对生物学学科核心素养的理解(二)

1、对生物学学科核心素养的理解(二)摘要 科学思维是基于事实证据、运用科学概念、通过科学推理和论证对客观事物的本质规律及其相互关系作出判断和解释对事物客观发展变化作出预测 的认识方式。科学思维的核心是理性思维，理性思维具有批判质疑、重实证、重 逻辑等特点。直觉、想象、灵感和顿悟等非理性因素是理性思维的有效补充。科 学思维与技术思维工程思维伦理思维和审美思维等既有区别又有联系要根 据科学思维的内涵和特点加强科学思维教学。关键词 科学思维 理性思维 证据 逻辑高中生物学课程是自然科学课程科学思维列入生物学学科核心素养显了本课程的科学属性和育人价值了科学思维的培养是本课程的核心任 务之一。培养学生的科学

2、思维，首先要弄清楚什么是科学思维。1.学思维的内涵普通高中生物学课程标准（ 版）（以下称新课标）指出：“科学思维是指尊重事实和证据尚严谨和务实的求知态度用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。”从这个定义可以看出，科学思维首先是指一种思维习惯维习惯具有什么特点呢？从思维的取向即态度和意识层面说尊重事实和证据尚严谨和务实的求知态度重事实和证据概括地说就是重实证是科学思维的显著特点里所说的事实指运用科学手段搜集科学话语表达出来的科学事实们看到太阳东升西落只是我们主观上的感觉，并不是科学事实。有人质疑将“实事和证据”并列的说法，理由是事实就是证据事实和证据”是同义重复。其实，新课标将

3、事实与证据并列是有道理的。所谓证据，是指可以用来做出判断的事实依据，它建立在事实基础上与事实之间不能完全画等号实林林总总有与论题直接相关的事实才能作为证据如种激素能促进植物果实发育的实验结果只能作为这种激素能促进植物发育的证据，不能作为它促进人体发育的证据，因此，所谓吃了激素催熟的水果就会影响儿童的发育的说法证据的认定上出了偏差。严谨和务实的求知态度，不仅自然科学需要，人文和社会科学也需要。但在自然科学领域谨和务实有特定的含义谨主要是指获取证据的方法和从证据到结论的思维是严密的全的漏洞的实主要是指使人的认知符合客观事物的真实情况样才能做到严谨和务实呢？新课标提出运用科学的思维方法认识事物、解决

4、实际问题”，这就涉及什么是科学的思维方法问题。而关于这一问题，新课标在定义科学思维之后，紧接着似乎就给出了答案应该在学习过程中逐步发展科学思维基于生物学事实和证据运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法，探讨、阐释现象及规律，审视或论证生物学社会议题。”从上下文来看，这里所说的“归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维、创造性思维等方法”，应该就是上面所说“科学的思维方法”。我们知道，归纳和演绎都是常规的逻辑思维，不仅科学研究离不开它他方面的研究和日常生活也离不开它判性思维和创造性思维同样有着广阔的应用范围们与归纳绎等常规逻辑思维显然也 不在一个层面。那么，究

5、竟该怎样理解科学思维的方法呢？我们不妨将普通高中物理课程标准（ 年版）关于科学思维的表述作为参照学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性在规律及其相互关系的认识方式验事实建构物理模型的抽象概括过程合、推理论证等方法在科学领域的具体运用事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑和批判检验和修正提出创造性见解的能力与品格这段话强调了科学思维内涵的几个要点学思维是一种认识方式目标是认识客观事物的本质属性在规律及其相互关系了达到这样的认识目标在经验事实（证据）的基础上运用抽象概括、分析综合、推理论证等方法；科学思维既是一种能力，也是一种品格（与生物新课标所说“思维习惯”很接近），这种能力和品格具有质疑

6、判和创新的取向和特质生物学课程标准不同的是理课程标准未将批判性思维和创造性思维列为科学思维的方法此笔者是赞同的乎逻辑地思维别自己和他人思维中的谬误是批判性思维的核心”，可见批判性思维主要是指运用逻辑思维去辨别自己和他人思维中的谬误，主要强调的是对既有思维过程进行的批判性辨性思考具体方法仍然主要是逻辑思维性思维是指在逻辑思维的基础上想象思维、灵感思维等出新观点论法等说是心智的自由构建活动，虽然也能总结出若干具体方法哪位科学家和发明家是按照书本上总结出的创造性思维方法去思考和创造的，因此似可不必将其列入科学思维的方法之 中。综合上述两个学科的课程标准逻辑学科学方法论等文献，可以对科学思维的内涵作如

7、下概括：科学思维是基于事实证据、运用科学概念、通过科学推理和论证对客观事物的本质律及其相互关系作出判断和解释客观事物的发展变化作出预测的认识方式维是一种重视实证和逻辑的求真务实的思维习惯和能力是常规逻辑思维在科学领域的具体运用需要批判审视、质疑包容的思维取向和心理品格，还要靠想象、联想、直觉和灵感等非逻辑思维提出创造性见解。在它所运用的逻辑思维中，概念、判断、推理和论证都是思维的形式。不同形式的思维都有一定的思维方法：概念（包括模型）的形成主要靠抽象和概括的方法断有时靠感觉和知觉就可直接做出时要在概念基础上进行推理才能完成理的方法主要是归纳和演在逻辑学上也将类比、比较、分类、分析和综合纳入归纳

8、的范畴）；仅靠推理只能使得出的判断合逻辑，不能保证它符合客观实际，验证判断的真实性靠论证，论证由论题、论据 和论证方式组成，论证方式同样离不开归纳和演绎的推理方法。科学思维作为一种思维习惯科学专业工作者来说要是指在面对科学问题时先运用已有的知识和经验过创造性思维提出猜想或假说寻找证据检验猜想或假说是否成立设计寻找证据的方案证据的分析和解释都要靠逻辑思维包括在面对一种科学的观点或结论时用批判性思维进行思考和追问点或结论是否有证据的支持？证据是否可靠和充分？从给出的证据到得出的结论之间逻辑是否严谨？对证据是否可能有其他解释？而对公众包括绝大多数高中学生来说们的目不是要成为科学家是去了解科学研究的基

9、础而成为科学信息的明智消费者要成为科学信息的明智消费 者，就需要培养批判质疑、重视实证和逻辑的科学思维习惯。2.学思维与理性思维的关系在中国学生发展核心素养中，作为六大核心素养之一的“科学精神”有三个基本要点：理性思维、批判质疑和勇于探究。其中关于理性思维的解释是：“崇尚真知理解和掌握基本的科学原理和方法重事实和证据实证意识和严谨的求知态度；逻辑清晰，能运用科学的思维方式认识事物、解决问题、指导行为等”。可以看出，同上面分析的科学思维的要义一样，理性思维也是重视实证和逻辑的思维。那么，二者完全同义吗？它们到底是什么关系呢？其实，关于科学思维和理性思维的关系，刘大椿教授 年前主编的科学哲学通论就

10、作出了明确的回答性指的是合客观性（区别于信仰）加上合逻辑性（区别于感性、情感等非理性）”合客观就是要尽量排除人的主观因素的影响（尽管完全排除是不可能的，观察也负载理论），使人的认识合乎客观事物的真实情况，而这是要通过“对证据的承诺”来实现的。观察、实验、调查，都是获得证据的途径是指人们在认识过程中使用的思维方法在逻辑上是合理的和有效的，科学理论的辩护乃至发现都离不开合乎逻辑的思维。合客观、合逻辑是科学的理性追求就意味着在科学研究中面对既有观点或结论时问它是否合客观逻辑成为思维的必然取向或态度倾向此判质疑就成为理性思维主体的心理品质许是英文 译判性思维”“审辨式思维”，又可译为“理性思维”的原因

11、。美国国家科学教育标准的表述可谓与此不谋而合学基本特点是以实证为判别尺度逻辑作论辩的武器，以怀疑作审视的出发点。”，由此可见，理性思维可以说是科学 思维的核心，二者都是人类理性精神的体现。实证加逻辑就构成科学思维的所有方法论特征吗？如果按照逻辑实证主义的理论，答案无疑是肯定的。但是，正如刘大椿教授主编的科学哲学通论所言尽管科学在本质上是理性的，但是应当承认，科学并不只是包含客观性和逻辑性两种因素，除了理性因素之外，还有大量的非理性因素存在着它同艺术等创造性活动一样，同样需要有激情、意志、直觉和灵感，没有这些非逻辑、非理性因素作为理性的必要的补充学的创造与发展几乎是不可能的学史上许多成功的实例说

12、明，科学发现过程中提出猜想或假说环节往往要靠直觉、想象感和顿悟假说的检验论的确证和辩护主要靠基于证据的逻辑思维。一言以蔽之，科学思维等于理性思维加直觉、想象、灵感、顿悟等非理性因 素。厘清科学思维与理性思维的关系有什么意义呢？既然科学思维的核心是理性思维么学思维教学的重点就应该放在理性思维的培养上培养学生批判质疑据辑的思维习惯和能力科学思维还包括直觉、灵感悟等非理性因素么我们在教学中也要重视通过大量的实操性的探究实践活动，潜移默化地提升学生的直觉思维能力，还要在训练逻辑思维的同时，重视培养学生的想象力于灵感和顿悟是可遇而不可求的教学中无法刻意培养能寄希望于学生将来的创造过程付出百分之九十九的汗

13、水之后 去收获那百分之一的灵光一现了！3.学思维与其他思维的关系真、善、美是人类的共同追求。人类社会在追求真、善、美的过程中不断进步。人类追求真善美都离不开思维。求真的思维是科学思维；求善，就是怎么做才符合人类的利益，涉及技术思维、工程思维和伦理思维等；求美，就是创造美的作品求审美的愉悦要依靠审美思维学思维主要用来分析和解决科学问题者与科学有关的社会性议题如如何对待转基因作物因编辑婴儿、抗生素的使用等。科学思维素养的高低，关乎个人和社会的理性程度，关乎社会的和谐稳定此怎么强调也不过分是科学不是万能的学思维并不能解决人类面临的所有问题多问题的解决还要靠综合运用科学思维程技术思维、伦理思维乃至审美

14、思维。本文限于论题，对其他思维的内涵不作阐述。应当指出的是学思维与其他思维虽然在思维模式和方法上有很大区别是有着不同程度的内在联系别是随着社会科技化的不断加速技对社会各个领域的渗透越来越广泛和深入学思维在工程术理等领域的作用也越 来越显著。4.强科学思维教学的基本思路从学生学的角度看强科学思维的教学要有三个基本点是培养学生批判质疑的精神和态度是培养学生的证据意识取证据的能力价证据的能力培养学生逻辑思维的严谨性性性和流畅性基础上，重视培养学生的创造性思维，并且结合生物学科特点，培养学生的整体性思维、 辩证思维和复杂性思维。从教师教的角度看强科学思维的教学首先要加强概念的教学为概念是思维的基本形式

15、是思维的工具念教学本质上也是思维教学将二者统一起来而不是割裂开来导学生在事实基础上通过抽象和概括等思维建构概念次将思维教学与科学史的教学究活动的设计和实施有机结合起来过科学家不迷信权威于质疑的事例学生受到批判质疑精神的启迪过分析科学家的实验和亲身参与探究活动获取证据辑推理等方面提升能力。第三，通过难度较大的思维训练活动，训练学生的逻辑思维，教材中的“思考与讨论”、“思维训练”“练习与应用”“复习与提高”等栏目中的思维训练题目，要充分利用起来，调动学生积极思维、讨论交流，并且针对学生在 交流过程中暴露的思维问题进行有效的指导。卡尔萨根说过：“科学与其说是一种知识体系，不如说是一种思维方式”。同样们也可以认为学课程的学习与其说是学习一种知识体系如说是学习一种思维方式生物学学科核心素养的视角看命观念的形成需要科学思维学探究的进行需要科学思维会责任的担当也需要科学思维养学生的科学思维习惯和能力是包括生物学课程在内的理科课程的核心目标 之一。如何达成这一目标，依然任重而道远。参考文献：1. 加里 卡比，杰弗里 R古德帕斯特著，韩广忠译，思维批判性