许秀华:科学思维之我见兼答科学有什么用?

2012-06-14  真积力久

许秀华:科学思维之我见兼答科学有什么用?

   科学有什么用?这似乎是一个荒诞的问题。然而在当前应试教育的怪圈中,类似的诘问,一些中小学家长屡屡脱口而出。

这些家长既非否定科学技术是第一生产力,也非拒绝科学技术带来的生活便利。之所以有此疑问,乃是对目前科学教育在学前、小学教育以及升学考试中逐步被边缘化的现状,所作出的无奈应答。

而这些疑问,也凸显了科学作为一种非速成的、需要长期潜移默化才能发挥作用的学科体系,在当下急功近利的社会氛围中,处境尴尬。

那么,从个体层面而言,科学对青少年成长以及今后的人生究竟有何益处?

虽然不一定带来金钱和地位,但科学至少可以让人生更豁达,这是由科学的本质决定的。

科学思维是最自然的思维方式之一

科学的思维过程并不是凭空产生的,而是在人类进化的过程中,在不断解释自然界各种现象的过程中逐步摸索形成的,科学思维方式是最自然的思维方式之一。科学思维的形成和发展,既为人类生存所需,也为社会发展所需。

科学研究的基本过程是:观察、描述、分析、综合、尝试、验证、发现、想象以及其后的质疑、求证等等一连串思考过程。

自然界中任何一种动物的生存,第一要务是学会观察环境,及时发现并分辨自然环境中的各种物体及其变化,并权衡其利弊,从而远离危险、获取食物。对群居动物来说,个体还有义务把自己的发现整理为声音信号、肢体动作或者其它信息,传递给同类。

人类作为生物界一分子,和其他生物一样面临着严酷的生存竞争。观察周围环境、在大脑中加以描述研判及分析综合,在保证人类的生存繁衍的同时,也促进了抽象思维的出现和发展,为科学思维的产生奠定了生物学上的基础。因此说科学思维方式,科学研究方法,是一种在适者生存的进化过程中,在神经发育学层面上自然而然产生的一种思维方法。它在顺应人类的探索天性,保持强烈好奇心的同时,又通过观察描述以及其后的纠错验证模式不断地完善自己。

科学思维方式,把事实放在本质的、基础性的位置上,而为了确保意识与事实的一致,又设置了严格的检验证伪,因此,其既是务实的,也是严谨的。科学教育是一个长期的、系统性的教育工程。良好的科学教育,必然会对一个人的个性、品质以及为人处世行事风格产生润物细无声般的影响,在日积月累中,完成对个体人格的精雕细琢。

科学思维方式可以帮助大脑发育完善

   科学思维的物质基础是大脑。科学思维的建立过程是学习。学习的过程,是知识和经验在大脑皮质存储、建立关系、继而被大脑回想和调用的过程,即记忆以及对记忆的整合和调用。

从神经生物学角度说,记忆在大脑中既存在又不存在。我们无法在大脑中找到记忆图像,它只是百亿个神经元的组合。不同的记忆素材通过蛋白质编码,储存在不同的脑区。完整的记忆只有在被提取时才形成,而提取时则需要几十个不同的脑区共同合作,才能形成或再现。

3岁时,人类的大脑发育达到了高峰,脑重量达到成人的80%,但在小学、中学阶段,大脑和神经系统的发育并未停止,仍处于快速发展阶段。衡量大脑发育的指标,除脑重量之外,负责信息传输、处理以及储存的神经细胞之间的联络水平也是一个重要的指标,这就好比电脑的软硬件配比。

目前我国中小学普遍以应试教育为主,老师教学表现在照本宣科,学生学习表现在死记硬背。即令本来学习灵活度很高的数学、物理、化学等科学类课程也是如此,过于强调类型题,照猫画虎,很少引导学生推理印证,不注重教授科学原理和定律,以及引导学生观察生活,体会科学原理和定律在日常生活中的应用等。

灌输型或者说填鸭式教学,就像一个人到超市买了几大包物品,回家后却不分门别类归纳整理一样,一方面使得教育与生活脱节,无法学以致用,无法从生活中获取创新灵感;另一方面不利于青少年大脑发育以及大脑功能完善。

事实上,大脑除记忆功能外,还要控制知觉、运动、免疫等来维持基本生命活动,还要承担逻辑思维、情感、想象等众多的功能。俗话说,脑子越用越灵光。说的就是大脑各皮层中枢,在发育期接受的刺激越多,接受的刺激越是优良,产生与大脑可塑性相关的分子数量越多,神经元细胞间的联络越是紧密和优化,因此人也就越聪明。

教育要遵循青少年大脑和神经发育规律,而科学思维中观察、描述、分析、综合、尝试、验证、发现、想象以及其后的质疑、求证等过程不仅是任何一个学科的基本要求,实际上也是重演了从古到今人类认识自然界的历史。

只有仔细观察,才可以发现问题;只有善于描述观察所得,才能和别人进行交流沟通;只有对观察事实经过认真的描述和回忆,才可以进行分析归纳,继而提出问题,得出初步结论。之后展开对结论推而广之的求证以及验证过程,才可以实现证伪。基于上述过程,才可以提出新的结论或者思想。

对青少年来说,科学思维因其顺乎自然,所以是易于接受的;因其是最基本的,所以对一个人的思想以及由思想衍生出来的行为方式具备最广泛的影响。当科学思维生根般地内化在一个人的大脑中时,它总有一天会萌发、生长,为他或她的人生助力,或是在事务性的工作方面,或是在思辨性的思考过程中。

科学思维使人更加坚毅隐忍

   科学研究从来都不是一帆风顺的,远的如哥白尼、达尔文,要面对的是宗教的不容忍和世俗的迫害;即使在现代,很多科学理论或者思想在提出之初,也会遭遇很多不理解甚至误解和抨击。科学研究过程中则更是遍布挫折和失望。即使思路正确,仍然受到实验设计中的固有偏差,以及实验仪器现实性的测量限制等影响,科学家不仅要时刻和自己心目中的各种先入为主的观念作斗争,还要克服人类追求完美的天性,被迫接受所有理论的不完美性。这对于任何人来说,无疑是一次艰难的心路历程。

   在这种冰火交融的思索过程中,科学家将不得不像其他别的人一样,对自己的学说百般挑剔;也将不得不像苦思自己的学说一样,尊重别人的不同意见。科学在其内涵中就赋予了主客体平等的观念,不把自己的意识强加于客体之上。在科学研究过程中,科学家在不知不觉中就做到了推己及人,将心比心,达到了将别人和自己放到同等地位加以尊重的境界,从而能够包容不同意见,对多样性的观点和想法尽最大程度地加以包容和理解,这样就避免了社会交往中的优越感、欺压感,使人和人之间的交往更加和谐。

科学思维,让人避免陷入无端的惶恐

无知者无畏,实际上,无知者会产生更多的莫名惶恐。如同将动物转到陌生的环境里动物会惊恐一样,如果人类每天生活在一个方方面面自己都难以理解的世界上,也会因经常性的惊慌失措而苦恼。

在现代社会里因缺乏科学知识,而沉溺于所谓的神秘现象,过于杞人忧天传谣信谣,引发的群体性恐慌案例,比比皆是。而这些恐慌,只要稍微具备相关的科学知识,或者具备基本的科学思维能力,即可避免。

科学思维本质上是一种理性思维,既不依赖神秘的权威,也不依赖虚无的假设。一个人即使不以科学为职业,科学所固有的理性光芒,同样可以照亮人的一生,让人生更加豁达。

当一个国家的大部分公众,都被科学思维所感召时,其民族精神也将随之得以提升。科学研究强调观察以及对观察结果的客观描述,它不允许歪曲和做作,它鼓励人们勇敢地接受真实的世界,直面不甚完美的现实。科学反对任何个人或者群体因为自己的主观需要,强行否定歪曲事实。

几千年来,我国奉行学而优则仕。万般皆下品,唯有读书高。书生们惯于坐而论道,闭门造车,寄希望以脱离实际的思想指导真实的社会生活。他们对自我、对国家的认识要么夜郎自大,自以为居于天地之中心;要么沉沦消极,心甘情愿地丧权辱国。而科学精神和方法恰好可以对这种劣根性起到调整纠偏的作用。

因此,科学不仅能让个体拥有美好的人生,也会让国家和民族拥抱美好的未来。

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