“上幸尽其能力,乃得至今/这里的力与“完成一项目标或者任务所体 现出来的素质”相关,现在衍生出理解力、创造力、脑力、智力、才力、力用(能 力和作用)等词语。
3•尽力、竭力;《汉书•南粤王传》「"楼船力攻烧敌/《后汉书•樊晔传》:“游 子常贫苦,力子天所富/清・梁启超《谭嗣同传》:“力主变法。”清•张廷玉 《明史》:“力摧豪强/《聊斋志异•促织》:“力叮不释。”这里的力是指用尽全力, 如《礼记•燕义》:“臣下竭力尽能以立功於国,君必报之以爵禄/由此衍生出 竭尽全力、鼎力、全力、极力、力战.力疾等词语。
4•物质之间的相互作用;《墨经》中:“力,刑之所以奋也”①是最早的关于力 的明确定义。这里的“刑”是空间或物质的“形状”,“奋”引申为震动之意,这 句话的意思为,力是物质与空间形状之所以发生改变的原因。在这里力是这使物 体获得加速度、改变方向或者发生形变的作用,如压力、重力、摩擦力、拉力、 推力、合力等。
以上述的基本含义为基础,延伸出力之为力的几个条件:力是物质之间的相 互作用,这是力之为力的前提条件;力是有份量、有效力的,这是力之为力的必 要条件;力是有着自身限度的,这是力之为力的保障性条件;此外,力不仅表现 为依靠身体组织而存在的肉体力(体力、精力),还表现为力精神上的力(能力、 智力),这是力之为力的外在表现。
2•英语语境中“力”的意义
在英语中,表示力的单词很多,主要有strength, force, power, might, energy, vigor,等。strength译为“力气,力量,强度,(精神上的)力量、智 力,能力”,是指机体内部的能力,或依靠身体组织而存在的力。force是指物质 或精神力量,多指为做成某事而使用的力,包括力量,武力、暴力,气力、毅力, 智力、理解力、才敢,影响力、说服力,权力、威力,物理学中力的强度、风力 强度等。power基本意思是“力,力量”,可指人的体力、思维能力,也可指机器 的功力、动力和功率;也涉及人所具有的权力、政权、势力及功力o might多指巨 大的或超人的力,既可以指人体的力量,也可指政治、军事等的强大而产生的威 力,其程度要比下面几个词强。指Energy译为“精力、活力、能量”,指人工作
①孙长友.力学史稿[M].贵阳:贵州教育出版社,1991:6.
54 时焕发出的精力或干劲。而但指人具有力气时与strength同义© vigor指由生命 元气的存在所产生的活力或精力。上述六个单词在词义方面虽存在着差异,但有 着共同的内涵:“能”、“能量”、“精力”等。本文的力与force -词的含义接近。
对“力”的词源考察,只是表明了“力”一词已有的或隐藏着的含义。但“力” 的概念的获得和阐释并不像我们料想的那样简单,它不仅仅是一个词语,更是折 射出一系列复杂的问题。虽然对力的词源考察已给我们指明开展研究的可能方向, 但要解释“力”这一问题,需要从更多的层面着手分析。
(二)物理学、哲学层面“力”的意义
“力”在不同的层面、维度和语境中,表示的涵义存在差异。作为物质之间 的相互作用的力,既是物质层面的“力”也是精神层面的“力”,既是物理的“力” 也是哲学的“力”,既关涉力的方向、大小和作用点,又包含力的心理、观念及精 神领域的反思,需要作多维度的考查。
1 •物理学层面“力”的意义
力不仅是个物理学名词,同时是力学的基本概念。国内外许多著名物理学家 都对力及力学进行过深入研究。伽利略认识到诸力产生源于物体速度的大小和方 向的改变或加速度,客观认识到力的性质,为牛顿第二定律的产生提供了雏形。 惯性原理的发现打破了力是运动原因的旧概念,而指出力是改变运动状态的原因呢 牛顿提出著名的万有引力定律和牛顿运动三大定律,他阐述了力学的基本概念(质 量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三大定律),即“对于任何一个物体,除 非有外力作用于它并改变其状态,否则它将保持静止或匀速直线运动的状态;运 动的变化与外力成正比,且沿着外力作用的直线方向进行变化;每一种作用都有 一个与之方向相反的反作用,并且,两个物体间的相互作用总是相等的。”①爱因 斯坦提出了狭义相对论和广义相对论,认为必须在相对力学而非经典力学的范畴 内研究高速运动物体。物理学中的“力”是指物质与物质之间的相互作用产生的。 力作用的效果主要有:力可以改变物体的形状,使物体发生形变;力可以改变物 体的运动状态;力使物体保持匀变速不变;大小、方向和作用点是其三要素。物 理学中的力依据不同标准有不同的分类:根据力的效果分为:压力、张力、阻力、 引力等;根据力的性质分为:重力、弹力、摩擦力、核力;在中学阶段,一般分 为场力(包括重力、磁场力),弹力(压力、张力、拉力等),摩擦力(静摩擦力、 滑动摩擦力等)。力具有物质性、相互性、矢量性、同时性、独立性等特征。物理 学中的“力”的研究对哲学层面及其他层面的“力”的研究有着一定的借鉴性和
①[英]艾萨克•牛顿.自然哲学的数学原理[MJ.曾琼瑶,王莹,王美霞,译.重庆:重庆出版社,2008:16-17.
55
启发性。
2•哲学层面“力”的意义
哲学层面的“力”主要是心理、观念及精神领域的反思。亚里士多德说:“一 切事物都处于一个变化的过程中。每个事物都有一种力量,成为它的形式已经设 定为其目的的东西。所有事物中都有一个努力朝向它们的'目的'的动态力量/
①他基于力与物体运动之间的关系,提出物体的运动速度和其所受外界的合力是成 正比(或者是该物体所受的自己本身的重力),并且和物体运动介质的粘度成反比。 正如比较早的哲学(笛卡尔)所说的:“存在于宇宙中的运动的量永远是一样的。 因此,运动不能创造,只能转移。如果运动从一个物体转移到另一个物体,如果 它是自己转移的,是主动的,那么就可以把它看做是被转移的、被运的运动的原 因。我们把这种主动的运动叫做力,把被运的运动叫做力的表现是不可想象的/
②黑格尔认为:“说磁石有灵魂(如泰勒斯所说的)比起说它有吸引力更好些;力 是一种属性,属性是可以和物质分离的,可以想象为一个述语;而灵魂则是磁石 的这种运动,是和物质本性等同的③力是一种属性,但是与事物不可分割的, 这是力的内在、固有的属性,脱离了事物间的相互联系,力难以形成。马克思认 为:“天体运动速度脱离直线而偏斜,形成一个斥力和引力的体系。在这个体系内, 它们同样保持着它们的独立性,最后它们并从它们自身中创造岀时间”异他同时 指出:“由于许多力量融合为一个总的力量而产生的新力量/④恩格斯在《自然辩 证法》中指出:“力的观念,如各方面所承认的(从黑格尔起直到亥姆霍兹止), 是从人的机体在其周围环境中的活动中借用来的。我们说肌肉力、双臂上举力、 腿的弹跳力、肠胃的消化力、神经的感觉力、腺的分泌力等等。换句话说,为了 不必对我们机体的某种机能所引起某种变化的真实原因作出说明,我们就塞进某 种虚构的原因,某种和这个变化相当的所谓力/⑤恩格斯的“力”并非真实的存 在而是一个隐喻,是与“确定性”和“不变性”相排斥,是不断生成的。如上所 述,哲学层面的“力”与物理学层面的“力”虽存在着差异,在力是物质与物质 间的相互作用这一点是相通的。
从力的词源及物理学、哲学层面考察来看,力的内涵十分丰富,不同领域、 立场和视角对于力的内涵的理解不同。虽然人们立足于不同角度、立场对力的起
①[美]撒穆儿•伊诺克•斯通普夫,詹姆斯•菲泽.西方哲学史(第七版)[M].丁三东,等,译•北京:中华 书局,2005:120.
②中共中央马克思恩格斯列宁斯大林著作编译局•马克思恩格斯文集(第九卷)[MJ.北京:人民出版 社,2009:64.
③黑格尔.哲学史讲演录(第1卷)[M].北京:人民出版社,1982:208.
④马克思.资本论(第一卷)[M].中共中央马克思恩格斯列宁斯大林著作编译局,译.北京:人民岀版 社,2004:379.
⑤《马克思恩格斯选集》第4卷第273页
源、概念、属性、维度等进行锲而不舍的探究,但至今对于力的内涵仍未有一个 完美的答案,以至于费曼在其著作《费曼物理学讲义》中谈到:“如果非要力的精 确定义不可,那你永远也得不到①尽管如此,本文尝试将“力”界定为:力是 指主客体或主对象之间、主体间相互作用或影响及其性质.程度及道理等。这里 的力不单单是指力之量,它还包括力之质,力之质与力之量统一称为力之度;力 之度的达成需要力之势、力之佳、力之极三方面的和谐作用。这些方面的统一与 和谐需要特定的发展过程、轨迹、形成规律和法则等,称为力之道。
二、力的维度
力作为主客体或主对象之间、主体间相互作用或影响及其性质、程度及道理 等,有着自身的逻辑体系和维度。谈及力,人们往往把它等同于力量,但力不仅 包括力量,还包括力之质、力之度、力之道等方面。正如杜威认为:””除了纯粹的 力量之外,还需要其他的东西,纯粹的力量可能是毫无理性的,可能会践踏他人 的利益,甚至在指向正当目标时可能以侵犯他人权利的方式去达到目的,更何况 纯粹的力量难保有正当的目标。”②可见,力形成释放需要力之量、力之质、力之 度及力之道等维度的和谐作用。力之度是力之质与力之量的统一。黑格尔认为:“尺, 度是有质的定量”、“尺度是质与量的统一”。③他认为尺度是一个过程,是质量统" 一的过程;质、量、度是存在的范畴内逻辑理念发展的三个层次。受黑格尔关于' 度的思想启发,可以认为力度是力质与力量的统一过程。力度在外在形态上表现 为一定的力量,它同时具有质的意义。在阐释力度内涵时,综上所述,力度依次 表现为一系列大小要用一定的量去描述特定质的力度。力度的达成需要力之势、 力之佳和力之极和谐发展和相互作用。力度是指强弱不等的力与质相统一的定量, 反映力的形成过程中一系列不同的质与量的统一程度,有着自己的发展进程、轨 迹、形成规律及法则,我们将此称为力之道。
(―)力之质
质在《说文解字》中的写法为“聲”,意为“质,以物相赘也”,换言之“以 钱受物曰赘,以物受钱曰质”。④《辞海》将质理解为:“…④物质;质地;⑤性质, 本性…⑧与“量” 一起构成事物的规定性…⑩在中国哲学史上,指事物内部的质, 与“行”相对…”⑤《现代汉语词典》中的质意为“①性质、本质;②质量;…”
①[美]柯尔•物理与头脑相遇的地方[M].丘宏义,译.长春:长春出版社,2005:91.
②[美]约翰•杜威•杜威全集早期著作1895-1898 (第5卷)[M]•张国清,译•上海:华东师范大学出版社.2010:59.
③[德]黑格尔•小逻辑[M].贺麟,译.北京:商务印书馆.2009:234.
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®辞海编辑委员会”辞海(4)[Z].上海:上海辞书出版社,2001:2751.
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①黑格尔指出:“质,首先就具有与存在相同一的性质,两者的性质相同到这样程 度,如果某物失掉它的质,则这物便失其所以为这物的存在/②可见质是存在物 区别于其他事物所固有的规定性。这种规定性不仅规定存在物的存在,也规定存 在物的多样性。这种规定性不是虚无的,而是现实存在的,有着具体内容的,表 现为一系列不同等级和规模组成的序列,是可以通过量表示出来的。比如说,水 之所以为水,是因为自身所固有的规定性,比如一定的密度、气味、温度、沸点 和凝固点等,水正是以此区别于其他的液体。水的这些规定性是现实存在的,其 自身内容是以氢原子和氧原子的聚积、水分子的延展、水分子间的距离和排序方 式等方式表现出来,这些表现是可以量度的,即为量。同时,水在变化的过程中, 表现为由一系列“不同温度的水”组成的序列。简言之,首先水的质是以一定规 模而存在,必须借助于一定规模的密度、体积等得以存在:其次水的质以不同的 等级和程度而存在,必须借助于一系列水的温度、特定的沸点和凝固点得以存在。 可见,事物的质是以规模和等级两种方式存在的。力之质是指力本身所固有的规 定性,这种规定性和内在本质不仅规定力的存在,也规定力的多样性。力之质是 力之所以为力,是因为其内在规定性,亦即质。而这些规定性一方面借助于主客 体或主对象之间、主体间相互作用的大小等来方式存在;另一方面借助于主客体 或主对象之间、主体间相互作用的程度、等级、强弱等得以存在。
(-)力之量
“量”在金文中的写法为“ I ”;《说文解字》中的写法是“蚩”,意思为“称 轻重也”,也就是“用秤测出物品的轻重”的意思。《辞海》中将量理解为:"lia ng①计量多少的器具;②与“质”一起构成事物的规定性;③容纳的限度;④器 量,度量……"③《现代汉语词典》中“量”是指“…②能容纳或禁受的限度;③ 数量;数目;……”量同时是唯物辩证法的重要范畴,质与量是统一的,质通过 量表现岀来,量是质的存在方式,是质的规模和等级的标示。正如黑格尔所说的:
“量不是别的,只是扬弃了的质。这被扬弃了的质……只是中立于任何规定性的 存在。存在的这种形态,在我们通常的表象里,就叫做量。”④如上所述,量是指 事物存在的规模、等级、范围、程度及内部组成要素的结构,是事物可以用数量 来表示的规定性。它分为规模量和等级量两类。正如黑格尔所说:邛艮度与定量本 身的全体是同一的,限度自身作为多重的,是外延的量[或广量],但限度自身作
①中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[Z]北京滴务印书馆,2001:1479.
②[德]黑格尔.小逻辑[M].贺麟,译.北京:商务印书馆.2009:188.
③辞海编辑委员会.辞海[Z].上海:上海辞书出版社,2001:1289.
④[德]黑格尔•小逻辑[M]•贺麟,译.北京:商务印书馆,2009:217.
为简单的规定性,是内涵之量[或深量]的程度/①可见,规模量是外延量,标示 着力之质的广度,它在合理范围内的增减不会引发质的变化。等级量是内涵之量, 标示着力之量的深度,它的增减会引起质变的发生。如水的多少是其规模量,水 的温度是其等级量;一杯水,既是加再多的水进去,其质是不变的;但一杯50°C 的水,将其温度降到零度以下结成冰,其质就随之发生改变。力之量是指主客体 或主对象之间、主体间相互作用或影响的规模、等级、范围、程度及内部组成要 素的结构,是可以用力的规模量和等级量表现出来的。
(三)力之度
本文的度意为尺度。尺度不仅表示事物的程度、等级和限度,处事或看待事 物的标准,还包括权衡之意。尺度的定义需要涉及三个方面:客体(被考察对象)、 主体(考察对象)及时空。尺度是一个复杂的时空概念。哲学界关于尺度的定义 最有代表性的即柏拉图的“尺度是多余和不足之间的适中状态/黑格尔的尺度 是有质的定量”、“尺度是质与量的统一”的观点,后来很多学者的观点都是以 此为基础的,如艾思奇:“度是一定事物保持自己的质的数量界限/②姜云:“度 是与事物的质相统一的定量,是质与量统一的过程/③等,关于度的各种解释虽 表达方式不同,但就其实质而言,一般都与这几种定义相似。综上所述,度是质 与量相互作用统一的过程,是事物保持其质的量的界限、幅度和范围;它有着自 身的发展过程,不是一成不变的,是依次表现为与质统一的一系列大小不等的定 量,在这过程中还涉及的处事标准及权衡等问题。质与量的统一是度的以产生和 存在的内在依据。具体而言,首先质与量的统一是分等级和程度的,质与量的初 步统一称为程度,可以用第一、第二……表示的次序的数量。等级或程度是纵向 的、有深度的量。正如黑格尔所认为的:“程度或等级是不同于外延之量的内涵之 量,即包含有深度的量/④如音量的大小,气温的高低等。其次,质与量的统一, 最初是潜在的,尚未明显实现的。在这个意义上,量的一定幅度内的增减不会影 响质的存在。当量的增减超过一定限度,才会影响质的变化。再次,尺度还涉及 标准和权衡之意。“上帝是万物的尺度”、“人是万物的尺度”等均表明尺度不仅是 指质与量统一的程度、等级及限度,还蕴含标准和衡量之意。在对度的本质探讨 的基础上,力之度是力之质与力之量统一的过程,是不同类型、维度、层面的力 质与量相统一的程度、等级及限度,是权衡力在发展过程中一系列不同的质与量
①[德]黑格尔.小逻辑[M].贺麟,译.北京:商务印书馆,2009:225.
②艾思奇.辩证唯物主义和历史唯物主义[M].北京:人民出版社3961:100.
③姜云论度的进展过程囚哲学研究,1982(2):10-18.
④[德1黑格尔.小逻辑[M].贺麟,译.北京:商务印书馆,2009:序言.
统一的标准。
尺度这个概念的内容十分丰富,相应地力之度的内涵也很复杂,它不仅是力 之质与力之量统一的过程,还涉及力之势、力之极与力之佳三个方面。黑格尔在 其著作中指出:“从本质上看,尺度就是比率。其次尺度自身包含的环节,……它 的每个环节本身,总是质与量的统一。由此而来的是在的尺度,产生了一些尺度 的比率,它们作为形式的总体,自身是独立的。”①黑格尔论述的“尺度的比率” 和“尺度的序列”的内容中,蕴涵着势与势的序列;力之势是指反映力之质与力 之量统一的特定程度,并与力之质相统一的特定定量。黑格尔还指出:“一方面 定在的量的规定性可以改变,而不致影响它的质,但同时另一方面这种不影响质 的量之增减也有其限度,一超出其限度,就会引起质的变化。”②这论述中隐含着 极的观点。力之极是指反映力质与力量统一极限程度的与力质相统一的极量。黑 格尔著作中“选择的亲和性”的观点则反映出佳的思想。佳这里是指最合适的、 最好的;力之佳反映力之质与力之量统一最佳程度,并与力之质相统一的最佳定 量。力之度的形成发展需要力之势、力之极和力之佳三方面的和谐作用。
(四)力之道
道本意是指从头开始行走,启程。《说文解字》中道的字形为“譜”,意思为 “道,所行道也S③《辞海》将道理解为:“①道路;②法则、规律;③宇宙万物 的本原、本体……”④《新编新华字典》中道是指“①同本义,路,道路;…④线 条;⑤路程,行程;⑥方式,方法;……”⑤结合词源分析,道是指事物的发展过 程、轨迹、形成规律和法则。道作为中国哲学的核心范畴,不仅是天道,也是人 道。老子曰「道生一,一生二,二生三,三生万物/⑥《周易》中“形而上者谓 之道,形而下者谓之器/⑦“一阴一阳谓之道”都是把道作为万物的本原,它蕴 含事物的规律、法则、过程,是宇宙万物变化的过程。道除天道外,还是人道,《论 语》中的“道不同,不相为谋。”⑧《孟子》中的“得道者多助,失道者寡助/⑨ 等都体现着人道思想。这里的人道思想同时蕴含着一定的原则和规范。《中庸》中 的“道不远人,人之为道而远人,不可以为道。”⑩说明,道与人的实践相互统一、
①[德]黑格尔.逻辑学(上卷)[M].杨一乙译北京:商务印书馆.1996:401.
②[德]黑格尔.小逻辑[M]•贺麟,译.北京:商务印书馆,2009:236.
③[汉]许慎.说文解字(大字本)上[Z].徐鉉校定,北京:中华书局,2013:144.
④辞海编辑委员会辞海(1)[Z].上海:上海辞书出版社,2001:383.
⑤王同亿主编•新编新华字典[Z]海口:海南出版社,1997:91.
⑥《老子》第四十二章
⑦《周易•系辞上》
⑧《论语•卫灵公》
⑨《孟子•公孙丑下》
⑩《中庸》
不可分割。在人的实践过程中,道的品格表现为中,孟子的中庸之道,正是对此 的恰当阐释。“中”意味着要在实践过程中处理和协调好各种关系,其实质内涵指 向“度S《中庸》中的“万物并育而不相害”,是指万物均有各自存在的依据, 是相互并存的关系,这里体现着“度”的观念和智慧。可见,“道”与“度"是 相互联系,相互投射的,道的达成需要保持适当的“度S “度”的保持离不开“道” 的基本品格。基于此可见,力之度与力之道是相互作用的,力之道作为力之质与 力之量相统一的发展过程、轨迹、形成规律和法则,在达成的过程中同样要保持 适当的“度S
三、整合的含义
对“整合”的解读是明晰知合力的前提。整合英文译为integration, conformity^ concordance,后两者主要是地质学的术语。中文主要涵义是成为合 为一体、一体化、融合等。整合一词最早是斯宾塞在其著作《第一原理》中论述 进化论哲学的主要原则时提出:“进化是经过不断的整合与分化,是从不确定、不 协调的单纯性(一译:同质性)到确定性、协调的繁杂性(一译:异质性)的变 化/①《现代汉语词典》将整合定义为:“通过整顿、协调重新组合。”②《辞海》 中整合是指:"©整理,组合;②新老地层间的走向和倾斜均一致,其岩石性质与 生物演化连续而渐变,在沉积上没有明显间断的地层接触关系/③哲学层面的整, 合意指"由系统的整体性及其系统核心的统摄、凝聚作用而导致的若干相关部分 或因素合成为一个新的统一整体的建构、序化过程。也可以简约地顾名思义为, 整体的综合统一。”④整合通常主要涉及三种类型。“其一是“客体的整合',意 指各种客体对象自身在运动、变化过程中的内在序化,如生物整合、社会整合等; 其二是“主体的整合”,意指主体的思维、意识和观念的序化或建构过程,如思 想整合、观念整合、思维整合等;其三是“实践的整合”,意指社会实践活动中 各种行为的序化过程,它是人类“总体行为形成有序互动的内在功能机制。'”⑤ 整合的三个构成要素:首先隐含着各种不同因素彼此相互依存 (interdependence);除了这一相互依存要素之外,同样还有让所有这些彼此依 存的因素运动起来、协调起来的那种动力。因此整合也就是这些因素相互协调 (coordination),以达到和谐运转;“整合”还包含着聚焦(polarization)的
①[英]赫伯特•斯宾塞•第一原理[M]. 1895年英文版:38.
②中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[MJ.北京:商务印书馆,2005:1737.
®夏征农主编.辞海[M].上海:上海辞书出版社,1999:2721.
④黄宏伟.整合概念及其哲学意蕴[JJ.学术月刊,1995⑵:12・17・
⑤张一兵.实践整合:人类总体行为有序互动的功能机制[JJ.求是学刊,1989(5):21-25. 意思,就是说让所有因素运动起来并不是随意的,而是为了一个相当明确的目标, 特别是为了产生某种意义。①换言之,可以把“整合”界定为一种操作(operation), 通过这一操作,我们使不同的、最初分散的因素彼此相互依存,以让它们按照某 一既定目的、以一种联结在一起的方式运作起来。②20世纪二三十年代教育哲学家 们所使用的“整合”这个词指的是人格方面。人们坚信通过单元或项目而整合的 课程是最佳的,事实上这也是通往人格整合这个更大目标的唯一途径。③整合不同 于综合,“所谓“整',就是“整体综合式思维方式”。它是一种强调整体而非仅 仅是各个部分的视角,强调整体内不同要素的综合融通,而非不同要素的累积叠 加°” ④综合英文译为 synthetical^ comprehensive^ multiple、composite;《现 代汉语辞典》中包括两层涵义:“①归在一起,联合成一个统一的整体;②不同 类型、不同性质的事物组合在一起⑤《辞海》中其定义为:“①把各方面不同 类别的事物组合在一起;②哲学名词,与“分析"相对/⑥“综合是一种认知活 动,它是在不同内容之间建立联系,并以一种统一的方式来呈现这些表现出联系 的内容。”⑦综合和整合的区别主要表现为:综合是一种独特的、个人的方法。在 综合中有一种革新的、产生知识的意愿;而在整合中,我们试图做的事情不是革 新,而首先是面对一个具体的情境。综合是一种自愿的、有意识的方法,整合是 一种内化了的方法。综合是一种智力的练习,它主要属于认知领域,而整合要运 用到属于认知领域、动作领域和社会情感领域的一些素能。整合某种程度上是英 美等国家的专业术语,而在台湾和日韩等国(地区)则常用统整、统合;整合某种程度上 与统整、统合意义相似。
综上所述,整合是在明确目标、合理方式及系统整体性及核心内容的统摄、 凝聚作用下,若干相关的部分或因素序化、融通、聚焦、建构成为一个新的统一 整体的过程。整有整理、整编、整改、修理、修饰之意,是指不同要素的序化、 平衡、有条理的过程;合有聚集、综合、契合、融合、对拢的意思,是指相关要 素的相互融通、互相耦合、和谐运转的过程。整与合是目标达成方式,最终指向 科学力的发展。整合是一个不断涌现出新的统一整体的过程。真正的整合要求揭
①[比]易克萨维耶•罗日叶•整合教学法一教学中的能力和学业获得的整合[M].汪凌,译.上海:华东师范大学岀 版社,2009:22-23.
②[比]易克萨维耶•罗日叶.整合教学法——教学中的能力和学业获得的整合[M]・汪凌,译.上海:华东师范大学出 版社,2009:23.
⑨[美]丹尼尔•坦纳,劳雷尔•坦纳.学校课程史[M].崔允瀾等,译.北京:教育科学出版社,2006:183.
④李政涛主编.为“生命•实践”而思——“生命•实践”教育学研究专题报告会论文集[M].南宁:广西师范大学出版 社,2011:49-50.
®中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[M].北京:商务印书馆,2005:1980.
⑥夏征农主编.辞海[M]上海:上海辞书出版社,1999:2721.
⑦[比]易克萨维耶•罗日叶.整合教学法一 学中的能力和学业获得的整合[M].汪凌,译.上海:华东师范大学出 版社,2009:62.
示系统的部分、要素、方面所不具有的整体性质,发现全新的系统整体才具有的 性质/①它不仅涉及整合的目标、整合的内容、整合的方式和整合的质量等范畴, 还包括整合的维度、整合的类型、整合的广度、整合的深度、整合的程度、整合 的限度等几个范畴。
四、合力的理解
对“合力”的解读是明晰知合力的另一个前提。合在甲骨文中字形为 意为器盖相合之形。《说文解字》中的字形为“ d ”,意为“合口也”,②指两相闭 拢、封闭的意思。还有相配、协作;对得上、与…一致;应该;汇合;一同的意 思。《现代汉语词典》将合定义为“①闭;合拢;②结合到一起;凑合到一起;共 同(跟“分”相对);③全;④符合;质地;……”③虽然合的运用场合不同而导 致意义相异,但它主要涉及两个方面:一方面主要围绕聚集这一中心意义,并衍1 生出和合、结合、联合、整合、融合、组合等词语;另一方面,主要围绕对得上、 与…一致、符合这一含义,并衍生出合情、合理、合意、合拍、合流等词语。这 些代表性词语都落脚在一个“合”字上。融合即为“两种或多种不同的事物合成 一体严 合情意指“合乎情理合拍是指“符合节奏,比喻动作和谐一致人合, 流意为“水流相汇合,引申为不同思想和行动协调一致”可见,“合”不仅是一种弋 方法,而且是一种观点、一种世界观和价值观。④同时,“合”是有限度、有边界鞋 的。任何合(整合、综合、融合等)都是在承认差别和保持距离的基础上开展的。 正如孔子所说的:“君子和而不同”,人或事物在“不同”的基础上才能实现和谐 发展,也只有“差异”和“不同”存在,合才具有意义。
合力是经典物理学的基本概念,一般是指作用于同一物体上多个力加在一起 的矢量和。合力是矢量。方向相反则减。合力不是构成合力的各部分分力的简单 叠加,而是不同大小、方向、作用点的力相互作用、相互抵消、相互影响形成的 力。《现代汉语词典》将合力解释为;“①一起岀力:同心合力;②一个力的作用 和另几个力同时作用的效果一样时,这一力就是这几个力的合力。”⑤恩格斯的历 史合力论中也涉及合力,认为“历史是这样创造的:最终的结果总是从许多单个 的意志的相互冲突中产生岀来的,而其中每一个意志,又是由于许多特殊的生活 条件,才成为它所成为的那样。这样就有无数互相交错的力量,有无数个力的平
①黄欣荣.复杂性科学与哲学[M].北京:中央编译出版社,2006.262.
②[汉]许慎撰.说文解字(大字本)上[Z].北京:中华书局,2013:410.
③中国社会科学院语言研究所词典编辑室编.现代汉语词典[Z].北京:商务印书馆,2001:444.
®冯树梁.中外预防犯罪比较研究[M].北京:中国人民公安大学岀版社,2003:154.
⑤中国社会科学院语言研究所词典编辑室编.现代汉语词典[Z].北京:商务印书馆,1981:445. 
行四边形,由此就产生出一个合力,即历史结果……”①基于恩格斯的“历史合力 论”,哲学界的学者对合力进行阐述,认为合力是指社会历史发展中无数相互交错 的力量所融合的一个总的平均数。②可见,合力的产生不仅需要多种力的交互作用, 还需要复杂的整体思维方式。合力英文为resultant of forces, resultant, joint forces, pool efforts, composition of forces 等。一部分是一起出力的意思, 如 joint forces, pool efforts;另一部分更多是物的合力,如 resultant of forces, resultant, composition of forces。前者在达成共同目标的过程中隐 含着活动主体的相互排斥和对立,导致力量的消弱或减少;后者则着眼于活动主 体的彼此需求,通过合作与融合使力量扩大和增加;本文的合力含义侧重于后者。 综上所述,合力是不同类型、维度、层面的力通过相互融汇、相互碰撞、相互牵 制、相互投射、相互补充的交互作用而形成的,它不是各种力的简单相加,而是 一种交互作用。例如植物的光合作用是多种因素相互作用、影响产生的合力;它 不仅需要关键参与者植物内部的叶绿体,同时还需要植物外部的水、光照、温度、 气等,是这些要素交互作用、影响促成的光合作用的产生。
合力是不同类型、维度、层面的力相互作用产生的,是复杂的、多维的。依 据不同的标准可划分为不同的类型,依据其所起作用的范围可分为:广义合力和 狭义合力;依据其作用效果可分为:正向合力、抵消合力和反向合力;依据施力 主体与作用对象可分为;主体合力、客体合力和主客体合力。依据其形成的进程 可分为:分力、群体合力、总合力。
第三节知合力的内涵及维度
知识作为人的所有力量的基础和核心,蕴含着无限的潜能,不同层面、维度、 类型的知识形成不同的组合可以产生巨大的力。无论是知“合力”还是“知合” 力都是一种知识的合力并蕴含着无限的力。但不同知识的组合形成不同的力,既 可能是正向的连续不断的增大,也可能是正负能量相抵的,还有可能是负向的不 断缩小的。这是一个复杂的、多维度的问题,要研究这一问题,首先要明晰知合 力的内涵和其内在维度。
一、知“合力"与“知合”力的内涵
知合力的内涵主要涉及两个方面:知“合力”和“知合”力,这两个方面虽
①中共中央马克思恩格斯列宁斯大林著作编译局编译.马克思恩格斯选集(第四卷)[M].北京:人民出版 社,2012:605.
②周世中•历史合力论研究[几哲学动^1987(10):13-15.
相互联系、相互投射但在内涵和外延上是有区别的。知“合力”是相对丁知“分 力”而言的,是指不同类型、维度、层面的知识相互融汇、相互碰撞、相互牵制、 相互投射、相互补充交互作用所产生并发挥出来的力。不同类型、维度、层面的 知识的相互作用包括自然科学知识、社会科学知识与人文科学知识各自内部的和 相互之间的相互作用,理性知识与信仰知识各自内部的和相互之间的相互作用, 原始神话型知识、古代形而上学型知识、现代科学型知识与后现代文化型知识各 自内部的和相互之间的相互作用,陈述性知识与程序性知识各自内部的和相互之 间的相互作用,隐性知识与显性知识各自内部的和相互之间的相互作用,确定性 知识与不确定性知识各自内部的和相互之间的相互作用。它有不同的维度和类型: ①依据其所起作用的范围可分为:广义合力和狭义合力;广义合力是指不同类型、 维度、层面的知识相互作用产生的总合力;狭义合力是指某一类型、维度或层面 的知识相互作用影响产生的合力。②依据其作用效果可分为:正向合力、抵消合 力和负向合力;当不同类型、维度、层面的知识在广度、深度、节奏、强度等方 面方向目标一致时,会产生正向合力;当不同类型、维度、层面的知识在广度、 深度、节奏、强度等方面方向目标不够一致时,则合力减少,形成抵消合力;当 不同类型、维度、层面的知识在广度、深度、节奏、强度等方面方向目标完全差 距极大时,往往会产生负合力。③依据施力主体与作用对象可分为:主体合力、 客体合力和主客体合力。力是指主客体或主对象之间、主体间相互作用或影响及 其性质、程度及道理等。因此,知“合力”既包括知识的各要素、维度等客体之 间的相互作用,了解、掌握和运用知识的主体各种不同方式和行为等的相互碰撞 和影响,还包括了解、掌握和运用知识的主体与知识的各要素、维度等客体Z间 的相互融汇和作用,知“合力"的形成是主体合力、客体合力、主客体合力共同 作用的结果。④依据其形成的进程可分为:分力、群体合力、总合力。知“合力” 相对于知“分力”而言,以知识的各个分力为起点;知识的各个分力相互作用和 碰撞产生群体合力;群体合力是分力向总合力转化的中介和必经之路,群体合力 不仅是知识各分力的聚积,同时还生成新的质的力;群体合力相互融通、聚合和 碰撞形成知识的总合力。
而知合”力则是相对于知识非整合产生并发挥出来的力而言的,是指知识 整合所产生并发挥出来的力;具体而言是不同类型、维度、层面的知识通过序化、 融通、聚焦、建构成为一个新的统一整体的过程中所产生井发挥出来的力。不同 类型、维度、层面的知识的整合包括自然科学知识、社会科学知识与人文科学知 识各自内部的和相互之间的整合,理性知识与信仰知识各自内部的和相互之间的 整合,原始神话型知识、古代形而上学型知识、现代科学型知识与后现代文化型 知识各自内部的和相互之间的整合,陈述性知识与程序性知识各自内部的和相互 之间的整合,隐性知识与显性知识各自内部的和相互之间的整合,确定性知识与 不确定性知识各自内部的和相互之间的整合。不同类型、维度、层面的知识相互 整合交互作用产生不同的力。具体表现为:广义的力和狭义的力;自在的力和自 为的力;正向的力、抵消的力和负向的力;聚变的力和裂变的力等。不同类型、 维度、层面的知识相互整合、交互作用产生广义的力;而某一层面的知识相互作 用和碰撞产生狭义的力。不同类型、维度、层面的知识相互作用和整合产生并发 挥出来的力可能是潜在的、自在的力,需要通过合理有效的整合方式和教学方式、 情感、意志、价值观、道德观等主观力量等作用转化为现实的、自为的力。不同 类型、维度、层面的知识合理有序的整合形成方向一致和谐的力,即正向的力; 不同类型、维度、层面的知识整合不够有序合理相互碰撞、相互抵消形成抵消的 力;不同类型、维度、层面的知识整合方式失当、整合秩序混乱,相互排斥则往 往产生负向合力。不同类型、维度、层面的知识通过序化、融通、聚焦、建构成 为一个新的统一整体产生并发挥出来的力某种程度上是聚变的力,知识的新的统 一体是相对的,随着主体需要、客观条件等的变化,可能会分裂为新的部分,新 的部分再相互作用产生整合另一新的统一体,知识的新的统一体分裂的过程产生 并发挥出来的力即为裂变的力。无论是哪一种类型的“知合”力,都包括力之质、 力之量、力之度和力之道几个方面,都涉及有趋势和特定定量的力、最佳的力和 有限度的力。
二、知“合力”与“知合”力的区别
如上所述,知“合力”和“知合”力在内涵、外延上是存在区别的,具体表 现为以下几个方面:
在具体内容上,知“合力”是一个相对的概念,是相对于知“分力”而言的, 在不同的范畴内,它本身既是合力又是分力。例如,物理科学知识合力相对于物 理科学本身而言是合力,但相对于科学教育知识合力而言,则是一种分力。知“合 力”的知的范围较广,不仅涉及零散知识和整合知识、明确知识和默会知识,还 包含事实性知识、概念性知识、程序性知识和元认知性知识等,是广义上的知识。
“知合”力是一个整体性质的概念,是各种层次、维度、类型的知识相互整合交 互作用形成新的统一整体所产生并发挥出来的力,不存在知识整合力在其他力量 机制中成为分力的状况。“知合力力某种程度上也是一种知“合力”,不过是一种 有序的、结构合理的、整体统一的合力。
在研究路径上,知“合力”的研究路径是知识分力一一知识合力机制一一知识 合力;而“知合”力则是遵循知识非整合一一知识非整合力一一知识整合一一知 识整合力机制一一知识整合力的路径开展的。知“合力”与“知合”力两者研究 的立足点不同,知“合力"是以知识分力为出发点,而“知合”力则是从知识非 整合及知识非整合力出发;两者研究的侧重点不同,知“合力”研究的侧重点在 于“合力”,而“知合”力研究的侧重点在于“知识整合”。“知合”力的研究是知 “合力”研究的浓缩升华,知“合力”研究最高目标是形成知识的正向合力,这 正是“知合”力研究的意义。可见,知“合力”与“知合”力的研究路径存在明 显差异,但在最终目标上又存在异曲同工之处。
在形成释放方式上,知“合力”的形成和释放是多种方式共同作用的结果, 包括形成、学习和应用知识及其主观努力,知识合理结构和整合方式,有效教学 方式、价值观、道德观、情感、信念、意志等的投入,甚至还包括先天的素质和 本能。知“合力”的形成释放需要这几个方面和谐作用。如果这几个方面不和谐 甚至相互排斥,知“合力”的形成释放会受到影响,甚至产生负向合力。箕知合” 力的形成和释放虽是多种原因作用的结果,但主要依赖于知识的整合方式,即知 识合理序化、聚焦、融通.建构的方式。缺乏合理有效的知识整合方式,即使其 他因素相互作用,也难以达成“知合”力的形成释放。
三、知合力的维度
无论是知“合力”还是“知合力”都建基于知识,着力于“合”,意指于力的 提升及人的发展。本文的知合力主要是指“知合"力。即为知识整合产生并发挥 出来的力。知合力是由多种要素组成的相互契合的统一体。要对这个统一体做出 动态整合性的认识必须对知合力之质、知合力之量、知合力之度和知合力之道等 维度及其相互关系进行阐释°
(―)知合力之质
知合力之质是指知识相互作用整合产生并发挥出来的力区别于其他事物所固 有的规定性。这种规定性是现实存在的,有着具体内容的,表现为一系列不同等 级和规模力组成的序列,是可以通过量表示的,但知合力之量的增减并不意味着 知合力之质的变化。由于知识整合的复杂性、涌现性、有限性等特征,需要我们 多维度、多层面地把握知合力之质,尤其是那些与知识非整合力对照而呈现出来 的特殊品质。要明晰知合力之质,主要涉及知合力作为知识相互作用整合产生并 发挥出来的力之特殊性,它与知识非整合产生力的区别。具体表现为:第一,知 识非整合力是一种“知识各部分相互外在、单子式”的力;而知合力是“知识各 
部分交互蕴涵、交互作用”的力。第二,知识非整合力的各部分知识相互外在、 相互隔离,相互间摩擦系数大,某种程度上许多部分是反向作用于整体,这些内 在冲突和外在摩擦直接影响着正向的平行四边形合力的形成;而知合力各部分知 识相互协调、相互圆融、相互投射,形成并处于共振的环路之中,相互间摩擦系 数小,基本上是正向作用于整体,最大限度地形成正向的平行四边形合力。正如 莫兰认为的:“整体大于部分之和,既然在整体的层次上不仅产生宏观统一性,而 且还产生突现(emergence),亦即新品质/特性。……整体大于整体,既然整体作 为整体会反馈作用于部分,而部分也会反馈作用于整体(换言之,整天不只是一 个总的现实存在,它还是一个有组织的动态运转过程)/①第三,知识非整合力是 一种单向度的力。知识非整合力中的各部分知识处于“单子式”的状态,相互外 在、相互独立,知识的整合程度较低,很难达成共识形成一种合力。即使有力的 产生也是一种潜在的、相互独立、相互抵消的力,是一种扁平化、缺乏活力和涌 现性的单向度的力。而知合力是一种主体间性的活力,知合力是指知识主体之间、 知识主对象间、知识客体与知识主体间相互对话、相互碰撞、相互融合、相互建 构产生并发挥出来的力,是一种主体间的力。同时这种主体间的力具有生物活性 的特征,是一种活力;意味着这种力的构成要素力质、力量、力度和力道都处于 “活”的状态,正如谢克纳所认为的,“活着意味着改变、发展、转化;需要和欲 望;甚至,可能是潜在地获得、表现和运用意识。”②活力是指知合力的各要素相 互作用所生成的自我提升、自我创新的力,是知合力自身孕育的生长力和生命力。 具体而言,是指知识通过不断地序化、聚焦、融通、建构为统一整体会涌现出新 的质,新的质相互作用和整合会产生力的新质,这是一个交叉循环的生长过程, 活力表现为一个不断涌现的且不断生长出新的力的过程,即为一种知识整合中的 新颖性。第四,知识非整合力是线性的、有着固定样态和过程的力;知识与知识 间的陌生,使得知识之间的相互作用固化、简单化、程式化。而知合力则是立体 的、复杂的力;它既是不同类型、层面、维度的知识于同一空间相互作用的共在、 结构关系,又是这些知识在时间之维上的相遇、交流、融合产生力的过程。在时 空维度,知合力呈现出一种准备状态,一种随时准备为实现知核力目标采取行动 的蓄势待发的状态;是一个“尚待”、“有待”的过程。这种状态和过程具体表现 为涌现性状态和创造性过程。
(二)知合力之量
任何事物的质都以一定的规模和程度而存在,在不同的时空可能表现为不同
①[法]埃德加漠兰.方法:夭然之天性[MJ.吴泓缈,冯学俊,译.北京:北京大学出版社,2002:105・128.
②[美]理查德•谢克纳环境戏剧[M].曹路生,译•北京:中国戏剧出版社,2001:5.
的规模和等级。知合力之量是指知识相互作用整合产生力的规模、等级、范围及 内部构成要素的结构,是可以用一系列数量表示的,同样蕴含规模量和等级量两 方面。作为质的存在方式的量必然也涉及规模和等级两个方面。知合力的规模量 作为横向的外延之量,标示着知合力之质的广度,知合力的规模量是指知识相互 作用整合中包含着一系列不同学科、维度、层面、类型知识形成的力,其整体是 这些分立的力的总和。它蕴含一系列力,如感知力、记忆力、理解力、归纳力、 演绎力、概括力、推理力、学习力、思维力、创造力等,这些力的数量增减不会 引起质的变化,但是其增减也是有限度的。等级量作为纵向的内涵之量,标示着 知合力之质的深度,主要表现为感知力、记忆力、理解力、概括力、推理力、学 习力、创造力等一系列力的大小或层级,比如创造力,按照美国心理学家泰勒的 观点将其分为表达式创造力、生产式创造力、发明式创造力、革新式创造力和高 深创造力,随着创造力层级的提升,知识的原有结构和秩序被打破而涌现岀新的疔 知识。
(三)知合力之度
知合力之度是指不同类型、维度、层面的知识相互作用整合产生力的质与量 相统一的程度、等级及限度,是权衡所形成的力在形成释放过程中一系列不同的 质与量统一的标准。知合力之度首先与知识整合的存在形态和方式有关,知识及施 知识整合应保有一定的“度”,失去了度,原来意义上的知识或知识整合就不存在 了,知合力也很难形成释放。其次知合力之度关涉知识、知识整合及知合力的内 在之序及稳定性。具体而言是指知识与知识的相关要素或相关属性的交互作用和 整合必须在一定的“度”展开,只有关乎一定的“度”,知识的交互作用整合及产 生的知合力的稳定性与延续性。如果超出一定限度,知识整合的性质与知合力之 质便会产生变化。再次,知合力之度还涉及权衡、比较和判断等意思,主要是指 在不同类型、层面、维度的知识相互作用整合中通过权衡、比较和判断,作出合 乎必然之则和应然之理的选择,使知识与知识的整合以及由此产生的知合力处于 一定境域中最恰当的形态,由此达到知合力的形成释放。知合力之度主要体现在 知合力之势、知合力之极、知合力之佳三个方面。
1 •知合力之势
知合力作为一种蓄势待发的力,它的形成释放过程表现出一定的势和势的序 列。不同的知识交互作用整合之维以“势”为共同指向而相互关联,知合力之势 的整体形态才能被揭示和敞开。老子说:“道生之,德畜之,物形之,势成之/①
①《道德经》五十一章 
势的形成是知合力形成释放的重要保障。但势不是外在于知识相互作用的过程之 外的,而是渗透于并参与到知识相互作用过程中的。知识与“势”之间的互动, 知识通过相互作用整合而成“势”,“势”又在知识整合的目的和知识整合方式与 之一致时转化为促进知合力提升的现实推动力。可见,知合力之势有着不同的维 度和特征,主要表现为:
第一,知合力之势的关涉一定的时空维度。知合力之势是一种发展演变趋向, 它不仅关涉过去与现在知识相互作用整合,还指向知识相互作用整合的未来境域; 它是已然状态与动态发展的统一,是共时性和历时性的统一,具有特定的时空维 度,表现为具有综合形态的实践境域。一方面,知合力之势是具有时间意义并在 一定的时间中展开的发展趋向;另一方面,知合力之势需要在特定实践境域中展 开。具体而言,不同类型、层面、维度的知识整合形成的力具有不同的势;同一 类型、层面、维度的知识整合通过不同方式整合产生并发挥出来的力具有不同的 势;不同历史时期的知识相互作用整合具有不同的势;同一历史时期的不同知识 相互作用整合具有不同的势。
第二,知合力之势的可得性。当知识整合的目与“势”相一致时,势会转化 为一种内在积极的知合力。反之,则会形成否定性的知合力。知合力之势旨在达 成积极的势,这样的势一方面可以引发知识相互作用和整合,在整合进行过程中, 势往往能推动知识进一步的作用和整合,产生更大的知合力。积极的知合力之势 首先需要知识整合的目的与“势”相一致为前提。只有这样,势才能转化为内在 的力。其次,知识整合的方式和程序也要合乎“势”。再次,知识相互作用整合要 “顺势”和“乘势S
第三,知合力之势的指向性。知识相互作用整合产生并发挥出来的力是具有 方向性的,但没有固定的、明确的指向性目标,由于知合力之势在知识相互作用 整合的进展方向与知合力最终目标的达成之间存在一定的张力,这就要求我们在 知合力形成的过程中要“度势”。“所谓"'度势”,意味着通过对共时与历时、已成 与将成、方向性与终点不确定性等关系的审察、判断、以往察来、从事物的既成 形态,展望其未来的发展/①可见,知合力之势的形成需要对知识整合的过程、 方式、目标等进行直觉感知、理性推理、价值判断、比较权衡。
2.知合力之极
知识有着自身独特的逻辑结构和立场,具有一定的篥独立性”,失去这种“独 立性”知识之质难以保持。由于这种独立性品质,知识与知识间的相互作用、碰 撞、投射及整合是有限度的,需要保有适当距离的。“距离是真正的思想得以展开
①杨国荣•论实践智慧[JJ.中国社会科学.2012⑷;4-22.
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并达致冷静、合理、公正和深刻的基本条件/①可见,知识间的相互作用和整合 只有保有一定的限度和距离,才能更好地推动知合力的形成释放。由于知识自身 的独立性、学科间的界限、学生的身心发展规律和认知发展水平等因素,某种程 度上导致不同类型、维度、层面的知识整合某种程度上是在一定限制性条件下的 有限度的、有距离的、有边界的整合;这种有限度和距离的整合产生并发挥出来 的力也是有一定极限的。这种有限的逻辑体系中,知识相互序化、聚焦、融通、 建构产生并发挥出来的力的极限,我们称之为知合力之极。知合力之极某种程度 上蕴涵着势和势的序列,是一个发展的过程,标志着知合力之势的发展顶峰,意 味着知合力之质与知合力之量的统一即将被打破,预示着质变的来临。所谓物极 必反、过犹不及就蕴涵着这一思想。可见,在知识交互作用整合产生力的过程和 实践中,一方面要保持合理的张力,怀有适度的整合意识,达成适当的转化。另 一方面,在知识整合的过程中要注意其产生力的极限,知合力到达一定极限,就以 要创造条件促使其转化其他的力。同时,还要遵循知识整合及知合力的发展规律, 避免在知合力还未发展到极限时,就擅苗助长促使其转化,往往会适得其反。
3.知合力之佳
知识相互作用整合产生力的过程存在着不同的优良等级和程度,某种程度上, 会有一个最优适度的力,是知合力之质与知合力之量统一的最佳状态,是知识恰" 到好处的交互作用整合产生并发挥出来的力,我们称之为知合力之佳。知识相互选 作用整合产生并发挥出来的力的过程是有一定张力的,并不是知识越多,知识整 合程度越高,形成的力就越有效;无论是知识整合还是知识整合产生并发挥出来 的力都蕴含着最优适度,这个最优适度是知识整合的核心目的。但知合力的最优 适度的达成,一方面是有范围和条件的,知合力之佳是在一定范围和条件下的知 识相互作用整合的最佳适度,它不是唯一的;另一方面,知合力之佳是相对的、 生成的、无止境的,不存在完美无缺的知合力。知合力作为一个整体,正如莫兰 认为的:“真正的整体性永远是不完整的,有缝隙和裂痕的。真正的整体观承认整 体性的不足「②因此,我们要在认识到相对性和不足的基础上,对不同维度、类 型、层面的知识进行恰到好处的整合,旨在实现平行四边形正向最优适度的力。 知合力之佳是指知识相互作用整合的“理想状态”,是适当数量的知识,合理有效 的整合方式,恰当的教学方式、情感、态度、价值观等其他因素的得力配合作用, 产生最佳的力,最佳的力是指向学生能力发展和教学质量提升的。
(四)知合力之道
①孙元涛•专业化时代教育学者的生存方式与研究立场[几高等教育研究,2006(5):63-67.
②[法]埃德加漠兰方法:天然之天性[呵吴泓缈,冯学俊,译•北京:北京大学出版社.2002:124.
知合力之道是指知识交互作用整合产生并发挥出来的力的质与量相统一的发 展过程、轨迹、形成规律和法则。知合力之道既是知识相互作用、碰撞、投射、 融通、建构的整合之道,也是知合力的形成释放之道。在这个过程中,呈现出“知 之道一一合之道一一知合之道一一知合力之道”的发展轨迹。'"知之道”是指知识 有着自身的独立品质、内在逻辑及发展规律;“合之道”是指事物内在契合、整合 之道,是合规律合目的之道「知合之道”是指知识序化、聚焦、融通、建构的过 程蕴含着一定的逻辑结构、发展规律和内在限度。知合力之道是力的形成释放之 道,是自为力向自在力的转化之道,是抵消力或负向力向正向力的转变之道,是 知合力向知核力的提升之道,这是知合力之道的发展轨迹。具体而言,从知识相 互作用的角度,知合力之道是知识相互“符合一综合一结合一配合一融合一契合” 的成力之道。符合是知合力形成的前提要求;综合是知合力形成的手段要求;结 合是知合力形成的内容要求;配合是知合力形成的环节要求;融合是知合力形成 的技巧要求;契合是知合力形成的目的要求。从合力形成的机理角度,知合力之 道是“合意一合拍一合力”之道。合意即合力意识,是合需、合情、合理的和谐 作用。合需即合乎需要,是指知识整合及所产生并发挥出来的力要符合教育教学 的需要、学生发展的需要等;合情即合乎感情、情理;是指知识整理及形成的知 合力要合乎情感和情理;合理即合乎理性,是指知识整合及知合力的形成释放是 合规律和合目的的统一。合意是知合力形成释放的前提条件。合拍是指知识间及 知识相互作用形成的力之间互相融通、互补补充、互相投射、互相建构;是一种 和谐的生成机制和表现形式,是知合力形成释放的必要支撑。合力是指知识相互 作用整合产生并发挥出来的力,通过发挥表现为一系列的理解力、观察力、推理 力、实验力、思维力、意志力、创造力等。合力是知合力形成释放的核心目标和 重要表征。
第四节小学科学教育知合力的内涵及维度
知识和科学知识有不同的类型、维度和层面,科学教育知识有不同的类型、 维度和层面。同样,小学科学教育知识也有着不同的类型、维度和层面,不同类 型、维度、层面的小学科学教育知识整合对学生科学素养及科学力的形成、发挥 产生不同价值和作用。小学科学教育知识整合产生并蕴涵一定的力,这种力可以 称之为小学科学教育知合力。小学科学教育知合力不仅是传统意义上的小学科学 教育知识整合产生并发挥出来的力之量,它还包括力之质、力之度和力之道,是 力之质、力之量、力之度和力之道的和谐统一,需要在历史的、具体的、复杂的、
动态的场域中加以分析和论证。因此,基于对知合力的理解,具体到科学教育领 域,通过分析小学科学教育知识整合及其科学力结构和内在关系,探讨和明晰小 学科学教育知合力的本质内涵及维度。
一、小学科学教育知识整合
(-)科学教育知识
“尊重知识是人最突出的特征之一。拉丁文称知识为scientia,从而 science [科学]一词便成为最受敬重的那一部分知识的名称。”①科学知识是人类对 自然界探索成果的积累及人类在经验基础上对世界的认识的系统概括、抽象和总 结;科学教育知识是指人类试图了解和认识自然宇宙时所努力获取的有关事实和 理论的信息通过合理的选择、编排和整合呈现于科学教材中的知识。它作为科学, 教育的基础内核和核心媒介,是科学能力提升、科学道德养成、科学素养培育的亲 机轴和支点,是科学力量发生聚变裂变的基础和核心,有着不同的层面和维度, 依据不同的标准分为不同类型。不同的科学教育知识有着不同的概念体系、认识 方法和价值、功能。科学教育知识依据知识的属性特征,分为科学事实性知识、 科学概念性知识、科学程序性知识与科学元认知性知识:依据知识的认知阶段, 分为科学直觉感受、科学直接概念、科学事实、科学定律、科学创设概念、科学養 原理与科学理论;依据知识内容的性质,分为物质科学知识、生命科学知识、地第 理与空间科学有关知识等;依据知识的表现形式,分为科学事实、科学概念、科 学命题与科学定律、科学原理、科学理论与科学模型;依据知识的确定性程度, 分为明确知识(科学事实、科学概念、科学原理等)和默会知识(科学思想方法、 解决问题的策略等人依据知识的传授方式,分为可教的科学知识和可育的科学知 识;依据知识的历史脉络,分为前人传承的科学知识与今人创造的科学知识;依 据知识理性逻辑程度,分为科学理性知识与科学信仰知识;依据学生获得知识的 方式,分为科学事实性知识、科学概念性知识、科学方法性知识与科学价值性知 识等。可见,科学教育知识依据不同的标准划分为不同的类型,不同类型的科学 教育知识呈现出不同的逻辑结构、性质和特征,其形成、增长、迁移、应用等方 面也存在着差异,这些差异要求不同类型科学教育知识的优化、理解、习得、应 用和创新需要不同方式的参与,不同方式对不同类型科学教育知识的优化、理解、 习得、应用和创新产生不同影响。
①[英]伊姆雷•拉卡托斯.科学研究纲领方法论[M].上海:上海译文出版社.2004,导言
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(二)小学科学教育知识
小学阶段的科学教育知识是通过合理的选择、编排和整合呈现于科学教材中 的物质科学、生命科学、地球与宇宙科学和技术等领域的基础性的、日常性的、 与科学实践活动密切相关的知识。小学科学教育知识蕴含不同的年级、维度、类 型和层面,这几个方面相互作用、相互投射对小学科学教育知识进行立体架构。 小学科学教育知识主要包括物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、科学一技术 —环境一社会(STES)四个维度;小学科学教育知识的类型划分为科学事实性知 识、科学概念性知识、科学理论性知识和科学程序性知识四种;小学科学教育知 识还涉及高阶层面知识、中阶层面知识和低阶层面知识三部分。
依据上述关于科学教育知识内涵的明晰和分类的界定,结合小学科学课程标 准,将小学科学教育知识分为“物质科学”、“生命科学”、“地球与宇宙科学”、 “STSE(科学-技术-社会-环境)”四维度。物质科学主要包括物体与物质、运动与 力、能量的表现形式;生命科学主要包括多样的生物、生命的共同特征、生物与 环境、健康生活;地理与宇宙科学主要包括地球的概貌与地球物质、地球的运动 和所引起的变化。科学-技术-社会-环境主要包括科学、技术、社会、环境的关系、 科学技术史、技术设计、当代重大课题,它自成一体但在课程设计中渗透于其他 三个部分。不同维度的小学科学教育知识还蕴含不同层面,主要划分为低阶层面 的知识、中阶层面的知识和高阶层面的知识等。不同部分的科学知识既保有自身 的特色和逻辑结构,又有着普遍性和共性。它们都包含着一系列的科学事实;都 有着基本的科学概念以及四部分抽象出的科学大概念;有着特定的概念、原理(命 题)以及对这些概念、原理(命题)严密论证的科学理论;根据相关科学事实、 科学概念和科学理论进行操作和实践的程序性知识。因此,可以依据不同部分科 学内容的存在形态,将科学教育知识划分为科学事实性知识、科学概念性知识、 科学理论性知识及科学程序性知识四种类型。同时,无论在哪一维度、层面、类 型的科学教育知识中都渗透着科学本质知识、科学史和科学实践知识。
小学科学教育知识的分类如下图所示:
 
 
(三)小学科学教育知识整合
小学科学教育知识整合是什么,整合什么,如何整合,整合成什么,有所整 合,有所不整合,是小学科学教育知识整合研究的内容。小学科学教育知识整合 是什么是本质问题;整合什么是内容问题;如何整合是方式问题;整合成什么是 目标问题;有所整合,有所不整合是程度和限度问题。要全面分析小学科学教育 知识整合,应从本质问题入手,首先要明晰小学科学教育知识整合是什么。小学 科学教育知识整合是有着整合可能性但却未整合或整合不够的不同学科、层面、 维度、类型的小学科学教育知识,依据某种原则加以聚焦、序化、融通、建构, 形成新的统一性的过程。在此过程中通过指导学生参与科学实践活动并在其中渗 透科学本质教育、科学史教育和STSE (科学-技术-社会-环境)教育,旨在发展学 生的整合意识、促进学生对科学理论的深入持续探究,最终形成科学力。
小学科学教育知识整合包括聚焦、序化、融通、建构四个方面。聚焦顾名思 义就是聚集成为焦点,是指不同的小学科学教育知识围绕着大概念等某一标准聚 合在一起的过程,这是小学科学教育知识整合的立足点°序化是有序化和无序化 的统一,是指小学科学教育知识整合按相关逻辑法则进行合理的组织和协调,形 成相互作用的组织,同时蕴含着无序化,有序化和无序化相互碰撞、相互投射, 相互合作,促使小学科学教育知识整合既有约束又保有涌现的性质,这是小学科 学教育知识整合的支撑点。融通是指融会贯通、融洽、相互沟通,是指在序化的 基础上不同层面、类型、学科的小学科学教育知识相互沟通、相互对话、相互投 射,这是小学科学教育知识整合的兴奋点。建构是指消除不同小学科学教育知识 间、小学科学教育知识与科学实践间、科学知识与社会、环境等间的二元对立局 面,对小学科学教育知识进行合规律性和合目的性的解构和建构,以实现知识有 效、高效地整合和建构,这是小学科学教育知识整合的生长点。聚焦、序化、融 通、四个方面相互依托、相互促进、相互投射、相互回应,构成了小学科学教育 知识整合的有效路径。
小学科学教育知识整合是一个有组织的复杂的系统,是不同年级、维度、层 面和类型的知识在科学中的链接与合奏,是立体多维的循环系统。它主要划分为 以下几方面:第一,横向的二维整合和多维整合;横向的二维整合包括物质科学、 生命科学、地球与环境科学、科学-技术-社会-环境任意两个维度的小学科学教育 知识整合;科学事实性、概念性、理论性和程序性知识任意两种类型的小学科学 教育知识整合。横向多维整合涉及不同维度不同类型的小学科学教育知识整合; 同一维度不同类型的小学科学教育知识整合;同一类型不同维度的小学科学教育 知识整合等。第二,纵向的层面整合、历史整合或年级整合;纵向的层面整合即 为高阶层面、中阶层面和低阶层面的小学科学教育知识整合;纵向的历史整合是 指不同维度、层面、类型的小学科学教育知识与科学史的整合;纵向的年级整合 涉及不同年级的不同维度、层面、类型的小学科学教育知识整合;不同年级的同 一维度的小学科学教育知识整合;不同年级的同一类型的小学科学教育知识整合 等。第三,大维整合(不同学科)和小维整合(同一学科)。大维整合即为不同年 级不同维度、层面、类型的小学科学教育知识整合。即物质科学、生命科学、地 球与宇宙科学等各学科不同层面的科学事实性知识、科学概念性知识、科学理论 性知识和科学程序性知识间的相互整合;小维整合即为同一学科的不同层面的科 学事实性知识、科学概念性知识、科学理论性知识和科学程序性知识间的相互整 合。此外,还涉及小学科学教育知识与科学本质、科学史、科学实践之间的整合 等。
可见,小学科学教育知识整合是相互间的一多项聚合的一跨越的学科性知识 整合过程,是非线性的、非组装的、富有生命活力和灵性的知识序化过程,是多 元互动的、富有弹性空间的知识耦合与互动过程,是依据知识的内在逻辑联系, 使之形成合理序列和梯度的建构过程。小学科学教育知识整合是合成过程和转化 过程。"合生'是某种过程的名称,在这种过程中,由许多事物构成的宇宙,通 过把“多”之中的每一项要素确定地整合到新的“一”的构成中的次要成分中, 获得某种个体的统一性/①小学科学教育知识整合是通过把多学科、多维度、层 面的科学教育知识中的每一项要素整合到新的整体中,获得新的统一性。这个过 程存在着科学教育知识从状态到状态的生长;存在着整合与再整合的过程。最后, 终于获得了一种复杂、生成的统一性,这种统一性是在学科知识保有自身独立品 质前提下形成共振的环路,它有着自身独特的逻辑结构和脉络,正如郝文武教授 认为「人对知识的追求既有自在自发性,更是自觉自为的;既有必然和客观性, 也有应然和主观性,既是合规律的,也是合目的的,是自在自发与自觉自为,必 然与应然,客观与主观,合规律与合目的的统一。”②小学科学教育知识整合过程 同样如此,是自在自发与自觉自为、必然与应然,客观与主观,合规律与合目的 的统一。小学科学教育知识整合不只是达到知识的同一性,而是要更进一步达到疋 各种不相通的知识相互融合的整体,实现科学知识的相通、相容。
二、小学科学力的结构及内在关系
科学力作为科学能力和科学非能力统一的力,它不仅涉及科学能力,还蕴含 一定科学非能力,如科学道德力、科学毅力等。小学科学力是小学生的一种特殊' 的力,它是小学生认知水平、智力和能力等与物质科学、生命科学、地球与宇宙恃 科学等学科有机结合并在科学学科的学习、实践中的具体表现。小学科学力包括 科学观察力,科学实验力,科学分析、归纳、演绎、概括等思维力、科学学习力, 科学实践力(分析问题和解决问题的力),科学创造力等。这些科学力大致分为三 个层面:基本层面、综合层面、高层次综合层面。基本层面主要包括科学观察力、 科学实验力、科学分析、归纳、演绎、概括等思维力;综合层面主要是指科学学 习力和科学实践力(分析问题和解决问题的力);高层次综合层面是以基础层面和 综合层面的力为基础发展起来的高层次的综合力一一科学创造力,科学非能力蕴 含并渗透于这三个层面。其结构如图表示:
①[英]阿尔弗雷德诺思-怀特海.过程与实在[M]杨富斌.译•北京:中国城市出版社,2003:384.
②郝文武.学科和课程分化与综合的辩证法[几教育学报.2006:3-8.
 
 
科学基本力包括科学观察力、科学实验力和科学思维力。科学观察力是指学生 在科学观察活动中所表现出来的有意识、有目的、有组织的科学知觉能力或个体 心理特征。科学观察力直接影响着对科学知识的把握程度和对观察对象认识的准 确程度等,是学生进行科学学习的基本能力。科学实验力是指学生在科学实验过 程中所表现出来的从事探索性综合性科学实践活动的个体心理特征。它包括科学 实验观察能力、科学实验操作能力、科学实验数据处理能力、科学实验模型建构 能力、科学实验报告写作能力等。科学思维力是指学生在科学知识学习和科学问
题的研究解决中顺利地进行思维所表现出的个体心理特征。它是由科学思维品质 (灵活性、深刻性、全面性、流畅性、反思性、独创性等)和科学思维方法(科 学分析、科学归纳、科学演绎、科学概括等)等要素构成的动态的、整体的、立 体多元的结构。科学思维力是科学基本力的关键和核心,是学生顺利开展科学研 究和科学知识学习的核心支撑。
科学学习力是指学生在科学教育活动中自行获取科学知识的力,这种力具有自 主性、综合性等特征。它是有科学学习动力、科学学习毅力和科学学习能力构成。 科学学习动力是指引导、激励学生进行科学学习的内驱力,对于小学科学教育知 合力的形成释放起促进作用。科学学习毅力是学生科学学习中迎难而上,自觉克 服困难,努力实现学习目标的意志品质。“学习能力的成分主要是由知识力、解析 力、生成力、迁移力、执行力和强化力等六大成分组成/①由此推理可知,科学 学习能力是由科学知识力、科学解析力、科学生成力、科学迁移力、科学执行力 和科学强化力等要素构成。科学知识力是指感知、记忆、理解、获得、运用科学 知识并对科学知识进行创造性加工的能力;科学解析力是指对科学研究进行评估, 确定关键科学问题及获取有价值的科学信息,并形成相关认知的能力;科学生成 力是指在理解科学知识意义基础上与先前经验相结合,形成新的科学认知图景和 科学认知结构的能力。科学迁移力是指将科学知识、科学图式等转为为分析科学 问题和解决科学问题的能力;科学执行力是指有效利用学习资源,落实并开展具 体科学学习活动的能力;科学强化力是在科学教学活动中,对科学学习和实践活 动予以正面肯定的能力。科学学习力的六种构成要素是一个具有内在逻辑的整体。 但科学学习力的达成是多种因素共同作用的结果,它既需要科学观察力、科学实 验力、科学思维能力等科学基本能力的参与,乂需要科学记忆力、运用科学知识 的能力、自我监控能力和科学学习方式等的支持。
科学实践力是学生在科学学习活动中体现出来的分析问题和解决问题的综合 品质或力,是直接影响着小学科学教育知识整合的效能和学生科学素养的提升的 力。它涉及提出和界定科学问题的力、建立与运用模型的力、设计与实验的力、 分析与解释数据的力、运用数学与计算思维的力、解释和提岀科学解决方案的力、 根据证据批判的力、评价和交流信息的力等方面。认知发展水平处于具体运算阶 段的小学生的科学实践力主要表现为能识别并初步提出科学问题的力、依据己有 知识进行假设的力、运用观察、实验、调查、阅读等方式搜集资料的力、使用表 格、统计图整理分析资料的力、调动思维能力进行一定的逻辑分析和判断的力、 基于数据分析回答科学问题的力、结合数据进行科学实验的力,一定程度运用工
张仲明.李红•学习能力的成分研究[J].西南大学学报(社会科学版),2009(5):147-153.
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具制造产品或解决实际问题的力◎
科学创造力是指学生在科学创造活动中所表现出来的具有科学创造性思维和 想象的智能品质或力;它作为一种高水平的综合科学能力,渗透于小学科学教育 中的各个方面。科学创造力是科学创新意识、科学创新习惯、科学创新能力(主 要是指科学思维能力和科学想象力)、科学创新毅力和科学创新精神等因素相互作 用、相互制约、互为基础的整体结构。科学创新意识是在科学教育活动中产生有 目的、有计划、有意识的具有创新性心态或思想。科学创新习惯是指科学教育学 习和研究中长期的、有目的、有计划、有组织的系统和潜移默化的影响下形成的 不假思索、不由自主、不言而喻的创新心态和行为。良好的科学创新习惯对于学 生科学创造力的形成起着积极的巨大作用。科学创新能力是科学观察力、科学记 忆力、科学思维力、科学想象力、科学直觉、科学灵感、科学顿悟和科学实践力 的最高综合表现,是综合的知、深度的识及高度的智慧的统一体。科学创新毅力 是在科学教育活动中为科学创造力的达成而自觉克服困难、持之以恒的意志品质、 忍耐力或持久力。而科学创新精神是指能够综合运用科学知识、图式、方法等, 提出新的观念、新方法的思维能力和进行发明创造、进行革新的勇气、魄力、意 志、智慧。它包括求实精神、钻研精神、批判精神、反思精神、冒险精神、奉献 精神等要素。
小学科学教育知识有物质科学知识、生命科学知识、地球与宇宙科学知识、 科学-技术-社会-环境知识等,小学科学力(包括能力在内)有科学观察力、科学 实验力、科学分析、归纳、演绎、概括等思维力、科学学习力、科学实践力(分 析问题和解决问题的力)、科学创造力等,还涉及科学非能力,如科学道德力、科 学毅力、科学动力、科学影响力等。这些科学非能力因素蕴含并渗透于科学能力 中。科学知识和科学力还有事实性知识和科学力、概念性知识和科学力、理论性 知识和科学力、程序性知识和科学力等。科学的物理知识教学、生命知识教学、 地球与宇宙知识教学、科学-技术-环境-社会知识教学和事实性、命题性、理论性 和程序性知识教学,对促进科学观察力、科学实验力、科学分析、归纳、演绎、 概括等思维力、科学学习力、科学实践力(分析问题和解决问题的力)、科学创造 力等都有不同作用。科学知识教学促进包括能力在内的科学力的发展有自然和自 觉两个层面,科学教学应该自觉釆用有效知识教学方式促进包括能力在内的科学 力的发展,这也应该是科学教学研究的重要内容。
三、小学科学教育知合力的内涵
小学科学教育知合力是一个涉及到小学科学教育知识、科学素养、科学力与
科学品格等要素的综合而复杂的概念,是不同学科、层次、类型、维度的小学科 学教育知识以不同方式相互作用和整合产生并发挥出来的力。小学科学教育知识 合理架构、有序、适当整合是知合力形成释放的基础内核和前提条件。小学科学 教育知合力是指将有着整合可能性但却未整合或整合不够的不同维度、层面、类 型的小学科学教育知识,依据某种原则加以聚焦、序化、融通、建构所产生并发 挥出来的力,是力之质、力之量、力之度和力之道的统知”是指不同层次、 类型、维度的小学科学教育知识;“合”是小学科学教育知识聚焦、序化、融通、 建构的逻辑机制,不仅包括融合、整合之意,合规律性合目的性,还涉及转化、 启蒙、生长、感染等逻辑机制。“力”是小学科学教育知识整合的力之“质”、力 之“量,'、力之“度”和力之“道”的统一。概言乙 小学科学教育知合力是指物 质科学、生命科学、地球-宇宙科学等学科教育知识持续地进行聚焦、序化、融通、 建构,使科学教育知识的原有秩序、结构更加合理,并在知识结构合理化的过程 中涌现出新的特质,爆发新的力。这种力的形成能促进学生参与科学工程实践活 动,实现对科学理论的深入持续探究,发展学生的整合意识并在其中渗透科学本 质教育、科学史教育和STES (科学-技术-环境-社会)、STEM (科学-技术-工程-数 学)教育。小学科学教育知合力是一种具有不断涌现性、持续启蒙性的复杂的、 内聚的、契合的力;具体表现为广义的知合力和狭义的知合力,自在的知合力和 自为的知合力,正向知合力、抵消知合力和负向知合力等。无论哪种类型的小学 科学教育知合力的形成都需要自身以外其他事物的诱导,依赖于其自身的发挥。
小学科学教育知合力的形成需要明晰以下几个点:第一,小学科学教育知合 力之为力在于其发挥,依赖于自身以外的事物而存在,需要外在的诱导而得以发 挥。黑格尔指出:“因为力之所以为力,只在于它向外发挥,而我们从力的全部发 挥里所得到的规律,同时就是对力的本身的认识/①正如磁力需要有铁才能发挥 一样,小学科学教育知合力需要有知识及知识整合的诱导并借助于教学才能得以 发挥。第二,小学科学教育知合力依赖于知识整合及教学而得以发挥,这种发挥 是有限的。一方面,由于小学科学教育知识自身的独立性品质,使得知识整合是 有限度的,知识整合产生并发挥出来的力也是有限的。同时小学科学教育知识的 整合自然转化为力的程度是有限的,并不是所有小学科学教育知识的整合都可以 转化为力;有些小学科学教育知识整合无法自然地转化为科学能力或科学力,它 需要科学知识的积极学习和应用,需要科学意志、情感、价值观、道德观及信念 的投入,需要科学知识的合理结构、适当整合及有效教学方式,需要合理社会制 度和运行机制等几个方面的和谐调配、圆融互润。另一方面,小学科学教育教学
[德]黑格尔•小逻辑[M].贺麟:译.北京:商务印书馆.2009:286.
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内容、教学过程、教学方式、教师的教学力等在特定的时空维度是存在限度的。 在有限的教学时间内,通过一定的教学所达成的知合力是有限的。第三,不同维 度、层面、类型的小学科学教育知识通过不同方式整合产生不同的力。例如,物 理科学、生命科学与地球与宇宙科学等学科间科学事实、科学概念、科学理论等 的整合,有利于科学记忆力和理解力等的形成发展;而不同维度不同层面的科学 程序性知识的整合,某种程度上有利于科学思维力、科学创造力等的形成发展; 小学科学教育中的科学事实、科学概念、科学理论等陈述性知识与科学思想方法、 科学实践、解决科学问题的策略等程序性知识相互整合交互作用,则有利于科学 记忆力、科学理解力与科学思维力、科学创造力全面发展和相互作用等。
四、小学科学教育知合力的维度
小学科学教育知合力是一个涉及科学观察力、科学实验力、科学思维力、科 学学习力、科学实践力、科学创造力、科学价值观、科学态度、科学道德观、科 学意志等要素的复杂概念,是不同维度、层面、类型的科学教育知识相互作用整 合产生并发挥出来的力,这种力有着独特的内在逻辑结构及维度,这是区别于语 文、数学等学科知合力、小学科学教育知合力以及小学科学教育非整合力的象征 和标志,是小学科学教育知合力基本属性的外显,是其内在本质的丰富和充盈。 明晰小学科学教育知合力的维度,有利于进一步优化、丰富与调适对小学科学教 育知识的理解、整合与建构,有利于小学生科学力的提升及科学素养的发展。
(_)小学科学教育知合力之质
小学科学教育知合力是小学科学教育知识持续地聚焦、序化、融通、建构过 程中产生并发挥出来的力。小学科学教育知合力之质是指小学科学教育知识相互 作用整合产生并发挥出来的力区别于语文、数学等学科知识相互整合产生并发挥 出来的力、小学科学教育知“合力”及小学科学教育知识非整合力等所固有的规 定性,这种特有的规定性是现实具体存在的,是可以通过量来表示的。小学科学 教育知合力之质是小学科学教育知识相互作用整合所产生力的独特品质和逻辑结 构的反映,是小学生身心规律和认知发展水平的一种投射,是不同维度、层面、 类型的科学教育知识间、科学教育知识、学生科学素养提升、科学力的形成释放 及科学品格培育间和谐一致的彰显。小学科学教育知合力之质是指一种特殊的、 整合的、持续启蒙的、和谐的、创造性的力或本质,主要表现为:第一,小学科 学教育知合力是科学能力与科学非能力统一的力;小学科学教育知合力不仅包括 持续转化为科学观察力、科学实验力、科学思维力、科学学习力、科学实验力、
科学创造力等的科学能力,还包括科学道德力、科学意志力等科学非能力,二者 相互渗透、相互投射、相互促进相互制约。第二,小学科学教育知合力是促进科 学知识及科学素养持续启蒙的涌现力。促进科学知识及科学素养持续启蒙的涌现 力是小学科学教育知合力的重要本质。促进科学知识及科学素养持续启蒙的涌现 力是指小学科学教育知识相互作用整合所生成的促进学生自我提升、自我创新的 力,是其自身孕育的生长力和生命力,对学生的科学知识、科学方式、科学观念、 科学技能和能力起到持续启蒙的作用,进而促进学生科学力的发展及科学素养的 提升。第三,科学创造力是小学科学教育知合力的本体实质。科学创造力是在科 学观察力、科学实验力、科学思维力、科学实践力及科学学习力等基础上产生的 一种高层次、高水平的综合性的、持续启蒙性的力,创造性思维是其核心,是人 脑的最高机能。“所谓创造性思维,就是科学思维结果具有新颖性、独特性、目的 性和价值性的科学思维活动。”①科学创造力是…种本体力,它是实现由科学知识 到科学知识新质跃迁或涌现的最佳的智能品质或力,是催生新颖、独特、有价值 的科学素养的有效的智能品质或力,是塑造蕴含想象力、好奇心、思维力、意志 力、对科学的热爱和奉献精神等的科学品格的恰当的智能品质或力。
上述论及的小学科学教育知合力之质是普遍的、共同的性质。但小学科学教 育知合力之质又与小学生的身心发展规律和认知发展水平密切相关,对于不同年 龄阶段及认知发展水平的学生而言,小学科学教育知合力之质有着不同的侧重点 和表现。皮亚杰的儿童认知发展阶段理论将学生的认知发展水平分为感知运算阶 段、前运算阶段和形式运算阶段,46年级的小学生的认知发展处于前运算阶段, 在这一阶段内,思维开始脱离自我中心,具有一定的逻辑思维,这一阶段的学生 侧重于科学认知和形象思维,即使有抽象思维也需借助具体事物或形象的支撑。 小学生3-6年级小学生有了明显的创造性表现,科学想象力进一步发展,且带有 一定的逻辑性、目的性和概括性,开始具有了独创性和新颖性的创造性科学想象。 促进科学知识及科学素养持续启蒙的涌现力在小学阶段的侧重点是保持小学生与 生俱来的好奇心,进行持续的科学启蒙,发展学习科学的潜力等。不同阶段学生 的科学创造力是不同的。小学高年级较之于小学生低年级更加具有现实性和情境 性,主动性和有意性,可以自主运用创造性分析和解决实践中的新问题,其科学 创造力更加趋于成熟。
(二)小学科学教育知合力之量
小学科学教育知合力之量是指不同维度、层面、类型的小学科学教育知识相互
胡卫平,等.青少年科学创造力的若干理论问题[几首都师范大学学报(社会科学版),2002 (3) :77-79.
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作用整合产生力的规模、等级、范围及内部构成要素的结构等,可以用一系列范 围的力来表示。小学科学教育知合力之量作为质的外在表现,同样涉及规模量和 等级量两个方面。小学科学教育知合力的规模量主要包括科学感知力、科学记忆 力、科学理解力、科学分析力、科学归纳力、科学演绎力、科学概括力、科学想 象力、科学思维力、科学学习力、科学实践力、科学创造力等一系列的力。这些 力的数量和规模在合理范围内的增减对于知识的结构和秩序不会产生质的影响。 而小学科学教育知合力之质主要是指这一系列力的大小和等级。这一系列力的大 小和等级不仅会引发小学科学教育知识的量变,同时还会引发其质变。其中科学 思维力的高低直接影响着小学科学教育知识的结构与秩序及学生科学力的发展。 而科学思维力的高低主要体现于思维方式的采用。抽象思维方式比形象思维方式 高级、创造性思维方式比模仿性思维方式高级,立体思维方式比平面思维方式高 级。例如在小学科学知识整合过程中随着科学思维力层级的提升,由模仿性科学 思维力向创造性科学思维力发展,对于知识的感知、理解、认识、运用和创新不 断加深和改进,到达一定程度会使小学科学教育知识的原有结构和秩序被打破而 涌现出新的知识。
(三)小学科学教育知合力之度
小学科学教育知合力之度主要表现为强度、广度、程度、适度和限度五个方 面。小学科学教育知合力之度所涉及的小学科学教育知合力之势、之佳、之极在 这五个方面均有渗透和体现。无论是小学科学教育知合力的强度、广度还是程度 都蕴含着势和势的序列。小学科学教育知合力的适度实质上就是小学科学教育知 合力之佳。而小学科学教育知合力的限度与小学科学教育知合力之极有着异曲同 工之处。小学科学教育知合力之佳和之极某种程度上也是一种势。可见,小学科 学教育知合力之度是复杂的、多维度、多层面的,需要进一步加以论证。
小学科学教育知合力的强度即小学学科学教育知合力的强弱程度,它可以在 某个范围或幅度内变化,构成了一个从初始强度到最高强度不等的连续统一体, 可以根据强度的大小线性排列。低强度的小学科学教育知合力转化为现实科学力 的程度低,对于小学科学教育知识整合目标的达成影响力小;而高强度的小学科 学教育知合力转化为现实科学力的程度高,往往能较好地实现小学科学教育知识 整合的目标,有时甚至能超越其目标,涌现出新的质。小学科学教育知合力的强 度总体上是不可计量的,但我们却可以比较哪些知合力的强度高,哪些知合力的 强度低。在其他条件相同的情况下,小学科学教育知合力的强度低于其知核力的 强度。它一般体现在力的持久程度和影响大小两方面。一方面,小学科学教育知 合力的强度较强,其对学生的科学素养的发展及科学力的提升作用持续时间长, 反之,则持续的时间短。另一方面,小学科学教育知合力的强度越强对学生的科 学素养的发展及科学力的提升影响越大。相反,强度很弱则对学生的科学素养的 发展及科学力的提升产生较小的甚至是零影响。
小学科学教育知合力的广度即小学科学教育知合力所涉及的范围和领域的广 泛程度。它在最低与最高之间存在着无数的等级,既包括物质科学、生命科学、 地球与宇宙科学等各学科的科学明确知识(科学事实、科学概念、科学定律、科 学理论)与科学默会知识(科学思想方法、科学实践、解决科学问题的策略)整 合产生并发挥出来的力;不同年级同一学科科学教育明确知识和科学默会知识的 纵向整合产生并发挥出来的力;物质科学、生命科学、地球与宇宙科学等不同学 科间明确知识与默会知识整合产生并发挥出来的力;不同年级不同学科科学教育 明确知识与默会知识的纵向整合产生并发挥出来的力;还包括小学科学教育知识 与科学本质、科学史的整合产生并发挥出来的力;小学科学教育知识与技术、社 会、环境(STSE)、科学与技术、工程、数学(STEM)的整合产生并发挥出来的力。
小学科学教育知合力的程度主要是指小学科学教育知合力的绵延性与涌现性。 不同层面、维度、类型的小学科学教育知识通过不断地聚焦、序化、融通、建构 把每一项要素整合到新的整体中,获得新的统一性;小学科学教育知识新的统一 体相互作用整合产生知合力的新质,这是一个交义循环不断涌现的且不断生长岀 新的力的过程。就理论而言,小学科学教育知合力应该具备让自己永不枯竭的裂 变或聚变力。由于小学科学教育知识是学生科学力形成和科学素养提升的基础和 核心。小学科学教育知识某种程度上像核能一样具有无限的潜能,不同层面、维 度、类型的复杂的小学科学教育知识通过不同方式的整合可以产生巨大的科学力。 可见,小学科学教育知合力在时空维度呈现出一种准备状态,一种随时准备为实 现知核力目标采取行动的蓄势待发的状态;是一个“尚待”、“有待”的过程。
小学科学教育知合力的适度首先表现为小学科学教育知识整合的主观目标与 客观表现之间的适度性。当小学科学教育知识相互作用整合的目标与客观结果相 一致,便产生了适度的知合力。其次表现为小学科学教育知合力与学生身心发展 规律及认知发展水平的适度。一方面小学科学教育知合力要遵循学生的身心发展 规律和认知发展水平;另一方面小学科学教育知合力又促进学生的身心发展和认 知水平的提高;二者相互作用、相互投射保有一定的适度。此外还表现为适度的 知识、适度的方式和适度的距离等。适度的知识是指小学科学教育知识整合并不 是知识越多,产生并发挥岀来的力就越大。相反,由于很多知识相互排斥、相互 陌生,往往形成抵消的力。只有适度的核心知识的整合才有利于知合力的最大发 挥。适度的方式包括适度整合方式和适度教学方式。无论是整合方式还是教学方 式都不是具体的方法、策略或手段,而是对小学科学教育知识整合的结果及知合 力的发挥具有决定性的影响,是对学生科学素养提升及科学力的发展具有战略意 义的方法或形式。正如郝文武教授所说的:“方式是决定本质和由本质决定的而非 具体的方法、形式和手段,是内容的本源畀①可见,方式是否适度、得当直接影 响着小学科学教育知合力的形成释放。适度的距离表现为小学科学教育知识整合 是有度的、有边界的、有自我的、有距离的整合,是保有知识自身独立品质的整 合。正如俗话说的:“距离产生美”,适度的距离是知合力保有张力和弹性的前提, 有利于知合力的转化、涌现和生长。
小学科学教育知合力的限度主要表现为:第一,小学科学教育的学科独立性 及学科知识的独特品质决定着其知合力的限度;小学科学教育知识包括物质科学 知识、生命科学知识、地球与宇宙科学知识及科学-技术-社会-环境相关知识等, 不同学科知识有着自身独特的属性,小学科学教育知合力的形成释放是在尊重科 学知识独立性的基础上实现的。第二,小学科学教育知合力需要借助于科学教学 活动才能发挥,存在着一定的限度。科学教学活动也是借助于教师、学生、教学 内容等以维持其存在的,本身也是有限度的。正如黑格尔认为的:“力及力的发挥 的中介关系的有限性,最明显的证明即在于每一种力都是受制约的,都需要自身 以外的某种东西以维持其存在。例如,磁力,如总所熟知,需要有铁才能发挥出 来。……同样,别的力也始终必须经过自身以外的别的事物的制约和中介,另外, 力的有限性也表明力需要外在的诱导才能发挥出来。而这种诱导力的东西自身也 仍是力的发挥,而这一力的发挥需要诱导/②第三,小学科学教育知合力某种程 度上是潜在的力、可能的力,并非自然而然转化为现实的力,需要借助于科学知 识教学进行转化,但这种转化也是有限度的。小学科学教育知合力中的知识与能 力、自为力与自在力、抵消力或负向力与正向力、知合力与知核力等之间很难达 到100%的有效转化。这些转化都是相对的、有限度、一定程度的转化,总是有一 部分力在转化的过程中被消耗掉。
(四)小学科学教育知合力之道
小学科学教育知合力之道是指小学科学教育知识交互作用整合产生并发挥 岀来的力的质与量相统一的发展过程、轨迹、形成规律和法则。小学科学教育知 合力之道是物质科学、生命科学、地球与宇宙科学等学科知识相互作用、碰撞、 投射、融通、建构的整合之道,也是科学素养发展、科学力提升及科学品格的形
①郝文武.教育哲学研究[ML北京:教育科学出版社,2009:137.
②[德]黑格尔.小逻辑[M].贺麟,译.北京:商务印书馆,2009:285.
成之道。小学科学教育知合力之道是“合意(合需合情合理)一一合拍(互相对 话、互相补充、互相投射、互相融合)一一合力(小学科学教育知合力的动力、 小学科学教育知合力影响力、科学基本能力、科学实践力、科学创造力)”之道。 只有这三个部分“同向”、“同心”、“同力”才能推动小学科学教育知合力的形成 释放,并向着知核力目标迈进。
1•小学科学教育知合力是“合意”之道,它是其形成释放的前提和动机。小 学科学教育知合力的形成释放首先是知合力意识的形成,这是前提,也是关键。 知合力意识的形成正是基于对学生认知发展水平和身心发展规律的了解、对小学 科学教育知识结构和逻辑体系的认识、基于对小学科学教育知识整合的意义和价 值的把握、基于对小学科学教育知合力的价值性思考和方法论的反思、基于对小 学科学教育主体自身发展的需求及科学素养的提升的而逐步形成的。可见,小学 科学教育知合力的形成释放是“合需”(合乎学生科学素养提升的需要、合乎学生 科学力发展的需要、合乎学生科学品格形成的需要)、“合情”(合乎情感、合乎情 理)、“合理”(合乎学生发展之理、合乎小学科学教育本质之理、合乎小学科学教 育知合力形成释放之理)和谐作用的结果。
2.小学科学教育知合力是“合拍”之道,这是其形成释放的必要手段「合拍” 主要包括小学科学教育知识互相对话、互相补充、互相投射、互相融合四个方面。
“互相对话”是指不同层次、维度、类型的小学科学教育知识相互沟通和互动「”互 相补充”是指小学科学教育知识之间相互协调和补充;“互相投射”是指小学科学 教育知识之间相互影响和作用;“互相融合”是指小学科学教育知识之间相互融通 和整合。“合拍”不仅包括小学科学教育知识的合拍,也包括小学科学教育知合力 内部各要素的合拍,即为科学观察力、科学实验力、科学思维力、科学学习力、 科学实践力和科学创造力的合拍。此外,还涉及小学科学教育知合力与科学教育 教学实践活动的合拍,与学生身心发展规律和认知发展水平的合拍,与教师科学 素养和人格魅力的合拍等。
3.小学科学教育知识整合是“合力”之道,这是其形成释放的结果和驱动。 小学科学教育知识整合的“合力"之道由小学科学教育知合力的动力、小学科学 教育知合力的影响力、科学基本力、科学学习力、科学实践力、科学创造力和谐 作用之道。小学科学教育知合力的动力是知合力产生的前提和动机;小学科学教 育影响力是指小学科学教育知合力的作用和效力;科学基本能力主要是指科学观 察力、科学实验力和科学思维力。无论是物质科学、生命科学,还是地球与宇宙 科学,都是观察、实验和科学思维相统一的基础学科。可见,科学观察力、科学 实验力和科学思维力是科学基本能力。科学思维能力作为科学智力活动的核心,
是科学认识的工具和解决科学问题的方法。无论是科学问题的提出和分析、科学 现象的感知和观察、科学理论的概括和推理,还是科学模型的建构等都需要科学 思维力的参与。科学学习力是指学生记忆知识的能力、运用知识的能力、自我控 制能力、科学学习方式等;科学实践力是指分析和解决科学问题的能力;科学创 造力是指一种智能品质,即新颖性、灵活性和独创性等。胡卫平教授认为:“青少 年的科学创造力是指青少年在学习科学知识、解决科学问题和科学创造活动中, 根据一定的目的,运用一切已知信息,在新颖、独特且有价值地(或恰当地)产 生某种产品的过程中表现出来的智能品质或能力。”①科学创造力是小学科学教育 知合力形成释放的最高目标。
°胡卫平,俞国良.青少年的科学创造力研究[J]•教育研究,2002(1):44-48.
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第五章 显影与呈示:小学科学教育知合力的表现层面
力是无限的,也是有限的。无限指它的发展无穷,潜在的力是无限的;有限则 指它总是以一定形式表现出来。
——黑格尔
力是对周围事物存在状态产生作用、影响和改变的重要原因。正如怀特海认 为的:“在风格之上,在知识之上,还有一种东西,一种模糊的东西,就像主宰希 腊众神(the Greek gods)的命运一样。这种东西就是力(power)o风格是由力 形成的,是对力的约束。因而,实现想要的目标所需的那种力毕竟是根本的/①小 学科学教育知合力作为不同类型、维度、层次的小学科学教育知识相互整合产生 并发挥出来的力,是实现学生科学素养提升和科学力跃进的根本动力。这种根本 动力是力之量、力之质、力之度和力之道的相互作用、和谐发展,是促进学生科 学素养和科学力提升的内驱力、转化力、生长力、启蒙力、感染力、创造力、反 思力等的集合,它潜在于小学科学教育知识整合内,显现于小学科学教育教学活 动中,旨在促进小学生科学创造力的提升。
总之,小学科学教育知识整合产生特有的力,这种特有的力是一种科学教育 知识的内在逻辑力,是科学教育知识本体层面的力,也是科学教育知识的生长力、 启蒙力、感染力、转化力,这些力在角力与合成中指向最终的合力就是知核力。 小学科学教育知合力的表现层面主要涉及两个方面:本体层面和辐射层面。本体 层面主要包括:科学基本力(科学观察力、实验力、思维力)、科学学习力,科学 实践力和科学创造力;辐射层面的力主要涉及科学生长力、科学启蒙力、科学(精 神)感染力和科学转化力。
第一节科学本体层面的力
感知、记忆、思维的小学科学教育知识和科学力与发现、实践、应用、创造 的小学科学教育知识和科学力是小学生不可或缺的基本科学知识和科学力。科学 观察、科学实验、科学思维、科学实践、科学学习和科学创造的重要基础和材料 就是科学知识。小学科学教育知识是小学生开展实践性思维、创造性思考及合理 性批判等的前提和基础;离开了小学科学教育知识,小学生的科学素养及科学力
①[英]A.N.怀特海•教育与科学理性的功能[M].黄铭,译.郑州:大象出版社.2010,16.
89 难以达成。但小学科学教育知识量的丰富未必导致其质的提高。小学科学教育知 合力在本体层面上主要包括科学基本力(科学观察力、科学实验力和科学思维力)、 科学学习力、科学实践力和科学创造力四方面。本体层面的力是科学生长力、科 学启蒙力、科学(精神)感染力和科学转化力实现的前提。本体层面的力和辐射 层面的力相互促进、相互制约。小学科学教育知合力的形成是复杂的、多维的、 动态的转化系统,不同层面、类型、维度的小学科学教育知识整合转化为不同的 科学力,并在转化过程中不断实现科学知识整合之质、之量、之度和之道的和谐 发展,进而达成小学科学教育知识整合意义的生发和充盈。
一、科学观察力、科学实验力、科学思维力等科学基本力
无论是物质科学、生命科学还是地球与宇宙科学,都是科学观察、科学实验和 科学思维相融合的基础学科。科学观察力、科学实验力、科学思维力是小学科学 教育的基本科学力。科学观察力是学生在科学认知和科学实践活动中能敏锐地捕 捉重要科学信息的品质和能力;科学实验力是为实现预定科学目标,运用一定的 科学实验设备等手段,主动敢于和控制研究对象进而观察和探索其发展规律和逻 辑机制的力。科学思维力是指学生在分析和解决科学问题及科学知识学习过程中 顺利进行思考、反思、批判等的力。布鲁纳认为:“学习的最好状态就是思维,而 思维的核心要素是思维方式①科学思维力核心,无论是科学观察、科学实验、 科学学习或科学实践活动都有思维品质的参与。而科学观察力、科学实验力和科 学思维力等科学基本力,是小学生开展科学学习、进行科学启蒙、培育科学素养、 激发科学创造的前提和基础。小学科学教育知合力的形成释放是基于小学科学教 育知识的合理整合和相互作用,而对已有的小学科学教育知识组织整合是一种科 学观察*科学实验和创造性的科学思维活动,能涌现和创造出新的小学科学知识 和形象。如牛顿的万有引力定律的创建正是组织和整合了哥白尼、伽利略、开普 勒、笛卡尔等以前科学家关于物体自由落体、抛物体运动规律、行星运动规律等 多维科学知识,创造性地运用多维科学知识开展实验探索,进行跨学科的整合研 究得出万有引力定律。瓦特把水烧开时水蒸气推动壶盖跳动的知识和原理迁移到 蒸汽机的发明上,引起蒸汽机的发明。正是敏锐性、探索性的科学观察力、复杂 性、操作性的科学实验力,深刻性、创新性的科学思维力促进了科学知识的合理 有效整合,激发出新的科学知识或新的力。基于对科学观察、科学实验、科学思 维等认识或实践活动的力作用和重要性的分析可知,小学科学教育知合力在本体 层面上首先表现为科学观察、科学实验、科学思维等认识或实践活动的力。
①[美]莫里斯L•比格.学习的基本理论与教学实践[M].张敷荣,等,译.北京:文化教育出版社,1983:304-309.
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二、 科学实践力
分析解决科学实践问题的科学实践活动是为丰富学生科学知识、提高学生学 习、应用和发现科学知识能力、形成学生的科学价值原则和品质所进行的具有科 学实践性质的启蒙性、综合性自觉改造客体和调整、改造主体间关系的科学实践 活动。小学科学教育知识是科学问题分析和解决的前提和结果,“人获取知识, 最重要的不是知道它是什么,不仅仅是作为一个名词(knowledge)来接受,而是 作为一个动词(knowing)来经历①可见,小学科学教育知识整合是在科学教 学实践活动中“做”出来的,而不是“想”或“说”出来的,具有向实践性特征, “不是静态的自我陶冶,而是始终伴随实践的行动,具有执行状态”,②“知识 不仅仅是头脑和书本中所包含的东西,而且还包括我们参与社会生活时动手操作 与行动中所包含的东西。”③小学科学教育知识转化为分析和解决科学实践问题的 实践活动力不单是一种心理活动过程,更是心理活动和行为活动相统一的过程。恩 它始终与科学实践活动相结合,因此,它不可能从科学实践活动中剥离出来,而 是在科学实践活动中,与科学实践活动相互靠拢、相互投射、相互激发,使小学 科学教育知合力的形成释放拥有强有力的科学实践根基和支撑。
小学科学教育知识整合,无论其最初的驱动力是内生的还是外在的,最终决 定其持续发展并不断深入的力是科学实践内部涌现出的分析和解决科学实践问题 的欲求和实践力;失去了这种欲求和实践力,小学科学教育知识整合与知合力的用 形成和激发就会失去着力点。因此,小学科学教育知识整合只有在科学实践中展 开进而形成分析和解决科学实践问题的实践活动力才能实现学生科学素养和科学 智慧的建构,才能净化小学生科学精神、磨练小学生科学实践执行力、激发小学 生科学实践创造力。
三、 科学学习力
学习犹如植物需要阳光、水分和养分一样对人产生至关重要的作用。“学习 是一种必需,它是自我保存和生长过程的一部分”。④如植物生长一样,人的生长 需要通过学习不断地汲取养分。无论是理论知识还是实践知识的学习,都是人成 长的根本动力源和着力点。同理,在小学科学教育中,小学生只有不断开展科学 学习才能促进自身生长。科学学习是发掘学生学习科学的潜力、提升科学素养,
①郭元祥.知识的性质、结构与深度教学[J].课程•教材•教法,2009, 29 (11) : 17-23.
②宁虹.教师教育:教师专业意识品质的养成——教师发展学校的理论建设[几教育研究.2009 (7) : 74-80.
®瞿葆奎.教育学文集•智育[M].北京:人民教育出版社,1993:70.
④赵祥麟汪承绪•杜威教育名篇[M]•北京:教育科学出版社,2006:104・ 形成科学品格、培育科学创造力、提高对科学实践胜任力、影响力、操作力的有 效途径。科学学习蕴含和彰显着一定的力即为科学学习力。所谓科学学习力是指 小学生在科学教育活动中自行获取科学知识的力,是促使、促进、促成小学科学 教育知识整合和小学生科学素养提升的有效支撑力。科学学习力为小学生提供了 驱动科学学习的资源、理解科学本质、探究科学世界、扎根科学实践的精神力、 实践力和发展力,是小学生科学实践力、科学思维力、科学创造力等达成的动力 支柱。科学学习力由科学学习动力、科学学习毅力和科学学习能力等要素组成。 小学科学教育知识是开展科学学习的载体,也是科学学习力形成释放的有效依托。 学生科学素养的发展、科学力的提升及科学教育教学质量提高等要求小学科学教 育知识通过有效手段形成科学学习力才得以实现。因此,小学科学教育知识应顺 着知合力形成之势,科学实践的自然之势,科学知识的逻辑之势等,并发挥科学 创造力灵活地引导这一势走向学生自身生长之路、走向知核力的绽放之路。
四、科学创造力
“科学创造力是指在学习科学知识、解决科学问题和科学创造活动中,根据一 定的目的和任务,运用一切已知信息,产生或可能产生出某种新颖、独特、有社 会或个人价值的产品的智力品质或能力。”①受林崇德教授的科学创造力内涵的启 发,本文认为小学生科学创造力是指小学生在科学认知或科学教学实践活动中表 现出来的具有创造性思维和创造性想象的智能品质或能力。在不同年龄阶段和不 同科学实践领域,这种智能品质或能力有着不同的表现。小学生科学创造力是以 科学知识为中介,在科学观察力、科学实验力、科学思维力、科学实践力、科学 学习力等基础上发展起来的、在高层次上表现出来的一种整合的科学力,它包括 多个维度和层面。某种科学知识和科学认识及实践活动,可以激发和培育科学创 造力的不同方面;而科学创造力的某一维度或层面,又需要不同维度、层面、类 型的科学知识激发培育。郝文武教授认为:“创造性是人发现、发明和形成新事 物的特性,既是人的本质特征,更是人的价值追求,包括创新习惯、创新意识、仓慚 品德、创新精神和创新能力「'②由此可知,科学创造力主要涉及创造性习惯、创 造性意识、创造性能力(主要是思维能力和想象能力)、创造性毅力、创造性品德 五方面,是学生的创意生成力、创举形成力、创行表现力、创毅持久力的统一。 创造性科学思维力和科学想象力是其关键要素。创造性科学思维力是科学知识到 科学知识新质跃迁或涌现的最佳的智能品质或力;科学想象力是学生对科学世界
①林崇德等.英国青少年科学创造力的发展研究[J].心理科学,2003,26(5):775-777.
②郝文武•实现三维教学目标统一的有效教学方式[几教育研究,2009(1):69-73. 的描绘、想象、介入和模仿。只有通过科学的想象,才能获得学生自身发展的理 想状态。创造性科学思维力和想象力主要是指科学思维和想象的深刻性、流畅性、 全面性、新颖性和灵活性。小学科学教育知识向科学创造力等精神和方向性的力 转化主要是指科学知识向科学思维力和科学想象力转化的力。小学科学教育知合 力的形成过程应该是一种创造性科学思维力和科学想象力的启蒙、激发、释放、 提高过程。小学科学教育知识整合的创造力是渗透于各个方面的,实现对小学科 学教育知识整合的创造性生长、创造性启蒙、创造性(精神)感染、创造性转化。
小学科学教育知合力本体层面的力是相互作用、相互制约、相互投射、相互促 进的。科学观察力、科学实验力、科学思维力、科学实践力、科学学习力是实现 科学创造力的前提和基础。科学创造力的形成释放又激发着科学观察力、科学实 验力、科学思维力、科学实践力、科学学习力有效达成和生长。同时,在科学认 知和科学实践中应强调科学思维力和科学想象力的核心作用。
第二节科学生长力
小学科学教育知合力是小学科学教育知识相互作用整合涌现出的一系列合力、 潜力、活力、增力和推动力,是所有推进学生科学素养或科学力提升的相关力的 聚合点和生发点。小学科学教育知合力还是一种未完成的、持续启蒙性的、不断紳 塑造的面向科学力达成、科学素养提升的推动力,是小学生对于科学知识的吸收 力、自身科学素养的爆发力、科学创造思维的跃升力等的统一体。它在真实时间 和具体情境中展开、聚焦、序化,其本身并不是静止的,它是不充分的、不确定 的、内含冲突的,开放的、绵延的、涌现的、创造的过程。正如柏格森所说的:“真 正的实在就是绵延。绵延乃是一个过去消融在未来之中,随着前进不断膨胀的连 续过程/①小学科学教育知合力的形成释放过程是不断涌现的创造性的过程,即 在形成释放的过程中不断涌现出新的科学观念、新的科学知识、新的科学方法、 新的科学能力及新的科学素养等。不同层面、类型、维度的小学科学教育知识相 互作用、相互投射、相互渗透、相互融合,可能会出现科学知识单个要素从未有 过的新质的涌现,形成释放新的力。“某种程度来讲,整体是涌现的,涌现是整体 的特征之一/②涌现表现为一种整合中的新颖性。总之,小学科学教育知合力的 形成之道是内含冲突和不确定的,是充满可能性和涌现性的、是会产生出新的品 质和新的力的建构过程,具有明显的生长性、涌现性的特征,主要表现为以下三
°柏格森.创造进化论[M].王珍丽,等,译•长沙:湖南人民出版社,1989,4.
②[法]埃德加漠兰方法:天然之天性[M].吴泓缈,冯学俊,译.北京:北京大学岀版社.2002,98. 个层面。
一、生发层面:科学生长驱动力
生长作为生物体的一种本能,是指生物体长度、体积与重量等的增长。生物体 的生长源于力的供给和影响,小学科学教育知识整合亦离不开科学生长驱动力的 激发。不同类型、层次、维度的小学科学教育知识通过聚焦、序化、融合、建构 生成自我提升的力,孕育生长力和生命力,主要表现为以下三方面:
(-)知识逻辑性驱动力
知识逻辑性驱动力是小学科学教育知识自然蕴含的,源自于小学科学教育的 学科性质和知识的内在逻辑结构。科学的本质是综合统一的,各门学科是相互联 系、相互渗透的。小学科学教育作为以培养学生科学素养为宗旨的核心课程,是 一门整合的课程。小学科学教育知识是不可分割的有机体,蕴含着物质科学、生 命科学、地球与宇宙科学等各学科的科学明确知识(科学事实、科学概念、科学 定律、科学理论)与科学默会知识(科学思想方法、科学实践、解决科学问题的 策略)等整合组成复杂的知识结构脉络。“知识的题材本身密切关联,知识的所有 分支都相互联系,构成知识的各门科学之间相互补充、相互纠正、相互协调。”①可 见,小学科学教育的学科性质及其知识的内在逻辑需要不同维度、层面、类型的 小学科学教育知识的相互作用整合。整合的小学科学教育知识具有明显的生长性、 发展性特征。因为“整体要比它的各部分孤立地叠加在一起时拥有更多的东西: 组织性;整体统一性(构成一个“整体');从组织和整体统一性中间涌现出来的 新特征和新属性/②这种吸引、促进小学科学教育知识整合的力即为知识逻辑性 驱动力,它隐藏于小学科学教育知识内在逻辑结构中,贯穿于小学科学教育知合 力的形成释放中,是支撑小学科学教育知识整合的内隐力,是科学生长力彰显出 的倾向和势头。小学科学教育知识整合既要遵循知识逻辑性驱动力之势,又要注 意知识逻辑性驱动力之度,在合情合理合度的范围内是在小学科学教育知合力最 大限度的产生并发挥。
(二)学生发展性驱动力
学生发展性驱动力是促进学生科学素养发展的意愿与发展结果相互作用的力, 与学生的科学兴趣、科学好奇心、科学情感、科学态度、科学需要等密切相关, 是影响学生发展的“力”相互凝聚形成的聚合力,这是学生科学素养和科学力提
①李太平,潘建红,杨黎明著.科学教育论[M]•北京:人民出版社,2010:3.
②[法]埃德加•莫兰•方法;天然之天性[M]・吴泓缈,冯学俊,译•北京:北京大学出版社,2002,98. 升的内驱力和“创造性”张力。学生发展性驱动力的高低直接影响着小学科学教 育知识整合的效果及学生科学素养、科学力的提升。根据皮亚杰的儿童认知发展 理论,3〜6年级的小学生处于认知发展的具体运算期,儿童的科学思维存在着从 具体形象思维向抽象逻辑思维的跃进,这一时期是唤醒科学兴趣、进行科学启蒙、 学习科学知识、发展学习科学的潜力、培养一定的科学创造力和科学实践力的关 键时期,也是科学素养启蒙的最佳时期。生活于科学技术迅猛发展的时代,小学 生需要科学基本力(科学观察力、科学实验力、科学思维力)、科学实践力、科学 学习力、科学创造力等,这些科学力是学生发展性驱动力,在小学科学教育知合 力的形成释放中得以彰显。学生发展性驱动力是科学生长力的核心动力源。
(三)社会需要驱动力
自建国以来,中国大陆尚未培养出自然科学的诺贝尔奖获得者。虽然自中国 古代就有四大发明,但仅局限于技术的领域,却没有系统的探究和阐释背后的科镭 学理论。中国古代科学更多地是“技术”,而不是“科学”。当今社会,中国大陆 的学生经常获得国际奥林匹克知识竞赛的各种个人奖和集体奖,却始终还要面临 “零诺贝尔奖”的尴尬,某种程度上全体学生的科学素养也不尽人意,这是一个 无法回避的巨大反差。面对没有一所世界一流大学,没有人得诺贝尔奖,国家最, 高科学技术奖一等奖屡屡空缺等尴尬的问题,不得不反思“钱学森之问”:“为什” 么我们的学校总是培养不出杰出人才? ”此外,现实生活中迷信和伪科学的现象杯 屡屡可见,所谓的“大师”、“算命先生=“巫婆”粗劣编造出许多荒诞邪说,利 用封建迷信活动,欺骗愚弄人民群众,广收信徒,骗钱骗物。可见,我国的民众 科学素养和高水平科学研究总体水平不尽人意。这些都与教育有着密切的关系。 一个国家民众科学素养的高低和科技创新意识和能力的强弱取关键在于教育,尤 其是科学教育。而小学科学教育是学生科学素养形成和科学创新意识萌生的启蒙 期和关键期,对学生科学素养形成和科学力(科学观察力、科学实验力、科学思 维力、科学实践力、科学学习力、科学创造力)提升发挥不可替代的作用。小学 科学教育知识作为小学科学教育的核心载体,其整合产生的知合力是小学科学教 育发展的重要支撑力。小学科学教育知识整合即生长,其所形成的力某种程度上 就是科学生长力,科学生长力是不断增生的科学力,这种力既是小学科学教育知 识本身内藏的生长力,也是小学科学教育的生长力,更是科学教育的生长力。创 造性人才的培养、科学-技术-环境-社会(STSE)的和谐发展、科学素养的提高等 都时刻期待科学生长,并触动科学生长的“神经”。
二、 操作层面:科学生长操作力
小学科学教育知合力的形成不一定直接促进学生科学素养等的发展,因为这种 力是服务于学生发展和科学教学的可能、潜在的力,只有借助于科学教学活动被 转化为能直接参与小学科学教育知识整合、学生科学素养提升的实践力、操作力, 才能成为促进学生科学素养和科学力发展的现实力。而“实践是主观见之于客观 的能动的活动,是人类社会发展的普遍基础和动力,也是认识产生和发展的基础 和动力◎”①小学科学教育知识相互作用整合是向实践的,具有较强的涉身性;它 只有面向科学实践,在科学实践中,结合科学实践才能转化为现实的、强有力的 科学力,否则,它可能沉寂、流失或消耗。总之,小学科学教育知合力是在科学 实践中建构的,又是关于科学实践的,还是指向科学实践的。
在小学科学教育知合力形成释放中,一切促进小学生科学素养发展的因素都 可能与科学生长力相结合,形成科学生长操作力。也就是说,小学生的科学精神、 科学认识、科学思维、科学品格、科学实践及科学道德等都可能成为科学生长实 践力结合的对象。在与科学精神结合中,科学生长实践力表现为科学精神的追求 力,即科学精神力;在与科学认知活动结合中,科学生长实践力表现为科学知识 的学习能力,即科学学习力;在与科学思维结合中,科学生长实践力表现为小学 生的科学思维、想象与科学创造力,即科学创造力;在与科学品格结合中,科学 生长实践力表现为小学生的科学品性与人格魅力,即科学品格力;在与科学实践 结合中,科学生长实践力表现为参与科学实践,解决科学问题的力,即科学实践 力;在与科学道德结合中,科学生长实践力表现为科学道德理想的追求力和科学 道德品行形成力,即科学道德力等。科学精神的培育、科学认识的启蒙、科学思 维的提升、科学品格的修炼、科学实践的创造及科学道德的塑造都将是科学生长 实践力激发的操作性渠道。对于不同维度、类型、层面的小学科学教育知识相互 作用整合而言,需要一种特殊的科学生长力的样态,以此形成对于科学教学质量、 学生科学素养和科学力提升的有效的科学生长力的结构。这一过程与科学教学实 践密不可分,表现为一种科学生长操作力。
三、 实践层面:科学生长整合力
小学科学教育知识整合意味着科学知识的不断充盈、科学素养的持续发展及科 学力的连续提升,在此意义上来讲,整合即生长。整合是通过融合、内聚、序化 在相关性整体间的间断处建立连贯,形成共振的环路,从而获得新属性与新品质。
辞海编辑委员会.辞海(第六版普及本)[M]上海:上海世纪出版股份有限公司,上海辞书出版社,2010:3560.
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正如冯•福斯特指出,“具有交互作用的各部分在联合时,其组合规则是超相加的 (superadditive composition rule [von Foerster, 1962, pp・ 866-867] ①小 学科学教育知识整合要比其各部分和要素孤立叠加在一起更具有组织性、统一性, 更容易从组织和整体统一性中间涌现出来新特征和新属性。小学科学教育知识整 合是内含不确定知识的整合,是超越学科知识的整合,是创生性的整合。这种整 合既是科学知识逻辑结构的改造亦是科学知识及科学力的生长,是小学科学教育 知合力之质的持续丰满和之量的适度增减,是创新的、综合的、新生跃进的、不 断涌现的知合力之道。小学科学教育知识整合具有向实践性,在具体的科学教学 实践中表现为科学生长整合力,这种力是一种合生的、复杂的力,集中表现为一 种科学涌现力。正如《复杂一一诞生于秩序与混沌边缘的科学》一书中谈及的“在 每一个阶段,新形成的结构会形成和产生新的突然涌现的行为表现。换句话说, 复杂性,实质上就是一门关于涌现的科学。”②涌现是事物不同结构方式、不同的逍 相互激发突现的新品质或新属性,它以相互作用为中心,是事物方向性的质变。畸 换言之,“整体大于部分之和”与“整体小于部分之和”中整体与部分差值就是涌 现。涌现性有两重含义:一个是“涌现”,即actualize,指的是“生”,即“开始” 的意思;一个是由涌现或开始这个动作便成现实(actuality)的“成”的结果。 把这两个方面的含义结合起来就是actualization, BP实现过程或生成过程。③因 此,涌现既是事物产生新质的过程,也是事物相互作用激发产生的结果。科学涌, 现力是指不同层次、类型、维度的小学科学教育知识相互作用整合过程中涌现出^ 来的新的力。“发展不仅仅是累加的而且具有质的转变性;转变随着相互作用的扩 展、增长和成熟一一随时间的推移——而发生。”④物质科学、生命科学、地球与 宇宙科学等学科中的知识通过相互作用、相互投射、相互融合、相互聚焦而寻找 最好的整合方式,从而形成知合力,这是科学涌现力的结构。科学涌现力是小学 科学教育知识整合的过程和产物,不仅有量的聚合,还有质的涌现,表现为一种 整合中的新颖性。
综上所述,科学生长力是小学生科学意识持续启蒙、科学素养和科学力不断 发展的有效依托,是教师的专业素养、人格魅力、创造品质、应变机智和小学生 的科学学习潜能、科学态度、科学精神、科学人格、科学创造性等在小学科学教 育知合力形成释放过程中的微妙投射。科学生长力是促进小学科学教育知识整合
①[法]埃德加漠兰•方法:天然之天性[M]•吴泓缈,冯学俊,译•北京:北京大学出版社,2002,99.
②[美]米歇尔•沃尔德罗普•复杂一诞生于秩序与混沌边缘的科学[M]•陈玲,译.北京:生活•读书•新知三联书 店,1997:115.
⑧黄欣荣•复杂性科学与哲学[M].北京:中央编译出版社,2006,153.
®多尔.后现代课程观[M].王红宇,等,译.北京:教育科学出版社,2000,51.
与学生科学素养、科学力提升的力的体系,是科学生长的动力、科学生长的潜力、 科学生长的实力、科学生长的活力、科学生长的影响力的统一体。这种力是触动 小学科学教育教学质量、实现科学教育知识整合目标实现的原动力、内驱力。此 外,还涉及在推动小学科学教育知识相互作用整合的潜在力,在具体科学实践中 小学科学教育知识相互作用、整合、转化形成的科学生长整合力。总之,科学生 长力的形成释放过程是由“生发层面一一操作层面一一实践层面”组成的逻辑递 进过程。
第三节科学启蒙力
小学科学教育知合力还表现为科学启蒙力,要探究科学启蒙力,首先要明晰何 为启蒙。历史上很多学者关于“什么是启蒙”进行了研究,形成丰富的理性认识。 但不同时代不同社会,由于人们思维方式、价值取向、文化传统、生活经历和现 实实践条件不同,面对的需要解决的现实问题不同,人们对于启蒙的理解是不同 的。在《现代汉语词典》里启蒙意为:“①使初学的人得到基本的、入门的知识。
②普及新知识,使人们摆脱愚昧和迷信。”①启蒙在英文中(enlightenment),是 指“使人通过开导而摆脱无知,偏见与迷信S可见,一般而言,启蒙是指传授基 础知识或入门知识,开导蒙昧,使人摆脱无知、愚昧、偏见和迷信,从而明白事 理Q
这种对启蒙的理解具有深厚的思想史渊源。十八世纪以来启蒙” 一词成为 引人瞩目的概念。康德认为,“启蒙运动就是人类脱离自己所加之于自己的不成熟 状态。不成熟状态就是不经别人的引导,就对运用自己的理智无能为力。当其原 因不在于缺乏理智,而在于不经别人的引导就缺乏勇气与决心去加以运用时,那 么这种不成熟状态就是自己所加之于自己的了。Sapereaude!要有勇气运用你自 己的理智!这就是启蒙运动的口号/②福柯则认为,“启蒙是为了永久地激活某种 态度,也就是激活哲学的气质,这种气质就是具有对我们的历史存在做永久批判的 特征/③康德和福柯关于启蒙的理解虽然存在差异,但他们都认为启蒙就是勇敢 地、公共地、自由地运用理性进行批判、思考和反思,进而使我们的精神和思想 摆脱蒙昧和迷信,得到一种自由和解放。启蒙的首要前提是“学会为自己的思考” 或“学会自由地运用理性”。哈贝马斯认为,“科学概括出来的知识,并不能直接 地驱使(指导)社会实践,还必须有一个'启蒙过程',以使特定情境中的实践者
①中国社会科学院语言研究所词典编辑室•现代汉语词典[Z].北京:商务印书馆,2001:889.
②[德[康德•历史批判文集[M]•何兆武,译•北京滴务印书馆,1990:22.
③[法]米歇尔福柯杜小真,编选福柯集[M].上海:上海远东岀版社,2003:536. 
能够对自己的情境有真正的理解,并做出明智而谨慎的决定”。①这样,“启蒙”就 是主体用理论来理解、来变革实践的过程。赫勒也指出,启蒙就是“通过以主体 自身的改变去改造现存的日常生活结构,在于使个体再生产由“自在存在'向“自 为存在向'为我们的存在'的,使个人由自发向自由自觉的提升X②总而言之, 启蒙就是依靠理论、观念的力量让人摆脱自在的生活状态,进以实现行动的理性 化和自由化。
启蒙的达成需要相当漫长的时间,甚至永远在路上,某种程度上启蒙没有完成, 只有持续。就一个人的人生发展进程而言,启蒙不是一次性完成的,因而需要持 续启蒙。小学阶段的科学教育相对于学前儿童的科学教育的初始启蒙而言,其启 蒙是再启蒙,这一启蒙不是启蒙的完结,中学科学教育甚至大学科学教育也是在 进行启蒙,更高层次的启蒙。因此,小学阶段的科学教育启蒙是学前科学教育启 蒙和中学科学教育启蒙的中间阶段,构成二者连接的桥梁。
科学启蒙是指学生在教师引导下勇敢地、自由地运用自己的理性来进行批判: 思考和反思,使其科学观念、科学知识*科学方式、科学技能和能力等摆脱愚昧、 蒙昧和无知的状态,进而在科学观念、科学知识、科学方式、科学技能和能力等 方面走向一种理性的通达。科学启蒙产生的前提是学生自由运用理性为自己思考; 科学启蒙不仅涉及科学观念启蒙、科学知识启蒙,还涉及科学方式启蒙、科学技 能和能力启蒙;科学启蒙不仅意味着学生科学思想、科学精神的全面觉醒,还意“ 味着学生科学素养的持续提升、科学力的不断增强、科学品格的进一步塑造。无 论是科学知识、科学观念的改变,还是科学方式、科学技能和能力的改变,只有 影响学生的科学行为和科学实践方式等,才能转化为现实的科学力,这种力称为 科学启蒙力。科学启蒙力作为小学科学教育知合力的重要表现,是指在小学科学 教育知识整合中敢于运用科学理性进行批判、思考和反思,使得小学生的科学观 念、科学知识、科学方式、科学技能和能力等超越无知、蒙昧的状态走向自由和 理性的力。科学启蒙力表现为科学理性的反思力、批判力、谋划力。“反思即反过 来思考,是思想返回自身思考,它是人类思维的一种基本方式,是人的自我意识 及其自觉程度的重要表现/③它产生的前提是小学生的科学思维力,科学思维力 是进行合理性批判、思考、反思和谋划的支撑力,反过来,科学启蒙力的形成释 放又促使科学思维力的提升。
①参见李小红.教师个人理论刍议卩].高等师范教育研究,2002 (6).
②[匈]阿格妮丝•赫勒•日常生活(衣俊卿译)[M].重庆:重庆出版社,1990:(序)13. ®郝文武.教育学原理[M].北京师范大学出版社,2012:192.
一、 观念启蒙
所谓观念,一般意义上是指思想意识或客观事物在人脑里留下的概括形象。
科学观念是指学生通过科学学习,在对小学科学教育本质特征和内在规律一定程 度理解的基础上形成的关于小学科学的总观性的认识;是学生在科学学习和科学 实践活动中,将蕴含于具体科学教育知识中的科学思想、观点、方法抽象概括出 来的一些观念性的认识。在小学科学教育中,观念启蒙主要是指科学基本观念的 启蒙,包括科学知识类基本观念的启蒙、科学方法类基本观念的启蒙和科学情意 类基本观念的启蒙。科学知识类基本观念的启蒙主要是关于学生对小学科学知识 的反思概括的启蒙,如科学物质观的启蒙、科学元素观的启蒙、科学宇宙观的启 蒙等。科学方法类基本观念启蒙主要是关于学生对科学探究过程和方法的概括反 思的启蒙。如科学实验观的启蒙、科学分类观的启蒙等。科学情意类基本观念的 启蒙主要是关于学生对小学科学蕴含的情感、态度和价值的认识反思的启蒙,如 科学价值观、科学情感、科学兴趣的启蒙等。上述都是关乎学生发展和社会生活 的最基础、最本质观念的启蒙,是深化学生对科学教育的本质特征和内在规律的 反思概括形成更高层面的科学学科观念的前提和基础。科学基本观念的启蒙意义 在于:为学生提供了解和学习科学知识的基本框架,形成合理的科学认知结构和 科学知识观,增强学生对于科学知识的深入理解并形成自己独特见解;改进学生 的学习方式,变被动的接受知识为主动的知识建构;促进科学理论的形成发展, 提升学生的科学思维品质;引领、调节和指引科学活动,生成合理的科学规则和 科学方法等:形成有效的教学观念,生成教师的科学教学智慧;形成有效的学习 观念,促进学生科学素养的启蒙与发展。
二、 知识启蒙
知识启蒙是科学启蒙的重要手段和形式。知识启蒙不是简单的知识传授,也 不是知识的灌输或强化式训练,而是通过知识的合理传授和教化,保护学生自由 运用理性进行批判和谋划的勇气、求知的渴望等。在小学科学教育中,知识启蒙 关涉关键的基础科学知识的启蒙,是小学生学习物质科学、生命科学、地球科学、 设计和技术四大领域中浅显的、与日常生活密切相关的知识和技能,使自己走出 蒙昧无知的状态,并能尝试用于解决身边的实际问题,以此展现理性的自由运用。 具体包括以下四个方面。
第一,小学生通过对物质科学相关知识的学习,了解物质的常见性质、用途 和变化,对物体的运动、力和简单机械以及能量的不同表现形式形成感性认识。
第二,小学生通过对生命科学有关知识的学习,了解生命世界的基本事物和 现象,形成对一些生命活动以及人体和健康的初步认识。
第三,小学生通过对地球科学有关知识的学习,了解与地球相关的宇宙环境, 知道太阳系的基本概况,了解地球的运动及地球的圈层结构,认识人类与环境的 关系,懂得地球是人类唯一家园的道理。
第四,小学生通过设计和技术有关知识的学习,初步掌握综合知识和经验进 行设计的技能,能够运用一些简单工具制造产品或解决实际问题。
上述四个方面的知识启蒙,其划分是相对的,其复杂联系是绝对必然的,通 过各层级的复杂整合、超复杂整合乃至超超复杂整合共同构筑小学科学知识启蒙 的强大合力。
三、方式启蒙
方式是认识和实践的方法和形式,与价值观相联系,表现更为稳定,概括程 度更高。科学方式既是科学认识活动的方法和形式,也是科学实践活动的方法和 形式,科学学习方式则是科学认识方式和科学实践方式融合的产物,而科学创造 活动贯穿于科学认识、科学实践和科学学习的各个方面。与知识启蒙相呼应,方 式启蒙也是科学启蒙的重要手段和形式,在小学科学教育中表现为三个方面。
第一,小学生科学认识方式的启蒙。科学认识以科学思维为核心,以科学探书 究的形式落实于科学观察、科学实验等活动中。而科学思维包括分析、归纳、演 绎、分类、想象、概括等思维形式。不同类别和层次的思维形式和不同类别和层 次的探究形式之单独运用或组合运用正是理性自由运用及程度不断提高的表现, 有益于优化思维方式、提升思维能力,避免思维方式的僵化。当然,其中必然渗 透着科学创造意识的颗粒。
第二,小学生科学实践方式的启蒙。科学实践的突出表征是分析科学问题和 解决科学问题,科学实践方式也突出表现为分析科学问题的方式和解决科学问题 的方式。科学观察、科学实验等都是科学实践。任何科学实践虽然不是纯粹理性 的但都是理性主导的,不同类别和层次的实践形式之单独运用或组合运用也是人 类理性自由运用及程度不断提高的表现,有益于优化科学实践方式.提升科学实 践能力,避免科学实践方式的僵化。这其中也必然烘托着科学创造意识和科学创 造能力。
第三,小学生科学学习方式的启蒙。科学学习是科学认识和科学实践的融合 但不是二者中的任何一方,只是准科学认识和准科学实践。科学学习方式也是准 科学认识方式和准科学实践方式相互作用产生的。釆用什么样的科学学习方式,
除了考虑科学认识方式和科学实践方式的要求外,还要考虑小学生的发展特点及 教育活动的现实条件。在此复杂关系中形成的科学学习方式也必然是复杂的,不 同类别和层次的学习形式之单独运用或组合运用是小学生科学理性自由运用及程 度不断提高的表现,有助于优化科学学习方式、提升科学学习能力,避免科学学 习的低效。
四、技能和能力启蒙
训练科学技能和发展科学能力是小学科学教育的重要目标。“技能是人在活动 中通过练习而获得的控制自己动作执行的那些个体经验,是一种合乎客观法则要 求的行动方式/①小学科学教育中的技能可分为智力技能和操作技能;小学科学 教育中技能启蒙包括智力技能启蒙和操作技能启蒙。智力技能是通过学习而形成 的合法则的心智活动方式;它包括阅读技能、写作技能、运算技能、解题技能等。 科学教育中智力技能启蒙主要包括科学阅读技能、按照合理步骤解决科学问题、 按一定程序理解科学概念和科学规律、科学估算、心算等技能的启蒙。智力技能 启蒙对学生科学学习的效率产生着显著的影响,能使学生更快地掌握知识,在分 析和解决科学问题时抓住核心要害。操作技能是通过学习而形成的合法则的操作 活动方式,主要体现为把个别动作统一为一个整体的动作系统,并且把动作的各 个要素高度协调,形成一定的稳定性,达成自动化的程度。科学教育中操作技能 的启蒙主要是实验操作技能的启蒙,如对温度、时间、重量、长度的测量,各种 特殊的实验技术、实验器具的熟练运用等启蒙。能力启蒙是科学启蒙的核心要素, 小学科学教育中的能力启蒙主要包括学生科学观察力、科学实验力、科学分类能 力、科学语言和基本实验器具的使用能力、科学思维力、科学实践力、初级的科 学创造力等的启蒙。具体包括:了解科学与日常生活的密切关系,培养学生开展 科学探究的能力与方法;发展学生提出问题、做出假设、制定计划、收集数据、 分析数据、得出结论、科学语言表达与交流的能力;在科学探究中发展学生的科 学交往合作能力、科学实践能力和科学创新意识;培养学生具有初步的科学分析、 归纳、演绎、分类、想象、概括等思维能力等。
科学启蒙是整体的、全面的启蒙,其内容不单是知识启蒙,更是科学观念启 蒙、科学方式启蒙、科学技能和能力启蒙。科学启蒙的任务是通过科学教育,向 学生展示其科学力或科学素养等发展的各种可能,为学生科学力与科学素养提供 进一步发展的机会和条件,促进学生科学知识的掌握、理解和创新,进而内化为 个体的科学精神动力,促进学生科学心智的发展。在此意义上,无论是观念启蒙、
①袁维新.科学教学通论[M].北京:人民教育出版社,2013::109.
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知识启蒙、方式启蒙还是技能和能力启蒙都是都只是科学启蒙的形式和手段,而 不是科学启蒙的全部内容。要对学生进行科学启蒙,形成释放科学启蒙力,重点 在于怎样进行科学启蒙,如何形成科学启蒙力。这就要求小学生在勇敢运用科学 理性对科学认识和科学实践活动进行谋划时要时刻警惕科学理性的限度,要批判 地、辩证地、有距离地对待科学理性本身。具体而言,一方面要有限度、有距离 地开展科学理性的批判;另一方面又要对小学科学教育知识整合、科学教育教学 实践及学生科学素养及科学力的发展加以深远谋划,这是科学启蒙力形成之道。
第四节科学(精神)感染力
感染是指能通过语言或行为引起别人产生相同思想感情,也指启发智慧或激 励感情。科学(精神)感染力顾名思义即为能通过科学语言或科学行为引起学生第 产生相同科学思想感情的力;启发科学智慧或激励科学感情的力,这种力集中于 精神层面的感染和熏陶,主要表现为科学吸引力或科学磁力、科学渗透力、科学 认同力三方面。
一、科学吸引力
在物理学上,吸引相对于“排斥”而言,是指具有收缩性质的运动形式。《现鹤 代汉语词典》中吸引是指“把别的物体、力量或别人的注意力引到这方面来/①吸 蕴含吸取、吸收、吸附、相吸之意,引则蕴含引导、引领、引动、引发、指引之 意。吸引力则意为把别的物体、力量或别人的注意力引向自己的力。而科学吸引 力意指把小学生的科学好奇心、科学兴趣、科学情感、科学思想等吸引到小学科 学教育知识整合和学习中的力。它是科学(精神)感染力形成释放的前提。科学 (精神)感染力一定是在科学认知或科学实践活动中对小学生能够形成强大吸引 力、磁力、感召力与冲击波的力,即科学吸引力。科学吸引力主要在于能激发和 调动小学生科学认知和科学实践的积极性、主动性,能够在小学生科学认知和实 践活动中持续发生辐射效应,爆发出强大的力;它是一种引申,表现为小学科学 教育知合力的磁力、魅力和亲和力。就小学科学教育而言,小学科学教育知识整 合目标、整合内容、整合方式、科学知识教学方式、教师的科学素养和人格魅力 的吸引力是内在的科学吸引力;这几个要素相互作用相互制约,很大程度影响着 科学吸引力的发挥。小学科学教育知识整合对小学生有无吸引力、吸引力的大小 等,直接关系着小学科学教育知合力形成释放的效果。
①中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[Z].北京:商务印书馆,2001:1217.
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小学科学教育是科学观察、科学实验、科学思维、科学创造等有效结合的课 程,它以生动有趣的科学问题、丰富多彩的科学现象、复杂多变的科学实验、深 刻辩证的科学思维、多元深刻的科学创造吸引着学生的走近和走进科学的欲望。 牛顿正是被苹果落地的现象吸引和启发,发现了万有引力;富兰克林真是被雷电 现象吸引,才有著名的风筝实践,发明了避雷针。爱迪生正是被关于灯丝的复杂 多变的科学实验吸引,才有1600多次实验尝试,最终发明了电灯。同时,科学吸 引力不是单维度的系统,而是有多种要素构成的有机体。它包括小学科学教育知 识整合目标吸引力、整合内容吸引力、整合方式吸引力、科学知识教学方式吸引 力、教师的科学素养和人格魅力吸引力等。科学吸引力正是这些要素相互碰撞、 相互投射、相互和合、相辅相成的集结,是各要素合力的集中彰显。科学吸引力 如何是评价小学科学教育知识整合质量的重要指标;科学吸引力不强,势必会导 致小学生失去科学兴趣和整合意识,造成小学科学教育知识整合缺乏活力的生长 力。
二、科学渗透力
科学(精神)感染力形成释放的根本途径是对学生的科学认知和科学实践进 行渗透,借助于自身的科学吸引力或科学魅力去激发学生热爱科学、学习科学、 参与科学的情感。所谓渗透是比喻某种事物或势力逐渐进入其他方面。科学渗透 是指科学知识、科学认识、科学思想、科学观念等逐渐进入学生的科学认识和科 学实践的活动。科学渗透力是指科学知识、科学认识、科学思想、科学观念等逐 渐进入学生的科学认识和科学实践产生的潜移默化影响力。它是一种渐渐发酵、 潜移默化、润物细无声、效能持久且能引起学生科学素养和科学力跃进的力。这 种力既有必要又有一定可能,它是对学生的科学认知和科学实践的潜移默化介入, 这种介入可能是微妙的,同时又是深刻的、有力的。这种渗透不仅影响着小学科 学教育知识整合的进程,还对参与其中的行为主体产生着润物细无声的渗透性影 响。科学渗透力是科学(精神)感染力形成释放的有效方式,它对于小学科学教 育知合力的产生起着一定的催化作用O
科学(精神)感染力以一种更具有渗透力的方式影响着学生的科学认识和科 学实践,使其转化为一种自然的自觉意识和行为,促发小学生之生命自觉、发展 自觉。科学渗透力的形成释放过程是复杂的,主要受到主体的科学渗透能力和受 体的内在结构的影响和制约,是二者共同作用的结果。科学渗透力的主体包括科 学思想、科学观念、科学知识、科学价值观、科学态度、科学情感等,但这些要 素无法直接对小学生的科学认知和科学实践产生渗透,需要借助于科学教育教学 活动和教师等中介才能得以实现。小学生作为科学渗透力的受体,其科学认知和 科学实践活动是十分复杂的。科学渗透力一方面表现为对小学生科学思想、科学 观念、科学价值观等科学认识层面潜移默化的渗透;另一方面则是对小学生的科 学行为等科学实践层面的渗透。尽管科学知识、科学思想、科学观念等表现出了 向小学生科学认知和科学实践靠近并渗透的取向,但这种渗透不是盲目的、无限 的渗透,是有度的、有边界的、有自我的、有策略的、合理的渗透,是保有小学 生独立科学品质的有距离意识的渗透,相应地渗透所产生并发挥出来的力也是有 限度的。面对科学渗透力的距离和限度,科学渗透力表现出一定的科学反思力。
三、科学认同力
关于认同的概念,不同学者赋予其不同的内涵°安东尼•吉登斯认为,“认同 是社会连续发展的历史性产物,它不仅指涉一个社会在时间上的某种连续性,同心 时也是该社会在反思活动中惯例性地创造和维系的某种东西①涂尔干则认为 “认同是一种称为“集体意识”的东西,是将一个共同体中不同的个人团结起来的 内在凝聚力/②认同在心理学意义上,意指在心理上或行动中寻求一种亲近感或 归属感。科学认同是指学生在自我发展中逐渐形成对自身和科学世界关系的独特 的亲近感和归属感;科学认同是一种科学视界融合,是对科学教育中各要素相互 差异的承认和接纳O科学认同力是学生在自我发展中逐渐形成对自身和科学世界彎 关系的独特的亲近感和归属感的力,是对科学教育中各要素相互差异的承认力和 接纳力;它是科学(精神)感染力形成释放的关键。可见,决定科学(精神)感 染力能否产生真实的实践性影响,很大程度上取决于小学生对于科学知识、科学 思想、科学观念等的认同和接受力。科学(精神)感染力形成释放的关键要素是 学生的科学认同力。无论是科学知识、科学思想、科学观念.科学认知还是科学 实践等,一旦得到学生的接收和认同,就会激发出巨大的威力,产生更为深远的 意义。小学科学认同力主要包括小学科学教育知识整合目标认同力、小学科学教 育知识整合内容认同力、小学科学教育知识整合方式认同力、对小学科学教育知 合力的认同力、科学知识教学方式认同力等。科学认同力是小学生在科学实践中 对科学教育的热爱和对科学教育价值观的皈依,是对科学教育本质、科学教育实 践、科学教育价值等深度科学教育问题的不懈追求,是小学生科学兴趣、科学情 感、科学理性、科学意志及科学行为等的有机统一。科学认同力是小学科学教育 知合力形成释放中各要素(小学科学教育知识、整合方式、科学知识教学方式、
[英]安东尼•吉登斯一现代性与自我认同[M]-赵旭东译•北京:三联书店,1998:57-60.
贾英健.认同的哲学意蕴与价值认同的本质[J]•山东师范大学学报(人文社会科学版),2006(l):l(M6. 学生科学思想观念、教师科学素养和人格魅力等)的视界融合,是对这些要素相 互间差异的承认和接纳。这种接纳力对于小学生科学态度的培育、科学情感的增 强、科学价值观的塑造、科学实践问题的探究、科学意志的磨练等产生重要影响。
第五节科学转化力
小学科学教育知合力的形成释放过程是一个由自在(潜在)到自为“展开S 由零散无序的多样性到统一有序的多样性的实现过程,在这一过程中集中表现为 科学转化力。它包括自在力向自为力的转化、抵消力和负向力向正向力的转化、 知合力向知核力的转化,也包括科学本体层面的力与科学辐射层面的力的相互转 化。这其中还涉及简单科学知识与简单科学力的相互转化、复杂科学知识与复杂 科学力的相互转化、简单科学知识与复杂科学力的相互转化、复杂科学知识与简 单科学力的相互转化等。小学科学教育知识转化为各种科学力的过程和方式是复 杂的、立体循环的、动态的、多维度的、多层面的。转化是自然的也是自觉的, 无论是科学知识还是科学力的自然转化更多的不是纯自然的转化,而是自然到自 觉的过程。小学科学教育知识转化既是自然的转化,也是自觉的转化,更是自然 的自觉转化。
本体层面的力、科学生长力、科学启蒙力、科学(精神)感染力、科学转化 力构成了小学科学教育知合力的立体维度。它们潜藏于小学科学教育知识中,显 现于小学科学教育知识整合中,迸发于小学科学教育知合力向现实科学力的生成 转化中。在小学科学教育知合力中,本体层面的力是核心力,科学生长力是主动 力,科学启蒙力是生发力,科学(精神)感染力是支撑力、科学转化力是外显力。 这几种力相互投射、相互作用、相互碰撞,既有科学正向力也有科学负向力,既 有科学主力也有科学辅力,既有科学自在力也有科学自为力,既有科学柔性力也 与科学刚性力,这几种力在角力和合成中形成最终的合力即为小学科学教育知合 力。面对科学教育实践活动,小学科学教育知合力的形成释放需要的是科学智慧、 有效的科学知识整合方式、合理的科学教育教学方式、科学基本能力、科学实践 力、科学创造力等参与。用科学智慧和创意来启蒙科学认识思想和观念,生成小 学科学教育知识向科学力转化的认知或实践图式,助推学生科学素养及科学力的 生长,实现科学精神、科学品格的渗透、认同和形塑。小学科学教育知合力从总 体上需要经历以下三种转化,这也是其重要表现形式。科学转化力作为外显力是 促进小学科学教育知合力向科学观察力、科学实验力、科学思维力、科学实践力、 科学学习力和科学创造力等本体层面的力有效转化的直接入手点。
一、 小学科学教育知合力由自在力向自为力的转化
自在是指自然性、必然性;自为是指人为性、自由性、选择性、自觉性。①自 在力是指自然性、必然性的力;自为力是人为性、自由性、选择性和自觉性的力。 小学科学教育知合力既是自在力也是自为力,既是潜在力也是现实力,自为的或 现实的小学科学教育知合力对促进科学素养、科学力发展和科学毅力的形成,包 括科学价值观、科学品格、科学道德理想的形成,彰显科学知识的能力性和伦理 性两大本性具有基础和核心作用。不同维度、层次、类型的小学科学教育知识相 互作用整合产生并发挥出来的力某种程度上是潜在的、自在的、可能的力而非现 实的、自为的力,唯有转化为科学认识力和科学实践力等才能成为力。“知识可以 通过影响人的主客观性潜能产生力量,不等于知识就是能力和力量,知识只有转 化为认识和实践能力才能成为力量,否则只是可能的力量,而非现实力量。”②小 学科学教育知合力的形成释放过程是自在力向自为力的转化过程,是潜在力向现議 实力的转化过程。
小学科学教育知合力对学生的科学素养及科学力的提升发挥着重要作用。小 学科学教育知合力是科学教育知识的兑现或现实力,不能兑现的科学教育知识是 自在力、潜在力不是自为力或现实力。自在力、潜在力很难产生整体、深刻、灵 活的有效的结果,某种程度上,只有转化为自为力或现实力才能作用和影响学生 的科学素养和科学知识教学质量。但自在的小学科学教育知合力自然而然转化为呻 自为的知合力的程度是有限的,需要借助于科学知识教学才能得以转化发挥。正 如黑格尔认为的:“力之为力则全靠其发挥,唯有经过发挥,力才返回其自身,而 力的发挥亦即力的本身/③小学科学教育知识只有在传播或使用时,其蕴含的力 才能充分体现,但其传播和使用都需要借助科学知识教学这一载体和媒介;同时 不同的科学知识教学方式对于自在力和自为力的转化产生不同的效果。
二、 小学科学教育知合力由负向力或抵消力向正向力的转化
小学科学教育知识整合涉及到不同维度、层面、类型的知识相互碰撞、相互 投射、相互聚焦、相互排斥,是一个复杂的、多维度的、动态的统一体。由于在 这些相互碰撞、相互作用中,所产生的力存在着方向、作用点和程度上差异,有 着多个不同的受力面。小学科学教育知合力不仅存在方向上的正负效应,力度上 的强弱效应,还存在着由于不同维度的作用力相互聚焦、相互融合、相互投射产
①郝文武•教育哲学[M].北京:人民教育出版社,2006:105.
②夏甄陶.知识的力量[」].哲学研究,2000(3):3-12.
③[德]黑格尔•小逻辑[M].贺麟,译.北京:商务印书馆.2009:285.
生的综合效应。这个综合效应是小学科学教育知合力的重要表征,其中方向的正 负对小学科学教育知合力作了质的规定,力度的强度则是对小学科学教育知合力 作了量的规定。不同维度的力有着不同的矢量或“意愿”,小学科学教育知合力是 不同维度的力此消彼长、相互磨合的产物。正如尼采提岀,每种力有着不同的矢 量,或“意愿”。这些矢量和意愿促使力与其他力相遇,并使其他力相斥,尼采由 此假设了力相互联系的两种方式,即能动力和反动力两种模式。①小学科学教育知 合力涉及不同类型、维度、层面的物质科学知识、生命科学知识及地球与宇宙科 学知识等相互作用整合,这些知识相互作用整合的方向、作用点等可能是一致的, 也可能是不一致的。当不同类型、维度、层面的物质科学知识、生命科学知识及 地球与宇宙科学知识等合理有序整合形成方向一致和谐的力,即正向力;当不同 类型、维度、层面的物质科学知识、生命科学知识及地球与宇宙科学知识等整合 不够有序合理,相互碰撞、相互作用、相互抵消形成的力,即抵消力;当不同类 型、维度、层面的物质科学知识、生命科学知识及地球与宇宙科学知识等整合方 式失当、整合秩序混乱,相互排斥、相互陌生则往往产生负向合力。
正向的小学科学教育知合力是激发小学科学教育知识整合的促进力;是促进 小学科学教育教学质量提高和学生科学素养提升加速度的原因,是决定小学科学 教育知合力的性质与力度的决定性因素。抵消的小学科学教育知合力是不会引起 小学科学教育知识整合加速度的力。对于事物而言没有加速度的改变某种程度上 只是一种自然的变化,而不是生长、发展,对于小学科学教育知识整合而言同样 如此,它对学生科学素养的提升及科学力的发展难以产生影响。负向的小学科学 教育知合力是指抑制小学科学教育知识整合的阻碍力;它不仅影响不同维度、类 型、层面的小学科学教育知识的有效整合力度、程度等,还阻碍着学生科学素养 及科学力的提升。小学科学教育知合力旨在积极转化科学教育知识相互作用整合 的负向力或抵消力,进而实现其正向的力,最高目标指向小学科学教育知识整合 达到良性非平衡的效果,以最有效的方式整合最核心的科学教育知识进而促进小 学科学教育知合力的最大效果。
三、小学科学教育知合力向知核力的转化
小学科学教育知合力是不同层面、类型、维度的小学科学教育知识进行聚焦、 序化、融通、建构,使科学教育知识的原有秩序、结构更加合理,并在知识结构 合理化的过程中涌现出新的特质,爆发新的力。“合”是小学科学教育知识聚焦、 序化、融合、建构的逻辑机制,不仅包括融合、契合、整合之意,还包括合规律
①陶建文.视觉主义一一基于图像和身体的现象学科学哲学[M].北京:中国社会科学出版社,2012,216.
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性合目的性,同时蕴含科学转化、启蒙、生长、感染等逻辑机制。某种程度上, 可将小学科学教育知合力的形成理解为科学知识的聚变过程,虽也蕴含着裂变的 成分,总体上是由于科学知识聚变而释放的力;小学科学教育知核力是指小学科 学教育知识是小学生的所有科学力的基础和核心,像核能具有无限和巨大潜能一 样,不同层面类型维度的复杂科学知识通过不同方式进行组合可发生科学知识的 核裂变或核聚变,产生巨大的力。“核”是一种逻辑机制,包括由知到能或由知到 力转化的逻辑机制和知识伦理形成的逻辑机制两方面。正如核一样,小学科学教 育知识也可看作由铀和氢等构成,铀和氢是核能,不是核力。但在科学知识的合 理碰撞和整合、有效教学方式的选择运用等条件下,小学科学教育知识相互碰撞, 有序分配和重新组合,可以发生重核裂变和轻核聚变的,从而产生无限的知核力, 同时伴随着一定范围的核辐射。
小学科学教育知合力与知核力是不同科学教育知识组合、科学教育知识与科 学力、与科学毅力和价值追求的组合产生的不同的结果。通过不同方式进行组合 产生的不同的力质、力量和力度,二者的力道也存在差异。虽然力质、力量、力 质和力道不同,需要解决和认识、实践针对的问题和难题不同,但都指向学生的 发展。知核力是科学教育知识整合的高层次目标,是小学科学教育知合力的升华 和跃进,有利于最大限度地促进学生科学素养的提升和科学力的形成释放。因此, 在小学科学教育实践活动中,要积极推动小学科学教育知合力向知核力的转化, 这不仅需要科学知识的形成、整合、学习和应用,还需要科学知识促进科学素养 和科学力发展和良好科学品德形成的动力等。此外,小学科学教育知合力与知核 力间的转化是存在一定张力的,即二者之间始终存在的转化的可能性,也需要达 成一种自觉的自然转化。但这种转化不是一蹴而就的,是复杂的、动态的,不仅 需要强烈科学转化意识、适当的科学转化方式等,还需要积极的科学转化行为。
虽然以上各部分可以相互转化,但转化的效率存在着差异,很难达到100%的 有效转化。热力学的第二法则,或曰卡诺原理(即爛法则)告诉我们:在转化过 程中,…部分能量总是以辐射或其他方式被浪费掉。小学科学教育知合力由自为 力向自在力、抵消力或负向力向正向力、知合力向知核力等的转化情况也是类似。 这些转化都是相对的、有限度、有程度的转化,转化效率很难达到100%。总是有 一部分力在转化的过程中被消耗掉。我们不禁反思哪些因素促使小学科学教育知 合力的有效转化,哪些因素影响着小学科学教育知合力的转化效率;由于转化过 程的不确定性、转化载体一一科学教学活动的复杂性、转化方式多样性等影响, 关于这个问题很难给以明确答案,只能在科学教学实践活动中就其重要的影响因 素加以简单分析。第一个因素关乎小学科学教育知合力的质与量。小学科学教育 知合力之质的纯度及量的适度是影响其有效转化的重要因素。小学科学教育知合 力的转化不仅是量的增减,更多地是质的变化,是质与量的相统一的转化。第二 个因素是关乎小学科学教育知合力之度,小学科学教育知合力之度是有强度、广 度、长度、限度的,各部分在一定的度内和谐作用才能促成有效转化;第三个因 素是关乎小学科学教育知识整合的方式及其教学方式。小学科学教育知识整合的 方式是小学科学教育知合力达成的前提方式,而科学教学活动则是小学科学教育 知合力发挥的中介和载体,加之,科学教学活动这个载体的复杂性,影响小学科 学教育知合力形式释放的因素较多,因此,二者是否合理,直接影响着知合力的 形成释放。当然,小学科学教育知合力的转化还需要学生学习运用知识的主观努 力、科学态度、情感、价值观、科学意志、科学道德等的合理影响。当然除上述 论及的几点外,还有很多因素影响着小学科学教育知合力的转化,还需以后不断 地开展相关研究。
第六章架轨与瓣"帯粧育矢哈力形成的有效^^
在教与学的过程中起到主要作用和决定作用的是社会环境和信息传递的方 式,而不是教授的内容。
—一格里高利■贝特森
前面几章已从小学科学教育知合力的内在机理出发论述了其本质内涵、维度 及表现,本章将从外在机理出发阐述小学科学教育知合力形成的有效教学方式。 方式是本章研究的重点和落脚点。何谓方式?《现代汉语词典》中将方式定义 为“说话做事所采取的方法和形式J①在一般意义上,方式是指人们思维、言 语、做事所采取的方法和形式。不同方式对科学知识增长和科学力发展产生不同 影响。小学科学教育知合力形成的有效教学方式是指小学科学教育知合力形成的 有效的教和学的方法及形式。它涉及两方面:合理的科学教育知识整合方式和有 效的科学教学方式。这二者相互作用、相互投射、相互制约,共同构成了小学科 学教育知合力形成的有效教学方式。小学科学教育知合力的形成过程不仅是不同 类型的小学科学教育知识相互碰撞、融合、优化的复杂过程,而且是小学科学教 育知识转化为学生的科学素养和科学力(科学观察力、科学实验力、科学思维力、 科学学习力、科学实践力、科学创造力)的复杂过程。因此,在研究中需要从总 体上对小学科学教育知识整合过程进行考量,对小学科学教育知合力形成的有效 教学方式进行全局性的统筹谋划。小学科学教育知合力形成的有效教学方式内在 规定着小学科学教育知识整合和小学科学教育知合力形成的质量与效果,共同为 小学科学教育知识的有效整合和知合力的形成提供合理有力的路径。
第一节科学教育有效教学方式的内涵和意义
一、科学教育有效教学方式的内涵
(_)教学方式的内涵
任何知识教学活动的开展和实施总是需要并依赖于一定的方式。格里高利•贝 特森指出:“在教与学的过程中起到主要作用和决定作用的是社会环境和信息传递
①中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[M].北京:商务印书馆,1980:302.
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的方式,而不是教授的内容/①方式是指人们思维、言语、做事所釆取的方法和 形式。它与方法有时可以通用,有时则差异很大。“方法比较具体和灵活,方式 则相对稳定,有不同程度的概括性,是方法、形式、手段等的综合。方法偏 重于由活动的内容和技术因素决定的行为规则,方式偏重于由行为主体的目 标、价值观决定的行为规则。”②知识教学活动是复杂的、动态的、多元的, 它既包括知识的传授和习得,还包括知识对包括能力在内的各种力的促进和 发展,这不仅需要具体性和灵活性的方法,更需要概括性的、带有一定价值 倾向选择和价值选择的方式方式是内容之本原,内容是方式之结果。方式不 同内容构成的速度、结构和质量也不同。不同内容既需要不同方式,也强化不同 方式的形成/③合理方式的有效选择、整合和建构是知识教学活动有效开展和 知识教学目标达成的重要手段和有效支撑。
知识教学活动中知识的传授、习得和知识促进包括能力在内的各种的力 的发展主要依赖于教学方式的选择和运用,要合理选择和运用教学方式,首 先要明晰何谓教学方式。不同学者对于教学方式有着不同理解,主要表现为 两个方面:一种观点认为教学方式是下位概念,蕴含于教学方法中。如王策 三教授的:“教学方法是为了达到教学目的,实现教学内容,运用教学手段而进行 的,有教学原则指导的,一整套方式组成的,师生相互作用的活动。”④李秉德教授 认为:“教学方法是在教学过程中,教师和学生为实现教学目的、完成教学任务 而采取的教与学相互作用的活动方式的总称。”⑤一种观点认为教学方式相对于 教学方法、手段、策略、途径和形式来说是上位概念,是对他们的概括和综合。 如《现代教育学基础》认为“在教学情境中,教师和学生为了教与学而展开 的活动方式谓之教学方式。在这里,着眼于教师的活动方式谓之教授方式; 着眼于儿童的活动方式谓之学习方式;着眼于师生之间的相互方式谓之教 授、学习方式或学习指导方式。所有这些,总称为教学方式。"⑥江山野教 授认为:“教学方式和教学方法的关系,与战略和战术虽不尽相同,但有相 似之处。在教学上,从整个发展过程的全局考虑,在每一个发展阶段,需要 一种基本的方法。而且由于教学过程的每一个发展阶段都持续一个相当长的 时间,具有一些相对稳定的特点;因此,适合每一个发展阶段的基本的办法
①[美]齐格蒙特•鲍曼.个体化社会[M].范祥涛,译上海:上海三联出版社,2002:153.
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⑥日本筑波大学教育学研究会编•现代教育学基础[M].钟启泉,译上海:上海教育出版社,1986:280.
也应该有一定的规定性和稳定性,并且有一定的形式一一也就是教学方 式。”①郝文武教授强调:“教学方式则既包括求知方式,教师指导学生获得 和发现知识的方式,也包括求能方式,教师指导学生发展能力的方式。”② 钟启泉教授认为“教学方式不是具体的教学策略、方法或者技术,而是对教学结 果具有决定性影响,对人的发展具有战略意义的方法和形式。教学方式可演绎 为教学过程中师生所采取的教和学的方法和形式。学习方式不仅包括相对的 学习方法及其关系,而且涉及学习习惯、学习意识、学习态度、学习品质等心理 因素和心灵力量。”③黄甫全教授认为,“所谓“教学方式'泛指各种教与学的 组织实施方式,它使师生组成学习共同体,根据具体学习内容采用各种可能的有 效策略和方法,使学生积极主动地投入到学习中,以获取知识和经验,掌握技 能,并建构其知识经验的意义和价值④李森认为:“教学方式就是师生基于对 教学存在的观念性反映,在长期的教学实践中形成的把握教学活动的基本样式,J 是由教学思维方式和教学行为方式构成的有机体”⑤基于上述关于教学方式的的 讨论,本文认为教学方式是指师生在教学活动中,为了实现特定教学目标所釆取 各种可能的有效教和学的方法形式及教学活动在整体结构上表现出来的特征,是 外显的教学行为以及内隐的思维方式、认知和情感取向的总称。它既包括促进知 识的传授和习得的方式,还包括知识对包括能力在内的各种力的促进和发展 的方式。
(二)科学教育有效教学方式的内涵
借鉴教学方式的内涵,科学教育有效教学方式具有以下几点特征:第一,科 学教育有效教学方式较之于教学方法、形式、策略、途径和手段等是上位概念, 它们的关系类似于战略和战术的关系。具有更高的概括性和综合性特征。第二, 科学教育有效教学方式不仅包括促进科学教育知识传授和习得的方式,还包括科 学教育知识促进科学力(包括能力在内)发展的方式。第三,科学教育有效教学 方式承载着不同的科学价值倾向和科学价值选择,本质上无优劣之分,区别在于 它的适用性。时代发展要求和科学价值取向不同,不同科学教学主体对科学教育 有效教学方式的重视程度、选择、整合与建构的广度和深度不同,达成的效果也 不同。不同科学教育有效教学方式适用于不同的科学教学目标、科学教学内容和 教学行为主体,同一科学教学行为主体、教学目标和教学内容有时则需要不同科
①张武升•教学论问题争鸣研究[M].天津:南开大学出版社,1994:236.
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④张立昌,郝文武•教学哲学[M].北京:中国社会科学出版社,2009:130.
®李森,王天平.论教学方式及其变革的文化机理[几教育研究,2010(⑵:66・69.
学教育有效教学方式。概言之,科学教育有效教学方式不是具体的科学教学策 略、方法或手段,而是对小学科学教育知识优化整合、传授和习得效果发挥着决 定性影响,对学生科学素养的提升及科学力的发展具有战略意义的方法和形式。 具体而言,它是在科学教学活动中,为实现小学科学教育知合力的形成,所采取 各种可能的有效教和学的方法和形式及科学教学活动在整体结构上表现出来的特 征,是外显的科学教学行为以及内隐的科学思维方式、认知和情感取向的统一 体,是科学知识优化、传授和习得方式和求力方式的统一。
小学科学教学既要优化、传授和习得小学科学教育知识,也要发展、应用和 创新包括能力在内的各种科学力。优化、传授和习得小学科学教育知识和发展、 应用和创新包括能力在内的各种科学力是师生自身发展的内在要求,要实现这一 要求既需要科学教育有效教学方式,也需要科学教育有效学习方式;既需要优化、 传授、习得小学科学知识的求知方式,又需要包括能力在内的科学求力方式。优 化、传授和习得科学教育有效教学方式是对小学科学教育知识进行合理聚焦、序 化、融通、建构的方法和形式和小学科学教育知识的传授和习得的方法和形式的 统一。它是师生在科学实践活动中不断发展的科学知识优化、传授、习得动力、 科学知识优化传授、习得潜能和科学知识优化、传授、习得能力的统一。包括能 力在内的科学求力方式是在科学知识优化整合的基础上展开的,是指导学生获得、 运用、发挥科学力(科学观察力、科学实验力、科学思维力、科学学习力、科学 实践力、科学创造力等)的方法和形式。科学教育有效教学方式是小学科学教育 知识的优化、传授和习得方式与包括能力在内的科学求力方式的统一。
二、科学教育有效教学方式的意义
(-)有效教学方式对知识促进能力发展的意义
知识与人的本质、发展和成就有着密切关系,知识是人发现、概括、推理、 创造出来的,反过来,知识又规范和引导人,对人的本质构成、发展和成就产生 决定性影响。知识涉及两个方面:一是认识事物是什么、是怎样和为什么等本质 和规律;二是认识如何认识、理解、获得、应用和创造知识等。知识也正通过这 两个方面规范和引导人。“知识既作为反映事物本质和规律等的认识规范和引导 人,也作为人本来和应该如何认识、适应、改造事物及掌握、应用、创新知识过 程和方式的认识规范与引导人。”①在知识形成及规范和引导人的过程中离不开 能力的作用。知识的形成需要发现知识、概括知识等的能力,知识的记忆存贮需
®郝文武.教学方式对能力发展作用的价值取向和实践整合[J].北京师范大学学报:社会科学版,2007 (3);
15-21.
要记忆能力,知识的习得需要学习能力,总之,知识的生成、选择、应用、创新 等过程都需要能力的参与和支持。反过来,知识的优化、传授、习得和创新又促 进能力的发展和提升。知识是能力发展的前提性基础,离开了知识,能力失去发 展的源泉。知识与能力相互需要、相互促进、相互投射、相互制约。但知识与能 力的发展不一定同步,知识的增长不一定促进能力的发展,而能力的发展则有利 于知识的增加,拥有知识,能力未必强大,没有知识,能力必然有限。“在教育 过程中,学生的智力发展既与掌握什么样的知识有关,又与怎样掌握知识有关; 既与所掌握的知识的数量有关,又与所掌握的知识的质量有关。”①有效教学的 目标是既要促进知识的有效增长,又要推动能力的发展。
任何教学目标的实现都是在一定教学过程中借助…定的内容和方式得以实 现。显然知识的优化、传授和习得、认识、应用和创新及能力的发展也需要一定 的方式。方式不同,知识的优化、传授和习得的程度、广度、深度和效度及对能 力的形成和发展作用不同。合理的教学方式是教学活动有效开展和教学目标实现 的重要途径,是促进知识优化、传授、习得和认识、应用、创新以及能力发展的 核心手段。但教学方式能否促进知识与能力发展,及促进知识与能力发展的程度、 广度和效度等取决于教学方式的合理选择和有效运用。知识与能力的发展虽然统 一于教学活动中,但获得知识和能力的方式是不同的。如果用获得知识的方式去 发展能力,某种程度上只能促进知识的增长,却很难实现能力的提高。相反,用 求能的方式去求知,则会导致在促进能力增长时使其失去知识这一基础。不同学 科、层面、维度、类型的知识和能力需要不同的教学方式。语文学科的教学和研 究只能用语文学科的方式;数学学科的教学和研究只能用数学学科的方式;科学 学科的教学和研究只能用科学学科的方式。这些方式虽存在相同之处,但各自有 着自己的特殊性,如果相互混用,把科学教学方式应用于语文学科的教学和研究, 把语文学科的教学方式应用于数学学科的教学和研究都难以实现知识促进能力发 展的理想效果。同时,同一学科有着不同层面、维度、类型知识的感知、记忆、 继承、思维和创新及相应能力的发展,同样需要不同的教学方式。如果用直接、 具体的感知方式形成思维知识和能力,很难达成知识的概括、抽象和推理和学生 思维能力的发展;用间接、概括、抽象的思维方式获得感知的知识和能力,很难 达成知识的直观感知和具体的直接经验。用感知、记忆方式形成创新知识和能力, 很难达成知识的想象、思维和创新和能力的提升;用创新方式获得感知、记忆的 知识和能力,也很难达成知识的有效保存、记忆和传承及相应能力的发展。可见, 不同学科、层面、类型、维度的知识和能力发展需要不同的教学方式选择、整合
仓涂艳国•走向自由——教育与人的发展问题研究[M].武汉:华中师范大学出版社,1999:233.
115
与建构;同一学科不同层面、类型、维度的知识和能力发展需要不同教学方式; 同一学科、层面、类型、维度知识采用不同教学方式会形成对于知识了解、应用 和创新的不同深度和广度及促进相应能力的发展。
(二)科学教育有效教学方式对知识整合促进知合力形成的意义
科学教育有效教学方式是知识整合促进知合力形式的有效手段和实践路径。 合理的科学教育有效教学方式建构有利于知合力的形成。
小学科学教育知识整合是指不同维度、层面、类型知识相互聚焦、序化、融 通和建构为新的统一体的过程,有着不同的维度,物质科学、生命科学、地球与 宇宙科学、科学-技术-环境-社会四部分科学内容中分别涉及事实性知识、概念性 知识、理论性知识、程序性知识等类型。对促进科学感知力、科学观察力、科学 实验力、科学分析、归纳、演绎、概括等思维力、科学教学力、科学实践力、科 学创造力等都有不同作用,这些知识的整合离不开各种科学力(包括能力在内) 的参与。小学科学教育知识是包括能力在内的科学力的发展和提升的基础。二者 相互需要、相互补充、相互促进、相互制约。但小学科学教育知识与科学力的发 展不一定同步,小学科学教育知识的整合优化和增长不一定促进科学力的发展, 而科学力的发展则有利于小学科学教育知识的整合、优化和增长。科学教育有效 教学方式是既要促进小学科学教育知识的整合、优化和增长,又要推动包括能力 在内的各种科学力的发展。
师生无论运用何种科学教育有效教学方式一定程度上可以优化、整合、创新 小学科学教育知识并有效实现学生科学力的发展,但不同的科学教育有效教学方 式对小学科学教育知识的优化、整合和创新及知识整合促进包括能力在内的科学 力的发展是不同的。合理的科学教育有效教学方式是促进小学科学教育知识优化、 传授、习得和认识、应用、创新以及包括能力在内的科学力发展的重要途径。小 学科学教育是对科学知识的感知、记忆、理解、归纳、演绎、概括、思维和创新 等不同层面的学习及相关科学力的发展。对科学世界进行直接的、具体的感知有 利于科学感知力和科学观察力的发展,但只采用这种方式很难形成对知识的分析、 归纳、演绎、概括和创造,难以发展学生的科学分析力、科学归纳力、科学演绎 力、科学概括力和科学创造力。反过来,用科学分析、归纳、演绎、概括和创新 等方式去感知科学世界,很难形成学生的直观的、具体的认识和感受。在科学教 学过程中,对科学知识的记忆有利于知识的熟练掌握,很难达成科学知识的创造 性思维和创造性想象,不利于学生科学创新力的发展。反过来如果用科学知识创 新的方式开展知识的记忆、存贮和相关力的发展也难以实现最优的成效。小学科 学教学的目标在于促进小学科学教育知识的有效优化、传授、习得和认识、应用、 创新和包括能力在内的科学力的形成,实现以最少小学科学教育知识的投入达成 最大科学力的发展,即实现小学科学教育知识与科学力的最大限度的正向平衡发 展。
第二节合理的知识整合方式是知合力形成的基础
知识整合既是知合力的重要内容,又是知合力形成的前提和基础,方式是知 识整合的核心,方式不同知识整合的效果不同,因此,合理的知识整合方式的选 择和运用是小学科学教育知合力的形成基础。所谓知识整合方式是指不同类型的 知识持续地进行聚焦、序化、融通、建构,使知识的原有秩序、结构更加优化合 理,并在知识结构优化的过程中涌现出新质和新力的方法和形式。任何知识整合 都有一定的过程和方式,不同整合过程和方式的有效性存在差异。虽然知识整合邈 的目的是指向知合力的形成,但不同的知识整合方式对于知识整合的效果和知合 力的形成有不同作用,不同类型的知识需要不同的知识整合方式,同一类型知识, 知识整合方式不同其产生效果不同,同一知识整合方式对不同类型知识整合产生 不同效果。可见,知识整合方式是复杂的、多维的,它与知识整合的目标、内容 及行为主体对知识整合方式的选择等相互投射、相互作用、相互影响。知识整合 目标决定着其整合的过程、内容和方式,不同知识整合目标的实现需要不同的整 合过程、内容和方式;不同知识整合方式对其整合目标、内容和过程作用不同◎
小学科学教育知合力的形成同样需要合理的知识整合方式的参与。小学科学 教育知识整合有着不同目标、内容、过程和方式,不是一种盲目的、抽象的、纯 粹理性、单向度的、不变的整合过程,而是一种合目的性的、情境性的、复杂的、 动态的、立体循环的样态。具体而言包括横向的二维整合和多维整合;纵向的层 面整合、历史整合或年级整合;大维整合(不同学科)和小维整合(同一学科)。 大维整合即为不同年级不同维度、层面、类型的小学科学教育知识整合。小维整 合即为同一学科的不同层面不同类型小学科学教育知识的相互整合。此外,还涉 及小学科学教育知识与科学本质、科学史、科学实践之间的整合等。但无论何种 小学科学教育知识整合、预达成怎样的整合目标,遵循哪条整合之道,运用何种 方式整合,某种程度上都涉及横向整合和纵向整合两个维度。相应地小学科学教 育知识整合方式同样涉及科学横向整合方式和科学纵向整合方式两方面。
一、小学科学教育知识横向整合方式
小学科学教育知识横向整合强调物理科学、生命科学、地球与宇宙科学等各 学科的不同知识处于相互投射、相互作用、相互碰撞、相互勾连、相互制约的普 遍的内在联系中,需要合理的方法和形式对处于同一体系的科学教育知识进行整 合,进而促进小学科学教育知合力的形成和涌现。“从哲学的高度来说,横向的整 合所追求的是隐蔽于在场的当前事物背后的不在场的、然而又是具体的事物,它 要求把在场的东西与不在场的东西、显现的东西与隐蔽的东西结合起来①小学 科学教育知识横向整合所追求的是小学科学教育自在的知合力与自为的知合力及 内在的知合力与涌现的知合力的结合。方式是内容之本原,小学科学教育知识横 向整合方式是实现横向整合内容和目标的重要保证。而概念是构成知识的内核和 关键。所谓概念是指客观事物的本质属性和特征在人脑中的反映,“概念是反映客 观事物本质属性的思维形式,属于理性阶段的认识/②科学概念是对科学事物的 本质属性和特征的抽象反映;它组成科学知识的内核和脉络,是形成整体的科学 知识结构和学科结构的基础。黑格尔说:“科学是概念的自身发展,所以从概念的 观点去判断科学,便不仅是对科学的判断,而且是一种共同的发展。”③科学概念 及其关系是科学知识的内核。因此,小学科学教育知识横向整合主要表现为科学 概念的整合,即围绕科学大概念组织小学科学教育知识并建构完整的科学概念体 系。然而要围绕科学大概念开展整合,首先要明晰科学大概念的内涵,进而建构 依托科学大概念整合小学科学教育知识的模式,并在具体的小学科学教学实践活 动中进行验证。
(_)科学大概念的内涵及维度
1.科学大概念的内涵
何谓科学大概念?《数学课程中的原则和标准》提岀大概念是“能将众多的 科学知识联为一致整体的科学学习的概念/④本文认为,科学大概念是指能将不 同维度、类型、层面的科学知识联结为统一体的科学学习的概念;它对科学实践 中各要素相互关系或特性的解释的抽象。在明晰科学大概念内涵的基础上,需要 进一步思考科学大概念如何与小学科学教育结合并涉及哪些构成要素。本文借鉴 《科学教育的原则和大概念》中概括出的14种科学教育大概念1.宇宙中所有的 物质都是由很小的微粒构成的;2.物体可以对一定距离远的另外的一些物体产生 作用;3•改变一个物体的运动状态需要有净力作用于其上;4.当事物发生变化,
®黄欣荣.复杂性科学与哲学[M].北京:中央编译出版社,2006.262.
②冯契.哲学大辞典•马克思主义哲学卷[K].上海辞书出版社,1990:930,
③黑格尔.小逻辑呼.北京:商务印书馆,1980:18.
④National Council of Teachers of Mathematics. Principles san Standards for School Mathematics [M]. Reston, VA:Author,2000: 15.
或是被改变时,会发生能量的转换,但是在宇宙中能量的总是不变的;5.地球的 构造和它的大气圈,以及在其中发生的过程,影响着地球表面的状况和气候;6. 宇宙中有数百万个银河系,太阳系仅是其中一个银河系中很小的一部分;7.生物 是由细胞组成的;&生物需要能量和物质来维持,因此它们经常需要依赖其他生 物体或是与其他生物体竞争;9•遗传信息会在生物中一代一代地传下去;10•生物 的多样性、存活和灭绝都是进化的结果;11•科学认为每一种现象都具有一个或多 个原因;12•科学上给出的解释、理论和模型都是在特定的时期内和事实最为吻合 的;13•科学发现的知识可以用于开发技术和产品,为人类服务;14•科学的运用 经常会对伦理、社会、经济和政治产生影响。”①这14种科学大概念前10种是科学 的大概念,后4种是关于科学的大概念。科学大概念是与科学小概念相对应的。例 如,水是由水分子构成,包括2个氢原子和1个氧原子,这是科学小概念;宇宙中 所有的物质都是由很小的微粒构成的,是与之对应的科学大概念。鱼的生存离不 开水,这是小概念;与之对应的生物需要能量和物质来维持,因此它们经常需要 依赖其他生物体或是与其他生物体竞争,这是大概念。科学大概念与日常的科学 概念是不同的,“在这里,我们运用的'概念(ideas),这个术语是表示对所观察 到的相互关系或特性进行解释后的抽象,它和我们日常运用的概念含义是不同的。 日常概念可以是不需要基于实证的某些想法。而大概念是指可以适用于一定范围 内物体和现象的概念/②它对于小学科学教育知合力的形成和学生自身发展具有 重要价值。国外学者提出,“让学生将所学习到的科学知识凝聚起来,形成“big ideas",这些“big ideas"能帮助学生在科学知识之间建立起联系,最终使得学生 形成一幅关于科学的全景图。”③2005年,美国科学促进会(AAAS)借鉴全美数学 教述了大概念的内涵及其进阶发展对科学教育的重要意义:“……这些核心观念 及其进阶过程能帮助学生理解其生活中的事件和现象,并在其结束学业、迈入社 会后,持续发生影响/④《科学教育的原则和大概念》中明确指出「基础教育阶 段科学课程的学习应力图通过少数大概念来整合学科知识,促进学生参与科学工 程实践,实现对重要原理的深入探索,发展学生的整合理解并在其中渗透科学本 质教育和STSE教育/⑥可见,科学大概念意在能帮助学生建立一个普遍联系的知 识脉络,形成学生关于科学知识的全景图,促进学生科学知识的学习和科学实践 的参与,对学生的科学素养发展和小学科学教育知合力的形成持续发挥作用。
[美]温•哈伦.科学教育的原则和大概念[M].韦铉译.北京:科学普及出版ft;2011:17-30. 陕]温•哈伦.科学教育的原则和大概念[M].韦铉,译.北京;科学普及出版社,2011,8-9.
Boo H K. Teaching the big ideas in chemistry [J]. Teaching and Learning. 2001. 22(1):43-47.
[美]温•哈伦•科学教育的原则和大概念[M],韦乐译.北京:科学普及出版社.2011:序言.
[美]温•哈伦•科学教育的原则和大概念[⑷•韦崔译.北京科学普及出版社,2011:序言.
2 •科学大概念的维度
科学大概念涉及核心概念和共通概念两个维度。科学核心概念是内核,科学共 通概念是外缘,二者相互投射、相互作用、相互勾连。
①科学核心概念
科学核心概念是在科学知识体系、科学知识结构和科学知识脉络中处于核心 和关键地位,蕴含着重要科学概念、科学原理、科学理论等的理解和解释,并对 周边跨学科概念、次位概念起着统摄和勾连作用,发挥节点概念的概念性知识。 美国《K-12科学教育框架:实践、跨领域概念和核心概念》中认为"核心概念(Core Idea)'指各门学科中非常重要的关键性概念,它们能为理解或研究更复杂的概念 和解决问题提供工具与支持①它主要涉及物质科学、生命科学、地球与宇宙科 学、科学-技术-社会-环境科学四个学科领域。要进一步分析论证科学核心概念, 首先面临的问题是科学核心概念的萃取问题,这是明晰和阐述科学核心概念的基 础和前提。《小学科学课程标准(修订稿)》②中从物质科学、生命科学、地球与宇 宙科学等领域选取了 24个核心概念(如图1),每个核心概念可以分解为若干具 体概念,并对具体概念进行分级,本文对科学核心概念在小学科学教育中的具体 构成要素正是借鉴了这24个核心概念。科学核心概念解决了小学科学教育知识优 化整合的切入点的选择问题,使得小学科学知识整合的主脉、主线、主调清晰明 朗。小学科学教育知识整合是立足于、聚焦于、依托于核心概念的整合,以核心 概念为节点、为依托、为主干开展知识的有效整合。不同类型的小学科学教育知 识围绕科学核心概念集成、聚焦,筛选,用科学核心概念对科学教学活动内容进 行“穿针引线”,与具体科学实践知识、学生的生活世界等相融合,是科学核心 概念获得生动、立体、灵动的样态,进而促进学生科学素养和科学力的提升,催 生小学科学教育知合力的形成。
①National Research Council. A Framework for K-12 Science Education: Practice, Crosscutting Concepts, and Core Idea[M].Washington, D.C: the National Academies Press, 2012:83.
②《小学科学课程标准(修订稿)》虽未正式颁布,但其内容得到了许多专家学者的支持,符合小学科学教 育整合的发展趋势,具有一定的代表性。
图1小学科学教育核心概念图①
领域 核心概念
物质科学领域 物质(材料)具有不同的特征和特性
水是一种特殊的物质
空气是一种由不同气体混合成的物质
自然界的物体总在运动可以用位置、快慢和方向来表示物体的 运动状态
力作用于物体会改变物体的运动状态
声是能量的一种形式
光是能量的一种形式
热是能量的一种形式
电是能量的一种形式
磁是能量的一种形式
生命科学领域 为了维持生存,生物体需要不断和外界交换物质、能量和信息
植物能够制造养分以维持自身的生存,并为动物和人类提供生存 需要的氧气和养分
动物能适应环境,通过获取植物和其他动物的养分来维持生存
人类有一个具有高级功能的脑
植物和动物都能繁殖后代,使各自的物种得以延续
动植物之间的依存关系
地球上存在着不同的植物和动物一一生物的多样性
地球科学领域 在太阳系中,地球、月球和其他星球按一定的规律运动
地球是太阳系中一颗很有特色的行星
人类生存需要不同形式的能源
人类的活动会影响我们生存的环境
技术领域 人们设计不同的仪器和工具来满足各种用途
人们设计不同的工具来移动物体
人们设计不同的结构来实现不同的功能
 
②科学共通概念
共通意为通行于或适用于各方面的,共同的。共通概念顾名思义即为通行于
①参考《小学科学课程标准(修订稿)》,虽未正式颁布,但得到国内很多学者的认可和支持。
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或适用于物质科学、生命科学、地球与宇宙科学等学科的共同概念;又称为跨学 科概念,主要侧重于跨学科科学知识的组织。美国《K-12科学教育框架:实践、 跨领域概念和核心概念》中认为"'跨学科概念(Crosscutting Concepts)7是指 那些能应用于所有科学与工程领域的通用概念,它们都具有解释的价值。①共通概 念包括「模式,因果关系的机制与解释,尺度、比例与数量,系统与系统模型, 物质和能量的流动、循环与守恒,结构与功能,稳定与变化/②共通概念本身表 明和体现着物质科学、生命科学、地球与宇宙科学等学科不同层面、维度、类型 的知识的整合和统一的思维方式。美国大学理事会认为,“共通概念“不仅对科 学学习意义深远,而且还影响着数学、技术和工程等的学习”,有助于学生建立对 所有学科的整体认识③可见,共通概念能帮助学生将不同科学学科领域中的相 互关联的知识建构成连贯的、条理清晰的知识体系,并帮助学生建立关于不同科 学领域学科知识的整体认识。
(-)围绕科学大概念整合小学科学教育知识并建构完整的科学概念体系
围绕科学大概念整合小学科学教育知识并建构完整的科学概念体系主要涉及 三个维度:表现期望(perfbrmance expectation),基础框(the fbundationboxes)(学 科核心概念、跨学科概念、科学工程实践),连接框(the connection boxes)0它通过 主题编排和故事线穿引,以“表现期望+基础框+连接框”的方式呈现,同时渗 透着关于科学本质和科学史的理解。
1.通过主题编排和故事线穿引组织和整合小学科学教育知识
⑴主题编排主要是围绕主题对小学科学教育知识进行组织和整合;本文依据苏 教版《科学》的内容,将小学科学教育主题归纳为物质的结构与性质、力和物体 的运动、能量的表现、转化、波、电和磁等12个主题。这些主题是基于科学核心 概念和共通概念的基础上概括而来的。不同年级需要不同的主题,同一主题在不 同年级的侧重点不同,呈现出连贯递进的样态。具体表现在下图中(如图2)。师 生可以依据不同年级主题的侧重点开展科学知识的整合及建立学习进阶。这些主 题故事是记忆人的经历和生活的方式。布鲁纳明确指出:“故事是人们理解自我生 活和经历的一种方式,人们一直在故事中游弋。”④故事线是指故事发展的线索和
①National Research Council. A Framework for K-12 Science Education: Practice, Crosscutting Concepts, and Core Idea[M]. Washington, D.C: the National Academies Press, 2012:83.
②National Research council. A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core IdeasfM]* Washington,D.C: National Academy press,2012,83-84.
③转引自郭玉英,姚建欣等.整合与发展一科学课程中概念体系的建构及其学习进阶[几课程•教材•教 法,2013(2):44-49.
④Connelly,F.M. And Clandinnin D.J. Stories of Experience and Narrative Enquiry, Educational Researcher, 1990,19(5):2-14.
脉络。stinner曾指出,“科学课程中的“故事线”一一包括情境设置、科学故事 和当代重要议题一一有助于跨越科学知识和日常经验间的鸿沟,能促进学生建构 的理解向着“科学与人本主义传统”回归S①可见,小学科学教育中的故事线包 括科学情境设置、科学故事、当代科学重大议题等。师生在科学教学中沿着故事 线来组织小学科学教育知识,有利于更好地了解小学科学知识主题,促进小学科 学教育知识的有效整合。故事线是理解小学科学教育知识主题的线索和脉络,也 是指导小学科学教育知识主题展开的方式。
图2小学科学教育知识主题分布
主题 3(±) 3(7) 4(上) 4(下) 5(上) 5(下) 6(上) 6(下)
物质的结构与性质 V V V V
力和物体的运动 V V V
能量的表现、转化 V V V V V
波、电和磁 7
化学反应 V V
生命体或生态系统
中的物质和能量 V V V J V
生命体的生长、发
育、繁衍 V V V V V
生态系统中的相互
依存关系 V V V
地球系统 7 V
地球运动 V V
科学-技术-社会-环
境影响 V V V V V V V
科学工程实践设计 J V V V V V
 
⑵通过故事线进行整合的具体教学案例
某科学教师在苏教版五年级下册《我是怎样出生的》这一内容的教学中采用故 事线的方式来整合知识。结合学生课前关于自己怎样出生的调查,通过播放《人 体受孕过程》视频和讲述自己的怀孕生产故事和来整合这一节的知识,启发学生 们思考我是怎么来的?我在妈妈肚子里住了多长时间?妈妈在怀孕时有什么反
① Arthur Stiner. Contextual Settings, Science Stories, and Large Context Problems: Toward a More Humanistic Science Education [J]. Science Education, 1995,79(5):555-581.
应?我出生时妈妈的情形是怎样的?刚出生的我是什么样子?等问题。以下是摘 抄该老师的怀孕生产日记的一部分。
2012年4月10日
清晨,我异常清醒,直觉告诉我,你来了。蹑手蹑脚的下床走进卫生间,当那 张早孕纸上清晰地显出两条红线时,我兴奋不已,这个过程是有恐慌、有惊喜、 有迷茫、有幸福的感觉。轻轻推醒你的爸爸,告诉他你来了的事实,他从睡眼惺 松到一跃而起,从此我们的生活为你而改变。第一次在B超镜头下看到了小小的 你,这时候的你已经有20毫米,长得像颗小葡萄,所有之前的揣测、担忧都化作 乌有…
2012年5月16日
早晨我开始剧烈的呕吐,突如其来的妊娠反应真的让我措手不及,胃部因为呕 吐而不断地痉挛疼痛,我们第一次体会到拥有你的辛苦,尽管如此,你还是我们 的宝。这个时候的你已经初具人形,长出了自己的小手指和脚趾,伸长约65毫米。 妈妈看到一项研究,说澳大利亚的科学人员发现,凡是母亲妊娠反应强烈的孩子 在语言、记忆力方面是会更强的,我们微笑着坚信,所有的辛苦付出都是那么值 得。
2012年6月20日
今天我在第一次的产检里,当医生奶奶把仪器放在妈妈肚子时,妈妈清晰地听 见有力而急促的心跳声,第一次真实地感受你的存在和心跳。医生奶奶放下仪器 说:心跳每分钟140次,一切正常。悬了三个月的心终于放下。这时的你大约76-100 毫米,重达28克,已经长出自己独一无二的指纹印。
2012年7月24日
现在的你开始对妈妈有回应。早晨起床时,你会手舞足蹈的告诉我,你醒啦。 刚开始时这种感觉只有自己能感触到,后来经常看见肚子上鼓出一个包,一定是 你又在里面打拳呢;晚上12点左右,你总是在妈妈的肚子里不停踢打,妈妈想你 —定是个小夜猫子Q
2012年9月15日
今天是你和妈妈在一起的第217天了,妈妈体重不断飙升,去医院检查,7个 多月的你发育已经达到了 9个月孩子的水平,妈妈被医生奶奶严重警告要减少肉 类和水果类的摄入,并被要求做一项糖耐量的检查,害怕妈妈吃过多甜食影响你 的发育,于是妈妈每个一个小时要抽一次血,一共抽了四次,整整在医院待了 5 个小时,虽然很累,但结果显示你很健康时,一切都是值得的。
2012年11月2日
妈妈孕期已经37周啦,B超显示你的双顶径已经93mm,腹径也已经92mm,股 骨长已经73mm,你己经是个足月的大宝宝啦,大约3.7千克,妈妈既期盼又惶恐 地准备迎接你的到来,无法想象那会是怎样的场景。同时,由于你的个头和体重 较之于同龄宝宝的数据偏大,妈妈也开始承受入盆带来的痛苦,腿上神经被压迫 的无法正常走路,但为了你能顺利出身,妈妈咬牙一腐一拐地在公园里散步…
2012年11月18日
经历了见红和三天不规律的宫缩,整40周的那天凌晨,开始阵痛变成5分钟 一次,1点中内检开了两指,进入待产房,这时疼痛加剧,一遍忍受疼痛一遍要做 胎心监护和吸氧,3点钟再次检查可以进入产房,拼命爬上产床,医生和助产士都 来了,我突然有了很强大的力量。医生告诉我必须正确用力,在经历不知多少次 痛苦的努力后,哇的一声,你终于来了,我躺在产房无力伸手抱你。医生阿姨帮 你简单擦洗后,把你抱到妈妈床边,说7斤2两,男婴,第一次看见你,被羊水 泡的又红又紫,皮肤皱巴巴的,像个小老头。脸上和头发上还有厚厚的胎脂,眼 睛紧紧的闭着,身子蜷缩着,好像很没有安全感的样子。妈妈希望你能尽快适应 这个陌生的世界,健康茁壮成长。
通过视频和教师自身的怀孕生产故事生动地向学生展示了胎儿的形成、生长、 发育和出生的过程和情况,有利于学生对于自己是怎样出生的形成直观的、连贯 的、系统的认识,进而体会生命的来之不易,知道应该珍惜生命,感恩父母的养 育之恩;有助于学生跨越科学知识和日常经验间的鸿沟,优化和整合“繁殖是生 命的共同特征;动植物和人有着不同的繁殖或生殖方式;关注与生物繁殖有关的 生物技术问题,如克隆”等知识,形成关于生命体繁殖的知识体系和概念框架。
2•以表现期望为目标,统摄基础框(the ftnmdationboxes)(科学核心概念、科 学共通概念、科学工程实践)和连接框(the connection boxes)来实现小学科学教育 知识的组织和整合
表现期望是指对小学科学教育知识整合效果提前勾画出的一种标准。美国 《K-12科学教育框架:实践、跨领域概念和核心概念》认为“表现期望即具体说 明学生通过某种实践整合学科性核心观念和跨学科概念的过程需要知道什么和能 做什么/①它指明学生在小学科学教育知识整合中应该知道、理解和能做什么… 也阐明学生该如何参与科学实践去更好地理解重要的知识。表现期望不是一成不 变的,只是某一阶段小学科学教育知识学习和实践的反映和外显,而小学科学教 育知识整合中的表现期望应该由多个表现期望构成的集合体。这一集合体有利于
① National Research counciL A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas[M]. Washington,D.C: National Academy press,2012( 10):21 &
小学科学教育知识学习的高效性、连贯性和递进性。
基础框是科学核心概念、科学共通概念、科学工程实践三维的有效连接和融合, 同时还涉及与科学本质和STSE的联系。其中科学工程实践涉及“提出问题和明确 需解决的难题;建立和使用模型;设计和实施调查研究;分析和解释数据;利用 数学和计算思维;建构解释和设计解决方案;基于证据的论证;获取、评估和交 流信息”八个部分。基础框是以表现期望为目标,以科学核心概念主线,以科学 共通概念为纽带,以科学工程实践为基础开展小学科学教育知识的整合和学习。 要求学生在科学核心概念的学习中要融合科学共通概念和科学实践;在参与科学 实践的过程中要合理理解和应用科学核心概念和科学共通概念。正如美国《K-12 科学教育框架:实践、跨领域概念和核心概念》中“科学课程的三个维度一一实 践、共通概念和核心概念紧密联系、相互促进,将以往的科学课程线性、零散、 互不相关的内容系统串联,并能与社会生活其他领域息息相关①连接框主要包 括与同一年级其他不同科学知识的连接;不同年级科学知识的链接;与语文、数 学等学科知识的连接。
(三)依托科学大概念整合小学科学教育知识的实践案例
1•以小学科学中“物质的结构与性质”主题内容为例
以图3中表现期望的第3条为例,“构建简单模型来描述力与运动变化的关系, 借助实验工具开展关于简单机械活动的实验”。首先分析其行为动词一一“构建 简单模型来描述……”这与基础框中科学工程实践的“建立和使用模型”和“获 得、评估和交流信息”相对应。而模型的使用和建构又有利于在科学本质联系科 学原理、科学定律、科学模型等来解释力与运动变化的关系。其次分析其研究内 容——“力与运动变化的关系”,这与基础框中核心概念的“力与物体运动”相呼 应。同时,这一期待又能促进共通概念中的“因果关系的机制与解释” O这条表 现期待除了对应科学核心概念(力与物体运动)、科学共通概念(因果关系的机 制与解释)和科学工程实践(建立和使用模型和获得、评估和交流信息),同时 还涉及科学-技术-社会-工程相互依赖、相互影响和科学、工程、技术等对社会和 自然产生重要影响等方面。以上例子便说明如何依托科学核心概念、科学共通概 念、科学工程实践、科学本质等小学科学教育知识横向整合。当然这一横向整合 中也渗透着纵向整合的样态,二者是相互渗透、相互促进的。此外,这一主题内 容还涉及与同一年级其他不同主题知识如能量转化、波和电、磁等的连接;不同 年级的关于物质结构与性质的主题知识的连接点以及这一主题知识语文、数学等
①National Research council. A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core IdeasfM]. Washington,DC: National Academy press,2012: 5&
126
学科知识的连接。
图3小学科学中“物质的结构与性质”主题内容整合呈现示意图
表现期望
1.能用感官或简单的工具(放大镜、显微镜等)对物体进行较细致的观察,了解不同物质 的构成、性质及用途;
2•用实验仪器进行测量和描述,依据性质对物质进行分类,分析材料的特性与用途与现实生 活相联系
3.构建简单模型来描述力与运动变化的关系,借助实验工具开展关于简单机械活动的实验
4.分析描述能量的不同表现形式,建构模型来探究和描述能量的转化
5.把握有效知识资源描述物质运动和能量转化对于社会及人的影响
科学工程实践
建立和使用模型;
在5-6年级的建模是在3-4年 级的基础上进展到构建、使 用、修正模型来描述力与运 动变化的关系和能量的转化
获取、评估和交流信息 在科学本质联系科学原理、 科学定律、科学模型等来解 释力与运动变化的关系 科学核心概念
1.物质的结构与性质
2.力与物体运动 位置与运动
常见的力
简单机械
3.能量转化 科学共通概念
因果关系的机制与解释。 从力的相互作用和能量的转 化中发现因果关系。 尺度、比例和数量 利用实践工具和器材,进行测 量
科学-技术-社会-工程相互依 赖、相互影响
科学、工程、技术等对社会和 自然产生重要影响
这一主题知识与同一年级其他不同主题知识的连接
不同年级的这一主题知识的连接点
这一主题知识与语文、数学等学科知识的连接
2.以小学科学中“地球运动”主题内容为例
图4小学“地球运动”主题内容整合呈现示意图,以其表现期望的第4条“构 建简单模型来描述地球运动与地表变化的关系,借助实验工具开展模拟火烧喷发 实验和岩石风化实验等”为例。首先分析其行为动词一一“构建简单模型来描述 和解释……”这与基础框中科学工程实践的“建立和使用模型”、“建构解释和设 计解决方案”和“获得、评估和交流信息”相对应。而模型的使用和建构又有利 于在科学史中联系科学故事、科学事件、科学历史解释等来描述地球运动与地表 变化的关系。其次分析其研究内容一一“地球运动与地表变化的关系”,这与基础 框中核心概念的“地球运动与地表变化”相呼应。同时,这一表现期待又与共通 概念中的“因果关系的机制与解释”、“稳定与变化”相关联。这条表现期待除 了对应科学核心概念(地球运动与地表变化)、科学共通概念(因果关系的机制 与解释、稳定与变化)和科学工程实践(建立和使用模型、建构解释和设计解决 方案和获得评估和交流信息),同时还涉及科学-技术-社会-环境相互依赖、相互 影响以及科学-技术-社会-环境等对社会和自然产生重要影响。此外,这一主题内 容还涉及与同一年级其他不同主题知识如地球的概貌和地球物质等的连接;不同 年级的关于地球运动的主题知识的连接点以及这一主题知识语文、数学等学科知 识的连接。
图4小学科学中“地球运动”主题内容整合呈现示意图
表现期望
1.通过科学观察或科学实践,描述和探究雨雪和风形成的原因,学会用温度计、简易风向 仪、雨量器进行观测,搜集有关数据
2.通过搜集资料和科学观察,了解地球的自转和公转,探究昼夜变化和四季变化
3.把握有效知识资源描述地球运动对于动植物、人及社会的的影响
4.构建简单模型来描述和解释地球运动与地表变化的关系,借助实验工具开展模拟火烧喷 发实验和岩石风化实验等
科学工程实践
建立和使用模型;
在5-6年级的建模是在3-4年 级的基础上进展到构建、使 用、修正模型来描述地球运 动与地表变化的关系 建构解释和设计解决方案 借助实验工具开展模拟火烧 喷发实验和岩石风化实验 获取、评估和交流信息
在科学史中联系科学故事、 科学事件、科学历史解释等 科学核心概念
1.地球运动与天气变化
2.地球运动与昼夜变化
3.地球运动与地表变化 地球表面是在不断变化的 各种自然力量对地表改变产 生作用
人类活动对地表改变产生影 响
4.地球运动与四季变化 科学共通概念
因果关系的机制与解释。 从地球与地表变化(地震、火 山喷发)中发现因果关系。 循环与守恒
稳定与变化
了解地球表面是在不断变化
科学-技术-社会-环境相互依 赖、相互影响
科学-技术-社会-环境等对社 会和自然产生重要影响
来描述地球运动与地表变化
这一主题知识与同一年级其他不同主题知识的连接
不同年级的这一主题知识的连接点
这一主题知识与语文、数学等学科知识的连接
3.关于小学科学教育知识横向整合的教学案例
例如;苏教版三年级上册《生命之源一一水》中涉及生命离不开水,观察水, 神奇的水,地球上的水四部分。教师在教学过程中仅仅围绕这一节核心概念“水 是一种特殊的物质”展开教学,并围绕这一概念提出了若干具体概念。
①水是动物、植物和人体的组成部分,它在生命活动中起重要作用;
②水是无色、无味、透明、无固体形状、容易流动的物质;
③水会沿着有缝隙的材料往上“爬”,称为毛细现象;
④水会形成一定的表面张力;
⑤什么原因导致水的污染等。
这些具体概念涉及水的重要性,水的组成、水的性质、水的保护几个部分,教师 在教学活动中围绕这几个部分引导学生分析其中的内在关联,找到在科学教学活 动中相对应的具体科学实践问题。
①水对于生命活动具有哪些重要性;
②水是一种什么样的物质,它与醋.酒精等液体如何区分;
③水是怎么“爬”的:为什么会“爬”;
④如何解释现实生活中“满而不溢”的现象;
⑤我们如何节约用水,如何防止水污染;
这一教学案例,小学科学教育知识的整合是以回答与解决现实生活中关于
“水”的一系列问题域为中心和主线,教师将不同科学知识样态置于问题域中, 并按照问题解决的逻辑进行推进和展开,明晰了课堂教学的主线,消解了不同样 态的科学知识间的矛盾和张力,使学生更好地体验知识的连贯性、整体性和互射 互涉性。在这整合的教学实践中,不同维度、层面、类型的关于水的知识围绕核 心概念集成、聚焦,筛选,用科学核心概念对科学教学活动内容进行“穿针引线”, 与具体科学实践知识、学生的生活世界等相融合,是科学概念获得生动、立体、 灵动的样态,进而促进学生科学素养和科学力的提升,催生小学科学教育知合力 的形成。
二、小学科学教育知识纵向整合方式
(一) 小学科学教育知识纵向整合(历史、不同年级、不同层面)
小学科学教育知识纵向整合涉及历史、不同年级、不同层面的科学教育知识 的整合,具体而言,纵向的层面整合即为高阶层面、中阶层面和低阶层面的小学 科学教育知识整合;纵向的历史整合是指不同维度、层面、类型的小学科学教育 知识与科学史的整合;纵向的年级整合涉及不同年级的不同维度、层面、类型的 小学科学教育知识整合;不同年级的同一维度的小学科学教育知识整合;不同年 级的同一类型的小学科学教育知识整合等。无论哪一方面的小学科学教育知识纵 向整合都是围绕学习进阶展开的,通过建构适合小学生认知发展水平和科学力发 展阶段的不同层级的表现期望,以实现学生的科学知识和科学力随着学习阶段的 提升实现连贯的、递进的、持续的发展。学习进阶最早源于布鲁纳的螺旋式课程;
“史密斯(Smi t h)等在研究“物质与原子一分子理论'的教学时,首次提 出学习进阶并将其定义为:学生在学习某一核心概念的过程中,所遵循的一系列 逐渐复杂的思维路径/①Roseman认为,“学习进阶是一种由小学延续到高中的、 符合学生发展规律的、有逻辑的"概念序列②有学者认为“学习进阶是对学生 在各学段学习同一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径的描述,一般 呈现为围绕核心概念展开的一系列由简单到复杂、相互关联的概念序列/③基于 上述关于学习进阶概念的明晰,本文认为学习进阶是指对学生连贯的、递进的且 不断深化的知识体系、概念序列及思维方式的描述,一般呈现为围绕科学核心概 念展开的进阶的概念序列。
(二) 小学科学教育知识纵向整合方式
学习进阶是小学科学教育知识纵向整合的基础和呈现方式。它表征着对科学 知识的学习由肤浅到深入、由简单到复杂、由低水平到高水平的连贯递进的发展 过程,体现着学生的科学素养和科学力的潜在的发展序列。有学者将学习进阶形 象地比喻为楼梯,提出“学习进阶是学习进阶的中间过程类似于楼梯逐级上升的 台阶,各个台阶象征着学生在不同的年龄阶段能达到的不同水平/④既然学习进 阶类似于楼梯的台阶,它会有起点和终点。Salinas认为“学习进阶的起点是“学
①Smith Cs Wiser M,Anderson C W,etal. Implications of Research on Children^ Learning for Standards and Assessment: A Proposed Learning Progression for Matter and the Atomic-Molecular Theory卩].Measurement: Interdisciplinary Research and Perspective,2006,4(l -2): 1-98.
②转引自刘晟,刘恩山.学习进阶:关注学生认知发展和生活经验[J].教育学报,2012(2):81-87.
③刘晟,刘恩山.学习进阶:关注学生认知发展和生活经验[;]•教育学报,2012(2):81-87.
④Wilson, M.. Measuring progressions: Assessment structures underlying a learning progression [J].Journal of Research in Science Teaching, 2009, 46 (6) : 716-730.
生入学时的(前)概念和推理”,终点是“期望所有学生在高中毕业时具备的科学素 养”,并给出从起点到终点的中间阶段,描述学生对大概念的认识如何不断发展。 学习进阶的设计是一个“提出一实证检验一修改”的反复过程/①小学科学学习 进阶起源于“小学生学习科学课程时前概念和思维”,终结于“期望所有学生小 学毕业时具备的科学素养和科学力S依据学习进阶的起点和终点构建其研究路线 为;围绕科学核心概念来建构和刻画学生的科学知识和科学力的不同阶段和层级, 基于小学科学知识学习表现呈现层级发展的论断,来组织和整合小学科学教育知 识,促进学生的发展。同时,学习进阶的过程并不是单维度的增长过程,也可能 是多维度的学习进阶的相互牵制和相互拉扯过程,是复杂的、多维的,需要复杂 的进阶矩阵和进阶图谱来组织和整合小学科学教育知识。
要围绕学习进阶实现小学学教育知识的纵向整合,首先要构建能促进科学 知识整合的进阶矩阵和进阶图谱。进阶意为层次或等级在原来基础上较大程度提, 高;矩阵是指动态变化的循环体系。本文的进阶矩阵是小学科学教育知识整合和" 学习的层次和等级不断融合、递进和深入。科学工程实践、科学共通概念、科学 核心概念、科学本质教育和科学-技术-社会-环境等都有自身的进阶矩阵。本文进 阶矩阵的纵轴为科学核心概念,横轴为小学四个学习阶段,每个矩阵元为各学习 阶段对某个科学核心概念的具体要求。科学工程实践、科学共通概念、科学本质 和STSE等的进阶矩阵呈现形式与科学核心概念的呈现形成基本相同。图5是』 核心概念篁物质的结构与性质”的学习进阶图。它直接反应出3-6年级学生对于 “物质的结构与性质”的理解程度。在小学3年级时,基于宏观模型去描述物质, 了解物质的基本结构和性质;4年级时,学生立足于分子模式解释物质,解释物质 的结构及变化,如热空气和冷空气、冷和热的变化;5年级时,构建原子/分子模 式探究物质,探究物质的复杂多样性,理解物质是由分子构成,分子是由原子构 成的,物质的结构与分子和原子的排序密切相关。6年级时,构建原子/分子模式 探究物质,探究物态变化及化学反应;探究哪些因素导致食物发生化学反应变质。
① Salinas, Learning Progressions in Science Education: Tow Approaches for Development[C]//The Learning Progressions in Science(LeaPS) Conference Iowa City,142009*
 
 
 
图6为核心概念“物质的结构与性质”的进阶矩阵。纵轴为科学核心概念“物 质的结构与性质”涉及的4个具体的核心概念,横轴是小学科学学习的四个阶段: 3年级、4年级、5年级、6年级。每个矩阵元(既图中每一表格)为各学习阶段对 某个科学核心概念的具体要求,即为结束该学习阶段时,学生对于该核心概念应 有的理解水平。每个矩阵元中的省略号代表各学习阶段对于这一科学核心概念的 具体要求,由于涉及文字太多,这里不作一一赘述。仅以“物质的变化”这一核 心概念为例,来呈现小学科学教育知识如何随学习进阶进行整合和延伸的。具体 表现在图7。
图6核心概念"物质的结构与性质”的进阶矩阵
核心概念“物质的结构与性质” 3年级 4年级 5年级 6年级
物体的特征
(依据特征进行物质分类的知识、了解热胀冷缩显现等) ・・• ・•* …卜 ・.・
I
材料的性质与用途
(对材料进行分类、认识某些材料的性质和用途等) I ・・・ • • •
物质的变化
(物态的结构及变化、物质变化对人和社会的影响) 1 ・・• •・•
物质的利用
(物质利用对人和社会的影响,物质及环境的保护) 1
 
图7核心概念“物质的变化”的具体进阶图谱
核心概念 3年级 4年级 5年级 6年级
物质的变化 基于宏观模型, 了解物质是什 么,依据特征进 行物质分类的知 识,描述物质状 态的变化 基于分子结构模 式,解释物质的 结构,思考物质 变化的因素 基于构建原子/ 分子模式探究物 质,了解物质是 由分子构成的, 分子是由原子构 成的,分子和原 子排序的变化会 引起物质结构的 变化 基于构建原子/ 分子模式探究分 子或原子排序的 变化会导致物质 发生化学反应,
如食物变质等
 
图5、6、7展示的是如何通过建构复杂的进阶矩阵和进阶图谱来组织和整合小 学科学教育知识。在这个过程中始终有一条主线在起统摄作用,即为表现期望。 基于复杂的进阶矩阵和进阶图谱,小学科学教育将各学习阶段的相应的知识安排 到各主题的框架中,这就要求表现期望也要相应地深化和提高,反过来促进小学 科学教育知识的深度贯通和整合。
第三节有效教学方式是知合力形成的实践路径
教育知识源于知识教学方式的选择、整合与建构,不同的知识教学方式对教 育知识的质量、结构等产生不同影响。不同类型的教育知识需要不同的知识教学 方式的选择、整合和建构,又强化着不同知识教学方式的形成。知合力的形成需 要知识教学方式的参与和作用,有效的知识教学方式是知合力形成的实践路径。 小学科学教育知合力的形成同样需要有效的知识教学方式。小学科学教育知识整 合产生并发挥出来的力某种程度上是潜在的、可能的力,自然而然转化为现实力 的程度是有限的,需要借助于科学知识教学活动才能成功发挥。正如黑格尔认为 的,“力之为力则全靠其发挥,唯有经过发挥,力才返回其自身,而力的发挥亦即 力的本身。…力及力的发挥的相互关系,本质上仍然是一种中介性的[互相依赖的] 关系/①科学知识教学方式是科学知识教学活动的核心,也是小学科学教育知合 力形成的实践路径。
知识教学方式是操作层面和观念层面的一个融合。知识教学方式既有模式的 标准性,又有策略的变通性;虽然方式在具体运作过程中表现出动态的特征,具
①[德]黑格尔•小逻辑[M]・贺麟,译.北京:商务印书馆,2009:285-286.
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体的使用则高度的情境化和个体化,但是方式提供的是大致的框架与核心的理念。 因此,科学知识教学促进知合力释放既有一般方式,也有具体的方式。一般方式 是带有全面和普遍之意的,是形成知识教学对不同类型科学知识间、不同层面科 学力间、不同层面的科学知识与科学力间相互促进的教学方式;形成正确的科学 知识观、丰富的科学教学观和明坚定不移的教学实践的价值追求等,本文在这里 就不作以详细论述。小学科学知识教学促进知合力的形成既依赖于普遍的方式, 又需要具体的知识教学方式。小学科学教学的普遍方式对于促进小学科学教育知 识整合和知合力的形成等具有普遍意义。而具体方式是指以一般方式为指导,依 据特定的科学教学情境、教学目标、教学内容等选择的具体的、情境性的知识教 学方式。它是小学科学教育知合力释放的直接有效的方法和形式。物质科学、生 命科学、地球与宇宙科学等学科都有不同类型的知识,不同类型的知识教学需要 不同知识教学方式,不同科学知识教学方式又对科学知识教学促进知合力形成产 生不同作用。
一、不同类型小学科学教育知识蕴含不同层面的科学力及教学方式的 建构
小学科学教育知识依据学科内容分为“物质科学”、《生命科学”、“地球与宇 宙科学”、“科学-技术-社会-环境”四部分。依据不同部分科学内容的存在形态, 又将科学知识划分为科学事实性知识、概念性知识、理论性知识及程序性知识。 不同维度、类型、层面的科学教育知识具有不同的特征,蕴含不同层面的科学力; 要实现知识教学促进知合力的有效形成,需要具体分析其所蕴含的科学力,并根 据不同类型小学科学教育知识的特征选择和整合教学方式。
(一)科学事实性知识蕴含的科学力要素及教学方式建构
科学事实性知识顾名思义是指由一系列科学事实所构成的知识体系。具体而 言是指由两个或以上直接概念构成的,对可观察到的科学物质或科学事件进行客 观的、确定性陈述的知识。在科学研究中,可靠的实验数据和结果是科学事实性 知识。如空气助燃,太阳东升西落、金属导电等。科学事实性知识是科学中一些 不需要论证的前提性规定,是学生学习其他维度、类型、层面的科学知识的基础。 没有丰富、具体的科学事实性知识,其它类型的科学知识就会成为无源之水、无 本之木。科学事实性知识的教学是指让学生记忆、理解和掌握科学无需论证的、 客观的、确定性陈述的知识,这类知识所蕴含的科学力主要是科学最基本的力, 如科学感知力、科学记忆力、科学理解力、简单的科学学习力等。在一定意义上 讲,科学事实性知识的特点及蕴含的科学力要素决定着其教学方式的建构。“根据 智力系统的特点,似乎最自然不过的看法是,记忆与知识系统密切相联/①所以, 依据上述分析,本文认为主题讲授式教学方式比较适用于此类知识。主题讲授式 教学方式是教师有意义的教和学生有意义学的统一,它立足于对于科学知识的客 观性与外在性的认识,适用于具体科学知识的教学。主题讲授式教学方式不是传 统意义上的科学知识的灌输和填鸭,而是让学生主动去有意义的感知、记忆科学 事实性知识,同时认识到科学事实性知识是由事实性知识和解释性知识两方面构 成,学生不光要记忆科学事实性知识,还应理解科学解释性知识,如空气助燃, 其背后指称的是由“燃素”转变为“氧”;太阳东升西落其背后指称的是由“太阳 围绕地球转”转变为“地球围绕太阳转S有意义的主题讲授式教学方式不仅使学 生能很好的感知和记忆科学事实性知识,同时有利于对科学事实性知识背后蕴含 的解释性知识进行深入的理解。
(二)科学概念性知识蕴含的科学力要素及教学方式建构
概念作为思维的基本形式,反映客观事物的一般、本质的特征。“人类在认识 过程中,把所感觉到事物的共同特点抽出来加以概括,就成为概念「②科学概念 性知识是在科学研究过程中,把所感知到的科学事物的共同特点抽象出来加以概 括的知识。科学概念性知识建基于周密的定义和结论、实验材料严格和系统地选 取和有效的逻辑推理,包括科学事实、科学定律和科学原理等,涉及科学直接概 念和科学创设概念两部分,如动物、植物、电磁波等属于科学直接概念,而"电 是一种能量”、“基因”则是科学创设概念。科学概念性知识在科学事实性知识的 基础上概括出来的,二者在科学研究中发挥不同作用。亨利•庞加莱认为,“事实 构筑科学的方式就像用砖块建造房子一样,但是事实的积累并不科学,正如一堆 砖不等于房子一样。诚然,科学事实是科学发展的基础,但孤立零散的科学事实 在科学发展中作用很小。事实只有在科学知识结构中与其他要素相互联系,作为 可靠概念中的一部分,用于进行科学解释、阐释假设和理论时才有意义/③不同 类型的科学概念知识蕴含不同层面的科学力,科学直接概念性知识蕴含记忆、理 解、归纳、迁移等科学力;科学创设概念性知识不仅蕴含记忆、理解、归纳、迁 移的科学力,还涉及分析、演绎、概括、简单的科学实践力等。“传统教育往往强 调对事实信息的记忆和背诵,然而要达到深层理解的程度仅凭大量的事实记忆是 远远不够的,必然要涉及到对抽象概念原理的精心组织「④对于抽象概念原理的精
也 Koen Lamberts and David Shanks(ed).Knowledge, Concepts and Categories[M]. Cambridge. Mass: The MIT Press. 1997:216. =
②中国社会科学院语言研究所词典编辑室.现代汉语词典[Z]•北京:商务印书馆,2001:346.
愿 Hurd PD. New Directions in Teaching Secondary School[M]. Chicago: Rand McNally & Company. 1971:59. 约翰・D•布兰思福特.等•人是如何学习的:大脑、心理、经验及学校N]•程可拉•等译•上海:华东师范大学出版 社.2002:239.
心组织则需要不同的知识教学方式的优化、整合于建构。科学直接概念性知识需 要主题讲授式的教学方式,促进学生对于科学直接概念的记忆、理解、归纳和迁 移。科学创设概念性知识则不仅需要主题讲授式教学方式,还需要问题发现式教 学方式。问题发现式教学方式强调学习是主动发现、探究和学习科学知识的过程。 师生在良好的教学环境中,自主学习、探究发现知识。它适用于科学创设概念性 知识、部分科学理论性知识等的指导学习。问题发现式教学方式能为学生提供系 统的科学概念框架,并引导学生将科学事实性知识置于所依附的概念框架中,建 立起科学知识的联系和科学概念体系的整体框架。
(三) 科学理论性知识蕴含的科学力要素及教学方式建构
理论是指关于事物知识的理解和论述。“理论是由一系列相互关联的叙述文字 所表述的系统化陈述,通则化的程度是科学内容知识结构中最高阶的/①科学理 论性知识是指反映物质及其变化的本质属性和内在规律的科学基本概念、基本定 律和基本原理等,凝聚着人类不尽的探索和总结,是多种科学力共同作用的结果。 它包括科学基本概念、基本定律、基本原理等,是科学学科知识的主干,具有髙 度的概括性和抽象性、严密的逻辑性等特征。科学理论性知识不仅包含着一系列 的科学基本概念、定律和原理,还隐含着实践智慧和各种科学力的因素。它既要 有记忆、理解、归纳、演绎、分析、概括等科学力,还涉及科学学习力、部分的 科学实践力及理论创新的科力,同时涉及科学智慧等。如果仅采用主题讲授式教 学方式,一定程度上只能实现科学理论性知识中蕴含的科学基本事实、科学基本 概念、科学基本定律等的感知和记忆,很难形成对科学理论性知识整体的把握和 深层理解应用,难以促进其蕴含的科学力的发展和科学智慧的提升。科学理论性 知识及蕴含的科学力要素的特征和结构决定着它应采取主题问题探究式教学方 式。主题问题探究式教学方式是指在自由创设的、有结构的、能促进学生科学认 知与科学情感发展的教学情境中,学生结合自身智慧主动获取科学知识和发展科 学力的一种教学方式。它要求师生在科学教学中运用科学过程和科学方法做科学, 这有利于学生获取科学知识并对科学知识进行分析、归纳、演绎、概括,领略科 学思想、理解科学家们是如何研究自然界的。在探究过程中发现理解运用科学理 论性知识,并运用自己的科学智慧和科学力反思科学理论性知识的产生过程。合 理的主题问题探究式教学方式有利于学生深刻体验科学理论性知识的形成过程和 意义,有效地开展科学学习和科学实践,发展相应的科学力。
(四) 科学程序性知识蕴含的科学力要素及教学方式建构
程序性知识是关于具体行为操作的知识,是关于“怎么办”和“如何做”的
1张颖乙刘恩山•科学教育中科学内容知识的结构卩]课程•教材•教法,2013(10):475.
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知识。科学程序性知识是师生如何学习科学的具体操作和行为实施的科学知识, 是动态的、操作性的、过程性的科学知识。学生对于科学程序性知识的学习涉及 两个步骤和阶段,即对科学事实性知识、概念性知识和理论性知识等的陈述性描 述阶段和程序化阶段。对科学事实性知识、概念性知识和理论性知识的陈述性描 述有利于获得科学知识的有关命题;程序化阶段是将知识转化为实际操作的科学 力。科学程序性知识的获得是发展学生科学力的关键。但是科学程序性知识的获 得,必须以其他三种类型知识的掌握和理解为前提。科学程序性知识同样蕴含一 定的科学力,科学程序性知识除了蕴含感知、记忆、理解、分析、归纳、演绎、 概括的科学力外,还涉及实验、思维、实践、创新等科学力等。科学程序性知识 的特征及其蕴含的科学力的结构决定着其教学方式的优化、整合、选择和建构。 在科学程序性知识教学的第一个阶段对科学事实性知识、概念性知识和理论性知 识等的陈述性描述可采用主题讲授式和问题发现式的科学教学方式,通过主题讲 授和问题发现来获得科学知识的有关命题。而科学程序性知识教学的第二阶段程 序化阶段,即科学知识转化为实际操作的科学力的过程。这个过程仅采用主题讲 授式和问题发现式教学方式是难以达成转化的。它需要主题问题探究式和主题问 题建构式的教学方式。主题问题建构式教学方式强调学习者有主动的学习动机、 积极的学习态度、一定的学习心智与自我提升的力。它认为科学学习过程是教师 搭建一系列知识“支架”,让学生结合原有的科学概念和原理主动建构知识,强调 教师在学生建构知识过程中的指导作用。它更倾向于在科学程序性知识的教学中 发挥作用。主题问题建构式教学方式不仅有利于科学理性认识和智力因素的发展, 还有利于科学实践力、科学学习力和相关非智力因素的发展,有利于学生综合的 问题解决力、创造性的科学学习力及科学创造性思维的发展等。
二、大维(不同学科知识)整合促进知合力形成的有效教学方式
大维(不同学科知识)整合涉及物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、科 学-技术-社会-环境四维度科学内容中的不同层面的科学事实性知识、科学概念性 知识、科学理论性知识和科学程序性知识的整合。在科学教学过程中,即涉及不 同基本科学事实性知识、科学概念性知识的传授,科学理论性知识的学习,科学 程序性知识的掌握,还涉及科学教育知识与科学史、科学本质等的整合,科学教 育知识与科学实践中具体问题的整合等,面对复杂的、多元的、立体的知识样态 的整合仅采用单一的教学方式是无法实现科学教育知识整合的最大价值的发挥 的。不同维度、层面、类型的小学科学教育知识整合需要不同的教学方式;有时 同一维度或类型的小学科学教育知识整合则需要多种教学方式。
例如“我们周围的空气”这一章的内容如图所示,可知它涉及物质科学领域 如空气的压缩、空气的流动、风的形成;生命科学领域如空气是生命之源、生命 离不开空气;同时涉及空气的成分、空气燃烧等化学方面的知识;还涉及科学-技 术-社会-环境的知识图空气污染与空气保护等。它还涉及科学事实性知识如空气 助燃;科学概念性知识如空气总是在循环运动,流动额空气就是风;科学理论性 知识如空气中氧气支持燃烧;科学程序性知识如寻找冷暖空气流动的路径等。在 这一章的教学中,我们需要釆取主题讲授式的教学方式对基本的科学事实性知识、 科学概念性知识和部分科学理论性知识进行传授;需要采取问题发现式教学方式 去发现现实中存在的问题如空气中有什么,风是怎么形成的等,并围绕问题展开 研究寻找答案;需要釆取主题问题探究式教学方式去探究空气的自然流动规律, 风的形成原因、空气的性质及构成要素等;需要主题问题建构式教学方式去反思 空气的流动规律、空气的化学性质、空气的保护等。这是不同科学教育知识需要 不同教学方式的呈现;有时同一科学知识需要不同的科学教学方式的参与。如空 气的性质,既需要主题讲授式教学方式来说明空气的一些性质;需要主题问题探 究式教学方式来探究空气具有占据空间的性质、探究空气能被压缩等;需要主题 问题建构式教学方式来归纳概括空气的性质,建构有意义的学习0
三、小维(同一学科知识)整合促进知合力形成的有效教学方式
小维整合即为同一学科的不同层面的科学事实性知识、科学概念性知识、科 学理论性知识和科学程序性知识间的相互整合。同一学科不同层面、类型的小学 科学教育知识整合需要不同的科学教学方式的优化、选择、整合与建构,形成不 同的知合力。
例如“物体的运动”这一章涉及的是物质科学领域的知识。由图可知,它涉 及科学事实性知识如力推动物体运动;科学概念性知识如形状或体积发生改变的 物体,会产生要恢复原状的力,对跟它接触的物体会产生力的作用,这种力叫弹 力;科学理论性知识如摆的快慢只与摆线长短有关,与其他因素无关;科学程序 性知识如苹果为什么会落地等。在科学教学中,这一章的科学事实性知识和科学 概念性知识的整合,需要主题讲授式和问题发现式教学方式的参与,进而促进小 学科学教育知合力向科学记忆力、科学理解力、科学分析力和科学概括力等的转 化;而科学理论性知识和科学程序性知识的整合,则更多地需要主题问题探究式 和主题问题建构式的教学方式的参与,一定程度上有利于促进小学科学教育知合 力向着科学实践力、科学思维力等的转化。当然,小维(同一学科知识)整合促 进知合力形成的有效教学方式的选择、整合和建构同样是复杂的、多元的,需要
 
 
综上所述,无论是不同类型小学科学教育知识蕴含不同层面的科学力及教学 方式的建构,还是大维(不同学科知识)和小维(同一学科知识)整合促进知合 力形成的有效教学方式建构都是一个复杂的、多维的、与具体教学情境密切相关 问题。关于这个问题的研究不仅需要人的复杂的头脑和心理,还需要人的大脑产 生的认识、情感、意志等复杂心理活动与人的社会、社会实践相互影响的复杂关 系。
回眸与展望:结语
知识整合已经成为当今科学教育发展的大趋势,如何实现知识的有效整合及 促进学生科学力尽可能的最大发展己然成为科学教育研究的核心问题,这个问题 非常复杂,为了在理论和实践实质性融合意义上深入系统研究这一问题,提出小 学科学教育知合力这一范畴作为研究的思维枢纽和概念工具。小学科学教育知合 力是对该问题较好的概括和体现。立足于知合力的研究框架中,我们需要对诸多 复杂问题进行质思,什么是小学科学教育知识、科学力、小学科学教育知合力, 小学科学教育知识如何整合和通过何种方式能更好地促进科学力的发展,不同层 面的小学科学教育知识对科学力的发展具有什么不同价值,不同知识教学如何促 进不同知合力的形成释放等,这既是本文的研究缘起,也是本文的研究内容。
概括地说,在明确小学科学教育存在问题及其知合力意义的基础上,结合小 学科学教育的学科特点理解和阐发小学科学教育知合力的内涵,并在力之质、力 之量、力之度和力之道的统一中把握小学科学教育知合力的维度。在理解小学科 学教育知合力内涵和维度基础上,把握小学科学教育知合力的整体转化趋势,具 体探究本体层面的力、科学生长力、科学启蒙力、科学(精神)感染力和科学转 化力的含义和构成;进而分析小学科学教育知合力的形成的有效教学方式。从横 向整合方式和纵向整合方式两个方面探讨合理的知识整合方式。从大维(不同学 科知识)、小维(同一学科知识)及不同类型科学教育知识整合及其内在关系出发 阐述有效教学方式的建构。虽一直致力于论文思维逻辑体系的建构和内容结构合 理全面的呈现,但文章的逻辑体系并非无懈可击,内容结构也有改进和调整空间。
反思关于小学科学教育知合力的研究,存在很多问题,集中表现为以下三方 面;第一,对于小学科学教育知合力的界定是否遵循小学科学教育的学科逻辑结 构和内在本质,是否有区别于语文知合力、数学知合力等的独一无二的特质。囿 于自身的能力及对科学本质的把握,虽在文章阐述了小学科学教育知合力的特殊 本质内涵和维度,但其独一无二的特性有待进一步提炼和深化。第二,文章中关 于小学科学教育知识整合和知合力的案例,大多集中于对于教科书或者是课堂教 学中的静态知识,而缺乏课堂教学中具体、生动的知识整合或知识教学促进知合 力形成释放的案例。如何让小学科学教育知合力与具体的科学教学实践活动实现 一种互动,这是下一步亟待解决的问题;第三,对不同知识教学促进小学科学教 育知合力形成释放的有效方式论述较为笼统,不同科学教育知识整合需要不同整 合方式和教学方式。不同的知识整合方式产生不同的知合力,不同的知识教学方
式影响着知识整合的效果和知合力的形成释放,这是一个极其复杂的体系,需要 进入该体系中,结合具体科学教学情境,展开深入具体的分析。
小学科学教育中怎样组织和整合科学知识更能发挥尽可能大的价值成为一个 亟待探讨的问题。小学科学教育知合力的本质及其所蕴含的关于科学知识和科学 力的关系、不同知识教学方式对不同知合力的形成释放作用不同、如何实现促进 科学知识与科学力的正向平衡发展等问题都值得深究。莫兰曾说过,“一个理论不 是一个目的地,它只是一个可能的出发点。一个理论不是一个解决办法,它只是提 供了处理问题的可能性/①小学科学教育知合力既然开启了一种可能的出发点和 处理问题的可能性,就让我们以这一可能的出发点为基础,继续深入思考和探究 小学科学教育知合力。
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