前言：本站為你精心整理了建構主義對科學理論的作用范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

一、對建構主義教育哲學的反思

建構主義作為后現代主義這個更廣泛范疇的社會政治思潮的一部分,是與20世紀70年代以來西方世界后工業社會的反物質主義、反科學主義的思潮分不開的。西方高度發達的物質世界伴生了特殊的社會問題,激起不少學者從社會學、政治學角度呼吁防止對科學的濫用和對人性關懷的忽視,因此不少學者將建構主義與女權主義和改革主義相提并論:“建構主義在某種意義上代表著一種關懷……關懷自我形象,關懷人類發展,關懷職業尊嚴,關懷人民”。⑦因此建構主義最初在教育上的影響主要限于文學、藝術等人文學科課程研究范圍,但后來“它逐漸地擴張到它的適用范疇之外,成為一種教學理論、一種教育理論,甚至是一種關于思想源泉的理論、一種不僅關系到個人的知識,而且是整個科學知識的知識論”;更有甚者認為:“在人類探索的意義上,在人類賦予為了生存和適應所進行的所有活動的意義上,建構主義提供了一個全方位的視野”。⑧

在西方科學教育界最初引進建構主義的切入點是20世紀60年代科學課程改革運動的失敗,并認為失敗的原因中有兩條與科學主義認識論相關,一條是天真的經驗主義科學觀;另一條是對兒童認知能力的機械性的和限制性的解釋。按照激進的建構主義認識論觀點,客觀世界是不能被人真實地反映的,人所認識的世界圖像是按照人的已有的認知圖式,有目的地建構的。因此,由于不同的人有不同的認知圖式,或不同的舊有經驗,所以對同一種事物的認知會產生不同的建構方式與結果。從哲學上看,這種觀點與主觀唯心主義的不可知論相同,而與科學精神是相違背的,⑨也是與當代科學教育的目標相悖的。本文在此不再對科學精神的內涵做更多的科學哲學上的討論,而是從現實出發,看看當前國際上科學教育認識論的變化趨勢如何。

最新版美國《標準》中明確規定了“科學教師就是科學界在課堂上的代表”;還把確定為科學教育的目標和手段的“科學探究”定義為“是科學家們用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據提出種種解釋的多種不同途徑。科學探究也指的是學生們用以獲取知識、領悟科學的思想觀念,領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的各種活動”。10那么科學界對科學性質的認識如何呢?《面向全體美國人的科學》中明確指出,科學家們相信“世界是可被認知的”,“運用智慧和借助擴展感官功能的儀器可以發現宇宙間各種特性的規律”,“即使無法獲得盡善盡美和絕對正確的真理,要說明這個世界及其怎樣運轉,得到日益精確的近似真理還是可以做到的”,因此,雖然科學理論是會變化的,“但絕大部分知識具有持久性”。其實,科學之所以在19世紀末贏得了它在教育中的位置,正是由于這種獨特的客觀、有條理的質疑和探究精神的教育價值。

建構主義在哲學上的積極意義在于,強調了從前許多科學哲學家提出過的科學知識的相對真理性。這對于20世紀下半葉西方社會中惡性膨脹的科學主義來講,尤其具有重要的現實意義。它在教育上的意義可以理解為,把科學看成永無止境的探索,而不是一成不變的真理。這無論對科學知識學習本身來講,還是對普通意義上人的素質的培養,尤其是創新能力的提高都具有重要意義。然而,真理過頭一步就成為謬誤。激進的建構主義在許多具體的科學教育問題上采取的消極、否定、懷疑的態度,無論從教育的積極向上的原則,還是從科學教育的追求真理的精神上看,都是弊大于利的。

科學研究強調觀察和實驗的重要性,而激進的建構主義則夸大客觀觀察的困難性,認為觀察的結果不能夠反映客觀存在。科學家們則認為正是因為觀察容易發生偏差,容易受從前的經驗和概念所左右,所以觀察的方法需要經過專門的訓練,使觀察者盡可能準確地反映客觀世界。而且科學是不斷進步的,錯誤的觀念會被后來的觀察所糾正,如眾所周知的“地心說”被“日心說”所取代。這就是“日益精確”的科學家的認識論。

激進的建構主義教育哲學的另一個組成來源于對庫恩的科學社會學理論的特殊理解,認為庫恩所說的“范式”革命,正是科學理論人為建構的社會表現形式。其實社會學的理論不能簡單地用于解釋認識論的觀點。庫恩的“范式”理論并不包含激進的建構主義認識論或反實證主義方法論的東西。它是對科學共同體(scientistcommunity)中特殊的權利控制現象的一種描述,這與科學家個體的認知過程是不同時空的問題。范式不是由某個人的認識構建的,這里個體之和不等于總體。又好比不能用雞蛋的圈層結構來解釋地球的圈層構造一樣,“范式”的形成首先要有規范,要有一致的行動準則,那就是在相信世界終究是可知的前提下,采取觀察—假說—檢驗的實證模式。社會團體力量會干擾個人的認識過程,但這種力量是在變化的,而且圍繞著一個平衡點在變化,并不是相對主義的無所謂對錯的變化。

有些激進的建構主義者還認為,科學史與科學社會學證明了科學理論的最終裁判者是科學共同體,但實際上這只是暫時的,最終的裁判者是自然界自己。庫恩還指出了“范式”的轉變有時是通過科學家之間的代際轉移來實現的,這實質上反映的是相當于今天所謂的學霸行為所導致的結果,而與知識論無關。隨著科學共同體自身的科學素養的進一步提高,這種情況會逐漸改善。而且,不能由成人世界科學活動的某些暫時的非理性現象而得出學生的學習過程非理性的必然性;甚至進一步誤認為,既然科學是科學家共同體共同建構的理論體系,所以學生的科學知識也必然是與教師談判的結果。

此外,應該指出,“范式革命”描述的是科學探索前沿的東西,是反映了最新的科學知識產生的曲折過程,但這些曲折不是必須要在今天的一個基礎教育學科的課程里反映出來。已有研究證明,整個科學課程內容結構,好比一個從底到上裝滿從老到新的科學知識的柱體容器。在科學史上經過長期檢驗的相對穩定的知識,往往被后來的新知識壓縮到容器的底部,適用于早期學習階段;而科學前沿的具較大不確定性的東西位于頂部,適用于晚期學習階段。這個柱體容器的四壁具有無數細小的孔隙,那些經不住實驗或邏輯檢驗的知識,都先后依次被排出柱體容器。根據這個模式,“范式革命”的歷史可以作為科學史的一個部分加入到科學教育的課程中,但它不適于基礎教育階段的教學。此外,來之于教學實踐的研究也表明了目前的大部分高中生還不能真正理解科學知識的相對真理的性質。12

而且,在學生的認知“最近發展區”沒有達到認識真理的相對性水平的時候,過分超前的科學教育是否會導致違背科學性的不求甚解、人云亦云的不良思維習慣,值得研究。例如,我們說“植物長高了3cm”,是否還需要告訴學生這是在牛頓時空體系中測量的結果,如果在愛因斯坦體系中測量,其結果將完全不同?如果需要告訴的話,應該怎樣講解?應該在什么學習階段?學生們必須已經具備了哪些經驗和知識被建構主義者經常引證的潘斯納等人提出的科學史上范式變化的內容可以幫助學生轉變錯誤概念的觀點,是基于對大學生在學習狹義相對論的案例研究的基礎上提出的,13正如他自己后來指出的那樣,他的研究不能簡單地推出一般的認知心理學上的理論,14而建構主義的錯誤正是在于把科學新理論的產生過程與學生學習科學知識的性質相混淆。

在方法論層面上,建構主義對科學方法論的攻擊主要是針對歸納法,并引證波普爾、拉卡托斯等對歸納法的討論。其實這兩位科學哲學家是對科學邏輯的哲學討論,是告誡人們這些方法的欠完備性,并不是說要摒棄歸納法的應用。好比雖然我們知道應該對每個孩子用不同的教學內容和方法,但不可能摒棄班級授課制。即便反對歸納法的哲學家查爾默斯,在他的《科學究竟是什么》一書中也承認“我并不主張從此得出這樣的結論:觀察陳述在科學中不起任何作用……我只是論證,歸納主義者賦予觀察陳述在科學中的作用是不正確的”。歸納與演繹的相對重要性問題是一個重要的科學哲學問題,但不是基礎科學教育內容所能包含的問題。后科學主義的思想似乎應該是高層次的科學教育所關心的問題。

二、建構主義教學論的意義及局限性

建構主義教學論產生于建構主義心理學。建構主義心理學認為,知識不是被動吸收的,而是由認知主體主動建構的:“知識在一定程度上能被傳播,但傳播的知識只有在它被重新構造之后,即得到了解釋并且與學習者的已有知識聯系起來,才在各種情況下變得可用”。16這種理論被認為屬于更廣泛意義上的格式塔心理學和現代認知心理學的范疇,它是建立在皮亞杰的同化、順應理論,奧蘇貝爾的有意義的學習理論,以及維果斯基的“最近發展區”理論的基礎之上的。通過對“順應”方面的深入研究,建構主義探討了認知主體新舊經驗相互作用在認知過程中的機制。

也就是說,現代認知心理學是在行為主義心理學的單向“刺激—反應”理論上發展了主體與客體的互動理論;建構主義又在這個基礎上發展了主體內部的新舊經驗之間的互動。這種互動觀是對從前的心理學理論的繼承和發展,而與激進的建構主義否認知識的可被傳授性觀點有顯著的不同。皮亞杰的發展的觀點認為,成人比兒童具有更多的生活經驗,因此會比兒童對客觀世界的解釋更接近客觀現實。他的同化和順應的概念更是說明了相互作用和發展的機制:同化是指主體將其所遇到的外界信息直接納入自己現有的認識結構中去的過程;順應是指通過調節自己的認知結構,以使其與外界信息相適應的過程。可見同化與順應的結果是越來越接近客觀世界的圖象。這些觀點與前面所述的科學家“日益精確”的可知論觀點是一致的。

與其他心理學理論一樣,自主建構理論被賦予教育學意義之前無所謂好壞。自主建構現象只是一種客觀存在,是心理學研究的一個發現;它只是解決了“是什么”的問題,并沒有解決教育學所關心的“怎么辦”的問題。從邏輯上講,“學習不是被動地吸收知識”,不等于“學生不吸收傳授的知識”;強調“順應”時,不能否認“同化”的存在。面對學生舊有的錯誤概念干擾、限制新的正確的概念吸收的現象,教育家的責任是尋找合適的教育手段使錯誤概念得到糾正、新概念被賦予意義。

將建構主義學習理論較早成功地用于科學教育領域的創建人之一的杰亞夫(R.Drive),在總結了前人的研究之后,提出了需要更多地關注學生們學習時的概念的內涵,而不是那些假設的思維邏輯結構基礎。17杰亞夫等首先對學生的“誤解概念”(注意這里“誤解概念”比“錯誤概念”更體現以學生為主體的觀點)進行識別研究,并試圖解釋這些概念難以轉變的原因。其中重要的發現是,學生科學學習的成績與其先前的經驗的相關性,要大于與其通常意義上的認知水平的相關性。繼杰亞夫這個開創性的研究之后,深入學生概念學習機制的實證研究報道快速上升,其中影響最大的是潘斯納等人的“概念轉變理論”。

潘斯納等人的研究意圖是通過自己的觀察、訪談研究,結合皮亞杰、杰亞夫等前人的發現,以及與科學哲學上的相關理論相聯系,綜合歸納出一個完整的科學概念轉變理論。他們要回答兩個比前人研究更加微觀的問題:(1)原有的概念及其結構(又叫“概念生存”)的什么特征控制了對新概念的選擇;(2)一個核心概念是在什么樣的條件下被另一個概念所取代。該研究的前提是學生的誤解概念常常是難以改變的,教育的目的是要改變誤解概念。潘斯納等還明確指出:“我們這項研究的中心觀點是要說明學習是一項理性的活動。學習從根本上講是理解和接受概念的過程,因為這概念被學習者認為是智慧的和理性的。所以說學習是一種探究。學生在學習中必須依據證據對學習的對象進行判斷。當然這不是說情緒與情感的因素在學習過程中不重要。這里把學習表達為一種理性的活動是為了討論學習是什么,而不是學習依賴于什么的問題”。在論述教師的作用時他們又指出,教師應該是“科學思維的模范”;在論述教學活動時,他們強調了實驗室的作用。18

像杰亞夫和潘斯納這樣的深入教學實際的實證研究還有很多,這對科學教育改革,對教學中關注學生的已有概念,起到了重要的推動作用。但遺憾的是他們的研究往往被建構主義者片面、歪曲、夸大地理解為是建立在激進的建構主義認識論基礎之上的。建構主義通過夸大認知主體的主動建構作用,將科學學習的困難性解釋為不可傳授,然后把經典的科學教育理論如杜威的“做中學”、皮亞杰的“順應”理論,貼上建構主義的標簽,其結果是給教育研究和實踐帶來了混亂。對于這一點,著名科學教育家馬修斯(M.R.Matthews)指出:“許多傳統的教學理論和實踐沒有必要披上建構主義的外衣,因為那樣妨礙教育研究者與教師和政策制定者之間的交流”。19

用積極的態度看,建構主義對科學教育實踐的主要貢獻在于它指出了科學教育的特殊困難性,提醒人們科學新概念的掌握與其他學科的新概念的掌握過程不同,前者更多地與學習者的已有概念相關。

從知識論上講,科學知識比其他學科知識難學的原因主要源于其累積性、邏輯性和經驗性。現代科學知識是近代三百多年來無數位科學家智慧的結晶。小學生一節課中所學的內容,可能代表了早期幾代科學家的勞動;中學生十幾個學時的牛頓力學,集中反映了16～17世紀許多物理學家的成果;而對于坐在大學高年級課堂里的學生而言,他們必須是已經基本了解了全部前人的成果,而正在進入向新的發現邁進的階段。

科學知識的邏輯性給科學教學也帶來了特殊的困難。累積不是堆積,而是建立在嚴密的邏輯聯系之上的。我們不能說愛因斯坦和牛頓的貢獻誰大誰小,沒有牛頓力學,就不會有愛因斯坦的相對論;雖然它們屬于不同的“范式”。科學知識的“知識點”非常多,如果互相之間的聯系沒有弄清楚,科學是非常難學的。聯系的途徑有兩條,首先是親自體驗,經過探究學到了知識或改變了誤解概念;另一條途徑是邏輯推理,邏輯是不能用通常的感覺器官去體驗的東西,它是一種特殊的心理體驗。然而通過這個心理體驗,可以將新舊經驗和新舊知識連結起來,彌補感覺器官體驗的不足。從這個意義上講,布魯納的結構教學法有利于解決科學“知識點”多而課時少的問題,以提高教學效率。當然,對于不同學習階段、不同認知能力的學生,結構學習法與活動學習法的比例應該有所不同。20世紀60年代以布魯納的結構主義為指導思想的改革,就是由于忽視了學生的認知特點和教師駕馭科學知識的能力,而導致了失敗。

科學知識的經驗性是對科學教學的又一挑戰。科學學習強調親身體驗、“做中學”,但由于課時的限制,不可能把科學史上所有理論、概念的產生過程都重復一遍。因此,選擇最具代表性的體驗活動是關鍵,而這恰恰是科學教學的主要困難之一。哪些知識的學習必須要經過親自體驗?不經過親自體驗的那些知識是否能被掌握?活動課或實驗課的分量至少應該是多少?活動內容與學生從前的概念之間怎樣聯系?這些問題如果解決不好,就會給教學帶來困難。而且,對不同的學生、不同的學習階段、不同的培養目標等還會有不同的答案。這些都需要做認認真真的研究。

三、建構主義對我國教育改革來的機遇與挑戰

我國目前的教育改革面臨著一對矛盾。中國傳統的教育觀念是知識重于探究過程、教師重于學生。大多數教師心目中的教育心理學概念還主要停留在行為主義階段。因此,我國的教育改革需要有全新的以學習者為主體的現代教育思想作指導。從這一點講,建構主義的引進意義深遠。近年來的教育改革,包括從活動教學到研究性課程的開發,給我們的課堂注入了生命的活力。

但同時,極易被忽視的是,中國文化中宏觀的思維方式和不精于實驗理性的傳統,與激進的建構主義那種似是而非的普適性的理論很容易產生共鳴。尤其是對那些反常規科學觀念的哲學觀點(如,科學知識是相對真理,不是絕對真理;科學理論是科學家頭腦建構的東西,不反映客觀存在)的片面理解,極易導致教學中的偏激與放任、忽視基礎的傾向,這對中國稚嫩的教育改革秧苗是非常有害的。

事實上,即便在產生近代科學的西方社會中,建構主義的偏激化在文化和教育層面上的潛在危害已經被許多學者所認識。著名科學教育家詹肯斯(E.W.Jenkins)在《科學與教育》國際期刊(2000年,第9期)上,就以“建構主義是一個強大的理論模型,還是最危險的認知傾向?”為題,論述了激進的建構主義的危害在于它將破壞人們防御偽科學或反科學思想入侵的免疫系統。

這種免疫系統對于我國教師來講,還遠沒有建立、健全。我們的教師、尤其是大城市以外的教師,在還沒有充分感受到現代科學技術帶給他們的好處的時候,在還沒有掌握常規的科學哲學基本原理的時候,讓他們理解科學的相對真理性、并且運用基于這種后科學主義認識論的建構主義去指導教學,必然對建構進行“自主建構”式的理解,以至于在我們有些教改的課堂上,運用“讓孩子們自己提出探究問題”的方法,比西方的課堂上要多得多。這種教法的根據,從表面上看,是為了讓孩子們自主建構,但實際上不少人是盲目行事,甚至是把科學學習的困難全部丟給學生。尤其在孩子們“自主探究”遇到困難的時候,如果教師還是任其“自主”發展,勢必會給孩子們這樣一個概念:科學探究原來就是這樣任意和浪漫。我們還有教師將魔術和違背科學原理的傳統神話引進課堂,本意是為了引發孩子們的興趣,將科學與人文融合,但客觀結果,正面地講,是進行了藝術教育;然而,由于課程名稱冠以“科學”,給孩子們的印象就可能是:科學與魔術和神話沒有什么差別。

積極引進先進的現代教育理論與防止激進的建構主義的負面影響這對矛盾,反映了我國目前教育改革所面臨的機遇和挑戰。我們面對的問題是怎樣將“后現代”社會產生的理論移植到“后發”國家、而且是具有顯著文化差異的國家,使之本土化。目前,我們在充分肯定建構主義在教育思想上進一步強調了認知主體的主動性,在科學教育上指出了科學學習的困難性的同時,要對激進的建構主義認識論和方法論在根本上有悖于科學理性的問題具有清醒的認識。我們還要正確認識我國傳統文化與科學文化的差異,正確區分科學與藝術、科學與宗教、科學與偽科學。只有在此基礎之上,才能使科學與人文融合,才能使中國文化在科學教育中發揮積極作用,才能使建構主義推動我們的教育改革健康地實現跨越式的發展。