科普硕士科学本质观现状及对人才培养的启示

科普硕士科学本质观现状及对人才培养的启示

一研究背景科普，全称科学普及，这种活动利用各种传媒把自然科学和社会科学知识、推广科学技术的应用、倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神介绍给普通大众，传播方式具有浅显及让公民易于理解、接受和参与的特点。我国科普事业自改革开放以来发展迅猛。然而，科普事业面临着科普从业人员总量不足、专业技术人员比例偏低、高素质人才偏少等问题凸显的发展现状，制约科普事业发展的瓶颈为科普人才队伍知识结构和专业结构。2010年的《中国科协科普人才发展规划纲要（2010～2020年）》提出，“到2020年，培养和建立一支科普人才队伍，这支人才队伍规模适度、结构优化、素质优良”，并“将重点放在培育一批高端科普人才上，他们由高水平的科普场馆专门人才和在科普创作与设计、科普研究与开发、科普传媒、科普产业经营、科普活动策划与组织等具有高水平的相关人才组成”。依据《国家中长期人才发展规划纲要（2010～2020年）》，“高层次科普专门人才”被划分为三种类型：一是在科普行业具有影响，有较强引领、统率能力的领军人物；二是专业骨干，他们在科普工作岗位上承担着重要任务；三是学历教育中硕士及以上的科普相关专业的在读研究生。2012年春季，清华大学、北京航空航天大学、北京师范大学、华东师范大学、浙江大学、华中科技大学6所试点高校被首批选中，作为教育部与中国科协联合探索开设科普相关专业的高等院校，具备开展研究生层次科普专门人才培养工作的资格。2013年9月，6所试点高校首批招生，学制为2年或3年，授予专业硕士学位。吴中云指出：科学素质、文化素质和社会责任感是科普人才应具备的三种基本素质，其中科学素质包括科学知识、科学视野、科学思维等。曹晔华和周荣庭、胡丽春和马云薇等人也指出，科普人才不仅应该有目的地传播既有科学知识，而且应该具备科学思维，能够普及科学思想、传播科学方法和精神。作为在科普工作中发挥“领头雁”作用的科普硕士，更应该对科学知识、科学研究以及科学家形成全面和准确的认识。科学本质观（Natureofscience）研究的内容包括对科学知识、科学研究以及科学家的理解。科学本质观指对科学知识的特点及其发展所形成的价值观和信念。因此，本研究旨在通过调查科普硕士科学本质观现状，揭示科普硕士在理解科学知识、科学研究以及科学家方面存在的问题，进而为科普硕士人才培养提供现实依据和对策建议。二研究方法（一）研究对象本研究选取华中科技大学于2015年9月入学的10名科普硕士研究生，这10名学生本科专业均为理工科，专业包括环境工程学、物理学、化学工程学、统计学、教育技术学，每个专业2名学生（见表1）。表110名研究对象本科专业分布单位：人本科专业背景环境工程学物理学化学工程学统计学教育技术学人数22222|Excel下载表110名研究对象本科专业分布（二）研究工具本研究采用科学本质观问卷版本C（ViewofNatureofScience-VersionC，VNOS-C）。VNOS问卷由国际著名科学教育专家、美国学者里德曼（NormanG.Lederman）及其团队编制，目前已有A、B、C、D、E五个版本，其中版本C主要适用于大学生、研究生和中小学科学教师，包含10道开放式问题。本研究采用在同一研究中综合运用定量和定性研究的方法，即定量与定性研究相结合的混合研究法（Mixedmethod），通过定量和定性数据之间的关联对研究结论进行互证、互补、创新、扩展，并增强研究的效度与信度。具体而言，本研究首先通过开放式问卷调查研究对象的观点和看法，开放式问题能够有效避免标准化测量效度不足的问题，给予被测者充分的空间阐释自己的看法和观点。考虑到问卷分析者有可能片面或错误地理解被测者的回答，在初步分析答卷的基础上设计半结构式（Semi-structure）访谈大纲，对研究对象进行单独访谈。访谈时，研究者向被测者展示被测者的答卷，并要求他们朗读、解释、证明自己的观点，以帮助研究者澄清研究对象的观点，验证研究者对被测者回答的理解，同时增强问卷的表面效度（Facevalidity）。三研究发现（一）对科学知识和科学研究持简单化的发现观和理想的结果观科普硕士对科学知识和科学研究的理解往往是静止的、机械的、片面的。如在对问卷第1题（什么是科学？）和第2题（什么是实验？）的回答中，频繁出现了如下表述：“科学是用事实验证知识的过程”，“检验之前的结果”，“真实地反映现实世界”等。又如，问卷第8题（科学家在研究的哪些阶段运用了创造力和想象力？）的回答中，90%的调查对象认为得出数据阶段和分析数据阶段不应该掺杂人类的想象力和创造力，“必须以事实为依据”，“数据是客观的”，“我们编造不出来，分析是依据实验数据得出，不是想象出来的”。这些表述反映出学生对科学知识和科学研究持一种简单化的发现观和理想的结果观，认为科学家与科学之间存在一种朴素-客观主义的关系。而以建构主义为代表的后实证主义科学观则认为观察是理论负载的，知识、信念和理论决定着人类的知觉，人类在接受感觉印象时容易受环境影响，因此，对研究对象保持不偏不倚的态度是对科学家的必要要求。这不仅不现实，也不可能产生有意义的科学。（二）理想化科学家和科学研究，模式化科学方法在访谈中，有研究对象认为自己做的实验和科学家做的实验不同：“科学家是自己设计实验，大学时做的实验设备不全，不是自己设计实验、写实验步骤，而是根据老师写的实验步骤自己做实验”，“实际的条件和文献中给出的条件是有一定差别的，实验室不能完全模拟那个场景，条件是有限的”，“我本科阶段的知识储备没有那么丰富，不可能做大量的实验发现新的成果，所以做的实验都是根据已有的成果进行优化”，“科学家的实验仪器更加精密，实验次数更多，结果也更精确”。这些陈述隐含着研究对象将科学家及其科学研究过程理想化和神圣化，认为自己和科学家存在距离，更加规范、设备更全的科学家实验产生更精确的科学结果。而事实上，科学社会学家拉图尔、伍尔加详细描述了在实验室进行研究的科学家的工作特点以及科学家之间的互动。他们的研究表明，科学研究并非像大众传媒和人们所相信的那样实施，比如，实验绝不可能是一模一样的重复。科学哲学家霍尔顿等学者指出：“事实上，一些最伟大的理论科学家坦言，他们在研究工作的早期阶段，甚至不用常规的交流符号和语言进行思考。”又如，对问卷第4题（原子结构模型是如何确定的？）和第7题（物种特征是如何确定的？）的回答，大多数研究对象认为科学家是通过观察、假设、实验、推测、验证结果等一系列步骤得到结果，隐含着他们认为科学家的探究工作是高度有序的，存在某种“科学方法”。研究过科学家工作的[1]社会学家指出，逐步的科学方法更多是科学家在记录他们的工作以供同行回顾的一种模式，而不是对他们在科学探究中采取的步骤的描述。在实践中，科学家使用不同的方法，而一些方法是专门用于某个学科的。例如化学家在很大程度上依赖实验，然而考古学家和天文学家由于学科的特点，很少使用实验的方法。还有一些科学家大部分时间都在户外，另外一些科学家，如理论物理学家，大部分是利用数学模型开展工作，进行的是爱因斯坦做得最好的“想象”（思想）实验。（三）对科学发展背景与过程了解不足本研究的问卷调查和访谈数据显示，学生对科学史的了解十分有限。比如对问卷第5题（理论与规律的区别？）的回答，100%的研究对象都能够正确举例定理和定律，出现频率较高的有数学中的“勾股定理”，物理中的“牛顿三大定律”“质量守恒定律”，但是没有一个人能够准确地表述定理和定律的内涵及其关系。这些揭示了研究对象注重记忆而忽视理解，将科学理论静止化，注重事实和原理，而忽略了其产生的背景与过程，不能从发展的、动态的角度理解科学，即知其然而不知其所以然。此外，在学生所掌握的科学史知识中，多为18～19世纪乃至年代更加久远的科学发现和科学经典故事，缺乏对当代科学知识发展过程的充分了解。如对问卷第3题（科学的发展是否需要实验？）的回答，40%（4名）的学生列举了伽利略斜塔实验，20%（2名）的学生列举了爱迪生灯泡实验，10%（1名）的学生列举了拉瓦锡实验，10%（1名）的学生列举了细胞的发现，即80%的学生列举的都是教科书或媒介呈现的科学发展史上的经典故事。剩下的2名学生中，1名（10%）列举了我国载人航天事业，但是没有进行详细说明，另外1名（10%）学生列举了自己的实验经历。显然，科普硕士对科学知识的发展背景与过程了解甚少，视野较窄，知识不够丰富；在他们的脑海中，科学只不过是束之高阁、充满敬畏、遥远的经典，很少能够建立起科学与自己、与现实的联系。四讨论与启示（一）在科普硕士课程体系中设置科学史相关课程科普硕士虽然在本科教育阶段均学习过科学知识，但是，他们在学校接触到的往往是作为研究成果的科学，这些科学知识，已经以教科书、专著、刊物等媒介公开出版。当科学仅仅以一堆事实的形式呈现在他们面前时，就容易导致其对科学知识有错误的认识，进而认为科学知识是实证知识，它们是绝对的、静止的和精确的，因而有着至高无上的权威。科学史表明，科学家的时代背景与科学发现存在着一定的必然联系。了解科学发现背后的故事，可以促使学习者在心理上和情感上接近科学，激发他们的想象力，还可以使他们用一种移情的方式设身处地地体验科学家的探究和思考、攻克难题的困难与艰辛，以及取得研究进展与成果的兴奋与喜悦。同时，了解科学知识背后的故事，有助于学习者从公民的角度分析与判断科学与社会的关系，如认识科学在现实生活中的应用、理性参与公民决策、解决社会问题。学习者可以通过这些思维过程与活动帮助自己全面地认识和了解科学。此外，从现实来看，目前大部分科普工作人员在对展品展览宣传或科普教育活动中，往往注重介绍科学知识、科学原理和操作方法，而忽视科普展品的科学内涵，对公民的科普宣传和教育能力就更加薄弱。因此，作为未来科普工作者的科普硕士，应该对科学发展的历程有所了解，在脑海中构成一幅立体的、动态的、多维的科学图景。（二）重视实践性课程，丰富科普硕士的科学探究体验本研究的访谈数据显示，学生本科期间主要通过在学校做验证性的实验来认知科学过程，很少有机会通过实物与现象来学习科学，课堂之外的科学探究如田野调查更少，对科学研究缺乏真实经历和亲身体验，导致对科学是什么和能够做什么形成了夸张的和不切实际的想法。鲜活的科学经验、切身体验的科学研究是真实认识科学、描绘科学的有效途径，有助于从科学现象的整体中把握科学。此外，科普硕士作为专业学位，与学术型硕士相比具有面向行业、职业性、复合性、实务性的培养特点，强调解决实际问题的能力与创造性思维的培养。因此，在课程设置中应注重实践性课程的比例，鼓励学生动手动脑去探索科学知识。（三）增加科普硕士接触科学家的经历本研究显示，学生主要通过教科书、影视传播或高校中自己身边从事科研工作的老师了解和接触科学家或科研人员。大量研究指出，对科学家的描述往往具有片面性，如只呈现其工作情况，形象过于道德化、理想化，科学家及其工作在学生心中产生距离感和神秘化的形象；而与从事科研工作的老师进行接触，在本科阶段一般只限于实验课程和毕业论文写作阶段，时间也极为有限。因此，要增加科普硕士接触科学工作者、研究人员乃至科学家的机会，给他们提供进入实验室、研究所参观、学习，与科学家直接沟通交流，甚至参与科学研究与工作的机会。需要指出的是，我们可以从狭义和广义上理解“科学家”：狭义上的科学家一般指的是知名的科学家，包括历史上曾为科学技术事业做出杰出贡献的科学家群体，以及当下的知名科学家，如两院院士