科学本质观与科学教育(李雁冰)

科学的本质与科学教育作者：***来源：《中国科技教育》2024年第02期周国强，现任加拿大温莎大学教育学院教授、副院长、博士生导师，加拿大阿尔伯塔大学科学教育博士。

研究领域涵盖科学教育、教师教育、国际和比较教育。

曾担任温莎大学校董会、课程审查委员会、教育技术督导委员会委员，参与制定加拿大安大略省教师教育标准和教师教育项目评估指导文件。

科学是什么？这是任何科学教育工作者首先要回答的问题。

因为对科学本质的理解决定了我们如何教科学，教什么，达到什么教学目的。

在北美高校从事教师教育近20 年，每年我都给师范生上科学教学论。

我常常将这门课的教学分为多个课程包。

第1 个课程包就是“科学的本质和科学课程”，目的是让学生认识什么是科学，理解科学的本质如何指导我们设计科学课程的内容和教学方法。

在课堂上，我利用科学史故事引导学生讨论科学的本质，效果很好。

科学的本质在我们的学校教育和社会宣传中，科学常常被描述为真理，追求科学就是追求真理。

大家都知道，现代科学起源于西方，但是西方社会却没有把科学如此神话，他们认为科学不是真理，科学是人类为解释自然而创建的模型。

美国科学促进会对科学的本质有详细的论述[1]。

科学认为世界是可以理解的。

世界万物的存在和变化是有規律的，这些规律是可以认知的。

宇宙的基本规律具有普适性，不受地点、时间和尺寸大小的限制。

科学的观点随着时间的推移会发生变化。

科学家创建科学理论解释观察结果，有时同样的观察结果可以用不同的理论加以解释，而且新的观察结果会推动改变现有的理论解释。

尽管科学拒绝接受绝对真理的概念，但是大部分的科学知识在相当长的时间内是可信的。

在科学发展进程中，修正现有的知识是常态，而不是完全抛弃。

另外，科学不是万能的，科学无法提供对所有问题的完整答案。

比如说信仰、迷信、占卜等，很难用科学证明它们是对还是错。

以上这些就是我们常说的科学的世界观。

对于科学的探究过程，美国科学促进会强调科学需要证据，证据来自于自然观察或者实验研究。

初中科学教学本质观思考一、科学本质观的解读１．从理论研究层面来看从理论上来看，人类对科学本质的认识主要有两种观点：一种是逻辑实证主义的传统观点；另一种是建构主义的现代观点。

逻辑实证主义认为，知识是来自客观事物的观察，而观察是中性的，不带主观偏见，因此，一旦实验验证确立下来的知识就是真理、不可推翻的。

建构主义现代观点认为，科学知识是科学家根据已有理论与实验建构而成，由于科学技术不同，人类的认识水平不同，客观检验的标准与尺度不一样，建构的科学知识是暂时性，可被推翻与修改的。

《美国国家科学教育标准》指出：科学是格物致知的一种路径，其基本特点是以实证为判别尺度、以逻辑为论辩的武器、以怀疑为审视的出发点。

［１］张开逊概括了科学本质观，当发现新的证据和对已有事实有新的解释时，科学知识将会改变；科学知识最终是建立在经验和证据之上的；人类的想象和创造性参与了科学知识发展的所有阶段。

［２］科学是一种探究，是一种人人都可以做的探究活动；科学是一套价值观体系，科学研究的社会性目的是通过将科学转化为技术促进社会发展，从而造福人类；科学是知识体系，科学知识是人们对自然界的意义建构，是人们在一定范围和条件下对自然事物的合乎逻辑的阐释。

［３］２．科学本质观解读的启示基于科学本质观的理论与实践层面的解读，我们认为，科学是一种关于自然、社会与思维的知识体系；科学是一种思维方式；科学是一种价值取向。

所以，科学教学的价值不仅是为了使学生获得高分，也不是为了一张录取通知书，而是为了提高学生的科学素养。

诺贝尔奖获得者劳厄所说：“教育无非是一切已学过的知识都遗忘掉的时候所剩下来的东西。

”教育的核心内容就是思维方式、价值取向。

课堂教学作为渗透科学本质观的主要途径之一，教师应运用科学探究教学，揭示科学是一门耐人寻味探索性学科；展示技术创新的过程，培养学生求真、求实、创新的态度和精神；以实证的意识组织教学内容，引导学生科学需要证据；合理地运用科学史实激活“静态”的文本知识，引导学生理解科学不是一成不变经典，而是发展变化的运动。

2010年第10期(总第279期)GLOBALEDUCATIONVol.39 No10,2010二十世纪科学哲学的发展对我国科学教育改革的启示李雁冰摘要 我国科学教育存在着对生活的异化与对人的异化两方面的危机。

导致这种危机的原因有三:工具主义或控制取向的科学价值观、客观主义的科学认识论和观察-传递取向的科学方法论。

二十世纪科学哲学的发展为我们重新理解科学提供了不同视角和观点,是我国科学教育改革的可能依据之一。

关键词 科学教育 科学哲学 改革作者简介 李雁冰/华东师范大学课程与教学研究所副教授 (上海200062)一、我国当前科学教育的痼疾及其成因反思我国科学教育的危机及其根源并据此做出变革行动,远比在技术层面修补或!改良∀来得重要。

在我看来,我国科学教育的危机主要表现在两方面:一是生活的异化;一是人的异化。

前者表现为科学教育与生活世界剥离,失却内在价值和探究乐趣,沦为追逐功利的工具;后者表现为科学教育与人的个性发展剥离,失却个性独特性和创造性想象力,沦为泯灭个性的力量。

2008年,在一次针对八年级学生的大规模科学课测验中曾有一道看图做判断的试题,内容大致如下:物体S 在平面镜前所成的像为S #,若在平面镜和S #之间放一块不透明的塑料板,则像S #将会:A.不变;B.变暗;C.只剩一半;D.消失。

正确答案当然是A 。

对这样一道即使未受过任何科学教育的人根据常识判断都不可能出错的题目,我们受过系统科学教育的八年级学生的考试结果如何呢?来自6个省、市、自治区的75854名学生中,选A 的仅占43.7%,选B 的占18.6%,选C 的占4.8%,选D 的竟高达32.7%,未选的占0.2%。

[1]每一个看到这样结果的人都会由衷感叹:学生在科学学习中变傻了!但问题的根源却在于:科学教育遗弃了生活的基础和意义的源泉。

科学教育当然要有一定的抽象性,但科学抽象的目的是为了更好地理解和完善生活,而非脱离和异化生活。

2023-11-05contents •引言•教师科学本质观现状•个案情况介绍•个案科学本质观分析•研究结论与建议•参考文献目录01引言当前科学教育的挑战科学本质在科学教育中的重要性教师对科学本质的理解对教育质量的影响研究背景与意义研究目的与方法分析教师对科学本质观与教学方法的相关性提出改进教师科学本质观培养的建议和策略探索教师对科学本质的理解程度及其影响因素02教师科学本质观现状教师认为科学知识是建立在实证研究基础上的，是对客观世界的描述和解释。

科学知识科学方法科学精神教师认为科学方法是一种严谨、客观、实证的研究方法，是获取科学知识的重要手段。

教师认为科学精神包括探索、怀疑、创新、理性等，是科学研究的内在动力。

03教师对科学本质的理解0201教师的教育背景和学科专业对他们的科学本质观有着重要影响。

教育背景教师的教学实践经验和教学环境也会影响他们的科学本质观。

教学实践社会文化和价值观也会对教师的科学本质观产生影响。

社会文化改进教学方法采用探究式、问题解决等教学方法，培养学生对科学本质的理解和探索精神。

营造良好的教学环境创建开放、互动的教学环境，鼓励学生积极参与和思考，培养他们的科学素养。

加强教师培训通过专业培训和教育研讨会等形式，提高教师对科学本质的理解和认识。

03个案情况介绍个案基本情况年龄：35岁教龄：10年教育背景：硕士，毕业于国内知名大学学科：物理姓名：李老师个案科学本质观现状对科学本质的认识较为深入，能够从多个角度看待科学知识、科学方法和科学精神。

在教学中注重培养学生的科学思维和科学探究能力，引导学生深入思考和自主探究。

认为科学本质是动态的、发展的，随着人们对世界的认识不断深入，科学本质也在不断演变。

个案科学本质观发展历程大学期间，受到一位具有创新精神的导师影响，开始关注科学本质的问题。

参加工作后，通过阅读文献、观摩课堂教学等方式，逐渐形成了自己对科学本质的认识。

在长期的教学实践中，不断反思和总结，对科学本质的理解逐渐深入，并能够灵活运用到日常教学中。

科学本质观下的科学课堂教学作者：吴学芳来源：《小学科学·教师版》2017年第10期在新课改浪潮的推动下，我们每位科学教师必须明确地意识到对科学本质的认识已经成为科学教育的重要内容。

通过研究科学的探究活动，还有教师自身对科学本质观的理解等可以有效开展科学本质观融合下的科学课堂教学，促进学生科学素养的提高。

一、前言国际科学教育界普遍认为学生对科学及科学知识本质的理解是构成科学素养的重要成分，在我国新颁布的科学课程标准中提到，“通过科学教育使学生逐步领会科学的本质”，“发展学生对科学本质的理解”。

新的义务教育阶段科学课程标准的特点之一就是强调“全面提高学生科学素养；突出科学探究，体现科学本质，注重学生发展”。

由此可见，我国在新一轮的义务教育课程改革中也把提高学生的科学素养作为核心理念。

二、开展科学本质观下的探究活动现在我们特别强调开展探究式教学的重要性，这主要是因为探究是满足学生求知欲的重要手段，是学生获得知识的重要途径。

探究过程不仅可以锻炼学生的思维，而且培养学生解决问题的能力，同时也是培养学生科学精神、科学态度、科学方法培养的主要途径。

而作为一线的科学教师，我们必须认识到科学本质观下的科学课堂应以培养学生的实证意识、逻辑思考能力以及质疑精神为首任，这与我们进行探究式教学的初衷不谋而合。

当然光有这样的理念是远远不够的，如何将科学本质教育真正融入科学课堂中，细化渗透到科学探究的每一个环节，是值得我们思考的问题。

下面我结合自己的一篇案例《洗衣服的学问》里设计的探究环节谈一谈对科学本质观渗透下的探究式教学的理解。

《洗衣服的学问》我执教了五六次，有失败，也有收获。

这节课对我最深的感触就是在课堂上必须要体现出浓厚的科学味和生活味，不能忽视科学探究中的任何一个环节。

本节课的设计意在让学生通过实验获得“不同的污渍需要不同的洗涤用品”的认识，而学生对这个认识的获得是依靠在教师的引导下经历一个较为完整的自主探究活动过程。

在科学复习教学中渗透科学本质观教育作者：孙超群来源：《中学物理·初中》2014年第05期2011年新修订的课程标准明确提出“初中科学课程是体现科学本质的课程”，“科学课程是建立在对科学本质认识的基础上，它应引导学生初步认识科学的本质”.所以，帮助学生发展较全面而准确的科学本质观是科学教育的根本目标之一.复习教学是科学教学的重要组成部分，当前许多教师在新课教学阶段中或许或多或少地渗透科学本质教育，但对于复习阶段的教学往往很少甚至根本没有关注科学本质教育.实践证明，立足于科学本质教育的科学复习教学，可以使我们的课堂高效，可以切实减轻学生的复习阶段繁重的课业负担.下面以《运动和力》的复习教学为例谈谈复习教学中渗透科学本质教育.1 科学是一个知识体系，复习需引导学生构建知识体系科学教育的重要任务之一是传授和学习科学知识，科学知识和科学探究是不可分割的两个方面，缺少科学知识的教育，是不可能让学生对科学本质有正确的认识.1.1 知识是相对完整的体系知识的学习是循序渐进的，在不同的学习阶段有不同的要求.初中阶段对运动和力的要求限于最简单的运动即匀速直线运动下的受力分析，以及物体在平衡力作用或不受外力作用下的运动状态分析.知识理解的难点是：平衡力和相互作用力的混淆.为了构建相对完整的知识体系，教学设计如下：子问题：（1）老师静止站在讲台上，受哪几个力的作用？施力物体分别是什么？（2）这两个力的关系如何？（3）为什么说这两个力是一对平衡力？（4）老师对讲台的压力和讲台对老师的支持力是一对平衡力吗？为什么？核心问题1：一对平衡力与一对相互作用力有什么异同？学生活动：小组讨论，用合适的方法进行比较平衡力与相互作用力有什么异同.学生讨论的比较异同的方法较多，在引导下完善形成两种较合理的方法，即表格法和集合图法。

高中生物学科教学中的科学本质教育高中生物学科教学中的科学本质教育科学本质的教育是近年来世界范围内科学教育界关注的热点问题之一。

1996年颁布的美国国家科学教育课程标准中明确将科学本质教育的相关理念写进课程标准中，我国现行的《普通高中生物课程标准》也在课程目标一节中强调了学生对科学本质的认识。

然而，从现实情况来看，我国中学生对科学本质的认识情况不容乐观，科学本质及其教育价值还没有引起理科教师的普遍重视。

因此，一线的生生物教师有必要在教学中有有意识地促进学生对科学本本质的领悟，提高学生的科科学素养，以达成科学教育育的总目标。

1 两种不不同的科学本质观及其影响响下的理科教学“科学的的本质是什么”一直是人们们关注的问题。

传统上，人人们认为科学的本质就是科科学知识和科学方法。

逻辑辑实证主义认为，科学知识识是建立在人们对客观世界界的观察的基础上，再经由由所谓的科学方法而得到的的知识和理论体系。

这里所所谓的科学方法主要是指科科学发现的归纳法，这一方方法可以分成以下四个程序序：收集有关研究对象的全全部事实;对这些事实进行行分析、归类和比较;从这这些事实中提取出一般性的的规律;在事实中重新检验验已经提出的假说。

由于科科学知识的形成过程被认为为是客观的，而且它是对客客观世界的真实描述，所以以人们认为它一旦确立便不不易发生改变，因而科学知知识被视作绝对客观的真理理。

现代的科学本质观受受建构主义的重大影响，正正在发生深刻的变化，建构构主义在一定程度上否定了了知识的客观性，主张科学学的本质即科学探究。

它认认为，科学知识的获得是科科学家根据现有的理论建构构而成，建构主义强调科学学知识是暂时的、主观的和和建构着的，会不断地被修修正和推翻。

正如建构主义义的早期代表人物波普尔指指出的那样，“科学知识的的本性就是猜测，其中混杂杂着我们的错误、我们的偏偏见、我们的梦想、我们的的希望”。

因此，从这个意意义上而言，科学知识作为为一种科学活动的产物是一一种可变的东西，并不能体体现科学的本质。

科学本质教学的路径及建议科学本质教学是一种以发现和探究为中心的教学方法，旨在帮助学生深入了解科学概念和原理，并培养他们的科学思维和问题解决能力。

以下是一些关于科学本质教学的路径和建议。

1. 建立学生的基础科学知识：在进行科学本质教学之前，学生应该具备基本的科学知识。

教师可以通过课堂讲解、阅读材料或视频进行基础知识的传授和学习。

2. 设计引导学生探究的问题：科学本质教学强调学生的探究和发现，教师应该设计一些能够激发学生兴趣和思考的问题。

这些问题可以是基于实际情境的，也可以是基于学生已有的知识结构的。

3. 提供实际的实验和观察机会：科学本质教学强调学生通过实际的实验和观察来获取知识和经验。

教师应该提供一些实际的实验和观察机会，让学生亲身体验科学的过程。

4. 培养学生的科学思维能力：科学本质教学旨在培养学生的科学思维能力，包括观察、提问、假设、设计实验、收集数据、分析数据、得出结论等。

教师可以通过引导学生思考和解决问题的方式来培养他们的科学思维能力。

5. 鼓励学生合作学习：科学本质教学注重学生之间的合作学习和交流。

教师可以组织学生合作完成实验和观察任务，并鼓励他们分享和讨论自己的发现和理解。

6. 提供及时的反馈和指导：在学生进行实验和观察的过程中，教师应该提供及时的反馈和指导。

这样可以帮助学生及时纠正错误，加深对科学概念和原理的理解。

7. 总结和评价学生的学习成果：学生完成实验和观察之后，教师应该帮助他们总结和评价学习成果。

这包括对实验结果的解释和理解，以及对科学概念和原理的应用和扩展。

科学本质教学是一种以发现和探究为中心的教学方法，可以帮助学生深入了解科学概念和原理，并培养他们的科学思维和问题解决能力。

教师在教学过程中应该注重培养学生的基础科学知识、设计引导学生探究的问题、提供实际的实验和观察机会、培养学生的科学思维能力、鼓励学生合作学习、提供及时的反馈和指导，并对学生的学习成果进行总结和评价。