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科学家群体参与科学教育改革的有益探索——基于中国科学社参与近代科学教育改革实践的考察(上)
新闻来源:宁夏科普作家协会     作者:刘志学、姚雯雯     发表时间:2023-02-03     阅读次数:    


[ ]科学家群体是科学教育的天然同盟军,科学家群体如何参与科学教育改革是科学界和教育界都必须面对的问题。20世纪初,中国科学社的科学家社员们开展科学教育调查,全面了解、掌握科学教育现状;开设科学教育专栏,引发各界对科学教育的关注;编写科学教科书,提高科学课程建设水平;生产、推广科学实验仪器设备,完善科学教学资源建设;实施科学教师培训,促进科学教师队伍建设。中国科学社以多种形式参与近代科学课程教学改革的实践历程,可以为当前的科教合作,共同推进科学教育改革提供借鉴与参考。

[关键词] 科学家;中国科学社;科教合作;科学教育改革

科学教育是学校教育的重要组成部分,对于提高学生科学素质、促进学生全面发展具有重要作用。对科学事业与科学教育发展的历史与现实考察可以发现,科学家群体是推动科学事业发展的主力军,也是科学教育事业的天然同盟军,科学教育是科学家与教育界共同的责任。中华人民共和国成立以来,科学家团体通过参与理科课标审定过程,影响科学教育改革,并形成了借力模式、阀门模式、外压模式、内参模式四种参与模式。有学者通过对比和分析美国科学促进会、英国皇家学会、中国科协介入中小学科技教育的不同模式,认为中国科技团体应加强对科技教育的宏观分析与深入调研,帮助各地科技教师提高科技教育水平,为教育决策提供高质量的咨询意见和政策建议,建立包括教师、学校、政府、科技团体在内的多元资源体系。霍益萍等对中国科学社参与的中国近代科普和科学教育工作进行了概览。已有研究对科学家群体参与科学教育改革的模式及路径进行了宏观论述,但对于科学家群体如何参与科学教育改革等具体问题讨论不多。

成立于1915年的中国科学社是民国时期规模最大、最有影响力的科学社团,其主要成员都是拥有海外留学经历的科学家,他们在开展科学研究的同时,创办了当时最受关注的科学期刊《科学》,积极参与科学教育改革和科学普及事业,为中国近代科学普及与科学教育发展做出了巨大的贡献。

开展科学教育改革、提高科学课程教学质量、加强科教融合是所有科学家群体和科学教育工作者的共同愿望,是科教兴国战略的重要组成部分,也是党和国家的殷切希望。在国际科学竞争日益激烈、西方大国通过技术封锁等方式对我国进行卡脖子式封锁的今天,通过借鉴中国科学社参与中国近代科学教育改革的实践经历,开展科教合作,共同探索科学课程教学改革的新模式,对我国建设高质量的科学教育体系,培养更多创新型科技人才,突破西方技术封锁,实现科技自主创新,具有重要的意义。

1中国科学社参与科学课程改革的实践

1915年,由留美学者任鸿隽、赵元任等发起的中国科学社在美国正式成立。1918年,中国科学社迁回国内,将宗旨确定为联络同志,研究学术,共图中国科学之发达。除创办《科学》杂志外,中国科学社还通过出版《科学画报》《科学丛书》《科学译丛》等画报、书刊,建设图书馆、生物研究所,举办科学社年会,定期、不定期地开展科学演讲、科学展览等活动进行科学研究和科学普及。通过实施科学教育调查、编辑出版教科书、推广实验仪器设备、开展科学教师培训等方式参与科学课程改革,助力科学教育事业发展。

1.1 开展科学教育调查,了解科学教育现状与问题

1922年,中国科学社会同中华教育改进社等团体邀请美国科学教育家、俄亥俄大学推士(George Ransom Twiss)教授来华考察科学教育。推士先后到中国10个省24座城市的190所大中小学校进行了考察,开展了176场学术宣讲。每到一校,推士都会和教师进行座谈,深入科学课堂听课。考察结束后,推士撰写了名为《中国之科学与教育》的调查报告,对本次考察结果进行了总结。在报告中,推士写道:大体上而言,中等和普通学校的老师们没有给予学生真正的训练,没有能够传授学生对科学真正的洞察力和解决问题的科学方法。这些教师的失败不在于缺少能力,而在于他们自身训练的缺陷。

除邀请美国科学教育家推士来华进行科学教育调查外,为实现提倡及改进本国科学教育的目标,中国科学社还于1924年开展改进科学教育的第一个调查项目,即中国科学社推行江苏省科学事业之计划。该计划具体包括:一、调查科学教育计划;二、改良科学教育计划;三、举行巡回科学讲演;四、采习苏省动植矿物标本;五、测量苏省经纬度计划;六、鉴定苏省测侯雨量计划。其中,调查科学教育的内容包括:中学及师范学校科学教育之设备与人才;中学及师范学校之科学教学法及其课程表之编制法、各科科学学程之调剂及联络法;各学校附近的科学教材(即教学资源——笔者注);其余关于科学教育的一切事件。

通过对江苏省科学教育工作的实地考察,中国科学社形成了改良科学教育计划,主要包含两个部分。一是开设科学教育讲习会,包括:(1)在暑假等假期时间研究科学教学法,通过物理、化学、博物等分科讲习,让教师掌握最适当的教学法;(2)选择最新的科学发明,补充教科书不足;(3)选择优秀学生组成模范班,由科学家亲自讲授,科学教师观摩。二是编写中学科学实验课程,包括教学参考书目录、中学科学实验教科书、中学科学各科必备实验目录,以及自制实验仪器、药品、标本的方法等。

中国科学社通过开展科学教育调查,全面掌握了江苏省的科学教育现状,并针对科学教育中存在的问题形成了改进计划,开展了科学教师培训、实验教科书编写、实验标本制作采集等活动,为江苏省改善科学课程教学质量奠定了基础。

1933年,任鸿隽在《科学》上发文《一个关于理科教科书的调查》,调查结果显示,大学第一年级的物理,化学,算学,几乎完全用的外国教本,高中的八种学科之中,除了生物学一科外,无有一科外国教本不占百分之五十以外。调查结果让任鸿隽痛心疾首,大声疾呼我们多少教育家,宁愿把他们的闲暇时间,消磨在马将(麻将——笔者注)电影里面,绝不会把科学教学工作当做一件重大的教育事业。可以看出,通过开展教科书使用情况调查,任鸿隽了解了科学教科书的使用情况,发现了我国学校教科书建设中存在的问题,并号召科学家积极编写高质量的教科书,推进科学教科书中国化的建设。

1.2 开设“科学教育”等专栏,引发各界对科学教育的重视

为推进科学教育改革,中国科学社通过《科学》《科学画报》等杂志传播最新的科学教育思想,传播当时最新的科学教育研究成果,并结合科学教育实际,积极开展科学教育相关宣传、报道。1923年,中国科学社成立科学教育委员会,专门负责科学教育改革事务。中国科学社在《科学》杂志上还开辟了科学教育”“科学论坛”“科学新闻等专栏,专门讨论中国科学教育存在的问题及应对策略,以及对科学教学内容、教学方法、科学教科书、科学实验教学、科学教师培训等方面的探讨,也包含国内外科学新闻、科学研究动态等方面的报道。

之后每年的中国科学社年会都将科学教育列为年会讨论的重点内容。如在1930年《科学》杂志第九期, 《科学教育:实验课业在科学教学上之地位》一文从实验室工作为科学研究之中心,实验为思想之兴奋剂、思想之基本性,实验室为测验学生能力之最好机会,用实验以引起兴趣等几个方面,论述了实验课在科学教育中的重要地位和作用,并对教师如何上好实验课提出了建议。在1940年《科学》杂志第五期,中央大学王志稼教授撰文《科学论坛:我国科学教育今后应具之方针》指出:科学教育关系吾国前途盛衰至巨,亟应改善,俾于复兴民族,抗战建国,有所裨益。强调科学教育应注重生活化、大众化、中国化。可见,中国科学社通过在《科学》杂志上设置科学教育”“科学论坛”“科学新闻等专栏,向国人介绍了科学发展动态与科学教育最新成果,引发国人对科学教育的关注,促进了科学教育思想的深入人心。

1922年,美国科学教育家推士在结束科学教育调查后,在《科学》上撰文《美国中小学校之科学教育》,向国人介绍美国科学教育的开展情况。在介绍完美国中小学校科学课程设置情况后,推士在该文中写道:教师之从事于物理、化学及生物学教授者,关于其所授之课程鲜无优美之训练。教授此等学问者,大概能胜任愉快,故美国多数大城市之中学及小数之小中学,物理、化学及生物学之教学法,诚为优良也。之后,推士介绍了美国科学教师的培养工作和科学教师的任职资格,详细介绍了理想的科学课程应该具备的特点,最后附上了推广中国科学教育之计划

1.3 编写科学教科书,开展科学课程建设

教科书是科学教育的主要载体,教科书的质量在很大程度上影响科学教育的质量,在科普媒介单一的晚清、民国时期,教科书在科学教育中的作用尤为重要。在晚清的六十多年间,仅物理学一科中国就出版、发行了百余种教科书 ,但大多是翻译自英国、美国、法国、日本等国的教科书,编写者也大多或是外国传教士,或是留日学生,鲜有中国的专业学者参与其中,教科书整体质量不高,如时人孙学悟在写给任鸿隽的信中所言,大学的学生科学基础的栽培是在中学。可是现在咱们国里中学所用的科学教科书不是一些外国原本,学生要拿它当做英文课本一样的对待,就是那些比原本还难懂的翻译的本子,学生见了就像好人就见了汤药一样,不用说请他吃,恐怕一见就怕了……”这些不三不四的本子,造成咱们国里科学没能打下一个根基

面对科学教科书整体质量不高的现实,中国科学社的各位科学家社员结合自身的学科、专业优势,积极投身教科书编撰工作。1919—1949年的30年时间里,中国科学社编译、出版科学教科书共计220种。

中国科学社的社员大多是国内各个领域知名的科学家,他们的学术水平基本上代表了当时中国科学的最高层次,他们的学术底蕴为其编写的教科书提供了质量保证。中国科学社组织编写的教科书包括:物理学家叶企孙、郑衍芬编写的《初等物理实验》,物理学家严济慈编写的《中国科学教科书高中物理学》《普通物理学》,物理学家萨本栋编写的《普通物理学》《普通物理学实验》,数学家吴在渊编写的《中国初中教科书算术》《中国科学教科书初中算术》《中国初中教科书代数学》等中学教科书。另外,还包括中国科学社丛书、中国科学社科学文库(刘咸主编)、中国科学社工程丛书·实用土木工程学(汪胡桢、顾世辑主编)、中国科学社工程丛书·电工技术丛书等大学教科书。

上海交通大学杨孝述教授、上海大同大学胡悫风教授、国立中央研究院物理学胡刚复研究员等编写的《中国初中教科书物理学》的编辑大意中这样写道:

1.编辑是书,考虑到一般幼年学生之经验、趣味与需要,故所选教材以能了解日常所见之物质现象为范围……

3.本书每讨论一问题,必引几种一般学生所见之事物为先导,而后引到一种普通原理,再举实例以示原理之如何应用,尽惟如是,方能免枯燥无味之弊……

6.质量与重之分别,虽不在初中教科书中详细讨论,但编者以为为使学者有正确的物理观念,不可不于入手之初,略予提醒;故在力与动部分,8891四节中,用小号字加入质量与力之陈述,如教者以为对于学生有困难,或因时间不足,可随便删去,不妨碍及前后之连贯。

7.本书特别列入之一章,则以能量不减定律为科学中最基本之一种概论,近来国人中颇有妄议不合理之永动机,以为心得,送请学术机关审查,甚且宣传报章,是皆坐不明原理之弊,故宜及早补救之。

通过该书的编辑大意可以看出,编者作为大学教授、物理学家,其编写的教科书并没有仅仅传播高深的物理学知识,而是考虑到了学生的认知情况,结合学生认知发展设计教科书内容。作者结合自己对物理学知识的理解,注意到初、高中物理学内容的衔接,为学生后续课程学习做好铺垫。民国时期民众的整体科学素质不高,编者注意通过教科书宣传科学知识,抵制永动机等伪科学产品,很好地发挥了科学去伪存真的作用。

在清华大学叶企孙教授等编著的《初等物理实验》自序中,作者写道:物理学之实验教材,可分两类:其一为教员上课时做的表演,又一为学生自做的实验。此两类均属必须,而后者之训练价值为尤大,我国之通常中学中,对于前者尚能差强人意,对于后者因限于设备,多未能顾忌,或略有而未备,仍不能满足理科大学应有之入学标准……材料务求适用;分配务求其均匀;文字务求其确实而明显,使读者能得其真意。

叶企孙等知名物理学家已经认识到当时科学教育存在的问题,因缺少实验教材和实验仪器,很多学校让学生以背课文、背公式等学国文的方式学科学,学习效果自然无法保证。因此,叶企孙等通过编写实验教科书引导学生转变科学学习方式,培养学生最基础的物理概念、物理意识和实验操作能力。经过叶企孙等人的不懈努力,李政道、王淦昌、钱三强、钱伟长、王大珩、于光远等一大批物理学才俊涌现出来,为新中国科学事业的发展,特别是两弹一星等重大工程的顺利实施奠定了人才基础。

1.4 设计、生产、推广实验仪器设备,完善科学教学资源建设

实验是科学活动的重要组成部分,通过实验可以归纳、总结形成科学知识,也可以通过实验对科学知识进行验证。伽利略在比萨斜塔进行的自由落体实验、牛顿的三棱镜色散实验、托马斯·杨的杨氏双缝实验等著名实验推动了近代科学的进步,可以说没有实验,就没有近代科学的诞生与发展。在科学教育过程中,实验教学的开展,在提高学生动手能力的同时,能激发学生的学习兴趣和探究精神,增强科学课程的教学效果。参与科学实验还有助于学生形成科学思维,养成科学态度,提升科学素质。文章内容来源于《科普研究》,作者系刘志学(牡丹江师范学院教育科学学院副教授)、姚雯雯。



 
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