论实现科学本质教育的前提条件

[摘要]理解科学自身的特质，首要工作是把科学从与其相关的事物中区分开来。实现科学本质教育，从外部支持性条件而言，要作两种区分：把科学与学生日常经验区分开，实现学生能动地构建科学知识；把科学与技术区分开，避免技术代替科学，提升学生学习科学过程中的真实体验。在区分科学与日常经验认识以及科学与技术的基础上，就内部核。条件而言，要坚持科学的假说属性，弱化教师的真理代言人她位，创设和谐民主的教学环境，使学生成为知识的建构者，从而实施科学探究教学。

[关键词]科学教育；科学本质；日常经验

鉴于科学对人类社会广泛而重要的影响，近年来，在科学为大众理念引导下，理科教育发生了深刻的变革，关注点逐步从知识范围的记忆演变为对所学内容的深度理解。对科学深度理解的重要命题之一则是：如何使学生能够认识科学的本质，以明确“科学是什么”

“科学能做什么、不能做什么”等问题。

理解事物的特质，首要工作是把它从与其相关的事物中区分开来。科学本质教育的最基本前提是把科学同日常经验、技术区分开来。在以上两种区分的基础上，还要审视理科教育中秉承“何为科学”的观念。如何避免科学哲学领域的各种有关争论，根据我国实际来构建合理的科学观是很重要的。

一、超越日常经验认识，理解科学知识的基于科学事实的发展过程

(一)明确日常经验对科学学习的干扰

科学对自然界的解释源于人的日常生活经验但又高于日常生活经验，日常经验对学习科学既有支撑性作用，也有干扰．陛影响。

学生在日常生活中会通过各种方式感知自然界而产生一些属于个人的经验，并在经验的基础上主动思考，尝试建立联系和回答为什么，从而形成日常知识。这种个人的日常知识明显具有个体差异性和文化陛，还具有零散性以及自相矛盾等特点。

学生在日常生活中形成的个人知识，有些是对客观世界的朴素观念，有些则是完全与科学知识相悖的迷思观念。虽然朴素观念具备科学知识的某些属性，但不会自发上升为系统、抽象的科学知识；错误观念更不会轻易改变而成为科学知识，所以从日常知识到科学知识是艰难的、能动的再建构过程。

首先，来自迷信与伪科学的干扰。科学作为对自然界的解释总是有限的，总会有解释不了的领坷让迷信或伪科学钻了空子。在把日常的知识转变为科学知识和观念的过程中，我们不能指望科学知谚知一劳永逸地给出关于自然界的所有答案，从而战胜迷信和伪科学。具有科学思维方式和思维品质是最根本的武器。

其次，科学理论和科学思想不可能从朴素的经验、直观的概括中提升出来。科学知识(如概念、理论等)是抽象的，往往隐藏在事物的后面，需要借助科学思维和科学方法才能揭示事物的本质。

再次，学生前概念中的迷思观念具有较强的顽固性和隐蔽性。因其先人为主，又是自己切身体验到的东西，而且也能解释某些现象，学生往往对自己的这些前概念深信不疑，并试图将其迁移到对新环境、新现象的解释中去。仅通过说教的方式很难暴露迷思观念的隐蔽陛并转变其顽固性。

研究表明，人们对自然世界的认识主要有三种方式：通过个人对世界的观察和经历而发现的：他人告诉而获得的；采取有意义的途径将发现得来的和接受来的知识内化，自己建构知识。通过发现和他人告诉而获得的知识是重要的，但发现和接受来的知识需要被内化并使其具有个^意义，才能对于理解自然世界具有积极意义。对于个人发现的知识，需要教师的引导实现去情景化，从而使其具有更广泛的作用。他人告诉的知识只有在其他新环境中通过具体的实践活动尝试解决问题时才变得有意义。

(二)科学推理是科学理论建构的关键

科学知识包括事实性知识、概念性知识以及定律和理论性知识。在这个由具体知识到抽象知识的建设中，科学知识“摩天大楼”的坚固性主要取决于选材以及建筑设计。在科学大厦的建立中，科学事实如同材料，科学推理过程如同建筑过程。

科学事实是构建科学知识体系的基石。它不同于一人一事的轶事，也不同于不以人的意志为转移的客观事实。人对世界的认识，不是被动的物理成像过程，同时人也不能随意渲染客观世界。科学事实是中性观察与理论负荷辩证统一的结果。许多科学事实隐藏在纷杂现象的背后，无法直接通过观察而感知，需要通过实验方法，发挥人的主观能动性来排除次要、偶然因素的干扰，简化、纯化研究对象，揭示科学事实。

要实现科学知识的自我构建，材料的选择必须得到学生的认可。所以，在这个过程中学生应能够区分观点与事实、排除迷思概念的干扰而甄别出科学事实，从而为实现自我构建科学理论奠定基础。

科学是理性的、逻辑的，但并不意味着科学理论建设只受形式逻辑规则支配。经验和逻辑是科学理论确立的基本因素，从根本上讲，理论的正确性就是要看它是否和科学事实相符。因此，从感性认识经由知性认识达到理性认识，进而形成科学理论，其中更重要的是基于科学事实的科学推理。爱因斯坦指出：“要走向理论的建立，当然不存在什么逻辑的道路，只能通过构造性的尝试去摸索，而这种尝试是要受支配于对事实的知识的缜密考察的。”

二、避免技术代替科学。提升学习科学中的真实体验

科学技术的进步为我们生活的各个方面提供了更多的便利，但同时“技术的发展造成了知识与生活世界的分裂”，不但掩盖了科学的真面目，而且使学生远离自然，造成师生间经验隔阂加深的情况。

(一)科技一体化中的科学

随着科学技术一体化趋势的加强，人们往往把科学和技术理解为一回事，统称“科技”，“这样的淆同坏处极大，至少使真正的科学观念输入不了，真正的科学也就上不去了”。在理科教学过程中，在坚持科学与技术不可分割、相互促进的同时，要把通过制造以满足社会需要的技术与认识自然界、揭示自然世界运动规律的科学分开；要把从使用技术所产生的技术规范与科学中的自由探索分开；要把技术上的追求物质利益和功利价值与科学研究的溯本求源分开，从而发展科学思维和精神。

(二)真实体验是实现科学本质教育的重要通道

随着科学技术的发展，学生已经越来越远离自然生活，没有或少有亲身经历天然自然的日常经验。在科学技术不发达的时代，人们更多地是直接亲历天然自然，创造科学与技术。当今，人们更多接触的是由技术所产生的人工自然而非天然自然，这种技术所制造的人工自然割裂了人与自然、人与科学间的直接接触，在很大程度上阻碍了人的全面发展。这种技术异化所产生的社会问题正是技术哲学成为一门学科的重要缘由。

计算机技术的发展，尤其是多媒体技术的使用，为理科教育提供了更多的便利，对促进学习科学起到了积极的作用。展示图片、播放录像等方式可能是解决学生生活经验缺乏的一剂良药。但在微观事物宏观化、抽象事物具体化、真实事物模拟化等过程中，模型永远不代表真实，使用不当甚至会

过犹不及，使学生误解事物的本来面目。

为解决技术人造物的不断丰富造成的学生日常经验缺乏，我们应让学生亲历天然自然，在真实生活中学习有用的科学。STS (科学、技术与社会)教育是使学生全面地理解科学的重要理念，旨在通过解决日常生产生活中的问题以及了解当今社会发展中的重大主题活动来学习科学，发展科学素养。

由于“中国传统文化中有技术而无科学”，所以今天我们在享受技术所带来的极大便利的同时，教学中更需要厘清科学与技术的辩证关系，还原科学的本来面目，让学生通过做科学的方式来学习科学，发展科学思维方式，切实提升我国基础科学研究的实力，尤其是原创能力。

三、坚持科学的假说属性，构建民主和谐的学习环境

自然科学取得了非凡的成就，铸造了科学知识体系的宏伟大厦。科学似乎等同于“正确”“客观”。究竟何为科学，各学派争论不休。

(一)坚持科学是一种假说的科学观

针对科学大厦是如何建立起来的，逻辑实证主义者认为科学是通过归纳累积的方式形成可证实的真理的；否证主义者认为科学是猜测和假说，在不断修正的过程中得到完善，但其本质依然是假说；历史主义者认为科学是形而上学的约定，科学革命类似社会中的革命，是世界观、信仰、范式发生了变革，后来走到了“怎么做都行”的论断；科学知识社会学派走得更远，他们改变了传统科学社会学的研究视野而染指科学知识，认为“在科学研究的过程中，自然世界的性质是社会建构起来的”，从而展示了“科学知识制造的偶然性、非正式性、情景性”。他们的言论使科学界深感不满，从而引发了著名的“索卡尔事件”(或称“科学大战”)。

对科学含义的界定和认识受到历史、发展阶段等因素的影响。西方国家走过了真理观、假说观、范式转变观以及科学社会学所坚持的科学知识的偶然性的进程，到现在出现了反理性、反逻辑、反对科学的客观性以及“科学大战”等现象，这是科学高度发达社会的产物。

针对我国现阶段科学欠发达、大众科学素养较低的现状，我们应坚持从传统朴素的真理观走向假说观，强化创新精神和创造性，同时又要防止后现代思潮的消极影响。

自然比人类早，人类比科学早。科学不是自然界本身，是人构建的结果，这种构建的结果自然是假说，而非真理。恩格斯曾指出：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。”科学假说前进的方向是揭示自然界的客观实在，逐步逼近客观。在“科学大战”后期，西方国家的一些科学家与社会学家在交流后认为，“在关于自然界方面，科学家一直是最重要的专家。专家往往只能给出最好的、最有用的建议，而不是真理”。

(二)建设和谐软环境，促进探究教学深入发展

教师所持有的关于何为科学以及科学是如何进步的态度、信念以及情感将影响他们采用的教学方式。持有真理性科学观的教师将更多地强调对科学知识的讲授与背诵，而认为科学是一种可变的解释的教师则会在教学中鼓励学生讨论并开展对各种科学解释进行对比等活动。

“探究是科学学习的核心。”秉持假说性科学观的重要意义不言而喻。新课程倡导学生自主、合作与探究的学习方式，这对教师的角色提出了新的要求。在教学过程中，教师应该努力成为教学活动的组织者、合作者和促进者。科学本身并不是真理，理科教师在教学过程中就不能把自身当作真理的代言人，不能把科学当作教条来讲授，需要知晓和尊重学生的经验，让他们在高期望和低威胁的学习情境中理解科学。

首先，要给予学生高的期望，从而激发学生学习的积极性，使每个学生都能够感受成功。学习毕竟不是竞技比赛，竞技比赛只有一个第一，而在学习过程中，应尽可能使每个学生都有成就感，每个学生都可以是第一。其次，仅有高期望的情境是不够的，学生还需要在一个低威胁的情境中展开学习。这种低威胁可以使学生不受太多的约束，大胆地尝试与创新。

在这种和谐民主的人际关系情境中，教师与学生互动形成一个学习共同体，教师由教学中的主角转向平等中的首席，从传统的知识传授者转向学生发展的促进者，凸显学生主体性，使之成为科学理论的构建者和创造者。