墨子的科技思想及其科学教育价值

  墨子的科技思想及其科学教育价值  摘要：墨子的科技思想不仅闪烁着古代东方的智慧，并堪与古代西方的圣哲媲美，而且具有鲜活的当代科学教育价值。纵观中国的教育，知识至上而忽略能力特别是创造能力发展的教育无所不在。学习和效仿墨子科学教育智慧，对于传承我国悠久的科学思想和创新型国家建设，以及实现伟大民族复兴具有重要意义。Key：墨子；邾娄文化；科学教育；亲知：N4文献标志码：A：1009-055X（2015）02-0033-042004年，由世界上90多个国家科学院组成的国际科学院委员会（IAU）向联合国提交了题为“创造更美好的未来：在世界范围内建设科学技术能力的战略”的国际咨询报告。在这份咨询报告中，IAU强调了科学能力建设，并指出其中的关键是人力资源建设。无疑，科技人力资源建设需仰赖大力发展科学教育。我国新一轮的基础教育课程改革已明确提出，要以培养公众的科学素养为宗旨。经过几年的艰辛探索，应当说至少在观念层面上不少教师和家长开始更加自觉地关注孩子“科学能力”的发展。但毋庸回避的现实是，由于各种升学及选拔中无所不在的“重分数”或“唯分数论”，导致了我国的科学教育还存在科技实践不足，重视科学知识、技能的传授，轻视科学思维方法和科学素养的养成，应用科学方法解决社会及生活中问题的能力欠缺等突出问题。这不仅不利于学生个体创新精神和创造型人格特征的完善，也不利于我国伟大民族复兴的历史重任的实现。墨子作为我国先秦时期杰出的科学家，不仅有许多重要的发明创造，也总结出了丰富的科学教育智慧，对革除我国当前科学教育中的一些弊端，具有重要的借鉴意义。一、墨子的科技理论是科学实践的产物墨子在先秦时期创立了以几何学、物理学、光学为突出成就的一整套科学理论，并有不少重大发现，在中国古代科学史上占有重要地位。墨子是我国历史上第一个从理性高度对待数学问题的科学家，他给出了一系列重要的命题和定义，这些命题和定义都具有高度的抽象性和严密性。比如，关于“圜”的定义，墨子说“圜，一中同长也。”（“圜”即为圆，《墨经上》）。墨子关于圆的定义与欧几里得几何学中圆的定义完全一致。关于直线的定义，墨子说，三点共线即为直线，简洁而实用。墨子关于物理学的研究涉及到力学、光学、声学等，也提出了不少概念定义，总结出了一些重要的定理。比如，墨子提出了力的定义，他说：“力，刑（形）之所以奋也。”（《墨经上》）也就是说，力是使物体运动的原因，即使物体运动的作用叫做力。对此，他举例予以说明，说好比把重物由下向上举，就是由于有力的作用方能做到。关于杠杆定理，墨子也作出了精辟的述。他说，称重物时秤杆之所以会平衡，原因是“本”短“标”长。用现代的科学语言来说，“本”即为重臂，“标”即为力臂，写成力学公式就是力×力臂（“标”）=重×重臂（“本”）。现在人们一般都习惯于把杠杆定理称为阿基米德定理，其实墨子得出杠杆定理的时间比阿基米德早了200年，应称之为墨子定理才是公允的。在光学史上，墨子是第一个进行光学实验的人，并对几何光学进行了系统研究。正如李约瑟在《中国科学技术史》物理卷中所说，墨子关于光学的研究，“比我们所知的希腊的为早”“印度亦不能比拟”。从来源上看，墨子的学说继承了邾娄文化的传统。邾娄号称“百工之乡”，在科学技术方面遥遥领先于当时的世界各地。古人衣、食、住、行各方面的器物用品，大多为邾娄所首创。古代人把穿的鞋子叫“屡”，“屡”即出自邾娄之娄；古人住的屋称“庐”，即邾娄之娄，“楼”，《说文》释为“重屋也”，也由娄字而来。此外，像冶炼金属用的“炉”，农业生产用的“锄”“耧”“镬”“锸”“锹”以及农田之名“畴”等，都是邾娄人首创。其他如“舟”“车”等重要的交通工具，也是邾娄人最先发明的。在古代，制造舟、车是最尖端的工程技术，如没有相当高的力学、数学，特别是几何学和机械学的知识是造不出来的。而墨子的科技成就和科技思想正是从对邾娄文化长期学习和创新的实践中总结而成的。二、墨子的科学教育思想墨子作为一位伟大的科学家，在长期的教育实践中总结出了丰富的科学教育思想，成为我国古代科学教育思想中的一枝奇葩。总的来看，墨子的科技思想可以归纳为两个方面：一是科学教育过程说，二是科学教育三表论。墨子认为，人的科学素养的养成可分为三个方面，即闻知、说知和亲知。他把闻知又分为传闻和亲闻两种。但不管是传闻还是亲闻，在墨子看来都不应当是简单的接受，都必须消化并融会贯通，使之成为自己的知识。因此，他强调要“循所闻而得其义”，即在听闻、承受之后，加以思索、考察，以别人的知识作为基础，再加以继承和发扬。这种思想一再被历代哲人所证明：实践是知识和能力的主要来源。墨子所说的“说知”，包含有推论、考察的意思，指由推论而得到的知识。他特别强调“闻所不知若已知，则两知之”，即由已知的知识去推知未知的知识。如已知火是热的，推知所有的火都是热的；圆可用圆规画出，推知所有的圆都可用圆规度量。由此可见，墨子的说知蕴含着类推法的思想，是科学思维的一个重要体现和表现形式。目前西方的科学教育中非常强调“类推能力”的养成，其实，这种“由此及彼”，特别是找到事物间相同、相似或不同的能力，正是真正“学习”的产生。记住单一事物是什么，仅仅只是学习的低级水平。“原型”对于善于思考者，可成为“启发”的工具或源泉，但对于不善思考者，“原型”即便存在，也会“视而不见、听而不闻”。阿基米德定律和牛顿定律的发现绝不是上帝的“恩赐”。除闻知和说知外，墨子更重视亲知，这也是墨子与先秦其他诸子的一个重大不同之处。墨子所说的亲知，乃是自身亲历所得到的知识。他把亲知的过程分为“虑”“接”“明”三个步骤。“虑”是人的认识能力求知的状态，即生心动念之始，以心趣境，有所求索。但墨子认为，仅仅思虑却未必能得到知识，譬如张眼睨视外物，未必能认识到外物的真象。因而要“接”知，即让眼、耳、鼻、舌、身等感觉器官去与外物相接触，以感知外物的外部性质和形状。这也是中国古人所概括出的“物交而神生”哲学命题的体现。而“接”知得到的仍然是不完全的知识，它所得到的只能是事物的表观知识，且有些事物，如时间，是感官所不能感受到的。因此，人由感官得到的知识还是初步的，不完全的，还必须把得到的科学知识加以综合、整理、分析和推论，方能达到“明”知的境界。总之，墨子把科学素养养成的三个方面有机地联系在一起，在认识论领域中独树一帜。墨子的这一思想与西方心理学家皮亚杰的建构主义以及布鲁纳的发现学习理论有异曲同工之妙。皮亚杰等认为，科学教育应该以儿童探究为中心，鼓励儿童在与周围环境的相互作用中，通过自身的动手操作和动脑思考，主动探索科学知识发生和发展的过程，让他们自己去发现科学结论，并且使新的科学概念经过与头脑中原有的旧概念发生冲突、协调、印证和澄清等过程，将其纳入到原有的知识体系，或者是生成新的知识。这个过程并不是一个简单的“反映”和“接受”。科学教育应该是一个能动的过程，是一种探索活动。学生学习科学是凭借自己原有的认知结构对科学知识进行选择和加工处理的过程，学生的学习只有通过自身的操作活动和主体参与才是有效的，否则，只满足于让学生记住“原理”“”的教育，除了使学生有了“知识”之外，并不能对他们的“理性思维”产生推动作用。[1]这便是我国部分学生较突出的“高分低能”或“有知识无能力”的表现。除此之外，墨子还提出了检验科学教育效果的的，即三表论：“上本之于古者圣王之事”，“下原察百姓耳目之实”，“废（发）以为刑政，观其中国家百姓人民之利”。意思是向上本原于古时圣王，向下考察百姓的日常事实，从中看是否符合国家百姓人民的利益。这说明墨子注意把“事”、“实”“利”综合起来，以间接经验、直接经验和社会效果为准绳，检验科学教育的效果。由此来看，相比西方学者专注于个体科学教育内部心理的形成过程，墨子的思想具有更深邃和广阔的意蕴。三、墨子科学教育思想的当代启示1.科学教育过程中应高度重视科技道德的熏陶和养成当前科技教育的主要弊端之一，就是科技道德的培养滞后或乏力。墨子的思想和实践给了我们很好的教益。科技道德的养成，首先要注重培养学生的志向，明白学科技何为，把“摩顶放踵，利天下，为之”作为思想指导，把“兴天下之利，除天下之害”作为行为标准，真正树立高尚的科技道德情怀；其次要有爱人之心，学习科技进而进行科技创新的目标，不是为了用来伤害人，甚至造成大肆杀戮的惨剧，而是为了“兴天下之利”，为人民造福，而缺少爱人之心是很难做到的；三是要注意营造良好的教育环境，为学生们创造染于良好科技道德的机遇，避免染于不良环境的机会可能性；最后是从事科技教育的教师要切实做好科技道德和行为的知行合一、言传身教，同时注意培养学生科技道德和行为的知行合一的信仰和行为，为培养利天下的未来科技工作者做出贡献。2.安排更多科技实践，培养学生的科技能力墨子“亲知”的思想对于现代科学教育具有重要的借鉴意义。现代西方各国在科学教学中普遍使用发现法、合作—探究法、情景教学法等。这些生动活泼的教学方法，强调学生的主体地位，倡导师生之间的互动合作，极大地促进了学生创造精神、求实精神、自由精神和审美精神的培养。[2]这和墨子的思想是类似的。目前，我国学校科学教育中的科技实践偏少，许多学校组织的实践活动只是走走过场，在应试教育的压力下，依然把主要精力放在科学知识的传授上，这不符合学生的认知发展规律，不利于学生科学能力的全面培养。我们应借鉴吸收墨子的思想，安排更多的科技实践，以便激发学生的好奇心，创造“虑”“接”的情境，使学生对科学知识、发明创造产生浓厚的兴趣，迸发出强烈的求知欲，继而引导学生进行观察、思维，把得到的科学经验加以分析、综合、整理、比较、判断和推论，达到“明”知的境界。唯有加强科技实践能力的培养，才可能使学生的科学能力得到提升。3.注重科学思维教育，培养学生的科学品质科学教育以科学知识和科学技能为基础，科学知识、技能的积累是掌握科学方法、培养科学品质的基础。但科学教育不仅仅要传授知识、掌握技能，更重要的是培养学生的科学思维和品质，因为科学研究中遇到的困难和问题，需要科学的思维方法去加以解决，学生科学素养的形成也需要科学思维方式的帮助。墨子的类推思想正是这样一种科学的思维方式。虽然孔子也曾说过“举一隅而不以三隅反，则不复也”，强调类推思维在教育中的重要性。但孔子的思想是就广义的教育来讲的，墨子的“说知”是专就科学教育而言的。除此之外，墨子在科学教育中还注重运用假言、直言、选言、演绎、归纳等多种推理方法培养学生的科学思维。在科学教育中，我们应积极发扬墨子“闻所不知若已知，则两知之”的思想，即由已知的知识去推知未知的知识，以假言、直言、选言、演绎、归纳等推理方法，培养学生的科学思维品质，向学生传授墨子智慧的精华，帮助其不断提高科学素养。事实上，最高的学习境界应当是“知理悟道”。“理”指的是已有知识，如果不知“理”，难以理解和发现事物的“本质”，但“知理”不是目的，只是手段，“悟道”才是目的。古往今来，“知理”不多而能“悟道”者少，如墨子、爱迪生、爱因斯坦等，大多的人需要通过“他人之理”而“悟事物之道”。最糟糕的事情莫过于“为知理而知理”，头脑成了知识的仓库，生活成了“不懂事”的呆子。4.注重科学社会效果，培养学生的责任意识墨子的“三表法”也是现代科学教育需要吸收借鉴的智慧，尤其是在我国当前各界呼吁大师为何难以形成的形势下。世纪之交，西方发达国家在科学教育中增加了STS课程，即以科学技术与社会相互关系和科学技术在社会生产、生活和发展的应用为内容的科学教育。[3]通过STS课程，使人们理解科学技术与社会之间的相互作用，并使他们更有效地利用科学来解决实际问题，从而促使个体产生“求真求知”的需要、服务社会能力的发展、精神和人格特征的完善、自我价值得以实现。[4]而我国的科技教育依然采用填鸭式的教学方法，学生为了应付科学考试，只需要记住考试的内容，不必主动去思考科学结论是如何产生和发现的。如此机械的、僵化的教学方法致使学生在解决实际问题中过于模型化和公式化，久而久之使学生丧失了个体创造精神和批判思考的能力。这与我国建设创新性国家和造就创新人才的要求相差甚远，难以适应未来社会的需要。为此，当前的科学教育应吸纳墨子注意把“事”“实”“利”综合起来，以间接经验、直接经验和社会效果为准绳，检验科学教育的效果的思想，在科学教育中引导学生关注科学技术与社会的联系与应用，了解科学技术对人们生活的现实意义，培养学生的社会责任感，进而促进学生精神和人格的完善，以推动国家和社会的和谐进步。5.要对我国的科技创新抱有坚定信心近几十年来，我国的科技进步工作取得了巨大的进步，尤其在航天等领域更是取得了世界领先的骄人成绩。但与此同时，科技界也还存在一种不自信的声音，总觉得我国的科技水平难以和先进国家相比，我国的科技工作者的创新能力比欧美国家要差。究其原因，还是对我国辉煌的科技史了解不深。墨子的时代，我国仅邹鲁地区的邾娄文明就长期领先于世界，墨子创造的科技成果也不逊于当时世界上任何一个国家和地区，这充分说明了中国人并不天然地比欧美人缺少创新精神和创造力，我们现在缺少的或许仅仅是足够的自信和一点时间。相信在国家大力支持科学教育的今天，我们积极吸取历史上科技教育的精髓思想，中华民族重新走在世界科技创新前沿的时刻为期不远了，而且是德与行和谐统一的辉煌。牛顿曾说，“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上。”墨子的科学教育思想正是这种巨人之肩，它对于破解我国当前科学教育中的种种弊端，具有重要的指导和借鉴意义。Reference：[1][ZK（#]潘瑶珍.基于论证的科学教育[J].全球教育展望，2010（6）：82-86.[2]宋广文，曹红.中西科学教育的比较及其启示[J].全球教育展望，2012（3）：93-96.[3]刘兵.STS与基础教育[J].内蒙古大学学报：人文社会科学版，2002（6）：7-13.[4]姚虎雄.西方科学教育与人文教育融合的反思与启示[J].外国中小学教育，2008（10）：31-33.（责任编辑：余树华） -全文完-