（课程与教学论专业论文）科学哲学视域下反映真实科学的理科教学策略研究.pdf

摘要 2 0 0 1 年，我国开始了以提高公民科学素养为主旨的理科教育课程改革。在各门课程 的价值定位和性质定位上，科学的本质和价值，科学与社会和生活的相互作用得到了一 定的关注和强调。但是，由于教育者自身对科学本体、科学过程和科学价值认识方面的 不足，造成了在课程实施过程中出现的目标偏离现象。要转变这样的理科教学局面，一 个根本性的途径就是加强理科教学与科学哲学之间的对话，将科学哲学引入理科教学内 容体系和方法论体系。这样的努力无论在促进学生对真实科学的理解方面，在提高理科 教师新课程驾驭能力方面，还是在深化理科教学研究方面都将起到极大的促进作用。 本文首先对理科教育领域科学哲学与理科教学融合的理论探索与实践进行了梳理， 对致力于将科学哲学引入理科教学内容体系的h p s 教育思想及其实践；对以科学哲学为 指导理论对科学探究和概念转变教学的相关探讨进行了综合论述。 在文献综述的基础上，对科学哲学在理科教学中的价值和作用机制进行了系统分 析，研究认为： 科学哲学在理科教学中的价值主要体现在两方面，一方面是其作为内容的本体 价值，一方面是其作为指导理论的工具价值。在理科教学中，作为内容的科学哲学与作 为指导理论的科学哲学互相依存，统一于“让学生认识真实科学”的理科教学目标。 通过科学哲学内容的呈现，应该为学生呈现全面的科学图景和发展的科学图景， 让学生认识真实的科学知识、真实的科学过程和真实的科学观念；认识科学活动在个人、 公开等层面表现的多面性；科学发现在经验、理性和社会心理等侧面表现的多元性；认 识科学知识、科学过程和科学观念的发展性以及由此内蕴的科学创造性和评判性等内 容。 科学哲学对理科教学的指导集中体现在对教学观念、教学决策和教学行为的指 导和影响上。这三方面内容之间又存在着相互联系和相互作用的关系。教学实践是教学 观念的源泉，教学观念的真正内化，需要在对教学实践的分析和反思中实现。因此，在 实践层面探讨利用科学哲学优化反映真实科学的理科教学策略更具有重要的理论价值 和实践意义。 在理论分析的基础上，沿着在教学实践层面探讨利用科学哲学优化反映真实科学的 理科教学策略的基本方向，进行了教学策略探讨： 从教学板块要素出发，探讨了科学哲学指导下超越孤立、静止、片面的内容选择 为学生呈现联系的、发展的、全面的科学的教学内容选择策略：探讨了学习活动的引发、 组织以及指导和管理策略；探讨了通过学习共同体的形成和科学管理创设真实的科学环 境的一般策略。 在此基础上，以具体的知识内容为切入点，分别探讨了如何基于科学事实、科学 概念和科学理论的本体认识为学生呈现真实的科学知识的呈现策略；分析了不同知识形 态所承载的基本科学观念及观念选择策略：探讨了根据不同形态的科学知识的生成过 程，让学生体验真实科学过程的教学活动的优化策略。力图通过科学哲学指导下的教学 策略优化，构建反映真实科学的理科课堂，促进学生对真实科学的认识。 关键词科学哲学；理科教学；融合；真实科学；教学策略 i i a b s t r a c t s i n c e2 0 01 ，o u rc o u n t r yh a sb e g u nt h ec u r r i c u l u mr e f o r m a t i o no fs c i e n c ee d u c a t i o nf o r i m p r o v i n gt h e c i t i z e n ss c i e n t i f i c l i t e r a c y a c c o r d i n g t ot h ev a l u ea n dc h a r a c t e ro f c u r r i c u l u m ，i th a sb e e np a i dm o r ea t t e n t i o no nt h en a t u r ea n dv a l u eo fs c i e n c e ，t h e i n t e r a c t i o no fs c i e n c ea n ds o c i e t yl i f e h o w e v e r ，t h es h o r t a g ef r o me d u c a t o r s v i e wo nn a t u r e o fs c i e n c e ，w h i c hi sv e r yi m p o r t a n tf o rp r a c t i c e ，r e s u l t e di nt h et a r g e td e v i a t i o nd u r i n gt h e p r o c e s so ft h ec u r r i c u l u mi m p l e m e n t a t i o n t oc h a n g et h es i t u a t i o n ，o n eo f t h er o o tm e t h o d s i st oi m p r o v et h ea m a l g a m a t i o no fp h i l o s o p h yo fs c i e n c ea n ds c i e n c ee d u c a t i o n ，t ob r i n g p h i l o s o p h yo fs c i e n c ei n t os y s t e mo fc o n t e n ta n dm e t h o d o l o g yo fs c i e n c ee d u c a t i o n a n di t w i l lb eam a g n i f i c e n tp r o m o t i n ga g e n t ，n o to n l yf o rp r o m o t i n gs t u d e n t s u n d e r s t a n d i n go n a u t h e n t i cs c i e n c e ，b u ta l s of o ri m p r o v i n gt e a c h e r s a b i l i t yo nb r i n g i n gn e wc u r r i c u l u mi n t o e f f e c t ，a n df o rd e e p e n i n gt h es t u d yo fs c i e n c ee d u c a t i o na sw e l l f i r s t l y ，t h i sp a p e rc o m b so u tt h et h e o r ya n dp r a c t i c eo fi n t e g r a t i n gp h i l o s o p h yo f s c i e n c ew i t hs c i e n c ee d u c a t i o nf r o mt w om a i nf i e l d o n ei st h et h e o r ya n dp r a c t i c eo fh p s ( h i s t o r ya n dp h i l o s o p h yo fs c i e n c e ) e d u c a t i o nw h i c ha p p l i e si t s e l ft oc o m b i n i n gt h ev i e w s f r o mp h i l o s o p h yo fs c i e n c ei n t ot h ec o n t e n do fs c i e n c ee d u c a t i o n a n dt h eo t h e ri st h e d i s c u s s i o n so ni n q u i r yi n s t r u c t i o na n dc o n c e p t u a lc h a n g et e a c h i n gw h i c ha r eg u i d e dw i t h p h i l o s o p h yo fs c i e n c e s e c o n d l y ，b a s e do ns u m m a r i z a t i o no ft h el i t e r a t u r e ，t h i sp a p e ra n a l y s e st h ev a l u ea n d m e c h a n i s ma b o u tp h i l o s o p h yo fs c i e n c ei ns c i e n c ee d u c a t i o n i tc a nb ec o n c l u d e da st h e f o l l o w i n gs t a t e m e n t s ： t h ev a l u eo fp h i l o s o p h yo fs c i e n c ei ns c i e n c ee d u c a t i o ni sc o n s i d e r e da st w o d i m e n s i o n s o no n eh a n d ，p h i l o s o p h ya sc o n t e n t sh a st h eo n t o l o g i c a lv a l u e ；o nt h eo t h e r h a n d ，p h i l o s o p h ya sg u i d a n c et h e o r yh a st h ei m p l e m e n t a lv a l u e i ns c i e n c ee d u c a t i o n ， b o t ho ft h er o l e sw h i c hp h i l o s o p h yo fs c i e n c ep l a y si nd e p e n do ne a c ho t h e r ，a n dh a v et h e s a m et e a c h i n gt a r g e tw h i c hi s “m a k es t u d e n t sl e a r na u t h e n t i cs c i e n c e ” a st e a c h i n gc o n t e n t s ，p h i l o s o p h yo fs c i e n c es h o u l dp r e s e n tf o rs t u d e n t st h e a l l a r o u n da n dd e v e l o p m e n t a lv i e wo fs c i e n c e ，w h i c hc a nm a k es t u d e n t sl e a r nt h ea u t h e n t i c s c i e n t i f i ck n o w l e d g e ，a u t h e n t i cs c i e n t i f i cp r o c e s sa n da u t h e n t i cs c i e n t i f i cn o t i o n ；r e a l i z et h e r i c hd i v e r s i t yo fs c i e n t i f i ca c t i v i t yi na l la s p e c t ss u c ha sp e r s o n a ls c i e n c ea n dp u b l i cs c i e n c e e t ca n dt h er i c hd i v e r s i t yo fs c i e n t i f i cd i s c o v e r yi na s p e c t so fe m p i r i c i s m ，r a t i o n a l i s ma n d s o c i a lp s y c h o l o g y ；c o m p r e h e n dt h ee x p a n s i b i l i t yo fs c i e n t i f i ck n o w l e d g e ，s c i e n t i f i cp r o c e s s a n dt h ev i e w so fs c i e n c e ；a tt h es a m et i m e ， c o m p r e h e n dt h ec r e a t i v i t ya n dc r i t i c i s mo f s c i e n c eb a s e do ni t se x p a n s i b i l i t y t h ei n s t r u c t i o no fp h i l o s o p h yo fs c i e n c ec o n c e n t r a t e so nt h eg u i d a n c ea n de f f e c to n i l l t e a c h i n gi d e a s ，d e c i s i o n m a k i n ga n db e h a v i o r s t h e s et h r e ea s p e c t sa r en o to n l yr e l a t e dt o e a c ho t h e rb u ta l s oi n t e r a c t p r a c t i c ei st h es o u r c eo ft e a c h i n gi d e a s t h ea n a l y s i sa n d i n t r o s p e c t i o n o f t e a c h i n gp r a c t i c e c a nc o n t r i b u t et o s h a p i n gt e a c h i n g i d e a s i n d e e d t h e r e f o r e ，i tw i l lb em o r ei m p o r t a n ta n ds i g n i f i c a n ti nb o t ht h e o r i e sa n dp r a c t i c et o d i s c u s sh o wt oo p t i m i z es c i e n c et e a c h i n gs t r a t e g yw h i c ha i m sa ta u t h e n t i cs c i e n c ef r o mt h e p r a c t i c ed i m e n s i o nw i t hp h i l o s o p h yo fs c i e n c e b a s e do nt h et h e o r ya n a l y s i s ，t h i sp a p e rm e n t i o n st h ef o u n d a t i o n a ld i r e c t i o n so f o p t i m i z a t i o na n dd i s c u s s i o n so nt e a c h i n gs t r a t e g y ： f i r s t l y ，a c c o r d i n gt of a c t o r so ft h et e a c h i n gb o a r d ，i ta r g u e st h es t r a t e g yo fc h o o s i n g t e a c h i n gc o n t e n t st h a te d u c a t o r ss h o u l dp r e s e n ti n t e r a c t i v e ，d e v e l o p m e n t a l ，c o m p r e h e n s i v e ， s c i e n t i f i cc o n t e n t si n s t e a do fi s o l a t e d ，s t a t i c ， u n i l a t e r a lo n e su n d e rt h eg u i d a n c eo f p h i l o s o p h yo fs c i e n c e ；i ta l s oc o n t a i n ss t r a t e g yo fi n t r o d u c i n g ，o r g a n i z i n g ，i n s t r u c t i n ga n d m a n a g i n gt h es t u d ya c t i v i t i e s ；t h ei td i s c u s s e ss o m eg e n e r a ls t r a t e g yo fa c t i v a t i n ga na u t h e n t i c s c i e n c ee n v i r o n m e n tv i af o r m i n gt h el e a r n i n gc o m m u n i t ya n ds c i e n c em a n a g e m e n t s e c o n d l y ， c o n s i d e r e dt h ec o n c r e t ek n o w l e d g ec o n t e n t sa st ot h es t a r t ，t h i sp a p e r d i s c u s s e sr e s p e c t i v e l yt h ep r e s e n t i n gs t r a t e g yo fh o wt og i v es t u d e n t st h ea u t h e n t i cs c i e n t i f i c k n o w l e d g eb a s e do nt h en o u m e n o nu n d e r s t a n d i n go fs c i e n t i f i cf a c t s ， s c i e n t i f i cc o n c e p ta n d s c i e n t i f i ct h e o r y ；i ta l s oa n a l y s e st h ec h o o s i n gs t r a t e g yo ft h ef o u n d a t i o n a lv i e w so fs c i e n c e h e l db yd i f f e r e n tk n o w l e d g em o d a l i t y ；a c c o r d i n gt ot h ep r o c e s so fm a k i n gd i f f e r e n tk i n d so f s c i e n t i f i ck n o w l e d g e ，t h ep a p e rt a l k sa b o u tt h eo p t i m i z i n gs t r a t e g yo fh o wt om a k es t u d e n t s e x p e r i e n c ea u t h e n t i cs c i e n c ep r o c e s si nc l a s sa c t i v i t i e s i na t t e m p t i n gt oo p t i m i z et h et e a c h i n g s t r a t e g yw i t hg u i d a n c eo fp h i l o s o p h yo fs c i e n c e ，i ti sp r o s p e c t e dt oc o n s t r u c ta na u t h e n t i c s c i e n c ec l a s sa n dp r o m o t es t u d e n t s l e a r n i n go fa u t h e n t i cs c i e n c e k e yw o r d s ：p h i l o s o p h yo f s c i e n c e ； s c i e n c ee d u c a t i o n ； a m a l g a m a t i o n ； a u t h e n t i cs c i e n c e ；s t r a t e g y i v 独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取 得的成果。据我所知，除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的研究成果。对本人的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文 中作了明确的说明。本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：- 二丕璋虹日期：2 竺王刖彦 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范人学有关保留、使用学位论文的规定，即： 东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权东北师范大学可以采用影印、缩印或其它复制手 段保存、汇编本学位论文。同意将本学位论文收录剑中国优秀博硕士学位论文全 文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论文全文数据库( 中 国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服 务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：互掐鱼 指导教师签名： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编： 东北师范大学博士学位论文 己i 言 丁if j 我国的传统理科教学以系统知识的传授为主，忽视科学的应用价值和对科学产生过 程本质的关注。这样的基础教育课程已不能完全适应时代发展的需要。因此，我国在1 9 9 9 和2 0 0 1 年分别出台了中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定和 国务院关于基础教育改革与发展的决定两个重要文件，大力推进基础教育课程改革， 调整和改革基础教育的课程体系、结构、内容，构建符合素质教育要求的新的基础教育 课程体系。在这样的背景下，2 0 0 1 年，我国开始了以提高公民科学素养为主旨的理科课 程改革。这是我国建国以来第八次理科教育课程改革，改革的深刻程度是前七次改革所 不可比拟的。 基于课程改革的基本方针，各学科相继出台了本门课程的课程标准，作为新课程的 指导性文件。在各门课程的价值定位和性质定位上，科学的本质和价值，科学与社会和 生活的互动得到了一定的关注和强调。如全日制义务教育物理课程标准强调“在义 务教育阶段，物理课程不仅应该注重科学知识的传授和技能的训练，注重将物理科学的 新成就及其对人类文明的影响等纳入课程，而且还应重视对学生终身学习愿望、科学探 究能力、创新意识以及科学精神的培养。因此物理课程的构建虑注重让学生经历从自然 到物理、从生活到物理的认识过程，经历基本的科学探究实践，注重物理学科与其他学 科的融合，使学生得到全面发展”；“在义务教育阶段，物理课程的价值主要表现在以 下几个方面：通过科学探究，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发 展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探索真理的科学态度；通过科学想像与科学推 理方法的结合，发展学生的想像力和分析概括能力，使学生养成良好的思维习惯，敢于 质疑，勇于创新；通过展示物理学发展的大体历程，让学生学习一些科学方法和科学家 的探索精神，关心科技发展的动态，关注技术应用带来的社会进步和问题，树立正确的 科学观”。全日制义务教育化学课程标准指出，“义务教育阶段的化学课程，可 以帮助学生理解化学对社会发展的作用，能从化学的视角去认识科学、技术、社会和生 活方面的有关问题，了解化学制品对人类健康的影响，懂得运用化学知识和方法去治理 环境污染，合理地开发和利用化学资源；增强学生对自然和社会的责任感；使学生在面 临与化学有关的社会问题的挑战时，能做出更理智、更科学的决策 ；强调课程要“注 意从学生已有的经验出发，让他们在熟悉的生活情景中感受化学的重要性，了解化学与 日常生活的密切关系，逐步学会分析和解决与化学有关的一些简单的实际问题；让学生 有更多的机会主动地体验探究过程，在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度， 获得科学的方法，在做科学的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。” 然而，尽管课程文件给予了一定的关注，在具体的教学实施过程中，仍然遇到了一 中华人民共和国教育部制订全日制义务教育物理课程标准( 实验) m 】北京：北京师范大学出版社，2 0 0 1 1 - 2 。中华人民共和国教育部制订全口制义务教育化学课程标准( 实验) 【m 】北京：北京师范大学出版社，2 0 0 1 1 - 2 1 东北师范大学博士学位论文 些困难。包括教师对发展学生科学素养的过程目标和情感目标的曲解，对科学探究、科 学史和s t s 等内容引入的的价值缺乏正确的认识，在科学探究活动的驾驭能力上的缺失 等等。从课程实施的结果看，由于教学未能如实的呈现科学知识的建立所基于的方法论、 提出的假设、它们的历史和局限性，呈现科学发展及其相应文化发展的历史阶段及其所 处的文化背景。因此学牛对科学的理解仍然不容乐观。而这些问题产生的一个重要根源 是理科教育工作者科学哲学素养的缺失。由于教育者自身对科学本体、科学过程和科学 价值认识方面的不足，造成了在课程实施过程中出现的目标偏离现象。要转变这样的理 科教学局面，一个根本性的途径就是加强理科教学与科学哲学之间的对话，将科学哲学 引入理科教学内容体系和方法论体系。这样的努力无论在促进学生对真实科学的理解方 面，在提高理科教师新课程驾驭能力方面，还是在深化理科教学研究方面都将起到极大 的促进作用。 一、科学哲学与理科教学的融合：促进学生对真实科学理解的需要 传统理科教学为学生传达的是逻辑实证主义的科学观。认为科学与非科学最明显的 区别在于科学的探究模式即归纳法，任何没有遵循这套探究过程所得的结果都是无效 的，不被称为科学知识；由于科学知识的形成过程相当客观，而且它是对自然界提供了 一个真实的描述，是可靠的，是很难改变的。因此，科学知识被视为绝对客观的真理； 利用惟一的科学方法，用所观察到的数据来证实假设，若被证实的即是“科学知识”， 科学知识的进步是一种真理的累积，是一种直线式的增长；观察是科学知识的来源，而 且观察是一价值中立、客观的活动，不受任何因素( 如观察者已有的背景知识、理论和 观点) 的影响，故所得的数据一定是客观的；科学的探究模式可分为四个阶段：收集有 关的全部事实，对这些事实加以分析、比较和归类，从这些事实中归纳出普遍性原理( 假 说) ，以及在事实中重新检验已经提出的假说。这是一套公认的科学方法，凡是没有依 循此套模式的方法就不被视为科学方法，而且可适用于任何学科领域的研究；科学家的 任务在于发现自然界已存在的真理；科学家被认定为一个价值中立、客观的研究者，即 排除自我主观意识的研究者。 我们所进行的一项针对中学生基本观念的调查显示，在 科学理论的本体认识上，大多数学生认为科学知识应该是自然界客观存在的，模型是真 实物质的复制而已。对科学理论的暂定性认识不足。在科学方法方面，只有1 3 6 的学 生能够写出两种以上除观察和实验以外的科学方法，其他学生写出的往往不是科学方 法，而是具体的实验方法、科学态度、技术方法、科学家可能的思维活动等，例如“醋 洗茶垢”、“推论 、“采样、“证明”、“原子示踪技术、“清晰的思路”、“思考”、“探索” 等等都是学生眼中的科学方法。在科学的价值方面，学生普遍抱有功利的科学价值观。 而现代科学哲学研究为我们呈现的却是- - n 完全不同的科学图景。现代科学哲学认 为，科学知识是由科学家通过想象和逻辑推理创作而得出的产物；科学知识可能会因观 察工具的不断改进或未曾出现的反例而受到质疑，所以它只是一个暂时成立的假说，随 时可能会被修改或被更好的假说所取代。因此，科学知识是暂时的、可修改的；不可能 2 东北师范大学博士学位论文 有“绝对客观、理性、毫无成见的观察”，不同的观察者即使在相同地点，观察相同的 现象，所观察的结果都有可能不同，因为观察者感官所察觉到的信息最丰要决定于他们 已有的知识背景、观点和理论，故观察的结果不可能是价值中立的，事实上已渗透着理 论；科学事业的领域相当广泛，而且每一位科学家的文化背景、工作情境肯定都会有所 区别。由于从事科学研究的环境是无法相同的，故无法找到对任何情况都适用的惟一科 学方法。科学家并非只是遵循科学方法的技术人员，科学家的工作是一种类似于艺术性 质的创作。科学家在从事科学活动时并非是一个价值中立、客观的研究者，而是一个有 “自我”意识的人。因此他们在面对研究结果时，会因所持的观点不同而有不同的解释。 即使是从同一观点衍生出来的知识，也必须由科学共同体决定其价值。 如何转变学生对科学认识的偏差，促进学生建立更贴近真实科学的科学认识? 这需 要在深入认识现代科学哲学研究成果的基础上，为学牛选择适当的科学观念性内容，又 需在科学哲学指导下通过教学策略的优化将真实的科学形象传达给学生。理科教学与科 学哲学的融合是促进学生对真实科学理解的需要。 二、科学哲学与理科教学的融合：提高理科教师课程驾驭能力的需要 新课程实施对理科教师素质提出了更高的要求和新的挑战。然而，面对新的内容， 新的教学和评价要求，理科教师一方面表现出对新课程基本理念的难以内化，另一方 面又凸显出对课堂驾驭能力的缺失。 ( 一) 教师保持着传统理科教育的惯性思维仅关注静态的知识体系 传统理科教学偏向“以知识体系为中心。按照循序渐进、系统化的原则，选取经 过长期实践筛选、积累下来的科学知识进行传授。这对于遵循科学知识的系统性，帮助 学生在有限的时间内学习更多的科学知识，以便有效地解决学科内的理论问题是有好处 的。然而，照此编写的科学知识体系往往舍弃了科学发展的具体过程，展示的是一个个 成熟的、静止的、无疑问的知识点，缺乏科学知识发展的历时性、渐进性和探索性，从 而也就缺失了科学的发现过程，忽视了对科学方法的探索和科学品质的展示。理科教学 过程即为单纯的知识传递过程。在这样的教学传统下，教师在课堂上实践着知识复制和 传递的过程，也积累了大量的知识复制和传授经验。面对新课程对知识、过程和价值观 的多重关注，由于教师对新的理科教学追求缺乏正确的理解和内化，因此仍然保持着仅 关注静态知识体系的惯性思维，难以转变。这就造成了，虽然新课程开展已久，但一部 分理科课堂仍然呈现的完全是知识点的传授和复制过程。在这样的教学环境下，学牛在 学习过程中难以了解科学知识的来龙去脉，也必然地造成科学完整意义认识上的缺失。 ( 二) 教师对科学史、科学探究和s t s 内容的价值抱有片面认识 新课程改革力图改变传统的教学状况，将科学史、科学探究和s t s 内容纳入课程 内容体系。但教师在对这些内容的价值认识上却存在较大的偏差。在对科学史、科学 探究和s t s 内容的引入原因上，许多教师仅仅停留在“激发学生的学习兴趣”，“学习 有用的化学上。往往认识不到这些内容在促进学生认识自然科学的独特思维方式和 东北师范大学博士学位论文 过程；认识影响科学成果的认知、技术、社会及个人凶素；了解科学与人类社会问题 的关系等方面的独特价值。造成在实际的教学过程中科学史或者表现为趣味故事的描 述或者表现为姓名加标签式的简单呈现；s t s 内容变成了生活科学和实用科学；科学 探究“有形无魂”，只表现出了表面化的程序和形式，却并没有学生思维的真正参与。 ( 三) 教师对探究过程的曲解和在驾驭探究教学中的不胜任 由于对科学探究过程和本质的不理解，教师在驾驭科学探究教学过程，活动设计 能力和指导能力的欠缺凸现出来。我们针对实施新课程的化学教师的调查结果显示， 教师普遍认为实施探究活动有各种各样的困难。如方法的指导和评价( 4 6 ) ，根据问 题设计学牛活动( 4 3 ) ，预测学生的行为( 4 0 ) ，确定探究内容并设计问题( 3 2 ) ， 查找资料并挖掘资料( 2 4 ) ，条件不允许不能做教材中出现的探究活动( 2 8 ) 。我 们看到，教师在方法的指导和评价、学生活动的设计和探究内容的选择上显得比较无 力。同时，教师对探究教学过程也抱有许多错误认识。如有些教师认为只有进行实验 才是探究；对经验事实的归纳是探究的唯一途径；反思与交流只是教学结尾对学生进 行情感态度教育的途径，与知识生成无关等。 教师对新课程主观认识存在的偏差在一定程度上比客观因素更严重地制约着课程 改革的进程。我们不能一味的责怪教师觉悟不高，而要深究教师产生这样认识背后的 深刻原因，才是解决问题的必由之路。教师对科学史、科学探究和s t s 内容价值认识 的偏差以及在方法的指导和评价、根据问题设计学生活动、确定探究内容并设计问题 等方面产生的普遍性困难都与教师的科学哲学素养的缺失具有直接的联系，也是顽待 通过科学哲学给予必要指导的方面。理科教育自由传统的发展呼唤科学哲学对理科教 学的指导，科学哲学对理科教学的指导是理科教育自由传统顺利实施的保障。将科学 哲学纳入理科教学指导理论体系，指导理科教师的教学实践已经成为当前理科教育迫 切需要解决的问题。 三、科学哲学与理科教学的融合：深化理科教学理论研究的需要 ( 一) 从教学属性的单一关注向教学与科学属性双重关照转变的需要 对理科教学的基本范畴“理科”范畴和“教学”范畴进行追问和探讨，这是理科教 学理论研究“正本清源”，走向科学轨道的必然要求。然而，传统的理科教学研究，只 关注理科教学的教学属性，却不同程度地忽视了理科教学的科学属性。抛开理科教学的 科学属性探讨理科教学问题，必然会造成研究的泛化，使理科教学研究异化为宏观教学 研究的简单套用与移植。理科教学具有教学属性，同时又具有理科属性。因此理科教学 研究应从对教学属性的单一关注向对教学与科学属性的双重关照转变，凸显理科教学的 科学属性。而要探讨理科课堂的科学属性，解决理科教学面临的独特问题就需要关注自 然科学及其经验的本质与价值，而这些正是科学哲学研究关注的主要问题。因此，关注 理科教学的教学与科学双重属性的理论研究，必然要以科学哲学的相关理论作为指导理 论，走向科学哲学与理科教学的融合之路。 4 东北师范大学博士学位论文 ( 二) 从译介研究向本土创生研究转化的需要 以往的理科教学研究多以研究解析国外历史上的教学思想；研究介绍国外当今的教 学理论为主。研究者比较关注国外理科教学理论发展动态，注重对涌现出的新思想、新 理论进行借鉴。而在译介国外的理论时，更多地是对这些理论或思想进行解读，而较少 根据国内的实际情况作批判性审视。如，在引进s t s ( s c i e n c et e c h n o l o g ya n ds o c i e t y ) 教育思想、h p s ( h i s t o r ya n dp h i l o s o p h yo f s c i e n c e ) 教育思想时，更多的关注和集中介 绍它们“是什么”以及“如何做”等操作问题，或简单阐发其现代意义，而很少去探究 “为什么”、“如何是”等机理问题，以致很难生成扎根中国文化、研究中国教学问题的 优秀成果，也使很多思想不能很好的为我所用。要促进我国理科教学理论研究由“借 鉴性、移植性研究”转向“本土性、建构性研究”，就要转变思维方向，首先对理科教 学本质和价值等元问题进行深入地认识和探讨，在此基础上才能对理科教学内容的选 取，教学过程的优化等问题有深入的和独特的认识，才能真正构建起基于我国国情和教 育现实的理科教学理论，提高认识的抽象性、概括性及理论分析的合理性与科学性，为 我国理科教育教学的发展指引正确的发展方向。引进的教学理念也只有在与自身已有的 理论的互渗、交织和共振中才能创造出崭新的教学理论。而要认识理科教学的本质和价 值，仍然绕不开对科学的本质和价值的认识，离不开科学哲学与理科教学的融合。 ( 三) 从单一方法论向多元方法论融合的转型需要 传统理科教学研究，主要以心理学研究成果作为方法论基础，探讨教学过程的基 本过程。诚然，心理学以心理过程和个性心理特征为研究对象，研究人在不同发展阶 段的不同个性心理特征，研究人们对事物进行认识的心理过程。因此，对理科教学认 知过程的认识和研究具有重要的指导意义。一方面为教学过程提供了关于学习者的心 理特征的基本信息，另一方面可以帮助驾驭学习的心理过程以改善教学过程的组织。 但是，我们也应该看到，理科教学过程是一个多维度、多层面的社会活动过程，心理 学研究仅仅是为理科教学问题的探讨提供了一个基本视角。要深入地认识理科教学， 更好地解决理科教学问题，理科教学研究还应重视用不同的范式和方法，从不同的角 度解释教学现象，百家争鸣地探讨和解决纷繁复杂且多变的理科教学问题，这不仅是 解决教学实践问题的需要，也是理科教学理论和相关学科建设和发展的需要。而从科 学哲学视角认识以“能动地认识自然界”为特征的理科教与学过程是深化理科教学认 识，发展理科教学理论的重要途径。科学哲学与理科教学的融合是理科教学研究从单 一方法论向多元方法论融合的转型的需要。 将科学哲学引入理科教学内容体系和方法论体系，是促进学生对真实科学的理解的 需要，是提高理科教师新课程驾驭能力方面，也是深化理科教学理论研究的需要。致力 于促进理科课程与教学实施的研究者，应充分关注科学哲学在理科课程建设和教学实施 过程中的重要意义，促进科学哲学与理科教学的对话与交流。尤其是在教学层面，探讨 科学哲学在指导理科教师教学实践中的价值，探寻提高理科教师运用科学哲学指导理科 教学实践的意识和能力的途径和方法更将具有重要的理论和实践价值。 东北师范大学博士学位论文 第一章理科教育自由传统影响下科学哲学与理科教学的融合 长期以来，理科教育领域存在三种主要的教育传统：理科教育的学术型传统( 强调 科学和理论的结构) 、理科教育的应用型传统( 强调日常生活中的科学和工作) 和理 科教育的自由传统。西方自由教育传统由来己久，其源头可以追溯到古希腊的教育 传统。自由教育倡导在文化之中或朝向文化的教育，主张通过研读经典文献与伟人对 话，认识文化沿承的重要意义；教育的目的在于发展理解和判断的能力，在探究真理 的过程中将自己的思想与其他思想和精神进行联系。在自由教育思想影响下产生了理 科教育的自由传统。理科教育的自由传统主张，应当基于科学的历史和哲学进行理科 教育；在使学生理解客观理论和定律的同时，还应让他们认识这些理论和定律的建立 所基于的方法论、提出的假设、它们的历史和局限性，了解科学发展及其相应文化发 展的历史阶段及其所处的文化背景。自由传统的倡导者认为，在这样一个基于事物的 历史和哲学的视角下所进行的教育，可以促进学生对自然的理解，对自然和科学中美 的感知，以及对科学知识和创造科学知识的实践活动所造成的道德问题的认识。显然， 对于理科教育来说，这些目标的实现都需要将科学史和科学哲学引入到学校理科课程 和教师的教育方案中。 基于理科教育的自由传统，人们开展了大量致力于将科学史、科学哲学和科学社会 学等元科学内容与理科教学相融合的努力和研究。但是，在相关研究过程中对于科学史、 科学哲学和科学社会学等元科学研究在理科课程与教学中的角色，人们始终未能达成共 识。有人认为，科学哲学对于理科教学的意义在于它对课程设置也就是“教什么”的影 响和指导。如美国理科教育家科南利( c o n n e l l y ) 认为，科学哲学和科学史的相关概念 的实际应用关注更多的应该是课堂上教什么，而不是怎么教。“我们要思考的更应该是 如何通过引导探究和科学史案例来优化课程所涉及的主题而不是把认识论基础应用于 指导教学和学习策略” 。而另一部分致力于将科学哲学引入理科教学的研究人员却更 加关注科学哲学对教学实践也就是“如何教”的影响。如达西尔认为，“理科教学要探 寻学牛在建构和重建科学知识过程中的个人认识论问题，这是将h p s 应用于理科教学 的重要原因。理科教学应该利用科学哲学成果寻找改善教学实践和教师决策的途径” 。 这两方面的努力都吸引了一些坚定的拥护者，并且随着研究的深入，有着自己的发展脉 络和细化的研究方向。 。m a t t h e w s ，m 1 l ( 1 9 9 4 ) s c i e n c et e a c h i n g ：t h er o l eo f h i s t o r ya n dp h i l o s o p h yo f s c i e n c e 【m 】n e wy o r k ：r o u t l e d g e ：1 3 。d u s c h l r a ( 1 9 9 4 ) r e s e a r c ho nt h eh i s t o r ya n dp h i l o s o p h yo f s c i e n c e i nd l g a b e l ( e d ) ，h a n d b o o ko f r e s e a r c ho n s c i e n c et e a c h i n ga n dl e a r n i n g m n e wy o r k ：m a c m i l l a n 4 4 3 o ( 同上，4 6 1 ) 6 东北师范大学博士学位论文 一、作为内容的科学哲学h p s 教育及其实践 将科学哲学内容引入理科教学的倡导和实践由来已久。随着其思想的发展从对科 学史、科学哲学和科学教学( h i s t o r ya n dp h i l o s o p h yo f s c i e n c e ，h p s ) 的关注，转变成 对理科教学中的科学本质( n a t u r eo f s c i e n c e ，n o s ) 内容的关注。 ( 一) 将科学哲学思想纳入理科课程内容体系价值的探讨 关于科学哲学在指导理科教学中的作用，有一些不同的阐述。 马修斯( m i c h a e lr m a