科学哲学视域下反映真实科学的理科教学策略研究

论文摘要

2001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HPS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。

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引言

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

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

（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

（二）教师对科学史、科学探究和STS 内容的价值抱有片面认识

（三）教师对探究过程的曲解和在驾驭探究教学中的不胜任

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

（二）从译介研究向本土创生研究转化的需要

（三）从单一方法论向多元方法论融合的转型需要

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

一、作为内容的科学哲学——HPS 教育及其实践

（一）将科学哲学思想纳入理科课程内容体系价值的探讨

（二） HPS 教育思想和实践的产生和发展

二、科学哲学作为理科教学的指导理论的研究与实践

（一）关于科学哲学在教师课程实施中的价值的已有探讨

（二）运用科学哲学指导理科教学的理论研究与实践：科学探究与概念转变

三、相关研究对我国理科课程与教学改革的启示

（一）关注理科教育的自由传统

（二）提高理科教育工作者的科学哲学素养

（三）注重科学哲学在理科课程与教学中的指导地位

四、已有研究的局限性分析

（一）将自由教育传统的根本目标窄化为科学观念的培养

（二）将科学哲学的指导地位窄化于对科学过程理解的促进

（三）将科学哲学的理科教学价值探讨局限于本体价值和工具价值的孤立认识

五、研究思路和方法

第二章科学哲学本体价值和工具价值在理科教学中的统一

一、内容形态与方法论形态科学哲学在理科教学中的统一

（一）反映真实科学：理科教育自由传统的核心内涵

（二）统一于反映真实科学目标的内容形态科学哲学和方法论形态科学哲学

二、呈现真实的科学图景：作为内容的科学哲学

（一）关注科学诸方面特征的共时性：呈现全面的科学

（二）关注科学的历时性：呈现发展的科学

三、传达真实的科学图景：作为指导理论的科学哲学

（一）科学哲学作为指导理论的合理性探讨

（二）科学哲学在理科教学中的具体功能探析

（三）科学哲学指导下反映真实科学的理科教学：科学哲学理科教学价值的实现

第三章反映真实科学的一般教学策略探讨：内容选择、活动设计与环境创设

一、反映真实科学的教学内容选择

（一）超越孤立的内容选择呈现联系的科学体系

（二）超越片面的内容选择呈现全面的科学形象

（三）超越静止的内容选择呈现发展的科学图景

二、反映真实科学的教学活动设计

（一）在还原论与整体论融合的视角下理解科学哲学对教学活动设计的指导

（二）学习活动的引发：理科教学中科学问题的提出及其完善

（三）学习活动的组织：以发展学生科学思维为核心的活动过程设计

（四）学习活动的指导评价：研究问题与活动过程的管理和优化

三、反映真实科学的学习环境创设

（一）科学微观社会学对科学研究社会过程的认识

（二）理科课堂学习共同体的形成及其意义

（三）提供环境支持，促进学习共同体中实质性交流的产生

（四）合作环境的建构及共同体合作行为的优化

（五）学习共同体间竞争机制的建立

第四章反映真实科学的科学事实教学策略

一、认识真实的科学知识：科学事实性知识的本体把握与事实呈现

（一）认识科学事实性知识的理论建构价值，传达真实的科学事实

（二）掌握科学事实的层次类型，呈现真实的科学事实

二、建构真实的科学观念：科学事实性知识所承载的基本观念及其选择

（一）突出科学事实的解释性

（二）关注不可释事实及其所折射出的科学发展性

三、体验真实的科学过程：科学事实获取类活动的基本过程设计

（一）超越技能属性认识抓住观察与实验的思维本质，优化科学事实获取活动

（二）掌握比较与分类的思维过程和原则，优化事物异同的探查活动

（三）认识归纳逻辑的思维过程和认识价值，优化经验定律与因果关系探究活动

第五章反映真实科学的科学概念教学策略

一、认识真实的科学知识：科学概念性知识的本体把握与概念呈现

（一）认识科学概念的认识与交流价值，有效传达真实的科学概念

（二）掌握概念生成的整体性和层次性，呈现真实的科学概念

二、建构真实的科学观念：科学概念性知识所承载的基本观念及其选择

（一）关注错误概念和非本质概念反映出的科学概念发展性

（二）通过假定客体概念的形成过程渗透科学概念产生的创造性

（三）在理想模型概念形成过程的呈现中突出科学概念形成过程的创造性

三、体验真实的科学过程：科学概念获取类活动的基本过程设计

（一）掌握概念生成的基本过程，优化创生型概念的获取活动

（二）认识概念转变的条件，优化转化型概念的获取活动

第六章反映真实科学的科学理论教学策略

一、认识真实的科学知识：科学理论知识的本体把握与理论呈现

（一）认识科学理论的解释预测和指导价值，传达真实的科学理论

（二）认识科学理论的层次性，呈现真实的科学理论

二、建构真实的科学观念：科学理论性知识所承载的基本观念及其选择

（一）关注作为理论胚芽的科学假说的多元性

（二）认识科学理论的待检验性和暂定性

（三）强调科学理论的转化过程及其所体现出的科学理论发展性

三、体验真实的科学过程：科学理论建构类活动的基本过程设计

（一）认识科学理论在试错与择选中逐渐形成的基本过程，优化理论建构活动.

（二）认识逻辑思维与非逻辑思维融合的假说形成过程，优化假说建构活动

（三）认识假说检验活动的意义和基本过程，优化假说检验活动

第七章结论与反思

一、倡导理科教育自由传统，促进自由传统与其他教育传统的融合

二、科学哲学的指导是落实反映真实科学目标的根本保证

三、认识传统科学哲学、现代科学哲学与理科教学的关系

四、促进教学实践中科学哲学与教育学和心理学的融合

五、理科教育工作者科学哲学素养的提高是落实反映真实科学目标的前提

参考文献

后记

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