第一章-科学与科学教育

第一章科学与科学教育一、科学的词义溯源

科学（science）源于拉丁语scio(知)，后演化scientia(知识)，后又演变为science。词语的变化演绎着认知观的变化。对科学下一个严谨的定义是很难的，我们从科学教育的书中可以看到如下的表述：科学是知识、科学是系统组织起来的知识、科学是世世代代积累起来的知识体系、科学是有用的知识、科学是一个加工过程。第一节科学是什么?一、科学的词义溯源

1965年诺贝尔物理学奖获得者费曼对科学的描述地：一般所说的科学，指如下三个方面之一，或是三者的集合体；1、导致科学发现的具体方法；2，源于科学发现的具体知识；3、在某些科学发现后，人们所能做的新事情或者正在做的新事情，简单的说，就是技术。第一节科学是什么?一、科学的词义溯源

美国科学技术教育理事会在《普及科学一美国2061计划》中对“科学的本质”是从科学世界观、科学探索、科学事业三个层面来阐释科学的：科学世界观

世界可被认知科学设想是变化的原因科学知识的持久性科学不能为所有问题提供完整答案第一节科学是什么?一、科学的词义溯源

美国科学技术教育理事会在《普及科学一美国2061计划》中对“科学的本质”是从科学世界观、科学探索、科学事业三个层面来阐释科学的：科学探索科学需要证据科学是逻辑和想象的混合体科学说明和预见科学验证、避免偏见科学不依仗权威第一节科学是什么?一、科学的词义溯源

美国科学技术教育理事会在《普及科学一美国2061计划》中对“科学的本质”是从科学世界观、科学探索、科学事业三个层面来阐释科学的：科学事业科学作为一项事业，具有个人、社会和团体3个层面。科学是一项复杂的社会活动。科学研究可以在许多不同的场所进行。科学组成学科，由不同机构研究。科学研究普遍接受的道德规范。科学家在参与公共事务时，既是科学家也是公民。第一节科学是什么?一、科学的词义溯源

伦•查尔默斯的《科学究竟是什么》对科学的几个重要界定是：科学是从经验事实推导出来的知识。科学知识是已证明了的知识。科学理论是严格地从用观察和实验得来的经验事实中推导出来的。科学是以我们能看到、听到、触到……的东西为基础的。个人的意见或想象在科学中没有地位。科学是客观的。科学知识是可靠的知识，因为它是在客观上被证明了的知识。第一节科学是什么?一、科学的逻辑溯源

1．朴素归纳主义

照朴素归纳主义看来，科学始于观察。科学的观察者应读具有正常的感官，应该忠实地记录下他所能看到、听到等等的东西，作为和他正在观察的情况有关的事例，而且他在做这些事时不能带有任何成见。第一节科学是什么?一、科学的逻辑溯源

1．朴素归纳主义

例如：●在1975年1月1日半夜十二点，金星出现于天空中某个位置。

●部分浸入水中的那根木棒，看起来是弯的。

●石蕊试纸浸在液体中变成红色。这些陈述的正确性，可以通过仔细的观察来证实。任何观察者都可以直接运用他的或她的感官来证实或检验它们的正确性。观察者自己也能看得见。第一节科学是什么?

●天文学：行星以椭圆轨道绕太阳运行。

●物理学：当光线从一种介质进入另一种介质时，它以这样一种方式改变方向：入射角。

●心理学：动物一般具有某种发泄攻击性行为的先天需要。

●化学：酸使石益变红。这些都是对宇宙某个方面的性质或行为提出的看法的一般性陈述。同简单陈述不一样，它们涉及在所有地点和所有时间的特定种类的所有事件。

第一节科学是什么?一、科学的逻辑溯源

1．朴素归纳主义

例如：

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2．逻辑和演绎推理

科学家一旦掌握了普遍的定律和理论，他就可能从它们推导出各种作为解释和预见的推断来。例如，已知金属受热时膨胀的事实，就可能推导出这样的事实：连续的铁轨之间有少量的空隙，在炎热的太阳下就会变弯。涉及这种推导的推理方法称为演绎推理。演绎不同于前一节讨论的归纳。对演绎推理的研究构成逻辑学。这里不准备对逻辑作详细的叙述和评价。不如用一些浅显的例子说明它的一些与我们对科学的分析有关的重要特征。

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2．逻辑和演绎推理

例1：⑴所有哲学书都是令人厌烦的。⑵这本书是一本哲学书。⑶这本书是令人厌烦的。在这个论证中，（l）和（2）是前提，（3）是结论。不言自明的：如果(1）和（2）是真的，那未（3）必定是真的。一旦已知（1）和（2）是真的，（3）就不可能是假的。因为（1）和（2）是真的而（3）是假的就包含一个矛盾。这是逻辑上正确的演绎的关键特征。如果一个逻辑上正确的演绎的前提是真的．那末，结论就必定是真的。

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2．逻辑和演绎推理

上面的例子稍加变动就给我们提供一个不正确的演绎的例子。例2：

（1）许多哲学书是令人厌烦的。

（2）这本书是一本哲学书。

（3）这本书是令人厌烦的。在这个例子里，从（1）和（2）不一定得到(3）。有可能（1）和（2）是真的，而（3）是假的。即使（1）和（2）是真的，这本书仍然可以是少数不令人厌烦的哲学书中的一本。断言（l）和（2）是真的，而(3）是假的并不包含矛盾。上面的论证是不正确的。第一节科学是什么?一、科学的逻辑溯源

2．逻辑和演绎推理

例3：

（1）所有的猫都有五条腿。

（2）巴格斯•帕塞是我的猫。

（3）巴格斯•帕塞有五条腿。这是一个完全正确的演绎。情况是：如果（1）和（2）是真的，那末，（3）必定是真的。而事实是在这个例子里，（1）和（3）是假的。但是这对作为一个正确演绎这个论证的地位并无影响。因此，单靠演绎逻辑，不能成为有关世界的正确陈述的来源。演绎所涉及的是从其他已知的陈述中推导出陈述。第一节科学是什么?一、科学的逻辑溯源

3．归纳主义科学观中的预见和解释

我们再一次用一个浅显例子来开始说明这一点。考虑下面的论证：1．相当纯的水在大约摄氏0°时结冰（如果有充分的时间的话）。

2.我的汽车散热器中有相当纯的水。

3.如果温度降到摄氏0°以下，我的汽车散热器中的水将会结冰（如果有充分的时间的话）。这里我们有了一个从包含在前提（1）中的科学知识演绎出预见（3）的正确逻辑论证的例子。如果（1）和（2）是真的，（3）必定是真的。然而，（1）、（2）或（3）的真实性并不是由这个或任何其他的演练所确立的。对一个归纳主义者来说，真理的来源不是逻辑而是经验。按照这个观点，（1）由对水结冰的直接观察所确认。一旦（1）和（2）已被观察和归纳所确立，那末，预见（3）就可以从它们中演绎出来。第一节科学是什么?一、科学的逻辑溯源

4．朴素归纳主义的吸引力

我们已经看到朴素归纳主义是如何说明科学的解释力和预见力的。朴素归纳主义的科学观有某些表面的优点。它的吸引力似乎在于这样的事实：关于科学的性质、它的解释力和预见力、它的客观性和它比其他知识形式更优越的可靠性，它提供了使某些一般人持有的模糊观念形式化的论述。

第二节科学世界观的发展

一、近代科学的产生二、科学是进步的发展的第三节科学教育的兴起和发展

一、科学教育在二十世纪西方的兴起和发展

1、在英国。

2、在美国。二、科学在近