摘 要：人们对科学课程学习方式的选择与革新不仅受学习理论的影响，而且也受制于对科学文化的理解，是学习观和科学观在学习活动中的集中体现。从科学观的角度来看，无论将科学视为探索自然的认识活动，还是将其看作对科学知识进行社会建构的文化事业，建构性都是其重要特点。从学习论的角度来看，建构主义学习理论与实践已经成为科学教育与课程领域的重要议题。由此，科学课程学习方式变革的建构主义取向，既是科学文化本性的直接反映，也是学习心理机制的内在需要。

关键词：科学文化 学习方式 建构主义 课程改革

随着“科学元勘”学科的发展和学习理论研究的深入，人们日益发现建构主义学习方式将成为科学课程学习的主流形式。本文旨在从科学文化的建构属性、学习心理的建构特性等方面论证建构主义学习方式的科学性，并进一步提出科学课程学习改革的相关议题。

一、科学文化的建构属性

科学的建构属性可以从两个角度来理解，一个是认识论的视角，关心的是科学家的智力活动；另一个是从社会学、知识社会学的角度，探讨科学知识的社会建构的机制。

（一）认识论的视角

早期的归纳主义认为，科学活动就是科学家对自然界进行客观地观察和记录，并使这些记录条理化的过程。在科学观察过程中，科学家可以成功地避免个人偏见的影响，保证“记录”与客观世界之间一致。这样，由科学家们归纳概括出来的科学理论便是物质世界及其内在联系的真实反映。归纳主义强调科学世界的实在性和可认识性以及科学知识的真理性。依据这种观点，科学认识活动是一种“发现”过程，是科学家在繁杂的现象和数据中寻找客观规律的过程，就像在泥沙中淘取黄金一样。但事实上并没有这么简单，比如，证伪主义者批评道，通过归纳和证实方式获得的科学知识是不可靠的，是可错的。科学知识不过是科学家为解决科学问题而提出的尝试性的、探索性的理论假设。在证伪主义者看来，这些假设是来自于科学家们创造性的猜想。由此可见，科学知识、科学理论就是科学家的假设与猜想，具有明显的主观性、偶然性和差异性。科学提出假设与猜想的过程就是依据个人的观念、知识和经验创造性地、尝试性地解决问题的过程。因此，在证伪主义者眼中，科学认识活动已经具有了明显的建构色彩。

在历史主义者看来，科学是一个“进化与革命、积累和飞跃的不断发展过程”［1］，其代表人物库恩将这个过程概括为“前科学—常规科学—危机—科学革命—新的常规科学”。库恩用“范式”概念来解释科学的发展，认为每一次科学革命就是一次科学范式的转换。在每次科学革命中范式都将发生彻底的更迭，这就是库恩讲的范式之间的不可通约性。范式之间的不可通约将导致科学发展的主观性、相对性和非连续性。库恩很重视科学家的学术环境，强调科学家的主体性、科学理解的多元性和科学家在科学危机中的创造性。由此可见，他的理论中存在着建构主义的萌芽，但这种建构的思想中掺杂了许多非理性、神秘化了的内容。此外，历史主义者注意到社会环境和其他知识对科学研究活动的影响，这为后来科学社会建构主义学说的诞生做了必要的准备。

人们对“观察和理论”之间关系的认识，可以从一个侧面反映建构思想的产生过程及其合理性。“旧唯物主义者们认为，人的认识是对客观世界的摹写，是客观世界的镜子”，“人的认识并不需要任何自组织性，而是被动的、消极的摄入”［2］。对此，现代科学哲学家提出了不同见解，他们坚信，“观察渗透理论”（汉森语）。人们对事物的观察往往带有某种预言和期望，而这种预言和期望是由观察者的知识背景、世界观等决定的。这就出现了“观察者从同一个地方观看同一景象，看到的是同一个东西，但是，对他们所看到的东西所作的解释不同”的现象［3］。由此可见，对事物的观察是观察者用已有的知识、理论、观念来解释现象的过程。换言之，观察者知觉到的并非是客观事物对观察者形成的物理刺激，而是其经验对事物的解释。比如，同样见到一束五彩斑斓的光线，光的波动说的信仰者会想到这是一列具有特殊频率的波，而波的粒子说的坚信者会说这是一束粒子流，换成光的波粒二象理论的坚持者则会认为这是物质的一种特殊形态，它明显地具有“波”与“粒”两种特性。对同一光亮这一物理刺激，人们得出了不同的、复杂的反应。可见，观察是一种对现象解释的过程，是对假设进行验证的过程，也是期望预期能够出现的过程。在这样的过程中，人们建构着对自然的理解。

由上述简要介绍可见，随着对科学的认识不断深入，人们发现科学活动不单单是对自然的机械反映和简单摹写。认识自然界实际上就是人们理解自然、解释自然、赋予自然意义的过程。在这个过程中，科学家不是自然被动、机械、简单的反映者，而是其积极、主动、创造性的建构者。从科学发展史的角度可以发现，随着科学的不断发展，人们对自然界的认识不断深入，但人们的认识对象却越来越难以直接把握，人们越来越倚重于抽象的科学概念和理论思维，尝试着依据一些科学知识（常常是不充分的）提出各种假设、猜想，然后通过证实或证伪等方法来检验其可靠性。这样，科学家的主体性日益提升，对科学家的主动性、积极性和创造性的要求也越来越高，这也是科学建构特性不断凸显的要求。由此可见，科学共同体主体性不断得到提升，既是科学发展的结果，也是科学发展的要求，科学活动建构特性的不断凸现是其重要反映。

（二）社会学的视角

到上个世纪七十年代初，科学的社会学理解、分析进入了一个新的时代，其标志就是英国爱丁顿大学“科学元勘小组”的成立。“科学元勘小组”的代表人物有巴恩斯、布鲁尔等人，其主要研究方向是科学知识社会学（sociology of scientific knowledge），常简称为SSK。SSK将“探索和展示社会因素对科学知识的生产、变迁和发展的作用，并要从理论上对这种作用加以阐述”作为研究的目标。［4］社会建构主义者反对将科学知识视为对实在的描述，认为科学知识“并非完全是从经验中推导出来的”［5］，“而是社会性地建构或构造出来的”［6］。由此可见，我们世界的图景并不是我们从世界中获得的，而是我们主观地对世界的理解，“是我们强加给世界的”。同时，由于个人知识、经验、理论、观念的差异会造成人们的个体文化不同，将会导致“不同时代、不同社会的人，对相同的事物就会有不同的信念，没有任何一种关于自然的信念是唯一合理的或是唯一的真理”。在上个世纪七十年代，布鲁尔和巴恩斯提出了著名的“强纲领”，按照这个纲领，社会因素对科学知识不是简单的影响问题，而是对科学知识起着决定的作用。

总的来看，以SSK为代表的科学的社会建构主义学派的主张可以概括为两个方面［7］，一是弱建构主义，弱建构主义强调的是知识产生的社会背景或社会原因，主要着重于宏观社会学的把握，但不否认客观性和逻辑性原因；二是强建构主义，强建构主义是在微观层面上对科学知识所做的经验研究，认为科学知识或人工制品能够显示出其建构完全是社会性的。不管强建构主义还是弱建构主义，都明确地表明了科学作为人类的文化和事业，其动力、发生、运行、评价等方面都受社会各种因素的严格制约，是一个社会建构的过程。其实，对于建构主义本身也应辩证地看，它重视科学活动各种社会因素的重要性固然是可取的，但只将科学视为社会因素的结果未免太过激进，毕竟我们在认识自然界上取得了很多成就，而这些成就表明世界具有可认识性，人类具有一定的认识能力。只不过，人类认识世界、认识自身将受包括自身、社会在内的许许多多因素的影响和制约，这就决定了科学活动的目标、动力、机制、主体、方法等等都是复杂而多变的。科学的社会建构主义学说为我们理解科学文化提供了新的视角，使我们从社会学的角度更为深刻、全面地认识了科学文化的建构特性。

二、科学学习论中的建构主义

（一）建构主义科学学习理论的主要流派

迄今为止建构主义还只是一种观念、思想和信仰，并且还在不断地发展之中，所以，并没有一个被广泛接受的建构主义理论，很多研究都是从各自的研究角度对建构主义思想的阐发。这样，因为建构主义所关注的视角、层面的差异，就形成了许多建构主义流派。比如，马丁·道加马斯根据这些视角和层面将建构主义分为五类［8］：个人建构主义、激进建构主义、社会建构主义、文化建构主义和批判建构主义。马修斯将建构主义大致分为三大类［9］：哲学建构主义、社会学建构主义和教育学建构主义。根据激进程度的不同，也可以将建构主义分为激进的、温和的和折衷的三个层面。而在美国乔治亚大学教育学院所组织的“教育中的新认识论”系列研讨会的讨论中显示，建构主义主要有六种不同的倾向［10］：激进的建构主义、社会性建构主义、社会文化认知的观点、信息加工的建构主义、社会建构论和控制论系统。笔者认为对科学课程学习影响最为深远的有激进的建构主义、社会建构主义和信息加工建构主义。

激进建构主义的代表人物是格拉塞斯费尔德。他明确指出“建构主义的立场，如果认真对待的话，即是与知识、真理和客观性等传统概念直接冲突的，它们要求从根本上去重建个人关于实在的观念”［11］。格拉塞斯费尔德强调，“知识不反映一个‘客观的’本体论的实在，而完全只是一种对我们经验所构成的世界的整理和组织。”［12］可见，他反对客观主义知识论，反对认识的机械反映论。由此，他在学习论上坚持认为［13］，知识是由认知主体主动地建构起来的，认识的机制是适应自己的经验世界，帮助组织自己的经验世界，而不是发现本体论意义上的现实。激进的建构主义之所以激进的原因就在于，它否定了知识的真理性和可传递性。虽然，激进的建构主义使我们耳目一新，给人以多方面的、深刻的启示，但在实际操作上有相当大的难度，也许它只能作为一种理论给人以观念上的启示。

虽然以维果斯为代表的社会建构主义也对知识的确定性和客观性抱有怀疑态度，但它认为知识的存在是客观的，是为社会所共有的，并在不断地改造中逼近世界的本真面目。社会建构主义者强调，认识的对象不仅仅是客观物质世界，社会—文化环境也是认识主体的建构对象。在社会建构主义者眼中，“社会—文化环境不仅是个体智力发展的一个必要条件，而且也对个体的智力发展有着重要的规范作用，即在很大程度上决定了各个个体智力发展的实际方向”［14］。所以，学习者首先要进入特定的社会—文化环境，并在这个环境中进行个体文化与社会文化的双向构建，一方面，通过个体对社会即在文化的学习来建构个体的文化世界；另一方面，因为个体文化有别于社会文化，因此，个体文化的“回流”会导致社会文化的更新与发展。总体来看，学习者是处在社会—文化的海洋中，因此，学习者的智力活动的方向、内容和方式就要受到社会—文化的影响和制约。

信息加工的建构主义是对信息加工论的发展。信息加工论不属于建构主义，［15］但可贵的是，信息加工论非常重视原有经验在学习新经验时的作用，在这一点上具有一定的建构主义色彩。信息加工的建构主义是对信息加工论的超越，它在坚持信息加工基本范式的同时，认为新旧经验之间的作用是双向的、反复的，新经验在原有经验的帮助下进入认知结构，但原有的认知结构也会因为与新经验的作用以及新经验的纳入而发生改组、改造。但，信息加工建构主义似乎对认知对象的情境性、相对性、不确定性等特征以及认知主体认知结构的个别差异没有太多热情，这也是它被称为“微弱的建构主义”的主要原因。虽然信息加工的建构主义没有能够彻底贯彻建构主义的思想，但笔者认为它在教学中，尤其是科学课程的教学中还是很实用的。

（二）建构主义科学学习理论的基本主张

虽然建构主义流派众多，对科学课程很多问题的见解也莫衷一是，但从总体来看，还是可以找到一些共同之处的。具体可从知识观、学生观、活动观、课程观做进一步阐释。

知识观。建构主义学习理论认为知识不是对现实的准确表征，它只是人们解释、理解、说明世界的一种假设、猜想或隐喻，它并不具有真理性特征。知识具有历史性特征，会随着社会的发展而不断变化，甚至会因为被证伪而失去合法地位。即便是承认知识在某一时期、某一群体中是相对稳定的客观存在，也不能保证每个人对它的理解完全一致，因为对它的理解是个体的事情，要涉及到个体文化，而个体文化的差异会导致对知识理解的差异。

学生观。建构主义学习理论强调学生并不是带着空着的脑袋来学习的。在学生进入某一内容的学习之前，已经形成了丰富的经验和观念。这些经验和观念的内容之广泛，几乎可以涉及到他在生活和学习中能够接触到的一切事物及其基本看法。同时，这些经验和观念主要是直观的、初步的认识和理解，有的比较科学，有的完全是错误的，但这些经验和观念在学生的头脑中“根深蒂固”，并且是进一步学习的基础。所以，在教学中必须要正视和重视学生的个体文化和主体地位。

活动观。不同建构主义流派都坚持知识是不可传递的观点，认为学习绝不是教师将现成的知识“移交”、“灌输”给学生的过程。建构主义认为，在学习活动中学生不是被动的信息接受者，而是根据自己的经验背景主动建构信息意义的创造者，因此，学习活动是一种主动、积极、创造性地赋予知识以意义的建构过程。在这个过程中，学生的个体文化状态是独一无二的，学生的积极、双向、反复的心智活动也是无人能够替代的。因此，学习活动是学生积极、主动地赋予事物意义建构个体文化的过程。

课程观。首先，依据建构主义，要适当降低科学的绝对权威地位，允许对科学知识的客观性和价值持理性的批判、怀疑态度，鼓励对自然界进行多元的解释。并使这些内容进入科学课程。其次，建构主义启示我们，学生的学习活动是双向、反复的建构活动。在建构活动中，学生身处的学习情境与学生的认知结构是两个重要的变量，良性的学习活动应该是这两个变量积极互动的过程。这就要求学习情境要随着学习活动的进展不断调整。这就决定了科学课程只能是一种不断变化、生成的形态。再次，社会建构主义强调社会—文化环境对学生学习和发展的重要作用，因此，有必要在课程中增加对科学的社会、文化理解方面的内容。

三、建构主义对科学课程学习方式变革的启示

前面论述了科学文化的建构属性以及学习论中的建构主义理论，这些都为我们变革科学课程的学习方式提供了充分的理论支持。虽然一些阐述针对的是普遍意义上的学习论，但因为建构主义关注的中心主要是科学知识的学习活动问题，所以同样适用于科学课程学习。从实践的角度来看，国外已经出现了大量的以建构主义为指导的科学课程的改革与实践，并取得了令人瞩目的成就。概括起来看，我们认为目前变革科学课程的学习方式至少应该注意如下几个问题：

（一）以学生为中心。虽然在教育界“以学生为中心”的呼声一直没有中断过，但从现实来看，人们的这种期望一直没有得到真正的实现。建构主义从自己的立场上又一次为这种愿望找到了充分的理由，并提出了相应的解决方案。建构主义认为，学生的学习和发展只有依靠学生自己的活动才能实现，但学生有效的活动受自身的原有经验、学习情境以及参与程度的影响。因而，如何帮助、促进学生的有效活动的进行便成为教师、课程、评价制度等的重要使命。在科学教学中，教师应当尊重学生的主体地位，为学生积极有效地学习创造最佳的学习情境，提供及时、恰当的评价、指导。

（二）关注学生的个体文化。建构主义非常重视学生的原有经验、知识和观念，认为学生只有以此为基础才能够不断扩展、改造原有的经验，正如奥苏贝尔所言，“影响学习的最重要的一个因素是学生已经知道了什么。”因此，建构主义对学生个体文化的独特性、差异性及其发展的机制都予以了充分的关注。这启示我们，学生对科学文化的习得在一定程度上是个体文化的扩展与整合，在科学课程的教学中应该重视学生的个体文化的基础作用。重视个体文化的重要性要求关注几个问题：一是，个体文化之间存在差异，不同学生对各种事物的理解千差万别，内容也多寡不一，因此，首先要正视个体文化的个别差异；二是，学生个体文化和心理特征的差异性，决定着在具体教学这样的微观环境中可能难以找到一种普遍适用的有效方法。因此，学生的个体文化应该个别对待，要“因材施教”；三是，应该认识到学生个体文化的发展性与改变的艰难性。

（三）为学生提供自由探究的机会。建构主义认为，学生的学习是独自建构对世界的理解的过程，在这个过程中学生得出的各种各样的解释，我们不仅应当尊重，而且还应该鼓励。因为只有这样，学生才能保持探索的热情、学习的动机，才能培养学生的独立思考问题的能力、创造能力和创新意识。有学者指出：“在建构式教学中，学生是自由的，他们可以在学习某一概念、现象或理论时大胆地提出自己的观点，与他人讨论这些观点，并动手实验检验这些观点。”［16］不久前，我国教育界在广泛、热烈地讨论研究性学习或探究性学习的问题，有些学者还开发出了类似的教材，也有学者认为研究性学习应该成为一种特殊的课程形态。我们认为，研究性学习更应该被视为一种学习方式，一种给予学生充分地发挥空间的探究式学习方式。这种学习方式不仅应该在所谓的研究性学习课程中采用，而且在很多学科课程、活动性课程的教学中也可以提倡。

（四）促进学生之间的交往与合作。建构主义，尤其是社会建构主义非常重视在学习活动中学生之间的相互作用。受维果斯基理论的影响，“人们认识到关于世界的学习并不是在社会真空中发生的”［17］，语言、社会—文化是人们认识自然界必要的中介。根据所罗门的社会建构论，“具有共同意义的物体只有通过社会交往而存在”［18］。所以，在学生学习的团体中，教师、学生的经验共同构成了一个团体的经验世界，教师和学生要寻求个体经验的发展，就必须要与这个共同的经验世界进行相互作用。在个体经验与团体经验的作用中，个体之间各抒己见、互通有无，不但会促进个体的经验世界发展，而且也有利于团体的经验世界也得到了进化，因此，在科学学习中有必要创造各种条件和学习情境促进学生之间的合作与交流。有学者强调，“在科学学习中，学生之间以及教师之间一起讨论问题，形成科学概念或提出解决问题的途径，彼此的启发或思想的碰撞，都是创新思维产生所不可或缺的”［19］。由此可见，促进学生的科学学习，不仅要重视学生个体的智力和非智力的活动，而且还要关注个体与团体之间、个体与个体之间的相互作用。

通过分析我们可以发现，科学课程学习方式的建构主义转向，不仅是科学文化建构本性的体现，而且也是学生学习心理规律的客观要求。但是，构建完备、自洽的建构主义科学学习理论的任务无疑是异常艰巨的。不过可以预见，随着建构主义及其学习理论研究的深入，必将会带来一次科学课程学习方式的变革。

作者简介：于海波，男，（1973～），东北师范大学物理系讲师、教育学博士，主要研究方向为课程与教学基本理论、科学教育、物理学科教育等。