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信号、信息和知识【18】

已有 1183 次阅读 2020-10-31 06:20 |个人分类:物理学习|系统分类:科普集锦| 信息, 知识, 教育, 学习

7.3科学技术知识的教育与学习方法:

随着社会的进步学习已经成为掌握知识的主要方法,无论是科学知识,还是技术知识都需要通过学习来掌握,知识的积累主要来源于学习。由于生产技术的发展复杂化,即使是比较基本的技术的掌握都必须经过一个比较漫长的学习过程。更不用说随着生产自动化水平的提高,一些简单重复的生产技术可能会被自动化,智能化的机器来完成。人类需要掌握的是日益复杂化的技术技能,需要更多的科学技术知识的积累才可以掌握这种复杂的技能。而新的科学知识和技术知识的创造,不仅需要大量的知识积累,而且需要更加高级的创造性智力的培养。所以人们更加重视学习和掌握知识技能的学习方法的改进,特别是在学校教育中如何改进教学效果,提高学习效率的研究。

中国古代社会重视人文社会知识,特别是文字的运用(诗词文章的写作)和国家统治的知识等;而不太重视自然科学和技术知识。学校教育中几乎没有自然科学和技术方的知识,包括各种技术知识,连医学知识都是采用小范围的师徒传授方式来获得。在对知识的学习中特别推荐博闻强识”,强调对知识的记忆和应用能力。《礼记·曲礼》就有博闻强识而让;敦善行而不怠;谓之君子。有广博的见识超强的记忆力却很谦让做善事很勤勉却不倦怠的人(君子)这就是大家学习的榜样一般的文人也是热衷于吟诗作赋,搞文字游戏研究。直到近百年以来,废除了科举制度,开展了学习西方的科学技术,中国才有了西方式的以科学技术知识为主的教育系统。

现代认知科学认为知识学习的三个基本方向是:获得知识培养技能产生认知学习首先是获得知识,就是从前人积累的知识理论(以文字和数学描述为主的理论体系)中取得已经被认可的正确知识内容。目前一般学习的知识内容主要是科学技术知识和一些社会知识。为了掌握知识内容必要的语言文字理解、表述技能(语文)和基本的计算技能(数学)是学习知识而必须掌握的基础技能。其它更多的生产和生活技能也是学习的重要内容。进而在知识积累和消化吸收的基础上产生自己的认知理解和新的认识(创新)。随着社会的发展,人类积累的知识越来越多,而且新的知识几乎在每天不断地产生。所以现代社会提出终身学习的概念。“活到老,学到老”成为现代社会中对学习重要性的认识。

现代知识系统中最重要的内容是科学技术知识。科学知识在教育和学习中越来越被人们重视,成为现代教育的主要内容。现代科学是由“科学知识”、“科学方法”和“科学精神”三部分组成的。科学知识一般都记录在相应的理论书籍和资料中,可以作为教育的内容提供给学习者阅读。现代教育体系中科学知识的学习已经成为最主要的教学内容。在今天信息十分发达的社会,获得科学技术知识的途径很多,所以人们可以比较容易得到这些学习资料。科学技术知识信息在今天的社会中已经不是稀缺资源,反而是众多的知识信息中如何挑选自己需要的资料要一定的方法。

在今天的学校教材中一般都是采用那些经过专家审查挑选的内容提供给受教育者;当然学习者往往也需要根据自己的学习情况挑选一些其它的参考资料;或者根据兴趣学习更多的科学技术知识。广泛地阅读几乎是学习知识的一条通常的途径。俗话说“书到用时方恨少”,人们都希望掌握更多的知识内容。但是在今天的知识海洋中任何一个个人所知道的信息内容总归是知识大海里的一勺。所以利用信息处理技术为需要的目标提供更精准的知识信息资料也是今天的信息技术研究的重要方面。

科学方法就是把实验数据信息归纳整理成为规律性(以一定的精度和比较大的概率)的结论,或者对已有的理论进行验证。当然如何应用科学方法有多方面的技术。具体可以参考有关的资料:#1。现代科学方法来源于古代希腊,逻辑推理方法是现代科学研究的主要思维方式。而以客观实验信息为依据的现代科学方法起源于“文艺复兴”时代的欧洲。科学的方法包括“严格逻辑推理”、“系统的理论描述”、“客观的实验数据”、“理性的分析方法”、“数值化的表达方法尊重客观实际,大胆的怀疑和否定等等一系列的具体研究方法。在当前的教育体系在对科学知识的学习是比较完善的,而科学方法的学习也越来越得到重视。比如强调教学中的实践环节,增设科学实验课程等。科学精神是科学的精髓,“实事求是、追求真理”是科学的本质。科学精神的教育应该是科学教育的根本,也是学习难度最高的要求。科学精神的培养在科学教育中非常重要,但是又是比较困难的事情。

西方现代科学精神也是在与传统的宗教神学不断的斗争的实践中逐渐发展和完善起来的。历史上著名的机械唯物主义观点”就是科学精神不断完善和发展的一个例子。17世纪下半期,牛顿开普勒伽利略工作的基础上建立起严密力学理论体系牛顿的力学理论不仅能正确描述地上物体的机械运动,而且这些力学规律也适用于整个宇宙的物体运动。科学家根据力学理论计算宇宙空间天体的运动轨道,并能够准确地预言其运动。比如对于日食,月食,甚至彗星的出现时间等。于是,古典力学就变成了当时整个自然科学的典范,同时也为机械唯物主义自然观提供了思想基础。在这个时期,些试图自然原因出发说明自然现象的哲学家们往往采用力学规律去说明自然,认为只要知道事物的初始状态就可以用力学理论计算出它在任何时刻的运动信息。甚至连人体都被看成是按照力学规律运动的“人体机械”。把这个世界看成一套精密运行的机械系统。18世纪法国哲学家拉美特里(Lamettrie 17091751)写了名著《人就是机器》(Man Is Machine),就是这种思想的代表著作。

18世纪的唯物主义科学观以拉普拉斯决定论为代表,它肯定物质自身能够运动并具有多种多样的性质,但却进一步发挥了机械决定论的观点。按照这种决定论,自然界的运动被看作是一个不间断的因果链条,原因和结果具有严格确定的、不可改变的必然联系认为所见的一切自然现象都是既定的规律决定的、必然发生的。拉普拉斯甚至假定,如果有一个智能生物能确定从最大天体到最轻原子的运动的现时状态,就能按照力学规律推算出整个宇宙的过去状态和未来状态。随着科学发现的深入,力学规律肯定不能完全解释所有的自然现象,自然规律的描述更加复杂和丰富。

19世纪马克思,恩格斯提出辩证唯物主义哲学观。马克思把辩证唯物主义运用于社会发展提出辩证唯物主义历史观;而恩格斯把辩证唯物主义运用在自然领域提出辩证唯物主义自然观。辩证唯物主义自然观认为自然界的运动是事物内部的矛盾斗争而产生的,有自己的运动规律。恩格斯强调指出:整个自然界是统一的,其中各个物质形态和运动形式都是普遍联系的。也就是说,它们之间的区别和对立都不是绝对的而是相对的,不是固定的而是可以变动的。自然界中的任何一种物质形态和运动形式都处于永恒的变化和转变过程之中。这就是辩证唯物主义自然观的核心。人类进行科学研究就是发现和认识自然运动规律,而且发展出科学技术知识来为人类社会发展服务。辩证唯物主义自然观使得人类对自然的认识发展到更加深入的阶段。

中国传统文化中对待自然规律的追求是不太在意的。老子认为道可道,非常道;名可名,非常名。无名,天地之始,有名,万物之母。故常无欲,以观其妙,常有欲,以观其徼。此两者,同出而异名,同谓之玄,玄之又玄,众妙之门。”老子承认自然规律(道)的同时,认为这个道是不能解释说明的;是非常妙的东西。以一种比较虚无的观念来对待自然规律,而没有主张去主动地探索它。中国传统文化把主要的关注集中在人文社会方面。在中国漫长的历史中,对实用的技术知识比较重视,但是没有进行深入广泛的探讨,仅仅停留在解决实际问题的技术层面。

而广大的知识阶层也把重要的注意力集中在人文社会道德方面。具有两千多年历史的易学也仅仅停留在六十四卦的变换数学描述上,缺乏对事物运动变化规律的深入研究。而中国古代从理论层面探讨最深入的恰恰是复杂的人体医学——中医。中医对人体健康和疾病治疗有非常深刻的研究,达到了很高的医疗水平,直到今天面对高度发达的现代科学技术都还具有积极的意义。但是传统中医的理论描述依据的是阴阳五行的自然描述理论,采用的是辩证思维方法,与采用逻辑思维和定量描述的现代科学体系难以对口。这些可能都是受到“道可道,非常道;名可名,非常名。”这样的思想局限造成的结果。可以说中国古代社会有辉煌的文化,技术,经济,政治成就,但是缺乏科学精神所以没有发展出现代科学。

直到近一百年来中国才开始接收引进西方的现代科学技术体系。大量的留学人员去西方学习现代科学技术,同时在国内开始科学教育。通过翻译西方科学著作和资料,采用国外的科学教材直接引进了科学知识。“希腊式的逻辑思维方法”是清晰又有条理,既好表达又好理解、好掌握。科学方法又好教,又好学。而科学精神可能更多地属于哲学层面,精神层面,就比较难以理解和教育,老师不容易讲,学生也不容易理解。那些去欧美国家学科学技术的,大多数可能只学会了科学知识和科学方法这“皮相”的一层,而没有学到“精神”的一层。而且由于传统的中国文化中缺乏那种对自然规律深入探索和不断否定的科学精神,所以今天中国的现代教育体系深入改革中,对科学精神的教育还需要大大加强。

参考资料:#1、《科研方法论》张伟刚 著,天津大学出版社  2006

      #2、《有效学习》[] 乌尔里希·伯泽尔 著,张海龙 译,中信出版社 , 2018




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