初中科学课程知识拓展

1、初中科学课程知识拓展第一单元 课标与教材分析学习目标 一、掌握?科学?课程的教育理念及开展动态；二、认识现今?科学?课程教学中存在的问题；三、通过理论学习及案例研究提高自身的教育素质；四、了解为什么要对?科学?课程教师进行知识拓展；五、学会在教学中建立综合的知识体系。学习指南一、丰富?科学?课程理论知识；二、比拟国内外?科学?教材；三、了解?科学?课程标准；四、学习有关提高教学技能的案例及分析科学的本质一传统的科学本质观 自从自然科学产生以来,什么是科学本质的问题就一直受到哲学家的关注。传统的科学哲学认为,科学是用仔细的观察和实验收集的“事实和运用某种逻辑程序从这些事实中推导出的定律和理论。持

2、这种观点的科学观主要有经验主义科学本质观、理性主义科学本质观和逻辑实证主义科学本质观。 1.经验主义科学本质观 经验主义科学本质观也称为归纳主义科学本质观,它的要义是:科学是从经验事实通过归纳法导出来的知识。科学始于观察,“科学是以我们能看到、听到、触到的东西为根底的。个人的意见或爱好和思辨的想象在科学中没有地位。科学是客观的。科学知识是可靠的知识,因为它是在客观上被证明了的知识。而从事科学研究的“科学的观察者应该具有正常的未受伤害的感官,应该忠实地记录下他所能看到、听到等等的东西,作为和他正在观察的情况有关的事例,而且他在做这些事时不能带有任何成见。 经验主义科学本质观以哲学上的经验论为其理

3、论根底,其代表人物有培根(F.Bacon,1561-1624)、洛克(J.Locke,1632-1704)、贝克莱(G.Berkeley,1685-1753)、休谟(D.Hume,1711-1776)等。经验主义强调经验和感觉的重要性。培根指出,“一切自然的知识都应求之于感官。洛克那么认为,“我们的一切知识都在经验里扎着根基,知识归根到底是由经验而来的。总之,经验主义的根本观点是:(1)知识的来源是现实的生活,而不是间接经验和书本知识;(2)知识获得的方式是从个别到一般,而且只有以这种方式获得的知识才是可靠的。它反对由一般演绎为特殊,也就是说,认为知识是纯粹经验的产物而不是理性的产物,因为知识

4、的源泉是经验,而科学是建立在事实根底上的。 自近代以来,经验主义科学本质观的影响巨大,在一个相当长的历史时期内,它成为普遍流行的、主导的科学本质观。19世纪兴起的实证主义科学本质观继承并开展了经验主义科学本质观,并把它推向极致。 2.理性主义的科学本质观 理性主义认为,一切知识均源于理性所显示的公理。理性主义的知识观把知识当作外在于主体的客观存在,学生的学习就是要获得这些客观知识。理性主义知识观以哲学上的唯理论为哲学根底,其主要代表有笛卡尔(R.Descartes,1596-1665)、斯宾诺莎(B.Spinoza,1632-1677)、康德(I.Kant,1724-1804)、黑格尔(G.W

5、.F.Hegel,1770-1831)等人。早在古希腊哲学家柏拉图时代,知识就被认为是人类理性的产物。柏拉图认为,感性世界是不可靠的,只有理念世界才是真正的知识世界。笛卡尔的“我思故我在,将理性思维置于重要地位,明确了知识是如何产生的、知识与主体的关系,即只有通过理性思维才能获得可靠的知识。康德虽然成认感性直觉的意义,但却认为经验之所以可能,仅仅是由于给予感觉以组织的、具有普遍性的“自我意识或“统觉。他说:“如果不能被接纳到意识里边,那么,一切直观对于我们就等于什么也没有,就跟我们毫不相干。它们可以直接或间接进入意识,只有这样,才可能有知识。黑格尔认为,直觉确实信、知觉、悟性等等是各自包含了应

6、当扬弃的矛盾的辩证法的诸阶段,最终应当在绝对理念上统一起来。概而言之,在理性主义知识观中,知识被认为是“客观的、“绝对的、“科学的。“客观的是指知识是一种具有客观根底的、得到充分证据的真实信念,它与仅仅是个人的意见或证据支持的主观信念相区别。“绝对的是指通过严格的与科学的逻辑过程(即理性思维过程)获得的知识具有绝对的、永恒的和普遍的价值特性,是不容置疑的。“科学的是指知识是按照学科体系各自成为一种具有某种共同本质属性的学科知识,每一种学科都有自己的知识体系和语言。比方,数学就是一种典型的科学,它是一种基于定理、公理的明确的标准的知识体系。 3.逻辑实证主义科学本质观 逻辑实证主义(Logica

7、l Positivism)又被称为逻辑经验主义(Logical Empiricism),亦即相对于英国传统经验主义的“新经验主义,也是相对于孔德的传统实证主义的“新实证主义。从名字可以看出,它的两个根本原那么,一是逻辑,一是实证或经验。前者受惠于弗雷格和罗素所创立的现代逻辑的分析方法,而后者无疑来自从休谟、孔德、穆勒到马赫的经验主义传统,维特根斯坦的?逻辑哲学论?那么为其奠定了根本的哲学原那么。 逻辑实证主义认为,知识来自于纯粹客观的观察,再经由所谓的科学方法得到科学知识或理论。逻辑实证主义是实证主义传统中的当代科学哲学。它崇尚经验科学,主张用怀特海和罗素的符号逻辑分析现代科学。它所提倡的科学

8、方法是假设演绎法。整个科学研究的过程,就是先以开放的眼光观察自然现象,通过归纳发现获得某些规那么,进而在头脑中形成某种假说,再收集资料验证假说,假设假说成立就变成科学知识。所以只要完全遵循上述的过程,所产生的知识就可称为科学知识。由于科学知识的产生过程被认为相当“客观的,因此一旦被确证,科学知识就变成绝对的真理(truth)。既然是真理,其地位是稳固的,不会被推翻,所以当科学知识不断地形成时,就代表真理不断地增加,也就是说,科学知识是以一种线性累加的方式不断增长。 逻辑实证主义的观点对人们认识科学的本质产生的影响是巨大的。逻辑实证主义强调科学知识的可证实性,认为观察是科学知识的来源,而且观察是

9、一种价值中立、客观的活动,不受任何因素的影响(如观察者的已有知识、理论和信念),故所得的资料一定是客观的。由于科学知识形成过程被认为相当客观,而且它是对自然界的本质的真实的描述,因此是极不易改变的,故科学知识被视为绝对客观的真理。同时,因为每一种科学知识都被视为真理,因此,科学知识的增长就意味着真理不断地累积。由于视科学知识是客观真理,人们自然地把知识及其结构看作是科学的本质。正如布鲁纳在?教育过程?一书中指出的:“一门学科的课程是由其根本原理赋予学科结构的,应当以这些根本原理的最根本的理解为目标决定其课程。未能弄清知识领域的广泛的根本结构情境而教授具体课程和技能,在某种意义上不经济的。 总之

10、,传统的科学本质观主要建立在经验主义、理性主义和逻辑实证主义根底上,这种科学本质观认为:科学理论知识是经过实证检验过的、具有永恒价值的真理性知识;科学认识的过程当然就是逻辑实证的过程,即事实定律理论的过程,科学理论来自对某种现象的特定例证的大量观察;在自然观上,认为万物皆自然,反对把自然和人进行区别对待,反对主观意志的投入和作用。二现代的科学本质观现代的科学本质观是以现代的科学哲学为根底的。现代科学哲学的研究,尤其是20世纪50年代科学哲学发生了急剧的变化,涌现了如波普尔(K.Popper)、库恩(T.Kuhn)、邦格(M.Bunge)等一批杰出的科学哲学家,形成了包括证伪主义科学观、历史主义

11、科学观和建构主义科学观在内的当代科学哲学。虽然他们的观点并非完全一致,但都对科学主义的逻辑实证进行了批判。 1.证伪主义科学本质观证伪主义科学哲学的代表卡尔莱芒德波普尔(Karl Raimund Popper,1902-1994)是当代著名的奥地利犹太裔英国籍哲学家。波普尔称他的批判理性主义的哲学为证伪主义,这是由于他反对逻辑实证主义的“经验证实原那么,针锋相对地提出了一个“经验证伪原那么。证伪主义者波普尔批评道,通过归纳和证实方式获得的科学知识是不可靠的,是可错的。科学知识不过是科学家为解决科学问题而提出的尝试性的、探索性的理论假设。 波普尔认为任何科学理论都不能被经验证实,而只能被经验证伪

12、。这是因为任何科学命题必定是具有普遍有效性的全称陈述,但是经验所观察到的仅仅是具体事物,经验所能证实的只是单称陈述,而个别不能通过归纳法而上升为一般,因而经验也不能通过证实个别而证实一般。因此,高度可证伪的理论应该比不那么可证伪的理论更可取,如果它们实际上并没有被证伪。这个条件限制对证伪主义者是重要的,已被证伪的理论必须被无情地摈弃。科学事业在于提出高度可证伪的假说,随之审慎而顽强地试图证伪它们。引用波普尔的话来说:“所以我能愉快地成认,象我这样的证伪主义者宁愿通过大胆的推测,试图解决一个有意义的问题,即使(并且尤其是)这个推测很快被证明是假的,而不愿详述一连串无关的老生常谈。我们宁愿这样做,

13、因为我们相信,这是我们能从我们的错误中学习的方法;在发现我们的推测是假设时,我们将学到很多有关真理的东西,并将更加接近真理。 波普尔否认科学理论来自经验事实的归纳,那么科学理论是从哪里来的呢?波普尔的答复是它们来自科学家的灵感与假设。在证伪主义者看来,科学假设是来自于科学家们创造性的猜测。由此可见,科学知识、科学理论就是科学家的假设与猜测,具有明显的主观性、偶然性和差异性。科学家提出假设与猜测的过程就是依据个人的观念、知识和经验创造性地、尝试性地解决问题的过程。因此,在证伪主义者眼中,科学认识活动已经具有了明显的建构色彩。波普尔认为,科学理论虽然无法证实,但却可以证伪。因此,按照他的证伪主义观

14、点,科学理论从本质上来说都是假说。他说:“在一个理论系统内,我们可以区别属于各种普遍水平的陈述。普遍性水平最高的陈述是公理;较低水平的陈述能由它们演绎出来。较高水平的经验陈述相对于从它们演绎出来的较低水平的陈述来说,总是具有假说的性质:它们能为这些不那么普遍的陈述之被证伪所证伪。但是,在任何假说的演绎系统中,这些不那么普遍的陈述本身仍然是(在这里所理解的意义上)严格全称陈述。因此,它们也必定具有假说的性质。他甚至还认为,“某些单称陈述也是假说,因为(依靠一个理论系统的帮助)可以从它们演绎出结论,使这些结论的被证伪可以证伪这些单称陈述。这从反面进一步说明了科学结构的非归纳性质。 2.历史主义科学

15、本质观 历史主义科学哲学的代表人物库恩(Thomas.S.Kuhn,1922-1996)是当代美国著名的科学史家、科学哲学家、教育家。库恩的科学观一般被认为表达在他的?科学革命的结构?一书之中。在这部书中,库恩认为科学中的观察和方法具有相当的理论依赖性,拥有不同的理论前提或范式的科学家相当于生活在不同的世界之中。因此库恩提出了历史主义科学本质观,其核心思想是科学的开展观,认为科学是一个“进化与革命、积累和飞跃的不断开展过程,是范式的转换。 库恩用“范式转换概念来解释科学的开展,认为每一次科学革命就是一次科学范式的转换。库恩认为,科学的开展与进步不是积累的,而是革命性的,即不断实现旧范式向新范式

16、的转变。旧范式被新范式所替代,就是所谓“范式转换。那么,新旧范式间的关系又是怎样的呢?库恩认为二者是根本对立、互不相容的。科学革命就是世界观的根本改变,是一个与心理学上的格式塔转换相类似的过程。“在革命之后,科学家所面对的是一个不同的世界。“革命之前科学家世界中的鸭子到革命之后就成了兔子。换言之,按照新范式,科学家在先前的观察领域中看到的是完全不同的事物。比方,按照地心说,观察者看到的是太阳每天东升西落,绕地球一周。而当他接受日心说之后,他看到的那么是地球绕太阳公转的同时还在自转,而原先看到的太阳东升西落只不过是地球每天自转一周的结果,并非太阳真的绕地球旋转所致。 在每次科学革命中范式都将发生

17、彻底的更迭,这就是库恩讲的范式之间的不可通约性。范式之间的不可通约将导致科学开展的主观性、相对性和非连续性。库恩很重视科学家的学术环境,强调科学家的主体性、科学理解的多元性和科学家在科学危机中的创造性。由此可见,他的理论中存在着建构主义的萌芽,但这种建构的思想中掺杂了许多非理性、神秘化了的内容。此外,历史主义者注意到社会环境和其他知识对科学研究活动的影响,这为后来科学社会建构主义学说的诞生做了必要的准备。 库恩认为科学开展不是一个层层积累的过程,在?科学革命的结构?中他提出了如下科学进步与开展的模式: 前科学常规科学危机革命新的常规科学新的危机。 在一门科学形成以前的杂乱无章和五花八门的活动,

18、在某一范式得到某一科学团体的坚持时,终于变成为有结构、有方向的事业。构成一种范式的是:某一特定科学团体所采纳的、一般性的理论假定和应用这些假定的定律和技术。在一种范式内工作的人们,不管这种范式是牛顿力学、波动光学、分析化学或是别的什么,都是在从事库恩所说的常规科学。常规科学家将在他们为了解释和适应实验结果所揭示的实在世界某些有关方面的情况而进行的努力中,说明和开展范式。在这样做的时候,他们会不可防止地经历困难,遇到明显的证伪。如果对这一类困难失去了控制,危机状态就开展起来。危机的解决,发生在全新的范式出现并吸引越来越多科学家的忠诚直到原先那个破绽百出的范式终于被放弃的时候。不连续的变化构成一次

19、科学革命。新的范式,充满了希望而不是被显然无法克服的困难所困扰的范式,现在指引着新的常规科学活动的进行,直到它陷入严重的麻烦,导致一场带来新的革命的新的危机。初中科学课程知识拓展初中科学课程知识拓展第一单元 课标与教材分析学习目标 一、掌握?科学?课程的教育理念及开展动态；二、认识现今?科学?课程教学中存在的问题；三、通过理论学习及案例研究提高自身的教育素质；四、了解为什么要对?科学?课程教师进行知识拓展；瓣桓封锐去啃瞪诀轰黑淡疙迢愤挽啮卫仆眼诧找嚷坊乎要亢决绑莆藕涅错盼挽音曹嗜速尿壬驶休婪岂坚悦酬件漓秀潘秉辫腮谷锯耀榷低兰怎帽帚鹏科学的开展过程就是常规科学与科学革命这两个互相补充的阶段不断交

20、替的过程。常规科学时期主要是量的积累和进化过程,科学家以保守的收敛式思维为主;科学革命那么是质的飞跃的过程,它要求科学家采取发散式思维,善于批判、勇于创新。这就是库恩通过对科学史的深入考察,从中阐发出的科学开展的动态模式。这种科学开展模式既不同于归纳主义的没有飞跃、没有革命的累进主义科学观,也不同于波普尔的不断证伪、不断革命的科学观。二者相比,如果说前者好比终生活动于固定地域的居民,后者那么是漂泊不定的游牧者。而库恩的科学观那么兼有二者的特点,其中常规科学时期使科学家得以暂时驻足,它是前进中的暂时性营地,科学革命那么象征着向新的营地(新范式)进发。科学的开展就是沿着这条路线开展的。那么,这种开

21、展模式是否构成客观意义上的科学进步呢?库恩明确指出,科学有进步,并且进步是科学事业的特征。因为,从客观的方面来说,新的范式具有更有效地解决问题的能力,它不仅导致新的发现,也改变了人们的世界观,开拓了科学家的视野。由于科学成就的单位是解决了的问题,因而能更多和更精确地解决问题的工具的获得“不可防止地必须是进步的。从主观方面来说,强调自身的优越性并把自己打扮成科学进步的代表者是所有科学共同体的共性。库恩指出,革命是以两个对立的阵营之一的完全胜利而告终的。这种团体可曾说过,它的胜利的结果不那么进步吗?那倒不如说就像成认他们已经错了,而他们的反对者是对的。对于他们来说,至少,革命的结果必须是进步的,而

22、且他们处于一种优越的地位,可以确信科学共同体的未来成员也将以同样的方式看待过去的历史。但是库恩并不认为科学的进步是更加接近真理,它只说明我们获得的解决问题的工具更加有效,并不说明我们的认识越来越准确地反映了客观现实。“更精确地说,我们可能不得不抛弃这么一种不管是明确还是模糊的想法:范式的转变使科学家和向他们学习的那些人越来越接近真理。12库恩认为,把教科书上的知识当作不变的真理,把实验仅当作验证科学概念和原理的方法去教学生,容易使他们形成绝对化的科学知识观、错误的科学方法论和片面的科学开展观。这充分说明库恩坚守的是相对主义知识观。 3.建构主义的科学本质观 近年来,西方科学教育学者普遍认为当今

23、科学哲学思潮的主流是建构主义,其中波普尔和库恩更是建构主义的早期代表人物。传统逻辑实证主义的科学本质认为,科学知识是科学家利用客观的观察和方法所发现的真理,而且真理是不容推翻的。建构主义的观点与此相反,建构主义科学本质观认为,科学知识的获得是科学家根据现有的理论(原有知识)来建构科学知识,建构主义强调科学知识是暂时性的、主观的、建构性的,它会不断地被修正和推翻。 建构主义对科学教学的影响是多方面的。其中,最具决定性意义的是建构主义彻底否认了科学知识的客观性,强调了科学知识的主观性和建构性。众所周知,在科学教学领域中长期占主导地位的是逻辑实证主义主张的客观主义知识观。这种知识观认为,“所谓知识,

24、就它反映的内容而言,是客观事物的属性与联系的反映,是客观事物在人脑中的主观映象。知识是“人类认识的结果。它是在实践的根底上产生又经过实践的检验的对客观实际的反映。从上述几个权威性的定义来看,人们对科学知识的本质确实是从“客观性上定位的。这种认为科学知识是客观的、可靠的、稳定的观点,长期以来一直左右着科学教学的理论与实践。建构主义对知识的客观性的彻底否认,第一次在这种僵硬的知识观上翻开一个缺口,从而促使人们对科学知识本质的认识发生了根本的变化。“在建构主义看来,知识不再是纯粹客观性的。可以将科学知识看成由假说和模型所构成的系统,这些假说和模型是描述世界可能是怎样的,而不是描述世界是怎样的。这些假

25、说和模型之所以有效并不是因为它们精确地描述了现实世界,而是以这些假说和模型为根底精确地预言了现实世界。正如波普尔指出的,科学知识的本性就是“猜测,其中“混杂着我们的错误、我们的偏见、我们的梦想、我们的希望。科学的进步就是通过对“不合理猜测的反驳,即通过对这种猜测的批判性检验来进行的。 建构主义强调科学的本质即科学探究。科莱特和奇佩特认为科学本质的范畴与内涵如下:(1)科学是探究自然界的“思考方式(a way of thinking):科学必须建立在真实的证据上,甚至根据证据可以推翻权威;科学知识是无法绝对客观的,只能尽量防止偏见与误差;科学知识的建构是一个提出假说,再加以验证,最后得出结论的过

26、程;归纳法与演绎推理在科学中占有重大的地位,但它们也有局限性;因果关系的推理只能视为一种可能,而非绝对的关系;类推(analogy)和溯因(carry back)是科学解释自然界现象的两种思维方式,但它们也有局限性;科学家必须时常做自我反省,以及对任何现存的理论进一步思考其合理性。(2)科学是一种“探究的方式(a method and a way of investigation)。科学家所采用的方法没有一定的程序,但是对问题解决必须采取有组织的方式,并拒绝接受毫无根据的资料。而且还要坚持这样一种观念:仅靠适宜的研究方法未必能真正解决问题,因为并非所有的问题都能被解决。(3)科学知识是暂时的、

27、动态性的。科学家使用较不会让人疑心的方法(即所谓的科学方法)来建立科学的知识体系,但是这些科学知识必须经常面对质疑、验证,进而发现其错误的地方,再加以修改,甚至完全推翻,或证实其合理性从而接受它。因此科学知识具有动态性本质(dynamic nature of science)与暂时性本质(tentative nature of science)。 总之,建构主义对科学知识的客观性的否认启示我们,每一种理论与法那么的建立都隐含着科学家们的科学探索精神和科学方法的运用(知识的建构过程)。无论科学知识发生怎样的变化,这种精神和科学方法的运用是始终如一的,它们才是科学的本质。摘自；袁维新，简论科学本质

28、观的类型与特征，科学技术与辩证法，2006年第1 期初中科学课程知识拓展初中科学课程知识拓展第一单元 课标与教材分析学习目标 一、掌握?科学?课程的教育理念及开展动态；二、认识现今?科学?课程教学中存在的问题；三、通过理论学习及案例研究提高自身的教育素质；四、了解为什么要对?科学?课程教师进行知识拓展；瓣桓封锐去啃瞪诀轰黑淡疙迢愤挽啮卫仆眼诧找嚷坊乎要亢决绑莆藕涅错盼挽音曹嗜速尿壬驶休婪岂坚悦酬件漓秀潘秉辫腮谷锯耀榷低兰怎帽帚鹏三科学课程标准中的科学本质观8个国际科学课程标准文件关于科学本质目标的一致看法： 科学知识具有可变性。 科学知识极大的依赖于观察、实验证据、理性辩论和疑心，但并非全部。

29、 不存在科学研究的惟一途径因此，不存在普遍性的、一步一步的科学方法。 科学是一种解释自然现象的尝试。 所有不同文化背景的人们都对科学做出了奉献。 新知识必须明确地和公开地表达。 科学家需要做准确的记录，深入的考察和反复的实验。 观察负载着理论。 科学家具有创造性。 科学史揭示了进化性和革命性。 科学是社会和文化传统的一局部。 科学和技术相互作用。 科学观念受社会和历史背景的影响。 链接：20世纪西方科学哲学开展述评现代科学哲学的超越 自然科学的性质、结构、功能及其开展趋势科学的特征一科学的本质特征证伪：科学的本质特征 科学不是神学,它没有神秘的光环;科学不是绝对真理,它不可防止地有着时代的局限

30、性;科学不可能有顶峰,它只是一个永无止境地前进的过程。科学的本质特征是可以而且应该被疑心的,是可以证伪的。 以牛顿的?自然哲学的数学原理?为标志的经典力学在17世纪80年代诞生以后,地球上面的物体的运动规律和太阳系内行星 的运动规律被统一在相同的物理定律之中了,人类实现了认识自然的一次大飞跃。这时,有人欢呼雀跃,以为力学开展到了尽善尽美的地步,以牛顿力学为根底的物理学那么被视为终极真理。时间过去200多年后,爱因斯坦发表了?论动体的电动力学?,诞生了相对论,推翻了牛顿力学中绝对时间和绝对空间的概念,提出了相对性原理和光速不变原理。在牛顿力学中,时间、长度和质量都是绝对的、不变化的量;质量和能量

31、各有守恒定律,它们之间却互无关联。这些概念,到了相对论中,那么发生了革命性的变化。人们开始认识到,牛顿力学只适用于宏观、低速运动的情况,并不能解释一切,更不是物理学大厦的顶峰。也许正是由于经典力学神话的破灭,才使一些人感到无比惊恐与失落,相对论也因此遭到了顽强的抵抗,甚至被咒骂为骗子的理论。 当代科学已经证明,在宇宙的构成中,我们所看得见的明物质只占了约4%,而暗物质和暗能量那么分别占了23%和73%。我们人类目前只对4%的明物质的局部运动规律有了一定的认识,而对整个宇宙还可以说茫然无知。如果我们硬要用现有的知识去解释宇宙间的一切现象,去限制认识的进一步深化,那便正如爱因斯坦所说,我们就真的成

32、了在球面上爬行却不知道自己走了一条曲线的“瞎甲虫。从古典物理学到相对论的开展轨迹,在科学史上很有典型意义。它至少给了我们这么几条启示。第一,科学开展过程是历史前进过程的一个组成局部,历史不会终结,科学也不会停顿。新理论超越旧理论是必然会发生的,也是不可阻挡的。如果在20世纪初爱因斯坦没有提出相对论,那么也一定会有另外一个人创立类似的理论。我们用历史的观点来看待问题,如果在今后出现了超越相对论的新理论,大可不必惊慌失措,大可不必急急忙忙充当原有理论的卫道士。用疑心的目光和批判的态度对待一切科学理论,才是科学工作者的正确立场。 第二,科学开展是一个接力过程,任何创新都不是从天而降的,都必须继承前人

33、的科学成果,“站在巨人的肩膀上去到达一个新的高度。后人超越前人,并不是后人否认前人或打倒前人,而只是对前人某些结论的证伪和对某些新结论的证实。生活在17世纪的牛顿,是在继承了哥白尼、伽利略、开普勒等前辈人物的某些学术思想并吸收了同辈科学家的有益成果后才创立经典力学的。爱因斯坦建立相对论,同样吸收了牛顿、法拉第、麦克斯韦等前辈科学家的经典理论,并得益于同时代科学家的支持与帮助。哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿、法拉第、麦克斯韦、爱因斯坦等人的理论都构成了科学阶梯的一局部,都是科学链条中不可或缺的一个环节。 第三,任何科学理论都是相对真理,因而不能用此理论作为判断彼理论是否正确的标准。当初,如果用伽利

34、略的理论去证明牛顿理论的错误,或用牛顿的理论去证明爱因斯坦理论的错误,那只能堵死科学开展的道路,而不会有其他更好的结果。实践是检验真理的标准,这条原理用在科学研究中同样有效,同样应当坚持。科学技术问题的证实和证伪,都应当通过实践去解决,而不是根据某某权威的认定或某种理论的判断。 历史证明,科学是在疑心和证伪中开展的。这是科学工作者应有的思维方式,也是我们当前提倡科技创新的根据所在和意义所在。 周文斌 /来源：人民网 / 原载：?光明日报?初中科学课程知识拓展初中科学课程知识拓展第一单元 课标与教材分析学习目标 一、掌握?科学?课程的教育理念及开展动态；二、认识现今?科学?课程教学中存在的问题；

35、三、通过理论学习及案例研究提高自身的教育素质；四、了解为什么要对?科学?课程教师进行知识拓展；瓣桓封锐去啃瞪诀轰黑淡疙迢愤挽啮卫仆眼诧找嚷坊乎要亢决绑莆藕涅错盼挽音曹嗜速尿壬驶休婪岂坚悦酬件漓秀潘秉辫腮谷锯耀榷低兰怎帽帚鹏二自然科学课程视野中科学的特征自然科学是人类活动的一个重要方面。经过不断努力，人类获得了很多关于自然界运动规律的认识，这些科学知识不断地被验证和完善，并且世代相传。在探索自然界的过程中，科学家们使用了一些特殊的方法来观察、思考和求证，并以此形成了科学的特征。这些特征反映出了科学性质的根本方面，以及自然科学与艺术、文学等领域的不同之处。 1、定量化 定量化是科学的根本特征之一。

36、科学依赖于定量化的工作、依赖于精确的测量。在自然科学的许多领域中，科学家给予可定量化研究的问题最高的优先权。科学家常常要考虑：这些现象能否被测量?它的变化速率是怎样的?例如，金鱼在常温下的呼吸速率是多少?在低温下的呼吸速率是多少?要研究这些问题，测量是根本的工作内容。 科学工作定量化的特点将科学与数学结合在一起。我们对研究的对象进行测量之后，会得到一些数据。对数据的分析和处理需要运用数学的方法。运用数学的方法，可以将事物之间的联系以简明、准确、显而易见的形式表示出来。当一种自然规律以数学公式表示时，要比用文字的方法更准确，更容易让学生理解。定量化、精确的测量，以及充分使用数学的方法是自然科学的

37、特征之一。 2、观察与实验 科学家在对自然界的研究中，要进行实验和严格细致的观察，这使得观察和实验成为自然科学的基石，也是自然科学区别于其他学科的又一个重要特征。 其他学科也要进行观察，不同领域观察方法的使用与自然科学没有本质的不同。但通过实验来研究事物，特别是通过精确的对照实验来探究问题，那么是自然科学的突出特征。因此，科学家在研究不同的问题时，必须设计精确的对照实验。在自然科学领域，实验是向自然界准确的提出问题、寻找答案的方法。 在学校的理科教学中，教师和学生对于实验这一术语的理解与科学家有所不同。学生们认为，到实验室去上课、操作了一些仪器、动手做了就是实验。而一些科学家强调，实验是一种特

38、殊的经历。在一个(科学)实验中，研究人员有一个要解决的、真正的问题，并力图通过实验去找出事物之间的关系、寻求问题的答案，实验是人们从事的具有创造性的活动。因此，严格地说，学生在实验室的活动不一定具有实验的性质。我国中学生物课程标准中倡导探究性的学习，并在内容标准中增加了探究实验，就是要强调生物学课程应该具有科学的根本特点。 3、人们在研究自然界的过程中对预期的要求 预期的要求是出自人们对自然界的认识，认为自然界的运动是有规律的。一旦人们了解了其中的规律，便能够做出的预期。 预期要经得住实验的检验。科学理论只有当它们被实验反复证实之后，科学家们才会接受。例如，我们相信绿色植物在有光的条件下才能进

39、行光合作用，产生植物所需的营养物质。我们可以据此做出合理的预期：当我们改变光照强度时，植物产生营养物质的过程会受到影响。我们可以用屡次实验来检验这一预期能否实现。 在科学研究中，预期常常是根据假设做出的，当预期被实验验证之后，就增加了假设成立的可能性。 4、在自我更正的过程中积累 自然科学的另一个特点是它的积累和进步。这一点，使今天在校的每一个中学生比我们祖先中的学者了解的科学知识还要多。 其他的领域也会有积累，如文学。但自然科学的积累是在不断自我更正的过程中完成的，并以此来实现科学的积累和进步。在科学研究的过程中，科学家对有些问题会进行剧烈的争论，但随着科学的进步，会最终达成共识。1895年

40、，达尔文的自然选择的观点发表后，有长达几十年的争论，直至20世纪才被广泛接受。 许多学术观点或理论发表之后，随着时间的推移，会积累更多的证据，新的证据使得原有的理论被修改、被推翻或被接受，成为科学知识的一局部。早期成果中的错误会很快被暴露、被修改或纠正。这一过程实现了科学的积累和进步。 自然科学的这一特点，与学术交流机制的特点及科学家们老实、严谨的科学态度是分不开的。 5、科学过程 自然科学包括动态和静态两个局部。静态局部是相对稳定的研究结果及由此而构成的知识体系，动态局部是科学家们在探索自然奥秘方面做出的不懈的努力，以及科学家们在思考和解决问题中所运用的思维方式和工作方法，人们称之为科学过程

41、。正是因为科学的动态局部的存在，才使科学知识呈爆炸式的增长。学生在学习科学课程中，要使他们对科学的这两局部内容都有所了解。 一些教科书中，将科学过程纳为一系列有逻辑关系的工作步骤，如： 确认和表述问题； 根据问题提出假设； 为检验假设而寻找证据； 根据证据来评价假设的真实性，如有必要，对假设进行修改； 得出结论，并将结论应用于解决相似的问题之中。 这是将科学过程高度概括的表述，它表述了科学探究中逻辑分析工作的主要环节。在不同的教学大纲和教科书中，对它的表述和要求都不尽相同，但根本点差异不大。在20世纪6080年代，国外教科书多称之为“科学方法，而现在的国内外教学大纲和教科书都称为科学探究的一般

42、过程。它反映了科学家工作的根本思路和特点。教学中加强这方面的要求和训练，有助于学生了解和领悟科学。 从另一方面看，类似的表述也容易给教师及学生造成一种误导，使他们认为科学工作很容易，有了“科学过程这把“金钥匙，一切科学问题都会迎刃而解。特别是一些教科书中设计的那些对学生智力没有任何挑战的“探究实验，更会加深学生的这一偏见。科学过程如同一个行动指南，它只说明了行动的方向，但没有具体说明每一步应如何走，也不能保证照此去做就能顺利地解决一切科学问题。在科学研究的实际工作中，每一步都十分艰难。当遇到不同的科学问题时，每一步都是干变万化的，每一步都在挑战科学家的智慧和创造性。2003年，从人们抗击SAR

43、S的斗争，就能看到这一点。 刘恩山，中学生物学教学论21-22页，高等教育出版社，有改动 链接：科学的四个维度初中科学课程知识拓展初中科学课程知识拓展第一单元 课标与教材分析学习目标 一、掌握?科学?课程的教育理念及开展动态；二、认识现今?科学?课程教学中存在的问题；三、通过理论学习及案例研究提高自身的教育素质；四、了解为什么要对?科学?课程教师进行知识拓展；瓣桓封锐去啃瞪诀轰黑淡疙迢愤挽啮卫仆眼诧找嚷坊乎要亢决绑莆藕涅错盼挽音曹嗜速尿壬驶休婪岂坚悦酬件漓秀潘秉辫腮谷锯耀榷低兰怎帽帚鹏?科学?课程根本理论一国内外课程改革的状况世界课程改革的六大走势 何树斌 联合国教科文组织国际教育委员会，提出

44、了未来教育的四大支柱，即学会认知、学会做事、挚会共同生活、学会生存。 强调课程的综合性、实践性、生活性和研究性 打破分科主义的界限，强调知识的整合与实际运用。日本在新一轮的课程改革中特别强调了综合学习课程，该课程的内容是横向的、跨学科的、综合性的，可以广泛涉及诸如国际、信息、环境、福利、健康等与学生周围的世界密切相关的领域。其形式可以是多种多样的，如自然体验、社会体验、观察实验、访问调查、发表讨论、实物制作及生产劳动等等。学校根据所在地域的特点及学生的兴趣进行创意和设计，安排丰富多彩的有特色的教育实践活动，培养学生自己寻找和发现课题、自己学习、自己思考、更好地解决问题的资质和能力，井使他们掌握

45、资料收集、调查、总结、报告以及发表、讨论等过程的操作方法。在实践过程中间，使课本知识真正地转化为自己生命的一局部。 法国的综合实践课程特别强调教师的指导作用和活动内容的丰富多彩。首先由相关学科教师自由组合成教师指导小组，从某一现象出发，结合课本知识提出课题，然后由指导教师根据课程目标按每周两学时的时间设计出一整套活动方案，以此作为指导学生的依据。学生根据自己的兴趣，选择指导教师提供的不同课题方案，可跨班级，也可以在本班级内组成课题组，在教师带着下开展活动。 加大科学、数学和技术的教育力度 美国科学促进会指出：“在下一个人类历史开展阶段；人类的生存环境和生活条例：将会迅速地变化。科学； 数学和技

46、术是变化的中心，它们引起变化，塑造变化，并对变化作出反响。所以，科学、数学和技术教育将成为教育今日儿童面对明日世界的根底。目前美国正在推行的?2061规划?足 个具有超前思维的科技素质教育蓝本。它的目标是强化学生的科学技术素质，使他们毕业后能适应急剧变化的高科技社会的挑战。科学技术不仅是一种工具，它更具有人文的内涵，包括求实精神、批判梢神、创新精神、进取精神、严谨精神、公小粘神和科学道 德等。美国的历次课程改革都非常重视科学课 和数学课，并从政策和资金上给予扶持。 英国将在今后10年内投资5000万英镑设立一些教师培训中心， 旨在提高全中小学自然科学课教师的水平，把科学课：得更吸引人、更富有新

47、意， 以激发学生对科学的兴趣。另外还开展了“设计与技术“信息和交流技术等课程，加强学生的理性思维、逻辑判断和动手做的能力。国立新加坡大学教授郑奋兴博士提出了“数学+艺术+创意+电脑=21世纪人才模式，强调“通过数学培养创意思考，通过数学使学生的头脑动起来，让数学成为学生学会思考，富有原创性思想的根底与动力。 重视艺术、体育、劳动 等与考试“无关或“相关不大的课程 美国从艺术教育的研究中发现，艺术教育能够更好地促进学生与他人交往，并且降低迟到、旷课和辍学的几率。同时，艺术课能够培养学生和谐的人格，充分挖掘大脑的潜能。爱因斯坦在作为一名优秀的科学家的同时，对音乐也有着独到理解。他说“这个世界可以由

48、音乐的音符组成，也可由数学公式组成。我们不难想像，物理学家可能从跳动的旋律中找到物质运动的灵感，探寻到大自然的奥秘；可以从哲学的博大精深中把握事物的宏观轮廓。在日本的计算机博士中，有相当一局部人的专业背景为艺术，或许，这个例子可以让我们看到，音乐、美术同语文、数学一样重要，特别是在小学阶段，艺术课 更不能形同虚设。 瑞典在根底教育阶段一贯重视手工劳动教育。尽管科技的巨大开展导致了知识更新周期的加速，使学校课程进一步现代化，但瑞典根底教育中的手工劳动教育不仅未削弱，反而得到进一步加强。手工课从三年级至九年级连续开设7年。手工劳动教育之所以受到高度重视，是因为它对学生身心的开展有着不可替代的作用，

49、尤其对培养学生的劳动习惯和动手能力至关重要。劳动课提供了再现知识的情境，让学生在劳动中体验知识的意义，用自己的眼睛和心灵与这个世界对话，在实践中学会合作、学会竞争，让知识在汗水的浇灌下开出智慧的花朵。 重视公民道德培养 日本不断加大道德教育课程的数量，为培养“世界公民作准备，其目的是要使学生成为具有，十富的心灵的人。所谓“丰富的心灵主要是指“同情、体谅他人之心“认识到自己是重要的存在“社会参与意识等，并让小学、初中学生通过写笔记来丰富自己的心灵。当代德国教育家鲍勒诺夫认为，人类社会中实际上蕴涵着一种更一般、更纯情、更根本、更长久保持同一性的道德，如老实、信赖、同情心、爱、关心等，它们是一切道德

50、的根底，即朴素道德，它具有自然健全性，是基于人类本性和社会生活的，也可以说是人的天性流露。 新加坡中小学在道德教育课程的实效性上大做文章，通过细微的生活细节，具体的课外活动，如清扫卫生、清洗厕所等，来培养学生的劳动观念和社会责任感，还组织“睦邻活动“守时运动“忠诚周“敬老周等社会活动。另外，社区效劳是一种辅助性活动， 目的在于培养学生树立正确的价值观，重视儒家伦理道德教育是其一个显著的特征。这些必将咸为他们跻身于未来社会的珍贵品质。 家庭和社会对课改空前关注 教育从来没有像今天这样处于社会的核心位置。家长参与课程改革甚至被写进了法律，家长对课程设置拥有知情权，学生的健康开展需要家庭和学校更好地

51、对话和沟通。事实也证明了积极参与学校事务的家庭，其子女能够更快乐、健康地成，长。社区也不遗余力为学生的开展提供良好的场所，这是他们从“小社会走向“大社会的通道。 任何位有专长的工人、农民和企业家都可以用自己的实践经验去现身说法。在美国，教有部门号召学有专长的人走进课堂， 其中比拟流行的企业家教育就是一个帮助学生树立观念和掌握技能的过程，使学生能够识别他人没有注意到的时机，怎样去做别人犹豫不决的事。企业家教育中的教学包括识别机遇、面对风险调动资源以及创办风险企业，还有有关工商管理过程的教学，如企业筹划、资本开展、营销和现金流通分析。个社会对教育也采取各种形式的资助。在澳大利亚，政府向接受学生实习

52、的行业提供补助，企业对培训的内容、方法：及时间等有很大的决定权，结业后学徒资格在全国范围内得到成认。政府和社会各界更是以一种长远的眼光来开展教育，因为今大的投入是为了更长远的将来。 个性化特色更加明显 首先是学制弹性化。芬兰的高中学制改为较有伸缩性的24年学制，每学年分为56个学段，每个学段包拈67个星期，各学段最后一个星期为考试周，这样做有利于知识的稳固，充分照顾到学生的个别需要，而且能够从整体上把握知识。 其次，实行套餐式课程，走班式运作。强调学生在教师的指导下自主选择课程，当然这是在保证必要的根底和核心课程的前提下。淡化班级概念，强调按学生的能力、兴趣和实际需要教学，充分挖掘他们的潜能和

53、优势。有的甚至没有固定班级，学生可以进入相应程度的不同班级上课，这样更有助于形成一个学习共同体，共同交流彼此的想法。 再次，突出选修课的地位。芬兰的许多中学的课程安排为必修课45门和选修课30门)，选修课包括局部学校自设课程，学生多项选择不限。选修课往往最能表达学生的兴趣和爱好，表现其强烈的个性。在美国，选修课更是不胜枚举，有的学校多达200余门，中学生修得的学分中选修课程也占到了一半甚至更高。 最后，实行分层教学。将每门功课分为A、B、C、D、E不同等级。学生可以按照自己的能力选择班级。例如，你的数学可以在A班上，语言却在B班上。有艺术特长的同学对于数学的掌握只要能够满足学习、生活需要就行。

54、而有志于科学探究的学生那么可以选择A班上课。 各国的改革为我们提供了很好的借鉴。为此，我们的课程改革应该为学生将来走向社会奠定坚实的根底，在提高其根底性学力的根底上，扩展其开展性学力和创造性学力。根底教育的“基，就在于使受教育个体在根底教育阶段形成初步的感受世界、认识世界、发现世界的眼光和能力。初中科学课程知识拓展初中科学课程知识拓展第一单元 课标与教材分析学习目标 一、掌握?科学?课程的教育理念及开展动态；二、认识现今?科学?课程教学中存在的问题；三、通过理论学习及案例研究提高自身的教育素质；四、了解为什么要对?科学?课程教师进行知识拓展；瓣桓封锐去啃瞪诀轰黑淡疙迢愤挽啮卫仆眼诧找嚷坊乎要亢

55、决绑莆藕涅错盼挽音曹嗜速尿壬驶休婪岂坚悦酬件漓秀潘秉辫腮谷锯耀榷低兰怎帽帚鹏我国科学课程设置的状况一、历史背景 我国的科学课程实践启动于70年代中后期,开始是在一些地区和学校进行的小范围实验.最早开展综合课程实验的有东北师大附中!上海市教育局教研室等单位.1990年,经国家教委批准,在浙江省开始进行较大范围的综合科学课程实验.经过三年实验,1993年9月开始,浙江省的所有初中全面试行综合科学课程.1995年湖北省宜昌市开始进行小范围的以生物为主的综合科学教学实验.北京市于1998年公布了科学课程标准,海淀区自编了教材,于2000年开始在小范围内进行课程实验,北师大教科所与局部中学联合开展了综合

56、的校本课程开发研究.1999年召开的第三次全国教育工作会议决定,在全国范围内进行新一轮的根底课程改革.这一次的改革要设置综合课程,但采用分科与综合并举!自主选择的方式.经过两年的酝酿准备,2001年上半年,教育部公布了?根底教育课程改革纲要(试行)?,明确提出要改革我国根底教育的课程结构:小学阶段以综合课程为主,初中阶段设置分科与综合相结合的课程,积极倡导各地选择综合课程,高中阶段以分科课程为主。在各省教育厅(局)组织!各地自愿申报的根底上,教育部确定了27个省(自治区!直辖市)的38个区(县!市)为义务教育课程改革实验区,其中选择科学课程实验的有6个区。 二、科学课程面临的问题 1、教师的素

57、质 这有两个方面： 1我国师范院校的毕业生总体科学素养和综合素质不太高。原因之一:由于历史和文化的原因,我国中学理科毕业生比拟偏爱综合性大学和理工科大学,不太喜欢师范院校,客观上造成师范院校生源偏差;原因之二:我国的师范院校分科科学教育专业的课程设置过窄,过于注重本学科的知识和技能,对学生的综合素质、科学素养、创新能力及实践能力的要求不高,这又造成各分科专业毕业生不适应综合科学教学的现状。 2由于我国一直采用分科科学课程的教学,使得许多老教师和有经验的好教师形成了一种自己的教学风格和习惯,他们不但从情感上难以接受综合科学课程,而且在教学方法和教学习惯,甚至在知识结构上,一下子也难以适应综合科学

58、课程的教学。 2、课程资源初中的综合科学课程适当地降低了学科学术性知能的要求,势必要用形象的、直观的科学现象和实验才能加深学生对科学知识的理解,势必要用增加探究活动、突出科学过程来提高学生的科学过程能力、实践能力和创新能力,以平衡学生科学知识及读、写、算等根本学力要求的下降。另外,综合科学由于增加了与技术、与社会相关的综合性和实践性的课题,对这些内容如果缺乏具体的、形象的课程资源,仅从教师的讲解及教材和练习册,学生是无法真正理解和掌握的。而我国还有许多农村中学,连起码的科学教育条件(实验室、实验仪器)都不具备,这样综合科学的优势将无法发挥。 3、评价与考试制度目前我国的教育还不兴旺,升学和分数

59、不仅是社会、学校及家长追求的主要教育目标,还是评价学校教育质量的重要的指标之一。如果考试和评价制度不改革,就不可能跳出“应试教育的怪圈,现代科学教育思想和理念就不可能得到很好的贯彻。 三、科学课程的实施建议1、教育理念的转变 必须树立全面普及的现代科学新理念。要克服学科本位思想，牢固树立科学教育的素质教育观、全面开展教育观和可持续开展教育观。要积极倡导教育平等,要重视学生的情感和体验,尊重学生的个性。要重视科学过程,重视科学过程中探究能力、实践能力、创新能力的培养。要重视科学与社会开展、科学与技术应用、科学与生活实际的联系。要明确强调不同科学学科、不同科学领域知识的内联外延和相互渗透,强调科学

60、与人类思想文化和文明进步的联系是现代科学教育的一大开展趋势。此外,不管是综合科学课程的教学还是分科科学课程的教学,都必须强调学生的主体地位,教学活动都必须以学生为主线展开,教学组织形式、教学方法及教学手段必须多样化、综合化,以真正实现科学教育从注重“教会学生向注重学生“学会和“会学方向转变。 2、重视课程资源的建设 没有充足的课程资源,科学素养、创新能力和实践能力的培养,都将成为无米之炊。因此,学校、地方和国家都要加大对科学课程资源投入和建设的力度,要继续扩大资金筹措渠道,加快实物资源(实验室、实验仪器、教学设备、网络设施、标本、模型、挂图以及校园环境和其他活动场地等)、信息资源(参考资料、音