今天的科学研究呈现出两个特点:学科交叉的深度与合作的频次越来越高,科学研究开始更多地面向医疗、环境等现实问题。这说明科学研究越来越专业化,而且科学与公众、社会之间的联系越来越紧密。其结果是,公众开始越来越多地面临与科学相关的社会议题并且需要做出决策,而科学研究的专业化程度越来越高,又使得科学研究与公众的距离越来越远。公众理解科学的必要性和迫切性,与科学需要的专长技能之间的矛盾,凸显了科学教育理解科学功能的重要性。并非人人都是或者需要成为科学家,因而科学教育的目的是促使科学外行能够理解科学,让普通人能够更接近科学,从而能够在与科学相关的社会事务中做出决定。为此,这种科学外行能力的培育是出于认识论上的需要(epistemic needs)。为什么要相信科学家?科学家通过什么方式获得相对客观的知识?如何从常识理解过渡到专家理解?这些都涉及科学哲学在科学教育中何以必要以及如何发挥作用等问题。作为专门研究科学方法、探讨科学为什么具有认识论权威的科学哲学,其理论模型固然对科学教育中提高学生对科学的理解具有重要作用,但是要成功地发挥这种作用,需要介入一系列与认识论相关的中心问题的考察。例如,是将科学视作一种了解世界的方式,还是将科学看作是理解世界的结果?科学家的认识方式和认识论需要,与门外汉(包括学生)有什么不同?科学教育中应该采纳理解科学的缺省模式,还是参与科学的共生产模式?如何将科学哲学家提出的关于解释、推理、论证、方法等模型和理论,置于科学教育的现实情境之中?如何针对不同知识背景的学生,从认识论依赖出发,构建科学解释或方法并理解科学的本质?已有研究对于如何在中国的科学教育中提高学生对科学本质的理解,进行了经验考察(Wan et al.,2018;裴新宁等,2018),国际上亦有不少对科学教材中讲授科学的本质进行的研究(McDonald,Abd-EI-Khalick,2017),但是少有从科学哲学的视角,对这些元理论问题进行考察,探讨适用于科学教育的科学哲学模型和理论基础。本文基于科学哲学、认知科学、社会认识论,以及公众理解科学领域对理解科学的认知基础、认识论标准等问题进行研究的新近理论,试图通过对科学教育中理解科学的目标、科学信念产生的社会认知机制、科学的认识论权威以及认知劳力的分配等问题进行分析,进而对科学哲学在科学教育中能够发挥的作用和方式做出探讨。 一、科学教育的目标转向:基于证据做出决策 今天的科学教育或者科学素质的培育和提高,最重要的目标是促使当下和未来的公众在面对与科学和工程相关的议题和情境时,能够根据证据进行推理、解释,或者提出基于证据的解决方案并做出个人决定(National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,2019,p.9)。基于此,无论是美国的《下一代科学教育标准》(NGSS)、英国最新的《科学课程标准》,还是我国教育部颁布的科学教育课程标准以及物理、化学、生物课程标准中,都将科学方法和对科学本质的理解作为科学教育的核心目标。这种目标转向,除了是教育从知识到能力的转变之外,更重要的是对“什么是科学”这一问题的回答发生了变化。随着科学越来越多地渗入社会与个人生活,科学越来越专门化,参与门槛越来越高,科学哲学家、科学社会学家以及科学政策的制定者开始更多地关注科学过程和实践(science practice),不再将科学仅仅看作是一系列的知识,而是了解世界的方式(a way of knowing the world)。 为什么将科学看作了解世界的方式如此重要?在了解世界时,为什么要选择科学家认识世界的方式,而不是其他类型的认识方式?已有的关于科学教育、科学素养以及公众理解科学的研究,多关注科学知识和态度之间的关系,忽视了在社会行动中理解科学的价值,以及面向个体未来的社会行动的科学教育目标。新近大量的科学哲学与认知科学领域的实证研究表明,对科学知识的接受并不等于理解并能依据科学知识做出判断和决策。非科学家或者门外汉对科学的理解,受到诸多因素的影响。美国大型民意公司的调查显示,美国公众对进化论的接受程度较低,而且只有不到一半的公众认为人类活动会引起气候变化。作为在经济和教育领域具有领先优势的美国,在公众对进化论和气候变化的接受方面,却一直面临着巨大挑战。在与医学、环境、转基因等相关的议题中,研究也发现公众的科学知识与意图、社会行动之间的关系非常弱(National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,2016,p.97)。可见,有知识并不意味着面对现实情境能够做出正确的判断与决策,科学知识的多少与行为决策之间的关系非常复杂。 影响个体社会行为的因素,不仅仅是科学知识和态度,还有许多其他指标。比如,进化论已经成为科学共同体的共识,为什么美国公众会拒斥进化论呢?影响进化论接受的因素中,有文化学习和宗教、动机等,在这些选择和判断的背后,最根本的是社会认知机制,其中包括对进化论的理解、对科学本质的理解、思维方式、身份保护性认知(identity-protective cognition)以及认识论标准的选择(Metz et al.,2018)。具有批判性思维的人,相比直觉性思维的人,更容易接受进化论(Gervais,2015)。而且,对科学的本质越理解,越容易接受进化论(Lombrozo et al.,2008)。在认识论标准的选择中,越倾向于将经验证据和科学共识作为认识论标准的人,越容易接受进化论。成人和儿童都天生具有拒绝与常识和直觉相悖的科学信息和科学观念的特质,尤其是在物理学领域与常识相悖的科学信息和观念,更容易受到拒斥。儿童时期形成的对科学信息的假定和偏见会持续到成年时期,导致当他们后来再从其他人那里学习和获取信息时,会对科学信息的信任变得非常敏感,并在社会化的过程中被放大(Bloom,Weisberg,2007)。这些研究均凸显了基于证据做出个人决策的重要性。特别是在知识和信息获取方式便利而且多样化的今天,什么信息可以用来作为证据?面对争论时应该相信谁?比如个体能够通过网络获取健康信息,但是需要有能力来决定哪些信息是值得信任的,以及如何通过有效的方式来获得合适的信息(National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine,2016,p.102)。不仅如此,学生作为未来的决策者,不同的个体在不同时期需要完成不同的目标,当他们进入特定的社会系统之中时,还需要有不同的科学能力,甚至是更加高的科学素养水平。