科学的三个基本要素

科学素养的涵义

现代素养观认为，人的素养是人的先天察性与后天沉淀个体内化的有机结合，是人们的潜在力量的重要标志。人的科学素养、道德素养、审美素养与生存素养是人的社会素养的四大支柱，是人在与自然界、与社会谐发展、共同前进中追求真理、探索未来、创造世界的基本要素，其中科学素养则是这一要素的核心和基础。

“科学素养是运用科学知识，确定问题和作出具有证据的结论，以便对自然世界和通过人类活动对自然世界的改变进行理解和作出决定的能力”。 “科学素养包括运用科学基本观点理解自然世界并能作出相应决定的能力。而我国多数学者认为“科学素养是以正规教育为基础，通过日常学习和媒体等多种渠道所提供的信息而逐步积累形成的对科学技术的理解能力”。

科学素养的基本要素

目前对于科学素养的基本要素也存在着各种表述。像国际学生科学素养测试大纲(PISA)提出:“科学素养”应由科学知识、科研过程、科学对社会的作用三方面构成。我国学者根据国内科学教育课程的改革，也提出了许多关于科学素养的基本要素的表述。如有的学者提出科学素养由哲学、心理、认知三个层面组成:1.哲学层面，指科学观念即科技价值观;2.心理层面，指由科学精神(包括等组成;;3.认知层面，包括科学知识、科学方法和科学实践能力。另外有的学者提出科学素养基本要素为::1.科学知识与技能;2.科学方法与能力;3.科学行为与习惯:4.科学精神、态度与价值观关于科学素养的涵义和基本要素都没有一个统一的标准，可结合当代社会科技教育的水平和国际潮流提出相对合理的基本符合时代特点表述。目前我国较为公认的一种表述是将科学

素养的基本要素分为

1.科学知识与技能科学知识是各种知识的汇总，包括科学理论知识、科技应用知识及各种科学信息。科学技能是主体在己有知识经验的基础上，经练习形成的完成某项科学任务所采取的活动方式。

2.科学方法与能力科学方法是人们在科学研究中所遵循的途径和所运用的各种方法和手段的总称。它是人们揭示客观世界奥秘、获得新知识、探索真理的工具。科学方法通常指各个科学部门中较为通用的一般科学方法，其中包括观察方法、实验方法、调查方法、测量方法等获取经验材料或科学事实的一般方法，还包括分析、综合、归纳、演绎、类比等逻辑方法以及假设方法、思想实验、理想化方法等。

- 1 - 力学的三要素

力学是自然科学中最重要和最广泛应用的学科之一，它研究力与物体运动之间的关系。力学的基本原理和定律可以追溯到古希腊学者亚里士多德的时代，当时“力”的概念尚未引入科学中。后来，伽利略、牛顿等人将“力”作为一种物理概念概括出了力学规律，从而标志着力学的开端。现今，力学已经发展为一门完整的学科，受到了广泛的重视和应用。力学的三要素是力、质点和物体的位置。

力是一种物理概念，它表示物体间发生的相互作用。力可以作用于单个物体，也可以作用于物体之间，使物体间有联系。由于它是一个物理属性，力可以用数量来描述，称为功率。根据力的性质，可以将力分为推力、拉力和旋转力等不同类型。

质点是用来指定物体位置的一种基本单位，它的大小只与物体的位置有关，而与物体的形状和物质无关。用质点来描述物体的位置，可以用坐标来表示，例如，用(x，y，z)的坐标来表示一个质点的位置。质点可以用来分析物体的运动轨迹和速度，因此它也是力学研究中的重要概念。

物体的位置是指体系内物体在某一特定时刻所处的位置，它是物体形状和物质不变的前提下，物体与其他物体之间的相对位置关系。物体的位置可以用两种方法表示：绝对位置和相对位置。绝对位置指的是物体在实际空间中的位置；而相对位置指的是物体相对于其他物体的位置关系。 - 2 - 力学的三要素是力、质点和物体的位置，它们共同决定了物体运动的轨迹和速度。古希腊学者亚里士多德就把力作为一个物理概念概括出了力学规律，并以此为基础发展出了一系列力学定律，使力学受到了广泛的重视和应用。伽利略、牛顿以及后来出现的力学理论，都把力、质点以及物体位置作为基本的建模元素，研究各类现象十分有效。

从力学的基本原理来看，力与物体运动之间有着密切的联系。运动的原理本质上是动量守恒定律，即物体在受到力的作用下，它的动量不断改变，而动量随着时间增加或减少，物体的运动状态也不断变化。质点和物体的位置可以用坐标表示，通过对物体的位置和速度的计算，可以得出物体的运动轨迹，即可知物体的状态和动量。

科学研究三大基本要素中的媒介或方法

科学研究的三大基本要素是：观察、实验和理论。观察是科学研究的起点，实验是验证观察结果的手段，理论是对观察和实验结果进行解释和概括的工具。在科学研究过程中，媒介或方法在这三个基本要素中发挥着重要的作用。

首先，观察是科学研究的基础和起点，而观察的媒介或方法主要通过人的感知器官来进行。人们通过眼睛、耳朵、触觉等感官器官来观察自然界中的现象和事物，收集和记录相关的信息。观察的媒介也可以通过现代科学仪器来增强和扩展人的感知能力，例如望远镜、显微镜、计算机模拟等。这些仪器可以帮助科学家观察到人眼无法直接观测到的微小或遥远的物体、现象或事件。

其次，实验是科学研究中重要的验证手段，可以通过实验来检验观察结果的可靠性和有效性。实验的媒介或方法包括实验设备、实验样本、实验条件等。在物理学、化学和生物学等实验科学中，科学家通常利用实验室中特定的设备和仪器来进行实验，并通过对实验过程和实验数据的记录来推断和验证观察结果。实验方法也可以通过控制变量、随机抽样、双盲实验等方式来防止干扰和提高实验结果的可信度。

最后，理论是科学研究的重要组成部分，它通过对观察和实验结果的整理、分析和推断，提出解释和概括现象背后的规律和原理。理论的媒介或方法主要是逻辑推理和数学建模。科学家根据已有的知识和观察结果，运用逻辑思维和推理方法来构建理论模型，用以解释和预测实际现象，并进行实验证实。此外，科学研究还借助于数学的工具来描述和分析现象背后的数学关系，建立数学模型以支持理论的推断和验证。

除了以上的三个基本要素，科学研究还借助了其他的媒介或方法来辅助研究工作，例如文献调研、数据收集和分析、计算机模拟、统计分析等。文献调研是获取已有研究成果的重要途径，有助于科学家了解前人的研究成果和思路，避免重复和借鉴借鉴经验。数据收集和分析是科学研究中重要的环节，科学家通过设计问卷、实地调查、统计数据等方式来获取和处理实验结果，进行定量或定性的分析和解读。计算机模拟是一种重要的科学研究方法，通过编写计算机程序对复杂的物理、化学和生物过程进行模拟和预测，为实验提供理论依据和辅助验证。统计分析则用于对实验和观察结果进行概括和推断，通过统计方法来评估观察和实验结果的可信度和显著性。

教育研究方法概述

一、教育研究方法的界说

1、教育研究与教育研究方法

概念

教育研究：与所有科学研究一样，同样有三个基本要素组成：客观事实、科学理论（核心）、方法技术。同样执行者解释、预测和控制的功能，只不过是研究对象的特点不同。

教育研究方法：是按照某种途径，有组织，有计划，系统的进行教育研究和构建教育理论的方式。他是以教育现象为对象，以科学方法为手段，遵循一定的研究程序，以获得教育科学规律性知识为目标的一整套系统研究过程。它的两层含义为：一种知识的体系（思维方式）一种行为准则（行为方式）【创造知识+整理知识】

教育科学研究的效度：结论的准确解释性（内在效度）和结论的普遍性（外在效度）。

内在效度：研究结果能被有把握的准确解释的程度。

外在效度【不宜过分强调】：研究结果能被推广到更大人群和其他条件中去的程度

教育科学研究的信度：研究的方法、条件和结果是否可以重复，是否具有前后的一致性，即研究的可靠性。它包括内在信度和外在信度。

内在信度：在给定相同条件下，资料搜集、分析和解释能在多大程度上保持一致。

外在信度：一个独立的研究者能否在相同或相似的背景下重复研究并得到相同或相近的结论，指的是研究的可重复性。

特点

教育科学研究方法具有一般科学研究的特点（共同点）：

 研究的目的在于探索规律，已解决重要的理论与实践问题为导向。

 有科学假设和对研究问题的陈述，研究问题有明确的目标和可供检查的指标。

 有科学的研究设计，准确系统的观察记录和分析，并收集可靠地技术资料数据。

 强调方法的科学性。

 具有创造性，及对原有的理论体系、思维方式以及研究方法有所突破。

教育科学研究区别于自然科学、思维科学研究的独特特点（不同点）：

 带有很强的综合性和整体性

 研究的周期较长

 针对性、实践性强

 教育科研工作者与实践工作或者积极参与，有广泛的群众基础。

2、教育研究方法学科的研究对象和理论体系