摘要：科技教育的关键是培养学生的科学精神，启发学生的独立思考意识和创新意识。因此，应当把科技教育的三个层次贯穿起来，在科技知识的层次上让学生懂得运用既有的知识分析和处理现实问题，在科技思想的层次上让学生懂得运用科技思想分析科技知识的历史、现状和未来，在科技哲学思想的层次上让学生懂得运用科技哲学理论去分析和评判科技知识与科技思想，从而培养学生的独立思考意识、批判意识和创新意识。
关键词：科技教育；科技知识；科技思想；科技哲学思想
中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）27-0006-02
科技教育的目的在于培养学生的科学精神。科学精神的灵魂是自由精神、批判精神和创新精神。自由精神是批判意识和科技创新的根本条件，而创新精神是批判意识和自由思想的必然结果。没有自由思想，就不可能有批判意识和科技创新；没有科技创新，自由思想和科技批判就失去科学指向。科技教育的途径就是鼓励学生自由思想、大胆质疑、大胆创新。为达到该目标，本文着力阐述了科技教育的三个层次，即科技知识、科技思想、科技哲学思想。
一、科技知识
科技知识是科技工作者创造性成果的精华，是公认的科学创造成果。它表现为科学技术的理论与实践知识，如科学概念、科学定律、科学公式、科学假说、技术操作程序和规范等都是科技知识。我国的小学、中学、职业学校、大专院校等都很重视科技知识的教学与传播，这是科技教育的必要环节和基础环节。目前各类科技教科书层出不穷，大量科技教育工作者奋斗在教育第一线，一套行之有效的教育流程几乎形成路径依赖，每年培养的学生不计其数，为我国现代化建设建立了庞大的人才储备。该人才库的特点是知识基础扎实，接受能力强、模仿能力强、操作能力强，但创新能力相对较弱。2005年温家宝同志在看望物理学家钱学森时，钱学森指出：“现在中国没有完全发展起来，一个重要原因是没有一所大学能够按照培养科学技术发明创造人才的模式去办学，没有自己独特的创新的东西，老是‘冒’不出杰出人才。”我国国家最高科学技术奖自2000年设立以来，共有20位科学家获奖，其中就有15个是1951年前大学毕业的。笔者认为，对科技教育的理解单一化、片面化导致科技教育在操作层面的肤浅和僵化。这种肤浅和僵化性主要表现在以下几方面：
第一，重视科技知识的发现结果，轻视科技知识的发现过程。公认的科技知识被编入教科书，成为准确无误的权威知识。教师在讲授科技知识的过程中，只注重帮助学生理解科技知识本身，让学生进行大量的重复计算和重复操作，而对于科技知识如何发现、如何演变、如何发展则避而不谈，使得学生误以为教科书上的科技知识是不可动摇的永恒真理。这种情况在世界各国教育中都有表现，但在我国最为突出。科技知识一旦被作为绝对真理固化在人的大脑中，就形成了固若金汤的城防工程，任何新思想要撼动它都非常困难。量子力学的创始人之一普朗克曾感叹：“只有当科学权威渐渐死去的时候，新的科学思想才有可能成长起来。”
第二，考核体系僵化，不够开放。科技知识是一个开放的体系，科学发现过程中，没有任何知识点是不可改变的，没有任何知识系统是不可撼动的。所谓的“标准”，只是暂时接收的方案而已。通过考试和设置标准答案只能强化科技知识的唯一性和不变性的错误印象，使得科技知识在学生头脑中变成僵化的教条。学生为了应付死板的考核，必须做大量的应用题，总结各类题型，而对知识点本身的创造和发现过程一无所知。学生的思维在标准化考核体系中被麻痹，学习和思考流于低层次的重复，逐渐失去对知识的探求意识和探求勇气，失去独立思考和判断的能力。
第三，重视书本知识，漠视直面自然的重要性。知识的源头活水是大自然，学生被动地奔跑在教室-食堂-寝室三角形的三条线上，耗费了大量时间和精力，而不能亲自到自然中去观察、欣赏、分析、判断一草、一木、一虫。科学实验室是对自然进行提炼式观察的重要基地，但我国各类学校的科学实验室建设十分落后。各类中小学校普遍不重视实验室教学，没有把实验室的操作和实验发现真正纳入考评体系中，导致学生忽视了科技知识的根本源头。
我国在科技知识教育实践中暴露出的问题，从根本上讲，是忽视了科技教育的其他层次，就是科技思想、科技哲学思想教育。
二、科技思想
科技思想主要考察科技知识产生的思想背景、基础原理和条件。科学技术史描述科学和技术发展的实际过程，一个科学概念，一种技术方法，它的产生和变化到底与哪些因素有关，特别是与哪些根本性思想有关，在一般的科技史中都有直观的概括。而科技思想史则更是以思想为线索来描述科技的发展。如果在学校教育的课程设置和考核中轻视科技史、科技思想史，学生就不会明白科技知识是如何产生的，为什么形成课本知识的样态，科技知识前沿和目前的发展方向到底是什么。英国文艺复兴时期最重要的经验论哲学家培根认为科技知识产生的先决条件是：观察自然和进行科学实验。他用一个比喻来说明观察自然对人的认知的重要性。他说蜜蜂采蜜，原料来自花圃、田间的花丛，蜜蜂采集到花粉后，必须经过自己的加工制作，才能造出香甜可口的蜂蜜。人的认识也一样，原料只能通过感官从外界获得，再通过大脑改变和消化才能形成真正的知识。中国古代科技虽然在同期与世界各国相比是辉煌的，但近代以来就落后了，这是因为中国人不重视科学实验和逻辑分析的结合。中国人重视整体思维而轻视分析思维，不能深入到事物的深层和内部去思考问题。如果不能从教育上让学生认识到科技思想对于科技发现的重要性，那么学生的自由思想意识和创新意识必然受到损害。在我国基础教育中开设“科技思想史”课程具有重大意义。
三、科技哲学思想
科技哲学思想是对科技思想的进一步提炼、加工，上升到哲学层面来考察。科技哲学考察科技方法论、科技的逻辑基础、科技发现的规律、科技评价指标、科技发展的模式等，旨在将各种科技思想纳入某种哲学范式或研究传统之中，从而形成像实证主义、证伪主义、历史主义、建构主义、解题主义、操作主义等科技哲学理论。这些理论探讨科技思想、科技理论如何在某种逻辑范式或研究传统中得以形成和发展，它们的合法性依据是什么。例如，逻辑实证主义规定了有意义的句子必须在逻辑上或经验上是可能的，否则就是没有意义的。“那个小孩既戴着帽子又没戴帽子”在逻辑上不可能，应当排除在科学命题之外。“水往高处流”虽然不符合一般经验，但在物理上仍然是有意义的。波普尔的证伪主义认为，“可证伪性”是科学理论的标准。无论有多少白天鹅都不能证实“凡天鹅皆白”的理论，但只要一个黑天鹅就可以证伪该理论。一个理论只要在事实上或逻辑上可能被证伪，就是科学理论。说明在科技教育中，重视“逻辑”课程和“实验”课程，对于提高学生的科研能力，自行检验和发现真理的能力是必要的。
历史主义学派的创始人库恩认为，在科学发展中，心理因素和社会因素起着重要作用，科学中的一切，包括科学内容、科学方法，甚至科学标准都不是一成不变的。在科学发展中，科学共同体共同拥有的“范式”对于科学理论的接受或发现具有决定性影响。科学革命就是范式的转换。技术革命是在科学革命的基础上产生的，技术发展的规律虽然与科学发展不尽相同，但“可错性”是相同的。在科技教育中，让学生掌握这类知识，就是提醒他们，科学概念或技术元件不是固定的、僵化的，是可以根据新的经验证据或理论构建的逻辑一致性或实践的需要来改变。在科学理论体系中，放弃、修改一个概念或提出一个新的概念都是正常的。在技术系统的改造或发现中，只要系统的功能最大化，任何技术元素都是可变的。因此，在学校开设“科学哲学”和“技术哲学”课程将大大提高学生科学探险的兴趣和好奇心，激发学生的批判精神和创新冲动。
总之，科技教育的关键是培养学生的科学精神，启发学生的独立思考意识和创新意识，应该从小学开始就有意识地在各类科技启蒙和科技教学中把科技教育的三个层次贯穿起来。在科技知识的层次上让学生懂得运用既有的知识分析和处理现实问题，在科技思想的层次上让学生懂得科技知识中的科学思想乃是知识的精髓。懂得运用科技思想分析科技知识的历史、现状和未来，在科技哲学思想的层次上使得学生懂得科技知识、科技思想得以产生的哲学条件，懂得运用科技哲学理论去分析和评判科技知识与科技思想，培养学生的独立思考意识、批判意识和创新意识。为达到该目的，在我国中小学、大专院校、各类职业学校的教学课程设置、考核体系和考核标准等方面都应做出重大调整与统一部署。只有面向国际、面对现实、深刻反思、切实行动，才能在不久的将来给钱学森之问画上一个圆满的句号。
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（责任编辑：刘翠枝）