5月16-17日，2025新教育“新科学”课程交流分享会在开封贞元学校举行。继“学科写作”研讨会、“玩游戏学数学”研讨会、“新语文”“新英语”学科研讨会之后，本学期，带着对教育、对生命的探索热情，我们把目光投向——科学。江子校长给现场嘉宾做了题为《科学就是世界观的转变》的主题演讲，分享了贞元K-12卓越科学课程系统的开发、实施实践原理。

尊敬的各位师长、各位朋友，大家上午好！

欢迎大家来到贞元学校，我们一起来探索科学教育改革的可能性路径。今天我演讲的题目是——《科学就是世界观的转变》。包括以下五个话题：

一、“科学”是什么意思？

我们先看第一个话题：“科学”是什么意思？

在我们的日常生活中充斥着这样的问题：你这个想法是科学的，或者你那个决定是不科学的。它背后潜藏的意思是什么呢？

当我们说某个想法是科学的，无非意味着你这个想法是明智的、理性的、值得赞美的，而且是受到鼓励的；当我们说某个决定不科学，那其实潜台词就是说——你这个想法可能有点点愚蠢，可能是非理性的、是受到鄙视的、是应当禁止的。

那么我们如何引导每一个儿童从不科学的变成科学的呢？毫无疑问，这需要我们的科学教育！然而提起中小学的科学教育，我们马上又会想到什么呢？也许你会想到牛顿三大定律和万有引力公式？想到元素周期表与化学反应方程式？想到人体的八大系统与遗传规律等等等等…….

所有这一切，可能都是我们的前辈所发现的科学真理、科学知识。于是，今日之科学教育往往就变成了对于这些定理、这些公式的一种记忆。在记忆的基础之上，我们再通过海量的练习，最后实现我们心中的那个目标。其实不言自明，这个目标多半就是考得更好的分数，升上更好的大学，其实我们今天的科学教育可能就在这样的一条道路上狂飙突进。

结果非常理想吗？可能并不是这样！因为如果这个目标没有实现，每年的高考之后，我们有多少经历漫长学习的这些学子们会痛苦、会懊恼、会悔恨、会抱怨。如果这个目标实现了，那么就天下太平了吗？事实恰恰相反！也许会因为这个好的分数、好的大学高兴一阵子，然后我们把知识还给课本，还给老师。很多人事实上离这个教育科学其实是渐行渐远，甚至是对这个科学产生了一种厌恶、一种憎恶！这的确是非常非常荒谬而又吊诡的一个现象。所谓的成功，不仅没有能够成为下一个成功的助推器，反而成为了生命发展的最大的阻碍，甚至是最恶毒的诅咒！

那么我们肯定要扪心自问一下，真的是因为科学本身变得不科学了吗？还是说我们今天的科学教育出了一些问题？科学教育是不是变得不科学甚至是反科学了呢？！

二、科学教育如何助力儿童抵达“科学”？

这些年我们国家的课程改革轰轰烈烈，义务教育科学课程标准特别的强调科学素养，培养青少年儿童的科学思维能力。这其实潜藏着一种科学教育的转向——应该从记忆科学知识转向理解科学原理。但是何以可能？

在贞元漫长的探索旅程当中，十几年来我们一直在构建两个模型，试图实现这一目标。第一个模型就是单元教学整体设计发生学模型；第二个模型就是课堂对话发生学模型。

我们先看第一个关于单元教学整体设计的发生学模型。它像一个俄罗斯套娃一样，最内层就是关注核心素养与跨学段的大观念；以此往外推，也就是如何确定每一个单元的三维目标；在这个基础之上我们再考虑如何制定表现型的评估系统；最后才是如何为了促进理解而进行的单元整体教学设计。

第二个关于课堂对话的发生学模型。我们是以尊重儿童身心发展的节奏——浪漫、精确、综合的节奏来对教材进行二度的研发与创造。

浪漫——目标就是激活儿童脑海当中的已有经验，让儿童对于整个单元的学习有一个整体浪漫感知，遭遇认知冲突，激发继续探索的这种兴趣。

精确——整体上来讲就是问题推动，试图通过课堂对话来解决认知冲突，建构生成新观念。

综合——就是迁移应用，也就是和生活生命贯通，突破我们自己的认知边界，最终实现理性以及整个精神人格的自由。

单元备课的最终结果是以金字塔的模型和课前挑战单来呈现。这里会有一个神秘的金字塔模型，每一次都会有老师问：你们这个金字塔模型是什么？它不是我们自己的原创，它源自英国著名的过程哲学家怀特海的《教育的目的》。

在这本书中，怀特海把人的一生关于科学教育或者说科学素养的发展设计成这样的三阶段的节奏（当然它是一个循环）。他认为小学应该是前浪漫，到整个的初中12-15岁是浪漫期，高中阶段属于精确期，大学以及未来都属于综合期，当然这是百年前怀特海的一个洞察。百年之后，因为跟儿童互动对话的这种文化文明，特别是科学的发展有了变化，所以我们做了一点微调——

▲贞元K-12新生物课程系统的金字塔模型

在贞元，K-12新生物课程系统的金字塔模型是这样的，我们把整个小学阶段理解为浪漫阶段，核心就是形态学，也就是通过每一个鲜活的生命个体的形态结构决定了它的功能，而它的功能事实上就意味着它与环境互动的过程当中所体现的生存智慧、生存策略。有一条明线就是自然节气之变化，有一条暗线就是进化、演化的链条；初中是精确阶段，我们称之为生态学，也就是基于细胞这个层面的生态学；到了高中，我们是基于分子这个层面的生态学。

▲K-12新物理课程的金字塔模型

K-12新物理课程系统的金字塔模型是这样的，浪漫阶段包含了1-8年级，其实主要的就是经验物理学，它背后的世界观就是基于亚里士多德、托勒密的世界观；8-11年级是精确阶段，是经典物理学，背后的世界观是基于伽利略、笛卡尔、牛顿，我们称之为经典物理学，绝对的时空观；到综合阶段，11-12年级是超经典物理学，从我们的课程内容设置上来讲，一方面以运动学力学观来统一电磁学，其次还有从绝对的时空观过渡到爱因斯坦的相对时空观以及量子时空观。

▲K-12的新化学金字塔模型

K-12新化学课程系统的金字塔模型是这样的，浪漫阶段是1-8年级，其实主要是经验性的化学，前拉瓦锡时代的化学；9-11年级是精确阶段，其实就是经典化学，也就是基于拉瓦锡的氧气说、基于元素周期表、基于核外电子的排布规律来解释物质与物质之间化学反应的原理；11-12年级属于综合阶段，我们称之为超经典化学，这里面仍然涉及到世界观的一种突破与跃迁。

模型2：课堂对话发生学模型

模型2是课堂对话发生学模型，大致包括五个阶段，具体说在上课的时候，我们通过课堂对话试图引导每一个孩子能够像科学家一样的去探索、去思考。

首先呈现的是现象，在此基础之上引导孩子们一起提出问题；有了问题要进行大胆的猜想；有了猜想然后就要进行实验的证实或证伪，这个过程当然还要包括思想实验。如果证伪，那么就要重新回到问题、回到猜想；如果证实，事实上也就获得了临时性的共识，建构生成了新的科学观念；那么进一步的就是迁移应用，与生活生命打通。我们把它称之为科学探究的一般流程，课堂对话仍然遵循“浪漫-精确-综合”这样的节奏。

精确再到综合，而综合又是下一个阶段的浪漫。在水平方向上，每一个单元、每一节课、甚至每一次交往的当下、此时此刻，仍然遵循“浪漫-精确-综合”这样的原则。这样人的一生就像怀特海所说的，就像一面大海，表面上看上去比较平静，事实上它是由大漩涡套中漩涡套小漩涡，它是波澜壮阔的大海，而不是一潭死水。

然而，我要说然而，也就是我们这些年的探索、我们这些年的共读和教研，每时每刻都在刺激我们，都在不断地让我们叩问——这样就可以了吗？这样的问题到底出现在哪里？

事实上看上去如此完美的设想，能否真正的顺利抵达科学之理想目标呢？问题很多！非常非常重要的一个问题是，我们刚才讲的“浪漫-精确-综合”这样的生命发展节奏，居然在习焉不察中有了许多的变调、跑调！

“浪漫-精确-综合”应该是这样的，比如：

浪漫阶段——我们期待的理想目标应该是遭遇认知冲突、激发认知兴趣，特别是要让孩子们不局限于表面的热闹，而是有内在的持续探索认知冲突的那种内在的兴趣、内在的动力。但从实然的层面，我们在做的过程当中，一不小心把浪漫阶段就会变成表面上的热热闹闹的观察、表面上的玄生玄灭的所谓的兴趣。

而在精确阶段，依然，我们期待的理想局面是在对话中有效化解认知冲突，建构生成新观念。也就是促进每一个学习者能够基于自己的旧经验生成新经验。但实际的层面上，我们往往仍然在习焉不察中聚焦对客观知识的理解，本质上其实仍然是一种单向的灌输。就是不管是老师掰开了揉碎了进行从形式逻辑的角度把它讲清楚讲明白，还是说我们现在借助形形色色的各种技术（包括我们今天的人工智能），从某种意义上来讲都难逃这种单向灌输的，或者难逃仅仅去理解一个确定的、客观的所谓的知识与真理！更严重的是有时候一不小心就会把机械训练视作怀特海所讲的精确。

在综合阶段，“应然”应该以新观念去观世界、沉思、洞察生而为人的价值与意义，实现从兴趣到志趣的超越，抵达吾性自足的自由之境——这才是理想的综合阶段。但在实然的层面我们经常有意无意地可能把迁移应用等同于训练，把训练等同于获得分数。背后其实是受到工具理性主义的严重的影响——把人变成了工具人！

所以如果以这种实然状态来实施K-12科学课程的改革，那么局面其实是比较糟糕的。即便出现了最最理想的局面，我觉得现在我们有许许多多所谓的拔尖创新人才培养，甚至是这个科教兴国战略的背后，底层思维逻辑都有可能出现我们这里所说的可能是一个“非常理想”的这个局面要加引号——那么这个理想的局面是什么呢？

聚焦逻辑理性，拒绝非理性；理解客观知识，超越主观经验；确保价值中立，悬置价值判断！

听上去好像也不错呀，这样的目标难道不好吗，难道还不够理想吗？但是，我们在座的应该有不少的朋友都很清楚，这三个目标其实就是这面大旗！这面大旗的背后，就是欧洲的理性启蒙时代，要高举里克中的大旗，理性、客观、中立！这样的大旗，这是理性启蒙时代的信仰——科学信仰、理性信仰。

然而，这里面潜藏的问题是什么呢？

首先，科学理性能不能等同于生而为人的人性本身？其次，一切经验既然总是我的经验，那么我们如何才能做到绝对的客观呢？面对生而为人的价值和意义的重大难题——成熟的理性人，怎么样才能够做到拒绝一切价值判断呢？很显然，根本就没有办法做到！所以从尼采的角度，我们可以进一步来理解一下，看看这面大旗到底在哪个位置？

尼采说我们每一个人其实在某种层面上都是兽，都是高等哺乳动物。这没错，但是生而为人我们并不是心甘情愿的就愿意待在这个层面，而是试图成为自我超越、自我实现的那个所谓的超人——不是超越他人——而是自我超越！而这样的旅程显然并不是一帆风顺，并不是阳关大道，它是走钢丝，所以我们每一个人其实都是走钢丝者。

那么理—客—中的大旗到底在哪个位置呢？它会不会在兽的这个层面呢？很显然并不是。那么理—客—中的大旗是不是就是渴望自我超越的超人的目标呢？很显然也不是。那么它可能就是我们走钢丝者的人性中的某一个侧面。

既然如此，他应不应该成为最高的目标呢？所以如果将科学教育就等同于理性、客观、中立，那么科学之理想目标就有可能堕落为科学主义。所以，第三个问题我们要进一步思考——

三、科学为什么就变成了科学主义？

科学从本质上来讲是一种观世界的方式，是观世界的一种范式。近现代的科学我们大致可以用这样的一些特征来界定这个范式——它是可观察的、可经验归纳的、可重复实验的、可逻辑推理的等等的这样的一种范式。

凡是符合此范式的，我们就认为它是科学的；凡是不符合此范式的，我们可能就认为它是不科学的、是荒谬的、是非理性的、是不具真理性的。这就有点吓人了，因为这里的两个“范式”，对，它就必然变成科学主义。

所以从某种意义上来讲，科学主义可能并不是在科学发端处的这一切从事科学人的最高的追求。但是在这个过程当中，慢慢地居然悄然无息之中就变成了这样。为什么，为什么会这样？因为凡是就是一种世界观。世界观不是客观的，世界观是“我”观世界的方式，人类或者说我们每一个人总是依据自己的世界观去观世界。

一方面依据旧的范式，当然可以拓展增加我们的经验。从而可以让我们现代的科学硕果累累、枝繁叶茂，获得了大发展；但另一方面，对于旧范式无法解决的新问题，通常我们要么选择视而不见（当然有的时候甚至会残酷地打压不同意见），要么仅仅微调我们的旧范式，从而将新问题纳入我们的旧范式，这样也可以促进我们科学实现某种层面上的量变。

然而，我们必须要再进一步的追问——这是不是就是科学发展的全部真相呢？

No，不是这样的。如果刚才所讲的一切就是科学发展的真相，那么想一想，我们整个人类发展的文明史，可能就只有地心说而绝对不会有什么日心说，可能就只有燃素说而不会有氧气说、可能就只有神创论而不会有进化论。

所以库恩在他的一本影响深远的科学哲学巨著当中，也就是《科学革命的结构》这本书中说“依据旧范式进行线性累积的科学发展只不过属于常规科学。在某个特定的历史时刻，旧范式遭遇到巨大的矛盾和冲突，从而使得这种矛盾和冲突变得不可调和，于是科学革命就爆发了。

怎么办呢？有了这样的巨大的矛盾和冲突，当然就会有阵痛。但是人类文明发展史告诉我们，这仅仅是阵痛，我们的文明并没有因此而毁灭而是获得了重生。这种重生从某种意义上来讲就是新范式的诞生——一切科学的大发明大创造都必然伴随着科学革命的爆发。

我们现在再回头反思一下我前面刚才讲的两个模型，也就是我们这些年一直在走的改革之路。从某种意义上来讲，这两个模型它背后试图是基于理解的教学设计。那么它科学吗？

如果我们认为它科学，可能多半它属于常规科学。如果它是常规科学的话，我们必然要追问科学革命何在，科学革命到底在哪里？如果科学革命是隐匿的，我们只是以常规科学马首是瞻的，这样的一种改革必然出现一种局面——就是我们每一天看似在进行热热闹闹的科学教育改革，但是背后本质上我们只不过在不断的捍卫旧的范式。我们只不过不断在捍卫僵化的世界观，甚至是有意无意当中在扼杀科学革命！

从这个意义上来讲科学教育的反科学的属性其实处处存在，这也是我们刚才所说的为什么科学一步一步地变成了什么科学主义！如何突围，怎么办？

四、新科学教育如何突破科学主义的桎梏

那我们要回到科学革命的本质到底是什么？

我想追问的是科学革命当然面临着巨大的矛盾和冲突，但是这种矛盾和冲突仅仅是捍卫理—客—中的两派之间的一种敌我矛盾吗？是的，科学革命的本质就是世界观的争论。我们有不同的世界观，而世界观之争的本质其实就是我们每一个人的科学观念的争论，而不是跟我们没有关系的那个客观的他人的那些存在的教材当中、书本当中的知识系统之间的一种争论。然而观念之争仅仅只存在于科学革命爆发的严重时刻吗？我表示严重的怀疑。也就是说观念之争其实可能每一天、每时每刻都会存在。看上去观念之争是在科学革命爆发的时候更严重，因为人类习焉不察的存在方式不过是下面这个样子的——

一方面相比于天空和大海，我们总是更加习惯于由井底或井房共同构成的舒适区。所以瓢鸠总是会嘲笑大鹏、小雉总是会嘲笑大雉、小年总是会嘲笑大年，不理解处处发生！

当然所有这一切，我们可以用四个字叫“经验主义”；另一方面，科学创造与发明如同星际航行中的夜灯指引人类在理性的大道上狂飙突进、硕果累累。然而工具理性主义又像幽灵一样时刻异化和扭曲着人类存在的本真状态。这就是海德格尔讲的”今天的科学好像变成了一种所谓的叫“致死的光明”，这个背后叫科学主义。

现在请朋友们一起来思考一下——在更加漫长的时间维度上，其实经验就是科学，科学也就是经验。所以这里的经验主义也好，就是我们普通人的经验主义和那些追求“理客中”的科学家们他们所背后渗透的科学主义，在最本质的层面其实都是经验主义。经验主义当然会导致僵死的知识、僵化的生命，所以看来这个困局不像我们想象的那么简单。不是只存在于小部分人之中或者存在于某些站在人类认知边缘的那几个人的脑海当中，而是存在于我们每一个人的灵魂之中、心灵之中。

面对这样的困局，我们到底该怎么样去突围呢？以常规科学的视角去批判科学革命或者以科学革命的视角来批判我们的常规科学？很显然只不过都是观念之争，我们会发现观念之争是永恒存在。只不过观念的水位不同——我们普通人可能在较低的水位上来进行观念之争，而那个科学革命爆发的时候那个观念的水位高一点而已。

那我们有了这样的领会之后，我们的团队实际上一直在思考这个问题——我们能不能够让自由的观念之争常态化？进一步我们会思考K-12新科学教育可以在这方面有什么作为？

这是我刚才提到的科学探究的一般流程，基于这样的思路，我们对科学探究的流程进一步的实施了优化——

1、在提供现象的环节，除了我们通常所讲的日常生活当中的习焉不察当中、自觉不自觉当中已经有形形色色的经验，通过感官、通过书籍、视频、纪录片等等尽可能地丰富已有经验。所以在我们的团队当中有两句话，如果孩子脑海当中的经验处于沉睡之中那么就努力地去唤醒它；如果孩子们脑海当中他的经验对于新的学习而言有一些贫乏，那么就竭尽全力地去丰富它。无论如何在学习之初，每一个学习者必须要形成自己的前理解。一个没有任何前理解的大脑是空空如也的水桶，这样的水桶是不可能成为学习的主人的。

2、在提出问题到大胆猜想的这个中间的环节，老师基于课程的理解，设置系统的课前挑战单，然后学生要努力在课前独立完成课前挑战单。在独立挑战的过程当中要遭遇认知冲突，在遭遇认知冲突的基础之上其实也就是要抵达那个悱忿的状态，为接下来的课堂讨论奠定最好的基础。而这个基础它不是稳定的，它事实上是前理解的一种失衡的状态。

在思想实验这个方面我们进一步的引导孩子们针对独立挑战过程当中遇到的认知冲突，特别是到了高年级，要有意识地引导孩子们与AI进行深度的对话。不是通过AI寻找标准答案而是与AI深度对话，拓展自己的认知边界，拓展自己探索的广度与深度，接下来我们会有进一步的尝试，能够引进一些虚拟的智能体，更好得让这个思想实验能够可操作化、可视化。

3、在实验操作与证实、证伪这个中间的环节，围绕典型的认知冲突展开深度的课堂对话，在质疑思辨对话之中达成临时性共识，建构生成新观念。也就是引导每一个孩子形成自己的新理解。

4、在迁移应用这个环节，不仅仅是应用新世界观去重新观世界，而是要有意识地在这个过程当中，在观世界的过程当中（其实也是在观自己的已有的观念系统的过程当中）有意识地去找认知冲突，有意识地与有价值、有意义的认知冲突相遇，让自己的整个的观念系统、整个的生命总是处于一种活泼泼的生长状态。

由此观之，我们突围的路径大致就是这样——

我们要重新理解经验：旧经验是认知发展的起点，教育的目的就是促进经验的更新与生长，从种子到大树活泼泼地拔节生长。因为我们过去要么把经验视作我们理解这个世界的全部；要么我们对经验都处于一种否定的态度，认为经验会阻碍我们的前进。重新理解科学革命不仅仅意指科学共同体内部的新范式取代旧范式，特别的，它更加鲜明的意指学习者经由自己的旧经验超越性的抵达新经验。

也就是说，我们认为科学革命必须首先爆发于我们每一个人的脑海之中、灵魂深处！当然进一步的，我们也需要重新理解常规科学，以寻求确定性为特征的常规科学当然并不是全无意义的，只不过开放性、可能性、创造性、生长性才是科学发展更为本质的特征。

这样一来我们就可以重新理解常规科学与科学革命之间的关系——

过去可能是这个样子的——漫长的阶段常规科学、常规科学、常规科学……在中间某个历史的节点上，崩！这叫科学革命！

我们期待出现的局面是这样子的——科学革命、科学革命、科学革命…….但是在每一个短暂的每一节下课、每一个单元学习结束的时候，我们称之为临时性共识的时候，这个临时性共识当然具有某种层面的确定性稳定性。整个看上去是科学革命，但是在中间某些那个薄薄的横切面上，它是具有常规科学的特征。

左侧这是以库恩的视角观之，右侧这是我们现在以新教育K-12新科学教育的视角观之，这我们期待的一个局面。从而在这个基础之上我们确立K-12新科学教育的三原则：

所以，我们现在可以再一次地追问——到底什么是科学的？

在我们看来就是重估标准，以我刚刚提到的三原则来超越理—客—中，真正突破科学主义对人之存在的桎梏与遮蔽，这就是贞元人的新教育之梦。我在描述新科学的时候，其中有一句话：“引导每一个孩子能够像科学家一样去创造科学、发明科学”。

五、如何从科学抵达艺术

牛顿，我们知道他是最伟大的科学家之一，但他也是一个在海边捡拾贝壳的孩子；

爱因斯坦，我们脑海当中反应出来的是他的相对论、质能方程，但是当他拉小提琴的时候好像一切都不一样；乔布斯……

他们是科学主义的、还是科学的呢？是科学的还是艺术的呢？

在重估一切的AI时代，科学的显然不再是一个理想的标准。价值何在？意义何在？生而为人我们该如何直面存在着荒谬与虚无，这是大问题！

所以当乔布斯说”Stay hungry、Stay foolish”，我们中文把它翻译过来叫“保持饥饿、保持愚笨”，我们的团队当中经过反复的对话沟通交流，这个饥饿其实是对创造永不满足，而不是对山珍海味孜孜以求；这里的愚笨不是我们通常意义上的那种愚笨，不是从逻辑上把某个事想得更清楚更明白，相反愚笨不是这个意义上的愚笨。

对乔布斯而言，所谓的愚笨其实就是对一切外在的标准的无视，能够抵达到这样的一种状态——以激情驱动理性、以创造超越虚无！

所以我们在感受这个特殊的感觉——当他说”Stay hungry、Stay foolish”的时候，事实上我们必须要追问他是技术的吗、他是科学的吗？或者说他其实就是在自我实现的、一个自我实现的人！

他可能不是那么的刻板或僵化，他可能是这个样子的——舞之蹈之的状态。不是外在的舞之蹈之，而是他有一颗舞之蹈之的灵魂。这就是我们所理解的艺术、艺术化的存在。所以我也是有感而发，关于科学和艺术之间到底是一种什么样的关系？写了一段长短句——

繁华落尽，

一切渺小的必将遭遇浩瀚，

一切有限的必将触及无垠，

一切易朽的必将直面永恒，

走钢丝的生灵啊，

甘愿在虚无中陷溺沉沦，

或者，担荷命运的齿轮

重估一切价值与意义？！

面对诱惑，

我们甘愿Foolish;

在0~1之间，

我们永葆Hungry；

激情溢出生命之杯，

如岩浆驱动理性，

立于有限与无限的门槛，

超越确定性与可能性的地平线，

去舞蹈，去吟诵，去歌唱，

去创造，去轮回，去跃迁，

去绽放生而为人的深邃与荣光，去体验逆旅飞翔的高贵与尊严！

是的，科学的极致是艺术，

而不是僵死的定理公式和工具人。

艺术不是荣耀他者的色彩与腔调，

而是存在着真理的如如涌现。

是将生命全部的可能性、创造性与超越性，

置于活泼泼的此在之此，

置于我们有限的肉身和渴望无限的灵魂。