科學的本質(zhì)與科學教育市公開課金獎市賽課一等獎課件

科學本質(zhì)與科學教育王耀村浙江省教育廳教研室第1頁第1頁

一、課程性質(zhì)和價值

(一)科學課程（7～9年級）是以培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)為宗旨科學入門課程科學課程將培養(yǎng)學生良好科學態(tài)度、情感與價值觀，使學生初步結(jié)識科學本質(zhì)以及科學、技術(shù)與社會關(guān)系，形成保護自然意識和社會可連續(xù)發(fā)展意識，培養(yǎng)社會責任感。

(二)科學課程建立在下列對科學本質(zhì)結(jié)識基礎(chǔ)上,并將引導學生逐步結(jié)識科學本質(zhì)

國家科學（7—9年級）課程原則要求第2頁第2頁

二、課程基本理念

全面提升每一個學生科學素養(yǎng)是科學課程關(guān)鍵理念。(一)面向全體學生(二)立足學生發(fā)展

(三)表達科學本質(zhì)(四)突出科學探究(五)反應當代科學結(jié)果

第3頁第3頁研究表明，教師對科學性質(zhì)結(jié)識程度，比其擁有科學知識多少更直接影響教學水平。第4頁第4頁科學是系統(tǒng)化知識科學知識是真理哲學、占星術(shù)等，是科學嗎？科學教師對科學本質(zhì)理解第5頁第5頁真理不一定是科學，科學也并不一定是真理?！懊魈煲苍S下雨也也許不下雨”“光棍沒有老婆”“爹在娘先死”燃素說、熱質(zhì)說

第6頁第6頁科學哲學家查爾斯沃思什么是科學？假如沒有些人問我，我知道；但當我要向發(fā)問者解釋時，我就不知道了第7頁第7頁《論語》中說：知之為知之，不知為不知，是知也?！比味ǔ桑褐疄椴恢恢獮橹?，是知也。第8頁第8頁從詞源學上看，英文“科學”（science）一詞起源于拉丁文中scientia，意思是知識、學問，即有知識，而不是誤解或無知。一、科學終歸是什么？

（科學本質(zhì)）

第9頁第9頁《當代漢語詞典》科學：人們反應自然、社會、思維等客觀規(guī)律分科知識體系?！吨袊蟀倏迫珪ふ軐W》：科學是以范圍、定理、定律形式反應現(xiàn)實世界各種現(xiàn)象本質(zhì)和運動規(guī)律知識體系。1.詞典等解釋《辭?！房茖W：關(guān)于自然、社會和思維知識體系”，是反應客觀事實和規(guī)律知識。第10頁第10頁吳國盛：什么是科學科學就是分科之學。2.學者觀點第11頁第11頁王渝生:科學昨天、今天和明天第1.科學就是知識。第2.科學是理論化、系統(tǒng)化知識體系。第3.科學還是科學家群體、科學共同體對自然、對社會、對人類本身規(guī)律性結(jié)識活動。第4.科學還是一個社會建制。第5.科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力。第6.科學還是一個文化。

第12頁第12頁英國科學哲學家喬治·奧威爾認為：科學普通被定義為：（1）準確科學，如化學、物理等；（2）一個通過邏輯推理從觀測到事實得出可驗證結(jié)論思維方式。美國著名科學哲學家G·薩頓在《美國百科全書》中把科學理解為：科學為系統(tǒng)化實證知識。第13頁第13頁美國學者威廉和瑪麗指出：科學本質(zhì)就是模式建構(gòu)過程，是建構(gòu)能夠解釋未知世界本質(zhì)心理影像過程；思考、處理問題和形成概念是科學全過程。美國教育家施密特和羅克卡特認為：科學除了事實、原理、定律、理論和假說等內(nèi)容外，還包括有觀測、試驗、深思、想象、預言以及取得知識其它手段等特殊態(tài)度和感覺。費士齊認為：科學是一個包括知識、辦法和態(tài)度三向度活動。第14頁第14頁科學知識與能力、科學過程與辦法、科學態(tài)度與精神是科學三大基本要素?？茖W既是系統(tǒng)知識體系，又是探究活動。第15頁第15頁科學是人類籍此獲取對外界環(huán)境控制行為模式。即科學不但包含理論知識，而且包含技術(shù)。

科學與技術(shù)是兩個不同概念，科學是理論形態(tài)知識體系，而技術(shù)則是應用理論知識來處理實際問題。

《美國國家課程原則》則認為：科學目的是探知自然，技術(shù)目的是對這個世界加以改造使之適應人類之需。第16頁第16頁3.來自科學哲學研究第17頁第17頁邏輯經(jīng)驗主義-維也納學派

科學是經(jīng)驗性知識科學是真理知識科學是理性事業(yè)(石里克、卡爾納普、賴欣巴哈、亨普爾等)科學知識是已證實了知識?？茖W理論是嚴格地從用觀測和試驗得來經(jīng)驗事實中推導出來?？茖W是客觀?？茖W知識是可靠知識第18頁第18頁可證實原則積累模式科學概念是明確不變科學辦法是歸納法第19頁第19頁科學始于觀測在一九七五年一月一日半夜十二點，金星出現(xiàn)于天空中某個位置。部分浸入水中那根木棒，看起來是彎。石蕊試紙浸在液體中變成紅色。天文學：行星以橢圓軌道繞太陽運營。物理學：當一光線從一個介質(zhì)進入另一個介質(zhì)時，它以這樣一個方式改變方向：人射角正弦除以折射角正弦就是表示這一對介質(zhì)特性常數(shù)。化學：酸使石蕊變紅。第20頁第20頁第21頁第21頁

第22頁第22頁魯賓面孔／花瓶幻覺

第23頁第23頁觀測經(jīng)驗不單純?nèi)Q于視網(wǎng)膜觀測陳說滲入著理論第24頁第24頁批判理性主義-否證主義觀測滲入著理論反對歸納法，主張科學辦法是假說-否證法假說1-否證2-假說1-否證2-不斷革命說P1——TT——EE——P2

(波普爾)第25頁第25頁1．星期三從來不下雨。2．所有物質(zhì)受熱都膨脹。3．當光線從平面鏡上反射時，它入射角與反射角相等。

4．天或者下雨或者不下雨。5．在歐幾里得圓上，所有點與圓心等距。6．所有獨身漢都是未婚.第26頁第26頁廣義相對論提出了三項可供檢查預言：水星近日點進動引力紅移光線彎曲第27頁第27頁第28頁第28頁日全食第29頁第29頁愛因斯坦成了傳奇人物第30頁第30頁批判理性主義-精致否證主義科學研究大綱進化階段——科學研究大綱退化階段——新科學研究大綱證偽并取代退化科學研究大綱——新科學研究大綱進化階段拉卡托斯第31頁第31頁歷史主義-相對主義范式前科學時期——常規(guī)科學時期——反常——危機——科學革命（新范式戰(zhàn)勝舊新范式）——新常規(guī)科學時期……庫恩

第32頁第32頁歷史主義-非理性主義反對辦法——怎么都行《反對辦法：無政府主義結(jié)識論綱要》反對教條反對科學崇敬(費耶阿本德)第33頁第33頁

科林斯、沃爾加等?？茖W知識含有依賴社會而決定性質(zhì)。科學知識社會學（SSK）(愛丁堡學派)第34頁第34頁后當代主義科學觀：科學知識是科學家大腦對客觀世界主觀反應，科學理論模型是不能真實反應客觀世界，因此不是客觀真理?？茖W研究辦法也不能取得客觀數(shù)據(jù)?？茖W知識體系和科學研究范式是一代科學家大腦制造，伴隨科學家代際更替而發(fā)生科學革命，產(chǎn)生新范式。建構(gòu)主義科學觀：科學知識不是客觀真理，而是科學家大腦在其已有認知圖像框架下自己建構(gòu)主觀意志產(chǎn)物。注意：發(fā)達國家政府科學教育文獻都不采用這種極端懷疑主義觀點第35頁第35頁4.美國科學增進會（AAAS）和

《國家科學教育原則》闡述第36頁第36頁科學基本特點是以實證為判別尺度、以邏輯作為論辯武器、以懷疑作審閱出發(fā)點；結(jié)識什么樣東西是科學、什么樣東西不是科學，科學能夠作什么、科學不能作什么以及科學如何在文化中起作用等一系列問題。第37頁第37頁美國科學增進會（AAAS）:科學所看到世界、科學探究、科學事業(yè)三個方面對科學本質(zhì)進行闡述：第38頁第38頁

1．科學所看到世界（1）世界是能夠被結(jié)識（2）科學是一個產(chǎn)生知識過程（觀測和理論）（3）科學知識不是絕對真理（4）科學知識是有生命力并會越來越靠近事實真相（5）科學并不能對所有問題提供完全答案。第39頁第39頁

2．科學探究

（1）科學注重證據(jù)（2）科學是邏輯與想象結(jié)合（3）科學進行解釋和預見（4）科學避免偏見（5）科學回絕專制第40頁第40頁3．科學事業(yè)（1）科學是復雜社會活動（個人、社會和公共機構(gòu)三個維度）（2）科學含有不同研究領(lǐng)域（3）科學研究中含有普遍接受道德標準（4）科學家既作為教授也作為公民參加公共事務第41頁第41頁客觀性、擬定性、準確性、可靠性、合理性、重復性、真理性科學觀關(guān)鍵：第4