北师大中学生物学教学论课件03科学本质与科学素养

第三章

科学本质与科学素养第一节科学观及对科学本质的认识第二节科学素养第三节生物学素养第一节科学观及对科学本质的认识我国学者郭湛在《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”。辞海（1979）：“科学是关于自然、社会和思维的知识体系。它适应人们的生产斗争和阶级斗争的需要而产生和发展，是实践经验的结晶。”科学哲学家邦格：科学是一种特殊的社会文化探究活动。科学是探究活动，科学知识系统的理论体系是探究活动的结果；

科学是社会文化现象，也是人类文化的最高层次和最为突出的成就。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，如物理、化学等；（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”。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,对科学本质的阐述:1.科学世界观2.科学探究3.科学事业2061计划关于科学本质的认识1.科学的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：世界是可知的。科学理论是变化的。科学知识的持久性。科学不能为所有的问题提供完整的答案。2061计划关于科学本质的认识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；不同学科的科学家们在确立研究对象、如何开展工作等方面大不相同；没有简单的、固定的科学探究模式，但科学探究模式具有下列明显的特征：科学需要证据。科学是逻辑与想象的结合。科学能进行解释和预见。科学家需要明辨是非，避免偏见。科学不仰仗权威。2061计划关于科学本质的认识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。(1)科学是一项复杂的社会活动。具社会属性，反映社会价值观点，科学信息的正确传播是科学进步的关键。(2)科学由学科内容组成，在不同的机构中进行研究。(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。(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。涉及公众利益时，科学家同样会和普通人一样产生偏见。2061计划关于科学本质的认识全民科学素质行动计划要引导公民认识科学的本质，树立科学的世界观。要引导人们领会自然界是相互联系的整体；科学是人类对自然规律的认识，必须接受实践的检验；科学是一个开放的知识体系，虽然随着人们的不断认识而不断发展，科学中的某些理论将来又可能被推翻，但是科学中的大部分知识具有持久性和稳定性，被修正和抛弃的只是其中的一部分；科学、技术与社会有着密切的联系，科学是一项全社会的事业，需要全社会的理解和支持。科学精神的核心是理性的怀疑态度和批判精神，科学研究注重的是观察和实验证据以及逻辑一致性，而不信奉权威；养成用科学态度看待事物的良好习惯，对于处理和解决社会生活问题是非常必要的。关于科学本质的认识自然科学的四个维度科学是一系列的思维方式科学是一套探究的方法科学是一个知识体系科学与技术社会相互作用请用你的生物学知识、科研经验等，解释自然科学的四个维度科学是一系列的思维方式1.科学需要证据，求实、证实、证伪2.

逻辑与想象的结合的思维方式：演绎、归纳等逻辑思维；类比与假设、形象思维、发散思维等；3．批判性思维，敢于质疑，科学不仰仗权威4.科学思维习惯好奇心、求知欲；态度与信念“我为什么一辈子潜心研究杂交水稻？年轻时，我曾亲眼看到5个人饿死，倒在路边上、田坎上，那个场景真叫惨啊，他们都是我们的同类啊，就是因为没有饭吃就这样活活饿死了。这一点对我触动很大，让我深切体会到了什么叫做‘民以食为天’，没有粮食什么事情都谈不上。”

科学是一套探究的方法科学理论的形成通常包括：提出问题——收集证据——提出假设——

检验假设——形成理论假设实验观察科学是一个知识体系由事实、概念、原理、定律、假说、理论、模型等组成科学知识是科学探究的结果科学探究的过程有助于学生认识动态的知识体系科学技术社会的相互作用科学：人们认识自然的一种活动，其成果是科学理论的发现，其途径是科学探究；技术：人们改造世界的一种活动，其成果是新产品或新工艺的发明，其途径的核心部分是技术设计；技术为科学提供更精密的仪器，技术的发展为科学提出了新的研究课题。科学促进技术的发展；社会科学精神影响社会文明；社会条件影响科学事业的繁荣；社会条件影响技术活动；科学技术影响经济发展。认识科学本质的意义科学是人类努力奋斗的事业，科学与人类社会的发展有密切的关系。生活在科学技术高度发达的社会中的公民应认识科学的本质，具有科学素养；能够更好地理解科学，从整体上认识自然和科学；能够正确地理解科学、技术、社会的相互关系；能够在社会生活中、个人的生活中正确地决策；有助于掌握科学方法培养科学精神教师怎样帮助学生理解科学本质？科学、技术与社会科学：人们认识自然的一种活动，其成果是科学理论的发现，其途径是科学探究；技术：人们改造世界的一种活动，其成果是新产品或新工艺的发明，其途径的核心部分是技术设计；技术为科学提供更精密的仪器，技术的发展为科学提出了新的研究课题。科学促进技术的发展；社会科学精神影响社会文明；社会条件影响科学事业的繁荣；社会条件影响技术活动；科学技术影响经济发展。第二节科学素养

科学教育的主要目标是让全体学生都有科学素养（scientificliteracy）。科学素养是对个人决策、参与公共和文化事务以及经济生产所需要的科学概念和过程的知识的理解与一定的运用能力。国际科学教育界普遍认为：科学素养应该被看做社会公民和消费者应具备的最基本的对于科学技术的理解。１.什么是科学素养？科学素养最早是由美国学者赫德（P.D.Hurd）在1958年提出的，表示个人所具备的对科学的基本理解。关于科学素养，人们基于各自的理解，从不同角度对其内涵进行了各种各样的阐述。2006年，潘苏东等整理了60年代以来学术界12种关于科学素养的不同定义。米勒的科学素养三维模型美国国际科学素养促进中心主任米勒（J.Miller）教授为了便于大规模科学素养调查，提出了科学素养概念的三维模型对科学原理和方法（即科学本质）的理解；对重要科学术语和概念（科学知识）的理解；对科技的社会影响的意识和理解。中国科技部等五部门

对科学素养内涵的理解2000年中国科学技术部连同教育部、中宣部、中国科协和共青团中央五个部门组织了有关专家，根据中国青少年科普活动实际状况，制定了《2001～2005年中国青少年科学技术普及活动指导纲要》和《2001～2005年中国青少年科学技术普及活动内容与目标》。两份文件都将科学素养理解为：科学态度；科学知识、技能；科学方法、能力；科学行为、习惯。

科学素养基本因素的分析潘苏东采用因素分析法对12种定义进行因素分解，统计出各因素出现的频次，并把出现频次较高的因素（出现频次占总次数2/3以上）作为科学素养的基本因素。因素分析结果表明，各类目中出现频次超过2/3以上的有科学知识、科学方法、科学技能、科学本质和STS，说明人们对科学素养内涵的理解有惊人的相似性，因此，完全可以把这五个因素看作是科学素养的基本因素。

对科学素养内涵的理解科学精神科学态度价值观科学知识、技能、方法和能力科学的行为与习惯科学素养的基本结构科学素养：科学精神、科学态度与价值观

科学知识、技能

科学方法、能力

科学行为、习惯科学素养三维模型

基于对12种定义的因素分析，潘苏东等将科学素养分为三个维度：一是科学知识维度；二是科学技能方法维度，包括科学方法和科学技能两个因素；三是科学观念维度，包括科学本质和STS。２.为什么要培养科学素养

科学发展的需要社会发展的需要学生发展的需要公众的科学素养

正在成为一个国家兴旺发达的关键，成为一个国家可持续发展的根基。我国公民科学素养亟待提高1992、1994、1996、1998、2001、2003、2005、2007年，我国对18-69岁的中国公民进行科学素养调查。1996年前具有科学素养的中国公民比例为0.3%，2001年具有科学素养的中国公民比例为1.4%，2003年具有科学素养的中国公民比例为1.98%，2007年升到2.25%。具有科学素养的人具有良好的科学态度和科学情感,包括探索自然的好奇心和求知欲，科学的价值观念,对科学学习的正确态度掌握科学的基本概念和原理具有基本的科学探究能力、观察能力、思考的能力、创造性地解决问题的能力、批判性思维的能力及合作能力具科学素养的人表现为：能阅读科技文章能倾听并参与科学问题讨论能将所学知识用于解决现实生活中的问题，熟悉常见的自然现象及其规律，发解科学原理在实用技术中的应用等第三节

生物科学素养培养科学素养要由各学科课程承担生物学科素养(biologyliteracy)是构成一个人的科学素养必不可少的组成部分生物科学素养指参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物学概念和科学探究能力----《全日制义务教育生物课程标准）》。

什么是生物科学素养？能理解生物学的基本原理和重要的生物学概念，了解人类对生物圈的影响，领悟科学探究的过程，知道历史上生物学概念的发展。对科学探究、生物多样性与文化的多样性的问题具有正确的态度，对生物学和技术对社会的影响、生物学对个人的重要作用，有正确的态度和价值观。能对自然界的现象提出不同的问题，具备创造性的思维，知道如何利用科学技术，能够在与生物学相关的问题上做出个人或社会决策，能够应用知识来解决现实社会中的实际问题。BSCS描述了具有生物学素养的人：科学、技术与社会（STS）突出科学技术社会的关系通过参与和解决现实世界中的问题，获取科学技术知识，形成正确的态度能把科学知识和方法与实践结合科学态度与科学世界观科学态度好奇心、诚实、合作、创造力科学的世界观爱国主义教育科学探究的方法与技能科学探究一般的技能提出问题、做出假设、制定计划、收集证据、得出结论、表达和交流科学思维的方法生物学知识和操作技能生物学概念、原理、规律正确使用显微镜等常用工具和仪器什么是生物学素养？

新课标中的生物科学素养思