Buku teks ialah pengenalan pertama kepada pendidikan sains bagi kebanyakan orang, tetapi ia tidak menyampaikan proses sebenar penyelidikan saintifik. Sains maju bukan melalui pengetahuan terkumpul, tetapi melalui inovasi dan anjakan paradigma, dan ini memerlukan pendidikan yang merangkumi sejarah sains dan proses inkuiri saintifik.
Bagaimanakah anda mula-mula diperkenalkan kepada sains? Kebanyakan daripada kita mula-mula menemui sains di sekolah dan menerima sebahagian besar pendidikan sains kita melalui sekolah, dan buku teks menjadi pusat pendidikan sains kita. Tetapi bagaimana jika buku teks yang mula-mula memperkenalkan kita kepada sains dan mengarahkan kita ke arah sains tidak benar-benar menunjukkan kepada kita bagaimana sains sebenarnya? Dalam bukunya The Structure of Scientific Revolutions, Thomas Kuhn menulis, “Buku teks sering memberi gambaran bahawa kandungan sains secara unik ditunjukkan oleh pemerhatian, undang-undang, dan teori yang diterangkan di dalamnya. Hampir tanpa pengecualian, buku-buku ini dibaca sebagai memberitahu kita bahawa kaedah saintifik hanyalah satu set teknik manipulatif yang digunakan untuk mengumpul data dan manipulasi logik yang digunakan dalam proses mengaitkan data tersebut dengan generalisasi teori buku teks. Buku teks tidak menunjukkan kepada kita rupa sains sebenarnya, dan ini bermakna ia tidak mengajar kita tentang kaedah penyelidikan saintifik yang sebenar. Apakah aspek penting dalam penyelidikan saintifik sebenar yang tidak ditunjukkan oleh buku teks kepada kita?
Mula-mula, mari kita lihat apa yang ditunjukkan oleh buku teks. Buku teks hanya memberi anda gambaran teori yang mereka cuba jelaskan: mereka memberitahu anda tentang fenomena yang mereka terangkan, atau formula yang mereka gunakan, atau cara saintis bereksperimen, tetapi mereka tidak memberitahu anda bagaimana teori itu berkaitan dengan teori lain pada zamannya, bagaimana eksperimen saintifik bermula, atau bagaimana teori atau eksperimen itu telah mempengaruhi sains. Ini memberi anda gambaran bahawa kemunculan teori atau penemuan baru datang entah dari mana, seolah-olah Newton melihat epal di atas tanah dan tiba-tiba muncul dengan undang-undang graviti universal.
Tetapi itu bukan sejarah sains sebenar dan teori buku teks. Thomas Kuhn berpendapat bahawa kemajuan sains dan kemunculan teori baru dicapai melalui beberapa langkah. Pertama, penyelidikan saintifik dijalankan dalam paradigma sedia ada; kedua, anomali muncul yang tidak dapat dijelaskan oleh paradigma sedia ada; ketiga, penyelidikan dijalankan di luar paradigma sedia ada untuk menjelaskan anomali; dan akhirnya, hasil penyelidikan menimbulkan paradigma dan teori yang lebih maju yang boleh menjelaskan anomali. Dalam erti kata lain, teori saintifik khusus tidak muncul entah dari mana secara bebas, tetapi saling berkaitan dengan paradigma dan teori saintifik pada masa itu.
Adalah penting untuk memahami perkara ini melalui sejarah sains. Dengan mempelajari sejarah sains, anda boleh melihat bagaimana saintis telah membangunkan idea dan penemuan yang berbeza. Sejarah ini membantu kita memahami bagaimana teori saintifik yang sedang kita pelajari telah berkembang. Ia juga memberi kita pandangan penting untuk menemui dan membangunkan paradigma baharu dalam penyelidikan saintifik masa hadapan.
Contoh terbaik ini ialah mekanik kuantum. Buku teks hanya menjelaskan bahawa cahaya adalah foton dan oleh itu mempamerkan banyak sifat kedua-dua gelombang dan zarah. Tetapi dalam sejarah sains, mekanik kuantum tidak berlaku begitu sahaja. Pada awal abad ke-18, Newton berhujah untuk teori zarah cahaya, yang menjadi paradigma pada masa itu. Tetapi pada awal abad ke-19, karya Thomas Young dan Fresnel membawa kepada idea bahawa cahaya adalah gelombang melintang, yang cukup menarik untuk mengubah paradigma sedia ada. Kemudian, pada awal abad ke-20, saintis seperti Planck dan Einstein menemui dualiti cahaya, dan paradigma itu beralih sekali lagi, membawa kepada teori semasa bahawa cahaya ialah entiti mekanikal kuantum yang mempamerkan kedua-dua sifat gelombang dan zarah sebagai foton.
Cara buku teks dipersembahkan adalah berkesan untuk mempelajari dan menguasai kandungan teori tertentu, jadi ia memenuhi peranan asas buku teks dalam memperkenalkan pendatang baru kepada sains dan memberi mereka pemahaman asas tentang apa itu pemikiran saintifik. Tetapi pendidikan sains tidak sepatutnya berhenti di situ. Orang yang berpendidikan sains hari ini adalah mereka yang perlu menemui dan merumuskan teori-teori baru, sama seperti para saintis dalam buku teks. Ahli sains politik dan ahli sejarah EH Carr pernah berkata, "Sejarah ialah dialog berterusan antara masa lalu dan masa kini." Sejarah sains - proses di mana teori saintifik terdahulu telah dirumus dan dibawa kepada kita hari ini - boleh membimbing kita dalam cara kita berfikir, menjalankan penyelidikan dan melihat paradigma sedia ada untuk menyumbang kepada kemajuan saintifik pada masa hadapan.
Melalui sejarah sains, kita belajar bahawa sains telah berkembang bukan hanya dengan pengumpulan teori, tetapi oleh perubahan revolusioner yang sering memecahkan acuan. Perubahan revolusioner ini dicapai dengan membalikkan konsep sedia ada dan mencadangkan paradigma baharu. Thomas Kuhn berpendapat bahawa kemajuan sains bukan melalui pengumpulan tetapi melalui kaedah revolusioner. Struktur revolusi saintifiknya memberikan pandangan penting untuk memahami bagaimana sains maju.
Dan, seperti yang saya nyatakan dalam pengenalan, buku teks tidak menunjukkan revolusi itu, melainkan manipulasi logik data untuk mengaitkannya dengan generalisasi teori buku teks - sains biasa. Mereka yang tidak melihat revolusi dalam sains dengan cara ini mungkin takut dengan idea untuk memulakan revolusi saintifik yang sama sekali baru, tetapi mereka yang melihat dalam buku teks bahawa sejarah sains telah melalui revolusi sedemikian mungkin lebih bersedia untuk terlibat dalam pemikiran revolusioner. .
Kami telah melihat apa yang ditunjukkan dan tidak ditunjukkan oleh buku teks tentang sains, dan masalah yang mungkin timbul kerana mereka tidak menunjukkannya. Sukar untuk memulakan revolusi saintifik dengan hanya kandungan teori yang ditunjukkan dalam buku teks semasa. Oleh itu, untuk mencapai pembangunan saintifik yang berkesan, di samping kandungan teori buku teks, perlu menambah kandungan sejarah sains supaya pelajar dapat mempelajari proses pembentukan teori sains dan proses anjakan paradigma melalui buku teks. .
Di samping itu, pendidikan sains tidak seharusnya hanya menyampaikan pengetahuan. Ia harus menjadi satu proses untuk mempelajari cara para saintis berfikir dan menyelidik, dan apa yang boleh kita pelajari daripada kegagalan dan kejayaan mereka. Dengan cara ini, buku teks harus memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang sifat sains dan proses inkuiri saintifik, dan membantu pelajar menjadi lebih teruja dan dicabar oleh sains. Pendekatan pendidikan ini akan membantu pelajar mengembangkan kebolehan berfikir secara kreatif dan kritis.
Kesimpulannya, buku teks memainkan peranan penting dalam memahami teori dan prinsip asas sains, tetapi ia sahaja tidak dapat menyampaikan gambaran sebenar sains sepenuhnya. Oleh itu, adalah penting untuk memasukkan sejarah sains dalam buku teks dan mengajar proses inovasi saintifik dan anjakan paradigma. Ini akan membantu pelajar memahami bahawa sains bukan sekadar pengumpulan pengetahuan, tetapi telah berkembang melalui penerokaan dan inovasi yang berterusan.
