小学科学教育,讲义 第一章

第一章科学的性质与发展历史教学目的与要求学探究是获得知识的基本方式；了解科学活动的特征以及科学发展在不同历史阶段的基本21世纪科学发展的特点与趋势。第一节科学的性质一、对“科学”的概念辨析人的生存是建立在人的创造与发明基础之上的中进行集体创造的过程和结果。对“科学”的概念辨析，需要从三个方面加以把握。（一）人类文化的涵义人类的本质特征是其创造文化的能力或文化属性。对于人来说，文化世界才是更本质的，（二）科学与人类文化的关系科学是人类文化的重要方面或者一种特定的文化过程。科学的起源与人类的生活休戚（三）科学是一个不断发展的过程作为一个开放的系统、一种文化的过程，科学是一个不断发展的过程，它以获得关于自然世界的知识为目的，其结果具有不确定性。科学不同于人们用来追求一个目标的“方法”：科学作为人类共同的事业是超越了即使把科学定义为迈向某个目标的一个进程，也无法由此断定科学与一种方法相等同。科学与平常意义的社会建制的概念不尽相同：科学特定的发展历程基本上是不可预它所要获取的支持。科学的发展与结果的不确定性：科学作为文化进程的重要方面，不必被某个特定的和科学的发展就有与生物进化相类似的地方二、科学知识的性质（一）科学的可检验性科学知识不具有完全的客观性科学知识不具有完全的客观性，科学理论不可能是圆满的。科学采用的是分析的方法，目的在于构造，因而知识归根结底不是揭示，而是一种构造或产物。分析指是一项研究在启动前选取的一个特定角度，科学知识是对事物从各个不同侧面逐一考察的结果。科学知识是可检验的（二）批判检验是形成知识的根本方法批判检验的实质托斯意在强调，不能简单抛弃看起来已被否证的知识。科学的规则是不保护科学中任何一个陈述不被证伪，因而科学更像一个持久开放的战被经验证伪。开放的理性不只是方法，它也是一种构筑思想观念系统的能力。批判检验的“理性”基础不的真理存在于检验之中陈述的形式或逻辑的结构作为经验科学的本质特征，还应建立将经验的方法构成知识特征的思想，这就是处理理论体系的方式，将经验解释为经验科学的方法。存在于不断检验之中。三、科学探究的性质（一）科学探究是一个无尽的过程科学的无尽探索助科学。科学无尽探索的逻辑（二）科学探究以问题为核心问题是科学探究的出发点发展起来的。问题是开启科学之门的钥匙3问题解决能力是科学探究的前提与保障（三）科学探究是获得科学知识的基本方式树立正确的科学与知识观念确立以问题为核心的探究式教学策略提出问题是探究式教学的基本条件四、科学活动的性质（一）科学是驱动人类文明进步的力量科学技术进步所带来的基础成就是人类社会的希望。从原始社会到农业社会，再到工业社会，由于科技革新与发展，才能使健康、食品、教育等在工业时期扩大到最底层，使工业社会正常运转。（二）科学技术是一把双刃剑能源短缺、环境污染引起的生态环境恶化不容忽视科学技术需要更加理智的发展第二节 科学发展的历一、科学的起源与早期发展（一）科学的起源作为科学基础的物理科学的起源是从肉眼可见的天体运行一类自然现象的观察开始物科学是从对动植物的观察以及原始医学和外科开始的。后者导致巫术、神话和祭祀。（二）古代自然哲学形态科学的鼎盛1.几何学的初步建立高“勾三股四玄五”、陈子发“普通勾股定理”（西方称为“毕氏定理”）。原子说的提出种原子说更多地表现为思辨的哲学，人类对物质特性的初步认识我国的墨家学派《墨经》也在力学、光学等各方面做出有价值的探索。春秋战国时期的光转向自身，认为只有理念或“理式”才是真正的实在。亚里士多德的独特贡献败的力量”。亚里士多德也是确凿无疑的形式逻辑以及三段论法的创立人。（三）由自然哲学向分析科学的专业化过渡1.伊壁鸠鲁对科学进步的影响伊壁鸠鲁的学说只关心哲学问题而非科学问题空间和无尽的时间中偶然结合造成的世界之一。2.数学在实验研究中的作用初步显现阿基米德将数学和试验研究结合起来明确阐述了密度的概念3世纪中叶，亚历ft四个部门是：文学部、数学部、天文学部和医学部。（四）对科学研究方法的探索经院哲学对理性的维护1225年巴黎大学正式把亚里士多德的著作列入必读书籍的目录里。亚里士多德的体系・学铺平了道路。观察与实验研究方法的基本确立新的试验方法本质是离开完全理性的体系而诉诸无情的事实点，也是最后的裁判。罗杰培根和威廉都促进了实验研究法的确立。中国在这一时期的主要成就另外，《正蒙》和《正蒙注》中，也分别记录了宋代张载以及明代王夫之关于物质组成的“元气学说”。二、16——17世纪的科学发展（一）近代科学产生的主客观条件近代科学产生的客观基础随中国造纸技术传入欧洲，以及活字印刷的发明使书籍成为可能，并广泛流传。同时，制造与贸易的发达带来了财富，由财富带来的研究学问时间变多，促使更多人研究学问。近代科学产生的主观条件宗教改革运动也准许个人在一定程度上自由地根据圣经做出自己的判断（二）近代科学产生前夕的艰难探索哥白尼日心说的提出2.伽利略对动力学建立的贡献笛卡儿提出把灵魂与肉体、心与物鲜明区别开来的二元论学说。三、18——19世纪的科学发展（一）近代科学的建立・得到的力学原理，处在这个巨大的数学和谐体之内。1687年牛顿出版《自然哲学的数学原理》，是科学史上一个重大事件，标志着经典力学的最终建立。（二）近代科学的勃兴进入19世纪，为了追求纯粹的知识而进行的科学研究，已开始走在实际应用与发明之前，启发实际的应用和发明，反过来又为科学研究与工业发展开辟新的领域。1859年11月24日，查尔斯・罗伯特・达尔文的《物种起源》一书发表，引发对物种起源和自然选择以及变异与环境的相互之间的关系的探讨。四、20世纪的科学发展（一）科学发展所引起的困惑（二）人们对科学继续发展的反思科学将继续利用机械论来扩大人类控制自然的能力第三节 21世纪科学发展的特一、21世纪科学发展的特点（一）科学、技术与社会的关系更加紧密科学呈“加速”文化发展的形式，使自身的理论性进一步加强科学技术的实验性使其负面影响日益彰显科学技术发展的社会学向度为人们所关注（二）人们对科学实证研究方法的反思可靠知识的“科学方法”——归纳法。完美不是小心翼翼地逃避错误而在于无情地消除它们。一是大胆地假设二是小心地否定。（三）观念转变理论对科学教育的指导作用逐步显化1.观念转变理论的基本精神(2)新的观念必须4）新的科学观念应能揭示更为丰富的研究纲领的有效性。2.观念转的方法学意义性和有效性是决定观念地位的三个重要方面。二、21世纪科学发展的趋势（一）科学发展的人文化趋向1．科学发展人文化的可能性科学文化和人文文化的共同特征是都内涵了批判的倾向2.科学发展人文化的现实性只有在