目前在國內關于素質教育的研究和討論越來越深入, 很多教育學家、老師、家長都提出了素質教育的內容和方法等。我們之所以掀起素質教育的大討論, 是因為我們覺得我們的教育有問題。例如從小的方面講, 我們的學生的學習壓力很大, 往往陷入書山題海中, 對學生的成長造成了很大的負面影響。從大的方面講, 我們從“五四”開始就高舉科學大旗, 中國的教育學家和知識分子也是前赴后繼、孜孜不倦地教書育人, 培養了大批祖國的建設者, 但是總有一個問題縈繞在所有中國人的心頭, 那就是:作為創造和傳承了五千年文明史的中華民族, 我們擁有那么多優秀的人才, 學習和研究西方的科學技術也已經長達一個多世紀了, 但是為什么沒有自己培養出一個真正意義上的世界級的科學大師呢?當然, 這個問題是一個非常大的課題, 筆者在這里沒有能力做深入系統地研究和論述, 但是在長期的工作和學習中, 還是總結和體會了一些方法和觀念, 希望能夠給讀者朋友起到一點拋磚引玉的作用。
1 理科教學的內容與形式
在研究探討素質教育的時候, 很多人會覺得, 如果要進行素質教育就不能僅僅教授學生語、數、外、理、化等主課, 還應該增加音樂、美術、體育等課程內容。這種想法在本質上沒什么問題, 但是如果我們以為只要增加這些非主課的教授內容就實現了素質教育, 那就不對了。對素質教育的理解, 不應該單純為多教授學生一些新的知識、技能和課程, 這樣的認識很容易造成新的非素質教育。例如現在的學校為了實現素質教育, 大大減少了學生在學校的主課學習內容和作業, 但是作為家長卻望子成龍, 在周末、假期為學生安排了大量課外輔導和課程, 鋼琴、芭蕾、游泳、圍棋等等不一而足, 學生過個假期往往比上學還累。筆者并不是想否定通過培養學生多方面的興趣來提高素質的方法, 但是如果認為, 單純想讓學生多學一些東西而不考慮學生的實際情況和素質教育的規律, 其結果往往會事半功倍、適得其反。如果說素質教育不僅僅是課程多少的問題, 那么數理化等理科課程也就有如何進行素質教育的問題。
首先, 在理科教學中, 理科知識和理論的教授是不可缺少的, 并且由于理科知識理論的復雜、深奧, 由老師來主導課堂是合適的。有的老師嘗試在課堂上讓同學們自學, 但是如果自學的課堂太多, 可能會造成放羊的狀態, 而且自學的效率和成果一般會很低, 自學了一天甚至沒有老師的幾句話深刻全面, 因此自學方法不宜在理科教學中大面推廣。美國的教學時興課外調研, 老師布置一個題目, 學生們通過調研得出自己的結論, 并在課堂上討論?；蛟S這對某些文科的教學有積極意義, 因為其結論可能不是唯一的, 有助于學生開拓思路。但是對于理科教學, 這種方法就很難應用, 因為理科的知識和結論是確定唯一的, 而所學習的知識和理論也是常識性和基礎性的, 沒多少可以調研的空間。也就是說, 素質教育在每門課里都應該有自己的規律, 那么理科的素質教育應該是怎樣的呢?筆者認為理科的素質教育在本質上應該是一種感性教育, 而應試教育則背離了感性教育。
在理科中的感性是什么呢?讓我們看圖1的例子, 這是高中物理的一個普通題目。在解這個題目的時候, 我們首先對小球的物理運動過程會有一個認識, 即小球會沿著斜面從A運動到B, 然后小球會沿著圓形軌道運動到C乃至D。這種認識就是一種感性認識, 這種感性直接來源于日常生活的觀察總結。我們解決和研究這個問題的時候, 就是講所學的物理理論和公式與感性認識相結合, 將感性的東西通過數學的形式描述出來。如果沒有這種感性認識, 盡管學習記憶了很多物理理論公式, 遇到具體問題還是不知道該怎樣應用, 這是很多人在學習中遇到困難的根本癥結。這種感性認識很大程度上是一種直覺, 例如這個題目在還沒有列公式求解之前就能大體想象出小球的運動情況, 如果A點過低, 小球可能運動不到C點, A點高一點, 小球過A點后在某點會脫離軌道, A點位置再高, 小球會一直運動到D點, 如果小球與軌道有摩擦, 什么情況是靜止摩擦, 什么情況是滑動摩擦, 只有有了這些感性認識, 數學公式才能寫出來。所以說, 數學是描述物理過程的一個工具, 如果沒有對物理過程的感性認識, 數學的工具也必然不會應用, 感性認識是進行理科學習的基礎。
在理科教學的過程中, 除了培養學生的這種感性認識以及感性與理性的關聯關系, 另外的一個重要任務就是將理性固化為感性。這就是將前人的知識和理論研究成果感性化, 不能將教學變成死板的照本宣科, 還要把理論產生的背景和應用場合講清楚。
例如講授牛頓第二定律, 就要首先告訴學生這個定律是研究物體的運動規律的, 研究物體運動與其所受到的力的關系。如果不講這些話而直接把公式搬出來, 很容易把學生搞得云里霧里。此外, 數學是非常抽象的學科, 如果不能感性化, 就會非常深奧難懂, 不知道公式的目的和意義。比如微分, 如果將其定義的公式與物體運動的瞬時速度聯系起來講, 那么就會易懂、生動, 印象也深刻。其實微分就是牛頓在研究物體運動的時候創立的, 數學是用于描述物理過程的一個工具, 沒有合適的工具, 牛頓就自己創造了這個工具。所以, 盡管數學問題更抽象, 但這種抽象還是源自實際的問題, 也完全可以實現感性化地教授。
一旦將理性和知識固化為感性認識, 在遇到與其相關的題目和問題時, 會很自然地想到用那些理論和知識來解決, 解決起來就會得心應手、游刃有余。比如遇到圖1類似運動學問題, 就會自然想到牛頓運動定律和能量守恒定律等。
隨著計算機的普及發展, 多媒體教學得到了廣泛地推廣。多媒體是對理科知識和理論感性化展示的一個非常有利的工具, 但是有了多媒體并不意味著感性化教學就能自動實現。例如, 如果沒有將微分與速度或其它感性的東西聯系起來, 多媒體所播放的內容可能與之前的教學在本質上沒有多大差別。這里面的關鍵是把理科的知識和理論與感性的結合點抓住。
2 理科研究的方法和原則
筆者之所以看重感性化在教學中的作用, 是覺得感性是學習的內在動力。人總是愿意生活在感性世界里, 在感性世界里才有詩情畫意, 才有喜怒哀樂。雖然人的生活離不開理性, 但是如果一個人只是生活在理性世界里, 無論什么事情都要問個前因后果, 做個理性分析, 甚至連吃飯、走路他也要想想人為什么和怎樣做, 這樣的生活不僅很累, 而且無趣, 甚至使人呆滯、發瘋。
作為理科研究也應該遵循感性與理性的結合, 只有真正結合好了, 才能體味其中的樂趣。因此, 筆者認為感性是興趣的重要源泉之一, 而我們知道, 沒有興趣是不可能很好地完成一項工作的。
牛頓曾經將他的成功歸結為99%的努力加1%的靈感。在宗教里, 靈感或許可以解釋為神靈感應, 但是在科研過程里, 筆者更愿意解釋為靈敏的感覺和感性, 也可以說是一種直覺。在我們的教育方法和體系里, 我們往往非常注重99%的努力, 因為在牛頓的格言里其比重太大, 而往往忽視甚至有意忽略1%的靈感。如果1%的靈感真的可以忽略不要, 那么是否就意味著人人只要付出100%的努力就可成為牛頓了呢?所以這種靈感是至關重要的, 它決定著我們科研工作的方向。盡管這種靈感和直覺經常是錯誤的, 但是這總比沒有方向好?？蒲械倪^程就是一個證偽的過程, 如果在這個過程中證明直覺是錯誤的, 那么反向思考往往可以得到一個正確的結論, 這在科技史上屢試不爽。胡適也曾經說過, 大膽假設, 小心求證, 也包含這個意思, 沒有靈感或直覺的大膽假設只能是胡亂假設, 再怎么小心求證也不會有什么結果。
凱庫勒發現苯環的故事就是科技史上關于靈感的最好廣告。當時的化學家對苯的分子結構百思不得其解, 凱庫勒夢里夢到了一條蛇首位相連, 醒來后豁然開朗, 經過計算分析就推出苯的分子結構是環形的。凱庫勒如果沒有這個關于蛇的靈感, 就不能提出苯分子的環形結構, 也就無從求證了, 可見靈感在研究中的作用有多么重要。
學習過程是理性固化為感性的過程, 與之相反, 研究過程是將靈感、直覺等感性的東西理性化的過程。比如還是圖1的問題, 如果我們沒有牛頓運動定律和能量守恒定律等知識, 要解決這個問題就是一個研究的過程。在實驗觀察中, 可以獲得小球運動的感性認識, 將這些認識用數學公式描述出來, 精煉為更廣適用范圍的理論, 這個過程就是理性化的過程。數學工具的作用是將規律性的東西量化, 而理論的描述語言是將規律系統化。靈感的產生只是研究工作的開始, 而大量的工作是怎樣將規律量化和系統化, 所以才有1%和99%的關系。
科技史上, 靈感在很多理論的理性化過程中沒有在苯環的發明過程中那么靈活鮮明, 但是靈感在研究中的點火作用應該是勿庸置疑的, 可能是很多人沒有意識到它的存在或是沒有講出來而已。
筆者并不想否認99%的那部分工作的重要性, 有太多的人對其中的方法進行研究、介紹和強調, 就沒有必要在此重復了。
3 理科教學和研究的關系
很多時候我們會認為, 只要把知識和理論系統、全面甚至深入地傳授給學生, 再教授一些研究的方法, 學生就可以進行研究了。然而實際情況往往并非如此, 正如上述的靈感在研究中的重要作用, 如果沒有靈感的點火, 研究工作很難真正深入地展開。
所謂的靈感不是什么不可琢磨的東西, 本質上, 它不是什么神靈感應, 而是來自對自然界的仔細觀察和深刻體悟, 這種觀察和體悟是可以通過后天感性化教育來培養的。因此, 如果以研究為目標的教育應該是感性化的教育, 而感性化的教育必須建立在現有的知識和理論的基礎上, 沒有繼承前人成果的研究是無源之水, 所以知識和理論的教授是非常必要的。
如果按照感性化方式進行教學和研究, 是否就一定可以產生大師呢?筆者仍然覺得未必, 但是不這樣做, 產生的可能會更低。教育的目標應該是傳承知識技能和培養研究的土壤, 大師所具備的某些必須的素質和特點不是教育所能賦予的, 有些是先天具備的, 有些是生長環境和經歷造就的。但是教育畢竟可以提供大師生長的土壤, 有了這些土壤, 再加上自己的努力, 種子自然會長成參天大樹。如果這個種子不是大樹的種子, 再怎樣人為培養它也長不成大樹。所以, 筆者認為素質教育應該是因材施教, 而不是以家長的意志或未竟的理想為教育方向, 向學生強力灌輸他不喜歡的東西, 如果是樹種子就按樹的方法培養, 如果是草種子就按草的方法培養。所以, 素質教育的根本不在于學多少東西, 而在于怎么教和學。
然而, 感性化的教育不可能排除必要的死記硬背和訓練, 因為99%的努力是成功的條件。前人的研究成功和經驗, 很多不是可以一步到位地進行感性體悟的, 而是需要死記之后進行慢慢體悟, 隨著時間和經歷的積累, 體悟就越深刻。例如中國的傳統文化就是一種感性的、詩意的文化, 對涉世未深的孩童, 無論用什么教育方法也是很難體悟出其中的美妙和詩意, 而只能是先死記硬背之后, 再用時間慢慢體味其中的感性和詩意。
4 結語
從上面的討論可知, 感性教育在教學和科研中的地位和作用是非常顯著的, 是否進行感性教育是判斷素質教育的主要標準之一, 如果沒有很好的感性教育, 最終還會陷入應試教育的怪圈。感性教育不僅能培養合格的工程技術人員, 還能為科研人員的產生成長提供肥沃的土壤。
摘要：理科教學的質量關系到培養的工程技術和研究人員的素質, 而感性教育在理科教學和科研中有著非常重要的作用。感性教育是理科教學中的著眼點, 感性認識在科研中起到點火的作用, 因此, 除了理性以外, 感性教學與科研的另外一個非常重要的連接點。
關鍵詞：素質教育,感性教育,理科教學,教學方法,科研方法
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