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从总体上来看,现行培养方案的的培养目标及基本要求符合专业特点及专业发展的需要,课程设置及课时安排也基本符合专业的要求。但是现行培养方案也存在着一些问题:(1)理论课的学时较多,容易形成以教师为主导的教学模式,学生自主学习和从事创新性实验项目的时间不足,而且所学习的理论知识难以应用于实践,在毕业实习、毕业设计中表现尤为突出。(2)由于公共课程较多的原因,学生在前三个学期的学习过程中难以接触到真正的专业课程,真正学习专业理论知识的时间非常有限,也造成了安排在大一下半学期的认知实习难以对学生产生相应的专业影响。(3)核心课程的核心地位不突出,既没有从课时上保证,也没有从考核方式上来要求。(4)没有专业概论课程,学生到了三、四年级,对专业的认识还不够清晰,对课程之间的承接关系没有概念,综合运用专业知识来解决实际问题的能力不足。(5)部分课程内容重复,难以形成教学上的高效率。(6)课程体系中没有能很好地跟上现代化学工业中信息化的脚步,已经广泛应用的设计软件,如Aspenplus、ProE等还没有进入课程体系。(7)毕业实习还有待加强,目前安排的毕业实习时间较短,难以达到实习的目的。
2化学工程与工艺专业人才培养模式改革的思路
美国、德国等发达工业国家的统计资料表明,高级工程人才的需求比例为:从事工程科学研究的人才为5%,这部分人才主要以研究和发现工程过程中的基本理论为主,偏重于工程学术研究;从事设计、开发的工程人才约占35%,主要工作是将科学原理和学科体系知识转化为设计方案或设计图纸;从事生产工艺、运行维护、管理销售等工作的工程技术人员约占65%,将设计方案与图纸转化为产品。后两者可以统称为工程应用人才。化工学院在建院之初,就确定了以培养工程应用型人才为主要目标。根据几年来在人才培养的探索与实践过程中,我们认为,确切地说,我们应该以打造工程生产一线工程师、工程技术人员为人才培养的主要目标,也就是说,以培养工程技术人员为主,对于一些学有余力的学生,可以通过进一步的深造和在实践工作岗位上的锻炼,成为工程人才。培养化工类工程应用型人才,就是要强调本科教育的专业性,通过本科教育这一相对完整的人才培养周期,是学生接受相对完整的、作为一线工程师所需要的基本教育,具有一线工程师应有的基本知识、基本能力、基本素质。学生通过这样的教育,应该具有系统的专业基础知识、较强的实践动手能力、主动的自主学习能力、灵活的岗位适应能力,在现有成熟的化工技术和规范的基础上,能够应用理论知识和技术,解决生产实际中的具体技术问题,特别是应用所学专业知识进行集成创新和引进吸收再创新。同时,一线工程师还应具有一定的人文精神和环境意识。现代化学工业,不仅融化学科学、化工技术、艺术于一体,还与自然资源、生态环境、伦理道德等重大社会问题息息相关,在“十”提出“建设美丽中国”的历史背景下,在培养的学生多数服务于生态环境脆弱的西部地区的前提下,更应该注重培养学生的人文精神和环保意识[3]。经过四年的执行,现行培养方案在培养应用型化工技术人才方面起到了重要的作用,也积累了丰富的经验。在新方案修订过程中,要在保持原方案优点,尤其是突出实践教学的基础上,针对原方案的不足,结合现代化学工业新的发展现状以及地区经济,来综合考虑,完成修订工作。基于这样的认识,对于新的培养方案,需要遵循“理论系统够用,突出实践动手,营造工程背景,重视过程培养与评价,提倡自主学习,强化创新训练”的原则。化学工程与工艺专业人才培养方案修订工作的指导思想:以复合型、创新性人才培养为核心,以教学改革、科学研究和服务社会为宗旨,以高素质、重能力、求创新为根本,以学生为主体、教师为主导,培养学生理论知识、综合能力、实践技能和科学素养全面协调健康发展。力求达到理论与实践、基础与提高、传承与创新、教学与科研、素质教育与技术训练的统一。
3化学工程与工艺专业人才培养模式改革的内容
明确提出以转变教育思想和更新教育观念为先导,以完善和落实本科综合培养方案为主线,深化教学改革;优化课程体系,更新教学内容,加强实践环节,改进教学方法和教学手段;加强师资队伍建设,提高教师整体综合素质,形成一支教学科研相结合、教学思想活跃、知识结构、年龄结构优化的教学梯队;注重学生知识、能力、素质、个性的协调发展,强化创新意识,进一步提高人才培养质量,走改革和创新之路,探索教学管理的新机制、新模式,开创教学工作的新局面。
3.1理论课的教育改革(1)深化课程体系改革,构建创新能力和全面发展的化工专业人才培养计划调整知识结构,本着“理论系统够用”的原则,认真梳理现行培养方案中的理论课程体系,根据专业方向,确定4~5门核心课程,凸显核心课的核心地位,以核心课程为中心,构建理论课程体系。将理论课程按课程的特点、内容和相关性进行进一步整合,划分为课程群,即将部分前后有衔接的课程,进行内容整合,减少重叠内容,突出重点,通过课程群的建设,使学生在学习时可以更加连贯,便于融会贯通。(2)改革和更新教学内容,积极吸收本专业科学技术发展的新成果,将化工及相关领域新技术、新成果纳入课堂教学;(3)深化教学方法改革,尊重学生个性发展,推进启发式和讨论式教学方法,提倡案例教学;主要课程注重引进和选用国内外优秀教材,不断促进本科教学质量的提升。(4)改革教学技术,推行现代化教学手段。包括:多媒体、网络、仿真等。尽可能采用双外语教学。(5)改进教学和管理机制,在理论教学过程中,重视过程培养和评价,并以此为契机,提倡学生自主学习,在教学大纲上和教学内容上引导学生自学。
3.2实践性教学环节的教育改革工程技术人才的创新能力集中体现在工程实践活动中创造新的技术成果的能力,包括新产品和新技术的研发,新流程和新装置的设计,新的工厂生产过程操作运行方案等。反映在教学过程中就是工程实践能力的训练和培养。因此在改革中高度重视和加强实践类教学环节,继续保证实践教学的突出地位。在实践性教学环节中,构建由易到难,贯穿全程,逐步贴近工程实际的实践教学体系,保证实践教学环节比重在整个培养方案的比重不低于25%,适当调整理论教学课程,使教学前移,为学生创造更多地时间参与工程实践,并积极创造条件推进“3+1”培养模式的改革。对教学计划内要求的实践性教学,结合工程实际,以实验与工艺基本操作技能训练为基础,积极开展教学改革和建设。具体方案:在基础实验方面,重视对学生实际动手能力、规范操作和严谨务实的作风的培养。在专业基础实验方面,结合地区经济的发展和教师的科研方向开发大综合专业实验项目,逐步引入具有工程意义的实验项目,增加综合性、设计性和研究型实验的比例。为后续实践教学、创新性实验项目、学科竞赛、毕业设计等环节奠定基础。在校内实训平台建设中,基于工程背景及地方产业特点,以培养学生动手及实践能力和工程意识为出发点,形成满足培养化工类专业和相关专业的实践综合能力训练及培养的实训课程体系。以学校建设化工实训中心为契机,加强工程实训,弥补毕业实习过程中只能看不能动的缺憾,是学生真正了解化工厂。在毕业实习和毕业设计(论文)环节,贯彻卓越工程师计划,建立学生到企业和社会开展实践实习的有效机制。精选认识实习单位,加强基地建设,继续为学生在毕业实习过程中提供“顶岗实习”机会,结合就业,让学生能够在就业后缩短适应期。提高学生对专业的认同度和优越感,提高学习本专业的兴趣。毕业设计以工厂实际设计为题,毕业论文以教师科研为题。落实理论联系实际,结合工程与科研实际,一人一题,真题真做。实施双向选择和规范化管理。使学生的分析问题、解决问题、协作精神、创新意识和能力等得到充分锻炼。
3.3课堂外教学环节的教育改革对教学计划外的实践能力培养,可通过开展各类科技创新实践活动、大赛和专业技能培训的形式进行延伸。加强科研与实践教学的融合,组建学生科研兴趣小组,强化化工设计、计算机辅助设计等环节,全面训练实践能力。目前我院已开展大学生创新实验、校级“化学实验技能竞赛”,参加全国大学生挑战杯、“PRO/E建模设计大赛”和全国大学生化工设计大赛”等赛事上取得好成绩。2012年、2013年、2014年由中国化工学会、中国化工教育协会、教育部高等学校化学工程与工艺专业教学指导分委员会举办的国内包括清华大学、天津大学、浙江大学等百所高校参加的“中国石化-三井化学杯”杯大学生化工设计竞赛中,以本专业学生为主的代表队最终获得全国一等奖二项,全国二等奖四项的优异成绩。这些活动的开展即可从多方面培养大学生的创新思维和工程技能,培养团队协作精神,增强大学生的工程设计与实践能力,又可帮助学生发现、发展各自的志趣、潜力和特长,并对学生的就业和考研起到积极作用。
4结语
通用知识该课程理论和方法建立在经济学的基础之上,所以首先考虑设置经济学的基本概念和基础理论知识的教学内容,让学生通晓研究对象、需求与供给的关系、价格机制等经济学基础知识,避免学生学习化工技术经济时缺乏经济学分析能力。“大工程观”要求现代化学工程师能妥善处理市场经济环境中技术内涵涉及的各种问题,能从经济学角度预见、适应甚至促进技术的创新与变革。现在的工科大学生普遍存在一定程度的人文精神缺失,添加一些含有人文、道德、艺术、历史、审美和文学等方面的内容到《化工技术经济》教学内容中,有利于提高学生人文素质,强化社会责任感,遵守职业道德和伦理准则,增强团队精神和协作能力,培养工程实践的是非判断力和正确的价值取向。“大工程观”要求工科大学生具有“和谐”工程理念和工程价值观。因此,有必要在《化工技术经济》设置现代工程理念教育。工科学生学会抽象的思维方法,学会对工程现象进行逻辑分析和系统把握,即具有哲学家的气质;工科学生学会正确评价所从事的每项工程活动的社会价值和社会影响,即具有社会学家的风范。化工基础知识专业学科的基础知识,对化工专业学生来说,还是比较扎实的。所以,《化工技术经济》不需设置过多的基础知识内容。在当今本科4年学制的教育体制下,顺应科学技术的飞速发展,课程教学内容重点加强数学、生物、物理等基础与化工学科课程的集成与交叉。化工专业知识本课程的教学时段设置,有时候是在一些主要专业课未开设前安排的,或正在同步进行中,即使已经学了专业课也存在专业课教学中专业知识与经济学关联不足的问题。在教学过程中,我们常常发现从经济学角度解释一种技术问题时,学生应变能力低。所以,作为化工类专业的《化工技术经济》课程,应该具备该部分内容,至少在本课程中增加有关工艺类知识,如化工原料、化工技术路线选择、反应转化率、产品收率、原料单耗等。实践技能知识现时的化工专业本科教育,其实践教学环节综合型教育来设置实践教学内容。《化工技术经济》课程综合型实践教学环节主要包括综合性课程设计、生产实习和工业实际设计项目分析以及各类学科竞赛的经济学实践。通过这些内容培养学生的综合性实践能力,提高学生的创新精神。
教学实施方法
(1)讲授与课外阅读相结合。教师在课堂上需讲授一些经济学基础知识,对工科学生来说,这也许很枯燥。为了加深学生的印象,培养兴趣,通常布置课外阅读,教师拟好主题,如经济效益、复利、单利、投资、成本、GDP、GNP等等,让学生查资料、或收看广播电视,之后写出课外学习报告。教师在课堂上,要求学生口述这些专业名词,解释其含义,较之于纯课堂教学,学生学习兴趣较高,对知识点的认识不再模糊,能较好掌握确切的含义。(2)案例教学。许多课程教学都注重案例教学法的应用[2,3],《化工技术经济》这类课程的一个特征没有实验环节,在课堂上教师只能通过大量的技术经济学案例来进行教学,使枯燥的定义更加具体化。(3)作业、考核等以学生自己查资料、写论文为主。课程教学环节中,倾向于锻炼学生的自学能力和写作能力,拓宽学生知识面,开阔视野。或者,布置学生下企业,了解企业的氛围和工作方式[4],其效果优于死板的常规考试。(4)注重教师的培养与提高,外聘主讲教师。安排教师下企业实践锻炼,直接参与企业的各项生产管理、产品营销活动,提高自己的实践工作能力;聘请企业管理人员来上某章节内容,甚至直接聘请企业管理人员作为《化工技术经济》课程的主讲教师。
教师对《化工技术经济》教学与大工程观念培养的作用
教师是《化工技术经济》教学过程的直接控制者。有一些人认为《化工技术经济》是非主要课程,可以随意安排某个主讲教师,或者不注意课程教师队伍建设。其实,《化工技术经济》的课程特征要求教师在人文素质方面成为学生的典范,要求任课教师通晓工艺、管理、工程经济以及财税等学科知识,具有一定的实践经验,最好是具有企业管理、工程设计和一线生产经验的教师。在目前的普通工科院校,《化工技术经济》课程一般上是独立授课,要求的教师综合素质无法集中在某一位教师身上。根据多年的教学调查,表明实践经验丰富的教师授课,更能讲授该课程,教学质量高,学生的学习积极性非常高,课堂气氛活跃。因此,高素质的师资是《化工技术经济》课程实现“大工程观”教育的关键,教师自身应该树立“大工程观”的教育思想。
关键词:课程思政;成果导向;能源化学工程;教学;电化学催化
1电化学催化课程思政的可行性
1.1课程内容
《电化学催化》为能源化学工程专业的专业特色课程。本课程在物理化学的基础上,结合近年来电化学科学的发展,重点介绍电催化基础和重要电催化过程两部分,内容包括从纳米结构、表面结构、电子结构出发认识电催化过程和催化剂材料的性质,到电催化剂的制备方法;从电催化还原基础,到电化学固氮、电化学还原二氧化碳以及光电催化、燃料电池等电催化应用。通过本课程的学习,应使学生较为系统地掌握催化的基本理论知识和基本原理以及电催化技术的应用,了解电催化科学的前沿方向,初步培养学生具有应用所学基本专业知识进行分析问题,并能解决问题的能力。
1.2课程思政的研究进展
近年来,将课程思政引入电化学领域专业课的研究已见报道。然而,在“电化学催化”这门课中几乎未见报道,这主要是由于一些问题所导致。常见的如下:(1)一些专业教师对如何把课程思政引入电化学催化这门课还是一头雾水,没有找到合适的切入点。同时,传统教学方法也侵染了部分教师,会出现教书和育人相脱节的现象,忽略了学生创新精神、实践能力和社会责任感的培养。(2)“电化学催化”现行教材内容缺少思政元素。目前出版的“电催化”教材主要涉及电催化原理、特征等基础理论以及重要的电催化过程部分,材料多偏重科学理论知识,没有鲜明的思想政治内容,更缺少电催化领域一些人文精神的灌输。(3)教学方法还是以前的多媒体教学,“电化学催化”课堂设计参考的常见方式为专业理论知识讲授,缺乏对学生社会责任、价值观的教育,对思政元素的探讨和发现需要加强。(4)课程考核形式没有多样性,无法证明“课程思政”的关键性。目前,“电化学催化”课程考核形式为笔试,主要考查学生对课程基本概念、知识点的掌握程度以及综合运用课程各部分知识点的能力,实际应用能力的考查欠缺,而上述能力的考核过程中无法体现课程思政的存在。
2在电化学催化课程引入思政的初步研究
就如何把课程思政引入电化学催化课程,本文将结合“电化学催化”的教学内容,探索专业知识中所蕴含的思政元素,在传授专业知识的同时,把思政内容由浅入深地添加进去,初步研究思政的可行性。
2.1挖掘专业课中的思政元素
以“电化学工程”教材中的内容为例,结合课程思政目标,梳理教学内容,从中挖掘可以切入思政教育的元素和思政案例(表1)。《电化学催化》基于课程思政进行了教学内容的调整,仔细梳理和挖掘“思政元素”,思政内容的引入主要采用案例式教学,以提高学生的接受度,润物无声地同步实现知识传授与价值引领。
2.2探索多元化课堂设计
将思政元素融入课程教学中,采用实验型教学、提问式教学、讨论式教学等方法进行教学。将上述梳理的思政内容通过历史纪实、新闻资料、图片和视频等信息资源呈现,引导学生参与到课堂讨论互动,课后引导学生继续对课中思政内容进行反思和拓展[4];同时在理论引导的基础上,关键电催化体系要让学生亲身参与设计催化剂的实验,让学生进入实验室跟随老师做一些基础性的实验,提高学生的参与度,通过在催化剂制备、性能测试及数据分析方面的引导与实践,学生的兴趣和热情得到了很好的升华,同时在实验过程中培养学生严谨的科学态度和团队协作精神。另外,要通过巧妙的教学设计,有效利用互联网资源开展“线上线下混合式”教学,将网络课程资源学习有机融入现有的电化学催化线下课程教学模式中,调动学生的学习自主性,丰富思政教学内容,促进师生结合时代热点案例进行思政讨论,提升教学效果[5]。在实践环节中,带领学生参观相关的催化公司,激发学生学习热情的同时增强其社会责任感和民族自豪感。
2.3考核思政效果
本门课程采用平时成绩和期末考试成绩综合评定的方式,其中平时成绩占40%,含课堂问答、实验操作、线上证书获取等;课堂问答主要通过一问一答的形式,让学生认识到催化剂产业的发展历程,其中所蕴含的精神力量。实验操作主要通过学生在实验过程中,培养学生的团队协作和工匠精神。线上学习主要通过学生在慕课上观看一些相关视频,弥补课时量不够的缺点。期末考试成绩占60%,采用闭卷形式。依据教学大纲和课程思政目标,将思想政治素质评价融入课程考核的每个环节中,引导学生关注和重视课程思政,分别从专业技能和思想两个维度综合评价教育效果,形成思政育人合力,使学生能力和思想同步提高[6]。
3电化学催化课程融合思政教育的实践反思
3.1分清内容主次,注意教学技巧
课程思政理念下的教学模式要主次分明,必须是以专业知识为主,思政教育为辅。教师要明确专业知识的关键性,同时要使思政教育扮演辅助角色,这一系列定位要在教学过程中贯彻如一。在教学安排中,仍要突出电化学催化课程的重点难点以及教学目标,避免思政内容反客为主,占用专业知识的教学空间。要让专业知识作为载体,以思政教育为催化剂,使学生主动学习这个“过程”高效而持久的运行。因此,在引入思政教育时,教师也要注意运用合适的方法和技巧。不能生搬硬套、毫无章法地加入思政内容,而要与专业知识这个载体互相依托、互相促进,在中国故事、人物事迹、社会热点、历史事件、经典案例、身边案例中寻找专业知识、思政教育、学生情感三者的交融点,激发学生情感共鸣,这样学生接受起来比较容易且印象深刻,使得电化学催化课程思政教育有内容、有温度、有趣味,从而引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观。
3.2电化学催化课程思政实施的行政辅助
为全面开展课程思政工作,要重视高校层面的支持,学校要从制度、经费等宏观层面支持和帮助专业教师,保障思政教学常态化、课程思政工作的顺利实施。学院、教研室需要严格执行上级的部署。通过举办教学竞赛、课程观摩、教研室研讨等形式,为调动专业教师实施课程思政的积极性,可以适当增加一些绩效奖励,减少一些专业知识教学的工作量。
3.3丰富《电化学催化》课程思政的评价方式
为了丰富评价形式,可以让其他学科的教师、学生参与评价思政在这门课教授过程中所起到的效果,这样可以通过学科交叉,提升思政内容和方式的不足。课程评价的时间可以不限于一学期,通过跟踪教学,观察和记录课程思政所带来的积极效果。对于电化学催化这门课来说,适度的实验教学有助于让学生了解到前辈在这个领域奋斗的艰辛,在实验过程中,为学生树立正确的榜样,把学生塑造成有理想、有担当和善于团队协作的人。
3.4以创新创业为引领,产教融合
为了给学生提供创新创业的专业支持,充分发挥专业课程的优势,建立实践育人的长效机制,课程组应积极配合创新创业学院、就业指导中心、学生工作处、团委等部门,一方面将创新创业教育全方位融入“电化学催化”课程教学,为学生创新创业打下坚实的基础;另一方面选拔学业优秀的学生参与创新创业项目,为创新创业团队提供支持,实现优势互补。
4结束语
【关键词】绿色化工;绿色文化;传播
绿色湖南建设是省委、省人民政府全面深入践行科学发展观,加快推进“四化两型”战略,抢占新一轮发展制高点,提升长远竞争力的重大举措。在以加快转变经济发展方式为主线,以“两型社会” 建设为引领,以生态建设、节能减排和环境治理为重点,发展绿色化工产业,倡导绿色消费,弘扬绿色文化,探索资源节约、环境友好的生产方式和消费模式的思想指导下,政府和行业企业的调控、指导和参与、投入是必不可少的,而作为高素质技能人才培养基地和技术改革创新前沿阵地的高职学院,尤其是化工类高职学院,在推进绿色湖南建设中,所起的作用也是不容小觑的。
一、“绿色化工”理念与“绿色文化”解析
人们对生态文明发展的认识走过了一个曲折的过程。从传统的纯经济增长发展观到当今社会的可持续发展观,体现了人类社会对传统发展模式的深刻反思,在这个过程中,人们对生产力的发展和生态环境保护之间的关系也有了全新的认识。
(一)相关概念
绿色化工:指的是在化工产品生产过程中,从工艺源头上就运用环保的理念,推行源消减,进行生产过程的优化集成,废物再利用与资源化,从而降低成本和消耗,减少废弃物的排放和毒性,减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起,使化学工业环境污染的治理,由先污染后治理转向从源头上根治环境污染。
绿色文化:广义绿色文化即人类与环境的和谐共进,使人类实现可持续发展的文化。它包括持续农业、持续林业和一切不以牺牲环境为代价的绿色产业、生态工程、绿色企业。也包括有绿色象征意义的生态哲学、生态意识、生态艺术、环境美学、生态旅游,以及绿色运动、生态伦理学、生态教育等诸多方面。狭义绿色文化是指人类适应环境而创造的一切以绿色植物为标志的文化,包括采集狩猎文化,农业、林业、城市绿化,以及所有植物科学等。
(二)形成背景
上世纪之交,国际社会经济格局正出向着全球化、多元化、信息化和生态化方向演变。经历过一个世纪惊心动魄的政治动乱、军事纷争和经济危机以及长足的科技进步、经济腾飞和社会发展奇迹的人类社会,正面临着发展与环境问题的严峻挑战,尤其是迅速崛起的发展中国家。
20世纪90年代之后,建立知识经济和循环经济发展模式已经在国际社会蔚为风潮。发达国家正在把发展循环经济、建立循环型社会看做是实施可持续发展战略的重要途径。通过对循环经济产生的背景及其内涵的分析,可见应用循环经济是实现中国可持续发展的必由之路,是达到环境与经济“双赢”的最佳发展模式。
面对日益严峻的资源环境现状,学术界、政府把发展循环经济、建立资源节约型社会提到了空前的高度。但作为一种全新的发展理念,循环经济在我国还处于试点研究阶段,其理论基础、研究方法均有待进一步发展。要在我国全面发展循环经济还面临着许多困难和挑战,绿色湖南建设需要全社会各行各业的广泛参与和研究。
工业强省面临传统产业升级,建设低消耗、低排放、低污染的环保型、节约型社会,人是起决定性的因素,因此,如何普及“绿色化工”科学知识有着举足轻重的作用。湖南石化产业因“四化两型”建设而注入了更强劲的动力,在实现产品升级换代的发展中需要更多的高端技能人才。绿色化工时代大潮汹涌澎湃,湖南化工类职业教育如何植根化工、依托化工、服务化工,为绿色湖南建设添砖加瓦,这是化工类高职学院培养人才发挥创新作用的历史使命。
而在《绿色湖南建设纲要》中有一项绿色文化指标:在校学生生态文明教育普及率达90%以上;城乡居民生态文明宣传普及率80%以上;全省文明城市创建覆盖面达到90%;文明行业创建覆盖面达到80%;文明村镇创建覆盖面达到70%。绿色化工职业教育文化氛围中孕育出来的大批化工类高职学生在绿色文化传播中具有得天独厚的专业优势,可以成为绿色文化传播的生力军。
二、“绿色化工”理念与“绿色文化”传播现状
湖南化工职业技术学院位于长株潭“四化两型”建设产业群区域,拥有化学工程系、制药与生物工程系、机械工程系、自动化与信息工程系、经济管理系等5个系20多个专业,学院建校50多年来植根于化工行业培育社会急需人才,引领湖南化工职业教育发展。学院坚持培训教育工作“四个结合”:一是师资队伍实现专业教师和企业专家相结合;二是培训内容实现理论学习与技能训练相结合;三是学习情境实现课堂学习与现场操作相结合;四是培训的绩效评价实行企业与学校相结合。
学院创新了特色“技能节”和具有相当影响力的技能竞赛成果,并连续六次获得的省职业技能鉴定十佳单位荣誉。学院本着凸显高职特色的原则,以服务学生素质拓展,服务校园文化繁荣为目标,以实现服务青年、服务社会,促进学生成才发展,促进学院建设发展为目的,依托化工行业发展优势,利用50多年化工院校办学的优质教学资源,突出化工龙头专业品牌特色,率先成立了化工协会,化工协会先后获得“全国高校十佳优秀社团”、“湖南省大学生优秀社团”, “第三届全国高校优秀社团学习实践类特别奖”;拓绿环保协会也被评为第四届湖南省“优秀大学生社团”,在2010年荣获“全国高校优秀社团”,2009年获香港环保协会颁发的“全国(环协)联校水果贺卡2009杰出成果奖。活跃在校园文化宣传前沿的“大学生记者团”2013年荣获“全国高校十佳优秀社团”。这些社团在当前化工行业正在由传统化工向新型化工转型,作为化工湘军摇篮湖南化工职业技术学院,学生专业性社团建设把握时代命脉与社会同呼吸。在注重专业技能知识提高和动手操作能力加强的同时,热切关注“四化两型”社会的建设,组织开展新型化工知识讲座,积极学习宣传有关新型化工的知识,宣传绿色化工理念,为校园文化建设增添了绿色环保气息。《打造技能竞赛文化 促进和谐校园建设》和《打造“精技”社团 励炼化工“湘军”》分别荣获2010年和2011年湖南省高校校园文化建设优秀成果三等奖。
高职教育越繁荣,社会经济发展速度越快,反之亦然。长株潭城市群作为国家发改委批准的“两型社会”建设试验区,迎来了前所未有的发展机遇与挑战,石化产业是湖南省支柱产业,也是国民经济发展的驱动引擎。为了解高职生对于“绿色化工”相关知识的认识程度,以便更有效地传播“绿色化工”理念,我们于2014年6月---7月在湖南化工职业技术学院进行了随机调查。从调查数据分析来看,得出以下结论:
(一)对于绿色化工的相关知识,化学工程系和制药与生物工程系这两个同属化工大类的系部学生,明显比经管系、自动化与信息系、机械系的学生了解更多一点。
(二)不同专业的学生对于“绿色化工理念”的知识普及,所感兴趣和支持的举措具有一定差别,比如化工类专业学生普遍认为应把绿色化工相关知识编入教材。而其他专业的学生则大多认为学校或政府的宣传很重要。
(三)关于“绿色化工理念宣传”途径,从调查结果来看,社团、协会活动和高职学院的主流媒体宣传依然是主要的宣传途径与平台。
(四)学生对于社会与环境的关注度比较高,主动(下转第207页上接第219页)融入社会的积极性也是比较高的。
(五)湖南化工类职业教育如何植根化工、依托化工、服务化工,为绿色湖南建设添砖加瓦,这是化工类高职学院培养人才发挥创新作用的历史使命。
三、“绿色化工”理念与“绿色文化”传播方式与途径
高职教育通过人才培养、技术创新、职业培训和资格认证等方式服务地方,与地方社会经济发展形成一种良性互动,既是应尽的职责,也是自身获得更好的发展空间的必由之路。从探寻化工类创新人才培养在循环经济发展、生态文明建设有的创新作用及发挥创新作用的途径入手,在绿色化工背景下的研究化工类创新人才培养以及绿色文化的传播,开辟推进绿色湖南建设的新路径。
(一)发挥专业优势。绿色化工职业教育文化氛围中孕育出来的大批化工类高职学生在绿色文化传播中具有得天独厚的专业优势,可以成为绿色文化传播的生力军。
(二)校内校外互动。校内通过社团、协会和课堂融入,专业选修灯途径传播。校外通过关注社会,融入社会,让社会和更多的人了解、支持、投身、热爱祖国的化工事业,获取政府更多的关注和政策、项目支持,使化工人才培养基地的化工类职业院校获得更和谐的发展建设环境和更有力的财政支持。
(三)网络与传统结合。一方面是为绿色湖南建设和祖国发展培养更多的优秀化工类人才,通过人才接力,使“绿色化工”科普工作在高职生中得以创新,使“绿色文化”传播的途径更为广泛。另一方面是通过网络与传统的宣传平台和方式,对“绿色化工”理念和“绿色文化”进行传播。
参考文献:
[1]郝栋 赵建军.《中国绿色发展道路探究》,《第十三届中国科协年会第6分会场-绿色经济与沿海城市可持续发展战略研讨会论文集》,2011年
[2]乔文娟.《探析循环经济中人的观念的转变》,《商场现代化》,2011年16期
[3] 欧阳培.《低碳经济与湖南转变经济发展方式》,《再生资源与循环经济》, 2011年06期
1991年我到加拿大的西安大略大学留学,同时担任该校“工程伦理学”课程的助教(T.A.)。这是一门面向全校工科学生开设的选修课。尽管它不是任何一个系的必修课,但是每个学期的学生人数高达400人。基本原因是,工科学生在毕业取得学位以后往往要参加“职业工程师”执照考试,而工程伦理学是该考试的主要内容之一。该课程的考试由两部分组成,期中论文占40%,期末笔试占60%。作为助教,我的工作是批改期中论文和期末考卷。期中论文的内容至今记忆犹新,它主要是要求学生用课堂上学到的工程伦理学理论原理和相关法律规则对一个真实案例做理论分析。
该校化学工程系的某学生在毕业后在一家小公司幸运地找到了一份工作,很快他发现这是一项对环境有严重破坏效果的工程。经过初步考虑,他发现自己主要有四个选择:①辞职,这样一来可以避免自己做破坏环境、违背伦理的事情,但是,在当时恶劣的经济状况和就业环境之下,再找一份工作绝非易事。在尊重个人利益的西方价值体系中,这种考虑是合乎情理的。②劝说公司老板増加环保措施,事实上在此之前己经有工程师提出过这种建议,结果是惨遭解雇。③告密,希望政府环保部门能够阻止这项工程的继续实施。政府可能对公司课以罚款,公司将倒闭,最终他还是会失去工作,最重要的是,告密违反了“对雇主忠诚”的原则。在欧美早期的各种工程师职业规范中,这一条曾经被列为“最高原则”。当代工程伦理体系尽管加上了“对职业的忠诚”和“对社会公共利益的忠诚”,然而“对雇主忠诚”和“保密原则”仍然得到工程界和社会公众的普遍承认。④若无其事、继续工作。这样虽然可以暂时保住工作,但是必须昧着良心干破坏环境的工作,而且一旦东窗事发,同样面临公司倒闭和个人失业的命运。更严重的是,这个年轻人还会失去经过几年努力而获得的“职业工程师”执照,而且短期之内无法重新申请。何去何从?这位年轻人面临一个艰难的选择。
因为该案例没有标准的正确答案,所以学生给出的答案五花八门。尽管如此,这种案例分析提高了学生学习工程伦理学的兴趣,并为他们将来在实际工作中可能遇到的工程伦理选择提供了一次实战训练。现在看来,工程伦理学的教学和制度性实施为保护环境和公众利益提供了一种除政府行为(比如对公司处罚)以外的另一种有效措施。这里面包含某种值得我们借鉴和学习的东西。工程伦理学是一块可以攻玉的他山之石。
虽然工程伦理的概念在西方工业化初期的某些行规和条例中己经开始出现,然而主要是在过去的20年里,随着保护环境和可持续发展逐渐成为世界经济和社会生活的重要主题,工程伦理的研究、教学和制度性实施在西方各国才有了长足的进步和发展。比如美国工程和技术认证委员会(ABET)在20世纪80年代就明确要求美国各大学的工程教育必须包括工程伦理的教育课程才能通过认证。1996年推出的美国工程师“工程基础”考试的修订本也包含了工程伦理的内容。英国、法国、德国、日本、加拿大、澳大利亚等工业发达国家的工程师专业组织也都纷纷制定或更新了本专业的伦理规范,认同、接受、履行工程伦理规范是成为职业工程师的必要条件。到20世纪90年代中期,我国台湾的工程界和教育界也把工程伦理教育作为工程师必备的专业素养,并开设了工程伦理学课程。
2工程伦理学与国家的可持续发展策略
在过去的几年里,构建和谐社会和追求可持续发展逐渐成为我国政治和经济生活的主旋律。像计划生育政策一样,可持续发展也将成为我国的一项长期基本国策。因为随着经济的持续増长,不可再生的资源将越来越少,环境的污染和恶化将抵消经济増长所能带来的所有成就,工程从业人员职业道德规范的缺失将给社会带来广泛、有时可能是巨大的灾难性后果。有一种流行的观点认为,像环境污染之类的现象是工业化过程中不可避免的负面效应,是经济増长的必然代价。这种观点是以历史决定论为思想基础的,即历史的发展必须遵循自身的某种严格的逻辑规律,我们不可能跨越历史发展阶段而实施相应的政策和措施。英国哲学家波普尔曾经在《历史决定论的贫困》(1957)中从理论上系统地批驳了历史决定论6]。从现实的角度来看,我们没有任何理由相信,在充分认识到环境污染和资源枯竭的危害以及纠正这些错误所将要付出的巨大代价之后我们不可能有所作为,我们必须重复西方发达国家己经走过的弯路和陷阱。新一届中央政府顺应时代潮流,与时俱进,将国家发展战略从过去的追求单纯的经济増长调整为追求可持续发展,全面的发展观和构建和谐社会成为当代中国政治经济生活的第一主题。用西方的话来说,工程伦理学在当代中国是一■项“政治上正确^(politicallycorrect)的事业。
作为研究工程伦理学的学者,我们是否己经准备好了呢?显然没有,事实上我们已经滞后于时代的步伐。政府目前比我们的动作更快。国家人事部、建设部、国家环境保护总局于2006年6月己经联合颁布《关于印发“注册环保工程师制度暂行规定”、“注册环保工程师资格考试实施办法”和“注册环保工程师考核认定办法”的通知》并规定,申请全国勘察设计注册环保工程师资格考核认定的专业技术人员符合考核认定条件,经测试合格后,即可取得《中华人民共和国注册环保工程师资格证书》。根据同期由中国环境保护产业协会的全国勘察设计注册工程师环保专业委员会秘书处编辑的《注册环保工程师执行资格考核认定测试手册》,参加考试的人员不分专业方向,但是,凡是与环境保护相关的工程项目的主要工程师都必须具备《中华人民共和国注册环保工程师资格证书》。考核内容主要分为两个方面:①涵盖环保专业相关的法律、法规、政策、标准、规范,②水污染防治、大气污染防治、固体废物处理处置和物理污染防治等方面相关的专业知识。
关于考试内容有两点值得引起我们的注意。第一,《测试手册》完全缺乏伦理和道德的维度,也就是工程伦理学中的典型内容,比如工程师的职业道德和规范,对雇主、职业和社会公共利益的忠诚,工程伦理的基本原则,各种利益冲突的处理,等等。从文化差异上来看,中国在历史上长期实行的是仁义和道德政治,并非法治,这种政治文化在国民的心理特征中有根深蒂固的积淀。相比之下,西方的政治具有明显的法治特征。中国目前的目标是构建法制社会,但是这并不等于说我们可以放弃道德和伦理的维度。实际上两种政治理念各有长处和短处,如果说法治主要强调的是外在的社会约束,那么道德伦理主要强调的是内在的自我约束,没有理由认为我们只能取其中的一样而必须放弃另一样,两者应该是互补的关系。在我国构建法制社会是否完成,何时能完成都存在疑问的情况下,特别是工程伦理在西方国家己经证明工作有效的情况下,完全放弃伦理道德维度和中国传统的政治文化显然是一个错误。所以我国工程伦理学界的首要任务是要争取将工程伦理的内容放进各种职业工程师资格考试中去。
第二,目前的考试和学习内容对工程师面对未来可能遇到的伦理挑战和利益冲突没有太大的直接帮助。西方的工程伦理学教育己经经历了两个主要的发展时期。开始采取的是“从上致下”的教学方法,即首先讨论的是工程伦理学的基本原理和原则,然后再将这些原理和原则应用于工程的实践案例,教学实践证明效果不理想。然后普遍采用的是“从下致上”的教学方法,即从案例教学出发,然后再引入基本概念和理论性的原理原则分析。教学实践证明,“从下致上”的教学方法能很快引起工科学生学习工程伦理学的兴趣。像本文开始介绍的那种案例分析显然对工程学生面对未来可能遇到的伦理挑战和利益冲突是一次实战演练。
3工程伦理学在中国的学术建构
目前看来工程伦理学在中国的发展至少应该包括以下几个方面:①学术研究:由几个主要的理工院校牵头,系统研究欧美各国的工程伦理研究、教学和制度实施状况,翻译国外重要的工程伦理学教材。②课程教育体系的建立:在学术研究的基础上,开始编写自己的工程伦理学教材,培训工程伦理学教师队伍,在理工院校开设工程伦理学的选修课。逐步争取工程伦理学成为全国理工院校工程教育的必修课。③开展工程伦理学的中国化研究,收集本国的工程伦理案例,研究西方的工程伦理学基本原则和理论体系,中西伦理文化的区别,整合中国当代和传统的伦理价值观念,建立成熟的工程伦理学基本原则和理论体系。④推动建立中国的“职业工程师”考核制度,并使工程伦理学成为相关考试的内容。
在我国发展工程伦理学有必要借鉴我国生命伦理学的发展过程和经验。我国的生命伦理学在邱仁宗先生的倡导下,经过20多年的研究和发展,己经初具规模。己经形成北京、上海和武汉三大生命伦理学研究中心。中国的生命伦理学研究己经取得国际学界的认可,并于2006年8月在北京承办了第8届世界生命伦理学大会。医学伦理学己经成为全国医学院的必修课程。生物医学研究伦理审查制度己经得到生物和医学界的认可,原来是生命伦理学的学者找生物和医学研究者做伦理审查,现在是他们主动找上门要求做伦理审查,因为在国际著名生物医学杂志上必须有伦理审查委员会(RB)的审查报告。综观我国生命伦理学的发展过程,大致上可以分为三个阶段:①案例研究,②生命伦理学基本原则和价值体系的理论分析,特别是四个基本原则之间的冲突和关系研究。③生命伦理学基本原则和价值体系的中国化研究。目前我国的生命伦理学研究己经进入第三阶段。
工程伦理学和生命伦理学同为应用伦理学,尽管两者有所区别,还是应该有许多共同之处。在我国发展工程伦理学应该观察生命伦理学过去二十年的发展过程,他们的成功经验。比如工程伦理学的理论发展可能也要经历类似的三个阶段。工程伦理学界是否也可以建立工程伦理审查委员会,政府让工程伦理学专家对重大工程进行工程伦理审察,并使它成为一种制度?在科学全面发展观和可持续发展的政治环境下,这可能成为一项有益而且长期可行的措施。当然西方目前己经证明行之有效的措施是建立“职业工程师”执照制度。
工程伦理学和生命伦理学,作为应用伦理学,一方面,它们应该从理论伦理学获得理论资源;另一方面,它们可能为理论伦理学的理论新发展提供经验动力。在科学的历史发展过程中,每次观察手段和实验仪器的改进(比如望远镜和显微镜的发明)都会带来大量新的科学事实,这种新的科学事实都无一例外地为科学的理论发展提供了新的经验基础和动力。对伦理学而言,情况可能类似。科学技术的进步带来了大量新的伦理事实和种种前所未有的伦理问题,这种新的伦理事实和问题应该为伦理学的理论发展提供新的经验基础和动力。应用伦理学可能使理论伦理学脱胎换骨,成为一门经验的学科。
1由研究对象的异同看工程伦理学与技术伦理学的异同
说到工程,人们常想到建筑工程,所以把工程伦理学想象为是研究房地产、城乡建设项目的规划、设计、建造的伦理学。这是一种误解。其实,工程是一个外延很广的概念,包括所有技术门类,不仅有土木建筑工程,还有机械工程、化学工程、电气工程、水利工程、航空工程、环境工程等许多种类。工程伦理学所研究的工程不限于建筑工程,而是横贯各个工程领域的一般工程。
工程伦理学在我国遭遇到的另一个误解是,把工程伦理学与技术伦理学混淆起来。
之所以会出现这种误解与我们的语言有关。我们习惯使用“科学技术”这个概念,把工程等有关概念都装在里面,把工程师装在“知识分子”这个大概念里,以对科学技术、知识分子的一般性论断代替、遮蔽对其所内涵的丰富内容进行研究,没有对工程、对工程师做进一步深入具体的研究。
顾名思义,技术伦理学以技术为研究对象,工程伦理学以工程为研究对象,这是两者外显的区别。工程伦理学之所以与技术伦理学不同,首先在于它们的研究对象,即工程与技术存在着不同。弄清工程与技术之间的异同,有助于弄清工程伦理学与技术伦理学之间的异同。
把工程与技术做出界限清晰的区分,确实很困难,以至德国哲学家波塞尔教授认为,工程与技术相互之间没有必要区分,也很难区别开来,工程哲学与技术哲学是等同的〔1]。
但是,面对现实,我们似乎可以指出以下两点:
第一点,当像人们通常理解的那样把工程看作是工程技术(即工程中的技术)时,工程属于技术,是技术的一部分。从这方面看,我们承认工程技术属于技术大类之中,这样技术哲学(包括技术伦理学)从一般技术(或“技术一般”)研究问题所提出的关于技术的“元命题”和全称判断,例如,技术是生产力,技术有直接经济效益,一切技术和技术应用都有好的方面和坏的方面,技术有环境责任,技术活动需要伦理导向,等等,也都适用于工程,这些思想成果可以为工程伦理学吸收和采用[2]。
美国著名学者米切姆在列举技术伦理学研究领域时,把工程伦理学作为其中一个部分就是遵循着这样的思路。
这是从工程属于技术的角度来看的。由此看来,工程伦理学研究似乎没有超出技术伦理学范围。但是必须指出,即使这样理解工程和工程伦理学,工程伦理学研究还是深化和丰富了技术伦理学所提出的一般性结论。例如,技术伦理学研究技术与道德之间的关系,常常把技术当作黑箱,主要从外部对技术进行道德判断,或者将技术与其应用分开,认为只有在技术应用阶段才出现伦理问题。再如,技术伦理学讲技术是负载价值的,大多是从技术的应用和发展对人类社会和自然环境己经造成了正反两方面作用的事实这种事后的角度来论证的,而对于技术究竟如何负载价值的却语焉不详。而工程伦理学通过对工程活动的分析,明确提出工程的核心是设计,正是在设计这个环节,工程主体的目标追求、价值取向得到反映,并转化为工程目标进而落实为工程方案〔4]。并且,欲改变工程的性质和发展方向,也可以从设计环节入手。
第二点,现实工程活动是技术、经济、社会等多方面因素的系统集成,不仅包含技术因素,还包含其他因素,除了技术上合理可行之外,还富含着社会伦理因素。这里重点指出以下几点,就足以看出工程较之技术具有更强的社会伦理意义:
(1)技术作为人类改造自然的方法和手段,是工程的重要组成部分。任何一项工程往往需要综合运用各方面、各领域的技术,而且,工程不限于技术一个方面,它还有经济方面、社会方面、生态环境方面等。可见,与技术相比,工程的社会性更加突出,与社会环境的关系更为密切。
(2)从学科结构上看,技术科学的抽象层次要较工程科学的高,涉及若干工程领域的共同技术问题,而工程科学作为知识体系,要比技术科学更加具体,具有更强的对象性〔5]。但工程绝不是技术科学(以及基础科学)的简单应用,它具有独特性,不是己有的科学知识和技术知识所能完全涵盖得了的,所以,“失败是一切有用的工程设计中所固有的”,工程中难免存在危害人们生命、健康和财产安全的风险
(3)项目是工程活动的基本单位,它是一个相对独立完整的活动单元,目标比较明确,在时间、空间上分布不均匀,需要周密的分工合作和严格的组织管理,牵涉到人、财、物,以及组织、管理、文化等社会因素。
总之,工程是组织化的技术一经济活动,具有明确的目标、质量要求、实施机构、预算和工期限制等,其现实社会属性更加突出。在当代,工程实践成为将科学发现、技术发明成果转化为现实生产力的主要运作形式。可见,工程与伦理的关系要比技术(以及科学)与伦理的关系更为密切。所以,对于考察科学技术与伦理道德之间关系的问题,工程伦理学是比技术(及科学)伦理学更为切近、更为合适的视角。工程伦理学的独特视角,能够提出一些与技术伦理学不同的研究问题,获得不同的理论成果。一方面,在一般技术伦理理论中热烈讨论的某些观点可能在工程伦理学不再适用了。例如技术价值中立、技术自主等,对于工程而言,恐怕难以成立,甚至可以说,在工程伦理学里它们根本就不成其为问题。另一方面,工程伦理学提出了被技术伦理学以及一般伦理学所不曾研究或者严重忽视的问题,得出了一系列重要洞见。这更是工程伦理学的重要理论贡献。
2从实际研究状况看工程伦理学与技术伦理学的不同
直到目前为止,在国外,技术伦理学似乎还没有发展成为一门成熟的独立学科,形成比较完善的研究范式。相关问题大多是在“技术与哲学/文化/伦理”、“技术与人/社会”、“技术时代/社会的伦理”等名义下来研究的。这里我们只能通过总结和归纳我国技术伦理学实际研究了什么问题,来大致了解这一领域的研究状况。
国内技术伦理学研究的内容主要集中在以下三个方面:
⑴探讨“技术一般”与人性、技术与社会的关系。主要探讨技术理性与价值理性的关系,科技时代、科技社会中的伦理问题,技术与社会发展的关系等。
(2)科学技术与伦理道德之间的互动关系。科技与伦理是等同还是排斥?科技决定伦理,还是伦理决定科技,抑或是两者无关?
(3)对各个技术领域尤其是现代高技术领域中的伦理问题进行探讨,具体涉及医学、生命、计算机、信息网络、核能、航天等新兴技术领域。
在对技术与社会之间关系的研究中,大都立足于宏观层次,从大的历史跨度来进行,基本倾向是肯定技术发展对促进人类社会进步的巨大正面作用。而在对技术与人性关系的研究中,出现了人文主义者对技术进行批判的倾向,也引起了科技界对这些批判的反驳。
陈昌曙教授指出,研究技术问题,可有三个层次:一般技术(或“技术一般”)工程技术(及产业技术)一具体技术。由此看来,目前的技术伦理学研究主要集中在技术的第一个层次及第三个层次上,中间第二个层次的研究还严重缺乏。所以,工程伦理学对工程及工程技术的伦理研究,在理论上具有重要地位。这里,仅以对责任问题的研究为例,从研究内容上粗略地探讨一下工程伦理学的独特理论贡献。
在以往的伦理学中,责任范畴不占什么地位,而在当代工程中责任问题极为突出,工程伦理学对责任范畴及责任问题的研究作出了突出贡献。这是因为:不仅工程的建设目的蕴涵着丰富的伦理问题,工程决策者对工程的目的、方向和性质负有价值定向的责任,而且工程中更为独特的伦理问题是,即使出于良好动机的工程项目仍然存在造成伤害的风险,表现在对第三方、对社会公众、对子孙后代、对生态环境的负面影响。所以说,在工程中责任问题既极为突出,又非常复杂。
—工程的实际效果错综复杂,有好有坏,因而以往简单的要么好要么坏的价值判断对现代工程不再适用。那么,一项工程到底是建设还是不建设呢?在当今民主社会里,这只能民主决策,吸收受到工程影响的有关各方(stakeholders)参与到工程决策中来。这时,工程师的职责就不是代替社会公众作出决策,而是要把有关工程的信息传播给社会公众,以保证他们的知情权和参与权。可见,现在工程师的责任范围扩大了。
—工程研究和实验中大量使用动物(如对新开发的药物进行试验),工程开发、利用和改变自然的力度不断増大,对生态的影响也在加大,这些都涉及到人与动物、生物及生态之间的关系问题。生态伦理学、环境伦理学等要求扩大人类道德关怀的范围,将动物、植物甚至无机物以及整个生态环境都纳入进来,这样工程就不仅有通过开发和利用自然来为人类造福的责任,还负有关爱生命、保护环境、实现可持续发展的责任。
—传统伦理学关注的重点是个人行为,而工程项目一般都有一定规模,需要许多人协同合作。
另一方面,规模巨大或数量庞大的工程,对气候、环境、资源的影响,己超越国境,产生所谓的全球问题。在这种情况下,集体责任、社会责任甚至全球责任,变得突出了。而集体责任与个人责任是什么关系?集体责任是否可以减轻或免除个人责任?集体责任如何归属和承担?等等,对于这些长期被忽视或者争论不休的哲学、伦理学问题,工程伦理学的研究和发展能够提供富有成果的新认识。
米切姆在总结国外技术哲学发展历史时,曾指出技术哲学存在工程学和人文主义两种传统,其中人文主义传统倾向于反技术,我国的技术伦理学研究也出现了这样的倾向。而工程伦理学对工程不仅进行批判和反思,而且具有建设性的作用。在这方面,德国工程师协会(VDI)是一个很好的典型。它组织工程师和哲学家合作起草技术评价方面的文件,提出技术评价的有关理论和方法,受到工程师的欢迎和采纳。所以,工程伦理学绝不仅仅是要限制和约束工程发展,它要为工程发展指出新的方向(如环境友好型工程、资源节约型工程、绿色环保工程、以人为本的工程,等等),在创造这些新的工程中工程师大有作为。
3工程伦理学具有更强的针对性和可操作性
当前技术伦理学研究存在的一个缺陷,是流于空泛,伦理主体落空,成为无主体的伦理学,或主体泛化(把一切问题都归咎于“技术”或者‘社会”)。而工程伦理学研究恰恰可以弥补这一缺憾。工程伦理学于20世纪70年代末在美国兴起的一个时代背景就是人们认识到工程的巨大作用,尤其是其突出的负面效应,期望通过工程伦理来规范工程建设活动和工程师的职业行为,以降低或消除工程的负面作用。工程伦理是对工程实践的伦理思考,反过来工程伦理理论对工程实践具有反作用。如果工程师等工程实践者了解了工程伦理思想,接受其影响,自觉改变自己的行为方式,就可以塑造出新的工程。
这里涉及到工程伦理学与工程师伦理学(即工程师职业道德及其研究)之间的关系问题。
在这个问题上存在两种对立的观点。一种观点否认这两者之间的联系,另一种观点则认为,工程伦理学就是工程师伦理学。
我们认为,一方面,工程伦理与工程师职业道德有密切的联系,工程伦理学的研究成果可以转化为工程师职业道德规范,进而指导工程师的职业行为,引导工程健康发展。但另一方面,工程伦理学又在很多方面不同于工程师伦理学。
工程师职业伦理,主要是处理在工程实践中工程师与有关各方(其他工程师、工程职业、客户、雇主、企业、政府、社会公众以及自然环境)之间关系的行为规范。这些内容在以往的科技工作者职业道德教材中都有所涉及,例如,从社会主义基本道德原则出发,提出了科技工作者的道德原则和规范(主要内容是热爱祖国、献身科学、追求真理、不畏艰辛、实事求是、团结协作等)。不足之处是这些规范比较抽象、笼统,尤其是把工程师混在科技工作者中,没有独立出来,因此没有反映出工程的作用和特点,以及工程师的独特作用和社会责任,对工科学生及工程师缺少吸引力和说服力。
在美国,一种比较普遍的工程伦理学研究方法,是以职业伦理学的学科范式进行的,主要介绍工程师协会伦理准则的内容,研究这些伦理准则在具体情况下的适用与科技工作者职业道德规范相比,工程师职业伦理规范具有更强的针对性和可操作性。例如,在工程研究和实践中,怎样的具体行为(例如篡改数据、隐瞒信息、论文剽窃)违反了实事求是原则?如何保证工程师作出独立的专业判断?什么是利益冲突?如何防止利益冲突干扰工程师的专业判断?如果企业经理的要求威胁到社会公众的安全,工程师应怎么办?……在我国,由于缺乏现代职业精神(professionalism),很有必要借鉴国外职业伦理思想,尤其是工程师职业组织管理和规范工程师职业行为的一系列做法。
但是,这种工程伦理学研究一般直接给出伦理规范,对这些规范本身缺乏深入分析和理论论证。而另一种工程伦理学研究方法则弥补了这方面的缺失:它以工程实践(而不是工程师)为中心,重点考察工程与社会之间的相互作用,揭示工程中所蕴涵的伦理意义以及其中的伦理问题,提出解决这些工程伦理问题的指导性建议。它不仅涉及工程师在工程中的责任,还涉及工程共同体中其他有关人员的责任(如管理层对工程的决策,政府组织实施大工程的作用及弊端,大众的消费需求引导工程发展方向等)。
这种工程实践导向的工程伦理学所研究的不仅是工程师的行为,而且是全社会有关工程的行为。我们知道,工程是一个由工程共同体所从事的集体性活动,除了工程师以外,投资者(政府、企业或个人)、管理者(政府部门、企业经理)、工人等都是实施工程所不可或缺的,甚至广大用户、一般社会公众也对工程的建设起到影响作用。所有这些人有关工程的态度和决策,都属于工程伦理学研究的内容。例如,在企业中,企业经理与工程师在事关工程决策上的职能应当如何划分。在当前我国体制下,政府是许多重大工程项目的建设主体,效用功能、质量安全、经济承受能力与预期效益、文化价值、环境保护等各个方面的要求如何权衡协调,都需要深入研究。
关键词:科学分类历史沿革分类标准
Abstract:Theimplications,meaningsandhistoryoftheclassificationoftheSciencesminutelyarediscussed.RepresentativeexamplesoftheclassificationoftheSciencesatancientandmodernandinChineseandforeignareenumerated.Onthebasisofsynthesizingadvantagesofvariousclassifications,thenewviewstotheclassificationofthesciencesarebroughtup.
KeyWord:theclassificationofthesciences,historyoftheclassificationoftheSciences,StandardsoftheclassificationoftheSciences
科学分类就是依据某些带有客观性的根据和主观性的原则,划分科学的各个分支学科,确定这些学科的研究对象、内容和辖域,明确它们在科学中的位置和地位,揭示它们之间错综复杂的联系,从而达到宏观把握科学的总体结构、微观领悟学科的前后关联之目的。科学分类作为科学王国的地图,无论在理论上还是在实践上,都具有不容忽视和不可小视的意义。在理论上,它对于认识科学的总体画面、洞悉科学的构成框架、明晰科学内在关联、把握科学的研究范围、预测科学发展的趋势,估价技术的原创基点,是绝对不可或缺的。在实践上,它对于科学部门的设立、科学规划的编制、科学政策的制订、科学资源的配置、科学研究的管理、科学信息的收集、科学教育的实施、科学传播的开展,均具有举足轻重的作用。科学分类无论对于从事科学研究的科学家,还是对于想要学习和熟悉科学的非科学家,都是大有裨益的。任鸿隽在谈到科学分类时说:科学知识的进化,是把知识来做纵的解剖;科学知识的分类,是把知识来做横的解剖。科学分类“不但使科学的地位愈加明了,并且科学的范围,也可以大概呈露了。”
要恰当地进行科学分类,并不是唾手可得的事情。皮尔逊揭示出一个原因是,任何个别科学家都不可能真正地衡量每一个孤立的科学分支的重要性,也无法洞察它与整个人类知识的关系。可是,只有对彼此的领域具有鉴赏力、对他自己的学问分支具有透彻知识的科学家群体,才能达到恰当的分类。在现时代,这种知识日益分化和个体科学家无力把握整个科学概貌的状况,变得更加严峻了。薛定谔对此洞若观火:
一百多年来,知识的各种分支在广度和深度上的扩展使我们陷入了一种奇异的两难境地。我们清楚地感到,一方面我们现在还只是刚刚开始在获得某些可靠的资料,试图把所有已知的知识综合成为一个统一的整体;可是,另一方面,一个人想要驾御一个狭小的专门领域再多一点的知识,也已经是几乎不可能的了。
另一个原因是,科学分类必须在科学发展得比较发达之时才能方便地进行,这时各个知识领域已经相对成熟,各个知识部门已经开始自然分化,并形成群科林立的态势,于是观察和分析它们之间的区别与联系,就显得比较容易一些。在此之前,在科学的孕育时期和童年时期,知识的数量和类别严重匮乏,要进行恰当的科学分类,的确是一件相当困难的事情。
尽管如此,人类的智力好奇心和实际的需要,还是诱使或催促人们对科学分类乐此不疲,从古代一直延续到今天。在叙述科学分类的历史沿革时,人们大都按照历史纪年的大框架古代、中世纪、近代、现代来划分;也有按分类特征来划分历史阶段的:第一阶段是圆心式的神学之知识分类(亚里士多德、圣维克托隐修院的于格),第二阶段是树枝式的哲学之知识分类(培根、笛卡儿、沃尔夫),第三阶段是阶梯式的科学之知识分类(柯尔律治、边沁、惠威尔、孔德、斯宾塞、皮尔逊、汤姆森、克罗伯),第四阶段是文化学之知识分类(冯特、文德尔班、李凯尔特、克罗齐)。当然,也有以有代表性人物的科学分类思想和图式来铺陈的。在我们下面的铺叙中,各种因素可能兼而有之。
早在古希腊时代,柏拉图的认识论就表明有三种知识,即感官知觉、意见和真正的知识或广义的科学。感官知觉不能揭示事物的真像,只能显露现象。意见有真伪,仅仅是意见,毫无价值。它不是知识,而是建立在信念和感情之上的。它不知道自己是真是假,找不出为自己辩解的理由。真正的知识以理性为基础,这种知识知道自己是知识,即能确证自己为真的知识。我们必须从感官知觉和意见前进,达到真正的知识。柏拉图创造了一个包罗万象的哲学体系。虽然他没有明显地把哲学分成逻辑学、形而上学(物理学)和伦理学(实用哲学,包括政治学),但是在著作中运用了这种划分法。亚里士多德认为,真正的知识不在于仅仅熟悉事实,而且在于认识它们的理由、原因或根据,认识它们必然如此的情况。哲学或广义的科学,包括一切经过理性思考的知识,其中有数学和各专门科学。研究事物根本的或初始的原因的科学或哲学,他称之为第一哲学,我们叫形而上学。形而上学研究本然的存在,各种科学研究存在的某些部分或方面。例如物理学研究存在中的物质和运动。其他部分的科学和哲学取名为第二哲学。他还进而区分理论科学(数学、物理学和形而上学)、应用科学(伦理学和政治学)以及创制的科学或技艺(有关机械生产和艺术创作的知识)。他又把这些科学分成物理学(物理学、天文学和生物学等)、形而上学和应用哲学,如果加上逻辑学,那就是柏拉图的一般分类:逻辑学、形而上学和伦理学。
自亚里士多德之后,特别是在中世纪的千余年间,宗教一统天下,其间科学分类标准基本上没有什么变化。中世纪的经院哲学家把知识分为自然知识和启示知识两种,哲学属于自然知识,神学属于启示知识,与亚里士多德没有什么两样。在1141年,法国圣维克托隐修院的于格(HugoofSt.Victor)的分类才在原有的基础上有诸多细节的增加。例如在应用的一项之下列举了工艺和逻辑:工艺包括纺织、缝纫、建造、航运、农业、渔猎、医药、游艺等,逻辑包括演说、文法、方言、修辞。不过,于格仍然摆脱不了亚里士多德的主张,依旧以神学为归宿。罗吉尔•培根虽然没有系统地发表过科学分类的见解,但是他在《大著作》中列举了五种重要的学问:语言学、数学、透视学或光学、实验科学、道德哲学。这位身处中世纪后期的思想先行者所列举的学问,已经超出当时的学术范围了。
弗兰西斯•培根是名副其实的近代科学思想的先驱,他在《论学术的尊严和进展》、《智力球描述》中,对科学进行了分类。按照培根的观点,人的学术起源于理解力的三种官能——记忆、想像和理性。他以此为基础开始了他对知识的分析和分类。记忆对应历史,而历史包括公民史和自然史,二者之下进而各有细分。想像对应诗,诗分为叙事的或史诗的、戏剧的、比喻的。理性对应哲学或科学,其下一分为二:自然哲学和神性(启示)。在自然哲学名目之下有人、自然和上帝三项。第一项人之下又细分为公民哲学(权利的标准)、人性哲学(人类学)。第二项自然之下又细分为思辨的自然和操作的自然,前者包括物理学(质料和第二因)和形而上学(形式和第一因),后者包括力学和纯化的魔法。第三项上帝包括自然神学、天使和精灵的本性。培根的分类没有在知识的素材和知识本身之间、实在的东西和观念的东西之间、或在现象的世界和非实在的形而上学思维的产物之间划出明确的区分,而且学科用语中有中世纪神学的残迹和经院哲学的弊病,因而从近代科学的立场来看是有缺陷的。但是,培根指出:“知识的划分不像以一个角度相交的几条线,而更像在一个树干上交叉的树枝。”这个观念对培根和斯宾塞来说是共同的,即科学源于一个根,它与孔德的观点针锋相对,孔德是按系列或阶梯排列科学的。
在17世纪的近代科学革命以及18世纪的法国启蒙运动时期,牛顿力学已经牢固确立,并衍生出刚体力学、流体力学、解析力学、天体力学等力学分支,热、电、磁、光等现象的研究也初露端倪,动物学、植物学、生理学的发展方兴未艾。在这种情势下,
一些科学分类的方案陆续出台:神学君临一切学科的格局已被打破,神学色彩逐渐淡出人们的视野;哲学包容全部学科的传统观念也日渐式微乃至悄悄退隐;经验性的和应用性的学科纷纷出现在科学分类表中。
例如,笛卡儿把一切精密的知识都包括在他的哲学体系之中。在他看来,哲学有三大部门:一是无形世界的形而上学,二是有形世界的物理学,三是知识应用的应用学。伽桑狄把科学分为逻辑学、物理学和伦理学。霍布斯试图把主观原理和客观原理结合起来进行分类。他认为数学方法是普遍应用的方法,把几何学摆在演绎科学的首位,把物理学摆在归纳科学的首位。他拟订了科学的配置原理:从抽象到具体,从事物的量的确定性到它的质的确定性,又引向量的确定性。洛克把科学分为物理学、实践和逻辑学。拉美特利做了形而上学的划分,他把自然界分为三界(矿物界、植物界、动物界),并有与之对应的科学。法国百科全书派(狄德罗、达朗伯)接受了弗兰西斯•培根的记忆、想像和理性三分原则,但是在细节上有所丰富。比如,理性部分冠以哲学,哲学之下分为一般形而上学(本体论)、神的知识、人的知识、自然的知识四个门类。其中,自然的知识下辖物体的形而上学、数学和物理学(自然哲学)。数学下辖纯粹数学、应用数学和物理数学:纯粹数学下辖算术学、几何学;应用数学下辖力学、几何天文学;物理数学下辖光学、声学、气体力学。物理学下辖广义物理学和狭义物理学,其下又各有所辖。沃尔夫(C.Wolff)将知识分为历史的(经验科学)、哲学的(理性科学)和数学的(形式的)三种:历史叙述正确的事实,哲学研究事物的原因,数学规定事物的数量关系。其中,哲学又细分为狭义哲学(自然神学、心理学、物理学),规范科学(伦理学、心理应用哲学、物理应用哲学)、本体论(决定各物共同性质的科学)。
在19世纪这个科学世纪,超越经典力学的热学、电磁学、光学等经典物理学分支已经成熟,并且出现了数学化和形式化的热力学、统计物理学和电动力学,化学、生物学、地质学、心理学等学科也取得了长足的发展,弗兰西斯•培根等人的分类越来越不适应科学的现状,于是新的真正的科学分类纷纷登台亮相。英国诗人和思想家柯尔律治(S.T.Coleridge)把科学分为纯粹科学、混合科学、应用科学、复杂科学四大部门:纯粹科学属于形式的有文法学、逻辑学、修辞学、数学,属于实在的有形而上学、伦理学、神学;混合科学包括机械学、水力学、气压学、天文学;应用科学包括实验哲学、热学、电磁学、光学、化学、音乐学、气象学、测量学、美术学;复杂科学包括历史、地理、辞典学等。这个分类虽然忽视了科学的客观标准,显得有些杂乱无章,但是它却给后来的分类开辟了一条门径。英国哲学家边沁和法国科学家安培把科学分为物质科学和精神科学两大类。在他们的物质科学里,列入了天文学、地质学、物理学、化学、生物学等;在精神科学里,列入了历史学、语言学、法律学、经济学等。这种分类法,有两个值得注意之点:一是把科学研究的对象作为分类的标准,二是把科学的范围推广到历史、语言等学问上去了。惠威尔汲取了培根的心理官能标准和笛卡儿的数学乃科学之基础的思想营养,将科学分为七种,从前一种进至后一种,必须在前者再加上物质的或心理的能力,才能成为新的科学。例如,数学是研究时间和空间数量的,数学加上势力、运动则有机械学,机械学加上化合力则有化学,化学加上生命则有生物学,生物学加上感情、意志则有心理学,心理学加上历史的原因则有历史学,历史学加上时间、空间则有神学。这种分类的特点是,注意到各学科之间的相互关系,富有独创性,尽管条理还不甚明晰。
也许从孔德开始,科学分类已经开始具有某种现代气息。孔德认为,一切科学的基础是经验,所有的神学和形而上学假设对科学毫无贡献,必须予以抛弃,而通向真理的惟一道路是科学。在他看来,有六种基础科学,即数学、天文学、物理学、化学、生物学、社会学,在第七种或最后的道德科学中达到顶点。在这个科学“等级制度”或阶梯中,后一门科学依次从属于前一门。这些科学实际存在相互依赖性,以致要清楚地理解一门科学,就必然需要先前的其他几门科学的研究。孔德的等级制度分类明显地和他的实证主义的政治体系相符,仅有纯粹空洞的图式。
斯宾塞拒绝实证论的等级制度的阶梯排列,而重返培根从共同的根展开的树枝状的科学概念。他把知识分为两个主枝:处理现象在其下为我们所知的形式的科学和处理现象的题材的科学,即抽象科学和具体科学。抽象科学囊括逻辑和数学,或处理我们知觉事物的模式的科学。具体科学处理我们在这些模式下知觉的感觉印象群和存储的感官印记。他进而把处理现象本身的具体科学又细分为抽象具体科学和具体科学:前者“在其要素上”处理现象,后者“在其全体上”处理现象。这导致他把天文学与生物学和社会学结合起来,而不是与它的亲族力学和物理学相关联。这样的分类可能适合形式逻辑的词语区分,但是并不适合于指导读者阅读或使专家受到启发。他的第三群具体科学再次按照所谓的“力的重新分配”原理加以细分。可是,这个原理在物理学中没有真实的基础,因此不能形成分类具体科学的起点。对于斯宾塞的分类,皮尔逊的总评价是:
该结果充其量将是有启发性的,但是作为一个完备的和一致的体系,它必定或多或少是一个失败。但是,从斯宾塞的分类中可以学到许多东西,因为他把培根的“树”系统与孔德从知识领域排除神学和形而上学的做法结合起来。尤其是在抽象科学和具体科学的原始划分中,它给我们提供了出色的起点。
德国生理学家和心理学家冯特把科学分为形式科学和实在科学,数学属于前者,其他科学属于后者。根据研究对象的不同,实在科学又被分为自然科学和精神科学。自然科学是把经验现象的内容从认识主体中分离出来,作为间接性现象来研究的科学;精神科学则把认识主体的经验作为直接的研究对象。这两大类科学又根据各自学问的性质分为现象性、发生性、系统性:所谓现象性是研究并说明自然以及精神现象的作用,所谓系统性是将全部显现的自然现象和人为诸现象加以系统性记载整理,所谓发生性介于现象和系统之间,是研究自然以及精神性成果的发展。自然科学的现象性中包括物理学、化学、生物学,发生性中包括地质学、生物发生学,系统性中包括记录天文学、地理学、矿物学、系统动物学。精神科学的现象性中包括心理学、社会学,发生性中包括历史学,系统性中包括法律学、经济学。李凯尔特不同意精神科学的提法,而用文化科学取而代之:“根据文化对象的特殊意义把科学划分为自然科学和文化科学,这可以使专门研究者由此分为两个集团的那种兴趣的对立得以最明显地标示出来。因此,在我看来,自然科学和文化科学的区分适合于代替通常的自然科学和精神科学的划分。”
皮尔逊对科学分类素有思考和研究,并在其经典科学哲学名著《科学的规范》最后一章“科学的分类”中专门做了论述。他考察了历史上三位著名哲学家弗兰西斯•培根、孔德和斯宾塞的分类并附带加以评论,同时阐述了自己的分类图式。皮尔逊汲取了培根的树枝状图式、孔德的科学相互依存的长处,采纳了斯宾塞的抽象科学和具体科学的区分,在前人的基础上提出了自己的科学分类体系。在皮尔逊看来,科学不仅仅是事实的范畴,而且是用来简洁概述我们对于那些事实的经验的概念模式。因此,要求进入实际分类的科学分支,实际上仅仅是处于形成中的科学,他们与其说符合完备的概念模型,还不如说符合分类范畴。于是,它们的终极范畴不能是绝对固定的。在或多或少还原为完备的概念模型的那些物理科学和依然处在分类范畴状态的那些物理科学之间的区分,可用所谓的精密科学(前者)和描述科学(后者)来表达。由此可见,无论何时我们开始细分科学的主要分支,边界仅仅是实际的而非逻辑的。在细分中被分类的细目与这些边界交叉和再交叉;虽然在下面的分类中大多数科学仅进入一个位置,但是它们往往同时属于两个或更多的部门。所有分类图式都具有经验的和尝试的特征,因为科学是连续成长的。
皮尔逊这位以感觉印象为基石的感觉论者,按照知觉(感觉印象)在科学中区分了两个群。前一个群处理知觉官能在其下辨别客体的模式的概念等价物,这是抽象科学。后一个群处理我们用来描述知觉内容的概念,这是具体科学。具体科学依据处理无机现象还是有机现象,又分为物理科学和生物科学。于是,他把整个科学划分为三大块:研究知觉模式的抽象科学,研究无机现象的知觉内容的物理科学,研究有机现象的知觉内容的生物科学。
在抽象科学中,皮尔逊又按照分辨的一般关系与空间和时间独有的关系一分为二。分辨的一般关系有定性的和定量的关系之分:定性的关系包括逻辑学、拼字学(orthology即发明术语),定量的关系包括分立的量即算术、代数、测量、误差、概率、统计理论等和量的变化即函数理论、微分学、积分学等。空间和时间独有的关系又分为空间用定域分辨和时间用序列分辨:前者又包括定性的(位置)即描述几何学,定量的(大小)即度量几何学、三角学、测量法等;后者亦包括定性的即观察和描述理论(与逻辑无关),定量的即胁变理论(大小和形状的变化)和运动学(位置的变化)。不难看出,
抽象科学囊括了通常归类为逻辑和纯粹数学的一切。在这些分支中,我们处理分辨的概念模式;由于所形成的概念一般而言是严格定义的,并且摆脱了知觉内容的无限复杂性,因此我们能够以极大的精确性推理,以致这些科学的结果对于所有落在它们的定义和公理之下的东西都是绝对有效的。为此缘故,抽象科学的分支往往被说成是精密科学。
物理科学二分为已还原为理想运动的精密的物理科学和还未还原为理想运动的概要的物理科学。精密的物理科学下列四大部门:团块物理学包括力学、行星理论、月球理论等;分子物理学包括弹性、塑性、内聚性、声音、晶体学、地球外形、流体力学、空气动力学、潮汐理论、气体运动论等;原子物理学包括理论化学、光谱分析、太阳物理学和恒星物理学等;以太物理学包括与分子无关的辐射理论(光、热、电磁波)和与分子有关的光、热、电磁(与分子结构有关)——例如弥散、吸收、传输、传导等。概要的物理科学有星云理论、行星体系演化、地球的无机演化、地质学、地理学(有时称物理地理学)、气象学、矿物学、化学等。
生物科学是概要的而非精密的,它按照空间(定域)和时间(成长或变化)一分为二。在空间方面,有生命形式的地理分布(生物分布学)、习性与地点和气候的关系(生态学)、自然史(在古老的意义上)。在时间方面,亦一分为二:非再发生状态的历史学、发生状态的生物学有植物的生物学即植物学和动物的生物学即动物学。在历史学中,再分为一般的物种进化和特殊的物种进化;前者包括生命起源(种系发生、古生物学等),物种起源,自然选择和性选择理论等;后者包括体格(头盖学、人类学等),心理官能(语言史、语言学、哲学史、科学史、文学史、艺术史等),社会建制(考古学、民俗学、习惯史、婚姻史、所有权史、宗教史、国家史、法律史等)。在生物学中,一有描述各类生命的形式和结构的形态学、组织构造学、解剖学等;二有专门处理成长和繁殖的胚胎学、性理论、遗传理论等;三有涉及生命的功能和行为的学科:从物理学的角度处理功能和行为的生理学,从心理的角度处理功能和行为的心理学。在心理学中,广义心理学包括本能理论、意识的起源等,狭义的人的心理学包括属于个体的心灵研究、思维心理学等,属于群体的社会学即道德、政治、政治经济学、法理学等。
颇有新意的是,皮尔逊还指出,他的科学三大块分类并非彼此互不沟通。正如应用数学把抽象科学与具体科学联系起来一样,生物物理学——处理无机现象的定律或物理学对于有机形式发展的应用——也把物理科学和生物科学联系起来。谈到自己的分类图式,皮尔逊“自称没有逻辑的精密性,而仅仅是尝试表明各种科学分支如何与基本的科学概念关联起来的粗略轮廓”,并表明他“在培根、孔德和斯宾塞失败的地方必然不可能成功”。然而,由于皮尔逊是位学识渊博的百科全书式的的哲人科学家,最有能力从事科学分类工作,因此他的工作在当时科学发展的状况下还是有现实意义的,至今仍有恒久的学术价值和一定的启发意义。
皮尔逊的科学分类是于1891年在伦敦格雷欣学院所做的讲演中和盘托出的,次年在《科学的规范》一书中发表。这是19世纪末的事。进入20世纪不久,汤姆森(J.A.Thomson)和奥斯特瓦尔德也就科学分类提出了自己的方案。汤姆森的科学分类大体沿用了皮尔逊的分类思想,但是却凸显了各学科的地位和关系。他的抽象科学包括形而上学、逻辑学、统计学、数学。他的具体科学则包括普通科学、特殊科学、联合科学和应用科学。在普通科学中,又细分为社会学、心理学、生物学、物理学和化学。在特殊科学中,对应于社会学的有人类学、各种社会组织之研究等;对应于心理学的有美学、语言学、心理-物理学等;对应于生物学的有动物学、植物学、原生学等;对应于物理学的有天文学、测地学、气象学等;对应于化学的有光谱学、立体化学、矿物学等。在联合科学中,有人类的历史、人种学、生物通史、地球通史、地质学、地理学、海洋学、太阳系通史等。在应用科学中,对应于社会学的有政治学、公民学、经济学等;对应于心理学的有逻辑学、教育学等;对应于生物学的有优生学、医学、林学等;对应于物理学的有航海学、工程学、建筑学等;对应于化学的有农学、冶金学、采矿学等。奥斯特瓦尔德汲取了孔德的等级制度的分类思想,以最普遍的概念创建科学的分类体系——形式科学、物理科学、生物科学。形式科学论及属于所有经验的特征,它的主要概念是序,它包括逻辑或流形的科学、数学或量的科学、几何学或空间的科学、运动学或运动的科学。物理科学的主要概念是能(energy),它包括力学、物理学、化学。生物科学的主要概念是生命,它包括生理学、心理学、社会学。这里的生理学应该理解为处理非心理现象的整个科学,涵盖植物学、动物学以及植物、动物和人的生理学;心理学是心理现象的科学,它不限于人,尽管有许多理由要求它的占优势的部分针对人。奥斯特瓦尔德表明,在他的分类中是就纯粹科学而言的,没有把应用科学计算在内。
稍后的逻辑经验论在关注科学统一的同时,也涉及到科学分类问题。该学派的代表人物之一的卡尔纳普在最广泛的意义上使用“科学”一词,包括所有的理论知识,不管它在自然科学领域,还是在社会科学或所谓的人文学科领域,不管它是借助特殊的科学程序发现的知识,还是基于日常生活中的常识的知识。我们首先必须在形式科学和经验科学之间做出区分。
形式科学由逻辑和数学确立的分析陈述构成,经验科学是由在事实知识的不同领域确立的综合陈述构成。
这种分类的特色在于,首次明确地从科学语言和语言哲学的角度出发区分科学。
在其后的整个20世纪,科学分类一直受到各国学者的关注和研究。苏联的凯德洛夫等人依据自然界的客体层次无机界-有机界-人,认为其对应的科学学科是物理学、化学及其他,生物学,心理学;人的社会和思维对应的是社会科学和哲学科学。数学是单列的。数学和自然科学的各个学科都各有自己对应的技术应用科学或技术科学。中国的于光远把现代科学分为两大类,即分别研究自然界和社会的运动规律的自然科学和社会科学,二者之间还有边缘学科领域。数学是研究整个世界的量的关系的科学,哲学则是自然科学和社会科学的概括和总结。钱学森认为,客观世界除了自然、社会之外,还有第三个领域即思维领域,因此他把现代科学分为自然科学、社会科学和思维科学。同时,从这三个领域向上,通过自然辩证法、历史唯物论和辩证认识论的桥梁,和哲学相联系;向下则与技术科学、工程科学相联系;数学则贯穿各个学科部门。日本的纲岛定治提出,自然科学可以按照研究对象分为物质科学、生物科学、心理科学。这三者又可以细分为三个范畴:个性记述为主的阶段、一般性的升级阶段、适用第二阶段的发生理论;比如,实验物理学(力学、声学、热力学、光学、电磁学),理论物理学,分子、原子、电子理论这三者分别与之对应;其他学科也是如此划分的。美国的科恩按照一般约定,指出自然科学包括物理科学和生物科学、化学、地球科学、气象学,有时还有数学。社会科学一般地被理解为包括人类学、考古学、经济学、历史、政治科学、心理学和社会学。传统上存在第三群人文学科,它包括像哲学、文学研究、语言研究,有时还有历史这样的学科。科学或自然科学的范畴常常被推广到包括一些常规认为是社会科学或人文学科一部分的某些学科,除(体质)人类学和(实验)心理学以外,还可以包括像语言学、考古学和经济学这样可以变化的领域。有时,地理学被认为是社会科学,有时被认为是自然科学。最近,一些(并非一切)传统的社会科学被放在“行为”科学的大伞之下。
在现时代,科学的指数式发展引起知识的极度膨胀,造成学科的极度分化,同时也催生了一大批交叉学科或边缘学科的诞生。据说,在德国大学的科研目录中列有四千多个研究领域。中国教育部学科分类(国标-92)也列举了文、理、工、农、医、军事六大部类的57个一级学科和三千多个专业的分类目录。1989年出版的一本《英汉学科词典》,收集的社会科学、自然科学和技术科学的学科名称更多达三万有余。学科的这种通过分化和交叉而增生的趋势方兴未艾。在这种情势下,学者竞相推出自己的分类方案,从二元分类到五元分类一应俱全——当然也有超过五元的。
邦格持二元分类的观点。他说,在各种科学之间,第一个最显著的差异是形式科学和事实科学之间的差异,即处理观念的科学和事实的科学。逻辑和数学是形式科学:它们不涉及实在的事物,因此不能用来使我们处理实在(即经验),为的是使我们的公式确凿有效。物理学和心理学处于事实科学之中:它们涉及设想在世界中发生的事实,因此必须诉诸经验,以便检验它们的公式。自然科学包括物理学、化学、生物学、个人心理学等。此外,还有文化科学,其中有社会心理学、社会学、经济学、政治科学、物质史、思想史等。
三元分类也许是比较多的一种分类法。例如凯伯格坚持,从学术上可以区分出形式学科、经验学科和诠释学科。数学是形式学科,生物学和心理学是经验学科,文学是诠释学科。显而易见,每一个实际的学科都体现出所有三个类型的方面:数学中的许多东西最终与关于世界的事实有联系;生物学偶尔涉及形式结构,心理学包含诠释;文学批评处理诗的形式结构和有关产生它的社会事实。在这个框架中,哲学本质上是像数学一样的形式学科,诠释的进路更多地属于历史。我们原来涉及的科学像生物学和物理学一样,主要是经验学科。我们的形式关注与科学知识和科学理论的结构有关。我们也能够注意到科学和哲学的诠释方面,科学理论是在某些环境中并针对某种哲学思想背景出现的。理解科学史中的一个惟一事件,与分析在新近出现的理论和被说成用以支持它的实验资料之间得到的形式关系,是截然不同的事情。
四元分类除了前面介绍过的柯尔律治等人的区分以外,也有把科学分为形式的-运算的科学、自然科学、人类科学-文化科学。
N.麦克斯韦的五元分类(或六元分类)是这样的:数学、统计学和逻辑关注改善形式的、先验的或分析的知识。物理科学关注关于物理宇宙各个方面的知识。生物科学关注改善关于生命的知识。社会科学和人文学科关注改善关于人的生活的各种社会方面和文化方面的的知识。技术科学关注改善关于为实现各种有价值的、实际的社会目标所需要的知识。按照知识哲学的普遍一致的意见,经验科学能够被安排为粗糙的等级制类型。在底部,在一切的最基本的层次上,我们有理论物理学,与之密切相关的是宇宙学。向上,我们有理论上不很基本的物理学部分,例如固体物理学和物理化学;再高一点,我们有无机化学的整体,并排化学天文学、天体物理学和地球科学(物理学和化学的特殊化的应用)。再向上,我们有生物科学以及有机化学、分子生物学、生物物理学和生物化学做基底,中途有诸如动物学、植物学、解剖学、神经病学、遗传学这样的科学,顶端是生态学和动物行为研究。更高一些,我们有社会科学、人类学、社会学、心理学、语言学、经济学、政治科学和历史学。按照一种观点即还原论,我们应该把所有这些科学还原——至少在原则上——为理论物理学。按照竞争的观点即反还原论,这或者是不可能实现的目标,或者是不需要的目标。但是,二者都同意,经验科学能够依照等级制组织。更一般地,某种类似的等级制能够在逻辑和数学的学科中察觉到。在基础是逻辑,稍向上有集合论。其余的几乎整个数学分支都能够被诠释为或多或少特殊的集合论的应用。
在这里,有必要专门介绍一下技术科学。这不仅由于我们先前很少涉及,更因为技术科学在当今社会所起的作用实在太大了——它可以迅速地变成生产力,在改造世界中发挥着举足轻重的作用。伊利英和卡林金指明,技术科学是改变实在取向的研究和活动,任务之间的差别产生不同的技术和技术知识。前科学时代的技术知识是实践活动的经验知识,技术知识的科学形式的进化与向机器生产的转化有关。物质生产和技能的发展要求生产任务基于科学的工程来解决,要求技术设备的数学计算,技术不再能够仅仅在常识、才智敏锐、经验的基础上发展了。这就是为什么技术科学的诞生和形成是由两个相反指向的过程决定的:一方面使用自然科学的定律、理论和发生在它们之中的技术对象和过程的研究的独立资料决定,也由科学认知方法的积极应用决定;另一方面由独立的观察和技术与生产的事实的概括决定。自然科学应用于生产的技术问题,产生了不能还原为基础理论知识和技术常识的知识。军事科学的开端近似地落入15世纪中期和1870年代之间的时期,这个时期的特点是用科学知识解决工业生产任务,而不是一般的实际问题。在这个时期的第一阶段(15世纪后半叶到18世纪初期),技术知识还没有获得理论水平,因为在自然科学中充分形成的理论还不存在。这个阶段以在实验方法的基础上应用科学的形成为标志。在18世纪初和19世纪末的时期,对于与物理学、化学和力学相关的技术科学的形成来说,是决定性的时期。基本的自然科学理论的出现和充分发展的技术实践,为把技术知识提高到理论水平创造了必要的条件。但是,新技术科学的进化的机制和形式在技术知识发展的“经典”时期(19世纪末至20世纪中期)已经开始有意义的变化。在这个阶段,技术科学还是通过从基础自然科学导出而出现的模式继续存在。导出是工程技术实践和自然科学理论的综合,电气工程和无线电工程就是从电动力学导出的。在这个时期,技术科学的开端的新形式已经出现——通过从已经现存的作为基本科学起作用的技术科学导出,比如无线电定位就是从无线电工程导出的。应该注意,此时的技术科学已经在它自己的题材、理论原理和特殊的理想对象方面是科学知识的充分形成的领域。在1920年代至1940年代,技术知识的数学化稳定地得以发展。在1960年代,技术知识变成认识论认真分析的对象。因此,20世纪中期能够被视为技术科学发展的非经典阶段的开端。经典的技术知识与非经典的技术知识之间的差异除了理论的结构、出现和形成的机制不同外,还在于后者是交叉学科的。技术科学的理论具有建设性的功能,却不包含新的逻辑关联,这样的理论不说明和预言,只是产生工程对象。
从以上的形形的科学分类不难看出,学者进行分类的依据或基准各有千秋。有人认为,科学分类所依据的原则有客观原则(物质运动形式的客观区别)、发展原则(物质运动形式从简单到复杂、从低级到高级的发展序列)、层次原则(从一般到特殊的科学知识层次结构序列)、实践原则(新方法和新工具的出现会造成新学科的诞生)。有人指出,科学分类研究进入到结构分析和动态分析的阶段。学者设计了各种模式模拟科学体系的结构,如塔模式、树模式、网模式等。同时,科学分类的动力学研究也方兴未艾,学者用液体沉淀模型、气体流动模型、球体膨胀模型来模拟科学体系的运动和变化。其实,马赫早就强调,在科学研究中,不同的透视都是可能的。从这些不同的观点得到的结果能够产生不同的学科,它们具有相对的自主性。不过,一般而言,科学分类的基准不外乎三种:客观的基准、主观的基准、综合的基准。客观的基准包括研究的对象、种类和范围,事物的本质,物质的层次,自然的秩序,探索的方法等;主观的基准包括心智官能、精神能力、哲学理念、描述语言、抽象的形式等;综合的基准在奥斯特瓦尔德的以序、能、生命的概念作为分类的依据中最具有代表性。
不用说,这三种基准的划分是仅就主要倾向而言的,只具有相对的意义。诚如奥斯特瓦尔德所言:这些分类不是依照所谓的事物的“本质”,而仅仅从属于为了比较容易和比较成功地把握科学问题而做出的纯粹实际的安排。这是因为,“缺乏完备的和精确的边界是所有自然事物的普遍特征,而科学是自然事物。例如,如果我们力图在物理学和化学之间进行鲜明的区分,那么我们便会遇到相同的困难。在生物学中情况也是这样,倘若我们超出怀疑的阴影力图在动物王国和植物王国之间建立分界线的话。”在本文结束时,我们不怕贻笑大方,愿意综合各家之长,主要依据科学研究的对象和方法,托出自己的简略的分类方案:
广义的科学可以分为形式科学、自然科学、技术科学、社会科学、人文学科。形式科学以符号概念为主要研究对象,多用分析、推理、论证的方法,其目的在于构造形式的、先验的思想体系或理论结构。自然科学以自然界为主要研究对象,多用实证、理性、臻美的方法,其目的在于揭示自然的奥秘,获取自然的真知。技术科学以人工实在为主要研究对象,多用设计、试错等方法,其目的在于创制出新的流程、工艺或制品,它在很大程度上是自然科学在技术上的实际应用或应用科学的技术化而形成的系统的知识。社会科学以社会领域为主要研究对象,多用调查、统计、归纳等方法,其目的在于把握社会规律,解决社会问题,促进社会进步。人文学科以人作为研究对象,多用实地考察、诠释、内省、移情、启示等方法,其目的在于认识人、人的本性和人生的意义,提升人的精神素质和思想境界。
参考文献
©李醒民(1945~),男,陕西西安人。现任中国科学院研究生院教授,中国科学院研究生院《自然辩证法通讯》杂志社主编,博士生导师。研究方向为科学哲学、科学思想史、科学文化。
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关键词:科学分类 历史沿革 分类标准
Abstract:The implications, meanings and history of the classification of the Sciences minutely are discussed. Representative examples of the classification of the Sciences at ancient and modern and in Chinese and foreign are enumerated. On the basis of synthesizing advantages of various classifications, the new views to the classification of the sciences are brought up.
Key Word:the classification of the sciences, history of the classification of the Sciences, Standards of the classification of the Sciences
科学分类就是依据某些带有客观性的根据和主观性的原则,划分科学的各个分支学科,确定这些学科的研究对象、内容和辖域,明确它们在科学中的位置和地位,揭示它们之间错综复杂的联系,从而达到宏观把握科学的总体结构、微观领悟学科的前后关联之目的。科学分类作为科学王国的地图,无论在理论上还是在实践上,都具有不容忽视和不可小视的意义。在理论上,它对于认识科学的总体画面、洞悉科学的构成框架、明晰科学内在关联、把握科学的研究范围、预测科学发展的趋势,估价技术的原创基点,是绝对不可或缺的。在实践上,它对于科学部门的设立、科学规划的编制、科学政策的制订、科学资源的配置、科学研究的管理、科学信息的收集、科学教育的实施、科学传播的开展,均具有举足轻重的作用。科学分类无论对于从事科学研究的科学家,还是对于想要学习和熟悉科学的非科学家,都是大有裨益的。任鸿隽在谈到科学分类时说:科学知识的进化,是把知识来做纵的解剖;科学知识的分类,是把知识来做横的解剖。科学分类“不但使科学的地位愈加明了,并且科学的范围,也可以大概呈露了。”
要恰当地进行科学分类,并不是唾手可得的事情。皮尔逊揭示出一个原因是,任何个别科学家都不可能真正地衡量每一个孤立的科学分支的重要性,也无法洞察它与整个人类知识的关系。可是,只有对彼此的领域具有鉴赏力、对他自己的学问分支具有透彻知识的科学家群体,才能达到恰当的分类。 在现时代,这种知识日益分化和个体科学家无力把握整个科学概貌的状况,变得更加严峻了。薛定谔对此洞若观火:
一百多年来,知识的各种分支在广度和深度上的扩展使我们陷入了一种奇异的两难境地。我们清楚地感到,一方面我们现在还只是刚刚开始在获得某些可靠的资料,试图把所有已知的知识综合成为一个统一的整体;可是,另一方面,一个人想要驾御一个狭小的专门领域再多一点的知识,也已经是几乎不可能的了。
另一个原因是,科学分类必须在科学发展得比较发达之时才能方便地进行,这时各个知识领域已经相对成熟,各个知识部门已经开始自然分化,并形成群科林立的态势,于是观察和分析它们之间的区别与联系,就显得比较容易一些。在此之前,在科学的孕育时期和童年时期,知识的数量和类别严重匮乏,要进行恰当的科学分类,的确是一件相当困难的事情。
尽管如此,人类的智力好奇心和实际的需要,还是诱使或催促人们对科学分类乐此不疲,从古代一直延续到今天。在叙述科学分类的历史沿革时,人们大都按照历史纪年的大框架古代、中世纪、近代、现代来划分;也有按分类特征来划分历史阶段的:第一阶段是圆心式的神学之知识分类(亚里士多德、圣维克托隐修院的于格),第二阶段是树枝式的哲学之知识分类(培根、笛卡儿、沃尔夫),第三阶段是阶梯式的科学之知识分类(柯尔律治、边沁、惠威尔、孔德、斯宾塞、皮尔逊、汤姆森、克罗伯),第四阶段是文化学之知识分类(冯特、文德尔班、李凯尔特、克罗齐)。 当然,也有以有代表性人物的科学分类思想和图式来铺陈的。在我们下面的铺叙中,各种因素可能兼而有之。
早在古希腊时代,柏拉图的认识论就表明有三种知识,即感官知觉、意见和真正的知识或广义的科学。感官知觉不能揭示事物的真像,只能显露现象。意见有真伪,仅仅是意见,毫无价值。它不是知识,而是建立在信念和感情之上的。它不知道自己是真是假,找不出为自己辩解的理由。真正的知识以理性为基础,这种知识知道自己是知识,即能确证自己为真的知识。我们必须从感官知觉和意见前进,达到真正的知识。柏拉图创造了一个包罗万象的哲学体系。虽然他没有明显地把哲学分成逻辑学、形而上学(物理学)和伦理学(实用哲学,包括政治学),但是在著作中运用了这种划分法。亚里士多德认为,真正的知识不在于仅仅熟悉事实,而且在于认识它们的理由、原因或根据,认识它们必然如此的情况。哲学或广义的科学,包括一切经过理性思考的知识,其中有数学和各专门科学。研究事物根本的或初始的原因的科学或哲学,他称之为第一哲学,我们叫形而上学。形而上学研究本然的存在,各种科学研究存在的某些部分或方面。例如物理学研究存在中的物质和运动。其他部分的科学和哲学取名为第二哲学。他还进而区分理论科学(数学、物理学和形而上学)、应用科学(伦理学和政治学)以及创制的科学或技艺(有关机械生产和艺术创作的知识)。他又把这些科学分成物理学(物理学、天文学和生物学等)、形而上学和应用哲学,如果加上逻辑学,那就是柏拉图的一般分类:逻辑学、形而上学和伦理学。
自亚里士多德之后,特别是在中世纪的千余年间,宗教一统天下,其间科学分类标准基本上没有什么变化。中世纪的经院哲学家把知识分为自然知识和启示知识两种,哲学属于自然知识,神学属于启示知识,与亚里士多德没有什么两样。在1141年,法国圣维克托隐修院的于格(Hugo of St. Victor)的分类才在原有的基础上有诸多细节的增加。例如在应用的一项之下列举了工艺和逻辑:工艺包括纺织、缝纫、建造、航运、农业、渔猎、医药、游艺等,逻辑包括演说、文法、方言、修辞。不过,于格仍然摆脱不了亚里士多德的主张,依旧以神学为归宿。 罗吉尔培根虽然没有系统地发表过科学分类的见解,但是他在《大著作》中列举了五种重要的学问:语言学、数学、透视学或光学、实验科学、道德哲学。这位身处中世纪后期的思想先行者所列举的学问,已经超出当时的学术范围了。
弗兰西斯培根是名副其实的近代科学思想的先驱,他在《论学术的尊严和进展》、《智力球描述》中,对科学进行了分类。按照培根的观点,人的学术起源于理解力的三种官能——记忆、想像和理性。他以此为基础开始了他对知识的分析和分类。记忆对应历史,而历史包括公民史和自然史,二者之下进而各有细分。想像对应诗,诗分为叙事的或史诗的、戏剧的、比喻的。理性对应哲学或科学,其下一分为二:自然哲学和神性(启示)。在自然哲学名目之下有人、自然和上帝三项。第一项人之下又细分为公民哲学(权利的标准)、人性哲学(人类学)。第二项自然之下又细分为思辨的自然和操作的自然,前者包括物理学(质料和第二因)和形而上学(形式和第一因),后者包括力学和纯化的魔法。第三项上帝包括自然神学、天使和精灵的本性。培根的分类没有在知识的素材和知识本身之间、实在的东西和观念的东西之间、或在现象的世界和非实在的形而上学思维的产物之间划出明确的区分,而且学科用语中有中世纪神学的残迹和经院哲学的弊病,因而从近代科学的立场来看是有缺陷的。但是,培根指出:“知识的划分不像以一个角度相交的几条线,而更像在一个树干上交叉的树枝。”这个观念对培根和斯宾塞来说是共同的,即科学源于一个根,它与孔德的观点针锋相对,孔德是按系列或阶梯排列科学的。
在17世纪的近代科学革命以及18世纪的法国启蒙运动时期,牛顿力学已经牢固确立,并衍生出刚体力学、流体力学、解析力学、天体力学等力学分支,热、电、磁、光等现象的研究也初露端倪,动物学、植物学、生理学的发展方兴未艾。在这种情势下,
一些科学分类的方案陆续出台:神学君临一切学科的格局已被打破,神学色彩逐渐淡出人们的视野;哲学包容全部学科的传统观念也日渐式微乃至悄悄退隐;经验性的和应用性的学科纷纷出现在科学分类表中。
例如,笛卡儿把一切精密的知识都包括在他的哲学体系之中。在他看来,哲学有三大部门:一是无形世界的形而上学,二是有形世界的物理学,三是知识应用的应用学。伽桑狄把科学分为逻辑学、物理学和伦理学。霍布斯试图把主观原理和客观原理结合起来进行分类。他认为数学方法是普遍应用的方法,把几何学摆在演绎科学的首位,把物理学摆在归纳科学的首位。他拟订了科学的配置原理:从抽象到具体,从事物的量的确定性到它的质的确定性,又引向量的确定性。洛克把科学分为物理学、实践和逻辑学。拉美特利做了形而上学的划分,他把自然界分为三界(矿物界、植物界、动物界),并有与之对应的科学。 法国百科全书派(狄德罗、达朗伯)接受了弗兰西斯培根的记忆、想像和理性三分原则,但是在细节上有所丰富。比如,理性部分冠以哲学,哲学之下分为一般形而上学(本体论)、神的知识、人的知识、自然的知识四个门类。其中,自然的知识下辖物体的形而上学、数学和物理学(自然哲学)。数学下辖纯粹数学、应用数学和物理数学:纯粹数学下辖算术学、几何学;应用数学下辖力学、几何天文学;物理数学下辖光学、声学、气体力学。物理学下辖广义物理学和狭义物理学,其下又各有所辖。 沃尔夫(C. Wolff)将知识分为历史的(经验科学)、哲学的(理性科学)和数学的(形式的)三种:历史叙述正确的事实,哲学研究事物的原因,数学规定事物的数量关系。其中,哲学又细分为狭义哲学(自然神学、心理学、物理学),规范科学(伦理学、心理应用哲学、物理应用哲学)、本体论(决定各物共同性质的科学)。
在19世纪这个科学世纪,超越经典力学的热学、电磁学、光学等经典物理学分支已经成熟,并且出现了数学化和形式化的热力学、统计物理学和电动力学,化学、生物学、地质学、心理学等学科也取得了长足的发展,弗兰西斯培根等人的分类越来越不适应科学的现状,于是新的真正的科学分类纷纷登台亮相。英国诗人和思想家柯尔律治(S. T. Coleridge)把科学分为纯粹科学、混合科学、应用科学、复杂科学四大部门:纯粹科学属于形式的有文法学、逻辑学、修辞学、数学,属于实在的有形而上学、伦理学、神学;混合科学包括机械学、水力学、气压学、天文学;应用科学包括实验哲学、热学、电磁学、光学、化学、音乐学、气象学、测量学、美术学;复杂科学包括历史、地理、辞典学等。这个分类虽然忽视了科学的客观标准,显得有些杂乱无章,但是它却给后来的分类开辟了一条门径。 英国哲学家边沁和法国科学家安培把科学分为物质科学和精神科学两大类。在他们的物质科学里,列入了天文学、地质学、物理学、化学、生物学等;在精神科学里,列入了历史学、语言学、法律学、经济学等。这种分类法,有两个值得注意之点:一是把科学研究的对象作为分类的标准,二是把科学的范围推广到历史、语言等学问上去了。 惠威尔汲取了培根的心理官能标准和笛卡儿的数学乃科学之基础的思想营养,将科学分为七种,从前一种进至后一种,必须在前者再加上物质的或心理的能力,才能成为新的科学。例如,数学是研究时间和空间数量的,数学加上势力、运动则有机械学,机械学加上化合力则有化学,化学加上生命则有生物学,生物学加上感情、意志则有心理学,心理学加上历史的原因则有历史学,历史学加上时间、空间则有神学。这种分类的特点是,注意到各学科之间的相互关系,富有独创性,尽管条理还不甚明晰。
也许从孔德开始,科学分类已经开始具有某种现代气息。孔德认为,一切科学的基础是经验,所有的神学和形而上学假设对科学毫无贡献,必须予以抛弃,而通向真理的惟一道路是科学。在他看来,有六种基础科学,即数学、天文学、物理学、化学、生物学、社会学,在第七种或最后的道德科学中达到顶点。在这个科学“等级制度”或阶梯中,后一门科学依次从属于前一门。这些科学实际存在相互依赖性,以致要清楚地理解一门科学,就必然需要先前的其他几门科学的研究。孔德的等级制度分类明显地和他的实证主义的政治体系相符,仅有纯粹空洞的图式。
斯宾塞拒绝实证论的等级制度的阶梯排列,而重返培根从共同的根展开的树枝状的科学概念。他把知识分为两个主枝:处理现象在其下为我们所知的形式的科学和处理现象的题材的科学,即抽象科学和具体科学。抽象科学囊括逻辑和数学,或处理我们知觉事物的模式的科学。具体科学处理我们在这些模式下知觉的感觉印象群和存储的感官印记。他进而把处理现象本身的具体科学又细分为抽象具体科学和具体科学:前者“在其要素上”处理现象,后者 “在其全体上”处理现象。这导致他把天文学与生物学和社会学结合起来,而不是与它的亲族力学和物理学相关联。这样的分类可能适合形式逻辑的词语区分,但是并不适合于指导读者阅读或使专家受到启发。他的第三群具体科学再次按照所谓的“力的重新分配”原理加以细分。可是,这个原理在物理学中没有真实的基础,因此不能形成分类具体科学的起点。对于斯宾塞的分类,皮尔逊的总评价是:
该结果充其量将是有启发性的,但是作为一个完备的和一致的体系,它必定或多或少是一个失败。但是,从斯宾塞的分类中可以学到许多东西,因为他把培根的“树”系统与孔德从知识领域排除神学和形而上学的做法结合起来。尤其是在抽象科学和具体科学的原始划分中,它给我们提供了出色的起点。
德国生理学家和心理学家冯特把科学分为形式科学和实在科学,数学属于前者,其他科学属于后者。根据研究对象的不同,实在科学又被分为自然科学和精神科学。自然科学是把经验现象的内容从认识主体中分离出来,作为间接性现象来研究的科学;精神科学则把认识主体的经验作为直接的研究对象。这两大类科学又根据各自学问的性质分为现象性、发生性、系统性:所谓现象性是研究并说明自然以及精神现象的作用,所谓系统性是将全部显现的自然现象和人为诸现象加以系统性记载整理,所谓发生性介于现象和系统之间,是研究自然以及精神性成果的发展。自然科学的现象性中包括物理学、化学、生物学,发生性中包括地质学、生物发生学,系统性中包括记录天文学、地理学、矿物学、系统动物学。精神科学的现象性中包括心理学、社会学,发生性中包括历史学,系统性中包括法律学、经济学。 李凯尔特不同意精神科学的提法,而用文化科学取而代之:“根据文化对象的特殊意义把科学划分为自然科学和文化科学,这可以使专门研究者由此分为两个集团的那种兴趣的对立得以最明显地标示出来。因此,在我看来,自然科学和文化科学的区分适合于代替通常的自然科学和精神科学的划分。”
皮尔逊对科学分类素有思考和研究,并在其经典科学哲学名著《科学的规范》最后一章“科学的分类”中专门做了论述。他考察了历史上三位著名哲学家弗兰西斯培根、孔德和斯宾塞的分类并附带加以评论,同时阐述了自己的分类图式。皮尔逊汲取了培根的树枝状图式、孔德的科学相互依存的长处,采纳了斯宾塞的抽象科学和具体科学的区分,在前人的基础上提出了自己的科学分类体系。在皮尔逊看来,科学不仅仅是事实的范畴,而且是用来简洁概述我们对于那些事实的经验的概念模式。因此,要求进入实际分类的科学分支,实际上仅仅是处于形成中的科学,他们与其说符合完备的概念模型,还不如说符合分类范畴。于是,它们的终极范畴不能是绝对固定的。在或多或少还原为完备的概念模型的那些物理科学和依然处在分类范畴状态的那些物理科学之间的区分,可用所谓的精密科学(前者)和描述科学(后者)来表达。由此可见,无论何时我们开始细分科学的主要分支,边界仅仅是实际的而非逻辑的。在细分中被分类的细目与这些边界交叉和再交叉;虽然在下面的分类中大多数科学仅进入一个位置,但是它们往往同时属于两个或更多的部门。所有分类图式都具有经验的和尝试的特征,因为科学是连续成长的。
皮尔逊这位以感觉印象为基石的感觉论者,按照知觉(感觉印象)在科学中区分了两个群。前一个群处理知觉官能在其下辨别客体的模式的概念等价物,这是抽象科学。后一个群处理我们用来描述知觉内容的概念,这是具体科学。具体科学依据处理无机现象还是有机现象,又分为物理科学和生物科学。于是,他把整个科学划分为三大块:研究知觉模式的抽象科学,研究无机现象的知觉内容的物理科学,研究有机现象的知觉内容的生物科学。
在抽象科学中,皮尔逊又按照分辨的一般关系与空间和时间独有的关系一分为二。分辨的一般关系有定性的和定量的关系之分:定性的关系包括逻辑学、拼字学(orthology即发明术语),定量的关系包括分立的量即算术、代数、测量、误差、概率、统计理论等和量的变化即函数理论、微分学、积分学等。空间和时间独有的关系又分为空间用定域分辨和时间用序列分辨:前者又包括定性的(位置)即描述几何学,定量的(大小)即度量几何学、三角学、测量法等;后者亦包括定性的即观察和描述理论(与逻辑无关),定量的即胁变理论(大小和形状的变化)和运动学(位置的变化)。不难看出,
抽象科学囊括了通常归类为逻辑和纯粹数学的一切。在这些分支中,我们处理分辨的概念模式;由于所形成的概念一般而言是严格定义的,并且摆脱了知觉内容的无限复杂性,因此我们能够以极大的精确性推理,以致这些科学的结果对于所有落在它们的定义和公理之下的东西都是绝对有效的。为此缘故,抽象科学的分支往往被说成是精密科学。
物理科学二分为已还原为理想运动的精密的物理科学和还未还原为理想运动的概要的物理科学。精密的物理科学下列四大部门:团块物理学包括力学、行星理论、月球理论等;分子物理学包括弹性、塑性、内聚性、声音、晶体学、地球外形、流体力学、空气动力学、潮汐理论、气体运动论等;原子物理学包括理论化学、光谱分析、太阳物理学和恒星物理学等;以太物理学包括与分子无关的辐射理论(光、热、电磁波)和与分子有关的光、热、电磁(与分子结构有关)——例如弥散、吸收、传输、传导等。概要的物理科学有星云理论、行星体系演化、地球的无机演化、地质学、地理学(有时称物理地理学)、气象学、矿物学、化学等。
生物科学是概要的而非精密的,它按照空间(定域)和时间(成长或变化)一分为二。在空间方面,有生命形式的地理分布(生物分布学)、习性与地点和气候的关系(生态学)、自然史(在古老的意义上)。在时间方面,亦一分为二:非再发生状态的历史学、发生状态的生物学有植物的生物学即植物学和动物的生物学即动物学。在历史学中,再分为一般的物种进化和特殊的物种进化;前者包括生命起源(种系发生、古生物学等),物种起源,自然选择和性选择理论等;后者包括体格(头盖学、人类学等),心理官能(语言史、语言学、哲学史、科学史、文学史、艺术史等),社会建制(考古学、民俗学、习惯史、婚姻史、所有权史、宗教史、国家史、法律史等)。在生物学中,一有描述各类生命的形式和结构的形态学、组织构造学、解剖学等;二有专门处理成长和繁殖的胚胎学、性理论、遗传理论等;三有涉及生命的功能和行为的学科:从物理学的角度处理功能和行为的生理学,从心理的角度处理功能和行为的心理学。在心理学中,广义心理学包括本能理论、意识的起源等,狭义的人的心理学包括属于个体的心灵研究、思维心理学等,属于群体的社会学即道德、政治、政治经济学、法理学等。
颇有新意的是,皮尔逊还指出,他的科学三大块分类并非彼此互不沟通。正如应用数学把抽象科学与具体科学联系起来一样,生物物理学——处理无机现象的定律或物理学对于有机形式发展的应用——也把物理科学和生物科学联系起来。谈到自己的分类图式,皮尔逊“自称没有逻辑的精密性,而仅仅是尝试表明各种科学分支如何与基本的科学概念关联起来的粗略轮廓”,并表明他“在培根、孔德和斯宾塞失败的地方必然不可能成功”。然而,由于皮尔逊是位学识渊博的百科全书式的的哲人科学家 ,最有能力从事科学分类工作,因此他的工作在当时科学发展的状况下还是有现实意义的,至今仍有恒久的学术价值和一定的启发意义。
皮尔逊的科学分类是于1891年在伦敦格雷欣学院所做的讲演中和盘托出的,次年在《科学的规范》一书中发表。这是19世纪末的事。进入20世纪不久,汤姆森(J. A. Thomson)和奥斯特瓦尔德也就科学分类提出了自己的方案。汤姆森的科学分类大体沿用了皮尔逊的分类思想,但是却凸显了各学科的地位和关系。他的抽象科学包括形而上学、逻辑学、统计学、数学。他的具体科学则包括普通科学、特殊科学、联合科学和应用科学。在普通科学中,又细分为社会学、心理学、生物学、物理学和化学。在特殊科学中,对应于社会学的有人类学、各种社会组织之研究等;对应于心理学的有美学、语言学、心理-物理学等;对应于生物学的有动物学、植物学、原生学等;对应于物理学的有天文学、测地学、气象学等;对应于化学的有光谱学、立体化学、矿物学等。在联合科学中,有人类的历史、人种学、生物通史、地球通史、地质学、地理学、海洋学、太阳系通史等。在应用科学中,对应于社会学的有政治学、公民学、经济学等;对应于心理学的有逻辑学、教育学等;对应于生物学的有优生学、医学、林学等;对应于物理学的有航海学、工程学、建筑学等;对应于化学的有农学、冶金学、采矿学等。 奥斯特瓦尔德汲取了孔德的等级制度的分类思想,以最普遍的概念创建科学的分类体系——形式科学、物理科学、生物科学。形式科学论及属于所有经验的特征,它的主要概念是序,它包括逻辑或流形的科学、数学或量的科学、几何学或空间的科学、运动学或运动的科学。物理科学的主要概念是能(energy),它包括力学、物理学、化学。生物科学的主要概念是生命,它包括生理学、心理学、社会学。这里的生理学应该理解为处理非心理现象的整个科学,涵盖植物学、动物学以及植物、动物和人的生理学;心理学是心理现象的科学,它不限于人,尽管有许多理由要求它的占优势的部分针对人。奥斯特瓦尔德表明,在他的分类中是就纯粹科学而言的,没有把应用科学计算在内。
稍后的逻辑经验论在关注科学统一的同时,也涉及到科学分类问题。该学派的代表人物之一的卡尔纳普在最广泛的意义上使用“科学”一词,包括所有的理论知识,不管它在自然科学领域,还是在社会科学或所谓的人文学科领域,不管它是借助特殊的科学程序发现的知识,还是基于日常生活中的常识的知识。我们首先必须在形式科学和经验科学之间做出区分。
形式科学由逻辑和数学确立的分析陈述构成,经验科学是由在事实知识的不同领域确立的综合陈述构成。
这种分类的特色在于,首次明确地从科学语言和语言哲学的角度出发区分科学。
在其后的整个20世纪,科学分类一直受到各国学者的关注和研究。苏联的凯德洛夫等人依据自然界的客体层次无机界-有机界-人,认为其对应的科学学科是物理学、化学及其他,生物学,心理学;人的社会和思维对应的是社会科学和哲学科学。数学是单列的。数学和自然科学的各个学科都各有自己对应的技术应用科学或技术科学。 中国的于光远把现代科学分为两大类,即分别研究自然界和社会的运动规律的自然科学和社会科学,二者之间还有边缘学科领域。数学是研究整个世界的量的关系的科学,哲学则是自然科学和社会科学的概括和总结。钱学森认为,客观世界除了自然、社会之外,还有第三个领域即思维领域,因此他把现代科学分为自然科学、社会科学和思维科学。同时,从这三个领域向上,通过自然辩证法、历史唯物论和辩证认识论的桥梁,和哲学相联系;向下则与技术科学、工程科学相联系;数学则贯穿各个学科部门。 日本的纲岛定治提出,自然科学可以按照研究对象分为物质科学、生物科学、心理科学。这三者又可以细分为三个范畴:个性记述为主的阶段、一般性的升级阶段、适用第二阶段的发生理论;比如,实验物理学(力学、声学、热力学、光学、电磁学),理论物理学,分子、原子、电子理论这三者分别与之对应;其他学科也是如此划分的。 美国的科恩按照一般约定,指出自然科学包括物理科学和生物科学、化学、地球科学、气象学,有时还有数学。社会科学一般地被理解为包括人类学、考古学、经济学、历史、政治科学、心理学和社会学。传统上存在第三群人文学科,它包括像哲学、文学研究、语言研究,有时还有历史这样的学科。科学或自然科学的范畴常常被推广到包括一些常规认为是社会科学或人文学科一部分的某些学科,除(体质)人类学和(实验)心理学以外,还可以包括像语言学、考古学和经济学这样可以变化的领域。有时,地理学被认为是社会科学,有时被认为是自然科学。最近,一些(并非一切)传统的社会科学被放在“行为”科学的大伞之下。
在现时代,科学的指数式发展引起知识的极度膨胀,造成学科的极度分化,同时也催生了一大批交叉学科或边缘学科的诞生。据说,在德国大学的科研目录中列有四千多个研究领域。中国教育部学科分类(国标-92)也列举了文、理、工、农、医、军事六大部类的57个一级学科 和三千多个专业的分类目录。1989年出版的一本《英汉学科词典》 ,收集的社会科学、自然科学和技术科学的学科名称更多达三万有余。学科的这种通过分化和交叉而增生的趋势方兴未艾。在这种情势下,学者竞相推出自己的分类方案,从二元分类到五元分类一应俱全——当然也有超过五元的。
邦格持二元分类的观点。他说,在各种科学之间,第一个最显著的差异是形式科学和事实科学之间的差异,即处理观念的科学和事实的科学。逻辑和数学是形式科学:它们不涉及实在的事物,因此不能用来使我们处理实在(即经验),为的是使我们的公式确凿有效。物理学和心理学处于事实科学之中:它们涉及设想在世界中发生的事实,因此必须诉诸经验,以便检验它们的公式。自然科学包括物理学、化学、生物学、个人心理学等。此外,还有文化科学,其中有社会心理学、社会学、经济学、政治科学、物质史、思想史等。
三元分类也许是比较多的一种分类法。例如凯伯格坚持,从学术上可以区分出形式学科、经验学科和诠释学科。数学是形式学科,生物学和心理学是经验学科,文学是诠释学科。显而易见,每一个实际的学科都体现出所有三个类型的方面:数学中的许多东西最终与关于世界的事实有联系;生物学偶尔涉及形式结构,心理学包含诠释;文学批评处理诗的形式结构和有关产生它的社会事实。在这个框架中,哲学本质上是像数学一样的形式学科,诠释的进路更多地属于历史。我们原来涉及的科学像生物学和物理学一样,主要是经验学科。我们的形式关注与科学知识和科学理论的结构有关。我们也能够注意到科学和哲学的诠释方面,科学理论是在某些环境中并针对某种哲学思想背景出现的。理解科学史中的一个惟一事件,与分析在新近出现的理论和被说成用以支持它的实验资料之间得到的形式关系,是截然不同的事情。
四元分类除了前面介绍过的柯尔律治等人的区分以外,也有把科学分为形式的-运算的科学、自然科学、人类科学-文化科学。
N.麦克斯韦的五元分类(或六元分类)是这样的:数学、统计学和逻辑关注改善形式的、先验的或分析的知识。物理科学关注关于物理宇宙各个方面的知识。生物科学关注改善关于生命的知识。社会科学和人文学科关注改善关于人的生活的各种社会方面和文化方面的的知识。技术科学关注改善关于为实现各种有价值的、实际的社会目标所需要的知识。按照知识哲学的普遍一致的意见,经验科学能够被安排为粗糙的等级制类型。在底部,在一切的最基本的层次上,我们有理论物理学,与之密切相关的是宇宙学。向上,我们有理论上不很基本的物理学部分,例如固体物理学和物理化学;再高一点,我们有无机化学的整体,并排化学天文学、天体物理学和地球科学(物理学和化学的特殊化的应用)。再向上,我们有生物科学以及有机化学、分子生物学、生物物理学和生物化学做基底,中途有诸如动物学、植物学、解剖学、神经病学、遗传学这样的科学,顶端是生态学和动物行为研究。更高一些,我们有社会科学、人类学、社会学、心理学、语言学、经济学、政治科学和历史学。按照一种观点即还原论,我们应该把所有这些科学还原——至少在原则上——为理论物理学。按照竞争的观点即反还原论,这或者是不可能实现的目标,或者是不需要的目标。但是,二者都同意,经验科学能够依照等级制组织。更一般地,某种类似的等级制能够在逻辑和数学的学科中察觉到。在基础是逻辑,稍向上有集合论。其余的几乎整个数学分支都能够被诠释为或多或少特殊的集合论的应用。
在这里,有必要专门介绍一下技术科学。这不仅由于我们先前很少涉及,更因为技术科学在当今社会所起的作用实在太大了——它可以迅速地变成生产力,在改造世界中发挥着举足轻重的作用。伊利英和卡林金指明,技术科学是改变实在取向的研究和活动,任务之间的差别产生不同的技术和技术知识。前科学时代的技术知识是实践活动的经验知识,技术知识的科学形式的进化与向机器生产的转化有关。物质生产和技能的发展要求生产任务基于科学的工程来解决,要求技术设备的数学计算,技术不再能够仅仅在常识、才智敏锐、经验的基础上发展了。这就是为什么技术科学的诞生和形成是由两个相反指向的过程决定的:一方面使用自然科学的定律、理论和发生在它们之中的技术对象和过程的研究的独立资料决定,也由科学认知方法的积极应用决定;另一方面由独立的观察和技术与生产的事实的概括决定。自然科学应用于生产的技术问题,产生了不能还原为基础理论知识和技术常识的知识。军事科学的开端近似地落入15世纪中期和1870年代之间的时期,这个时期的特点是用科学知识解决工业生产任务,而不是一般的实际问题。在这个时期的第一阶段(15世纪后半叶到18世纪初期),技术知识还没有获得理论水平,因为在自然科学中充分形成的理论还不存在。这个阶段以在实验方法的基础上应用科学的形成为标志。在18世纪初和19世纪末的时期,对于与物理学、化学和力学相关的技术科学的形成来说,是决定性的时期。基本的自然科学理论的出现和充分发展的技术实践,为把技术知识提高到理论水平创造了必要的条件。但是,新技术科学的进化的机制和形式在技术知识发展的“经典”时期(19世纪末至20世纪中期)已经开始有意义的变化。在这个阶段,技术科学还是通过从基础自然科学导出而出现的模式继续存在。导出是工程技术实践和自然科学理论的综合,电气工程和无线电工程就是从电动力学导出的。在这个时期,技术科学的开端的新形式已经出现——通过从已经现存的作为基本科学起作用的技术科学导出,比如无线电定位就是从无线电工程导出的。应该注意,此时的技术科学已经在它自己的题材、理论原理和特殊的理想对象方面是科学知识的充分形成的领域。在1920年代至1940年代,技术知识的数学化稳定地得以发展。在1960年代,技术知识变成认识论认真分析的对象。因此,20世纪中期能够被视为技术科学发展的非经典阶段的开端。经典的技术知识与非经典的技术知识之间的差异除了理论的结构、出现和形成的机制不同外,还在于后者是交叉学科的。技术科学的理论具有建设性的功能,却不包含新的逻辑关联,这样的理论不说明和预言,只是产生工程对象。
从以上的形形的科学分类不难看出,学者进行分类的依据或基准各有千秋。有人认为,科学分类所依据的原则有客观原则(物质运动形式的客观区别)、发展原则(物质运动形式从简单到复杂、从低级到高级的发展序列)、层次原则(从一般到特殊的科学知识层次结构序列)、实践原则(新方法和新工具的出现会造成新学科的诞生)。有人指出,科学分类研究进入到结构分析和动态分析的阶段。学者设计了各种模式模拟科学体系的结构,如塔模式、树模式、网模式等。同时,科学分类的动力学研究也方兴未艾,学者用液体沉淀模型、气体流动模型、球体膨胀模型来模拟科学体系的运动和变化。 其实,马赫早就强调,在科学研究中,不同的透视都是可能的。从这些不同的观点得到的结果能够产生不同的学科,它们具有相对的自主性。 不过,一般而言,科学分类的基准不外乎三种:客观的基准、主观的基准、综合的基准。客观的基准包括研究的对象、种类和范围,事物的本质,物质的层次,自然的秩序,探索的方法等;主观的基准包括心智官能、精神能力、哲学理念、描述语言、抽象的形式等;综合的基准在奥斯特瓦尔德的以序、能、生命的概念作为分类的依据中最具有代表性。
不用说,这三种基准的划分是仅就主要倾向而言的,只具有相对的意义。诚如奥斯特瓦尔德所言:这些分类不是依照所谓的事物的“本质”,而仅仅从属于为了比较容易和比较成功地把握科学问题而做出的纯粹实际的安排。这是因为,“缺乏完备的和精确的边界是所有自然事物的普遍特征,而科学是自然事物。例如,如果我们力图在物理学和化学之间进行鲜明的区分,那么我们便会遇到相同的困难。在生物学中情况也是这样,倘若我们超出怀疑的阴影力图在动物王国和植物王国之间建立分界线的话。” 在本文结束时,我们不怕贻笑大方,愿意综合各家之长,主要依据科学研究的对象和方法,托出自己的简略的分类方案:
广义的科学可以分为形式科学、自然科学、技术科学、社会科学、人文学科。形式科学以符号概念为主要研究对象,多用分析、推理、论证的方法,其目的在于构造形式的、先验的思想体系或理论结构。自然科学以自然界为主要研究对象,多用实证、理性、臻美的方法,其目的在于揭示自然的奥秘,获取自然的真知。技术科学以人工实在为主要研究对象,多用设计、试错等方法,其目的在于创制出新的流程、工艺或制品,它在很大程度上是自然科学在技术上的实际应用或应用科学的技术化而形成的系统的知识。社会科学以社会领域为主要研究对象,多用调查、统计、归纳等方法,其目的在于把握社会规律,解决社会问题,促进社会进步。人文学科以人作为研究对象,多用实地考察、诠释、内省、移情、启示等方法,其目的在于认识人、人的本性和人生的意义,提升人的精神素质和思想境界。
参考文献
©李醒民(1945~ ),男,陕西西安人。现任中国科学院研究生院教授,中国科学院研究生院《自然辩证法通讯》杂志社主编,博士生导师。研究方向为科学哲学、科学思想史、科学文化。
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本科教学是高等学校人才培养的重要环节,肩负传授知识和技能的重要职能。课程体系构建是本科教学的基础和核心。世界一流研究型大学的课程体系构成具有一些共性,比如:从课程模块来看,都包括通识课和专业课;从课程结构层次来看,都有必修课和选修课;从教学方法来看,都有讲座课程和研讨课程。对于研究型大学来讲,专业课程的设置和教学是构建学生专业知识体系、训练专业认知能力和养成专业思维方式的关键要素,蕴含和体现了高等学校的人才培养理念和特色。
高校人才培养目标和教育思想决定了课程体系设置。近年来,南京大学以“为社会各行各业培养具有创新精神、实践能力和国际视野的未来领军人物和拔尖创新人才”为目标,通过深入探索和实践,提出了“三三制”人才培养模式。南京大学化学化工学院在人才培养思路上一直秉承戴安邦院士的全面化学教育思想,即“全面的科学教育要求教学既传授知识和技术,更训练科学方法和思维,还培养科学精神和品德”。在新的时代背景下,南京大学化学化工学院围绕多元化创新型人才培养,在分析借鉴美国加州大学伯克利分校和英国剑桥大学等世界著名研究型大学化学专业课程设置模式和特点的基础上,对传统的化学专业课程体系进行了一系列调整和改革,构建了“激发兴趣、注重能力、多元培养、个性发展”的专业课程体系。
一、美国加州大学伯克利分校化学专业课程体系
美国加州大学伯克利分校(以下简称“伯克利”)是世界著名研究型大学,在学术界享有盛誉,也是美国最自由、最激进的大学之一。化学是伯克利的传统优势学科,在OS世界大学最新排名中,伯克利的化学学科排名第二。
伯克利学制为4年,每学年有3个学期,分别是秋季学期(一般17周),春季学期(一般17周)以及暑期学校。本科生学位要求的最低学分数为120。
伯克利的化学学院有两个系:化学与生物分子工程系和化学系。化学系的专业课程主要是按知识模块进行构建,由基础课和大量的专业课两大模块组成。根据修读课程的不同,化学系的学生可申请化学理学或者艺术学学士学位,或者化学生物学理学学士学位。本文仅介绍化学理学学士学位要求的专业课程。
上图是典型的化学专业本科生培养方案示意图。可以看出,化学系本科生在第一年主要修读大学化学和定量分析这门课(含实验),或者根据需要修读与高中课程相衔接的化学课程。二年级主要修读有机化学(含实验)。三年级需修读高等无机化学和物理化学两门课。四年级的专业课较多,包括物理化学实验、仪器分析、无机合成及反应、有机化学.高级实验方法或者原子核技术中的化学方法,这几门课均包含理论课和实验。以上课程构成了化学专业本科生的必修课,这些课程一般为3~5个学分。
伯克利认为本科毕业生应该“熟悉艺术、文学、数学、自然科学和社会科学;能够收集、筛选、综合、评价来自不同领域并以不同形式呈现的信息;理解研究过程和如何创造新的知识;能够与人合作共事;能够创造性地转换其环境;具有解决问题和作出决定所必须的技能,并能考虑决定的广泛的社会和伦理意义;能够处理模糊性,能够灵活思考并具有在职业生涯中不断发展智识的技能”。因此,化学系本科新生需要参加新生导学课。一、二年级必修的课程还包括数学、物理以及15学分的BreadthElective课程(如阅读写作、外语、人文社科类课程),类似于国内的通识课。除此之外,化学系还开设了培养团队合作(如SupervisedGroup Study和Directed Group Study)和独立工作能力(如Individual Studv forAdvancedUndergraduates)的课程。
对于高年级本科生,除了专业必修课外,还要求完成15学分的专业选修课和跨专业选修课。
伯克利化学系开设的高年级专业选修课有30多门,一般3学分,包括信息化学、生命体系中的无机化学、高等无机化学、无机合成与反应、普通生物化学和分子生物实验、高等有机化学机理、高等有机合成、有机化学一高级实验方法、量子力学和谱学、生物物理化学;物理学原理和生命分子、生物物理化学、化学生物学、伯克利能源讲座;生物质能、原子核化学、原子核技术中的化学方法、材料化学导论、生物化学工程实验、高分子科学与技术、大气化学和物理实验以及量子信息科技等课程。
化学专业建议选修的跨专业课程涉及大气、生物、土木和环境工程、计算机、地球和行星科学、经济、教育、电子工程、政策和管理、力学工程、分子和细胞生物学、营养学和毒理学,物理、植物和微生物学、公共卫生、统计等多个学科分支,多达200余门课程。另外,本科生还可以选修多达50门的研究生专业课。因篇幅有限,本文不一一列出这些课程的名称。
二、英国剑桥大学化学专业课程体系
英国剑桥大学是历史最悠久的世界著名研究型大学之一,素有“诺贝尔奖摇篮”的美誉。剑桥大学崇尚自由、创造性、人文和科技相结合的教育理念,是将传统和现代教育有机结合的典范。剑桥大学化学专业具有很高的学术声誉,在2016 TIMES英国大学优势专业中排名第一,QS世界大学最新排名中名列化学专业第三。
剑桥大学对学生的培养与管理是经典的学院制。该校有31个学院,负责学生的生活和本科生的业余辅导。教学由大学的科系负责,主要科系包括艺术和人文、生物科学、临床医学、人文和社会科学、自然科学、技术等。剑桥大学每学年的授课时间分为三个学期,包括Michaelmas学期(8周)、Lent学期(8周)、Easter学期(5周)。
化学系负责化学专业课程的设置与讲授,修读不同的化学课程前,要求修读相应的数学、物理课程。另外,学生也要学习计算机、语言以及其他人文学科。化学专业课分为三个模块。
第一学年课程为模块IA,主要是介绍化学的基本原理,与预科课程相衔接,课程包括分子形状与结构、有机化学反应与机理、热力学与平衡、化学反应动力学、元素化学。另外,要求学生参加两周一次的实验课程,实验内容安排与理论课程基本同步,实验课程没有单独学分,实验成绩计入相应课程最终成绩。
第二学年课程为模块IB,课程更深入地讲解化学原理。学生有两种化学课程类型可选择,即A类理论与物理化学类课程和B类有机与无机化学类课程。继续修读化学专业的学生要全部完成两个方向的课程。其他专业的学生根据自己以后的专业方向分别修读A或B类课程。
A类课程包括量子力学导论、分子谱学、对称与成键、分子能级与热力学、电子结构与固体性质,B类课程包括重要有机反应、结构解析、配位化学、金属有机化学、无机环化学、形状与有机活性、化学生物学导论。对应于A类与B类课程,学生要求每周参加一次或两次实验,实验成绩计入相应课程最终成绩。
第三学年开始时,化学系开设学生化学生涯指导讲座。大三学年学习模块II课程,是在模块I学习的基础上,扩展与深化对化学知识的认知。模块II课程又分为三个层次。第一层次包括5门课程,每门课程1学分。其中,4门为必修课,包括无机化学I:结构与成键、有机合成基础、高分辨分子光谱、理论技术,另外一门课程物理化学中的概念为选修课。第二层次有8门课程,包括无机化学II:过渡金属与金属有机催化、结构与性能、化学生物学I:生物催化、化学中的衍射方法、材料化学、统计力学、对称与微扰理论、有机机理研究。第三层次有7门课程,包括:无机化学III:表征方法、有机化学中的控制、大气化学、高分子导论、电子结构、化学生物学III:核酸、核磁共振中的物理基础。
大三的实验课程包括两个部分:一是现代合成化学中的技术,主要是无机及有机化合物的制备与合成;二是与物理及理论化学有关的实验与计算。两部分实验均为必修。
在大三结束时,学校筛选能进入第四学年学习的学生。第四学年主要包括课程模块III的学习和课题研究。在学期开始时,学生接受实验安全教育及生涯规划指导。模块III课程包括18门化学课程以及3门其他院系课程(篇幅关系,文中不再列出这些课程名称),要求学生根据兴趣选修8门以上课程。
三、对两校化学专业课程体系共性和差异性分析
从以上对伯克利和剑桥大学这两所具有代表性的研究型大学化学专业课程体系的分析,可以看出以下共性:
(1)课程内容层次和梯度明显。伯克利化学系对本科生实行分阶段培养。课程设置分低年级课程和高年级课程。针对专业基础不同的学生,部分课程设置了引导性或难度较低的课程。如大一年级学生可以先修读层次较低的大学化学、大学化学实验这两门课程,再修读必修的大学化学和定量分析这门课。而剑桥大学的化学专业课程则更多地从学科认知规律来体现课程内容的层次性,学生根据自身发展,也可以选择不同的课程模块。
(2)课程设置具有广泛性和多样性。伯克利基本采用化学四大基础课的模式,但本专业和跨专业选修课程非常丰富,涉及很多相关学科分支,这与化学系对专业人才的培养定位有关,即“化学专业毕业生可从事石油、化工、食品、农业、摄影、制药、生物科技及矿业等相关行业的研发,或者化工贸易、质量控制以及行政管理等工作”。伯克利化学专业学生还可以选修本专业研究生课程。剑桥大学的专业课程体系中,前沿性选修课程多,能让学生充分了解学科前沿。比如大四课程模块III的蛋白质折叠、错误折叠与疾病、磁性材料、化学生物学与药物发现、固体电极等课程,本身已经具有研究生课程的专业性和深度。
(3)设置导学课程。伯克利和剑桥大学都有针对本专业的引导性课程,如伯克利大一新生需要修读的导学课,主要包括面向新生讲解化学系各个课题组的研究工作、学院的图书馆、计算机设备、校友和高年级学生的经验交流,以及学校和学院的资源介绍等。而剑桥大学在大三和大四学期初均设置了生涯指导讲座以及安全教育。这类课程的设置能够更好地帮助学生学习与成长。
(4)重视实验教学。伯克利和剑桥大学除了专门的实验课外,很多课程都有相应的实验内容,并且内容与理论课程基本同步。
两校课程的主要差别在于:
(1)授课时段安排不同。剑桥大学化学专业基础课程不采用平行授课方式,不是从学期的第一周持续到最后一周,而是采取集中连续授课。比如用3周时间集中把A课程讲完,然后再讲授B课程。这种模式的优点是,能够使学生在短时间内集中在1~2个知识模块上学习,课后查阅大量的参考书与文献,对知识的理解更深入。而伯克利则采用的是比较常用的模式,即一门课程贯穿整个学期。
(2)课程内容构建思路有区别。伯克利的化学课程,特别是专业必修课和国内大多数研究型高校的化学专业设置基本相同,是基于二级学科内容划分的传统模式。而剑桥大学的课程设置抛弃了传统的四大化学课程模式,改为按照知识结构和学科认知规律来设置课程,避免了知识点的重复讲授。
四、南京大学化学专业课程体系改革的知与行
对照伯克利和剑桥大学等国外著名研究型大学的化学专业课程体系,我国高校传统的化学专业课程体系存在明显的不足,无法满足科学发展、国家战略以及社会产业对多元化创新型化学人才的需求,具体问题包括:(1)现有课程体系缺少导学与衔接课程,缺少对专业的兴趣培养与认知,造成新生存在较长时间的迷茫期。(2)按传统四大化学设置专业核心课程,部分知识点讲授重复较多,学科前沿内容体现不均衡。(3)在传统课程体系中,交叉课程少,对学生交叉类学科的培养措施不到位。(4)对化学产业人才培养不重视,有关产业素养培养的课程缺失。
针对以上问题,我们对专业课程体系进行了补充和优化。为大一新生设置了衔接课程,开设新生导学课,以解答学生关于化学“学什么,怎么学,去哪儿”等疑惑。为了激发学生对化学的兴趣,开阔学生知识视野,我们围绕不同主题开设了7门新生研讨课:化学与生命、化学与材料、能源与化学、化学与环境、大分子:从材料到生命、原子与分子的量子世界、高分子材料与社会发展等。
专业核心课程涵盖化学科学的基本及核心的理论内容和技能训练,是化学专业学生准出课程的主要组成部分。南京大学化学专业学生通过自主招生及高考两种模式选拔录取,这两类学生的化学知识基础差异明显。对此,我们构建并实施了因材施教的两种核心课程体系。
一是普通核心课程体系。主要针对无化学竞赛经历和专业基础的学生。我们按照从微观到宏观的思路进行了优化,并对课程内容进行调整与更新。主要是:合并无机化学与化学分析内容,设立大学化学课程;结构化学由大三调整到大二开设;增设高分子导论核心课程,形成以大学化学、结构化学、有机化学、物理化学、仪器分析、高分子导论为骨架的核心理论课程体系。
二是针对学科特长生的课程体系。自主招生选拔的学科特长生通常具有较好的无机及有机化学基础。针对这一特点,我们对核心课程进行了调整:融合无机化学与基础物理化学知识,构建了一门全新的化学原理课程;压缩了有机化学授课学时;将结构化学、结晶化学、高阶物理化学内容整合为高等物理化学。通过数理课程学习内容的强化、化学核心专业课程的整合与提升,使学生具有宽厚的数、理、化、生等理科基础,学科视野开阔,专业知识扎实,为在化学以及相关交叉学科领域的发展打下良好的基础。
同时,我们构建并实施了“基础一综合一研究”一体化、多层次、开放式的实验教学新体系,并对相应实验教学内容进行了改革。主要是合并“无机化学实验”和“定量分析化学实验”为“大学化学实验”;取消无机化学、分析化学、有机化学、物理化学和高分子专门化实验,在化学一级学科层面上开设综合化学实验课程,将科研成果及时转化为教学实验,形成了大学化学实验、有机化学实验、仪器分析实验、物理化学实验、综合化学实验这一新的实验教学课程体系:
为满足多元化人才培养需求,我们构建了多元选修课程体系:
(1)专业选修课。我们按科学知识单元组织课程,构建了知识体系完整、前沿性强的专业选修课体系,包括高等无机化学、有机合成、谱学基础、近代仪器分析法、高分子化学、化工原理、计算机与化学、化学文献、结晶化学、配位化学、催化化学、现代材料化学基础、分离科学、波谱分析、等离子化学、高分子物理及物化、胶体与界面化学、高分子材料制备等。另外,我们委托生命科学学院开设了生物化学、分子生物学等课程;选择环境化学、材料加工、药物化学、能源化学、地球化学等相关院系课程为跨院系选修课。
(2)高年级研讨课和研究生课程。高年级研讨课包括化学与纳米材料、先进高分子材料、分子识别与分析、无机交叉领域的前沿发展、有机化学现代进展。另外,我们对本科生开放了部分研究生课程,包括配位磁化学、高分子结构研究法、电分析化学基础、高等有机化学、计算量子化学等。这些课程使本科生能系统了解学科前沿领域,让学生了解并思考科学问题的发掘与解决过程,培养学生的创新意识与能力。
(3)化学产业类课程。针对化学行业对人才培养的需求,我们开设了化学化工行业就业创业指导、化学安全与防护、精细化学品开发与商业化、现代实验测试技术等与企业管理、市场需求、安全生产、环境保护、质量认证等课程。我们聘请企业专家、政府管理人员以及外校师资为学生授课,以体现行业要素,培养学生产业素养和创业能力。