自然辩证法-论科学的本质与科学本质教育
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第二编科学观与科学方法论人类是通过科学来认识自然界的,本编依据自然观、认识论和方法论相一致的原理,围绕科学理论的形成与发展,以科学问题为起点,研究通过观察和实验获取科学事实的经验方法,研究经由科学抽象、运用各种科学思维形式建立假说和检验假说的方法,在此基础上进一步探讨科学理论发展的多元模式和创造性思维的激发机制。
第四章科学的本质和科学知识的构成从认识史上看,把科学作为独立的研究对象,是在科学从包罗万象的自然哲学中分化出来,并建立了以实验为基础的理论体系之后。
本章以科学的整体为研究对象,阐述科学的本质、科学知识的构成、科学的价值,这是马克思主义科学观的重要组成部分。
第一节科学的本质一、科学的涵义及性质1.科学的涵义马克思主义对科学的本质做出以下深刻的论述:其一,科学和工业是“人对自然界的理论关系和实践关系”。
其二,科学是一种社会的、精神生产领域的劳动。
其三,科学是生产力。
其四,科学既是观念的财富又是实际的财富。
随着科学日益渗透到社会的各个方面,科学已经成长为社会的一项极为重要的事业,人们从各种不同的角度对科学与社会、科学与文化、科学与方法论的关系进行深入的探讨,形成了以下几种观点:其一,科学是一种社会建制。
其二,科学是一种文化。
其三,科学是一种方法。
综上所述,现代科学是由多种基本要素组成的复杂整体,只有把有关科学的各种涵义当做一个具有内在联系的系统来把握,揭示各种涵义之间的联系,才能全面地、综合地认识科学的本质。
贝尔纳把现代科学的主要特征概括为六个方面:一种建制;一种方法;一种积累的知识传统;一种维持或发展生产的主要因素;构成我们的各种信仰和对宇宙和人类的各种态度的力量之一;与社会有种种相互关系。
2.科学作为社会意识形式的性质自然科学是研究自然界物质的形态、结构、性质和运动规律的科学。
它的目的在于认识自然规律,为人类正确改造自然开辟道路。
一般而言把现代自然科学分为基础理论科学、技术科学和应用科学三大类。
案例一、DDT案例20世纪40年代之前,当大面积虫害困扰农业生产时,人们曾经几乎束手无策,蝗虫、螟虫等已成为农业生产的大敌。
瑞士化学家米勒(P.H.Muller,1899-1965)于1939年首次将DDT制成用以防治棉铃虫、蚊、蝇等的杀虫剂,并申请了专利。
1942年正式投放市场。
这种杀虫剂能够独死活者扑灭危害作物、果树、树木、仓储和环境中的昆虫等。
从40年代以来,全世界都广泛使用DDT。
首先,这项发明贝立即用于战争,为预防昆虫传播的虫媒传染疾病尤其是用于控制疟疾和伤寒等做出了巨大的贡献,让千万参战的军人免受了疾病的侵扰。
接着,DDT被广泛用于农业,因为消除了病虫害,农业大幅度增收,50年代末全世界大约有500万人因此免于饿死。
米勒因为第一个合成了高效有机杀虫剂DDT,并广泛用于农业、畜牧业、林业和卫生保健事业,获得了1948年诺贝尔生理医学奖。
令米勒始料未及的是,DDT的危害也逐渐显露出来。
首先,昆虫体内产生了强大的耐药性,导致用量大幅度增加;第二,稳定高效曾被认为是优秀杀虫剂的一个特征,而正是这种特征导致农药残留,残留的农药进入生物体内逐渐富集后浓度增加产生毒性,结果是包括人在内的食物链动植物又受到了污染,大量动植物以及人类本身因此而死亡。
1973年1月1日,美国正式禁止使用DDT,中国也于1983年正式禁止使用。
一.自然观的涵义:自然观就是对自然界的总的看法。
辩证唯物主义认为自然界是处在永恒运动、变化、发展中的物质世界;自然界一切现象都是对立统一的,它们在一定条件下相互转化;自然界的发展是人类社会发展的前提和基础;人对自然界认识的基础是人所引起的自然界的变化。
马克思和恩格斯为适应自然科学和哲学发展的需要,科学地概括和总结当时自然科学发展的最新成就,创立了马克思主义哲学体系,揭示了自然界、社会和思维发展的一般规律,阐明了辨证唯物主义的自然观。
二.辨证唯物主义自然观的特点:1.将自然界、人类和社会历史统一起来,看成一个统一的自然历史过程,遵循着统一的客观辨证法德规律,用彻底的唯物主义原则把它们作为统一的物质世界加以考察。
自然辩证法讲义第四章科学的本质和科学知识的构成从认识史上看,把科学作为独立的研究对象,是在科学从包罗万象的自然哲学中分化出来,并建立了以实验为基础的理论体系之后。
本章以科学的整体为研究对象,阐述科学的本质、科学知识的构成、科学的价值,这是马克思主义科学观的重要组成部分。
第一节科学的本质对科学本质的探讨主要包括科学的涵义、性质和特征,回答科学是什么的问题。
这对正确评价科学的社会地位和无分发挥科学的作用,对从整体上把握科学的全貌,进一步掌握科学发展的规律具有十分重要的意义。
1.科学的涵义19世纪马克思站在辨证唯物主义与历史唯物主义的立场上,对科学进行了宏观的、动态的哲学分析,并对科学的本质做出以下深刻的论述:其一,科学和工业是“人对自然界的理论关系和实践关系”G。
它揭示出科学和工业是人对自然的能动的认识和改造关系。
科学发展的历史证明了这一论断的正确性。
在整个古代,科学的发生和发展一开始就是由人与自然的关系、由人的物质生产所决定了的。
游牧民族和农业民族为了定季节,产生了天文学;天文学只有借助于数学才能发展,于是开始了数学的研究‘后来.在农业发展的某一阶段和在某个地区,特别是随着城市和大建筑物的产生以及手工业的发展.力学发展起来了。
人类正是在改造自然界的过程中获得了对自然界的认识,并且随着实践的发展不断地使认识从初级的经验形态发展到高级的理论形态,出现了作为认识活动最终成果的科学;与此同时,科学成为进一步认识和改造自然的锐利武器。
正是科学的巨大力旦,使得人类改造世界的能力得到空前的强化。
其二,科学是一种社会的、精神生产领域的劳动。
马克思明确指出科学活动是一种社会劳动,是社会总劳动中的一个重要部分,它“是一切科学工作,一切发现,一切发明”。
科学劳动的特点是它部分地以个人的协作为条件,部分地又以对前人劳动的利用为条件,而共同劳动则以个人之间的直接协作为前提,因而科学属于一般劳动,属于“精神生产领域”。
马克思的这一思想揭示出科学这种社会实践活动的本质特征。
论科学的本质与科学本质教育近年来,科学教育界越来越重视科学本质的教育,认为这是提高学生科学素养的核心。
美国在1996年颁发的国家科学教育课程标准中明确地将科学本质的相关理念放进课程标准中,另外,英国的科学教育协会,在1983年的课程改革草案中也提到:“学生应该对科学原理及理论的历史发展有一些基本的了解”。
我国新颁布的科学课程标准也强调学生必须领悟科学的本质。
因此,科学教师有必要在科学教学中促进学生对科学本质的了解,以达成科学教育的总目标。
但是,对科学本质及其教育价值的研究一直没有引起我国基础科学教育界的重视,当前的科学教育改革迫切需要人们重新认识科学本质及其教育价值,并采取有效对策加强科学教育,以提升学生的科学素养。
一科学的本质从词源学上看,英文“科学”( science) 一词来源于拉丁文中的scientia ,意思是知识、求知,即有知识,而不是误解或无知。
关于“科学是什么”,长期以来,科学家、科学哲学家、科学史学家等一直在进行激烈的争论。
英国的科学哲学家乔治·奥威尔认为“科学一般被定义为:(1) 精确科学,如化学、物理等;(2) 一种通过逻辑推理从观察到的事实得出可验证的结论的思维方式”。
美国著名科学哲学家G·萨顿在《美国百科全书》中把科学理解为:“科学为系统化的实证知识”。
我国学者郭湛在《中国大百科全书·哲学》中认为:“科学是以范畴、定理、定律形式反映现实世界多种现象的本质和运动规律的知识体系”。
还有的观点认为:科学是人类籍此获取对外界环境控制的行为模式。
按照这种观点,科学不仅包含理论知识,而且包含技术。
也有人提出:科学既是系统的知识体系又是探究活动。
科学与技术是两个不同的概念,科学是理论形态的知识体系,而技术则是应用理论知识来解决实际问题。
《美国国家课程标准》则认为:科学的目标是探知自然,技术的目标是对这个世界加以改造使之适应人类之需。
而美国科学促进会在其制定的“2061 计划—面向所有美国人的科学”中,从科学世界观、科学探究、科学事业三个方面对科学的本质进行了阐述:1.科学世界观科学家对他们所从事的工作以及他们如何看待自己的工作都有一些基本的信念和态度,它们与自然世界的性质和我们对它的了解有关。
自然辩证法科学观与科学方法论第四章科学本质论自然辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分,它对于深入理解自然界的规律和人类社会的发展具有重要意义。
科学观与科学方法论是在自然辩证法指导下形成的一种科学的认识和研究方法。
本文将对自然辩证法、科学观和科学方法论的关系进行探讨。
首先要明确的是,自然辩证法是一种对于自然界普遍存在的辩证规律进行科学研究的方法论。
它认为,自然界是一个充满了矛盾和斗争的系统,各种事物都是在矛盾和斗争中不断发展演变的。
自然辩证法通过对事物的发展过程中矛盾和斗争的分析,揭示了它们发展演变的规律。
这种观点对于我们认识和改造自然界具有重要的指导意义。
科学观是人们对于科学研究对象的一种认识态度和方法。
在自然辩证法指导下,科学观强调科学研究的客观性、系统性和实践性。
科学家要以客观、科学的态度来研究自然界,努力寻求真理。
科学观认为,科学研究是一个长期的、不断积累的过程,它需要有系统的观点和研究方法来推进研究的发展。
同时,科学观也强调科学研究的实践性,只有通过实践才能验证和检验理论的正确性。
科学方法论是科学研究的方法和规范。
在自然辩证法的指导下,科学方法论提供了一套系统、科学的研究方法。
科学方法论包括问题提出、实验观察、数据收集、理论建立、验证和应用等环节。
科学方法论强调全面系统地研究事物,通过实验观察和数据收集来获取可靠的实验结果,并在此基础上建立理论模型。
然后通过验证和应用,不断完善和发展理论模型,使之更好地解释自然界的规律。
科学本质论则是对于科学的本质和特点进行的理论探讨。
科学本质论认为,科学是人类认识和改造自然的一种特殊的知识形态,具有客观性、系统性和能动性。
科学本质论认为,科学是一种对于客观事物进行规律性认识的有组织的、有目的的活动。
科学具有一定的规范性和普遍性,科学知识是有条件地、具体地通过实践活动形成的。
总而言之,自然辩证法在科学观和科学方法论的指导下,帮助我们更好地认识和研究自然界的规律。
第四章科学的本质和科学知识的构成1.如何理解科学的本质①客观真实性:科学知识的客观真理性,在于它具有不以人的意志为转移的客观内容,所有的科学知识都坚持用物质世界自身来解释物质世界,不承认超自然的、神秘的东西。
科学事实、科学定律、科学假说、科学理论无一例外的都是以科学实践为基础,要经受科学实践的反复检验。
科学具有内容上的客观真理性,是科学知识最根本的属性。
②可检验性:科学的结论不是笼统的、有歧义的一般性论述,而是确定的、具体的命题,它们在可控条件下可以重复接受实验的检验。
可检验性要求对科学知识所涉及的内容给予明确的解释,并推导出特定的可以检验的论断,还应当预言今后可能得出的实验事实。
辩证唯物主义认为,科学实践既是检验科学知识的真理性标准,又是推动人类认识发展的动力。
对科学来说,任何正确的思想,都必定有检验它的方法。
科学的真理性,正是由它所具备的可检验性加以保证的。
③系统性:科学的系统性,表现为科学知识是有结构体系的。
其一,科学是组织起来的系统化的知识,它将客观知识采用概念、判断、推理法、等思维形式准确表达出来,构成了有机的严密的逻辑系统。
其二,科学知识作为人类的知识成果,既有经验知识,又有理论知识。
④主体际性:科学知识作为社会意识形式,应当被不同认识主体所理解,接受不同认识主体用实验进行反复检验,并在他们之间畅通地进行讨论、交流,这就是主体际性。
2.科学理论有哪些基本构成及其特征科学理论是系统化的科学知识,是关于客观事物的本质及其规律性的相对正确的认识,是经过逻辑论证和实践检验并有一系列概念、判断和推理表达出来的知识体系。
科学理论是在观察与时间的基础上,运用理性的方法(比较、分析、综合、归纳与演绎、溯因与类比等方法)整理感性材料,从而形成与发展起来的。
科学理论是由三个基本的知识元素组成的:基本概念;联系这些概念的判断即基本原理或定律;由这些概念与原理、定律推演出来的逻辑结论,即各种具体的规律和预见。
第四章科学的本质和科学知识的构成第一节科学的本质构成科学的并非事实本身,而是整理事实的方法。
——Karl Pearson科学“不是存在于书里、机械中、有数字的报告中,而是存在看不见的内心世界中”。
——K. Hoover & T. Donovan科学是一门自由的研究艺术——美国科学促进会▪“科学”这个词,源于中世纪拉丁文“Scientia”,原意为“学”、“知”。
▪当代汉语的“科学”一词译自英文或法文的science。
▪在旧中国起初一直译为“格致”.▪后来受日本影响译为“科学”。
日本人用这个词表示西方分科的学问与中国不分科的儒学相对应。
▪1897年,康有为在其《日本书目志》中引进了这个词。
日本人的上述理解被20世纪初年的中国知识界所接受。
▪由于科学及其活动的多样性,至今还没有一个公认的定义。
▪英国著名科学家贝尔纳指出:“科学在全部人类历史中确已如此地改变了它的性质,以致无法下一个适合的定义”,“科学不是个能用定义一劳永逸地固定下来的单一体”。
[1] 也许一个严格的定义反而会使其精神实质被阉割。
▪尽管科学难以定义,但仍然可以从不同维度考量科学及其特性。
▪[1] 贝尔纳.历史上的科学.伍况甫等译.北京:商务印书馆.1983.6.1、科学的涵义——它的各种形象▪马克思的认识:科学和工业是“人对自然界的理论关系和实践关系”。
科学是一种社会的、精神生产领域的劳动。
科学是生产力。
科学是观念的财富又是实际的财富。
▪人们进一步的认识:科学是一种社会建制科学是一种文化科学是一种方法。
科学和工业是“人对自然界的理论关系和实践关系”▪人类正是在改造自然的过程中获得了对自然界的认识,并且随着实践的发展不断地使认识从初级的经验形态发展到高级的理论形态,出现了作为认识认识活动成果的科学;▪与此同时,科学成为进一步认识和改造自然的锐利武器。
正是科学的巨大力量,使得人类改造世界的能力得到了空前的高。
科学是一种社会的、精神生产领域的劳动▪在现代社会中科学是由科学劳动者、科学劳动对象、科学劳动资料、科学管理等要素构成的,大规模的、有目的、社会化的生产知识的社会劳动。
第二编科学观与科学方法论人类是通过科学来认识自然界的,本编依据自然观、认识论和方法论相一致的原理,围绕科学理论的形成与发展,以科学问题为起点,研究通过观察和实验获取科学事实的经验方法,研究经由科学抽象、运用各种科学思维形式建立假说和检验假说的方法,在此基础上进一步探讨科学理论发展的多元模式和创造性思维的激发机制。
第四章科学的本质和科学知识的构成从认识史上看,把科学作为独立的研究对象,是在科学从包罗万象的自然哲学中分化出来,并建立了以实验为基础的理论体系之后。
本章以科学的整体为研究对象,阐述科学的本质、科学知识的构成、科学的价值,这是马克思主义科学观的重要组成部分。
第一节科学的本质一、科学的涵义及性质1.科学的涵义马克思主义对科学的本质做出以下深刻的论述:其一,科学和工业是“人对自然界的理论关系和实践关系”。
其二,科学是一种社会的、精神生产领域的劳动。
其三,科学是生产力。
其四,科学既是观念的财富又是实际的财富。
随着科学日益渗透到社会的各个方面,科学已经成长为社会的一项极为重要的事业,人们从各种不同的角度对科学与社会、科学与文化、科学与方法论的关系进行深入的探讨,形成了以下几种观点:其一,科学是一种社会建制。
其二,科学是一种文化。
其三,科学是一种方法。
综上所述,现代科学是由多种基本要素组成的复杂整体,只有把有关科学的各种涵义当做一个具有内在联系的系统来把握,揭示各种涵义之间的联系,才能全面地、综合地认识科学的本质。
贝尔纳把现代科学的主要特征概括为六个方面:一种建制;一种方法;一种积累的知识传统;一种维持或发展生产的主要因素;构成我们的各种信仰和对宇宙和人类的各种态度的力量之一;与社会有种种相互关系。
2.科学作为社会意识形式的性质自然科学是研究自然界物质的形态、结构、性质和运动规律的科学。
它的目的在于认识自然规律,为人类正确改造自然开辟道路。
一般而言把现代自然科学分为基础理论科学、技术科学和应用科学三大类。
自然辩证法与科学教育自然辩证法是一种哲学方法和思维方式,旨在理解和解释自然界的现象和规律。
它与科学教育息息相关,因为科学教育的目的之一就是培养学生运用科学思维和方法来探索自然世界的能力。
本文将探讨自然辩证法与科学教育之间的关系,以及如何在教学中将两者有机结合,以促进学生科学素养的提升。
一、自然辩证法简介自然辩证法起源于古希腊哲学家亚里士多德提出的“动静统一”的思想。
它认为事物的运动和静止相互依存、相互转化,并且事物内部存在着辩证的矛盾。
自然辩证法强调整体观念和综合思维,它不仅关注事物的片面现象,更重视事物的内在联系和相互作用。
二、科学教育的目标科学教育的目标是培养学生的科学素养,包括科学知识、科学思维和科学方法。
科学素养既包括对科学事实的了解,也包括对科学过程的理解和能力的培养。
科学教育的目标是使学生能够理解科学的本质、价值和应用,发展逻辑思维、观察和实验等科学方法,培养创新精神和科学精神。
三、自然辩证法与科学教育的关系自然辩证法和科学教育有相似的目标,都强调整体思维、系统思考和逻辑推理。
自然辩证法强调辩证思维,注重事物间的相互联系和发展,而科学教育注重培养学生的观察、实验和推理能力,以及批判性思维。
因此,自然辩证法为科学教育提供了一种思维方式和方法论的支持。
同时,科学教育也为学生理解和应用自然辩证法提供了实践的机会。
四、将自然辩证法融入科学教育的实践1. 提倡整体思维:在科学教育中,教师可以引导学生通过观察、实验和分析,理解事物的全貌和内在联系。
鼓励学生从多个角度思考问题,培养整体思维的能力。
2. 强调实践与理论的结合:科学教育应注重学生的实践能力培养。
通过让学生进行实验、观察和调查等实际活动,使他们能够将理论知识应用到实践中,并从中获取新的知识和经验。
3. 开展课题研究与探索:在教学中引入一些开放性的科学问题,鼓励学生主动提出研究课题,并进行深入的探索和研究。
这样可以培养学生的创新思维和探索精神。
近年来,科学教育界越来越重视科学本质的教育,认为这是提高学生科学素养的核心。
美国在1996年颁发的国家科学教育课程标准中明确地将科学本质的相关理念放进课程标准中,另外,英国的科学教育协会,在1983年的课程改革草案中也提到:“学生应该对科学原理及理论的历史发展有一些基本的了解”。
我国新颁布的科学课程标准也强调学生必须领悟科学的本质。
因此,科学教师有必要在科学教学中促进学生对科学本质的了解,以达成科学教育的总目标。
但是,对科学本质及其教育价值的研究一直没有引起我国基础科学教育界的重视,当前的科学教育改革迫切需要人们重新认识科学本质及其教育价值,并采取有效对策加强科学教育,以提升学生的科学素养。
一科学的本质从词源学上看,英文“科学”( science) 一词来源于拉丁文中的scientia ,意思是知识、求知,即有知识,而不是误解或无知。
关于“科学是什么”,长期以来,科学家、科学哲学家、科学史学家等一直在进行激烈的争论。
英国的科学哲学家乔治·奥威尔认为“科学一般被定义为:(1) 精确科学,如化学、物理等;(2) 一种通过逻辑推理从观察到的事实得出可验证的结论的思维方式”。
美国著名科学哲学家G·萨顿在《美国百科全书》中把科学理解为:“科学为系统化的实证知识”。
我国学者郭湛在《中国大百科全书·哲学》中认为:“科学是以范畴、定理、定律形式反映现实世界多种现象的本质和运动规律的知识体系”。
还有的观点认为:科学是人类籍此获取对外界环境控制的行为模式。
按照这种观点,科学不仅包含理论知识,而且包含技术。
也有人提出:科学既是系统的知识体系又是探究活动。
科学与技术是两个不同的概念,科学是理论形态的知识体系,而技术则是应用理论知识来解决实际问题。
《美国国家课程标准》则认为:科学的目标是探知自然,技术的目标是对这个世界加以改造使之适应人类之需。
而美国科学促进会在其制定的“2061 计划—面向所有美国人的科学”中,从科学世界观、科学探究、科学事业三个方面对科学的本质进行了阐述:1.科学世界观科学家对他们所从事的工作以及他们如何看待自己的工作都有一些基本的信念和态度,它们与自然世界的性质和我们对它的了解有关。
(1)世界是可知的。
(2) 科学理论是变化的。
(3) 科学知识的持久性。
(4) 科学不能为所有的问题提供全部的答案。
2.科学探究科学中不同的学科,对证据的依赖、利用假设和理论、应用逻辑等很多方面是相同的。
不过,科学家们在确立研究对象、如何开展工作、是重视历史资料还是实验发现、应用定性还是定量方法、如何应用基本理论以及吸收多少其他科学家的研究成果方面是大不相同的。
尽管如此,由于科学家们不断进行着技术、信息和概念的交流,所以他们对构成有效科学研究的要素是有共识的。
离开了具体的科学研究,科学探究就难以表述,没有简单的、固定的科学探究模式,但科学的一些特点使科学探究模式具有下列明显的特征:(1) 科学需要证据。
(2) 科学是逻辑与想象的结合。
(3) 科学能进行解释和预见。
(4) 科学家需要明辨是非,避免偏见。
(5) 科学不奉行独裁主义。
从长远的观点看,理论由其结果来评判,即当某人提出新的或改进的理论后,如果它比以前的理论解释更多的现象或回答更重要的问题,那么新理论就会逐渐地取代以前的理论。
3. 科学事业科学作为一项事业,有个人、社会和机构三个维度。
科学活动是当今世界的主要特征之一,与其它特征相比,它也许更能把我们的时代与以前的时代区别开来。
(1) 科学是一项复杂的社会活动。
由于科学具有社会属性,所以科学信息的传播是科学进步的关键。
(2) 科学分为不同学科,在不同的机构中进行研究。
科学分为不同学科的优点是,它们可以为组织研究工作和研究结果提供有内在一致性的概念结构。
(3) 科学研究中有普遍接受的道德规范。
准确记录、光明磊落、重复验证、以同行科学家的评判为支撑等一直是大多数科学家所恪守的职业道德传统。
但是,有时由于首先公布一种理论或观察结果所带来的名誉上的压力,一些科学家可能不愿意公开自己的研究信息,甚至伪造他们的发现结果。
(4) 科学家在参与公共事务时,既是专家又是公民。
通常,科学家能帮助公众理解一些事件发生的可能原因或可能性,能证明哪些想法是不可能的。
与科学有关的公共问题和科学研究相比完全不同。
涉及到公众利益时,与其他人一样,当自己的利益、个人的利益、合作者的利益、团体的利益或社区的利益受到威胁时,科学家们同样会产生偏见。
综上所述,科学就其本质来讲,实际上是人类对所观察或认识到的自然现象进行的合理解释或说明。
为了使其具有可靠性、准确性和预见性,人们应用了逻辑、数学以及实验的方法,使其形成经过验证、系统的知识体系。
自然界的复杂性、无限性以及人类认识的有限性,需要人们不断地进行科学探索才能逐步认识大自然运行的规律。
由于科学是人类努力奋斗的事业,所以科学与人类社会的发展有着密切的关系,同时人及其所处社会的价值观、道德观等对科学探究活动也会产生深刻的影响。
二科学本质的教育价值1. 有利于学生形成正确的科学观科学观包括科学的知识观、价值观、发展观等。
科学观与科学的本质紧密相连,正确的科学观的形成离不开对科学本质的认识。
开展科学本质教育有助于学生理解科学的探究本质,形成正确的科学观,具体地说,能促使学生从以下四个方面理解科学的本质:(1)理解所有的科学观念都不是最终真理,在原则上都要进行改进,但一些基本概念已经经过大量的实验证实,在未来不可能有大的变化;(2)科学家通过观察、实验、理论模型和数学模型来构建和检验对自然界的解释,当遇到与已有的解释不一致的新的实验证据时,就要改变关于自然界的概念;(3)在研究过程中,如果缺乏大量实验性和观察性证据,科学家们对同一现象作出不同的解释是正常的,不同的科学家可能会公布不同的实验结果,或者从同样的数据中得出不同的结论,但科学家会认识到分歧并努力消除分歧;(4)对已公布的科学研究成果加以评价,包括审查过程、检验证据、找出错误推理,对同样的观察结果提出不同的解释。
上述科学本质观有利于学生形成以下科学观:从认识论角度看,科学是一种相对稳定的理论知识体系;从方法论上看,科学是一个永无止境的探究活动;从社会学角度上看,科学是一种人类的事业,科学会受社会文化、政治、经济及个人主观因素的影响。
2.有利于学生体验科学的方法与过程科学不只是人类认识自然的智慧成果的结晶—系统化、理论化的知识体系,科学更是人类探究自然界奥秘的过程。
在这个过程中,人类要进行观察、猜想、假说、实验、操作,最终形成科学结论。
开展科学本质教育,有利于学生体验科学家在科学探索中走过的艰难历程,进而认识到科学不是一帆风顺的事业,而是充满挫折、失败、谬误、猜想、顿悟的不断探索的过程。
正如爱因斯坦在谈及他创立广义相对论时所说“这些都是思想上的谬误,使我艰苦工作了整整两年,直到1915年我才终于认清它们确实的谬误。
”“在最后突破、豁然开朗之前,那在黑暗中对感觉到了却又不能表达出来的真理进行探索的年月,那强烈的愿望,以及那种时而充满信心,时而担忧疑虑的心情—所有这一切,只有亲身经历的人才能体会到。
”3. 有利于培养学生的批判精神恩格斯在谈到科学家的科学精神时,曾十分中肯地指出:“怀疑、批判”的头脑是科学家的一个“主要仪器”。
可见,恩格斯是多么重视科学的怀疑批判精神。
科学的怀疑批判精神是一种理性探索精神,它对于现有的认识都要问一个为什么,都要追根溯源,看看是否有科学依据,依据是否充分,有没有内在的逻辑矛盾,决不是盲目地崇拜或迷信,而是努力寻求新的突破口,为创新开辟道路。
进行科学本质教育,有利于培养学生的怀疑批判精神,因为科学本质教育有利于学生正确认识科学的发展史,而科学的发展与进步的历史,就是科学怀疑的历史,就是科学家不断克服错误、追求真理的历史。
例如,日心说正是在怀疑地心说的基础上提出来的。
关于科学史,诺贝尔奖获得者汤力秀树说过一段发人深思的话:“当回顾理论物理学的历史时,我们说得过分一些几乎可以称为错误史。
在许多科学家提出的所有理论中,大多数是错误的,因而没有生存下来。
只有少数正确的理论才继续生存。
……但是,没有少数成功背后的许多失败,知识就几乎不可能有任何的进步。
”因此,对学生进行科学史教育,的确能够培养学生的批判精神。
“向学生追溯一项发明的历史,向学生指明在发明者道路上经常出现的各种困难,以及他们怎样战胜它们、避开它们,最后又是怎样趋近于那从未达到的目标,再没有比这种做法更适于启发学生的批判精神、检验学生的才能的了。
”4.有利于培养学生的科学情感科学是富有情感和人文内涵的。
萨顿认为,一旦让学生理解科学的起源和发展,科学就会显示出它的人文性,而且人文内涵丰富。
所以,进行科学本质教育,可以促使学生更好地理解、评价、欣赏科学事业,科学家的探索过程更能激发其对科学探索的热情、勇气与欲望,培养其坚忍不拔的意志品质。
竺可祯记录气候和物候日记(除1936年以前的因在抗日战争中散失外),从1936年1月到他逝世前一天,累计38年零3天,没有一天间断。
科学研究可能在深山、冰川、极地、荒漠、原始森林甚至太空中,即使在实验室也可能条件十分艰苦,如居里夫人在十分简陋的实验室中连续多年才从几吨废铀渣中分离出镭。
“英雄们一砖一瓦地建造了科学大厦,他们经受多少痛苦的斗争,表现出多大的坚忍不拔,这些事情,如果青年们知道得更多一些,不是将会以更大的勇气和热忱工作么?不是对科学怀有更深的尊敬么?不是会更加渴望进行某些不谋私利的研究么?或者,至少,他们看到科学事业在接踵而来的困难中完成,并曾分享欢乐与陶醉,不是会更好地评价全部科学事业的伟大与壮丽么?”三对当前我国科学教育改革的一些思考对科学本质的理解,对于全面准确地认识和把握科学教育的特点和规律、切实地改善和提高教师的科学教育观念和行为、促进学生科学素养的发展,具有重要意义。
上述对于科学本质的探讨和分析,引发了我们对当前科学教育及其改革的许多思考。
1.关于科学教育目标和内容的思考科学教育的最终目标是培养具有科学素养的人,这已经成为科学教育界的共识。
但对于科学素养的内涵,研究者们的认识却各不相同。
美国《国家科学教育标准》将科学素养概括为统一的科学概念和过程、作为探究的科学、科学学科内容、科学与技术、个人和社会视野的科学、科学的历史和本质等内容。
欧阳钟仁认为,科学素养包括了解并正确运用科学概念,运用科学过程的技巧,明了科学的本质及科学事业,明了科学、技术与社会间的关系,具备发展与科学有关的实用技术,将探究科学当成终身嗜好,具备严正的科学态度和价值观等七个方面。
而王素则认为,科学素养包括四个核心要素,即对科学技术的理解,对科学、技术、社会三者关系的理解,科学精神和态度,运用科学技术解决日常生活及社会问题的能力等。