探析生物学教学中的科学本质教育，本文主要内容关键词为：探析论文,生物学论文,本质论文,科学论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
提高科学素养已经被生物学课程标准确立为基本理念和重要目标，而对科学本质的理解是科学素养的重要组成部分。近年来，国际教育界越来越重视科学本质教育，对科学本质教育的研究和探索也越来越深入，而我国基础教育界对此似乎还停留在理论说辞的层面上，课堂教学实践中鲜见科学本质教育的身影和踪迹，生物学教学也不例外。本文试图立足于生物学课堂，围绕科学本质的内在涵义、教学内容和教学策略进行探讨，以期为生物学教学中的科学本质教育提供参考。 一、科学本质的内在涵义 实施科学本质教育的前提，是要弄明白什么是科学本质。关于科学的本质，英国著名学者A.F.查尔默斯在《科学究竟是什么》中主要介绍了20世纪比较有代表性的八大流派科学哲学家的基本思想。逻辑经验主义流派认为，科学是从经验事实中推导出来的知识，强调主动实践和科学实验的重要性，运用的方法主要是归纳推理。否证主义学派认为，科学理论是可否证的，科学理论是推测性的和暂时的猜想和猜测，是通过试错、猜想和反驳向前发展的，科学不涉及归纳推理。范式流派认为，科学是一种理论框架，科学研究和论证是在这些框架中进行的，强调科学进步的革命性即一种理论结构代替另一种理论结构。无政府主义流派认为，科学需要充分的个人自由，不受任何约束。方法论流派认为，科学就是遵循一种不断变革的方法进行的一种研究。贝叶斯流派因贝叶斯概率定理而得名，贝叶斯定理是一种根据新的证据来描述概率将如何变化的定理。新实验主义流派寻求从实验而非从观察中为科学寻找一个相对可靠的基础，认为实验可以不依赖大规模和高层次的理论，科学进步就是实验知识的积累。实在论与反实在论流派的关键分歧在于是否应该不加限制地把科学理论理解为真理的候选者。[1] 总之，人们对科学本质的认识经历了由科学的“知识本质观”到科学的“探究本质观”的转变。科学知识是在不断涌现和发展的，而每一种理论的诞生和发展总是离不开科学精神的支撑和科学方法的运用。无论科学知识如何变化，科学精神的推动和科学方法的运用是始终如一的，只有那些相对稳定、穿越历史的要素才是科学本质。虽然科学思想与科学方法也处在不断变革之中，但是与科学知识的日新月异相比，科学思想与科学方法无疑更稳定、更恒久。Collette和Chiapetta认为：（1）科学是一种“思考”的方式（a way of thinking），科学必须建立在真实的证据之上，归纳法与演绎法是科学研究的重要方法，类推（analogy）和溯因（carry back）也是科学解释自然现象的常用思维方式，但它们都有局限性，人们必须时常自我反省，对理论的合理性进行批判性思考。（2）科学是一种“探究”的方式，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。（3）科学知识是暂时的、动态的，科学知识必须经常面对质疑和验证，进而发现错误、修改完善甚至完全推翻，或者证实其合理性。[2] 二、科学本质的教学内容 生物学教学中的科学本质教育到底应该教哪些内容，在科学本质教育越来越作为显性课程的今天，探讨这个问题仍然具有十分重要的现实意义。虽然人们已经意识到科学本质教育的重要性，但是对于是否作为显性课程将科学本质教育从理科课程中独立开来还是充满忧虑。因为目前我国基础教育改革方案中作为必修课程的“研究性学习”形同虚设，课程改革中的“很重视”和“很期待”与教学实践中的“走过场”“走形式”形成强烈的反差。事实告诉我们，独立未必是强化，有时适得其反。将科学本质教育作为独立的显性课程，其不利影响还在于弱化了各门理科课程实施科学本质教育的责任和义务。在教学中将科学探究与科学知识割裂开来，这本身就充满争议，其风险在于可能既不利于科学本质教育、也不利于理科课程的学习，因为科学探究既基于知识，又建构知识，还创生知识。本文将科学本质教育置身于生物学教学之中进行考量，也是出于上述考虑。 2009年3月，日本文部科学省颁布了再次修订的高中理科课程标准，其修订的目的在于：通过对身边事物与现象的观察与实验等，理解丰富的现实社会与实际生活得益于科技发展，以养成科学的观念，提高学生对自然和科学的关注；通过观察与实验、探究活动等，学习基本的科学概念与探究方法；进一步充实现行科目中的课题研究，以培养学生研究自然的能力与态度，提高创造性思维水平，继续实施科学研究；进一步重视观察和实验以及探究活动中的分析与解释结果、得出与表现自我想法等学习活动，以培养科学思维能力和表现能力。由此可见，日本高中理科课程标准的多处修订无一不在强化实施科学本质教育——探究活动及其探究能力的培养。[3] 美国历年来重视和深化科学教育的经验，值得我们学习和借鉴。1996年美国颁布第一套《国家科学教育标准》，经过15年的实施和研究，2011年由美国国家研究委员会（NRC）主持、全美科学教师协会和科学促进协会共同编写并发布《K-12科学教育框架：实践、跨学科概念、学科核心思想》（以下简称《科学教育框架》），这是美国科学教育发展的里程碑。《科学教育框架》从实践的角度诠释科学本质，明确提出培养学生八项实践活动能力：提问、建立与运用模型、设计与实验、分析与解释数据、运用数学和计算思维、理论建构和设计方案、根据证据批判、评价与交流信息。这种“增加课程中的项目研究活动，以项目为基础、学生为中心、面向实践，通过问题解决既可以锻炼学生的动手实践能力，又可以促进深入学习”[4]的设计思路，充分体现了美国教育界对科学教育的研究成果和崭新理解。 我国《义务教育生物学课程标准（2011年版）》也明确指出：“生物科学不仅是众多事实和理论的汇总，也是一个不断探究的过程。科学探究既是科学家工作的基本方式，也是科学课程中重要的学习内容和有效的教学方式。本课程倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，帮助学生领悟科学的本质，引导学生主动参与、勤于动手、积极思考，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养。”并且将科学探究作为首要课程内容，具体内容有两个部分：第一，理解科学探究。教学中，教师需要帮助学生形成以下重要概念：科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径；提出问题是科学探究的前提，解决科学问题常常需要做出假设；科学探究需要通过观察和实验等多种途径来获得事实和证据。设置对照实验，控制单一变量，增加重复次数等是提高实验结果可靠性的重要途径；科学探究既需要观察和实验，又需要对证据、数据等进行分析和判断；科学探究需要利用多种方式呈现证据、数据，如采用文字、图表等方式表述结果，需要与他人交流和合作。第二，发展科学探究能力（见下页表1）[5]。 三、科学本质的教学策略 既然如今教育界已经形成了科学本质的基本共识，那么教师的主要任务就是运用一定的教学策略、设计教学活动，并在教学活动过程中引导学生自主建构科学本质观。在中学生物学教学中，为了进行科学本质教育，运用较多的教学策略主要是探究式（inquiry）教学法、HPS（history，philosophy and sociology of science）教学模式。
