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基礎科學論文:基礎科學教育研究與建構主義
摘要:本文討論了國內外教育界在理解建構主義與教育研究之關系問題上的差別,分析了“社會建構論”對于基礎科學教育改革的意義,與存在的有關問題。
關鍵詞:建構主義;基礎科學教育 科學知識社會學 科學史
1 引言
目前,無論是在國外還是國內的學術界,包括教育界,建構主義(或稱“建構論”constructivism)都是一個重要的概念,而且,也是非常有影響的學術思潮。例如,用constructivism在網絡上的搜索引擎在上檢索時,有11萬條結果。用constructionism檢索時,也有1萬6千條結果。在國外教育界,在科學和數學的教育領域中,建構主義產生了重大的影響。由建構主義研究的重要中心之一英國利茲(Leeds)大學給出的一份1990年的文獻目錄中,就開列有1000多種著作。在90年代初,也有人估計,在教育類雜志上,當時差不多有2500篇受到建構主義啟發的學術研究論文。[1]
大約在20世紀80年代末至90年代初,據說在美國教育界頗為風行的建構主義學習理論思潮開始傳入中國,并倍受教育改革者們的青睞,被當作一種向傳統教學方式發起挑戰的理論武器。[2]這種說法可以從中國教育研究者們發表的有關論文的數目得以驗證。例如,在全國期刊網的中國期刊全文數據庫中,以“建構主義”作為關鍵詞檢索時,有結果670項,其中,除去極少數其它領域的文章之外,絕大部分都是屬于教育研究領域的。但是,在這些論文中,對于建構主義的理解尚有不夠之處,基本上都是把建構主義作為一種教育理論或學習理論來進行介紹和討論,至少是在很大程度上忽視了它在此之外的其它含義與影響和建構主義學說的多樣性,包括它給在學習過程之外的關于科學知識本身的認識所帶來的影響,如來自科學知識社會學以及建構主義科學史的影響等。本文,將就此問題在國內和國外的不同觀點作一分析與評論。
2 國內教育研究界的視野、關注點與認識理解
首先,在國內的科學教育研究界,在引進、介紹和研究建構主義學說時,有這樣一種非常典型的觀點,認為“當今的建構主義(Constructivism)是皮亞杰等思想的發展,他們強調學習是建構意義的過程,它包含兩方面的建構,并強調學習的非結構性和具體情境性以及學習中的社會性相互作用;他們提出了情境性教學、自上而下的教學設計、隨機通達教學等教學進程設計思想;在發現學習、接受學習的基礎上又提出了支架式教學的教學模式;另外,他們重視通過合作學習和交互式教學而實現的相互作用在學習中的作用,對當今的教學改革很有啟發?！盵3]可以說,這確實是一種很典型的說法,一方面,它給出了在國內教育領域中研究建構主義的意義,即是把它作為一種可以用來改變國內教育現狀和促進教育改革的理論工具,針對以教師講授為主,學生只是被動地接受知識的教學習慣,把它作為一種“解毒劑”,因為從這種建構主義教育理論的觀點來看,教師的教學過程雖然看起來是在“傳遞”知識,但實際上只是在有意無意地促進學生自己積極地建構知識,特別是“建構意義”的過程而已。另一方面,這種說法的典型性是在于對建構主義理解上的某種以偏概全。有人甚至以全稱的描述明確提出:“現代建構主義主要是吸收了杜威的經驗主義和皮亞杰的結構主義與發生認識論等思想,并在總結60年代以來的各種數學教育改革方案的經驗基礎上演變和發展起來的?！盵4]當然,以皮亞杰的學說為代表的建構主義學說確實在教育中扮演著非常重要的角色,但在如今形形色色的建構主義理論學說中,這種建構主義的理論只不過是其中的一支。雖然也有人在對國外文獻的檢索中注意到的一些涉及科學知識社會學及科學史中的社會建構論對科學教育之影響的文獻,甚至注意到美國的科學教育的重要文獻之一《國家科學教育標準》主要是以建構理論為其指導思想的,但也仍然在論述中沒有將這方面的問題進行討論同,而只集中于關注建構主義在純教學過程中的意義。[5]或者是,有人雖然注意到了主要的幾種不同的建構主義流派,如認知的建構主義、社會建構主義和激進的建構主義等,并有保留地指出了其對于我們教育改革的意義,但卻幾乎忽略了來自科學知識社會學的以及相關的與科學史中建構主義的研究及其對教育的影響。而且在評論中,雖然也談到建構主義與我們以往強調的客觀真理的觀念的不同,認為建構主義不再關心知識與客觀世界是否一致,是否“真”等,但由于只是關注到了建構主義的學習理論,依然把略去了在我們在教授要學習的知識之前人類對知識自身的“建構”。[6]
在這樣的理解之下,有些研究者即使在談到社會建構主義(social constractivism)時,也多主要以俄國心理學家維果茨基(L. S. Vygotsky)及其學派的學說為主要來源,認為“社會建構主義是指,個體在社會文化背景下,在與他人的互動中,主動建構自己的認識與知識。與其他建構主義理論一樣,社會建構主義也把學習看成是個體自己建構的過程,但它更關注這一建構過程中社會的一面。”[7]這種對社會建構主義的理解顯然也只是對眾多社會建構主義在學習理論限制下的一種狹義的理解。在這樣的理解中,自然會將諸多作為
科學哲學、科學社會學和科學史中重要指導思想并富有成果的社會建構主義排除在外。當然,在國內教育研究者中也有極少的例外,像近來在《全球教育展望》上的一篇文章,就也談到了在科學教育中科學的知識觀問題,認為科學知識應當明確地和深信不疑地被看作是個人和社會建構的。理論需要被看作是臨時性的,不是的。這和在其它教學方法中把科學知識描繪為客觀的,沒有疑問的和一成不變的(常常出現在教科書或正式的講義中)的觀點相反,而是把科學知識看作是通過個人的經驗探索發現的。[8]可惜的是,像這樣的認識與聲音實在是太少了。相反,在國內絕大多數研究者中的主流作法,卻只是在前面提到的對建構主義片面理解下,將其應用于各種具體的技術性教學手段。
3 國外的某些觀點
在國外對建構主義這樣一種熱門的論題的研究中,與教育的相關同樣是研究者們關注的重要問題之一,但卻又不象國內教育研究界那樣視野局限。一個典型的例子,是專門研究科學和數學的歷史、哲學與社會學對科學教育之影響的刊物《科學與教育》(Science & Education)在1997年所出版的建構主義專號。其中數篇文章就從不同的側面討論了建構主義與科學教育的關系,是對科學教育中建構主義之當時的表現的哲學討論。正如其由著名的建構主義教育理論研究者馬修斯(M. R. Matthews)在開篇的導論性評論中所言:“在當代的科學和數學教育中,建構主義產生了重要的影響。在其后現代主義或‘解構主義’的觀點中,它在文學、藝術、歷史、社會科學甚至神學教育中有重大的影響。在其所有的變體中,建構主義都是被熱烈爭論的話題。”當然,重要的是注意到其“心理學的影響”以及建構主義的學習觀?！斑@是建構主義最原初的核心,即一種關于信仰如何被得出,而不是關于如何使信仰為真或將其解釋為科學知識的心理學理論。從這一核心出發,建構主義已經擴展到把關于認識論、教學、課程設置、教育理論、倫理學、本體論以及形而上學都包括在內的觀點。”“但是,即使在其學習理論的核心中,也涉及到認識論……因而從核心出發,建構主義必然要涉及對哲學的考慮,不幸的是,這樣的考慮正是科學教師因其訓練而沒有準備好的東西。當然建構主義有許多變體。為了方便的緣故,這些變體可以分成教育的建構主義、哲學的建構主義和社會學的建構主義。及時種變體自身又可再分為個人的建構主義和社會的建構主義。第二種變體在托馬斯?庫恩(Thomas Kuhn)的書中有其直接起源,并由近來美國科學哲學聯合會的主席巴斯?范弗拉森(Bas van Fraasen)對之做出了最有力量的表述。這種哲學的建構主義在貝克萊的科學哲學中有其根源,并可進一步追溯到古希臘的工具主義哲學。自從亞里士多德以來,這種傳統就為科學哲學中的實在論者所反對。社會學的建構主義等同于愛丁堡學派的‘強綱領’,以及他們對科學知識社會學(SSK)的研究。在這種傳統中,科學的成長,以及在其理論和哲學保障中的變化,被人們用社會條件與社會利益的變化來解釋,而認知內容和理性的推理的解釋力量則打了折扣。這也就是說,某些真實而且合理的東西,并不被愛丁堡綱領的擁護者作看作是構成了一種解釋,說明它為什么讓人相信?！薄靶枰姓J,許多被用建構主義的名義來談論的東西已經超越了其原來學習理論的領域……建構主義也有助于教育者們意識到科學的人性維度:它的易謬性、它與文化和利益的關聯、在科學理論中約定的地位、理論的競爭性質,及其它更多的內容?！?[9]
在另一篇文章中,吉蘭(D. R. Geelan)區分了6種不同的建構主義形式,它們分別是:個人的建構主義(personal constructivism)、激進的建構主義(radical donstructivism)、社會建構主義(social constructivism)、社會建構論(social constructionism)、批判的建構主義(critical constructivism)以及與境的建構主義(contextual constructivism)。[10]吉蘭還提到,這些視角的每一種,都為我們理解建構主義提供了不同的側重點。正如有人比喻的,可以把建構主義描述為一個n邊的多面體,它的不同的面代表了建構主義的不同形式。這些面中有些是相鄰的、相容的,而另一些面則是對立的并處于張力中,但它們仍然是整體的一個組成部分。當然,除了像馬修斯和吉蘭的分類之外,對于建構主義的譜系也還有其它眾多的分類。
不過,不同的分類只是表明了一些國外的研究者并沒有忽視在純學習理論意義上的建構主義之外其它的建構主義。馮?格拉瑟斯費爾德(von Glasersfeld)可以說是在其本人和他的學派中使皮亞杰的認知心理學線索的建構主義得到了相當程度的貫徹,但即使是對于以他為代表的與學習理論關系密切的激進的建構主義理論的分析中,人們也仍然會注意到其超越個人維度之外的社會維度的表現,因為“激進的建構主義并不否認學習中的社會成分”,而且“顯然激進的建構主義確實把社會的成分看成是學習過程中不可缺少的成分”,只是“激進的建構主義的認知學習模式還沒有對在學習中的社會-文化成分和個人成分之間的相互作用給出適當的解釋而已”。因而這種相互作用需要進一步的研究。[11]這也正如奧格玻恩(J. Ogborn)在其“學習科學的建構主義隱喻”一文中所指出的,“關于學習科學和理解科學,建構主義非常有吸引力的圖象,來自把科學知識的本質和學習的本質這樣兩個非常不同的問題聯系起來?！薄帮@然在知識的本質和如何地學習和教授知識之間并無必然的聯系,但有一個明顯的推論,即學習者需要被教授這種知識的本質。在對這兩者應用同一隱喻的意義上,倡導恰當的學習方式的建構主義者經常把這種聯系作為必要的東西來對待?！盵12]
在科學教育的改革中,教學方法的改革與創新只是一個方面,盡管在教學的過程中,對于科學知識的本質的教授也是必要的一項內容。但另一方面,像對于課程內容的選擇與設置等,也同樣是改革的重要方面,在這方面,與來自建構主義科學社會學和科學史研究的結果就關系極為密切了。而且,這種密切的聯系在一些重要的基礎科學教育改革文獻中也有不同程度的體現。例如,1989年,在英國教育與科學部和威爾士事務部新公布的國家規定的中學科學課程設置中,科學史教學有了更進一步的進展。這份法規性的文件,要求學生和教師了解“科學的的本質”。在國家課程設置委員會發表的相應的指南中,甚至出現了“科學是一種人類的建構”這樣的典型帶有建構主義意味的提法,這樣,從法律上,便要求“學生應逐漸認識和理解科學思想隨時間的變革,以及這些思想的本質和它們所得到和利用是怎樣受到了社會、道德、精神和文化與境的影響,而它們是在這樣的與境中發展起來的;在這樣做時,他們應開始認識到雖然科學是對經驗進行思想的一種重要方式,但卻不是的方式?！薄翱茖W的本質”就是此課程設置所要求達到的17個目標中的一項。[13]至于像美國的《國家科學教育標準》和“2061計劃”這樣的科學教育改革方案,雖然在敘述上出于某些原因回避了明確地提出“建構”這樣的詞語,但其中“科學的歷史和本質”或“科學的性質”,都是其中重要的內容要求。在其字里行間,也可以看出相近的含義。如在“2061計劃”的科學素養基準要求中,就有像“科學的進步與發明在很大程度上依賴于社會其他部分的狀況”這樣的說法。[14]
這種在基礎科學教育中要求學生學習和認識科學的性質的做法,必然導致對科學與社會之關系、社會對科學發展之影響,或者更明確地講,社會因素對科學之“建構”作用的關注。這也正如柯柏恩(W. W. Cobern)所說的,他就是要在討論科學與科學教育的社會建構主義觀點時引入社會建構的概念,并論證說,“無論人們對科學知識的性質怎樣評論,對科學的學習必定要被看作是一種社會的建構。因而,任何科學課程設置都帶有一種社會的視角”。而且,在一種文化研究的意義上,在強調文化的多元性及其對科學發展的意義時,“科學的多元主義就是一種在對科學的社會研究中強綱領的 邏輯延伸,它促進了對科學知識和方法的一種激進的社會建構論的看法?！盵15]
簡而言之,由以上并不完備的對一些國外的觀點的介紹分析中可以看出,在國外的教育研究者們當中,無論是就看法上,還是就實際的教育改革行動中,都并不僅將建構主義的理論與實踐限于心理學意義上的學習理論,而是超出了這一界限,除了關注在教授學生學習知識的過程中需要注意的建構主義學習理論之外,也注意到與所教授的知識本身的形成和性質密切相關的另一種意義上的的“社會建構”。
4 科學知識社會學、科學史與“社會建構論”
如果我們粗略地將建構主義分為以皮亞杰式心理認識理論為代表的個體的建構主義,以及以科學知識社會學為代表的群體或社會的建構論的話,那么前者主要強調的是在個體在學習過程中認識的建構是通過認識的主體和被認識的客體(如知識)的相互作用來實現的,而后者,則關注在人類知識本身的建構過程中社會因素的重要作用。大約從20世紀80年代開始,在這里所講的意義上的社會建構論開始在國際對科學的人文研究領域中產生了巨大的影響,占據了主流地位。
如果略去更早些時期的背景,我們大致可以說社會建構論成熟于英國的科學社會學界的愛丁堡學派發展起來的“科學知識社會學”(SSK),或者至少它的“強綱領”幾乎成為科學知識社會學或社會建構論的代名詞。其代表人物布魯爾(D. Bloor)提出的作為原則用來研究科學知識之形成的“強綱領”,主要有以下四個要點:即1,應當從因果關系角度涉及那些導致信念和知識狀態的條件(因果性);2,應當客觀公正地對待真理和謬誤、合理性和不合理性、成功和失敗(無偏見性);3,應當用同一些原因類型既說明真實的信念、也說明虛假的信念(對稱性);4,應當可以把一種學說的各種說明模式運用于它自身(自反性)。雖然抽象地看上去,這四條信念并不復雜,不過如果暫時拋開為保障其學說本身免受質疑但又相對復雜和引起諸多爭議的“自反性”之外,其它三條“強綱領”恰恰構成了對科學之研究的“社會建構論”的核心主張。[16]在這樣的指導思想下,它修正了以往我們只用外部社會因素來說明科學認識的失敗或謬誤,而對科學“真理”的認識則只用內部史的方法即可說明的傳統研究方法,并具有相當大的顛覆性。也正是在這樣的指導思想下,科學知識社會學迅速發展起來,并以大量的具體的歷史與現實案例研究為基礎,將其影響延伸到多個領域?！暗?0年代中期,它積累了一些令人印象深刻的經驗性案例研究,并開始影響了眾多帶頭的歷史學家的工作?！边@時,“建構論”這個標簽,已經成為科學知識社會學家和受其影響的歷史學家們的共同具有的觀念?！斑@個術語把注意力引向一種中心的概念,即科學知識是一種人類的創造,是用可以得到的材料和文化資源來制造的,而不僅僅是對預先給定的和獨立于人類行動的自然秩序的揭示?！苯嬚摗案袷且环N方法論的取向,而不是一組哲學原則,它系統地將注意力指向作為社會行動者的人類在制造(making)科學知識中的作用?！盵17]
因此,當來自科學知識社會學家們自身的大量案例研究以及在他們的觀點對科學史家的影響下而帶來的建構主義科學史的研究工作大量問世時,這些工作就從社會學與歷史兩個角度開始對以往形成的傳統的科學觀與至科學知識的看法提出了挑戰與修正。由于建構主義科學史的具體成果與這些成果產生的影響是一個更加復雜的大問題,筆者將另文論述而不擬在此展開討論。但至少我們可以意識到的是,“從某種意義上說,科學知識社會學較大的感染力,就是呈請科學家、哲學家、歷史學家、社會科學家以及所有生活在科學時代的普通人,對已經習以為常了的科學觀進行再思考?！盵18]
在這種情形下,“如果社會建構論者們的觀點是正確的,我們就需要徹底修改我們教給學生的那些有關他們正在學習的學科的系統條理的說法。物理學----以這個在其中爭議更加尖銳地出現的學科為例----原來被描述成為是探索在預先存在的自然王國中可以客觀地確定的性質與力的真實說明,這個先在的自然王國具有實在性,它獨立于人類在任何特定的時代所相信的東西,這種探索是松散地由一種可以合理地捍衛的‘科學方法’所指導的。但現在就不應再這樣描述了?！薄叭绻@種或者種更為激進的社會建構論的說明被接受了,在我們的教科書和課堂上,物理學就不再被描述為一種尋求真實地說明外部實在的事業……”。[19]
這樣一來,就使得教育研究者們面臨著一種兩難的境地。一方面,我們知道科學史對于基礎科學教育的重要性。多年以來,科學教育界一直在努力尋求將科學史引入科學教育,近年來,科學哲學和科學社會學的內容也成為基礎科學教育改革中人們努力要引入的內容。像那些著名的教育改革方案中設立的有關科學的歷史或科學的性質等內容要求,就是這種努力的明顯表現。但另一方面,近年來,雖然像有的人所說的,建構主義,或者說社會建構論的科學社會學與科學史研究已經過了其較高峰、最狂熱的時期,但現在畢竟它已在相當的程度上滲透到了對科學的人文研究的各個相關領域中,成為流行的觀念。不過,關于建構主義的觀點,在學術界又是有著相當多的爭議的。特別是,“建構主義對科學的看法明顯地與幾乎所有的科學家和科學教育家們習慣采用的觀點有嚴重的分歧?！薄吧鐣嬚摰难赃^其實受到了科學家、哲學家和非建構主義社會學家們的嚴厲批評,他們論證說,建構主義的計劃是荒謬的、自相矛盾的,或在經驗上沒有根據的?！盵20]因此,如何,或者說在什么程度上在基礎科學教育中利用或反映建構主義的觀點,也就成了有爭議的問題。
不過,其實建構主義只是將問題更加極端化而已。在建構主義的科學社會學和科學史研究成為熱點之前,有關傳統的科學史在基礎教育中的應用也并非沒有問題。早在1974年,美國物理學史家布拉什(S. Brush)就曾在《科學》雜志上發表了一篇關于科學史教學的重要文章:“科學史應該被定為X級嗎?”。布拉什指出,按照歷史學家的說法,科學家的行為方式可能不是學生們的一個好樣板。因為這確實涉及到對學生進行什么樣的教育的問題, “如果科學教師們想要利用科學史,并且如果他們想要從科學史家的當代著作中獲得信息和說明,而不是從一代又一代的教科書的編者那里毫不費力地地獲得神話和軼事,那么他就不可避免地要被這種對客觀性的懷疑論所影響,而這種懷疑論當前是很流行的。他們將發現,很難抵制歷史學家們的論點,特別是如果他們費心去檢驗這些論點的最初來源的話?！边@樣,“那些想要利用歷史材料來說明科學家是如何工作的科學教師,確實是處于一種尷尬的境地”,他的建議是讓那些想向其學生灌輸科學家是作為中性事實發現者的傳統角色的教師,不要去使用目前由科學史家準備的材料,因為那類材料不適合于他們的目的。[21] 因此,建構主義科學社會學和科學史,只是使類似的矛盾更加尖銳,甚至于將“不宜”的對象從原來僅僅是學生擴大到包括相當一部分科學家和科學教育家在內更大的群體。
5 若干結論與分析
結合上述討論,在這里,我們可以初步地得出如下的結論與分析。
1, 在國內和國外,建構主義(建構論)都是在教育研究領域中被討論的熱門話題。
2, 建構主義實際上包括了各種不同類型的理論。
3, 教育界對建構主義的討論中,國內和國內的情況有所不同。國內教育研究者主要集中關注的是認知心理學類型的建構主義學習理論,以及將這種建構主義學習理論應用于各種具體的教學方法,而將另外一類來源于科學知識社會學并影響到科學史的社會建構論幾乎忽視。比較之下,國外關于建構主義與教育之關系的研究中,則對于后一類社會建構論也有相當的關注。
4, 就與基礎科學教育的關系來說,及時類認知心理學類型的建構主義學習理論,主要與教師教授和學生學習已被設定要教授和學習的科學知識的過程相關;而第二類源于科學知識社會學及相應的科學史研究的社會建構論,則與對要教授和學習的科學知識的性質的認識和理解相關,它 密切地關系到教學內容的設置和對所設置的內容在更深層次上的理解。
5, 在國際上,社會建構論已經成為在對科學的人文研究各個領域中頗具影響的主流觀點之一,但對之也存在有廣泛的爭議。相應地,對于它在基礎科學教學中的體現,也是一個很有爭議但卻又值得注意和研究的問題。
6, 國內教育研究界對社會建構的忽視,也與國內對科學的人文研究之普及的欠缺有關,眾多的教育研究者并不了解這種在國際上漸成主流的在科學觀上的變化與研究進展。與此同時,雖然近來國內的基礎教育改革已經在強調對于科學、技術與社會(STS)內容的引入,但傳統的科學觀仍然占據著主導的地位,傳統中強調科學知識的客觀性的唯物主義仍有根深蒂固的影響。這也在相當的程度上,使廣大的科學家和教育工作者難以接受社會建構論的許多見解。
7, 盡管有上述的困難與問題,但包括科學社會學、科學哲學和科學史以及在這些領域中體現出來的建構主義思想在內的STS,仍是在基礎科學教育改革中需要注意的內容,問題只是應該深入研究怎樣以適當的方式來引進和吸收它們,并使之成為理想的基礎科學教育不過分割的有機組成部分。
基礎科學論文:基礎科學部教學事認定和管理辦法
為保障教學工作的順暢和維持正常的教學秩序，嚴格杜絕教學事故，特作如下規定：
一、日常教學事故的認定及處理
1嚴格遵守上、下課時間，不能遲到、不得提前下課。
2認真備課，按教學要求及時認真教學計劃、教案等教學資料，做到講解熟練，內容充實，信息量飽滿。
3 不得隨意換課、串課、停課、或找人代課。
4 若遇出差或重大事情，需要代課時，應向基礎科學部申請，經批準后，再到教學秘書處填寫《課程變動通知單》，呈報教務處，否則按教學事故處理。
5 對出現教學事故者，視情節輕重，分別給與系內通報批評，警告處分，降崗，或勸其退調離教師崗位。
二、考試工作人員教學事故的認定及處理
1、主考或監考教師擅自不到崗(嚴重教學事故);
2、主考或監考教師在考試過程中擅自離開考場;
3、主考或監考教師未認真清理考場，致使開考后，仍有學生的書包、復習資料、手機、bp機、電子記事本、電子辭典等留在座位上;
4、主考教師在考試開始時仍未到場或監考教師遲到十分鐘以上(嚴重教學事故);
5、教師擅自更改考試時間、地點或者考試安排;
6、暗示考試重點、劃定考試范圍;
7、在考場不制止考生作弊行為;
8、在監考過程中，不認真履行職責，做與監考無關的事情，如交談、看書、看報、批作業等;
9、在監考過程中，教師打手機、或接聽手機、或手機(傳呼機)發出聲響;
10、閱卷評分不認真并經復核認定負有責任;
11、未安排主考或監考教師負有責任(嚴重教學事故);
12、以各種方式透露考題(嚴重教學事故);
13、庇護考試作弊(嚴重教學事故);
14、閱卷時給人情分(嚴重教學事故);
15、因未及時登錄成績而影響學籍管理工作;
16、因未及時報送成績單而影響學籍管理工作;
17、隨意更改學生成績;
18、其他認定為考務違規的行為。
出現教學事故后，要向全校通報，并納入院(系)本科教學工作狀態評價的內容。對尚不構成教學事故的違紀現象，有關院(系)和主管部門對責任人應給予批評，幫助及時糾正。對發生嚴重教學事故或一學期發生兩次以上一般教學事故的責任人，由所在院(系)予以行政處分。對于造成嚴重后果或屢次出現嚴重教學事故的責任人，可停止其教學工作一年直至調離教學崗位。
基礎科學部
2010年10月
基礎科學論文:STS與基礎科學教育
摘要：在各種的教育改革方案里，對于sts內容越來越多的引進，已成為一種趨勢。然而，聯系到我國目前教育界和學術界的現狀，對有關的問題仍缺乏必要的了解和深入研究。因此，本文根據若干國外的科學教育標準進行比較研究，關注的是在其中sts的觀念與內容的體現，以及在不同方案中表現出來的特點與差異。通過這種比較研究，我們可以理解sts對于基礎科學教育已經產生的影響，看到我國學教育與國際相比較顯示出的差距，從而對當前的認識和未來的發展都有重要的意義和借鑒作用。
關鍵詞：sts 基礎科學教育 科學的本質
一， 于“sts”的界定
所謂sts，通常指英文的science，technology and society，即“科學、技術與社會”之簡寫。粗略地講，可以說是國外近幾十年來出現的一個較新的研究領域。當然，在學界，對此學科的界定尚有不同的說法，但這種在理解和定義方面學術性的爭議對于其在普及教育中的引入并無決定性的影響。
雖然對于科學技術與社會之關系的研究可以追溯到很早的時代，但一般認為，sts是大約在60年代末70年代初誕生于美國的一個新興的學科，在其迅速的發展中，也在歐洲許多發達國家得以傳播。從sts這一學科產生的背景來看，與發達國家因其在科學技術方面的經驗豐富以及在科學技術之應用方面的深入和普及，所導致的科學技術的社會化及社會的科學技術化密切相關。在美國，對于sts常見的觀點，有廣義與狹義兩種。在廣義的理解中，sts體現為一個學科群，是科學史、技術史、科學哲學、技術哲學、科學社會學、技術社會學、科技政策研究等學科對科學、技術與社會的相互關系之研究的總稱。至少在美國，大多數學者持此看法。在狹義的理解中，sts則是以傳統的科學史、技術史、科學哲學、技術哲學、科學社會學、技術社會學等學科為基礎，在更高的水平上進行理論綜合，并由此而形成的融合了上述傳統學科之基本內容、追求對科學、技術與社會之相互關系的新理解的一門的新興的交叉學科。在某種意義上，狹義的sts可以視為是廣義的sts進一步發展。
相應地，我國專門研究sts的學者曾對sts給出了如下的狹義的定義：
“sts是一門研究科學、技術和社會相互關系的新興學科。它把科學技術看作是一個滲透價值的復雜社會事業，研究作為社會子系統的科學和技術的性質、結構、功能及它們之間的相互關系；研究科學技術與社會其他子系統如政治、經濟、文化、教育等之間的互動關系；還要研究科學、技術和社會在整體上的性質、特點、結構和相互關系及其協調發展的動力學機制?！盵1]
如果再考慮到sts的應用，或者說是其應用的性質和功能，對于我們理解國外基礎教育標準中體現出來的sts內容來說，上述定義基本上就夠用了。
二， 國外不同歷史階段的科學教育中的sts觀念
1， 早期對科學史和科學哲學的引入
從廣義的角度講，科學史和科學哲學本是sts中最重要的核心組成部分之一。但又不是sts的全部。從發展來講，則是先有了相對成熟的科學史與科學哲學的學科，然后才有了我們現在所講的sts。
如果從歷史的角度來看科學教育與sts的關系，我們也將看到，在早期階段，首先被引入的，正是科學史與科學哲學的內容。例如，1918年湯姆遜（j.j. thomson）就在以thomson報告而聞名的“教育中的自然科學”這份文獻中提出：“一些科學史和科學哲學的知識應成為所有中學科學教師智力裝備的一部分”。不過限于篇幅，這里，略去一些更早的發展背景，直接從本世紀50年代未談起。當時，英國學者斯諾（c. p. snow）指出，在“科學文化”和“人文文化”之間存在著一條相互不理解的鴻溝，而這種文化的分裂對社會則是一種損害，一種損失。他認為產生文化分裂的主要原因之一，就是我們對專業化教育的過分推崇，從而，要改變文化分裂的現狀，的方法就是要改變現有的教育制度和教育方法。[2]實際上，斯諾并不是及時個提出兩種文化及其分裂問題的人，但他是及時位使這一問題引起了人們廣泛重視和廣泛爭論的人。斯諾關于“兩種文化”問題的提出對科學史教學后來的發展有著密切的關系，因為面對斯諾提出的問題，許多科學史家和教育家都是將科學史視為聯結科學文化和人文文化之間的一座重要的“橋梁”。
總之，我們可以看到，在早期，在廣義的sts的意義上，引進到科學課程中的，主要是科學史的內容。不過限于篇幅，這里對早期國外科學教育課程中有關科學史內容的引入不再詳細敘述。讀者可參閱有關材料。
2， 從科學史和科學哲學到sts
在進一步的發展中，我們將看到，在基礎科學教育中，引入的人文內容開始從傳統的科學史和科學哲學漸漸擴展到了接近于今天意義上的sts（科學、技術與社會）的領域。在1979年，科學教育協會有人提議把一門關于科學思想史和科學哲學的課程作為14－16歲學生的選修課，但未獲通過。80年代初，英國科學教育協會支持了兩項由中學教師策劃的課程設置改革計劃，一是“科學與社會”計劃，一是“在社會與境（context）中的科學”計劃。1985年，在英國教育與科學部的一份政策性文件中，提到“在科學教育中，關于科學與技術活動的社會與經濟含義……有一席之地”，但又補充說這樣做是為了讓“教學主要致力于促進對科學自身的教育”。[4]
1989年，在英國教育與科學部和威爾士事務部公布的國家規定的中學科學課程設置中，科學史教學有了更進一步的進展。這份法規性的文件，要求學生和教師了解“科學的的本質”。在國家課程設置委員會發表的相應的指南中，甚至提出“科學是一種人類的建構”，這樣，從法律上，便要求“學生應逐漸認識和理解科學思想隨時間的變革，以及這些思想的本質和它們所得到和利用是怎樣受到了社會、道德、精神和文化與境的影響，而它們是在這樣的與境中發展起來的；在這樣做時，他們應開始認識到雖然科學是對經驗進行思想的一種重要方式，但卻不是的方式。”“科學的本質”就是此課程設置所要求達到的17個目標中的一項。這一目標中還包括若干具體條款，如“學生應……能夠給出在諸如象醫學的、農業的工業的或工程的與境中某些科學的進展的說明，描述新的思想、探索或發明，以及所涉及的主要科學家的生平和時代……能夠給出對所接受的理論或解釋的變革的歷史說明，表明理解這些理論或解釋對人們的物質、社會、精神和道德生活的影響，例如理解生態平衡和對環境的更多的關注，理解對木星衛星運動的觀察和伽利略與教會的爭端……能夠說明科學來自不同的文化和不同時代的科學解釋怎樣對我們目前的認識有所貢獻?！贝送猓€有一些與科學哲學相關的要求。[5]當然，對此課程設置還有爭議，如有人指出，它的目標只是鼓勵對科學事業本質的理解，而歷史研究只不過是達到這一目的的手段，只在此意義上，歷史才是重要的。而且，這種課程設置的最終形式還有待在修訂、教學、再修訂及各種評價手段被提出和采用后才會確立，其編史學意義目前還不明確。但無論如何，這畢竟是科學史教學方面的一大進展。
在1979年，曾有人列出科學教師應予以哲學的關注并從中獲益的6個領域，[6]它們分別是：
1， 科學方法；
2， 對經驗陳述的批判性思考的判據；
3， 解釋；
4， 科學家的道德判斷；
5， 科學學科的結構；
6， 檢驗的展開。
但值得人們關注的是，僅僅在十來年后，也就是在90年代初，在同樣的領域中，又有人提出了6個新的問題，[7] 它們是：
1， 女性主義；
2， 建構論；
3， 倫理問題；
4， 形而上學問題；
5， 理想化問題；
6， 合理性問題。
對比之下，可以見到，在十來年的發展中，人們的觀念的演變是如何的迅速。在國際上，某些在我們看來相當激進的觀點，也已成為基礎教育工作者所必須關注的內容。甚至還不僅于此，在一些國外的基礎科學教育課程標準中，有時連sts這一概念本身都被補充修正，如將e（環境）加上，成為stse。此外，像與女性主義的興起相關聯的性別研究乃至于與哲學關系更為密切的解釋學的某些內容也被加入了進來。
三， 國外若干科學教育標準中的sts內容
抽象地談sts與基礎科學教育是一種方法，但具體地對一些重要的國外科學教育文獻的內容進行分析，將有助于我們更加直觀地了解當前的動向。下面，我們將選擇一些相關的課程標準或教學大綱類的文獻，并對相關的內容進行簡要的介紹和評說。
1， 荷蘭的教學目標[8]
1993年8月，荷蘭的初中開始引入了新的教學大綱，這份大綱后來又經修訂。在這份大綱中包括了強制性的“需要達到的目標”。其中，包括有6類一般性的目標，這6類目標包括一些技能和一些跨學科的論題，即
1） 交叉學科領域的主題
2） 學會去做
3） 學會去學習
4） 學會去溝通交流
5） 學會去思考學習過程
6） 學會去思考未來
在上述分類中，與sts相關的內容主要體現在及時類目標中，它們“來自社會現象，例如像在人和自然之間的關系，以及對于社會、藝術、文化和擺脫束縛來而言技術發展的重要意義”。具體一些說來，在交叉學科領域的主題中，就提到“技術發展的社會重要性（包括現代信息與交流技術）”；在學會去做部分，要求遵從“環境的、衛生的、保健的、人類工程學的標準”；在學會去學習部分，要求“系統地探索簡單的技術、科學或社會的問題”；在學會去交流部分，更有特色地提出要“認識和探討與文化方面和與性別相關的相似性和不相似性”。
除了這些一般性的原則之外，在更具體到物理學與化學的教育方面，對于所要求的教學活動，此文件提出要“獲得把科學概念和科學方法與男孩和女孩都能認識的物質現象聯系起來的能力”，要“獲得對于在自然、技術和環境之間的關系，以及對于可持續發展概念的深入認識”，要“獲得對科學和技術的發展的社會重要性的深入認識”。在物理學與化學的技能方面，“學生應該能夠認識社會環境中的物理與化學的側面，并意識到與之相關的有利之處和不利之處”，這種要求也明確地體現在像熱學部分有關能源的問題上。最終，在各具體學科的問題之后，“自然與環境”作為一個總項，要求學生能夠在所學的具體科學知識的基礎上，“學會把自然、環境與可持續發展聯系起來”。
2，挪威的基礎教育課程文件“科學與環境”[9]
這是一份將科學教育與環境教育綜合起來的基礎教育要求。與其它只冠名以“科學”教育的教育標準相比，對環境教育的重視更加明確，目標是使學生越來越意識到對于自然環境所應承擔的責任感。在總的教育目標中，這份文件的觀點是：“科學與技術的教學，以及對自然界中內在關聯的教學，是要幫助學生獲得適當的知識、技能和態度，這些內容是他們成為積極主動的公民和參與可持續發展所必需的。要審慎地利用資源，要讓人們參與事關其共同未來的決策，個人就必須擁有他們所需要的知識，以便理解他們和其他人所做出的抉擇的后果。”“從社會的觀點來看，科學和技術提供了張力，也表現出悖論?？茖W和技術可以幫助我們更加健康，去過有意義的、有尊嚴的生活。但如果科學和技術被誤導，他們也可以有害于自然和環境，損害未來后代的生存條件?！毕襁@樣事關可持續發展的觀念和要求，顯然是sts中很重要的內容。更加傳統地，此文件在教育目標中，也非常注重科學思維和科學方法的方面，以及歷史的方面：“科學與技術隨時代而變化，新的理論取代舊的理論。在我們的一般知識中，很重要的一部分內容就是對這些歷史發展、社會價值和新的科學技術發現的環境的認識。與此同時，這些知識必須被置于倫理的語境中，以維持我們的社會的根本價值?！?
就此課程的一般目標，此文件也將sts中對環境和社會方面的要求明確的列入其中。學生被要求學會獲得一種關于技術、各種物理現象以及物理世界圖景的洞察力，并能將這種洞察力用在他們的日常生活中和社會生活中。同時，也要求學生們獲得一種對于自然界的內在聯系以及在人與自然之間的相互作用的洞察力，讓他們了解實際的科學思維和科學方法，看到科學的發展，認識到科學技術對于社會發展的影響，學到自然科學構成了我們的文化遺產的一個重要的組成部分。
針對1-2年級，此標準規定的學習領域被分為“自然界的多樣性”、“物質：它們的性質與用途”、“物理世界”等部分。從3年級起，物理世界變成為“物理世界圖景”，而有關sts的內容也大多體現在這一部分的要求中。例如，5-7年級，學生要學會有關電、磁、光、聲在過去和現在的日常生活中的重要性；在7年級，要能描述如果沒有了電，他們的日常生活會是怎樣，以及學到電在現代社會中的實際重要性；在8-10年級，學生要學到技術的進步如何影響了我們關于外層空間的知識，知道技術的發展怎樣影響了我們對于能源的利用，知道有關這樣一些利用所具有的正面和負面的后果的例子。在10年級，要求學生學會電學領域中一些重大的發現和發明，包括靜電和電本身的發現；了解在附近的供電系統，討論在家中節電的各種方法。
從這份標準涉及的sts內容來看，其特色是關注環境意識，關注技術對社會的影響，關注科學和技術在個人生活和社會生活中的應用。
3， 加拿大安大略的科學與技術教學大綱（1-8年級）[10]
這是一份由加拿大官方——教育與培訓部——在1998年制訂的科學技術教育大綱。首先，在導言中，這份文件便對科學和技術進行了明確地區分，并指出，“科學和技術都是在更加廣闊的社會和經濟背景中存在的。它們受到個人和政府的價值與選擇的影響，反過來對社會也有重大的影響……因此，重要的是，學生們要在這種更廣闊的背景中，把科學和技術看作是人們帶有重要后果的努力，他們要學會把他們關于科學和技術的知識與學校以外的世界聯系起來?！毕鄳兀茖W和技術教育的目標主要有三點：一是理解科學和技術的基本概念；二是培養科學探索和技術設計所需要的技能、策略和思維習慣；三是要把科學和技術的知識彼此相聯系，也與學校以外的世界相聯系。在對新的教學大綱的特征描述中，這份文件特別提到，更加強調把科學和技術與每一個人相聯系以及與學校之外的世界相聯系，特別強調對于可持續發展的需要。在各種不同的情況下，都強調了學生對于可持續問題的理解。
在這份大綱中，科學和技術的內容被分成生命系統、物質和材料、能量與控制、結構與機制，以及地球和太空系統。但在具體的知識之外，對于學生看待科學和技術的“態度”，或者說“心智的習慣”被充分地強調，并認為這是在科學和技術有意義的工作中本質性的內容。
4，加拿大安大略的科學教學大綱（9-10年級）[11]
在這份近期文件的導言中，關于教學大綱中科學的地位一節，對于科學素養給出了定義：即在21世紀以科學為基礎的世界中成長所需要具有的科學知識、技能、以及心智的習慣。與以往有所不同，此文件近期的特征是，特殊地強調了把科學、技術、社會和環境（stse）相聯系的重要性，這對于以往只談科學技術與社會（sts）是一種修正，盡管在sts的說法中也蘊含了環境的問題，但卻遠不如這里所強調的那么明確?！耙蚨?，科學不僅僅被看作是一個‘事實’的問題，而是這樣一個問題：學生要學會權衡考慮在現代社會中科學技術的發展所帶來的事實和價值的復雜的結合。”
在此文件的要求中，9年級和10年級的科學課程均分學學術和應用兩部分。在每一部分各個分科的內容要求中，作為具體的預期，只分為三部分：一是對基本概念的理解，二是對于探索和交流技能的培養，三就是將科學與技術、社會和環境相聯系。由此可見對于stse中的e（環境）的特殊強調。而且，在這里，經常提出對于加拿大本國科學家對有關問題的貢獻的認識，并結合加拿大本國的實際問題進行評價。例如，在10年級的應用課程中，有關物理學的運動及其應用這塊內容，就在“將科學與技術、社會和環境相聯系”這部分的要求中，要讓學生對使我們能夠在陸地、水中和空氣中得到更快的速度的技術，以及對于運輸模式進行投入-產出分析，并要包括環境和安全的因素在內；要學生探索對于汽車運輸的替代方式給社區和個人帶來的利益和風險；要學生舉出加拿大本國和其它國家的科學家對于有關運動的科學和技術做出貢獻的實例。
5，英國國家科學課程[12]
這份文件在總論性的觀念中，提到：“科學方法就是通過實驗事實和模型形成和評價一些對自然現象的解釋。通過科學，學生可以理解主要的科學思想是如何促進技術更新，以及這種更新如何影響了工業、商業和醫藥業并提高了人們的生活質量。學生通過學習科學將會認識到科學的文化意義，并會探索其全球范圍內的發展，同時他們也將學會去對基于科學而又影響他們生活的一些問題以及有關科學發展和世界未來等問題進行質疑和討論。”
對于初中學生（約11-16歲），此文件要求教給學生：
1） 如何提出，評價和傳播科學思想（如大眾的看法，其它科學家的看法）；
2） 科學爭議怎樣從對經驗證據的不同解釋方式中產生（如達爾文的進化論）；
3） 科學工作受其所處環境的影響方式（如社會的、歷史的、道德的和精神的），這些環境因素如何影響科學思想被接受與否；
4） 思考用科學解釋工業、社會和環境問題的作用和局限，包括科學能或不能回答的問題，科學知識中不確定的成份和所涉及到的倫理問題。
7,美國國家科學教育標準[13]
與其它所見到的科學教育標準相比，雖然制訂的時間要稍早一些，但這份美國的標準內容要更加豐富。在整體上，內容標準被分為8類：
1）科學的統一概念和過程
2）作為探究過程之科學
3）物質科學
4）生命科學
5）地球與空間科學
6） 科學與技術
7） 從個人和社會視角所見的科學
8） 科學的歷史與本質
在這8類內容標準中，有關sts的內容主要反映在“科學與技術”、“從個人和社會視角所見的科學之標準”以及“科學的歷史和本質之標準”這三部分。前者的目標，是要為學生提供一種理解個人問題和社會問題并采取行動的手段，幫助學生培養決策能力；后者，則是讓學生通過歷史來理解科學，理解科學是一個處在不斷變化之中的事業，借以闡明科學探究的不同側面、科學的人性側面以及科學在各種文化的發展過程中的作用。在所有各項內容標準中，培養學生理解力與內容標準指南是并列的。與環境問題相關的內容，通常被包括在“從個人和社會視角所見的科學之標準”中。
以科學的歷史與本質這類標準為例，在5－8年級的初中階段，除了理解科學是一種人類的努力之外，還要求所有的學生逐步理解科學的本質和科學史的一些內容，認為引入歷史的范例將有助于學生認識到科學事業在更大程度上是哲學的、社會的和人類的事業。當然，在此階段，還不是要求學生形成關于完整的科學的一種概觀，而是要利用歷史的范例來幫助學生認識科學的探索、科學知識的本質和在科學與社會之間的相互作用。
除了以上所談的文獻之外，其它一些教育標準類的文獻也同樣包含著重要的信息。例如，澳大利亞首都地區科學課程框架(1-12年級)中，在涉及到對科學的定義時，定義中就明顯地滲透著來自sts的理解，涉及到對科學的歷史的看法，對科學方法的看法，對科學觀念、精神的看法。同時，也注重強調環境教育的重要性，強調對性別，性別與科學，及性別與科學教育問題的關注。如此等等。至于像在美國的2061計劃中的有關內容，因國內已有一些介紹，這里就不再轉述了。
四，對國外基礎科學教育中引入sts的動向一些要點的概括 從以上幾份國外有關科學教育的標準，或類似于標準的大綱或要求等文獻中，就sts內容在其中的滲透與影響，我們可以清楚地看到如下一些被強調的特征。
1，對于科學方法的培養。 2，對于科學態度的培養。 3，對于科學思維習慣的培養。 4，對于科學觀的培養。 5，對于科學與技術之差別的認識。 6，對于科學（主要是技術）在社會生活方面的影響。 7，對于科學技術內容之具體應用的認識。 8，對于人與自然的關系、可持續發展概念，以及科學（主要是技術）的環境影響的認識。 9，通過對科學史的學習，加深對科學之本質的理解。 10，對于社會責任感的培養。 11，對于在理解科學技術之本質的基礎上做出合理決策之能力的培養。 以上各項目標，可以說分別涉及到科學觀、科學方法、歷史的觀點和科學的倫理學。從各標準制訂的時間順序，也即從發展的角度來看，在sts內容的內容方面也是一個不斷加深的過程，例如對于環境和可持續發展問題越來越明確的強調，甚至于對性別問題的提出等等。 在這里，我們還可以再舉出一個具體的，但又更加富于理論色彩的例子。即在國際基礎科學教育中，目前對于“科學的本質”的看法。曾有國外學者對于在八種國際科學標準文獻中總結出來的對于科學的本質的一致性看法，[14]，它們分別是：
1， 科學知識是多元的，具有暫時特征；
2， 科學知識在很大程度上依賴于觀察、實驗證據、理性的論據和懷疑，但又不依賴于這些東西；
3， 通向科學沒有的道路，因而沒有一種普適的一步一步科學方法；
4， 科學是一種解釋自然現象的嘗試；
5， 在科學中，規律和理論起著不同的作用，因此學生應明白，即使有額外的證據，理論也并不變成規律；
6， 來自一切文化背景的人都對科學做出貢獻；
7， 新的知識必須要清楚地、公開地得以報導；
8， 科學家需要保存的記錄，需要同行評議，需要可復現性；
9， 觀察滲透理論；
10， 科學家要有創造性；
11， 科學史既揭示了科學的進化的特征，也揭示了科學的革命的特征；
12， 科學是社會和文化傳統的一部分；
13， 科學和技術彼此影響；
14， 科學思想受到其社會和歷史環境的影響。
從以上這些關于科學的本質的一致性的觀點來看，相比之下，在我們國內，其中的許多觀點甚至在學術界也仍不無爭議，更不用說在基礎科學教育或者科普中的普遍反映了。這種情況也鮮明地反映出我們在觀念中的滯后。
五，結語
如今，中國的基礎教育課程改革項目也已啟動，在各科的國家基礎教育課程標準正在陸續出臺，其中，將體現國家對不同階段學生在知識、能力、態度等方面的基本要求，將規定各門課程的性質、目標、內容框架、教學建議，評價標準等，既是國家管理和評價課程的基礎，也是教材編寫、教學與評估，以及升學考試命題的依據。在這些課程標準的改革中，需要處理現代社會科技進步與學生發展的關系；倡導從學生的興趣和經驗出發，結合社會、科技的發展，重組各門課程的學習內容，體現綜合性。相應地，內容將包括要在義務教育階段的理科課程教育目的中所體現出來的有關科學素養的養成，知識與技能，過程與方法，科學精神與科學態度，對科學、技術與社會相互關系的理解等。從這種強調中，我們也可以看到我國基礎科學教育發展的某種趨勢。
但是，我們也不能不看到，畢竟中外在對sts自身的認識上，以及在對sts科學教育的關系的理解方面，依然存在著不小的差異。盡管如此，了解sts與基礎科學教育的關系，對于我們未來基礎科學教育改革工作的深入開展，在背景意義和借鑒意義上的重要性是不可低估的。
基礎科學論文:科學、技術與社會和基礎科學教育
一、何為sts
近幾年，面對現行教育出現的種種問題，我國基礎教育界一直在吶喊要提倡素質教育，同時也在不懈地探索素質教育的方法。
近年來，國際上許多國家對其基礎科學教育的內容與標準都進行了各種形式的改革。這些改革的特色之一，是將“科學、技術與社會”（sts）的思想內容融入到基礎科學教育之中，即在科學教育中增加人文思想、人文色彩。我國目前的基礎教育的改革也已是一種必然的趨勢。其中將sts與基礎科學教育相結合，是最為值得關注和最緊迫的問題之一。
由于科學研究和科學教育重視專門化的東西，使得大多數科學家也越來越重視研究更專門和更帶技術性的問題，研究的深度日益增加而其范圍卻日益縮小。第二次世界大戰更加深了越來越專業化的教育帶來的弊端。20世紀50年代末，英國學者斯諾也談到越來越專業化教育帶來的不好的影響。他認為，這使得社會上出現了兩種相互對立的文化。一種是“人文文化”，一種是“科學文化”。在“科學文化”和“人文文化”之間存在著一條鴻溝，比如科學家很可能只了解專業很窄的范圍，而不了解社會學、人類學、文學等基本知識，甚至代表兩種文化的雙方互相認為對方的工作意義不如自己從事的重要，從而互相排斥。這種文化的分裂會帶給社會損害、損失。斯諾提出要改變現有的教育制度和教育方法，以改變這種現狀。
科技發展引起了許多新的問題，如是否應該發展核能，是否應該謹慎地加以限制基因工程的研究，應怎樣控制世界人口，怎樣控制非再生能源的消耗率，怎樣避免戰爭、環境污染，又怎樣防止或消除等等?？茖W技術革命，不斷引起對人和大自然的關系的討論，而人和大自然的相互關系本質上是社會過程。凡其結果會對廣大群眾產生影響的，群眾都應參與決策和實施。科學技術對政治和道德的影響是公眾的事情，外行也應介入。然而西方國家中社會和科學技術明顯分離，自然科學和人文科學相互脫節，而自然科學又占統治地位，這樣就需要培養了解科學技術及其后果、能夠參與涉及科學技術決策的公民，需要能給決策者提供新的信息和科學的分析等等?；谶@些客觀需要，逐漸興起了一個跨學科的新的研究領域：sts。世界上許多經濟發達國家如美國、英國、澳大利亞等已經開展了這方面的研究。
對sts的研究也可以追溯到很早的時代。一般認為，sts是約在20世紀60年代末70年代初誕生于美國的一個新興的學科。我國在20世紀80年代開始sts研究?，F階段，我國專門研究sts的學者這樣定義sts：sts是一門研究科學、技術和社會相互關系的新興學科。它認為科學技術的發展并不是孤立的，它和社會其他子系統（比如政治、經濟、文化、教育等等）有一定的相互作用。因此研究科學、技術也應該研究作為社會子系統的科學和技術的性質、結構、功能及它們之間的相互關系；研究科學、技術與社會其他子系統如政治、經濟、文化、教育等之間的互動關系；還要研究科學、技術和社會在整體上的性質、特點、結構和相互關系及其協調發展的動力學機制。
在國外，學者們對sts有廣義與狹義兩種理解。在廣義的理解中，sts體現為一個學科群，是科學史、科學哲學等等（還包括技術史、技術哲學、科學社會學、技術社會學、科技政策研究等）學科對科學、技術與社會的相互關系的研究的總稱。在狹義的理解中，sts則是以傳統的科學史、科學哲學、技術哲學等學科為基礎，在更高的水平上進行理論綜合，而形成的融合了上述傳統學科之基本內容的一門新興的交叉學科，它追求對科學、技術與社會之相互關系的新理解。很自然，像這樣的研究及其成果，遲早是要反映在教育，包括基礎教育之中。
二、sts與基礎科學教育
隨著科學的發展和深入，一個相應的趨勢是，科學教育也越來越專業化。這種向學生傳授具體的科學知識的傾向將影響到所培養出來的一代人的知識、技能結構以及基本素質。在這樣的目標下培養出來的，即使是很杰出的人才，也很可能大多數只是某個狹窄領域的專家而對其他領域幾乎一點也不通。時代和社會并不要求人人成為物理學家，但要求人人都要有較高的科學素養和對急速發展變化著的時代有較強的適應能力。當代科學技術的發展對教育的內容、方法、觀念及人才的培養都提出了新的要求，實際上，現代的社會需要更多的是有現代觀念、有一定專長、也了解其他領域知識的通才。只了解很窄的領域，不論是領導科學工作，還是參與制定科學政策或政府其他政策的討論等等，都是不夠的?？茖W技術越專業化，越可能使得人們沉迷于技術的發展中，而只看到很窄的方面，甚至忽視了科技發展可能帶來的負面影響。當遇到由于科技飛速發展所帶來的問題，或應該做出決策時，很可能會手足無措。sts教育正是在出現了以上問題的情況下才逐漸形成的，它可以從根本上改變傳統教育的不足。另外，只注重知識的傳授，學生掌握了知識，并不代表就具備了獨立思考、工作、研究、開創的能力。而sts教育可以使學生在更寬的視野中（比如歷史的、哲學的、社會的、倫理的，等等）理解科學的本質、科學技術發展的規律、科學的方法、科學的思想、科學技術和社會之間怎樣相互影響、相互促進等等。
從近些年來國際上基礎科學教育改革的總體趨勢來看，在對sts內容的引入中，科學史和科學哲學可以說是最重要的核心組成部分之一。當然，sts在基礎科學教育中的內容絕不僅限于此。
首先，科學史教學對于科學教學本身具有幫助。通過科學史的教學，學生可以不僅學到具體的、現成的科學知識，還知道科學知識是怎么來的、科學是怎樣形成的、又是怎樣發展的、科學家是怎樣思考的、研究科學的方法有什么等等。這樣可以開拓學生的視野，使學生更具有科學洞察力。學生可以更好地理解科學動態的發展，在對科學概念演變的了解中能更地理解科學概念，并學會更好地利用已有的知識，而不是只學到
一些作為現成結論的知識片斷。
其次，近年來出現的另一個趨勢是，在基礎科學教育中將科學史同科學哲學結合起來（例如對于在歷史上科學革命中出現的重大變革的本質的說明以及對科學與偽科學的劃界問題的介紹），這尤其有利于培養學生批判的頭腦，也有利于學生了解真正的科學精神。
再次，sts的教育可以幫助學生認識科學是一種文化。因為科學在本質上是一種人類的活動，在其發展的過程中，深深地打上了人類的烙印?？茖W是無數科學家畢生辛勤工作的結果，是我們的文化遺產的重要組成部分。它們現了我們最崇高的傳統，是我們心中最美好的東西。它可以使我們對未來滿懷信心，可以使我們更聰明、更謙恭，甚至更為愉快。但科學畢竟只是一種文化，一個人大腦中具有了一定的科學知識，并不代表他就是一個發展的人。從早期對引入科學史的專注，到更加泛化的sts，這樣的教育可以說起到了某種溝通兩種文化的“橋梁”的作用。
，sts教育具有可以幫助學生認識科學與社會的關系的重要功能。由于sts在西方產生的特殊背景，這方面的關注更加集中于隨著科學技術的飛速發展及其在社會生活中所起的作用越來越大，廣泛應用科學技術的一些負面效應（如對資源的過分消耗和對環境的破壞與污染等）。利用sts教育，則可以使學生懂得科學并不只是象牙塔中的、和外界孤立的知識，而應該對科學技術有更的認識。這對于社會對科學應用的適當控制以及對未來的科學技術決策，以及培養學生的社會責任感，都具有重要的潛在意義。
三、sts與中國的基礎科學教育改革
我國中學的理科教育，在單科的系統知識上，其深度、廣度幾乎不亞于世界上任何其他國家，尤其是物理學和化學。但是放在今日世界激烈的經濟、科技競爭環境中來分析，我國科學技術的現代化和社會主義市場經濟的建立和發展，不僅需要科技精英，還需要具有較高科技素質的勞動大軍。在中學理科教育中，培養學生具有正確的科學價值觀也是極其重要的。應該使受教育者懂得科學成就和技術革新應為社會的生產、生活和發展服務，為公眾利益服務，對科學技術應用中各種社會問題持積極參與的態度，并盡可能提出合理的對策和行動。但是現行中學理科教育受制于升學的壓力，教師為升學而教，學生為升學而學。這不僅使教學內容和方法圍著應試轉，而且使得科學、技術、社會三者的脫節。
科教興國，素質教育興國，中國的基礎教育課程改革項目已啟動。在未來將出臺的國家基礎教育課程標準中，將體現國家對不同階段學生在知識、能力、態度等方面的基本要求，將規定各門課程的性質、目標、內容框架、教學建議、評價標準等。按有關部門的說法，在課程標準的改革中，需要處理好現代社會科技進步與學生發展的關系；倡導從學生的興趣和經驗出發，結合社會、科技的發展，重組各門課程的學習內容，并體現綜合性。相應地，在義務教育階段理科課程共同基礎中，內容將包括義務教育階段的理科課程、科學素養的養成、知識與技能、過程與方法、科學精神與科學態度及對科學、技術與社會相互關系的理解等幾部分。
尤其需要指出的是，由于我們在基礎科學教育中在滲透人文因素方面長期的落后，以及相關學術研究進展的滯后，使得有時在教育中談到要引入sts內容時，對于究竟何為sts以及如何引入還存在著相當嚴重的誤用。例如，僅僅望文生義地將sts等同于實踐、動手等等。因此，我們也應該更多地關注西方的科學教育中的新思想，這對于我國基礎科學教育的改革有重要的借鑒意義。必須承認的是，與像英美這樣的國家相比，在基礎科學教學中結合sts的方面，我們國家顯然仍有不小的差距。尤其是，教育界不能和學術界脫離，而應該汲取學術界的觀念、觀點，請學術界人士參與到教育的改革中來。
基礎科學論文:科學史在基礎科學教育中的角色
摘要:科學史在基礎科學教育中具有多重的角色和功能:可以使學生更好地理解科學本質,促進科學知識的有效建構,了解科學發生發展的過程,基本掌握科學方法,正確認識科學的價值。同時,科學史應用于基礎科學教育時可能產生困難和危險。因此,要重視科學史教育應用的研究,提高科學教師的科學史修養,推進我國的基礎科學教育改革。 關鍵詞:科學史 科學本質 科學知識 科學過程 科學方法 科學價值 科學史與基礎科學教育相結合,推進基礎科學教育的改革,已成為當前的世界潮流和趨向。在當前推進基礎教育課程改革的背景下,根據提高學生科學素養的科學教育總目標,從科學哲學的視角,重新認識科學史應用于科學教育中的角色和功能,已成為當前科學教育研究中一個重要而迫切的議題。 馬修斯(M.R.Matthews)在總結國外研究成果的基礎上,歸納出將科學史應用于科學教育的七大功能。[1]國內學者和一線科學教師也對此做出了論述,但這種認識與國外相比還存在一定的偏差和不足,主要是對于科學史內在的功能關注得不夠。最近,劉兵教授出版了專著《科學史與教育》,觀點新穎、材料豐富。我們的研究,也試圖對開發科學史內涵的價值方面做出一些闡釋,以對我國當前的基礎科學教育改革提供借鑒。 一、理解科學本質 麥克康馬斯(W.F.McComas)依據8個有影響的科學教育標準中關于科學本質的敘述,分析、統整出14項具高度重疊性的科學本質觀點。這些觀點,已成為當前對科學本質比較一致的認識,得到了各國普遍的認同。[2]從科學史的內涵出發,對照科學本質的主要觀點,可以認識到:(1)只是通過教科書學習科學,學生對科學往往持有一種非歷史的觀點,認為科學的理論是萬古不變的永恒真理。而科學史表明,真理與謬誤是相交織的,科學家在創造發現的同時,也伴隨著可笑的曲解和無端的結論,科學理論無非是科學家對自然規律試圖做出的解釋。而且,科學像其他的人類文化一樣,植根于特定的文化土壤,是由特定的文化素養和文化傳統的人推動的,并依賴于特定的歷史條件而產生出來。這有利于培養學生的質疑態度、謙虛寬容的品質,問題意識、探究精神和創新思想。(2)科學史同時展現出科學發展進化的及革命性的特性。學生單純地學習教科書,會誤認為知識是一種常態的、線性累積的過程。這種觀點下的科學教育,認為教學可以成為知識傳遞的過程,科學學習是亦步亦趨的模仿,是現成知識的無條件接受。特別在科學概念發生革命性轉變時,學生會變得茫然無措。因為,牛頓(I.New2ton)力學和愛因斯坦(A.Einstein)的相對論,經典原子論與量子力學之間,根本找不到兩者的類似之處。(3)觀察滲透理論。觀察不是客觀的、中性的,原有的信念、價值觀,已有的知識和經驗在很大程度上決定著他觀察到了什么,又如何理解他所觀察到的現象。科學實驗中新現象的出現,并不等于科學家觀察到和發現了這種新現象。對于大多數科學工作者來說,由于新現象與已有理論的不符,他們所觀察到的新現象只不過是實驗中的“差錯”,或是正常工作中的一種對常規的干擾和要排除的“噪音”,這在科學史上是屢見不鮮的?！皺C遇偏愛有準備的頭腦”,這種準備,并不是敏銳的觀察力,而是新的觀念、思想與理論的武裝,是對新事物、新現象的接納與思考。在傳統的科學教學中,人們往往相信自己的眼睛,“眼見為實”的古訓導致對觀察到的現象確信無疑,這在今天探究學習中尤其值得警惕。培根(F.Bacon)的歸納主義認為探究從觀察開始,波普爾(K.Pop2per)認為始于問題,觀察來自假說。而科學史表明,伽利略的推理不是以實驗數據為基礎的,而是一種理性的活動,是數學化及其分析的過程,并不是以觀察為依據的。[3](4)科學方法也和科學知識一樣不是純客觀的,并不存在一種單一的萬能的“科學方法”,科學方法是多元的、豐富的。科學教學是學生掌握基本的科學方法的開始,新課改強調過程與方法,是科學本質觀的體現,是符合科學史所揭示的科學發展的內在規律的。科學探究和領悟科學知識的過程,也是嘗試、使用和掌握科學方法的重要途徑?？茖W史表明,科學方法是多種多樣的,幾乎每項重大的科學發現總是與獨特的科學方法相伴而生。(5)在科學教學中,強調動手操作和實踐能力,通常認為這是主要經由“歸納資料”的過程,這是一種實證論、經驗論的觀點。這種觀點已經受到波普爾、庫恩(T.Kuhn)和拉卡托斯(I.Lakatos)的有力批判。以實驗探究活動教授科學理論,即已假設學生如果有了正確的資料,他們就會以搜集的資料修正前概念。這就容易導致混淆“做科學”與“學科學”?！白隹茖W”強調的是科學方法的學習,如觀察、分類、測量等“,學科學”強調的是科學理論或知識的建構過程,這是兩種不同層面的學習。在科學教學中,應讓學生在運用或學習過程技能時,也能了解在建構科學理論時這些過程技能的本質。而且必須強調科學教學要與特定的“語境”(context)相聯結,這才能真正理解過程技能(實驗與動手做科學)在建構科學知識中的作用。[4](6)科學家是有創造力的。在科學歷史上,偉大的科學家不僅增長人類的自然知識,也傳承獨立思考,追求自由的科學精神,傳播在人類生活中相當寶貴的協作、友愛、同情和寬容精神。單純地學習科學教科書,常常會扭曲科學家的真實的形象,甚至造成對科學家的誤解,認為科學家都是神奇的天才,科學的創造常常是神來之筆或科學家的靈機一動?？茖W家成為思維怪異、行為乖戾的非常人。而某種極端的專業科學訓練,又有可能把學生培養成只在某一專門領域有著熟練技巧的人,而不關心社會、他人,造成人格殘缺。 科學史的重要教育功能之一就是理解科學本質,幾乎科學本質的每個方面,都可以在科學史中找到佐證,運用科學史作為手段,可以實施科學本質的有效教育。只有體現科學本質的科學教育,才能保障科學教育不致落入非科學、偽科學的陷阱。 二、建構科學知識 兒童如何學科學?兒童眼中的科學世界是怎么樣的?研究結果表明,兒童的心理發生與科學史具有十分類似的機制,這為我們在科學教學中如何實現知識的建構提供了依據和啟示。皮亞杰(J.Piaget)認為:一個事實也始終是由客體提供的一個部分和由主體構成的另一個部分之間組合的產物。主體的作用十分重要,甚至主體的作用能造成可觀察事實的變形和抑制,這使解釋能歪曲事實。例如,為使系在以大圓圈旋轉的繩子一端的一塊石頭到達一個盒子,兒童很快就知道在成切線時
投出石頭,但是,當人們問兒童做了什么時,兒童卻以為是在面對盒子時投出拋射物的:因此,有一種根據解釋的可觀察事實的變形,這種錯誤解釋認為只有當運動物體被垂直投出時才能到達目標。在心理發生方面,能援引許多別的例子,但每個人都承認能在科學史上找到一種類似的態度。[5]瓦德西(J.H.Wandersee)的研究也表明,學生關于光合作用的迷思概念,歷史上著名的科學家也產生過,學生對光合作用理解的過程,與科學史上光合作用概念的演變有密切的關系。[6] 從這樣的觀點看科學史與科學知識的建構,可以認為:(1)以教師講解或教科書寫明的方式,地認為某事是真實的,尤其在以“定義”的方式呈現科學理論時,導致學生學習科學理論如同學習語言一般,只是記憶與復述。并且誤認為只要能用公式解答問題,就是能理解甚至運用科學理論了。因此,要說明科學家是如何發現一個科學理論的,科學家是如何思考問題的,或說明某個科學理論(知識)之所以產生的情境?？茖W理論的理解不是以記誦為目的,更不是解題戰術的落實。而是在一定的情境中,遵照科學理論形成的過程和規律,在兒童自己的科學世界中,經由學習共同體建構而成的。知識一旦剝離了產生它的過程,思考被記憶替代,理解被背誦置換。(2)強調必須讓學生了解科學學習是新舊范式的轉變,包括概念及方法學的轉變,惟有讓學生了解這種轉變,才能真正了解科學知識的建構本質。從科學哲學的意義上講知識的建構,學生在學習科學概念時,可能發生的情形是:如果學生已經具有正確的概念框架,但是并不充分,此時的教學應強調“弱重建”;如果學生的概念框架是不對的,或是與科學理論不兼容,此時的教學應強調如何引發學生的“根本重建”。然而,理論研究和教學實踐表明,了解和改變學生的前概念是不容易的。而引入科學史,可以幫助學生了解自己的前概念,以提供與之相矛盾的新概念學習的情境,也可以為我們科學概念的學習順序提供參照,以助于更適當的教學設計?；诋敶嬛髁x理論的概念轉變(con2ceptualchange)學習,就是一種具體的實施方式?？茖W史表明,科學的發展表示著范式的轉變。如物理學,從亞里士多德(Aristotle)到相對論和量子力學的發展,需要在概念上有實質性的改變,例如力、重力、質量、行星、波和粒子等等概念。相對論和量子理論顯示,物體若質量很巨大、很小、或速度很快,則牛頓理論會不適用。新的物理學理論都比它所取代的更具有解釋的協調性。[7](3)從認知歷史分析法看,這種分析法是結合實際科學實踐的案例研究,以認知科學的分析工具和理論去創造一個新的、范圍廣泛的理論,說明在科學中的概念結構如何建構和改變。認知歷史分析法在認知方面也反映出我們所理解的科學知識必須是心理上實際可行的,顯示出具有創造力的科學家不僅是極有天賦的人類,其實他們也像所有人一樣,是具有生理和社會特質的人類。就某種重要意義而言,科學是人類心智與這世界,以及人與人交互作用的一種產物,科學理論并不是先驗所決定的,因此,我們應該找出人類如何以認知能力形成科學理論。以認知歷史分析法探勘科學史所蘊藏的豐富認知內涵,正是用來啟發學生思考的科學史教材,由此,根據科學概念的歷史根源,以根本重建立場的方式,讓學生可以在一個身置其中的情境來學習科學課程,透過新的科學表征的建構和傳達,使學生能夠深刻體會科學家如何從事研究工作,進而讓學生了解科學家在認知過程中所運用的思考模式和認知能力。[8] 知識是如何形成的,兒童又如何習得知識,學習的本質是什么,科學教學的本質是什么等等問題,都需要重新加以考慮和認識。當然,并非要一概摒棄傳統的科學哲學觀點和學習理論,但基于建構主義的理念,充分利用科學史的豐富材料,用更寬廣、更開放的心態,做更深入的探討和展望是必需的。 三、了解科學過程 人類對事物的認識歷史和兒童對事物的認知過程具有相似處?？茖W史為我們更好地理解兒童的認知規律和兒童認知科學世界的過程、兒童如何構建他們心目中的科學圖像提供了依據。皮亞杰的研究也表明,兒童知識的增長與科學知識的增長遵循相同的機制,并以此探尋兒童思維的心理發生和科學概念的歷史發展之間的連續性。 德國教育學家戚勒(J.Ziller)受到生物學家?？藸?E.Haeckel)的“生物重演律”的影響,即“個體發生就是種系發生的短暫而迅速的重演”,提出教育的重演理論。從科學史看,經典物理大體經歷了三個時期,漸進期、高原期、突變期。學生物理概念形成過程中心理發展的進程和走向的研究結果,表明人類探究經典物理學的進程與學生物理概念的學習進程有著內在的相似性。學習者在學習新的物理概念、規律過程中,隨著學習活動的逐步開展,掌握物理概念、規律的水平也在提高(漸進期);但是學習到某一階段,總感覺無法進步,物理概念、規律的掌握水平停滯不前(高原期);隨著學習活動的進一步深入,“頓悟”、“融會貫通”的現象遲早會出現(突變期),從而掌握物理概念、規律?？梢哉f學習者物理概念學習的進程是人類研究物理學進程的“復演”,是作為學習者的人在學習物理學的過程中“重演”著人類探索物理學的歷史過程。 一些科學教科書往往把科學研究的歷程過于簡化了。牛頓萬有引力定律的發現過程,有的描寫成是牛頓看到蘋果落地后聯想出來的;有的只是把開普勒(J.Kepler)第三定律和牛頓第三定律代入圓周運動向心力公式推演出來的。學生誤認為萬有引力定律就是這樣冥思苦想或公式推演的結果,既誤解了科學研究的過程,也誤解了科學家。門捷列夫(D.Mendeleev)的元素周期律,認為只要根據元素的原子量,按照大小順序排列就可以得到。這其中的科學思想,艱辛的探索過程和巧妙的方法,全都蕩然無存,生動的、豐富多彩的科學發展過程變成了元素符號的排列組合,留下的只是枯燥乏味的機械記憶?？茖W史引入科學教育正是可以改變概念化地講授科學,使干巴巴的敘述變得生動,并使學生“科學地”和“直覺地”思考,而不是與枯燥的最終結果打交道。 當前基礎教育課程改革強調學生的學習應經歷過程,在體驗、參與中學習。各種科學課程標準都要求讓學習者通過探究去獲取知識,就是要讓學習者經歷科學家研究科學的過程,了解科學知識形成的歷史,從而達到真正理解科學知識。不但知道作為結果和結論形態的知識,而且懂得這樣的結論是怎么來的,這正是提高科學素養,理解科學本質所不可缺少的內容。 四、掌握科學方法 在科學家舉不勝舉的創造性工作中顯示出來的種種絕妙的方法,對學生都會有極其深刻的思維上的啟示。在一般的教學中,教師講授的是已得到的成果和經過純化了的推理步驟,而對于研究方法卻提到不多。而且,大多數科學教科書和科學教學中所強調的往往是研究中理性的、邏輯的方法,而實際研究中,科學家們卻常常使用帶有濃厚的非理性、非邏輯色彩的方法,如科學想像、理想實驗、試探猜測、大膽假設、直覺與靈感等等。 科學方法在科學教學中是一種滲透和融合,不是貼標簽或強行說教,科學方法也隨著科學技術的發展而不斷發展,科學哲學的研究也將使我們重新認識科學方法的功能和科學方法的合理運用。科學史上的案例可以幫助學生了解科學方法的本質,理解科學家在建構科學理論時,在特定的技術背景、概念架構中所選擇或創立的研究方法。 布拉什(S.G.Brush)在《Science》上發表 論文,曾對科學方法有一段精妙的論述:今天科學史與科學哲學的研究,極大地瓦解了傳統的科學形象,科學不再被僅僅看成是對客觀事實的發現,“客觀性”不再是科學發展中的主題,傳統教科書給出的“假說—演繹”方法論(理論應該與實驗事實相符合),也被許多偉大的科學家親口否認。愛因斯坦拒絕讓實驗“事實”動搖他的相對論的基本假設,而是以洛侖茲(H.A.Lorentz)的理論作支持。狄拉克(P.Dirac)則說:“一個理論家寧可要一個美的方程,也不要一個丑的但結果與實驗數據更一致的方程。”普朗克更有一個在科學界所傳誦的“普朗克原理”:“科學的重大革新很少通過說服反對者并使他們轉變立場來實現,索耳是難以變成保耳的。事實上倒是,反對者逐漸死去,新生的一代一開始就熟悉新思想?！盵9] 五、認識科學價值 我國傳統科學教育的價值取向主要在于:強調經典的學科科學體系,重現學科系統知識的習得,理解學科的基本結構、概念和符號系統,能運用這些知識解釋和解決一些學科的問題,特別是運用于解題。突出基本知識和基本技能的教學?；A科學教育的主要目標,是為了培養學科專業人才和科學家,著眼于少數精英學生,對全體學生科學素養的提高比較忽視?？茖W教育呈學科化、精英化的傾向,忽視全體學生科學素質的提高?；A科學教育中應試教育比較嚴重,題海戰術占有相當大的市場。不少科學教師甚至認為,科學教學就是學科知識的教學,而且是傳遞—接受式的灌輸教學。學生發展的空間被大大壓縮,思想受到嚴重限制。 新課改三維目標的提出,是對目前基礎科學教育存在弊端的撥亂反正。在基礎科學教育中運用科學史,對培養學生的科學態度、情感和價值觀,具有特別的意義:(1)激發學生對科學的好奇心和求知欲。很多科學家認為好奇心是科學家的重要素質,諾貝爾物理學獎獲得者勞夫林(R.B.Laughlin)在回答清華學子的提問時,對好奇心特別關注,他認為“每個人從小孩起就有好奇心,但這種好奇心到成年后就減少了,要注意這種變化。如果把兒童時的好奇心全丟了,成年后就沒有創造力了。所以保持兒童時的好奇心非常重要。”沒有好奇心,就沒有熱情。沒有好奇心,就沒有正確的科學態度。[10]學生只有具有對科學的好奇心,才會產生科學學習的求知欲和內在動機,才可能對科學學習產生興趣,克服學習中的困難,勤奮地學習科學?？茖W史中大量的科學世界的奇妙、科學發現的奇妙、科學家創造活動的偉大,將激起學生探索自然的熱情,科學家獻身科學,孜孜不倦追求科學真理的精神,為學生樹立了光輝的榜樣,將激起學生強烈的求知欲。(2)科學態度是現代公民的基本素質,是從事任何工作的基本條件。從基礎科學教育的角度看,可以認為有:嚴謹求實、實事求是、尊重事實、勇于實踐,一絲不茍、精益求精、敢于求真,謙虛寬容、善于合作、獨立思考、追求自由,崇尚科學、反對迷信、勇于批判、大膽創新,關心環境、關心社會等?？茖W史中有大量的范例,豐富的內容,使學生受到潛移默化的浸染,并內化為學生的科學精神。(3)如何認識科學的價值,科學史揭示了科學技術被濫用或惡用的情況下,對社會、對人類所造成的危害,既要認識到科學技術與社會之間的復雜的相依關系(STS研究),也要正確地看待科學技術廣泛應用后出現的負面效應,從而培養學生的社會責任感。后現代科學史中所提出的一些觀點還影響到對科學技術與意識形態關系的重新認識。科學與人文的關系也是十分復雜的,尤其在科學大戰(ScienceWar)以后,爭論顯得十分激烈,但科學史是連通兩者之間的橋梁這一點,卻是眾所公認的。 六、結論 運用當代科學哲學的觀點,在新課改的背景下,重新審視科學史在基礎科學教育中的角色和功能。力求改變原來思維的定勢,沖破固有的束縛,使這一研究變得柳暗花明,出現一片新的天地。而且,得到的研究成果,又可反作用于科學教育改革,更深刻地理解基礎科學教育改革。 科學史應用于基礎科學教育,也存在著一定的困難和危險。前國際物理教育委員會(ICPE)主席,國際知名的物理學教育家弗倫奇(A.P.French)指出,把歷史和科學結合在一起是棘手的事情。他引證了馬丁·克萊因(M.Klein)的話:在試圖借助于物理學史或至少是利用物理學史來教物理學時,我們都冒著使物理學或物理學史或兩者受委屈的風險。[11]科亨(I.B.Cohen)也指出,許多科學教師喜歡講一些趣聞,如科學史中最著名的軼事,即牛頓和蘋果與伽利略和比薩斜塔的故事,而不會去考證這種說法的歷史依據?？茖W教師所需要和感興趣的常常是科學的輝格史。[12]毫無疑問,科學教科書的編寫,是要照顧到學科本身的知識邏輯的,也要根據兒童的認知規律,教科書的順序是經過純化和處理了的知識體系。但是,學生學習科學,以為科學就是按照教科書的順序嚴格依照邏輯規律發展的,這樣獲得的科學發展過程只會是一種被歪曲了的歷史和錯覺。而科學自身的發展,卻是十分復雜和無確定方向的,就像大海中航行的一葉扁舟,即使最終到達了目的地,航行的軌跡也是無序的?？茖W教育是不能以這種真實的歷史過程來進行的,甚至定律和公式的推演過程和表達方式也常常與歷史不符,因為那樣會讓學生漫無頭緒、莫衷一是,或冗長繁復、無法理解,找不到基本的知識內在的線索?？茖W教學中應用的科學史和科學史家研究的科學史是性質不同的兩種科學史。 科學教育中,在科學與科學史兩極之間,極需保持適當的張力,在將科學史應用于科學教學之中時,必須謹慎從事。因此,要力戒科學史在基礎科學教育應用中的庸俗化、技巧化的傾向。要避免引發學生對科學和科學史產生不應有的誤解,不要只是在枝節上下功夫,而忘掉科學史在基礎科學教育中應有的功能和承擔的正當角色。目前,我國基礎科學教育的大多數教師,科學史的修養還較低,對科學史的教育功能認識不足,科學史應用于基礎科學教育的研究成果較少,這些都是亟待引起重視的。 基礎科學教育
摘要:本文討論了國內外教育界在理解建構主義與教育研究之關系問題上的差別,分析了“社會建構論”對于基礎科學教育改革的意義,與存在的有關問題。
關鍵詞:建構主義;基礎科學教育科學知識社會學科學史
1引言
目前,無論是在國外還是國內的學術界,包括教育界,建構主義(或稱“建構論”constructivism)都是一個重要的概念,而且,也是非常有影響的學術思潮。例如,用constructivism在網絡上的搜索引擎在上檢索時,有11萬條結果。用constructionism檢索時,也有1萬6千條結果。在國外教育界,在科學和數學的教育領域中,建構主義產生了重大的影響。由建構主義研究的重要中心之一英國利茲(Leeds)大學給出的一份1990年的文獻目錄中,就開列有1000多種著作。在90年代初,也有人估計,在教育類雜志上,當時差不多有2500篇受到建構主義啟發的學術研究論文。[1]
大約在20世紀80年代末至90年代初,據說在美國教育界頗為風行的建構主義學習理論思潮開始傳入中國,并倍受教育改革者們的青睞,被當作一種向傳統教學方式發起挑戰的理論武器。[2]這種說法可以從中國教育研究者們發表的有關論文的數目得以驗證。例如,在全國期刊網的中國期刊全文數據庫中,以“建構主義”作為關鍵詞檢索時,有結果670項,其中,除去極少數其它領域的文章之外,絕大部分都是屬于教育研究領域的。但是,在這些論文中,對于建構主義的理解尚有不夠之處,基本上都是把建構主義作為一種教育理論或學習理論來進行介紹和討論,至少是在很大程度上忽視了它在此之外的其它含義與影響和建構主義學說的多樣性,包括它給在學習過程之外的關于科學知識本身的認識所帶來的影響,如來自科學知識社會學以及建構主義科學史的影響等。本文,將就此問題在國內和國外的不同觀點作一分析與評論。
2國內教育研究界的視野、關注點與認識理解
首先,在國內的科學教育研究界,在引進、介紹和研究建構主義學說時,有這樣一種非常典型的觀點,認為“當今的建構主義(Constructivism)是皮亞杰等思想的發展,他們強調學習是建構意義的過程,它包含兩方面的建構,并強調學習的非結構性和具體情境性以及學習中的社會性相互作用;他們提出了情境性教學、自上而下的教學設計、隨機通達教學等教學進程設計思想;在發現學習、接受學習的基礎上又提出了支架式教學的教學模式;另外,他們重視通過合作學習和交互式教學而實現的相互作用在學習中的作用,對當今的教學改革很有啟發。”[3]可以說,這確實是一種很典型的說法,一方面,它給出了在國內教育領域中研究建構主義的意義,即是把它作為一種可以用來改變國內教育現狀和促進教育改革的理論工具,針對以教師講授為主,學生只是被動地接受知識的教學習慣,把它作為一種“解毒劑”,因為從這種建構主義教育理論的觀點來看,教師的教學過程雖然看起來是在“傳遞”知識,但實際上只是在有意無意地促進學生自己積極地建構知識,特別是“建構意義”的過程而已。另一方面,這種說法的典型性是在于對建構主義理解上的某種以偏概全。有人甚至以全稱的描述明確提出:“現代建構主義主要是吸收了杜威的經驗主義和皮亞杰的結構主義與發生認識論等思想,并在總結60年代以來的各種數學教育改革方案的經驗基礎上演變和發展起來的?！盵4]當然,以皮亞杰的學說為代表的建構主義學說確實在教育中扮演著非常重要的角色,但在如今形形色色的建構主義理論學說中,這種建構主義的理論只不過是其中的一支。雖然也有人在對國外文獻的檢索中注意到的一些涉及科學知識社會學及科學史中的社會建構論對科學教育之影響的文獻,甚至注意到美國的科學教育的重要文獻之一《國家科學教育標準》主要是以建構理論為其指導思想的,但也仍然在論述中沒有將這方面的問題進行討論同,而只集中于關注建構主義在純教學過程中的意義。[5]或者是,有人雖然注意到了主要的幾種不同的建構主義流派,如認知的建構主義、社會建構主義和激進的建構主義等,并有保留地指出了其對于我們教育改革的意義,但卻幾乎忽略了來自科學知識社會學的以及相關的與科學史中建構主義的研究及其對教育的影響。而且在評論中,雖然也談到建構主義與我們以往強調的客觀真理的觀念的不同,認為建構主義不再關心知識與客觀世界是否一致,是否“真”等,但由于只是關注到了建構主義的學習理論,依然把略去了在我們在教授要學習的知識之前人類對知識自身的“建構”。[6]
在這樣的理解之下,有些研究者即使在談到社會建構主義(socialconstractivism)時,也多主要以俄國心理學家維果茨基(L.S.Vygotsky)及其學派的學說為主要來源,認為“社會建構主義是指,個體在社會文化背景下,在與他人的互動中,主動建構自己的認識與知識。與其他建構主義理論一樣,社會建構主義也把學習看成是個體自己建構的過程,但它更關注這一建構過程中社會的一面?！盵7]這種對社會建構主義的理解顯然也只是對眾多社會建構主義在學習理論限制下的一種狹義的理解。在這樣的理解中,自然會將諸多作為科學哲學、科學社會學和科學史中重要指導思想并富有成果的社會建構主義排除在外。當然,在國內教育研究者中也有極少的例外,像近來在《全球教育展望》上的一篇文章,就也談到了在科學教育中科學的知識觀問題,認為科學知識應當明確地和深信不疑地被看作是個人和社會建構的。理論需要被看作是臨時性的,不是的。這和在其它教學方法中把科學知識描繪為客觀的,沒有疑問的和一成不變的(常常出現在教科書或正式的講義中)的觀點相反,而是把科學知識看作是通過個人的經驗探索發現的。[8]可惜的是,像這樣的認識與聲音實在是太少了。相反,在國內絕大多數研究者中的主流作法,卻只是在前面提到的對建構主義片面理解下,將其應用于各種具體的技術性教學手段。
3國外的某些觀點
在國外對建構主義這樣一種熱門的論題的研究中,與教育的相關同樣是研究者們關注的重要問題之一,但卻又不象國內教育研究界那樣視野局限。一個典型的例子,是專門研究科學和數學的歷史、哲學與社會學對科學教育之影響的刊物《科學與教育》(Science&Education)在1997年所出版的建構主義專號。其中數篇文章就從不同的側面討論了建構主義與科學教育的關系,是對科學教育中建構主義之當時的表現的哲學討論。正如其由著名的建構主義教育理論研究者馬修斯(M.R.Matthews)在開篇的導論性評論中所言:“在當代的科學和數學教育中,建構主義產生了重要的影響。在其后現代主義或‘解構主義’的觀點中,它在文學、藝術、歷史、社會科學甚至神學教育中有重大的影響。在其所有的變體中,建構主義都是被熱烈爭論的話題?！碑斎?重要的是注意到其“心理學的影響”以及建構主義的學習觀?！斑@是建構主義最原初的核心,即一種關于信仰如何被得出,而不是關于如何使信仰為真或將其解釋為科學知識的心理學理論。從這一核心出發,建構主義已經擴展到把關于認識論、教學、課程設置、教育理論、倫理學、本體論以及形而上學都包括在內的觀點?！薄暗?即使在其學習理論的核心中,也涉及到認識論……因而從核心出發,建構主義必然要涉及對哲學的考慮,不幸的是,這樣的考慮正是科學教師因其訓練而沒有準備好的東西。當然建構主義有許多變體。為了方便的緣故,這些變體可以分成教育的建構主義、哲學的建構主義和社會學的建構主義。及時種變體自身又可再分為個人的建構主義和社會的建構主義。第二種變體在托馬斯?庫恩(ThomasKuhn)的書中有其直接起源,并由近來美國科學哲學聯合會的主席巴斯?范弗拉森(BasvanFraasen)對之做出了最有力量的表述。這種哲學的建構主義在貝克萊的科學哲學中有其根源,并可進一步追溯到古希臘的工具主義哲學。自從亞里士多德以來,這種傳統就為科學哲學中的實在論者所反對。社會學的建構主義等同于愛丁堡學派的‘強綱領’,以及他們對科學知識社會學(SSK)的研究。在這種傳統中,科學的成長,以及在其理論和哲學保障中的變化,被人們用社會條件與社會利益的變化來解釋,而認知內容和理性的推理的解釋力量則打了折扣。這也就是說,某些真實而且合理的東西,并不被愛丁堡綱領的擁護者作看作是構成了一種解釋,說明它為什么讓人相信。”“需要承認,許多被用建構主義的名義來談論的東西已經超越了其原來學習理論的領域……建構主義也有助于教育者們意識到科學的人性維度:它的易謬性、它與文化和利益的關聯、在科學理論中約定的地位、理論的競爭性質,及其它更多的內容。”[9]
在另一篇文章中,吉蘭(D.R.Geelan)區分了6種不同的建構主義形式,它們分別是:個人的建構主義(personalconstructivism)、激進的建構主義(radicaldonstructivism)、社會建構主義(socialconstructivism)、社會建構論(socialconstructionism)、批判的建構主義(criticalconstructivism)以及與境的建構主義(contextualconstructivism)。[10]吉蘭還提到,這些視角的每一種,都為我們理解建構主義提供了不同的側重點。正如有人比喻的,可以把建構主義描述為一個n邊的多面體,它的不同的面代表了建構主義的不同形式。這些面中有些是相鄰的、相容的,而另一些面則是對立的并處于張力中,但它們仍然是整體的一個組成部分。當然,除了像馬修斯和吉蘭的分類之外,對于建構主義的譜系也還有其它眾多的分類。
不過,不同的分類只是表明了一些國外的研究者并沒有忽視在純學習理論意義上的建構主義之外其它的建構主義。馮?格拉瑟斯費爾德(vonGlasersfeld)可以說是在其本人和他的學派中使皮亞杰的認知心理學線索的建構主義得到了相當程度的貫徹,但即使是對于以他為代表的與學習理論關系密切的激進的建構主義理論的分析中,人們也仍然會注意到其超越個人維度之外的社會維度的表現,因為“激進的建構主義并不否認學習中的社會成分”,而且“顯然激進的建構主義確實把社會的成分看成是學習過程中不可缺少的成分”,只是“激進的建構主義的認知學習模式還沒有對在學習中的社會-文化成分和個人成分之間的相互作用給出適當的解釋而已”。因而這種相互作用需要進一步的研究。[11]這也正如奧格玻恩(J.Ogborn)在其“學習科學的建構主義隱喻”一文中所指出的,“關于學習科學和理解科學,建構主義非常有吸引力的圖象,來自把科學知識的本質和學習的本質這樣兩個非常不同的問題聯系起來?！薄帮@然在知識的本質和如何地學習和教授知識之間并無必然的聯系,但有一個明顯的推論,即學習者需要被教授這種知識的本質。在對這兩者應用同一隱喻的意義上,倡導恰當的學習方式的建構主義者經常把這種聯系作為必要的東西來對待?！盵12]
在科學教育的改革中,教學方法的改革與創新只是一個方面,盡管在教學的過程中,對于科學知識的本質的教授也是必要的一項內容。但另一方面,像對于課程內容的選擇與設置等,也同樣是改革的重要方面,在這方面,與來自建構主義科學社會學和科學史研究的結果就關系極為密切了。而且,這種密切的聯系在一些重要的基礎科學教育改革文獻中也有不同程度的體現。例如,1989年,在英國教育與科學部和威爾士事務部新公布的國家規定的中學科學課程設置中,科學史教學有了更進一步的進展。這份法規性的文件,要求學生和教師了解“科學的的本質”。在國家課程設置委員會發表的相應的指南中,甚至出現了“科學是一種人類的建構”這樣的典型帶有建構主義意味的提法,這樣,從法律上,便要求“學生應逐漸認識和理解科學思想隨時間的變革,以及這些思想的本質和它們所得到和利用是怎樣受到了社會、道德、精神和文化與境的影響,而它們是在這樣的與境中發展起來的;在這樣做時,他們應開始認識到雖然科學是對經驗進行思想的一種重要方式,但卻不是的方式?！薄翱茖W的本質”就是此課程設置所要求達到的17個目標中的一項。[13]至于像美國的《國家科學教育標準》和“2061計劃”這樣的科學教育改革方案,雖然在敘述上出于某些原因回避了明確地提出“建構”這樣的詞語,但其中“科學的歷史和本質”或“科學的性質”,都是其中重要的內容要求。在其字里行間,也可以看出相近的含義。如在“2061計劃”的科學素養基準要求中,就有像“科學的進步與發明在很大程度上依賴于社會其他部分的狀況”這樣的說法。[14]
這種在基礎科學教育中要求學生學習和認識科學的性質的做法,必然導致對科學與社會之關系、社會對科學發展之影響,或者更明確地講,社會因素對科學之“建構”作用的關注。這也正如柯柏恩(W.W.Cobern)所說的,他就是要在討論科學與科學教育的社會建構主義觀點時引入社會建構的概念,并論證說,“無論人們對科學知識的性質怎樣評論,對科學的學習必定要被看作是一種社會的建構。因而,任何科學課程設置都帶有一種社會的視角”。而且,在一種文化研究的意義上,在強調文化的多元性及其對科學發展的意義時,“科學的多元主義就是一種在對科學的社會研究中強綱領的邏輯延伸,它促進了對科學知識和方法的一種激進的社會建構論的看法?！盵15]
簡而言之,由以上并不完備的對一些國外的觀點的介紹分析中可以看出,在國外的教育研究者們當中,無論是就看法上,還是就實際的教育改革行動中,都并不僅將建構主義的理論與實踐限于心理學意義上的學習理論,而是超出了這一界限,除了關注在教授學生學習知識的過程中需要注意的建構主義學習理論之外,也注意到與所教授的知識本身的形成和性質密切相關的另一種意義上的的“社會建構”。
4科學知識社會學、科學史與“社會建構論”
如果我們粗略地將建構主義分為以皮亞杰式心理認識理論為代表的個體的建構主義,以及以科學知識社會學為代表的群體或社會的建構論的話,那么前者主要強調的是在個體在學習過程中認識的建構是通過認識的主體和被認識的客體(如知識)的相互作用來實現的,而后者,則關注在人類知識本身的建構過程中社會因素的重要作用。大約從20世紀80年代開始,在這里所講的意義上的社會建構論開始在國際對科學的人文研究領域中產生了巨大的影響,占據了主流地位。
如果略去更早些時期的背景,我們大致可以說社會建構論成熟于英國的科學社會學界的愛丁堡學派發展起來的“科學知識社會學”(SSK),或者至少它的“強綱領”幾乎成為科學知識社會學或社會建構論的代名詞。其代表人物布魯爾(D.Bloor)提出的作為原則用來研究科學知識之形成的“強綱領”,主要有以下四個要點:即1,應當從因果關系角度涉及那些導致信念和知識狀態的條件(因果性);2,應當客觀公正地對待真理和謬誤、合理性和不合理性、成功和失敗(無偏見性);3,應當用同一些原因類型既說明真實的信念、也說明虛假的信念(對稱性);4,應當可以把一種學說的各種說明模式運用于它自身(自反性)。雖然抽象地看上去,這四條信念并不復雜,不過如果暫時拋開為保障其學說本身免受質疑但又相對復雜和引起諸多爭議的“自反性”之外,其它三條“強綱領”恰恰構成了對科學之研究的“社會建構論”的核心主張。[16]在這樣的指導思想下,它修正了以往我們只用外部社會因素來說明科學認識的失敗或謬誤,而對科學“真理”的認識則只用內部史的方法即可說明的傳統研究方法,并具有相當大的顛覆性。也正是在這樣的指導思想下,科學知識社會學迅速發展起來,并以大量的具體的歷史與現實案例研究為基礎,將其影響延伸到多個領域。“到80年代中期,它積累了一些令人印象深刻的經驗性案例研究,并開始影響了眾多帶頭的歷史學家的工作?！边@時,“建構論”這個標簽,已經成為科學知識社會學家和受其影響的歷史學家們的共同具有的觀念?！斑@個術語把注意力引向一種中心的概念,即科學知識是一種人類的創造,是用可以得到的材料和文化資源來制造的,而不僅僅是對預先給定的和獨立于人類行動的自然秩序的揭示?！苯嬚摗案袷且环N方法論的取向,而不是一組哲學原則,它系統地將注意力指向作為社會行動者的人類在制造(making)科學知識中的作用?！盵17]
因此,當來自科學知識社會學家們自身的大量案例研究以及在他們的觀點對科學史家的影響下而帶來的建構主義科學史的研究工作大量問世時,這些工作就從社會學與歷史兩個角度開始對以往形成的傳統的科學觀與至科學知識的看法提出了挑戰與修正。由于建構主義科學史的具體成果與這些成果產生的影響是一個更加復雜的大問題,筆者將另文論述而不擬在此展開討論。但至少我們可以意識到的是,“從某種意義上說,科學知識社會學較大的感染力,就是呈請科學家、哲學家、歷史學家、社會科學家以及所有生活在科學時代的普通人,對已經習以為常了的科學觀進行再思考。”[18]
在這種情形下,“如果社會建構論者們的觀點是正確的,我們就需要徹底修改我們教給學生的那些有關他們正在學習的學科的系統條理的說法。物理學----以這個在其中爭議更加尖銳地出現的學科為例----原來被描述成為是探索在預先存在的自然王國中可以客觀地確定的性質與力的真實說明,這個先在的自然王國具有實在性,它獨立于人類在任何特定的時代所相信的東西,這種探索是松散地由一種可以合理地捍衛的‘科學方法’所指導的。但現在就不應再這樣描述了?！薄叭绻@種或者種更為激進的社會建構論的說明被接受了,在我們的教科書和課堂上,物理學就不再被描述為一種尋求真實地說明外部實在的事業……”。[19]
這樣一來,就使得教育研究者們面臨著一種兩難的境地。一方面,我們知道科學史對于基礎科學教育的重要性。多年以來,科學教育界一直在努力尋求將科學史引入科學教育,近年來,科學哲學和科學社會學的內容也成為基礎科學教育改革中人們努力要引入的內容。像那些著名的教育改革方案中設立的有關科學的歷史或科學的性質等內容要求,就是這種努力的明顯表現。但另一方面,近年來,雖然像有的人所說的,建構主義,或者說社會建構論的科學社會學與科學史研究已經過了其較高峰、最狂熱的時期,但現在畢竟它已在相當的程度上滲透到了對科學的人文研究的各個相關領域中,成為流行的觀念。不過,關于建構主義的觀點,在學術界又是有著相當多的爭議的。特別是,“建構主義對科學的看法明顯地與幾乎所有的科學家和科學教育家們習慣采用的觀點有嚴重的分歧?！薄吧鐣嬚摰难赃^其實受到了科學家、哲學家和非建構主義社會學家們的嚴厲批評,他們論證說,建構主義的計劃是荒謬的、自相矛盾的,或在經驗上沒有根據的?！盵20]因此,如何,或者說在什么程度上在基礎科學教育中利用或反映建構主義的觀點,也就成了有爭議的問題。
不過,其實建構主義只是將問題更加極端化而已。在建構主義的科學社會學和科學史研究成為熱點之前,有關傳統的科學史在基礎教育中的應用也并非沒有問題。早在1974年,美國物理學史家布拉什(S.Brush)就曾在《科學》雜志上發表了一篇關于科學史教學的重要文章:“科學史應該被定為X級嗎?”。布拉什指出,按照歷史學家的說法,科學家的行為方式可能不是學生們的一個好樣板。因為這確實涉及到對學生進行什么樣的教育的問題,“如果科學教師們想要利用科學史,并且如果他們想要從科學史家的當代著作中獲得信息和說明,而不是從一代又一代的教科書的編者那里毫不費力地地獲得神話和軼事,那么他就不可避免地要被這種對客觀性的懷疑論所影響,而這種懷疑論當前是很流行的。他們將發現,很難抵制歷史學家們的論點,特別是如果他們費心去檢驗這些論點的最初來源的話?！边@樣,“那些想要利用歷史材料來說明科學家是如何工作的科學教師,確實是處于一種尷尬的境地”,他的建議是讓那些想向其學生灌輸科學家是作為中性事實發現者的傳統角色的教師,不要去使用目前由科學史家準備的材料,因為那類材料不適合于他們的目的。[21]因此,建構主義科學社會學和科學史,只是使類似的矛盾更加尖銳,甚至于將“不宜”的對象從原來僅僅是學生擴大到包括相當一部分科學家和科學教育家在內更大的群體。
5若干結論與分析
結合上述討論,在這里,我們可以初步地得出如下的結論與分析。
1,在國內和國外,建構主義(建構論)都是在教育研究領域中被討論的熱門話題。
2,建構主義實際上包括了各種不同類型的理論。
3,教育界對建構主義的討論中,國內和國內的情況有所不同。國內教育研究者主要集中關注的是認知心理學類型的建構主義學習理論,以及將這種建構主義學習理論應用于各種具體的教學方法,而將另外一類來源于科學知識社會學并影響到科學史的社會建構論幾乎忽視。比較之下,國外關于建構主義與教育之關系的研究中,則對于后一類社會建構論也有相當的關注。
4,就與基礎科學教育的關系來說,及時類認知心理學類型的建構主義學習理論,主要與教師教授和學生學習已被設定要教授和學習的科學知識的過程相關;而第二類源于科學知識社會學及相應的科學史研究的社會建構論,則與對要教授和學習的科學知識的性質的認識和理解相關,它密切地關系到教學內容的設置和對所設置的內容在更深層次上的理解。
5,在國際上,社會建構論已經成為在對科學的人文研究各個領域中頗具影響的主流觀點之一,但對之也存在有廣泛的爭議。相應地,對于它在基礎科學教學中的體現,也是一個很有爭議但卻又值得注意和研究的問題。
6,國內教育研究界對社會建構的忽視,也與國內對科學的人文研究之普及的欠缺有關,眾多的教育研究者并不了解這種在國際上漸成主流的在科學觀上的變化與研究進展。與此同時,雖然近來國內的基礎教育改革已經在強調對于科學、技術與社會(STS)內容的引入,但傳統的科學觀仍然占據著主導的地位,傳統中強調科學知識的客觀性的唯物主義仍有根深蒂固的影響。這也在相當的程度上,使廣大的科學家和教育工作者難以接受社會建構論的許多見解。
7,盡管有上述的困難與問題,但包括科學社會學、科學哲學和科學史以及在這些領域中體現出來的建構主義思想在內的STS,仍是在基礎科學教育改革中需要注意的內容,問題只是應該深入研究怎樣以適當的方式來引進和吸收它們,并使之成為理想的基礎科學教育不過分割的有機組成部分。
基礎科學論文:基礎科學研究的困境及資助
一、基礎科學研究之困境
1．科學職業化后名與利的糾結十八世紀之前的科學研究均以業余愛好、個人興趣為基礎，學者(從事基礎科學研究的人，下同)為了追求對自然和社會的理解之較高智慧，不以名利為目標。那時的科學沒有今天這樣高的社會聲望，而且那時的學者主要是大學教師，學術研究滿足的是教學需要———學生對人類理智事業的較高追求。伽利略、牛頓、萊布尼茨皆如此。十九世紀，皇家科學院及各國科學院誕生后，科學研究漸漸地成為一種職業，研究成就與名利收入掛鉤;當啟蒙運動把科學變成了實證的理性事業后，科學研究的職業化就是不爭的社會事實了。羅伊?波特(RoyPor-ter)說，“傳統的、亞里士多德式的將物理學首先當作哲學分支的觀點不再那么有道理了:到1800年，真正的物理學則意味著實驗物理學?！?
人靠工作養家生活，科學家也不例外。18世紀前沒有職業科學家，人們都有確定工作，包括技術工作。人們憑借經驗改進工作技術，包括蒸汽機也是通過經驗的累積而改良的，熱力學理論是在瓦特改進蒸汽機之后才產生的。人們出于好奇心、工作與生活需要及個人性趣，才去探索自然物象之奧秘的。羅伯特?金?默頓(RobertK．Merton)說:“在科學被當作一種工具有自身的價值而得到廣泛接受之前，科學需要向人們表明它除了作為知識本身的價值以外還具有其他價值，以此為自身的存在進行辯護”?？茖W作為關于物象的經驗知識，只有當它向技術、生產和生活領域展示其無蔽的真理時，純科學理論的社會價值才獲得了人們的認可。由于笛卡爾坐標系的誕生，數學與幾何融會貫通，這種貫通使得實驗、測量與科學理論之間架起了一座檢驗的橋梁，經過啟蒙運動的催化，純粹的理論科學就變成了實證科學。原本以探索自然奧秘為目的的純粹的理論科學被啟蒙運動的思想家們打扮成了謀利的、經驗的、實證的、可技術化的實證科學。英、法、德等國的科學院最初是由那些有探索自然奧秘意愿的科學家自發組織起來的協會。
前蘇聯以國家名義創立了科學院，新中國成立后仿效蘇聯，國家及各省紛紛成立了自然科學院和社會科學院，但它們與英、法、德、美之國家科學院極其不同，前者是科學家自我組織的協會，不受國家控制，后者帶有強烈的國家主義色彩，貫徹的是國家意志。戰后，因美國原子彈的功效，各國政府加大了對科學研究的投入和資助力度，科學研究成了真正的職業研究。科學家從此陷入了為爭取研究資源和較高榮譽獎而奮斗的名利戰場。但創立深刻的科學理論是一項風險極大的事業，在短期內不能立竿見影地看到研究成果，而且以國家需求為目標的資助體系看重的是功利化的、實證的、有利于提高國家綜合競爭能力的實證和實用研究。戰后風行世界的課題制資助方式把科學家推進到了一個爭名逐利的戰場，從此高尚的科學研究事業與世俗凡事一樣骯臟。
2．國家資助體系的功利主義傾向國家資助體系必然貫徹國家之意志，以滿足國家政治需要為根本之目的，這就決定了國家資助不可能向基礎科學研究傾斜，必須向知識之流的應用研究和技術開發傾斜。不管是民主國家，還是非民主國家，國家資助的功利化取向是相同的?？墒牵A科學研究以追求真理為較高之目標，它不管、也不問其理論的功用價值，甚至于他人理解或不理解，研究者均不在乎。學術研究不需要向人們證明其理論是否有用。嚴格地講，一個思想是否有用，與思想之提出者無關，提出理論是一回事，應用理論是另一回事。所以，老子、莊子、柏拉圖、康德、牛頓、愛因斯坦均不思考他們的理論對于人們是否有用這一愚蠢的問題。學者沒有責任向人們證明其理論的功用價值;一個理論，有用與無用，與研究者和提出者無關，而與接受者的心智相關。學術理論、學術思想之意義不在其功用，而在于開啟人們的心智。比如，老莊認為，天道之幽幽，人心難求，這樣的思想，看上去毫無價值可言，可是它讓人們明白，人們以感官之功能不能探知自然物象之真相，這一認知意義就是老莊關于天道思想之價值所在。學術思想的意義在于它的認知層面，但并非所有可認知的東西均能付之于人的行為實踐，而且最重要的問題在于，一個思想是否具有行動的指導價值，責任不在于思想的提出者，而在于它的傾聽者和接受者。比如，1930年12月W?泡利(W．Pauli)提出了中微子理論的原型構想，就連他自己本人都認為，無法找到相應的實驗程序予以證實。1952年由其他科學家以精致實驗驗證了他的猜想。問題是，提出理論比驗證理論更為重要。以課題制為核心的國家資助體系很難資助大膽猜想的、無實用價值的學術理論研究。
3．意識形態的壓制孵化科學的是文化，不是意識形態，科學是文化演進的產物;意識形態恰好是科學的“敵人”，是科學進步的主要障礙。意識形態是用來證明政治制度合法性的理論工具，是官道運行的“軟件”。筆者認為，科學是研究天道的，文化是研究人道的，意識形態是研究官道的，天道、人道、官道雖有交匯點，但各行其道是必須的。十九世紀法國科學家拉瓦錫在法國大革命中被砍頭，前蘇聯的李森科借意識形態制造偽科學，歷史斑斑血痕，意識形態與科學，尤其是與基礎科學存在著深刻的對立與排斥，它是基礎科學研究的“攔路虎”。科學不是任何單一主義的產物，任何單一主義都不能指導科學;科學也不是任何個人智慧的產物，盡管歷史上許多的個人對科學研究做出了不可磨滅的貢獻，但從科學演進的軌跡看，科學從來都不是個人智慧發揚光大的結果，任何人指導不了科學?；仡櫲祟惪茖W史之歷程，源起于希臘文化的科學，在雅典時期繁榮，到希臘時期達至頂峰，羅馬人雖然征服了地中海三大洲，但科學在羅馬時期“死亡”了。“羅馬人只是為了完成醫學，農業，建筑或工程方面的實際工作，才關心科學，他們只使用科學知識之流，而不培育其源———為學術而學術的源泉———，結果，不到幾代人，源與流就一起枯竭了?！?
從英、法、德、俄、日、美等科學強國的歷史經驗看，科學不是一種孤立的社會現象。上述諸國科學繁榮前先有一大批思想家、藝術家、文學家甚至音樂家，而后才誕生一大批科學家。究其根本，乃是這樣一個基本道理:我們不能指望一個頭腦發懵、智力尚未開化的人搞出驚天動地的科學發現和科學理論。西方著名的科學家首先是思想家，而后才是科學家，因為用他人之思想做不了自己的研究。強迫科學家接受意識形態的指導，不但壓制了社會科學家學術創新的靈感，同樣也壓制了自然科學家學術創新的靈感。以意識形態為借口，壓制學術自由，基礎科學就繁榮不起來。基礎科學研究在中國遭受意識形態方面的壓制表現在兩個方面。及時，官方意識形態把科學精神解讀為“求真務實”，事實上那是工業科學精神?；A科學只求真，不務實，牛頓、愛因斯坦從來不考慮他人如何運用他們的理論去獲取較大限度的“社會效益”?！皠諏崱笔钦渭业囊螅殬I化的工業科學家也追求應用技術之實利，但基礎科學研究沒法“務實”，除非改變現行的科學制度和知識產權制度。第二，意識形態是國家資助體系的“風向標”，凡是符合并較大限度滿足政治要求的科學研究項目就能得到很好的資助，否則，很難得到資助，因為研究項目填報欄里要求研究者必須填寫有何“社會效益”。
4．課題制與基礎科學研究不相適宜學界認為課題制度的優點，不外乎以下幾條理由:l．合理配置科技資源，提高使用效率;2．引入競爭機制，適應并滿足市場需要;3．打破單位限制;4．規范國家科研計劃及管理制度;5．明確參與課題研究主體間的責、權、利之關系。這五條，除了第3條是針對當前體制弊端之外，其余4條均不成立?！昂侠怼保虾跽l之理性?只是合乎國家作為出資方的理性，實則是政治決策者的個人理性，較大限度滿足國家對科學技術的需要。國家的科技需要主要是應用科學技術、實用技術的需要，對于基礎科學理論，它不需要。第2條，既然有市，何必國家資助呢?因為市場主體是企業法人或自然人，企業家需要技術，他可以從技術市場上采購而得，何必國家資助呢?國家以納稅人的錢去資助企業家對技術的需要，那不是相當于說用公共財政(眾人的錢)去資助少數人發財。這不合乎正義。唯獨第3條旨在打破現行科研單位權力的限制，有點道理。第4條是以國家科研計劃為前提的，對科學研究進行人為的規劃本身就是荒唐的，因為沒有人是圣人，誰也不能事先預知研究從哪里取得突破，對科研進行規劃，不合科學演化軌跡。第5條屬于管理程序，姑且不論。總之，課題制度的核心是較大限度地滿足國家對工業科學及其技術的實際需要，貫徹的是國家意志和政治決策者的政治意愿，但它與基礎科學研究極其不相宜?；A科學研究滿足的是國民對自然物象和社會現象的認知需要，這種需要是非功利導向的。國家不是一個人，而是一個機構，機構沒有認知需要。政府作為國家的人，它不會出錢購買認知智慧。李兵、李正風二人對課題制度的批評角度仍然是工業科學研究觀的立場，他們二人看不到基礎科學研究的性質與取向是豐富知識之源，增加全社會的知識總量，而工業科學研究是截取知識之流以應用于國防、生產、環保和生活等諸多方面。
二、基礎科學研究的性質與資助
從基礎科學的性質上看，基礎科學研究體現的是研究者之間的智力競爭制度，學者把對自然物象、社會現象的深層次的認知、達至頂峰的智慧作為自己的研究追求，以自己的智慧傳之萬代而不朽為著書立說之宗旨。這樣的研究情懷，不僅僅是高尚的，而且是塑造本民族乃至人類文明和文化的精神家園。基礎科學追求的是人類認知萬事萬物的較高智慧境界，它不以功利和實用價值為其研究目標和追求;基礎科學對于一個民族的精神價值來講，是以開啟民眾和后代智慧為其終極目標的。追求人類的較高認知智慧是科學研究的終極目的，“獨孤求敗”是基礎科學的真正精神，“求真不務實”是基礎科學研究的靈魂。啟蒙運動之后，人們把“知行合一”看作是科學的標準，實際上這只是實證科學的標準，基礎科學不能以此為準。人的認知層面與行為層面并非二合一的關系，許多精妙的思想暫時找不到它的實踐路徑，不等于說，它就是虛的、不真實的，如前所述，物理學史上相對論、量子論、中微子理論，起初均沒有找到驗證它們正確的實驗方法，十年、二十年過后，人們才找到檢驗其真偽的實驗方法。常人之思想，往往有很強的惰性，把自己一時不能理解的思想和理論斥之為“妄”，而那些膚淺、甚至是錯誤的思想則很受歡迎。人類最普遍的歷史現象是:真正的學術思想精品，不為當時的世人所理解，歷經數代人之后，人們才發現它們是有價值的，而且具有極高的認知價值和啟發價值，而那些流行的“時代精神”過了一代或兩代之后，就被人們視之為垃圾，棄之于野。中國文化史上的道家、儒家、縱橫家等學術流派就經歷過“不被同時代人所理解而被后代人視之為寶”的遭遇。伯納德?巴伯(BernardBarber)說，“科學不具有常識的局限性”。
基礎科學的理論解釋范圍遠遠超出了常識和經驗，牛頓的萬有引力定律、狄拉克(PaulAdrienMauriceDirac)的正電子方程、W?泡利的不相容原理、德布羅意(LouisdeBroglie)的物質波概念等，它們均以數學推導為工具，實驗過程只是證明他們的推導結果是正確的。自然物象的本真狀態處于人的感官范圍之外，人們只能用儀器捕獲其物象，以顯示儀顯示其存在狀態，以數學為工具推導其變化過程。現代物理學的研究對象不是可以直接感知的，更談不上經驗，人們必須以常人無法直觀的方式去研究它們，思想方法的獨特性是其關鍵。埃德加?莫蘭(EdgarMORIN)說，“新宇宙學的開拓者從開普勒到牛頓都把他們對自然的探索建立在他們的神秘的信念的基礎上:在現象世界的混雜性之后存在著規律，世界是一個合乎理性的和諧的創造物”。故此，莫蘭認為，必須保護越軌者。也就是說，必須保護那些有奇思妙想的怪才、不同尋常的奇怪理論和怪異思想。縱觀整個物理學史，每個對物理學理論做出貢獻的物理學家都是以自己獨到的思想方法而名垂于科學青史。所以如此，用他人的思想做不了自己的研究，不同的問題需要不同的思想方法去解決，捕魚的理論指導不了打獵。不存在放之四海而皆準的通行的、普遍的思想方法。這正是基礎科學研究的生命所在。
基礎科學研究之成果就是作為認知的科學理論、歷史理論、人文思想、社會理論等。其最為重要之歷史和社會價值是開啟后代之心智，純潔人們的靈魂、規范社會秩序，啟發后人的交往理性。這是不能用實證精神和實驗程序加以檢驗的精神價值。
1．基礎科學研究資助的新思路基于上述考慮，筆者認為，基礎科學研究的資助方式必須這樣來構想:把資助與學術知識產權結合起來考慮，以學術成果(篇、著)為購買單位，針對每個基礎學科，國家成立匿名評審委員會，建立采購制，而非申報制，對于在嚴謹的基礎學科的專業學術期刊上發表的純理論研究成果，經學科專業委員會審定認可后，由國家出錢，“高價”從學者那里購買部分知識產權(主要是使用權，而不是占有權和所有權);從事工業科學和技術開發的研究者引用或應用某項學術成果(包括人文學科的研究成果在內)，必須向原本作者付費;對于特別的、高水平的、可以傳之后世而不朽的學術研究成果，國家采取匿名評審的辦法，另外給予重獎;同時，放開對社會資助的控制和管理，鼓勵民間機構、民間團體自行決定對基礎科學研究的資助方式。
2．建立健全基于基礎科學的評價制度目前全世界通行的學術評價體系中關鍵的評價指標是引用率這一概念。以引用率作為學術評價的前提是某篇研究成果必須得到同行的關注，有關注才有引用率，如果不被關注，或被關注得極少，引用率就為零或低。然而，學術思想史上不爭的事實是:不被人關注的學術研究成果常常具有極高的思想價值和實際的社會價值，只是當時的世人沒有認識到這一點而已。在人類智慧演進和思想史上，越是深刻、宏闊的思想體系，能夠被同時代人所理解的極其罕見，相反，那些最容易被理解和引用的研究成果，不一定具備很高的思想及社會價值，10年、20年或一代人之后，它們或許就被人們扔進了垃圾堆，成為歷史和思想史上的塵土。而那些不被當世人所理解的、高水平、引用率極低的著作，反而有可能是不朽的、世代都光芒萬丈并且惠及萬代的精品。純粹的理論科學是少數人的事業，真正屬于大眾的科學只能是工業科學和技術開發，但不是基礎科學。對于基礎科學來講，其研究成果，一看就明白、一看就懂、引用率極高的東西，不一定是什么好東西，不一定是深遂而精妙的真知卓見;而那些真正的學術精品未必就是常人一看就明白、一看就懂的、引用率極高的研究成果?！耙寐省备拍睿荒苷f明某個問題被同時代人思考和關注的程度，但不能以此作為衡量作者研究之深刻、思想之精致、智慧之高低的度量標準。古希臘哲學家德謨克利特的著作被埋沒長達二千余年而不被人所理解，老子的《道德經》至今能夠理解它也只是少數人?！耙寐省备拍铑愃朴诿裰魃鐣牡闷甭矢拍睿渭业牡闷甭手皇谴砻癖姷闹С殖潭?，但不代表政治家的執政觀念具有真理的性質;基礎科學研究成果的真理性不能用贊成人數的多少來衡量，也不能以關注者和有興趣者的多少來衡量。
適合于基礎科學的評價制度只能是同行專家評議制度。該項制度的基本原則是:公正，堅持并忠于真理。贊成給光之波動說的貢獻者菲涅爾(AugustinJeanFresnel，1788－1827)評獎的科學家畢奧(J．B．Biot)、拉普拉斯和泊松(S．D．Poission)都是光之微粒說的積極擁護者。同行專家評議，評價公正是最難得的，學派之間的認知分歧、利益沖突不可避免，多重學派專家匿名評審是較好的制度安排，否則，難以保障評審和評價的公正性。對于一個真正的學者來講，堅持并忠于真理是至高無上的科學信念，任何時候、任何情況都不可動搖。
作者：鄧周平單位：江蘇科技大學公共管理學院
基礎科學論文:音樂基礎科學研究的新成果
翻開中國、印度、阿拉伯或歐洲的音樂歷史典籍，我們發現樂律學在其中占據了很大的篇幅；從赫爾姆霍爾茨的《音感覺論》到王光祈的《東西樂制之研究》，近代西方和中國的音樂學也都肇始于所謂的音體系（Tonsystem）研究。可見這門以音樂構成的最基本單位――音程為探索對象的學科在古今中外的學術中都居于十分重要的地位?？墒钱斀窠^大多數學習音樂的人卻把律學視為畏途，認為它太抽象，數學運算太復雜、太困難了。殊不知當我們從事音樂活動之始實際上就已經與音律打交道了。當然在一般情況下律學所探討的音程關系憑聽覺也是能夠“自在地”訓練和把握的，但是作為一門“自為”科學的音樂學，如果沒有一定的律學基礎，其研究的深度與廣度就將會受到很大的局限。
今年4月由中央音樂學院出版社出版的李玫博士的專著《東西方樂律學研究及發展歷程》是這門多年來被音樂學界冷落的學科值得關注的新成果，它也是作者從碩士到博士學術上節節提升、多年耕耘結出的碩果。該書的上編“研究方法”以精練的、相對易懂的語言（約占全書1/8的篇幅）闡明了理論律學的一般原理，論述了樂音和音程的物理屬性與數理規定性的相互關系，使具備高中數學、物理程度的音樂學子可以在較短的時間內初步掌握這門讓許多人望而生畏的學科的基本知識。這一部分的闡釋在繼承繆天瑞先生以往研究的基礎上，充實了趙宋光先生及作者的新探索成果和新提出的概念，例如“相對波長”、“躍遷算子”、“躍遷值”等。她還提供了運用這些新方法進行運算的實例，使讀者可以將它們與傳統的運算兩相對照，明確彼此間的聯系。作者在講述一般理論的同時，也兼顧介紹了從古代各主要文化以長度比值、近代以頻率比值、現代以周期比值來解釋律學原理從宏觀到微觀的發展歷程。尤其值得稱道的是，作者用三四萬的文字把這門看似深奧的學科的基本原理向讀者做了簡明而清晰的交待，大大地拉近了律學與一般音樂學研究者和學習者的距離，也為未來在音樂院校開設相關的課程做了學術上的鋪墊。
該書的下編“律學研究歷史的發展與回顧”是這部著作的重心，也是其創新性和主要價值之所在。作者在及時、二章系統地記述了中國律學實踐與理論發展的沿革，讓讀者一目了然地了解從《管子?地員篇》記載的三分損益法到朱載址⒚韉摹靶路密律”這一不斷深化的歷史脈絡，在第七章還總結了20世紀中國樂律研究新成果。同時下編還分別列舉了除中國以外其他三大文明發源地印度、阿拉伯-波斯（古埃及和古兩河流域）和歐洲不同時期的律學理論和運算原理，例如古印度的“22斯魯蒂”理論、對維納琴弦長進行分割的掐斷率，古代阿拉伯世界的扎爾扎爾“中指”、烏德琴定弦法、薩菲丁的不平均十七律，歐洲拉莫斯和扎里諾的純律理論、斯臺文和梅爾桑對十二平均律的研究等，用豐富的實例證明了民族音樂學的創始人之一埃利斯在《論諸民族的音階》中所得出的結論：“在全世界不是只有一種音階，或只有一種自然的音階，或必須以赫爾姆霍爾茨極為巧妙地設立在音響學上的構成原則的那樣一種音階，而是有著非常多的和各式各樣的不同音階。其中有些是極其人為的，甚至還存在著很隨意地發音的音階?！雹俅送庾髡哌€介紹了近代物理學和數學的新成果對律學發展的推動，也為后學指出了今后如何借鑒現代科技深化這一領域研究的新方法、新思路。
李玫博士的這部著作在強調數學和物理學對樂律研究的基礎作用的同時，并沒有忽視人類豐富的樂器制作與演奏實踐在推動認識樂律的規律的重要意義。例如作者十分重視中國琴律、笛律學的研究成果，特地介紹了印度拉瑪馬特亞以維納琴作為實踐物改造律制的過程、阿拉伯烏德琴的定弦法、烏德演奏時中指指位的變遷和扎爾扎爾中指指位的確立對阿拉伯律制形成的特殊作用?；谘葑嘌莩膶嵺`和人類的審美聽覺，作者特別尖銳批評了當今樂理知識講授中把十二平均律作為世界通行的金科玉律，而對它違反自然規律的本質缺陷視而不見的現狀，以充分的論據打破了多年以來國內外專業音樂教育對十二平均律的迷信。這對開拓和豐富音樂史學、民族音樂學、音樂心理學的研究視野是十分有益的。
按照書名這本著作的研究對象應為“東西方樂律學”，但是在其中我們只看到對四大文明發源地律制的論述，而對于一些很有特點、民族音樂學家歷來十分關注的其他特殊律制，例如泰國的七平均律、印度尼西亞的九平均律卻沒幾乎有涉及，更沒有從學理上加以解釋，這讓我們這些世界音樂后學者不能不感到有些遺憾。盡管如此，我們已經可以從李玫老師的這部書中獲得了許多的啟示和教益。
正如趙宋光教授在該書的序言中所說的：樂律學“曾以不可抗拒的規律性多源萌生存活，還將以不可磨滅的勃勃生機發育壯大，而且還將以自己抽枝放苞的強勁生命力注入未來的人類，煞住百年頹勢?！蔽覀冇欣碛上嘈耪谡衽d的中華民族這個文化群體“有能力在21世紀引領人類音樂文化走出那‘法老稱霸的疆土’”。
林冰清 吉林藝術學院音樂學院講師（責任編輯金兆鈞）
基礎科學論文:思想道德修養與法律基礎科學性研究
在課程教學中踐行思想道德和法律理論（實踐性）、彰顯課程教學內容的科學性、立足課程教學內容的階級性、發展課程教學內容的開放性，堅持《思想道德修養與法律基礎》教學內容的科學性與意識形態性的辨證統一，把堅定正確的政治方向放在首位，樹立社會主義意識形態教育優先的思想。以高品位的思想道德和法律學術水平聚人氣，確立《思想道德修養與法律基礎》學術研究與教學任務適度分離的原則。在《思想道德修養與法律基礎》教學中，應進一步立足社會主義意識形態（政治方向），彰顯思想道德和法律理論的科學性（學術性），以進一步增強《思想道德修養與法律基礎》教學的實效性。
（一）樹立《思想道德修養與法律基礎》社會主義意識形態教育優先的觀念
立足《思想道德修養與法律基礎》的社會主義意識形態性，進一步堅定課程教學的社會主義方向?！端枷氲赖滦摒B與法律基礎》是一門中國特色社會主義的課程，具有鮮明的社會主義意識形態性。馬克思主義思想道德和法律理論從誕生之日起就公然申明是為無產階級服務的，在學校就是為大學生服務的，是為武裝大學生頭腦，為大學生傳道、授業、解惑而開設的課程。大學生高尚的思想道德和法律素養不是自發產生的。列寧的“灌輸理論”給教《思想道德修養與法律基礎》的教師提出了嚴格要求，同時也為這些教師確立了社會主義意識形態教育的優先思想?！端枷氲赖滦摒B與法律基礎》教師要努力改造世界觀、人生觀、價值觀和法治觀，刻苦鉆研思想道德和法律理論，深入中國特色社會主義建設事業的實際，以身作則，深入到大學生中了解實情，做客觀、公正、符合實際的調查研究。充分運用社會主義核心價值觀理論，整合教學內容、改善教學手段和方法，解放思想、實事求是、與時俱進，求真務實，堅持以人為本的科學發展觀，貼近實際、貼近生活、貼近學生，增強《思想道德修養與法律基礎》教學的吸引力、感染力、影響力，切實有效地提高教學的針對性和實效性，培養適用于當前發展的社會主義的接班人和合格建設者。
（二）確立《思想道德修養與法律基礎》學術研究與教育任務適度分離的原則
彰顯《思想道德修養與法律基礎》的科學性，進一步提升《思想道德修養與法律基礎》教學的學術性。人們要高度重視《思想道德修養與法律基礎》的科學研究工作，努力提高教學的科研含量?！端枷氲赖滦摒B與法律基礎》的教育性不容置疑，是社會主義本質要求的體現；同時，課程的科學性不容忽視，《思想道德修養與法律基礎》是科學性與意識形態性的辯證統一。要提高《思想道德修養與法律基礎》教學社會主義意識形態的說服力和感染力，思政教師必須加強對《思想道德修養與法律基礎》課理論和實踐問題的研究，并且要用科學研究所獲得的成果支撐高水平教育。教師只有用自己的理解和掌握的科學理論去傳授、去講解，才能影響學生、說服學生、打動學生。只有這樣，才能真正實現思想道德和法律理論深入學生頭腦。同時，《思想道德修養與法律基礎》課教學還肩負著為社會主義意識形態宣傳的任務。但是，在宣傳中應體現社會主義意識形態的學術（科學）性。有人覺得《思想道德修養與法律基礎》的開設是黨和政府的行為，照搬相關文件和要求就可以，不需要深入到科研工作。這種觀念是錯誤的。由于教學內容的科學性和教學任務的復雜性、多樣性，決定它必須深入到科研工作。從《思想道德修養與法律基礎》教學內容的知識層面講，學生在中、小學學習過程中就或多或少有所接觸，并有一定的了解。近年來，黨和國家在政治宣傳方面的工作有了很大提高，通過媒體、報紙、電視、廣播等形式一直積極宣傳。但是，《思想道德修養與法律基礎》教學是要從知識層面向理論層面的提升。大學生基本上都是成年人，他們有較強的自學能力以及獨立思考能力，純粹的政治宣傳對他們根本無法起到好的教育效果?！端枷氲赖滦摒B與法律基礎》要充分發揮大學生對現有知識的懷疑心理和學術層面的追求。如果教學只是一味地重復大學生已有的知識，不僅無法達到教育的根本目的，還會使他們對教師、對課程、對學習產生厭煩心理。因此，對《思想道德修養與法律基礎》教學內容的闡述，必須要用學科科研成果作支撐，才能打動學生，使學生信服。人們一直提倡素質教育，其根本目的就是在科學理論的指導下，充分調動學生獨立自主的學習能力，要讓學生自己提出問題、分析問題和解決問題。教師教學的科研含量，對學生的獨立思考問題無疑是一種示范作用。近年來，人們在《思想道德修養與法律基礎》教學中不斷摸索，力圖采取更有效的授課方式實現教育傳授的目的。在教學中，人們利用專題講座的授課方式，目的就是嘗試增加學術含量。在新課改進程中，必須改變思政教師教書匠的傾向，必須在科研上提出更高要求，并在政策上提供傾斜，真正實現思政教育工作者從教書匠向教學科研型教師的真正轉變。這與教師所在院校是教學類型不是一回事，即便是教學型院校，思政教師也應樹立教學與科研并重的思想?！端枷氲赖滦摒B與法律基礎》教學必須堅持教學與研究并舉，以教學支撐科研，以科研帶動教學，但也不能過分強調科研。有的《思想道德修養與法律基礎》教師一心忙于搞科研，荒廢教學，是“撿了芝麻，丟了西瓜”。
高校《思想道德修養與法律基礎》既有社會主義意識形態教育的任務又有學術研究的問題，要貫徹社會主義意識形態教育優先的原則，確立《思想道德修養與法律基礎》課社會主義意識形態教育任務與學術研究適度分離的原則，這是由教育的階級性決定的。《思想道德修養與法律基礎》課堂教學必須堅持社會主義意識形態教育優先原則，把好堅定正確的政治方向關，與學術爭鳴適度分離。馬克思主義理論課教育本身有一種傾向至今仍未徹底改變，那就是把馬克思主義理論課“學術化”。片面研究、考證和詮釋觀點、體系、“從概念到概念”或是概念加實例，非要將其弄成一門高深的學問才肯罷休。這是職稱評審“指揮棒”的影響，根本沒有意識到《思想道德修養與法律基礎》的時效性和針對性是較大的學術性?！端枷氲赖滦摒B與法律基礎》教學嚴重脫離大學生思想實際，使許多大學生面臨的現實問題得不到很好解決，感覺馬克思主義離他們很遠。當大學生的思想問題在《思想道德修養與法律基礎》的課堂教學中得不到很好解決時，大學生們就會到西方學者的哲學著作或其他人文著作中尋找答案。這正是大學生們經常興起這種或者那種思潮熱的重要原因。
作者：曹麗萍 王繼輝 單位：中山火炬職業技術學院
基礎科學論文:農學報與農業基礎科學在我國發展
上海務農會于光緒二十三年四月(1897年5月)創刊的《農學報》，是我國最早的農業專業科技期刊。它大規模地翻譯西方以及日本的農學著作，及時次系統地傳人西方農學知識，幾乎涵蓋了現代農學學科中的所有門類。同時，國人在農學方面也有了自己的創造，對農學有了獨特的認識，現代農學體系已初見端倪。以自然科學知識武裝起來的西方現代農學，與中國傳統農學有著本質的區別。用科學改造農業，在農業史上是一次巨大的飛躍，是科學與農業生產力的一次結合?！掇r學報》的誕生對之后系列綜合性農業期刊以及次生農業學科專業期刊的出現具有開拓性意義。有關《農學報》編輯出版或與中國近代史關系的研究，已有一些成果。本文擬運用科技傳播史研究方法，揭示其在傳播西方現代農業基礎科學體系方面的貢獻和創造。
1農業經濟學
在農業經濟學中，見載有：光緒二十四年五月(1898年7月)第36冊藤田豐八譯的《農工銀行法》，后在第37冊續完；光緒二十四年九月(1898年10月)第47冊陳壽彭譯的《農利叢談》，后在第48冊、第49冊連載；光緒二十七年三月(1901年5月)第140冊今關常次郎著，吉田森太郎譯的《農業經濟篇》，后在第141冊、第142冊、第143冊連載。《農利叢談》一文中指出，農業獲利頗豐，鼓勵人們從事種植業，并用實際調查數據來證實棉田之利，認為：“今試以二千萬畝之棉子，計其每年所得之息，約可二千五百元。若他國棉田七千五百萬畝，則每年裒積其出產利益，可得一萬二千三百七十五萬元矣。
此中之益，所差凈利，約至十萬萬元。惟是種植者，聚積如此之多，約估每年所運三百萬噸之棉子，以出洋。其國應得厚利，亦將近于十萬萬元，豈不佳乎?此吾人所以少聞其農功失利者”。據此，農田之利已不言而喻，“農功失利者”更是聞所未聞。光緒二十四年九月(1898年1O月)第47冊《農業保險論》一文論述了保險事業的由起，天災人禍不可避免，而保險業意在拯救人于殃禍之中，已成立的有“帝國生命保險公司”、“日本生命保險公司”、“明治火災保險公司”、“職工保險公司”、“帝國海上保險公司”等。各種保險公司蔚然而起，看似保險之事業已完備，但作者認為，“余特以保險事業之最切急者，未起為憾焉。最切急者為何?農業保險是也”_6]。并且，對農業保險事業的重要性及迫切性作了闡述：“世之立說以農為重者，謂本邦以農立國。鑒于國家所由創建，與應朝理財之法，日不可不以農業建國本，余非偏重農業，而輕視他業者。然深知農業不可廢弛，又國民之業農者居大半，故欲扶掖振作之，以裨國家，為之講便宜保安之法，殆當今最急之務也。屋宇府庫賈物，得托保險，而農人獨無所托產業，以保安全。是余所以主張農業保險事業，而不已也”6。
文中所涉“農業保險”一詞，中文前所未有，實為一次全新的突破，把金融領域的一種安全措施運用于農業之中，從而注入中國傳統農業管理拓新的理念?！掇r業經濟篇》一文對農業經濟學作了概述：“農學為應用諸種學科于農業之一種科學，世所已知，然則農業經濟學，亦為應用于農業之一種理財學而已。農業經濟之農業與理財學交涉，與農藝化學之農業與化學交涉，形同而旨異。農業經濟學之發達，尚不如農藝化學，范圍經界，分別術嚴。農業經濟之本體，可分為二部：一屬社會，主研究小作料地租等社會通行之原則；一屬各人，主探求農場設備管理等各人營業之知識。
農業經濟學有此二部，始得之組成”。由此可知，農業經濟學尚屬一門新興學科，是農業與經濟學交叉所形成的。這是之前綜合性期刊所未曾涉及的。因此，“修農業經濟學，必須有理財學之觀念，以之審屬社會之部”，而不只是“敘述屬各人者為主”。除此，還對消費、價值、價格、勞力、資本、資產、生產要素等經濟學概念作了詳細的解釋，并從生產、貿易、消費等經濟學角度對農產品流通作了具體分析。這對轉變傳統農業形態，從自足性生產轉向商品性生產和提高農業經濟效益不無裨益。
2農業物理學與農業化學
在農業物理學方面，光緒二十六年十一月(1901年1月)第128冊有藤田豐八譯的《電氣助長》；光緒二十八年四月(1902年5月)第178冊有沈譯的《光線與植物之關系》；光緒三十一年十二月(1906年1月)第3l5冊有《漁業上電話機之應用》等?！峨姎庵L》一文提及：“通電氣于植物種子，則大助其生長云。今據俄國電氣工藝會所實驗，通電氣之種子，比普通種子有二倍至六倍之收獲，且通電氣于地中之根，則胡蘿卜馬鈴薯亦比通常者，可大數倍云”l_8。實驗證明，電磁波有助于植物生長，能夠增加產量。將電學原理運用于農業，是為一次全新的嘗試?！豆饩€與植物之關系》一文論述了日光對植物生長的重要作用：“植物必得日光乃能長養，此在稍窺植物學、氣象學之門徑者，無不知之原。夫光線之作用能在植物體中造生物質葉綠，因之而有分炭教養之機能。光線大宗固仰給于日，然月光雖微，亦為日光之助。若電光，則利大害亦大。惟日光中之中位波長者，即黃赤色為最宜于植物之生育也”9，指出光線的作用在于能在植物體中形成葉綠素，使之發生光合作用，合成有機物，在保持大氣中氧氣含量和碳循環的穩定等方面也有重要作用，并將日光與月光、電光相比較得知，惟日光最宜于植物生長。而且，法國巴黎對光線作用的實驗成績也表明，“凡植物受日光多者，收獲亦多”。從中可知，日光是植物生長所必須的條件，與此同時，植物釋放出大量的氧氣，有益于人類。綠色植物光合作用是最為普遍、規模較大的反應過程，是農業生產的基礎，在理論和實踐上都具有重大意義。在農業化學方面，光緒二十九年十二月(1904年1月)第241冊有《論農藝化學之進步》；光緒三十年四月(1904年5月)第254冊有澤村真的《農藝化學實驗法》等?！掇r藝化學實驗法》一文介紹了各種成分的實驗法，談到植物灰分實驗時指出：“農用植物之灰，通常成自硅酸、磷酸、硫酸、鐵、石灰、苦土加里曹達鹽素，含滿俺者甚稀，欲驗植物之無機分，即檢以上之成分，先燒其植物為灰，灰之含量由植物而大異。故所同量之灰之植物量，由種類而不同。
依分析表，知植物之灰含量。據計算，采生五瓦灰之植物，干燥細切人坩堝，在燈上灼之。其初坩堝不掩蓋，至煙不生乃施蓋，時時開之，以換空氣。因植物種類而灰色不白，宜將坩堝離熠放冷，滴下強硝酸石灰，更灼之，則酸化炭素灰為白色，灰粗白色則行次試驗”l。植物之灰含有硅酸、磷酸、硫酸等無機化學成分，檢驗這些成分時，首先將其燒成灰，不同的植物，灰之含量不盡相同，而所含的無機成分也有所差異。依照文中所提到的實驗方法，檢驗植物中的成分，對其成長所需補給的肥料進行核實，從而合理地施肥。同時，還對土壤、肥料、植物有機成分、尿、牛乳、酒類、水等物質進行實驗，檢驗其各種成分，以有效利用。
3農業氣象學
在農業氣象學方面，光緒二十九年四月(1903年5月)第216冊中川源三郎的《農業氣象學》，后在第217冊、第218冊、第219冊連載；光緒三十一年三月(1905年4月)第287冊的《論農業天氣預報之必要及霜害之預防》，后在第288冊、第289冊、第290冊連載?！掇r業氣象學》一文對農業氣象學作了概述：“農業氣象學者，所以考察氣象，乃關于農事者之一分科也。其旨歸在講明外界現象之性質，及變化之定則，以究氣象所及土地及植物之實效，兼示應用氣象之方法”Il。將氣象學作為農學學科中的一個分支，考究氣象對土地、植物的實效，并指出氣候是農業的制約性因素，“凡氣候之于一切業務，甚重且大”_l，就中國農業，尤直受制于天候，不可須臾離。故“古來農家所當憂苦者，唯在天候良否。然則農產物之豐歉，唯氣象為之，決非農家所能左右之者。故當氣候不宜，雖窮培養之力，常獲之半，且不可望，人皆知之。夫如是，則農事與氣象，其相關也甚大矣。雖然氣象之良否，人無奈之何，不得不委之天，但審此等所以關植物，其有益者，務講利用之方，其有害者，必究防遏之策，是農家之急務”_l。
氣候的變化直接影響農作物的收成，人之力亦無可奈何，由此認為，“農事與氣象，相關甚大”。進而，氣象學成為人們迫切了解的知識，“氣象學者，理學之一分科，專究大氣之狀態及其現象，則其學之所及太廣，且施之農務。其要件亦甚多，氣象元素，所附于地面及植物之效用。農產物基于氣象變化之病害，隨氣節變遷，應氣候變化，而變更耕作及植物之方法，及必用天氣，與不用天氣。預知之于未發之前各方法等，是也欲講求此等事理，則農學之外，必須知氣象學之大要”l}_一。氣象學用之于農業，是農學與理學二者的結合，諸氣象元素形成植物生長的自然條件，氣候變化對農業發展產生了決定性的作用。因此，“氣象之農事”為論究農學這一學科的重要組成部分。對氣象元素的性質、變化規律、對植物的影響以及氣候與農作物的關系都作了詳細的論述，并附之圖表加以形象地說明，從而使農家深刻認識到氣象學的至關重要性，并運用氣象學知識更好地服務于農業。
《論農業天氣預報之必要及霜害之預防》一文指出農業對于天氣的依賴性，認為農業與天氣關系尤為密切，大多受天然力的制約，植物生長的五要素，即空氣、濕氣、光、熱、土壤，除土壤外，均變化無端，而又非人力所及，所以，農業受天氣變化的影響較大，直接制約著農業的生產。此外，對天氣之概念以及變化的原因也作了科學的闡釋：“天氣者，謂于一定時限，大氣中之情態，大氣中之情態構成天氣者，主予空氣之溫度、風、濕度、雨雪量、晴晦是也。此等事項，時時變化，不知所及，而占大氣中情態變化之一大原因者，空氣之運動是也，而大氣則常運動，其原因由于地球上所受太陽溫熱之分量各地不同故也”¨。并且，詳細說明大氣運動的原理，從地理學、氣象學的角度，對天氣變化、大氣運動作了合乎科學原理的分析?；谔鞖庾兓療o常，農業受自然環境影響較大，故寄望于天氣預報的產生，預測天氣之法也逐步改進?！皬膩須庀髮W上，預測天氣，則以低氣壓為攪亂天氣，乃變化之主因，故由此推察天氣。
然近年德國氣象學家芬別辨耳氏，則唱由低氣壓不如由高氣壓，視其配布以預測天氣，其法更云。其說以為低氣壓部位之發生及進行，極不規則，其變化極劇且頻繁，故以之預測翌日天氣，甚困難。高氣壓則反之，變化少而運動緩，且常在低氣壓附近，故其勢力及于低氣壓之運動，變化上不少可制定低氣壓及于天氣上之影響，重視高氣壓部位之配布，較為又可預知數日間之天氣”E12]。此處解釋了天氣預報的預測原理、方法，依據“高氣壓部位之分布”，即可預測未來幾日之天氣狀況，并指出，“利用天氣預報，于農業上利益甚多”_l。在霜害預防方面的論述尤為突出：“晦天則霜不結，故以人工作等于晦天之狀態，即可御之，亦即結霜后，以人工使徐徐融解，亦可免害”l_l引。鑒于結霜之原因，提出了多種霜害預防的方法，如遮光法、灑水法、熏煙法等，并且給予具體指導。據此，天氣預報的重要性已不言而喻。
4農業生物學與土壤學
在農業生物學方面，光緒二十五年十月(1899年11月)第86冊有佐佐木忠二郎著，山本正義譯的《蠶體解剖講義》，第87冊、第88冊、第89冊、第90冊、第92冊、第93冊均有連載，系統地介紹了蠶的身體構造，并對其各個部位作了剖析，不僅涉及眼、口、翅、聽覺、視覺、嗅覺、呼吸等基本器官，而且對絹絲腺、神經、筋肉、神經、脂肪等組織也予以詳細講解。在談及脂肪組織時，指出：“今解剖蠶體而撿之，有如木葉者，片片，是即脂肪組織也。其構造乃多角形之細胞，外有薄膜掩之，其一方有細柔如絲者，出而結著其體，又走有空氣管。此管恒依其體之一定位置，與柔絲皆令其固結不動著也。如是形薄如瓣者，片片存于各部，脂肪所成之細胞中有核，尋常一核，亦有至二以上者。
此核之周圍存脂肪，是核之內容，變化而為脂肪也”_l。對其形狀、位置、結構作了剖析之后，又將其功用加以解釋，“脂肪之用，乃食物消化后，以養其本體尚有余，則以此組織中，貯其養液，以供不時之用。故凡蠶及其他動物，果富此脂肪組織，即久不與食物，亦能生活。蓋得于此組織中取養液也，若不與食物，即見衰弱者，必其體中脂肪減少故也”_】。由此可見，脂肪組織在動物體中的作用不容忽視，將食物貯存并轉化為能量，得以使動物維持生活。從生物學原理對動物的各種生理現象進行解釋，對生物體各種器官的系統闡釋是中國傳統農學所無法企及的，其科學性、合理性、性均勝出一籌。在土壤學方面，光緒二十五年九月(1899年10月)第82冊即有池田政吉著，山本憲譯的《土壤學》，并在第83冊、第84冊、第85冊、第86冊、第87冊、第88冊、第89冊、第90冊、第9l冊、第92冊、第93冊連載；光緒二十七年四月(1901年6月)第144冊有藤田豐八譯的《耕地整理法》；光緒二十八年二月(1902年3月)第172冊有金福蘭格令希蘭著，衛理口譯的《農務土質論》等?！锻寥缹W》一文，對土壤的概念做出了這樣的解釋：“土壤者，謂地殼所由成，蓋巖石細末與有機物若干，混淆為一者。凡人生日用衣食居處所需之物，皆仰給焉。故審辨各事之關系土壤者。
為世間凡百作業之本。植物資大氣與土壤以為養，然大氣成分到處略同。故農家不必措意，土壤則不然。其成分性質及由來到處不同。母巖及其成生之形勢亦大有同異。此農家精究土壤所以不可緩也。動物雖或食肉以生或食植物以生，或雜食肉與植物以生，族類不同。資生于土壤則一，而人亦然。土壤所含無機物質，生于巖石崩解”。對土壤的重要性以及成分、性質、來源均予以介紹，并對土壤作了不同的分類，依據土壤生成之狀勢分為原生土和輸土兩大類，輸土又分為沖積地和漂轉地。
由理學之性情將土壤分為砂礫、砂土、黏性土、壤土四類，進一步對土壤的性質、色澤及成質作了深入分析，并附有19張表，將不同土質的溫度都作了的記載，除此，還對20種土壤作了理學及化學性分析，對農產物也有調查。其中，涉及了地質學、化學、物理學等眾多學科。光緒二十八年六月(1902年7月)第185冊刊載的《土壤改良論》一文強調了改良土壤的主旨：“土壤雖有天然生產植物之力，而其于理學上性狀與化學上組成，常不免有缺憾，如山林原野有自然發生草木者，然而其質堅硬不能亟取植苗。此外，或則濕氣不足，或則水分過多，或則含有毒物，與夫黏重輕松為質各殊要，無有適合希望者，于是不得不加種種人工，使天然之土壤近于所望之性狀，是土壤改良之主旨也。
法固不一，要不外化學的與機械的作用，其由化學的作用者，即所謂施肥法以俟肥料論說之”l。這實際上是意識到，天然形成的土壤成分、性質均有所差異，必須通過各種人工法進行改良才能彌補其不足，使之符合種植的條件，可以通過化學與機械兩種方式對其加以改進，包括使用施肥、耕鋤(犁鋤、耕耙、鎮壓、中耕)、客土法(以理學的性狀及化學的成分相異之土壤，取自他地而混入此地)、植樹法、燒土法、排水法等，從而變“不毛之地”為“肥沃之區”。
5肥料學
在肥料學方面，見載有：光緒二十三年五月(1897年6月)第4冊王豐鎬譯的《論糞田》；光緒二十三年八月(1897年9月)第10冊古城貞吉譯的《論肥料》；光緒二十四年十二月(1899年2月)第57冊原熙的《肥料篇》，并在之后每期連載，直至第80冊續完；光緒二十八年五月(1902年6月)第183冊梅原寬重述，伊東貞元譯的《肥料效用篇》等。其中，《論糞田》一文將糞田置以學術的角度做出解釋：“天下棄物，皆可糞田。草木之質，人畜之矢，物之毛骨，無不供用。今則由學問以精求田事，若化學植物性理諸名家，教導農人，變通新法，多用金石類以為肥料。如鎂氧鋁二、氧三、氮氣磷氧五及鉀質等不一，而糞溺等質，用處亦廣。因糞中含雜質最多，易與植物化合。若獸糞海草魚穢等，皆為糞田及時層之用，又有烘法，近甚通行。其理以植物發榮滋長，根柢生結，最喜熟氣，蓋熱氣蘊藏炭氧二，暗使改變，猶如以金類糞田耳。古時糞田有用骨類，或塊或碎，未有一定。旋有人考得磨骨成粉，生長較易，迨理弼搿創得新法。用骨與硫氧三相和。于是，化學之法興，獲利益宏……現肥田料，大都以鈣氧氮氧、鉀氧氮氧、氮氫硫氧等，而推氮氫五及含氮養五之質為。他如鉀氧鹽類，糞田亦肥甚，凡泥地及近河之區，內多含鉀氧，若中心松散之地，宜肥以鉀氧，如氮氧五、硫氧三、氫氯等，多寡不一”。
在中國傳統農業中，已將“草木之質”、“人畜之矢”、“物之毛骨”作為肥料，認為舉凡廢棄之物都可以糞田，這些經驗是從長期農業耕作中逐漸積累而成的，也只看到其肥田效果，卻沒有認識到這些物質作用的具體原理，對其中所含的多種化學元素更是知之甚少。這里，從學理的角度解釋肥料中所含的化學元素及其特性，指出鈣、鉀、鎂、硫、氮、氧、氯等多種元素富含在這些物質中，具有良好的肥力效果，并把其作用原理歸結為“糞中含雜質最多，易于植物化合”。除此，還介紹了各種肥田之法，并強調不同的土質所含的元素皆有差異，要因地制宜，施以相應的肥料?！斗柿掀芬晃膶Ψ柿献髁讼到y的論述，將施肥之必要性加以突出，一為還植物所吸養料于土壤，以防衰乏?！叭缢怪参镳B料，資天然供給，故山林原野所生，天然植物，毫不仰藉人工，由天然養料，繁生不衰，此等植物，若其一部，及全部枯死，則不但還所吸收養分于土壤，又能加給自大氣中所得者，加以有動物死體排泄物等，委之地上，是以土壤次第得增加養料，故雖墾新地，不須施肥，而多收獲者，職是故也。尋常田圃與此異趣，不關土壤肥瘠，又不問植物種類，與產額如何，悉奪其所產物，無以還付，故其土壤漸次衰乏，為之疲瘠，是其常也。世之農家，欲維持豐饒，以御乏竭，須還補植物所吸奪養料之幾分于土壤，是所以有施肥之法也”。二為增加土壤生產力，使之品質佳良?！稗r家不獨患地力衰乏，又須增加其生產力，并望發育，品質佳良，如農家所培養數種植物，比之土壤自能給者，知養料更可加多。是亦須施肥料之理也”【17]。三為肥料功效有數作用，“供給必須之養分于植物；使土壤之化學成分，應植物需用，以得適當之比率；宜溶解土壤中不可溶之成分；宜講求改良土壤之理學性狀；宜使土壤中有害物化為無害”。另外，還對肥料成分、施用法、類別、各植物所需肥料加以介紹，并對肥料性質作了詳盡的分析，將其分為動物性肥料、植物性肥料、礦物性肥料、雜肥、間接肥料等。這些方法貼近實際，可操作性強，易被農事者接受，也大大深化了中國傳統農學的科學內涵。
6討論與結論
《農學報》系統地介紹西方農學知識，把完整的西方農學體系經由日本引入中國，而自然科學知識的運用正是西方農學與中國傳統農學最本質的區別，從而提升了農業發展的科學性，為實現農業科學化奠定了堅實的基礎。西方農學知識之所以先進，很大程度上是因為其將數學、物理學、化學、氣象學、生物學等自然科學知識運用于農業生產領域，而中國地大物博，向稱以農立國，如今農業地位卻一落千丈，這種巨大落差使當時一些有識之士意識到用自然科學改造中國傳統農業已成為亟待解決的社會問題。梁啟超在《農學報?序》中明確指出：“溉糞無術，擇種不良”I18]，是中國農業式微的根本原因，并提出解決之道：“中國今日之地，茍以西國農學新法經營之，每年增款，可得六十九萬一千二百萬兩，雖生齒增數倍，豈憂饑寒哉”¨副!因此，“西國農學新法”的引進已經勢在必行。同時，也介紹了一些科學實驗方法，以培養農事者的科學意識?！掇r學報》大量引進翻譯西方農學知識，將農業基礎科學與傳統農學相結合，在中西方的農學知識相互碰撞融合的過程中，亦促進我國近現代農學體系的最終形成。
基礎科學論文:楊振寧在基礎科學領域做出了巨大貢獻
三書店前總編輯李昕近日發表了一篇文章，名為《你對楊振寧先生的認識真的公平嗎？》。文章指出，有些人喜歡把楊振寧和錢學森、鄧稼先做比較，討論他們誰對于中國的貢獻更大。這樣的討論忽略了一個最重要的基本事實，就是現代自然科學是有分類的，它由基礎科學、技術科學和應用科學組成。
錢學森在火箭和導彈方面的突破，鄧稼先在“兩彈”研究中的發明，都屬于技術科學領域的成就，而楊振寧所提出的“宇稱不守恒”理論、“規范場”理論，卻是基礎科學領域的重大發現。雖然在廣義上說，錢、鄧、楊三人的學問都和“物理學”、“力學”相關，但是實際上隔行如隔山。錢和鄧能做的，楊不一定做得了，反過來說也一樣。但是不能否認，基礎科學和技術科學有兩個重大的區別。首先，基礎科學是技術科學的根基和前提。如果沒有基礎科學，任何技術發明都沒有了依據，所以這方面的研究更值得重視；其次，技術科學可以無國界，也可以有國界，它可以僅為一國服務，而基礎科學總是無國界的，它總是為整個人類服務的。
李政道先生曾經策劃和實施過中國青年學生海外留學計劃，但是很少有人知道，楊振寧先生幾乎是與此同時，在香港和美國籌措資金，策劃和資助了CEEC計劃（中國學者訪問項目），幫助大批中國高端學者到美國著名大學進行為時半年到一年的深造。這些學者原本就是科技精英，訪學歸來后，無一例外地成為了我國自然科學各領域研究的帶頭人，有多位當選兩院院士，其中就包括后來擔任過北京大學校長的陳佳洱，擔任過復旦大學校長的楊福家以及擔任過中國科技大學校長的谷超豪。同時，對于母校清華，楊先生更是傾力支持。對于美國華人之中的社會活動，楊先生顯然不但樂于參加，而且非常熱心支持。在與會面時，對中國的科學發展問題，他的建言獻策很多。楊先生在美國，也一直在從事著促進中美民間交流的作用。
有學者稱，“楊先生的成就并不局限于獲得諾貝爾獎的宇稱不守恒理論，更在于規范場理論的提出，據此，他是無愧于科學大師的稱謂的，這在國際物理學界可以得到公認。如果說20世紀上半葉愛因斯坦是物理學的旗手，那么下半葉當推楊振寧?！?
基礎科學論文:注重基礎科學 促進應用技術創新
我閱讀《環球飛行》已有多年歷史，每次翻閱這本雜志總會獲得一些新的感受和啟發?？赡苁怯捎谏婕白约汗ぷ黝I域的緣故，我注意到《環球飛行》近年來發生的明顯變化，尤其是《環球飛行》搭建了“科技前沿”?？@一學術交流平臺，這對于引領人們注重基礎科學、促進應用技術創新具有深遠意義。
科技前沿工作主要是從宏觀、微觀等多層面探索物質世界的本質、變化及其內在聯系，建立起符合大自然規律的基礎科學理論，進而創造出適合人類社會進步所需的種種應用技術。沒有基礎科學的支撐，就不會有真正的應用技術創新。改革開放以來，雖然我們在應用技術方面取得了顯著的進步，國人生活水平也普遍有了較大提高，但在基礎科學領域對人類的建樹，相對于科技發達國家我們還存在著明顯的差距。造成這種狀況的原因是多方面的，根本原因主要在于基礎科研長期得不到真正重視，對科技事物的評價體系和評價方法存在誤區，急于求成，只看結果而不關心科學理論的產生和形成技術的過程，各種所謂“模仿式創新”、“解決有無重于創造”的狀況影響到對基礎科技的投入。于是，當我們的社會進入到必須由制造向創造轉型的歷史階段時，這種重技術、輕科學和“拿來主義”所導致的惡果，就會陸續浮現出來，表現為在應用技術上我們似乎不斷縮短了與科技發達國家的差距，而實質則是我們的創造力可能會越來越落后于時代。
基礎科研是應用技術創新的前導，從目前太陽能飛行器研制狀況可見一斑。人類研制太陽能飛行器已有數十年歷史，太陽能飛行器結構與布局也陸續出現了許多新方式，但受制于現有太陽能光伏發電技術瓶頸，太陽能飛行器難有突破性發展。太陽能飛行器能否實用，關鍵在于有否創新方法來提高近地空間單位面積太陽能的收集和轉化利用效率，這就需要對陽光、太陽能和其他光現象進行更深層次的研究?？v看人類了解光本質的歷史，我們不難發現過去和現在所采用的方法存在局限性。例如，盡管經過了數百年的反復論辯，人類對光本質仍然只有“共識”而沒能得出充分證據，對光的理解還停留在基于假設的數理邏輯推理階段，并長期陷入將光的波粒二象性當成光本質的誤區，導致人類對光的認識難有根本進步。僅用數理邏輯方法來推定微觀環境下物質的狀況顯然是不夠的，在受認識與條件所限，因“測不準”而對微觀世界用數理邏輯方法推測出種種“不確定性”的現階段，即使“科學的主要目的是以最少數的假設，用合理的邏輯來解釋最廣泛的實驗結果”已成為基礎科學領域的主流共識，我們仍然不能因一些理論學說對光的描述得到學界廣泛認同，而放棄對事物真相的繼續探索。如果我們要繼續深究光的本質，就必須尋求新的方法來接近和揭示事物真相，而不能停留在數理邏輯推理的局限上和人們的自由想象之中。
在臨近空間可操縱飛行器創造領域，也存在著類似的問題。盡管人類已經開始研究如何往返火星，但在20余千米到100千米空氣稀薄的臨近空間高度，現有航空航天技術都顯得無能為力。以火箭為推力的航空器還能勉強發射到這個空域作一個來回，航天器也只能往返“路過”而無法停留。高空氣球倒是能夠到達這個空域的中下層，但氣球只能隨風飄蕩、浮沉而難于操縱。能否創造出有實用意義的臨近空間可操縱飛行器，是能否有效彌合空天一體化作業縫隙的關鍵點，對人類有著重大的現實意義和深遠的歷史意義。人們曾提出過無數構想來試圖解決這個世紀難題，平流層飛艇便是其中最有希望的典型代表。然而人類在平流層飛艇領域已經探索研究了近50年，世界上至今仍沒有成功先例。一些科技發達國家所研制的、能夠升到10余千米的“平流層飛艇”，實質上都仍是不能有效操縱、需要放氣后才能傘降回收的飛艇狀氣球?，F有科技能力顯然已難解決創造臨近空間可操縱飛行器所面臨的巨大困難，必須從頭再來，由基礎科研入手創建新的科學理論和創造出新的技術方法，如此才有可能讓人類的平流層飛艇之夢成為現實。
航空航天科技的發展和工業水平的提高不僅讓人類實現了自由翱翔的愿望，甚至將來移居到外星球也都有了可能。這一切，得益于前人為我們建立的基礎和每一代人的開拓創新。在享受前人發現與發明來豐富現代生活的同時，我們也必須思考承前啟后繼往開來的問題。
基礎科學論文:以實踐為基礎科學分析社會矛盾
摘 要：自2013年初我國大部分地區遭遇霧霾氣象災害，河北地區更是列為“重霾”地區，對于霧霾天氣究竟是如何形成的，為此河北地方政府作出了各項治霾決策，河北地區針對該問題是如何以實踐為基礎，發現問題，解決問題，處理相關社會矛盾的，本文針對以上問題展開相關研究。
關鍵詞：實踐；發展；矛盾
一、導言
馬克思曾說：“人們為之奮斗的一切，都同他們的利益相關。”在社會生活中處處充滿著各種矛盾，大部分都是利益矛盾，而矛盾又是事物發展的源泉和動力。目前我國仍然處于社會主義初級階段，人民日益增長的物質文化需要同落后的社會生產力之間的矛盾仍然是社會主要矛盾。但是當經濟利益與生態環境發展產生矛盾時又該如何處理，追求經濟利益、追求物質發展的理論在實踐的檢驗下應該適時做出調整。河北地區在追求經濟利益發展工業化的實踐下基礎下，生態環境出現了嚴重的危機，對此需要用具體問題具體分析的科學分析方法來尋求經濟利益與生態環境的平衡點。
二、發現問題，霧霾重襲河北地區
自2013年初以來，我國發生大范圍持續霧霾天氣，受影響面積約為143萬平方公里占國土面積的四分之一，重霾面積約為81萬平方公里，包括華北平原、黃淮、江淮、江漢、江南、華南北部等地區，主要集中在北京、河北、山西、山東、河南、遼寧等地，京津冀及周邊地區39個地級及以上城市中，有20個城市發生了重度及以上污染，受影響人口約6億人，當然這些數據與日俱增。
“霧霾”嚴格意義上來說是“霧”與“霾”兩個不同的概念，霧是一種氣溶膠系統由微小水滴或冰晶組成，大量懸浮于近地面空氣中，霧和霾同樣會降低空氣透明度使能見度惡化，但是霧主要是由空氣中的水汽凝結升華而成，而霾則是由空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物、二氧化硫、氮氧化物和可吸入顆粒物等組成，這些污染性的有毒顆粒物與霧氣結合在一起讓空氣瞬間變成灰蒙蒙的毒氣，將陰霾天氣與霧并為災害性天氣現象統稱為“霧霾天氣”。
三、分析問題，河北重霾災害成因
對于“霧霾”究其原因概括為兩點，一是有利于霧霾形成的氣象條件，二是造成霧霾氣象災害的罪魁禍首也就是人為因素。之所以河北地區成為重霾之地，是由于該地區地勢平坦，經濟發展迅速，為追求經濟利益，大片植被被砍伐開墾成農田，農田又大量使用化肥和農藥。在這些改變的大環境和大氣候的交互作用下河北省環境狀況持續惡化，主要表現為以下三個方面，一是荒漠化危害的面積大，2008年相關數據顯示，河北省荒漠化土地面積272萬hm2，占國土面積的14.5%；在全省138個縣（市）中，有114個縣（市）不同程度存在沙化現象。二是荒漠化面積增加的速度快，河北省土地荒漠化的面積已由建國時的122.6萬hm2猛增到2000年的272.0萬hm2，50年間增加了1.22倍。三是地類復雜、沙源豐富河北省是全國地類最復雜的省份，有高原、山區、平原和濱海。復雜的地類，除了帶來迷人的景觀，也存在發生荒漠化的潛在危險。
“兩高”產業集中也是河北能夠產生十大污染城市的原因。像鋼鐵、建材、石化等都是河北省的主要產業，這些產業大量排放出煤煙、顆粒物環繞河北地區上空，北方地區冬天幾乎全民燃煤取暖，普通家庭一冬天就要燒掉將近兩噸煤，一些家庭還使用燃煤爐做飯，單這一項一個冬天家庭日常使用燃料所釋放的顆粒和廢氣也不得不引起重視。
可見河北地區成為重霾之地的根本原因是一味追求經濟利益和個人利益，忽視了生態環境的保護。通過不斷的發展工業，生產建設，河北地區的經濟有了大幅度的提高，人民的生活水平也日趨改善。在嘗到了經濟利益帶來的好處后，忽視了經濟發展這把雙刃劍也會帶來傷害。
四、解決問題，河北狠抓生態建設
黨的十八大提出，建設中國特色社會主義事業總體布局由經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設“四位一體”拓展為包括生態文明建設的“五位一體”，這是總攬國內外大局、貫徹落實科學發展觀的一個新部署，更是當前應對霧霾氣象災害的必要保障與措施。經過多年的發展經驗和如今的環境污染教訓河北地區人民更加深切的體會到協調生態需要與經濟發展需要的關系的重要性。經濟發展和生態需要二者都既是現實需要也是長遠需要，二者必須相結合相融合，從長遠的可持續發展的角度來發展經濟維護生態建設，然而個人認為當前情況下生態環境建設應該先于經濟建設考慮，因為當前不僅是河北地區甚至于全國大部分地區都存在嚴重的生態環境污染破壞問題。
河北地區為治理污濁的霧霾天氣各級政府制定了各項政策，首先針對燃煤方面進行了一批煤改氣工程，拆除了一大批小鍋爐、茶爐、爐窯等，大部分居民小區的地暖和水暖都改造成氣暖，新建的小區一律采用集體氣暖供應。同時還要求完成除塵設施升級改造火電燃煤機組14臺，共涉及19家36臺燃煤機組的除塵設施改造。
作為全國鋼鐵產能較大的省份，河北今后5年內將以“壯士斷腕”的決心和力度，全力防治大氣污染。河北提出了5年內削減鋼鐵產能6000萬噸的目標。著眼于削減產能、控制污染，河北在近期出臺的《河北省大氣污染防治行動計劃實施方案》中提出，到2017年，全省“減鋼”6000萬噸的目標，煤炭消費量比2012年凈削減4000萬噸。
治霾力度的加大帶來了空前的壓力，即民生壓力和自身發展壓力。就單從在線監測系統一項來說就耗費上千萬元的建造費以及后期昂貴的維護成本，這讓許多企業吃不消。慶幸的是壓力也可以轉為機遇，中央首次如此具體頻繁的關注河北經濟結構轉型，也表示河北要把調整產業結構作為河北發展經濟的主攻方向，做大做強做優先進制造業，培育壯大新興產業。河北五年內削減煤，壓減鋼，任務極其艱巨，也是勢在必行，迫在眉睫。河北應該胸懷全局，通過消化、轉移、整合、淘汰等方式，打好調整經濟結構、化解產能過剩這場攻堅戰。因此如何在霧霾這把雙刃劍下抓住機遇，也是河北地區需要思考和把握的。
五、小結
作為決策者要有科學的預見能力，對未來的預測、關注和把握需要從系統整體出發?！皬倪@個系統的整體出發，既要考慮到組成這個整體的一切要素以及各要素之間的相互作用，同時還要考慮到這個整體與外部環境的相互聯系、相互作用、相互制約的關系，采用各種分析工具和方法，對系統整體與要素進行定性和定量的分析，在決策過程中不斷調整、修正決策目標的偏差，達到整體?！睂τ诤颖笔〉南嚓P建設發展出現的偏差，就是由于對整體把握的不足，沒有權衡經濟利益與生態環境之間的關聯。
生態建設不僅是政府的職責更是社會大眾共同的責任只有全民努力才能真正有效快速的抗擊霧霾，還我們碧水藍天。因此為了提高民眾的認識要加強宣傳，普及生態意識，倡導生態價值觀，使公眾的觀念轉變過來，樹立人與人，人與自然和諧的生態價值觀，讓公眾有自覺的生態文明意識。在日常生活中如何做到低碳環保，綠色生活，也是我們作為普通民眾的義務，河北地區發起全民抗霾活動，“五公里內不開車”“放下汽車，騎上單車”等生活理念，大力傳播，希望更多的民眾都加入進來，守護我們共同的家園。（作者單位：貴州民族大學研究生院）
基礎科學論文:科技場館針對不同人群開展的基礎科學展品講解
摘 要 科技場館作為校外科學教育機構，主要是通過展覽教育形式來開展科學教育活動?？萍紙鲳^的科學教育工作要取得成效，與輔導員的講解質量關系密切。同時科技場館是公眾教育場所，因此區別對待參觀群體開展展品講解顯得尤為重要。本文主要論述輔導員如何針對不同參觀群體開展講解來實現科技場館的科學教育功能。
關鍵詞 科技場館;展品;講解
科技場館的常設展廳一般都會展出一些演示科學原理、定律的基礎科學類互動展品。這些展品通常是按一個主題或學科進行歸類擺放布展，本文探討的是單件展品的講解也不是展品組合的講解。
這些展品是立體的科學教材，觀眾在參觀時能參與進來，他們推拉、吹吼，但是否會讓他們去研究一些問題呢，又或者是有何收獲呢？這就無從得知?？萍紙鲳^作為一個非正規科學教育場所，盡可能發揮這些展品的教育功能顯得尤為重要，這是科技場館的展品與游樂場的游樂設備之間的區別?？萍驾o導員針對展品的講解及與觀眾之間的交流是發揮這些展品的教育功能的主要方式。不同年齡觀眾的認知階段和興趣點不一樣，因此講解起到的教育功能也是不一樣的。如果輔導員在作展品講解時，沒有根據不同人群作出不同的講解與交流，那么就很可能成為一次失敗的講解。本文主要探討的是針對三個不同年齡階段群體的講解，不涉及混合群體的講解。嚴格來說，這三個群體還是可以細分的，但由于科技場館不同于學校，輔導員難以判斷觀眾的年齡，只能作一個大概判斷和大概分類。
1 輔導員針對小學生群體開展的展品講解與
交流
針對小學生群體的講解與交流的主要目的是培養他們的科學興趣與增加他們的科學經驗。講解與交流的難點是如何創設情景，增加趣味性，通俗化。
小學生群體有以下幾個特點。
1）按皮亞杰的觀點，小學生群體的認知階段基本上是屬于具體運算階段。在這一階段，他們形成了初步的運算結構，出現了邏輯思維。但思維還直接與具體事物相聯系，離不開具體經驗，還缺乏概括的能力，抽象推理尚未發展，不能進行命題運算。
2）他們對周圍事物有強烈好奇心，并渴望對這些事物尋求解釋，已經形成了關于周圍世界許多方面的
概念。
3）他們通過在校的科學課學習，開始對科學現象有所理解。
4）他們喜歡玩。
根據以上特點和講解目的，針對這個群體開展的展品講解與交流，輔導員可從以下幾點來考慮如何講解。
1）通過創設他們喜歡的情景來吸引他們的注意力，引導他們仔細觀察展品呈現的過程與現象。輔導員可通過講故事、展品擬人化、虛構事件、探討他們感興趣的話題等各種方法來創設情景。在情景中啟發他們對展品現象的思考與交流。這樣有利于增加講解的趣味性。
2）輔導員針對這類群體的講解語言要生動有趣、通俗化。為了達到這樣的效果，寧可講解時出現論述不嚴謹、不，甚至出現錯誤。盡量避免使用專業術語名詞、概括性抽象詞語、公式。否則，對小學生來說，講解已沒有任何趣味性可言，根本就談不上培養他們興趣，保持進一步學習的動力了。例如，有件展示渦流現象的展品叫“擺動的環”，在講述時不應該說“導體在磁場中作切割磁感線運動”，他們大部分人還沒有導體和磁感線的概念?？梢赃@樣通俗化地說“小鋁在磁鐵旁邊跑動”，顯然，這樣的表述是不嚴謹、不，甚至是錯誤的，但這樣的表述能把事情說得清楚，讓人聽得明白且容易記憶。通過這件展品的講解，他們能增加這么一個經驗就可以了：鋁在磁鐵附近運動，會有電產生，電又產生了磁。
3）輔導員講解過程應引導他們把展品的現象與他們已有的經驗進行聯系并思考。“科學的”概念常常與人的直覺相反，通過這種聯系思考，使得他們的經驗得到擴展。
4）講解尾段，為了保持他們的好奇心，可以引導他們去探究其他展品，也可以引導他們回家做些跟這件展品有關的簡單實驗。
2 輔導員針對中學生群體開展的展品講解與交流針對中學生群體的講解與交流的主要目的是引導他們綜合運用課本上的知識去分析研究一個系統（展品），從而增進他們分析研究自然事物的能力。講解與交流的難點是如何讓觀眾達到專注的快樂。
中學生群體有以下幾個特點。
1）按皮亞杰的觀點，中學生群體認知階段基本上屬于形式運算階段。這一階段，個體形成了完整的認知結構系統，能進行形式命題思維，智力發展趨于成熟。
2）不同年級的學生由于學習的科學類科目結構內容不一樣，因此掌握的科學概念與知識的程度不一樣，運用科學方法與實驗方法的能力也不一樣。
3）他們比兒時積累了更多的生活經驗，在校學習也積累了很多知識，能夠對周圍事物作出解釋。
4）近期腦科學研究表明，他們這個階段，腦會發生重大變化。這階段是提高人的科學素質關鍵階段。
根據以上特點和講解目的，針對這個群體開展的展品講解與交流，輔導員可從以下幾點來考慮如何講解。
1）很多展品展示的科學原理、定律，如果他們已經在課本上學習了。只要他們看了展品的說明牌，那么這件展品對他們來說只不過是立體的教材或示范性的實驗，看不到虛假的線索、幻想的破滅和失敗。因此，輔導員如果把講解的重點還是放在講述這件展品展示的科學原理、定律，那么估計難以引起他們的興趣，也難以引起他們專注去思考。
2）輔導員講解時，可以考慮把展品作為一個系統，引導他們把展品看成一個系統，綜合運用他們學過的知識，補充他們沒有學過的知識，和他們一起交流與討論。通過這種較為深度的分析研究，引起他們專注地探究和分析，增進他們運用科學方法的能力。例如，展示渦流現象的展品“擺動的環”，輔導員和他們一起操作和觀察后，引導他們分析展品的構造。展品主要構成：架子、帶有鋁圓片的單擺、磁體。這件展品是展示帶鋁片單擺在磁體旁運動的情形，因此可以把它按時間來分割，分析和研究一個運動周期。在整個分析過程中，需要綜合運用單擺周期運動、磁體特性、能量守恒、能量轉換、電磁感應、楞次定律等知識。通過這樣的講解與交流，除了加深他們對已學知識的理解，增進他們沒學的知識，更重要的是領悟一些科學方法。
3）很多展品都趨向于掩蓋科學與技術之間的復雜關系。因此針對中學生的講解與交流，可以適當增加一些這方面的介紹。
3 輔導員針對成年人群體開展的展品講解與交流針對成年人群體的講解與交流的主要目的是和他們一起重溫學生年代課本上的知識并了解這些知識在實際生活當中的應用。講解與交流的難點是如何讓觀眾重拾在校時的心態和感受。
成年人群體有以下幾個特點。
1）智力發展已成熟。
2）已經接受了較長時間的正規教育，如果不是從事專業工作，在校學到的很多知識已逐漸模糊，但沒有消失。
3）積累了相當多的生活經驗。
根據以上特點和講解目的，針對這個群體開展的展品講解與交流，輔導員可從以下幾點來考慮如何講解。
1）輔導員和觀眾一起回憶在校時學過的知識。
2）重點講解展品展示的原理、定律在生活中的應用。例如上面所述的展示渦流現象的“擺動的環”時，可以介紹渦流制動、電磁爐、變壓器為何要盡量減少渦流電流。
展品講解方式多種多樣，輔導員也應有各自講解特色。一次成功的展品講解就包括以下幾個因素：1）這次講解的教育目的是什么？2）分析觀眾特點再講解。3）能否使觀眾心情愉悅。
基礎科學論文:基礎科學與軍事技術創新關系的歷史演變
[摘 要]從軍事技術發展史的角度分析，基礎科學與軍事技術創新的關系歷經了初級、中級和高級三個階段，即古代時期兩者各自獨立發展，近代時期彼此相互聯系，現代時期的高度融合。關注基礎科學與軍事技術創新關系的探討，對我國依托基礎科學推動軍事技術創新，促進軍民融合發展有一定的借鑒意義。
[關鍵詞]基礎科學；軍事技術創新；歷史演變
從軍事技術發展史來看，基礎科學與軍事技術創新的關系經歷了獨立發展、相互聯系和高度融合的三個歷史階段，隨著科學技術一體化的日趨加強和軍事技術體系錯綜復雜，基礎科學與軍事技術創新的關系將更加密切。
1、古代：基礎科學與軍事技術創新的關系處于初級階段
在火藥應用于軍事之前，高頻率的戰爭次數導致冷兵器的種類繁多、內容豐富，但這一時期的基礎科學并不發達，軍事創新主要依靠工匠們的經驗積累和不斷摸索。
就冷兵器的材質而言，冷兵器可分為木兵器、竹兵器、石兵器、陶兵器、青銅兵器和鐵兵器，在這演變的過程中，冶煉技術起著主導作用。在冶煉技術出現之前，人們的武器一般都就地取材，使用木質或者石頭打磨的工具，而金屬銅的出現并有目的的應用戰爭則使武器裝備有了質的飛躍。大約公約前1萬年，石器時代的人們開始認識并使用銅，通過不斷地艱難摸索，掌握了通過制造高溫熱源和去除雜質的冶煉技術。這一時期，化學等基礎科學的知識根本沒有系統的出現，武器裝備材質的創新主要依靠工匠們不斷的摸索實驗，“最初控制燃燒溫度的知識被看做一股神秘的力量，隨后人們才逐漸認識到，那些不過是知識和技術的應用而已。幾乎可以肯定，同樣是靠著運氣和反復試驗、反復失敗，金屬制造最終獲得了飛躍式發展?！盵1]
冷兵器性能優劣的另一個重要影響因素是制造工藝的高低，這取決于工匠技術的經驗積累和技術的熟練程度。最初，工匠通過模仿自然界的實物形狀來制造兵器，并不需要科學知識的指導，古希臘哲學家亞里士多德也說過，“人最初的認識是從模仿中得來的”[2]，模仿在武器裝備的創新中起著重要的作用，如“戈的形狀豐本銳末而微曲，如同鷹嘴獸角，用以鉤挽和啄刺敵人”[3]。通過模仿，工匠們可以制造出各式各樣的冷兵器，而且由于工匠們的經驗技術的不同，同等質料的兵器在性能上也會大相徑庭。1965年在湖北江陵出土的越王勾踐劍雖埋藏地下2300多年，仍然光潔如新，寒氣逼人，鋒利無比。在《吳越春秋》中也有干將莫邪鑄劍的記載：“干將，吳人；莫邪，干將之妻也。干將作劍，莫邪斷發斷指爪投入爐中，金鐵乃濡，遂以成劍；陽曰干將，陰曰莫邪?！笨梢?，古代工匠的鑄造工藝決定了武器性能的優劣。在基礎科學尚未系統出現的古代冷兵器時期，基礎科學與軍事技術創新的關系較弱，工匠的經驗技術水平對武器裝備的創新起到了主導作用。
2、近代：基礎科學與軍事技術創新的關系處于中級階段
14～15世紀的文藝復興運動，促進了近代科學的形成與發展，以實驗材料和邏輯推理為基礎的研究方法，指導人們更好的認識世界，探索事物的發展規律，數學、化學、物理學等基礎學科獲得了較快的發展，取得了一系列的新理論、新知識，這些基礎科學的突破往往帶來軍事技術創新。
在近代科學形成之前，火藥就已經被認識和使用，最早關于火藥的記載可以追溯到公元8～9世紀，當時的煉丹家已經知道炭、硫、硝三種混合物的性質，并在宋代及時次運用于軍事的記載。但是直到14世紀末出現的明火槍，也是因為射速慢、射程短和性差，沒有產生重要的軍事影響。從火藥的發明到14世紀輕火器的出現，在將近6個多世紀里，火藥的性能將一直沒有顯著地提高，軍事效能并不理想，直到15世紀發明了粒狀火藥后，這種狀況稍有改觀。然而，真正滿足軍事需求的高爆炸藥的發明，則是近代科學尤其是化學發展的產物。18世紀拉瓦錫氧化學說的提出，開啟了化學革命的大門，使人們對物質和物質的變化從定性的樸素認識進入了定量的研究；19世紀初道爾頓的原子論闡明了化學變化的統一理論，從而有力地推動了化學的新發展；19世紀60年代，門捷列夫創立的元素周期表不僅對化學理論有重大意義，而且對化學工業以及其他工業的興起也有重要的促進作用。從18世紀到19世紀60年代，在不到200年的時間里，基礎化學取得的理論突破使化學工業蓬勃發展，火藥由傳統的黑火藥變為硝化甘油、炸膠、無煙火藥苦味酸和梯恩梯等強力炸藥，使火藥的性能顯著提高，滿足了槍炮對火藥的性能的要求，奠定了現代軍事工業的基礎。
基礎化學的發展為槍炮提供了穩定的炸藥，解決了彈藥動能和殺傷力的問題，但射擊精度的提高還需要外彈道學理論的支持，這離不開數學、物理學等基礎科學的發展。1546年，意大利數學家塔塔格里亞出版了《投彈技術》一書，發現了炮身在傾斜45°時射程最遠。17世紀時，伽利略在大量觀察實驗的基礎上，并結合慣性定律等物理學知識，導出彈丸運動的拋物線方程，并且以其為依據寫出了關于自由拋射運動的著作，用科學的理論解釋了射角為45°射程最遠的事實，標志著彈道學的理論初步形成。從17世紀末18世紀初，牛頓通過介質對運動物體的作用的研究，在《自然哲學的數學原理》中四章討論了外彈道學理論，確立了力學定律和微分學是外彈道學問題的理論基礎，成為近代外彈道學奠基人。19世紀戰爭對槍炮技術的要求逐漸提高，槍炮的性、射程和威力要求及高精度的射表是外彈道學必須解決的課題，戰爭的現實需要極大的刺激了外彈道學的發展，使外彈道學理論出“井噴式”涌出，如西亞切近似法、彈丸運動微分方程的數值積分法等，這些方法的核心就是微積分理論。微積分在外彈道學中的應用，使外彈道學擺脫了經驗判斷的局限，以“無限細分”和“無限求和”的微積分思想讓運動彈丸的軌跡細分到靜止彈丸點的集合。[4]通過研究每一瞬間彈丸的特征來歸納出整個彈丸運動規律，使槍炮技術成為一門以數學為工具的學科。
3、現代：基礎科學與軍事技術創新的關系處于高級階段
進入20世紀后，科學活動日益從個人或少數人的獨立研究發展成為大規模、有分工，高度組織化的集體，從“小科學”逐漸發展到“大科學”。在科技體制化逐漸形成的“大科學”發展階段，武器裝備創新往往是涉及學科門類眾多、工程技術綜合、管理系統復雜、社會影響巨大的大工程項目，如“曼哈頓工程”、“阿波羅登月計劃”和“星球大戰”。1942年，美國動員了15萬人員，耗費了23億美元，動用了全國1/3的電力，實施了“曼哈頓工程”，制造了首批原子彈。[5]在研制原子彈的過程中，基礎科學與武器裝備創新的關系比以往任何階段都要密切，二者相互融合，一方面表現在物理學基礎理論的突破是原子彈研制成功的理論源泉，另一方面，在解決研制過程中的困難時，“曼哈頓工程”又極大的發展和豐富了物理學的基礎理論。由傳統的以基礎科學推動武器創新為主的單向線性推動模式，轉變為雙向相互推動發展模式。
20世紀初，愛因斯坦提出了著名的質能方程E=mc？，解釋了物質內部能量和質量相互轉化的關系，正是在這一理論的指導下，量子物理學家們積極探索原子內部結構規律，取得了一系列驚人發現，為原子彈的發明提供了理論基礎。1919年，盧瑟福利用鐳放出的“射線”轟擊其他元素，實現了原子核人工嬗變，打開了實現人工核裂變的通道，為人們深入研究核反應，利用核能奠定了基礎；1932年，英國物理學家查得威克在卡文迪許實驗室發現了中子，被當成轟擊原子核的理想“炮彈”，人類找到了打開原子核內部的“鑰匙”；1938年，居里夫人、費米和哈恩等著名的物理學家，在大量實驗的基礎上提出了核裂變理論，為人類開辟一種新的能源。這些物理學的基礎理論的發現被譽為“通往核時代的三個階梯?！盵6]
正如“曼哈頓工程”的成功依賴于基礎科學的突破一樣，“曼哈頓工程”也極大的促進了量子物理學的發展，使人們對理論物理學的認識得到了極大的強化，使量子物理學在戰后相當長的一段時間內成為帶頭學科。“曼哈頓工程”集中了當時大量的頂尖物理學家，為學術交流提供了良好的平臺，“他們有時在國際會議上碰頭，交換意見，有時在聲望卓著的科學刊物上，介紹新發現。一大批這方面的科學家會聚在阿拉莫國家實驗室，形成了一個無與倫比的思想庫”，7這些物理學家們在阿拉莫實驗室進行問題探討，學術交流，將觀眾的焦點集中到共同的目標，極大地推動了量子物理學在短期內的迅速發展。在研制的過程中，有政府出資建立的先進實驗室，也為基礎科學的研究發展提供了優越的硬件設施。此外，從“曼哈頓工程”中總結出來的“大科學”管理模式，被成功地應用與其他基礎科學項目的管理，間接地推動了其他基礎科學的突破與發展，基礎科學與軍事技術創新高度融合。
基礎科學論文:緊密結合中醫臨床,積極開展基礎科學研究
“證”是機體在疾病的發展過程中某一階段的反應狀態。中醫病證結合動物模型已被視為實現中醫藥規范化，客觀化乃至科學化的重要環節。中國中醫科學院西苑醫院基礎醫學研究所劉建勛研究員首先提出了病證結合動物模型擬臨床的研究思路和方法，其研究團隊以冠心病作為切入點，采用多因素、多靶點的方法干預模型動物的生理過程，建立了冠心病痰瘀互結證小型豬模型，利用模型動物的特點和優勢，深入分析疾病證候的現代機制和生物學特征，進行治療相關病證中藥新藥的研究與評價。相關研究成果在本刊連續5期相繼發表系列研究論文，得到了廣泛的反響。以下是中醫藥學不同研究領域的著名專家分別表述個人觀點：
王慶國（教育部“證候與方劑基礎研究重點實驗室”主任，北京市“證候與方劑重點實驗室”主任，北京中醫藥大學原副校長，中國民族醫藥學會副會長）：中醫疾病病機演化規律是一個動態的、復雜的過程，它隨著外界環境的不同而發生變化。隨著現代醫學的發展，對傳統中醫病機的認識逐漸向微觀化方向發展；同時對病機的病理生理機制研究在微觀上、深層次上認識機體生物活動特點，更加的揭示病機演化的本質，促進達到宏觀辨證與微觀辨證的統一。在《中國中藥雜志》2013年第38卷23期發表的“小型豬痰瘀互結證冠心病“痰、毒、瘀”病機演變規律的實驗研究”一文中，作者首先采用模擬臨床冠心病危險因素的方法，將高脂飲食與冠狀動脈血管內皮損傷二者有機的結合建立中國小型豬冠心病痰瘀互結證冠心病模型，并進行病機規律的分析以指導臨床診療。通過對血脂代謝、炎癥反應、血液功能動態變化的分析提示，單純的痰證、瘀證或毒證都不足概括冠心病痰瘀互結證病機的發展規律?？梢哉J為冠心病痰瘀互結證的病機發展規律在于“由痰致毒、致瘀，痰毒瘀三者互結，損傷心脈，氣血運行不暢，發為心痛”。擴展了中醫胸痹的病機認識。此研究采用現代醫學的研究手段和方法，從微觀角度分析冠心病病理機制，并結合對中醫傳統致病因素的認識，提出了冠心病痰瘀互結證“痰-毒-瘀”的病機演變規律，其思路和方法都值得借鑒。但是需要指出的是，所研究的病證結合動物模型的病理生理及客觀檢查指標的變化應與臨床相關病證密切相關，否則對病機的微觀分析將毫無意義和價值。
史大卓（中國中醫科學院西苑醫院副院長、主任醫師）：轉化或轉換醫學（translational medicine）是近年來國際醫學健康領域出現的一個新的學科，即從實驗室到病床（bench to bedside），再從病床到實驗室（bedside to bench），實現“基礎-臨床”循環往復的研究模式，簡稱為“B-to-B”。B-to-B模式不僅應用于疾病的診斷與機制研究中，同樣也運用于新藥研發過程。在轉化醫學過程中要求基礎實驗動物模型是有多個方面與臨床相關疾病相似的病理改變，相似度越高則由實驗室轉化臨床的效率就越高。因此，對實驗動物模型提出了更高的要求。在《中國中藥雜志》2014年第39卷第3，4期發表的“痰瘀同治方對痰瘀互結證冠心病小型豬心功能的改善作用”，“痰瘀同治方對痰瘀互結證冠心病小型豬心肌組織的保護作用”2篇論文，實驗不僅采用臨床冠心病危險因素的方法作為致病因素，并且在模型評價過程中以臨床冠心病診斷的方法為中心，通過心肌酶譜、心臟超聲、無創血流動力學分析觀察實驗動物冠心病心臟結構和功能的改變。這不僅為冠心病的臨床研究提供了良好的實驗載體，同時也使中藥新藥臨床前評價的數據和結論更有臨床參考價值，縮小實驗研究向臨床轉化的距離。因此模擬臨床的動物實驗研究，是一個非常有價值的研究方向，特別是在中醫藥領域。此研究所建立的中國小型豬冠心病痰瘀互結證冠心病模型也值得推廣和廣泛應用。
呂愛平（中國中醫科學院首席研究員，香港浸會大學中醫藥學院院長、講座教授）：辨證論治是中醫認識疾病和治療疾病的基本原則，體現了中醫學對疾病診斷和處理的特點。隨著現代醫學科學的發展和中醫臨床實踐的深入，如何將疾病證候的變化特征以更客觀的現代醫學實驗室指標來闡述，還需要大量細致的工作。但是在基礎實驗研究中，通過建立與臨床相關疾病證候相似的動物模型，并以病證結合動物模型為研究對象，分析證候發展過程中客觀實驗室指標的改變將有助于證候本質的認識，辨證與辨病結合，宏觀辨證與微觀辨證的結合；同時也進一步提高基于證候分類的疾病治療療效。在《中國中藥雜志》2013年第38卷24期發表的“痰瘀同治方對冠心病痰瘀互結證小型豬模型中醫證候評分的影響”一文中，實驗的設計和思路比較新穎、獨特，實驗采用模型臨床四診辨證的方法并結合現代醫學對中醫致病因素的認識，從體重指數、脂質代謝、血液流變學，心功能和心電圖改變等對中國小型豬冠心病痰瘀互結證進行證候評價，并建立證候診斷標準，基本符合中醫痰瘀互結證的特點。因此以臨床病證特點為參照，根據實驗動物病理、生理情況，將臨床病證的表現通過適當的轉變以應用于動物模型中進行評價，將有助于病證結合動物模型的發展。因此中國小型豬冠心病痰瘀互結證模型的建立促進此方面的研究，而該模型的建立和發展同時也進一步促進疾病過程中證候變化本質的研究。
孫曉波（中國醫學科學院藥用植物研究所常務副所長、研究員）：中藥復方臨床前評價的主要目的是為將來的臨床研究提供重要的參考。而病證結合進行中藥臨床前有效性評價的方式收到了越來越多的接納。病證結合動物模型的建立要求具備現代醫學病理學模型和中醫證侯學模型兩方面的特點。但是由于中醫病證結合動物模型目前存在的諸多不足導致中藥復方臨床前評價多采用西醫疾病，或者單純中醫證侯的模式進行。在《中國中藥雜志》2014年第39卷2期發表的“痰瘀同治方對小型豬痰瘀互結證冠心病血液流變性及血脂的改善作用”和“痰瘀同治方對小型豬冠狀動脈粥樣硬化炎癥反應的影響”2篇論著中，則克服了以上中醫模型不足和缺陷，值得推薦。通過高脂飼料喂養和冠狀動脈血管內壁球囊損傷雙因素的刺激方法，建立中國小型豬冠心病痰瘀互結證模型，用于中藥新藥的臨床前評價。在評價方法中，一方面圍繞與中醫證候相關的因素如血脂代謝的異常、血液流變學的異常等進行評價。另一方面以冠心病病理過程為中心，評價中藥復方干預對心肌缺血過程的影響。通過以上兩部分的密切結合，可以的分析中藥復方的作用特點。同時也與當前中醫臨床辨證與辨病結合的發展一致，更加密切聯系臨床。不失為一項高起點、高標準的中藥復方臨床前評價研究工作。
基礎科學論文:淺議新科技革命與基礎科學人才教育發展問題
摘 要：當今世界正醞釀著一場新的科學技術革命和產業變革，中央提出了創新驅動戰略，將轉變經濟增長方式與產業變革結合起來。發展科技依靠人才，培養人才靠教育。教育擔負著更加繁重的任務。當前教育要為人才輩出打下堅實基礎，特別要關注貧困地區和貧困人口的教育問題，避免青年才俊因貧困而失去受教育的機會。
關鍵詞：新科技革命 基礎科學人才 教育
一、20世紀科學技術的積累
當今世界之所以會興起新科技革命和產業變革，主要有三個原因：及時，和平與發展的時代特征會長期持續下去?，F在世界上有些地區存在動亂和武裝沖突，但各個大國之間尚能和平共處，這就能穩定住大局，各國有條件致力于和平發展，為新科技革命創造出一個和平環境。第二，經濟危機的壓力。2008年由美國開始的金融危機，中印等新興經濟體也受到拖累。至今，經濟復蘇仍然舉步維艱。歷史經驗證明，當經濟危機來臨時，會形成一種壓力，推動科技革命和產業革命。第三，科學技術的積累效應?？茖W技術越積累越多，能量越來越大，引發一場科技革命并推動經濟快速發展。在20世紀前30年，發生了以量子力學、原子科學和相對論為標志的科學革命，同時發生了兩次世界大戰，各交戰國忙于戰爭，除軍用技術以外，無暇顧及其他用途。這就積累了大量的科學技術，二戰結束，這些積累和儲備的科學技術知識釋放出來，引發了一場科技革命，帶來了20多年的經濟大發展?，F在，有幾十年未發生科學技術革命，中國科學院院長白春禮稱之為“科學沉寂的60年?！笨茖W技術的沉寂，標明其正醞釀著一場革命，稱之為科學技術的積累效應。
分析科學技術的積累效應，首先要考察其起源?，F在都是將科學技術連成一體，而在19世紀以前，科學同技術是分開的，二者有不同的源頭?？茖W起源于人的智力。人從觀察自然現象中搜集到信息，用大腦進行分析判斷得到知識，知識經過系統化就形成了科學。這一精神生產過程與物質生產過程有相似之處。信息相當于勞動對象（原料），智力相當于勞動工具，科學知識相當于產品?？茖W起源于人腦（智力），技術則起源于人手（生產經驗）。人在生產實踐中，經驗的積累就形成了技術。現代技術與古代技術（技能技巧）有明顯區別，古代技術以實物和人為載體，人不在光有實物也不行，技術隨之消失。現代技術除了實物和人作載體以外，還有文字信息作載體，人不在，技術還能延續下來。技術與科學的區別，在載體上，技術有實物作載體，科學則沒有實物載體，只有文字信息載體。在18世紀以前，科學和技術是分離的，如牛頓力學受到推崇，但在產生100多年時，尚不能用于生產技術。技術發明依賴生產經驗，而并非按照科學原理，最有力的證明是蒸汽機的發明。1712年蘇格蘭鐵匠紐可門制成了單式蒸汽機，這種機器熱效率低，耗煤量大，只是在煤礦用。瓦特長期修理紐可門機，積累了經驗，在1768年發明了復式蒸汽機，由此引發了及時次工業革命。這項技術上的重大發明，全靠經驗摸索，并不依靠什么科學原理。在蒸汽機發明和應用了幾十年以后，法國物理學家卡諾于1856年從蒸汽機中總結出熱力循環規律，稱卡諾循環。蒸汽機的發明應用，是技術先于科學和科學技術分離的證明。發電機的創造發明，則是科學先于技術的開端。英國物理學家法拉第于1837年提出了電磁定律，號稱法拉第定律，在這項科學定律出現了30年之后，德國西門子公司按照這一科學定律，發明了世界上及時臺發電機，由此引發了第二次工業革命。發電機的發明和電力的應用，是科學先于技術的證明，也是科學與技術結為一體的證明。進入20世紀，科學與技術更加緊密地結為一體，任何一項重大技術發明，都是遵照已有科學原理，再也沒有全靠經驗的技術發明了。同時，科學的發現和發展，也更加依賴于技術的支撐。以原子能科學技術的發展為例，當年居里夫人發現鐳的放射性，揭示了原子核內部有能量釋放出來。1916年愛因斯坦發表相對論，從理論上證明了原子核內部蘊含有巨大能量。這些科學發現只是證明了原子核內部有巨大能量，如何證明原子核內部有能量特別是如何利用原子能，就依賴于技術發明。美籍意大利物理學家費米與1938年建成了世界上及時臺原子反應堆，是在原子能科學的指導下進行的，他證明了以前關于原子能的推論，并推動了原子科學的發展，由此產生了一門名為核物理學的新學科。原子能的利用，又產生了一大批新學科。由此可見，科學與技術的結合并在實際中應用，會派生出一些新學科。兩門以上科學結合會產生一門新學科，如分子物理學與生物學相結合形成了一門名為分子生物學的新科學和遺傳工程新技術。還有從老科學中也能派生出新科學，如熱力學是19世紀就有的老科學，在20世紀70年代，普里高津從研究熱力學中開創了名為耗散結構論的新論說，又派生出專門研究模糊（不確定）現象的模糊數學。由科學與技術相互滲透與結合，不斷分化與綜合出新學科，使得科學技術滾雪球式的增多，到20世紀末，人類進入了知識爆炸時代。
科學技術能夠以信息文字為載體永遠存在下去，如兩千多年來造的船，都是遵循阿基米德原理（浮沉原理），船早已消失，而阿基米德原理永存?？茖W技術還永不過時，永不減少。如18世紀發明的蒸汽機，到20世紀70年代已停用，從蒸汽機中總結出的熱力學理論并未過時停用，至今仍在用，并由此衍生出耗散結構理論。200年來造出多少臺蒸汽機沒有統計，但總是用一臺少一臺，而熱力學用的人再多，也不會減少，反而會增多，如20世紀首年（1900年）德國物理學家普朗克就是從熱力輻射中發現了量子，并由此開創了量子力學。20世紀初，出現了量子力學和相對論力學，號稱物理學革命，這里講的革命（Revolution）指重大變革，并非是否定了牛頓力學。實際上牛頓力學并未過時，仍然適用。而科學革命只是揭示了其適用范圍：量子力學指明，牛頓力學在宏觀物理世界適用，不適用于微觀物理世界；相對論力學指明，牛頓力學對靜止和低速運動物體適用，對高速運動（指接近光速）物體不適用。其實，任何科學都有其適用范圍，舉個簡單例子，歐幾里得幾何學產生了兩千多年，也用了兩千多年，到19世紀末，俄國數學家羅巴切夫斯基創立了一套幾何學，同歐氏幾何大為不同，乃至相反，號稱非歐幾何學。如歐氏幾何有條定理是：三角形三內角之和等于180度；非歐幾何證明三角形三內角之和小于180度。德國數學家高斯還在阿爾卑斯山設立了足夠大的三角形，測量結果是等于180度，并宣稱，在地球范圍內，歐氏幾何是正確的。直到20世紀中期，有了射電天文學技術，測量結果證明，在大于5光年的世界，即是遠大于太陽系，三角形三內角之和方才小于180度。充分證明，歐氏幾何定理在地球范圍內是適用的。至此可以發現，科學技術以信息文字為載體，成為人類精神的遺傳基因，只生不滅，越積累越多，而且科學知識的增多，會產生連鎖反應，進一步的增多，使得科學技術加速發展，越走越快。恩格斯把科學的發展比作人口的增長，指出：“人口的增長同前一代人的人數成比例，而科學的發展同前一代人遺留下的知識量成正比，因此，在最普通的情況下，科學是按幾何級學增長的?！庇捎谌说目茖W知識積累越多，這就形成了一座龐大的精神資源，并在不停的膨脹，且越用越多，而地球上的物質資源則越用越少，這就會陷入物質資源匱乏的困境。隨著世界各國，特別是發展中大國，工業化、現代化的進展，這一困境將會越陷越深，擺脫這一困境的出路，就是發揮精神資源的優勢，依靠科學技術的力量。時代在呼喚科學技術革命，當前，科學技術積累已相當深厚，也正醞釀著一場新的革命。
二、發揮教育的基礎作用
由于科學知識越積累越多，則學會已有的知識所需要的時間即受教育的時間就越來越長。同時，現代從事各種產業的工作，都需要掌握科學知識。同時，當今世界，科學知識變革很快，不斷地出現新知識、新技術，要求人不斷地學習掌握。古代近代社會，沒有文化知識，照樣可以種地、作手藝乃至打仗，現代就不行了。這樣一來，教育就關乎經濟的發展，文化的傳承，乃至國家民族的盛衰。在世界面臨新科技革命來臨時，教育就更加顯得突出重要。在學習會上指出：“物質資源必然越用越少，而科技和人才卻會越用越多?！庇终f：“要深化教育改革，推進素質教育，創新教育方法，提高人才培養質量，努力形成有利于創新人才成長的育人環境?！睂嵤﹦撔买寗討鹇钥咳瞬牛囵B人才靠教育，要發揮教育的基礎作用。
中國一向重視教育、重視知識的傳統。古人說：一年之計，在于樹谷；十年之計，在于樹木；百年之計，在于樹人。就是說，安排一年的生計，在于種好莊稼；安排十年的生計，在于種好樹木；安排好百年的生計，在于教育培養人?？梢娭袊湃艘焉钌盍私饨逃木薮蠖钸h的意義。當代世界，科教與人才成為決定社會前進的首要因素，教育對社會的推動作用，遠比古代為大，我們更有理由比古人更加重視教育。以往我們常以地大物博自豪，冷靜的分析，我國人均占有的土地和礦產資源，在世界上都排在后面。較大的特色是人口眾多，大力發展教育事業，提高人的素質，才是我們真正的優勢，我們更有理由比世界各國更加重視教育。今后國家富強，民族的復興，這一歷史重任都落在教育上，中國的教育事業可說是任重而道遠。
人們常說中國是一個經濟和文化落后的國家。新中國成立前，中國經濟落后是無可置疑的。說中國文化落后，頗有疑問。中國屬于儒學文化圈，歐美屬于基督教文化圈，即人們常說的東西文化。這二者不可比，正同中國的京劇與外國的歌劇、舞劇不可比一樣。說中國文化落后于西方，如同說京劇落后于莎士比亞劇一樣，是講不通的。因而不存在中國文化落后于西方文化的問題。但教育是可比的，如文盲、在校學生、大學生在人口中所占的比例，都是可比的，同外國一比較，中國確實明顯的落后，因此，中國的實際情況是教育落后，而并非是文化落后。
中國的教育落后在滿清時已經顯示出來。到了19世紀，歐美國家興辦學校，教授自然科學課程，屬于近代教育。我國仍然盛行私塾，全教人文科學，屬于古代教育。到了20世紀初，才開始向近代教育邁進。
教育對各個領域都發生深層次的影響，這種影響有些是看不到的，但確是巨大而深遠的。如許多地區，有豐富的資源，卻得不到合理的開發利用，依然處于貧困狀態。其中一個重要原因是缺少有眼光、有創業能力的人才。想反，有了人才，就要資金有資金，要技術有技術，資源優勢轉化為經濟優勢。同樣的外部環境與條件，只是由于管理人員的素質不同，一個企業，一個學校，一個機關，競爭會有不同的結局。少年、兒童的成長和社會風氣的好壞，極大地同家庭環境、幼兒園、學校和各種社會組織的熏陶有關，歸結起來，還是人的教育問題。
從20世紀初中國才開始有了近代教育，比歐美國家落后了一個世紀。新中國成立后，我們急起直追，教育事業得到迅速發展。
三、新形勢下出現的新問題
我國實行社會主義市場經濟，推動了經濟迅速發展，取得了舉世公認的偉大成就，同時也出現了一些新的問題。
市場經濟的一個基本特征和運行目標是追求經濟效益。教育則是百年大計，著眼于提高人的綜合素質。在一定程度上教育和市場經濟的目標存在差異。由于市場經濟的原則是追求經濟效益，因此，教育部門培養的實用人才，如會計、銷售、法律、公關以及各部門應用技術的人才，很容易為市場所吸收接納。對于基礎科學的人才，如哲學、歷史學等人文科學，理論物理學，理論數學等基礎科學，從世俗的市場經濟的觀點看是效用不大的，不能立即產生經濟效益的。從社會功能的角度看，基礎科學如同水，各門應用技術如同船，水漲船高，只有基礎科學水平提高了，應用技術乃至生產和工作的水平才能提高?；A科學起到基礎的作用，沒有牢固的基礎何以能建起高樓大廈。故世界上的有識之士，都極其重視基礎科學人才培養。政府應有遠大眼光，不能局限于短期的功利目的，要高瞻遠矚，穩住基礎科學學科專業這一頭。
基礎科學人才是學界的精華，在精而不在多。我國過去高等學校在學科設置上，基礎科學偏多而失之于精。特別是文科的哲學、政治經濟學、歷史專業，每個綜合性大學都設置，應用專業則設置的少。近年來，由于市場大潮的沖擊，基礎科學學科受到巨大沖擊，以至于取消或改變專業方向。為今之計，應本著少而精的原則，穩住基礎科學系科這一頭，選擇條件好的院校，設置基礎科學專業，培養高精尖人才，為科研機構與高等院校造就一批學科帶頭人乃至具有世界水平的科學家。
科學界精英人才也是教育應當穩住的一頭。特別是要關注底層平民家庭中有天賦、有潛能、有強烈的向上意識的子女的培養教育，使他們有機會、有條件得到更多學習深造的機會。由于這部分子女有奮發圖強的精神動力，只要有良好的學習環境和求學條件，極有可能成為科學精英。因此，政府和全社會都要注視科學精英的苗子，對于那些勤奮而有天賦的學生，要在經濟上予以大力支持，決不能由于家庭經濟困難使其喪失求學的機會。
（作者單位：太原第二外國語學校（太原市第十八中） 山西太原 030000）
（責編：李雪）
