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什么是物理学精神、经济学精神等?


科学时报》是我几乎每天都要浏览的报刊之一,它由中国科学院主办,中国工程院和中国国家自然科学基金委员会共办,应该说代表了我国科学方面报刊的最高水平,或最高水平之一。在它225日的B版上有一篇署名文章,用大号字打出的标题是“培养具有科学素质的教师”。我因为对这方面的内容感兴趣,把整篇文章通读了一遍,读完以后,竟不能释手,又连读了几遍,不是因为我认为此文重要,而是因为对文中的许多高论,我实在难以理解。

 

文章是针对教育部师范教育司最近旨在提高教师综合素质,而采取的一项课程改革措施而发表议论,并提出建议。我不想参加孰优孰劣的讨论,而是想对文中不能看懂的许多提法提出来讨论。


    以下是其中的一例。文中有这样一段:人类的任何一门学科,其基本知识和基本技能只是该学科的冰山一角,作为该学科基础和精髓的则是该学科所要求的那样一种精神,通常我们所谓的物理学精神、经济学精神等即属此类。

 

诚然,对科学下一个明确的定义并不容易,通常科学指近代科学,一般把伽利略(Galileo,1564- 1642)的工作和实证方法的确立,看作是现代科学诞生的标志。据学者们研究,对科学的定义至少有50多种,所以我们不必去深究“科学”的确切定义,而是去理解有关“科学”的主要含义。我们论及“科学”至少包含科学知识、科学方法、科学精神,还可以包括科学研究、科学素质等等。

 

科学知识是指人类经过科学研究而积累的,系统的对客观世界和人类本身的认识。这个认识在不断修正,不断深入,以逐步逼近客观的存在。科学知识并不是客观不变的真理,更不是绝对的真理。无限的客观世界如此复杂,而且在不断的变化之中,我们人类主观的认识能力与之相比是十分有限的,人类对客观真理的探究总是不断地在曲折中前进。在科学发展的进程中,相近的知识逐渐系统化,研究方法形成了自己的特点,不同的学科因之诞生。系统的科学知识和特有的科学研究方法是形成学科的基础,什么时候它们变成了“只是该学科的冰山一角”!

 

我手头有一本书《论科学精神》,由王大珩和于光远先生主编,书的封面上还写有“新世纪初,我国学者首次深入系统的论科学精神”。我想这应该是一本当代中国论述科学精神相当高水平的著作了,特别是当你看到书中参与撰文和讨论的作者名单后,更是印象深刻。书中据樊洪业先生考证:在中文文献中最早提出“科学精神”一词的是留美学生任鸿隽先生,时间是1916年。竺可桢先生曾把科学精神归结为“求是”精神,即“只问是非,不计利害”。周光召先生在该书的序言中写道:“科学精神中最重要的,一个是实事求是,一个是追求真理,这是最根本的内容。”蔡德诚先生长期研究科学精神的内涵。他提出科学精神应该包括六个方面:客观的依据、理性的怀疑、多元的思考、平权的争论、实践的检验和宽容的激励。所以,我认为将科学精神的核心确定为是“求真”,即实事求是和追求真理是合适的。

 

在西方国家很少见提科学精神这个词,相近的有“批判性思维(Critical Thinking)”.在美国先进科学协会(AAAS)颁布的《2061计划》中提出,通过科学教育,儿童应该具有的科学态度(attitude)是:

1.好奇心:善于提出问题,并且积极地去寻求答案;

2.尊重实证:思路开阔,积极主动地去考虑不同的、有冲突的实证。

3.批判地思考:权衡、观察和对观察到的事实进行评价;

4.灵活性:积极主动地接受经证实的结论和重新考虑自己的认识;

5.对变化世界敏感:有尊重生命和环境的觉悟。

对照一下,和蔡德诚先生提出的六个方面大体一致。

 

    但是,什么是物理学精神、经济学精神等,我还真没学到过,看来应该提高科学素质的不仅是教师。

发布于2005年02月26日 21:43 | 评论数(14) 阅读数(7815) 我的文章

和孩子一起探究语文课中的科学问题——五彩池(补发)


这事实上是连在上一篇文章结尾的,不知为什么没有显示,所以补发在这里:

教科书中所指的五彩池也许是特殊的,只有等有机会时再去考察,或者语文书的编者可以告诉我们。我们把整个探究过程制成了15页的幻灯片(点击此处下载该ppt)。

我查到了好几个网站,有不少介绍语文老师讲解这课的心得和教案,但是好像没有人问藏龙山在那里?也没有人问五彩池为什么有颜色?语文和科学实际上有十分紧密的关系,学科的分类是人为的

发布于2005年02月22日 00:00 | 评论数(10) 阅读数(6893) 我的文章

和孩子一起探究语文课中的科学问题——五彩池


小学语文三年级上册(北京师范大学出版社)共有12个单元。第一单元就是颜色,在《五彩池》一课中,涉及基本颜色词汇中的五种,其中专门有一自然段,讲到了很重要的光学原理,原文摘录如下:

“明明是清水,为什么在水池里会显出不同的颜色来呢?原来池底长着许多石笋,..。石笋表面凝结着细腻的透明的石粉,阳光透过池水射到池底,石笋就像高低不平的折光镜把阳光折射成各种不同的色彩。”

 

什么是折射,不知语文老师告诉学生没有?在物理学中,折射是很重要的基本概念。光学中的折射是指光束在媒质中传输时,行进方向发生变化的现象。只要在一杯水中插入一根筷子,或是用电筒照射滴有几滴牛奶的水面,都可以看到被折射的光束,我和孩子一起做了这个实验。

古代的科学家亚力斯多德认为,所有的颜色都由白色和黑色混合而成,在西方这种观点始终占统治地位。直到1666年,英国著名科学家牛顿首先用三棱镜把太阳光分成七色的光谱:red, orange, yellow, green, blue, indigo, violet(中文译成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)。在光学科学中,这种七色光的分法一直沿用至今。

据我国科学史研究学者戴念祖先生考证,在中国古籍书中有很多关于雨虹和色散现象的记述。早在汉代,蔡邑在他的《月令章句》中就写到了雨虹的形成条件。关于晶体的分光现象,晋代葛洪(283-363)在《抱扑子》中记述了五种云母“映日射之,有五色园光”。在古籍书中一般都提的是“五色”,所以在文学上至今用“五色”的仍居多。

 

美国加州Berkley分校的Paul Kay 教授和他的同事Brent Berlin在1969年发表了他们的研究结果。根据他们对一些有文字语言的民族进行调查,发现尽管不同的语言各自在相互隔离的环境下发展各自对基本颜色的词汇,但不同地方对颜色的看法十分相似,不同语言中对颜色的命名也有相似之处。

1997年Key和他的同事又调查了110个没有文字的民族,每个民族至少找24位本族语言的居民来辨认由300多张色卡组成的测试卡组,结果表明:不同语言中对基本颜色的命名有相当一致的倾向,很多倾向和英文中的11个基本色的命名规律相似,包括red, orange, yellow. green, blue, , purple(violet), gray white, black, brown pink,共有11个基本词汇,不知为什么,其中没有把牛顿七色中的indigo包括在内。据他们研究,俄语和匈牙利语中有12个对基本色命名的基本词汇,但也有的民族用的词很少的,如在新几内亚的Dani语中,表示颜色的词只有两个,其中一个包括黑色、绿色、蓝色和其它“冷“色;另一个包括白色、红色、黄色和其它“暖”色。

 

中文中用于基本色命名的似乎也是11个基本词汇,除一般七色光谱外,还有灰、白、黑、褐。“青”字应该不属于基本色,它可以代表不同的颜色,如青衣-黑;脸色发青-灰黄或灰黑;青出于蓝-靛;青草-绿;青天白日和青面獠牙-蓝色;青黄不接,青梅竹马,平步青云,青云直上则有其他含义,可见中国语言之丰富。


    我们家里有一个纪念品
——水晶塔,它很像书里描述的透明的石笋,而且有高低不齐的三棱塔。把水晶塔放在从窗户射进来的阳光下,它会在房间的四壁上生成许多七彩的光谱。•可是把它放到一个水盆的底上,我们并没有看到从水底发出的七色光谱投射在房间的墙上。我们用一面镜子斜靠在水槽边,太阳照射在镜面上,在墙上就看到了太阳光的七色光谱。我们想到,把一面镜子先放到水盆的底里,在镜子上面再放上水晶塔,七色光谱又在房间的四壁上出现了。但是,这样的镜面是很难在池底的石笋中形成的。五彩瑶池到底是怎样形成的?书上说的对吗?

 

我们决定要查“藏龙山”在那里?从网上在四川的松潘县没有查到“藏龙山”,倒是在辽宁、内蒙古和浙江有“藏龙山”。那就查找“五彩池吧!查了不少的有关松潘县的网站,大多数介绍五彩池在四川松潘县的黄龙景区,也有个别网站说是九寨沟的长海。我想这两个地方我都去过,水池的地质条件很相似,就决定进一步研究黄龙的五彩池。

位于四川省黄龙风景名胜区内的八处钙华彩池群被上海大世界吉尼斯总部认定为“规模最大的钙华彩池群”。黄龙钙华彩池群外观艳丽、成因奇特,彩池总数达3400个,总面积21056平方米。钙华主要成分为碳酸钙。土状性质,易风化,具环状,片状纹理或块状,角烁状,海绵状结构。含碎屑物和生物残骸,呈乳白,浅灰,白色。由于黄龙钙华因其富含铬合离子,表层富含藻类生物,呈现五彩斑斓的色块。如果钙华失水,所含藻类生物炭化,就会变黑退化。因此,必须加强对区内钙华泉的保护。

北大地质博物馆是这样介绍钙华的性质的:X-衍射粉晶分析、红外光谱分析、以及电于显微镜下和偏光显微镜下观察鉴定:组成钙华的矿物成分绝大多数是方解石,少数是文石。而后者常随时间的推移多转变为具文石假象的方解石。方解石从泥晶、微晶、细晶到粗晶,镜下观察多不规则粒状、不完整的菱面体,有时具环带状。集合体常具同心圆状或放射状。文石多呈长柱状、针状、纤维状或羽状集合体。此外,钙华中常含有少量铁质、泥质、岩屑、矿屑等,有时含生物碎屑(如硅藻、轮藻)。

 

从不少网站的介绍看,五彩池的颜色主要是由钙华的颜色决定,而不是主要由阳光折射而成。从网站上我们还找到了两张很有意思的照片,一张是阳光下的五彩池,一张是月光下的五彩池,大概不是假的吧。对比月光下的五彩池和阳光下的五彩池,你可以发现非常相似。


    教科书中所指的五彩池也许是特殊的,只有等有机会时再去考察,或者语文书的编者可以告诉我们。我们把整个探究过程制成了15页的幻灯片,可惜不知怎么能放到网上和大家共享。

 

我查到了好几个网站,有不少介绍语文老师讲解这课的心得和教案,但是好像没有人问藏龙山在那里?也没有人问五彩池为什么有颜色?语文和科学实际上有十分紧密的关系,学科的分类是人为的。

发布于2005年02月21日 00:00 | 评论数(20) 阅读数(9267) 我的文章

我找不到《儿童和平条约》,谁之过错?


电脑和互联网的运用在中国的小学的教育里已日益普遍,特别是在城市的小学之中,在小学中的使用情况大致有三类:放在那里,偶尔教师用用:用来给学生上信息技术课,学学打字和画图,好的还教学生制作多媒体演示材料;最好的情况是用于改进教学,特别是培养学生利用互联网收集资料,培养他们分析和解决问题的能力。最后的一种形式虽在国外的小学已运用得比较普遍,但在我国用得并不多,主要可能是由于资源不多、教师不熟悉,而学生又没有时间和条件。

 

去年我有一次陪同小学生上网查阅资料的经历,从热心开始,最后以不悦告终。
 

小学语文三年级上册(北京师范大学出版社)中有一课,书中和老师都要求学生能上网查阅有关资料,以了解《儿童和平条约》。我一了解有这样可喜的进步,非常高兴,热心地参与在互联网上查阅“条约”,从常用的“Google”和“雅虎”网站开始,搜索无结果。我一想这是国际条约,干脆在联合国的网站上去找,搜遍了联合国总部的英文和中文网站,也没找到这个条约的影子,关于那次活动的介绍也没找到,继而,在我国外交部、妇联、教育部等网站上也查不到这个条约,花费了近两个小时一无所获。到处可以查到的是1992年4月1日开始在我国正式生效的《儿童权利公约》,它由国务院妇女儿童工作委员会负责实施。为了《儿童权利公约》在我国实施,时任最高法院院长的任建新同志还专门提了词“从少年儿童开始就要学法知法懂法守法”,《儿童权利公约》的签订是国家行为。我静下来一想,在纽约签订的国际条约,怎么也得有部级干部参加,怎么一个儿童就能签订国际条约呢。想到这些,我有一种不很愉快的,近似被愚弄的感觉,随即给老师写了一张便条:大意是对学生应教授合乎国际惯例的词汇含义和真实的社会观念。

过了几天,一位家长告诉我,用“百度”网可以查到,我心想中国进步真快。我在“百度”网中输入关键词“刘玉玲”,首先出来的是关于出生在纽约的华裔影星刘玉玲的大量网站。再输入《儿童和平条约》,排列第一的是刘性的家谱网,在介绍刘玉玲父亲刘中江的条目中有一句介绍“小女儿刘玉玲首创手拉手活动,被评为全国十佳少年并出使联合国签署了世界儿童和平条约的文字。在其它地方网站上还可以查到这样的资料:

人物档案

刘玉玲,石家庄井陉人,1975年1月1日生,从小学到中学一直是三好学生,手拉手活动创始人。曾致信联合国秘书长和美国总统,呼吁世界和平。1986年应邀赴美国纽约,在联合国代表中国儿童签署《世界儿童和平条约》。1989年被评为中国好少年中国少年之星和首届十佳少先队员1993年考入中国对外经济贸易大学国际交流学院,1997年到文化部工作,2001年定居美国。

对刘玉玲的介绍我想不是编者希望学生关注的重点,其可靠程度也不必考证。我仍然无法找到《儿童和平条约》的介绍,那怕中文的也好。我始终没有完成教材编写者要学生查阅《儿童和平条约》资料的任务!找不到的人不是我一个,下面是网上的一例:


作者:雨
rain
--
  发布时间:2004-10-16 10:15:17

--
  求助
有人知道<儿童和平条约>的原文吗,我急需啊,谢谢大家了

 

在这里我讨论的并不是教育改革中的理念问题,是脚踏实地的科学态度问题。

 

发布于2005年02月16日 00:00 | 评论数(127) 阅读数(24283) 我的文章

什么是学习科学?-我的理解


感谢很多人,包括我过去的学生,关心我在做什么?为什么要做?

在此简单作一回答,我现在的工作领域是两个:“做中学”科学教育和学习科学。两者之间有联系,但性质不同。“做中学”现在就可以实践,学习科学大体还处于应用研究和应用基础研究阶段,有的甚至涉及基础研究。从事这两个领域的研究是我自己的选择。首先是我热爱它们,而且我认为值得做。

关于“做中学”已有简介放在文章里。

什么是学习科学?-以我的理解介绍如下:





学习科学是一门主要由生物科学和教育交叉而形成的前沿学科,旨在建立心智、脑和教育之间的
桥梁(Mind, Brain and Education),将生物科学的最新成果,包括认知神经科学、情感神经科学。基因科学和生物分子学应用于教育和学习过程,给学习、教育以及政策制定提供科学的指导,以迎接教育的重大变革。犹如150年前临床医学的诞生给医学带来了巨大变革一样,学习科学的出现正给教育和学习带来同样的变革。

目前,国际上已经形成了两大学习科学的研究网络1999年开始经济合作组织的教育研究和革新中心OECD-CERI)组织了世界上一批优秀的神经科学家、

教育家和政策制定者参与启动了学习科学和脑科学Brain Mechanism and Learning Science)”的研究项目已成功地实施了6年。该项目1999-2001为第一期,在2000年6月到2001年4月间,分别在纽约Sackler研究所,西班牙的Granada和日本东京举行了三次高层论坛。2002年4月在伦敦召开了第二期2003-2006项目启动会议,继续和扩大第一期的研究。中国教育部代表团应邀参加了会议,并作了题为“我们为什么要重视儿童情绪能力的培养”的会议发言。第二期的研究计划以美国的研究所,法国的研究所以及日本的研究所为核心,组织了脑与语言学习,脑与数学学习,脑与终生学习三方面的,跨学科的研究网络。现在许多国家教育部已正式参与了这个研究项目,并成立了一些专门的研究机构。已经商定,2005年7月将会在中国召开CHINA-OECD学习科学会议,中国的有关研究机构将参加该项目第三期的研究。美国的研究在国际上占优势,几乎所有大研究型大学都开展了有关的研究,其中以哈佛大学为中心形成了另一个较大的国际研究网络,并成立了国际学会(International Society of Mind, Brain and Education),2003年在梵蒂冈,2004年在美国哈佛大学召开了年会。美国在2004年将成立10个以上的学习科学研究中心,支持学习科学的研究。在我国台湾和香港的大学里也都有学习科学方面的研究工作在进行。

自岚清同志1998年提出“开发右脑”的研究命题后,教育部科技司组织成立了高校网上合作研究中心。在科学院和一些大学也成立了与此有关的认知科学研究中心。2002年5月东南大学学习科学研究中心成立。

发布于2005年02月14日 00:00 | 评论数(85) 阅读数(32332) 我的文章

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