新课程改革创新策略：推动人类文明进程与教学内容更新

一个时代有一个时代的课程和教材，教学内容必须随着时代的发展而不断地变化。学校课程作为社会文化的一个重要组成部分，既受科技进步、社会经济环境的制约，也因其传承和创新职能，反过来对科学技术和社会发展产生重大影响。正如布鲁姆所说，离开了社会背景，“课程争论的意义也就黯然失色……不顾教育过程的政治、经济和社会环境来论述教育理论的心理学家和教育家，是自甘浅薄，势必在社会上和教室里受到蔑视。”可惜的是，我国基础教育领域实施多年的课程设置，特别是教学内容的选择和取舍，基本上因袭工业化初期建立的学科体系，始终将学习重心放在20世纪初期之前人类创造的知识上，最新科技成果因无法在这种“系统化”的体系中找到应有的位置，很难被纳入教学内容之中，直到即将进入知识经济时代，也没有发生根本性的转变。对此，我们有必要以自然科学为例，依据人类文明进程和社会发展的相关背景，揭示我国基础教育课程内容陈旧、落后的现象。

通常，自然科学的课程内容概括的是历史积累起来的科技知识，而现代科技知识体系本身，在近几十年出现了许多重大的变化，至少反映在以下几个方面：

（一）科学学科的核心知识在急剧变化与快速更新

自然科学史研究指出，自文艺复兴以来，人类历史上已经发生了三次科学革命。

第一次是16～18世纪近代科学的诞生以及技术革命，它们引发了启蒙运动和第一次工业革命；第二次是19世纪近代科学的全面发展和技术的重大发明，它们是第二次工业革命的知识源泉。在第一、二次科学革命影响下，科学呈现出空前的繁荣，各门学科的核心知识都相继出现了革命性的突破。

在天文学领域，1543年哥白尼发表著名的《天体运行论》，确立了天体学说的基础。布鲁诺继承和发展了这一学说，而伽利略通过望远镜观察证明了哥白尼的理论。在物理学领域，伽利略发现自由落体定律和运动迭加原理，提出速度、加速度和惯性等物理概念；牛顿则发现万有引力定律，并系统总结出三大运动定律，1687年，他出版《自然哲学的数学原理》，总结了当时包括力学、数学和天文学在内的伟大科学成就。在化学领域，自1661年波义尔提出化学元素概念后，拉瓦锡发现物质不灭定律，并于1789年出版了化学教科书《化学大纲》，使化学成为一门真正的科学；其后，道尔顿提出原子论，门捷列夫1869年发表第一张元素周期表，推动了19世纪化学革命兴起。在生物学领域，在17世纪初，哈维发现血液循环，胡克发现植物细胞，列文虎克发现原生动物和细菌，巴斯德的工作则奠定了微生物学的基础；其后，1735年林奈提出生物分类系统，1859年达尔文《物种起源》出版，正式确立了生物进化论，生物科学也获得一次伟大的突破；在此基础上，1866年孟德尔利用豌豆杂交，进一步揭示了生物的遗传规律。此外，数学作为促进科学进步的重要工具也得到长足的发展，17世纪中叶，笛卡尔和费尔马创立解析几何，牛顿和莱布尼茨独立发明微积分；18世纪数学家伯努利、欧拉、拉格朗日等人开拓了一系列数学分支；19世纪数学家不仅复兴了几何学、重建了微积分，而且使代数学获得巨大的进步。他们在科学领域获得的这些成就，经过后人按学科知识体系分类整理、完善并进行系统化编排之后，便构成了今天我们中小学数学、物理、化学、生物，乃至地理等学科的核心知识和主要的课程学习内容。

人们现在已经看到，自20世纪初开始启动的第三次科学革命，即现代科学革命和高新技术革命，不仅奠定了第三次工业革命和信息革命的基础，而且为知识经济时代的到来铺平了道路。这次革命比前两次意义更为深远，首先是物理革命，随后是天文学、地理学和生物学革命；伴随而至的，还有核能技术、航空航天技术、计算机和互联网络技术、生物技术和材料技术等等，共同构成了一场史无前例的知识革命。

20世纪初启动的物理革命，首先是爱因斯坦提出狭义相对论和广义相对论，否定了牛顿力学中绝对时空的基本概念；其次是普朗克提出量子理论，波尔、薛定鄂等科学家的工作完成了量子力学的构建，使人们对物质世界从宏观认识到微观认识都发生了质的改变。相对论和量子力学成为20世纪物理学的两大支柱，也奠定了现代天文学和原子物理学的科学基础。从宏观上看，在天文学领域里，1929年哈勃提出有关星系红移的哈勃定律；1948年伽莫夫提出宇宙起源的大爆炸模型，而在1964年彭齐亚斯等人观测到了宇宙大爆炸留下的背景辐射。在地理学领域，自1915年魏格纳在《海陆的起源》一书中提出大陆漂移学说后，赫斯用海底扩展理论、勒比雄用板块理论继续完善和丰富这一学说，从而加深了人们对自己赖以生存的地球的认识。从微观上看，20世纪初卢瑟福发现原子核和质子，并且成功实现了将一种元素转变为另一种元素；20世纪30年代后，泡利、查德威克等科学家陆续发现中子、正电子、介子、光子、中微子等基本粒子；1964年盖尔曼正式提出基本粒子结构的夸克模型，并被后人不断地修改完善。生物科学同样日新月异，不断揭示出生命现象的本质，其中分子生物学、遗传学的成就尤为突出。20世纪初，摩尔根初步建立基因遗传理论体系；1953年，沃森和克里克提出DNA分子双螺旋结构模型，分子生物学宣告诞生；1969年，64个遗传密码被破译，确立了生命遗传信息传递模式。20世纪90年代以后，影响深远的人类基因组计划正在解读人类全部遗传信息，并于2000年完成了草图绘制，战胜疾病、延缓衰老、改变遗传性状将不再是科幻小说描述的情景；1997年，维尔穆特首次以体细胞培育出克隆羊“多利”，基因工程也得到了大量的实际运用，生命现象已不再神秘。

总之，物质基本结构的夸克模型、地球地质构成的板块模型、宇宙起源的大爆炸模型和生物遗传物质DNA双螺旋结构模型等等，代表着20世纪中、后期在科学领域的最高成就和核心知识，是人类对自然和生命认识上的一次巨大的飞跃。与此同时，数学领域随之取得一系列成就，包括核心数学和应用数学，如运筹学、数理统计、模糊数学、计算数学和数理逻辑等等，新的数学原理和数学方法层出不穷。第三次科学革命浪潮还在继续向前推进，几乎彻底改变了人们对物理、化学、生物、天文、地学和数学等学科的传统概念。例如，尽管牛顿力学对引力的在我们的课程中似乎很精确，但在爱因斯坦看来，两个物体之间的相互作用并非牛顿所描述的那样直接产生引力，而是每个物体对周围的时间和空间产生影响，引力就是这种被影响了的时间和空间相互作用的结果，这样一来，牛顿力学对引力的解释就必须完全改写。在这种态势下，我国中小学领域延续多年、基本不变的自然科学类课程内容，由于无法及时向学生传递这些新的科学原理，知识陈旧和老化问题早就引起了诸多科学家和有识之士极大的忧虑。

（二）高新技术革命是第三次科学革命的显著特点之一

与前两次科学革命相比，第三次科学革命的另一个显著特点，就是伴随而至的高新技术革命。现代科学转变为技术和技术转化为商品的周期缩短，科学、技术和生产一体化的格局，促成了全世界高新技术产业的迅猛发展。高新技术是建立在现代科学理论或最新科学突破基础上，具有高扩散性和高附加值的知识密集性尖端技术。目前主要集中在几个关键领域，如信息技术、生物技术、自动化技术、激光技术、材料技术、能源技术、环境技术、先进制造技术和航空航天技术等。其中以信息技术对人们生产生活的影响尤为重要，信息技术革命就像原子核裂变的链式反应那样迅速“爆炸”，几乎渗透到一切领域，对人类文明进程的影响是不可估量的。

我们已经知道，知识经济时代的物质前提就是信息技术。信息技术革命指的是信息技术、信息传播、信息获取和信息应用等系列重大进步带来的世界经济、社会、生产和生活方式的巨大变化。有人认为，信息技术革命至今已经发生过两次：第一次以个人电脑、微处理器和软件为代表，解决了信息的海量储存和高速处理问题；第二次信息技术革命以网络技术、通讯技术、多媒体技术和虚拟现实技术为代表，解决了信息传播和处理的全息集成问题，使人类的生活空间从物理空间扩展到电脑网络虚拟空间，即“赛伯空间”。在不久的将来，还会发生第三次信息技术革命，将要解决人脑与机器的全自动信息对接、信息交换和互动问题，为真正意义上的学习革命打下技术基础，使人类社会步入知识文明时代的成熟期。

无论怎样讲，高新技术革命将使“技术”本身，在21世纪获得前所未有的地位，技术教育比任何时代都更显得更为重要。早在1985年，美国就启动了著名的基础教育课程改革《2061计划》，站在战略性的高度上，针对从幼儿园到高中阶段的技术教育问题，提出了一系列重大改革举措，代表着美国基础教育课程改革的趋势。

《2061计划》是美国促进科学协会联合美国科学院、联邦教育部等12个机构，制定的一项面向21世纪的中小学课程改革工程。由于2061年哈雷慧星将再次临近地球，这项改革的目标就是使当今儿童能适应那个时期科学技术和社会生活的急剧变化，所以取名为“2061计划”。在该计划第一阶段技术专家小组报告里，针对技术教育问题提出了一系列重要的观点，这里不妨摘录几段精辟的论述：(www.xing528.com)

“这篇报告中所提出的建议的意义远远超出现有学校课程中增加一点点技术，而在于这些建议将成为美国教育一次重大改革的内容基础。通过整个的学习过程来反映技术已渗进我们的生活，而且广泛采用从简单的实验经验到研究社会经济效益等方法。”

“技术不同于科学，科学的作用在于理解，技术的作用在于做、制造和实施。科学原理，无论是否被发现，都是构成技术的基础。虽然技术的基础是科学，技术常常领先于甚至孕育着科学发现。”

“技术就是运用知识、工具和技能解决实际问题，扩展人的能力。技术最贴切的描述是一种过程，但是更普遍为人所知的还是它的产品及其社会效益。技术通过科学发现而发展，通过工程设计而成型。它由发明者和设计者构想产生，通过企业家的工作变成成果，由社会来推行和利用，但它有时令人难以觉察地就进入到社会体制中并常常以难以预见的方式带来许多变化。”

“技术的介绍应当从描述开始，接着采取实验和亲身体验的方法，而且这一切都应随着从幼儿园到第12年级而不断增加其深度和学生的参与活动。”

“青年人完成高级中学学业时，应当充分认识到，他们将在其一生中，在不断变化的基础上遇到技术问题。但是，只长期积累知识仍然不够，他们还应当知道技术的意义，技术为何物，以及如何加以利用。最终每一个这样的人都将在一定程度上成为一个技师，以准备投入到一个高度技术化的世界中去。”

对照我国基础教育的情况分析，我国中小学生目前主要通过开设“劳动技术课”，学习一些生产、生活中的简单劳动技能，但与其他课程存在着“两张皮”的关系，技术教育并没有在科学课程中得到应该的重视。对此，桑新民教授最近撰文指出，劳动技术教育应该是“德智体美劳”五育之整合。“科学教育培养的是认识能力，而技术教育培养的是创造性实践能力，后者显然要以前者为基础，但却是前者的综合与创造性运用，因而后者要比前者复杂得多。”劳动技术教育必须结合于其他课程（自然科学和人文科学课程）中，需要强化劳动技术教育的战略地位。因此，“从理论和实践的结合上深入探讨劳动技术教育的实质、内在结构及其在五育中的地位，并由此调整我国基础教育的目标模式、课程标准、教学计划及相应的考核评价体系，这对于我国九十年代教育实践和理论的改革发展具有十分重要的战略意义，并将对我国21世纪的国民素质产生极为深远的影响。”

（三）综合化方向是科学技术发展的大趋势

科学学科的形成大约在二、三百年前，它是社会分工在科学领域的必然结果。自然科学通常被划分为六大学科，即数学、物理、化学、天文、地理、生物，从而形成了基础教育历来以物理、化学、生物、地理等分科方式来实现科学教育目标的格局。

然而，由于科学学科本身的发展和变化，事实上，现在已经找不到一种纯粹的化学变化或物理变化，水从气态变成液体时，产生许多氢键，同时具有物理变化和化学变化双重性质。在分子问题中，化学和物理几乎都在协同发挥作用。分子最初是哲学家设想的用机械方法分解的最小单位，这种概念目前已经过时，分子更确切地应该表述为“可以用量子力学来处理的物质系统”。从这种新定义出发，原来的物理、化学、生物，以及天文、地学的一部分，都可以合并为一门新的基础科学棗分子科学。科学界人士提出，学科的重新分类有利于人才的培养，他们认为：“我国的教学计划不能再用老一套，将物理、化学、生物分开，必须集合在分子科学的旗下。所有学生都应有一定的数学基础，实验和理论计算也要有一定的训练，但可以有重点地让学生选择。也就是说，学生必须具备宽泛的基础和对科学的发展的正确认识，才能适应学科新而快的发展。站得高，看得远，并具有发展的基础。”

现代科学的另一个重要特征是整体化、综合性的趋势越来越显露。一些边缘学科、交叉学科、横断学科，以及以具有普遍性整体性为研究对象的一系列综合性学科发展迅速。如信息论、系统论、控制论、耗散结构理论、协同学、超循环论、突变论、混沌理论等等。近几十年来，仅经济学就衍生出几十个交叉学科，如工业经济学、农业经济学、商业经济学、交通运输经济学、建筑经济学、旅游经济学等等。传统教育学中也衍生出教育社会学、教育经济学、教育技术学、教育传播学、教育生态学等许多分支交叉学科。此外，传统科学向应用方向分化的趋势也日益明显。例如，哲学主动地与其他学科相结合，形成了科学哲学、技术哲学、历史哲学、人生哲学、教育哲学、信息哲学、市场哲学等等。

科学的变革揭示了事物之间的普遍联系，打破了各学科之间壁垒分明的界限，也为社会科学与自然科学更加紧密地联盟创造了条件。目前，社会科学与自然科学的交叉和融合有日益强化的趋势，著名科学史家G·萨顿认为，只有自然科学与社会科学、科学精神与人文精神相互协调才具有普遍意义。科学技术和社会的相互关系成为与人类命运和社会发展息息相关的重大问题，从而催生了一门“科学技术与社会”（STS）新兴综合学科，代表了一种新的价值观和思维模式，也标志着科学技术发展到了一个新的阶段。

现代科学技术发展的综合化趋势，促使和推动“大科学”思想的萌生和生长。以多学科、大跨度、交叉综合研究为主要特征的现代科学，从根本上改变了我们对科学技术的传统认识。对于科学教育乃至整个教育而言，迫切需要的是以“大教育”的课程知识观推进课程教材改革。深刻的社会变革对基础教育的课程发展提出了强有力的挑战，要求教育课程及时做出敏锐的反应。教育归根到底是培养人的活动，不同时代的教育对人的素质要求不同，教育目标也不相同，而课程是为实现教育目标服务的，有什么样的课程，就会有什么样的教育。为保证新世纪教育的高质量，培养出适应时代要求的创新人才，就必须探索如何实现基础教育课程改革和教学内容的更新。如果说，生活在发展缓慢的农业社会的古代中国人，课程教材的不断更新并没有多大必要，那么在当今连许多基本概念都发生变化的社会里，我们还固守着过去那套学科知识体系和教材标准，并以此传授给成千上万的中小学生，不仅是十足的愚昧，而且将贻误整整一代人。尽快建立教学内容更新机制，已是中国基础教育改革和创新的当务之急。