朱巧萍

(寧夏大學(xué)物理電氣信息學(xué)院 寧夏 銀川 750021)

1 科學(xué)本質(zhì)觀

近年來，科學(xué)教育工作者和科學(xué)家把科學(xué)本質(zhì)目標(biāo)引入科學(xué)課程．當(dāng)前國際科學(xué)教育改革的一個(gè)前沿性問題是，如何通過科學(xué)教育幫助學(xué)生獲得對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，從而不僅學(xué)到科學(xué)知識(shí)和基本技能，而且具有科學(xué)精神和創(chuàng)新能力[1]．科學(xué)本質(zhì)(Nature of Science)探討的是科學(xué)本體論的問題，它要回答“科學(xué)是什么”[2]．科學(xué)作為一種認(rèn)識(shí)的方式，其本質(zhì)觀與科學(xué)的認(rèn)識(shí)論和科學(xué)社會(huì)有關(guān)，也與科學(xué)知識(shí)及其發(fā)展所固有的價(jià)值和信念有關(guān)．不同的學(xué)者對(duì)科學(xué)本質(zhì)的具體定義存在著不一致性．有學(xué)者(如萊德曼和卡里克)認(rèn)為，科學(xué)本質(zhì)的一些重要方面是沒有爭議的，這些科學(xué)本質(zhì)觀的主要方面有7點(diǎn)：科學(xué)知識(shí)以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的本質(zhì)；科學(xué)中的觀察、推論和理論本質(zhì)；科學(xué)理論和規(guī)律的功用及其之間的關(guān)系；科學(xué)知識(shí)的創(chuàng)造性和想象性本質(zhì)；科學(xué)知識(shí)的負(fù)載理論本質(zhì)；科學(xué)知識(shí)的暫定性本質(zhì)；科學(xué)知識(shí)植根于社會(huì)和文化背景之中．上述科學(xué)本質(zhì)觀的7個(gè)重要方面是目前國外科學(xué)教育改革文獻(xiàn)中被采納和強(qiáng)調(diào)的[3]．國內(nèi)有學(xué)者對(duì)科學(xué)本質(zhì)觀的維度及其構(gòu)成因素進(jìn)行闡述，總結(jié)了學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀的三個(gè)維度：科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)、科學(xué)探索的本質(zhì)以及科學(xué)事業(yè)的本質(zhì)，每一個(gè)維度由若干因素構(gòu)成[4]．國內(nèi)多數(shù)研究者所采用的科學(xué)本質(zhì)觀問卷以判斷題、選擇題組成，問卷對(duì)測(cè)試科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和理解程度方面具有較好的信度和效度．一些研究者用萊德曼和卡里克等開發(fā)的開放式科學(xué)本質(zhì)觀調(diào)查問卷和科學(xué)本質(zhì)觀水平評(píng)價(jià)參考標(biāo)準(zhǔn)，其問卷含有9個(gè)開放式的項(xiàng)目，這些開放式的問題可以使作答者較為充分地表達(dá)他們對(duì)科學(xué)本質(zhì)的觀點(diǎn)．這些項(xiàng)目在類似的研究中使用得較為普遍，能夠很好地評(píng)價(jià)參加者的科學(xué)本質(zhì)觀[3]．

2 研究方法

2.1 被試選取

選取本校物理系物理師范專業(yè)三年級(jí)(第六學(xué)期)、四年級(jí)(第八學(xué)期)以及物理課程與教學(xué)論方向的研究生作為研究被試．學(xué)生都已經(jīng)學(xué)過普通物理、理論物理、物理課程與教學(xué)論、物理學(xué)史等課程，四年級(jí)學(xué)生已經(jīng)歷了教學(xué)技能訓(xùn)練和教育實(shí)習(xí)，研究生則在此基礎(chǔ)上經(jīng)歷了教育科學(xué)研究方法的訓(xùn)練．總?cè)藬?shù)128名，其中男生58名，女生70名．具體分布情況如表1.

表1 被試的具體情況

2.2 測(cè)量量表

本研究考慮到開放式主觀問題會(huì)很大程度上增加學(xué)生的作答難度，也給研究者參考評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)增大難度，在查閱了國內(nèi)外大量資料的基礎(chǔ)上，對(duì)一些科學(xué)本質(zhì)觀的論點(diǎn)進(jìn)行了篩選和改編．最后確定科學(xué)本質(zhì)觀分為三個(gè)維度，即科學(xué)世界觀的本質(zhì)、科學(xué)探究的本質(zhì)、科學(xué)事業(yè)的本質(zhì)[1，5]．共33道題目，其中負(fù)向題目19道，正向題目14道．工具采用李克特量表，分為A非常贊同、B贊同、C不確定、D不贊同、E很不贊同5個(gè)等級(jí)．為避免學(xué)生回答問題時(shí)對(duì)某一類問題的傾向性，所有問題均按隨機(jī)排列，滿分165分，得分越高，表明該學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解越強(qiáng)．評(píng)分法則見表2．

表2 科學(xué)本質(zhì)觀評(píng)分辦法

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)一將評(píng)分結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)，并用Microsoft excel2003對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析．

3 研究分析

3.1 科學(xué)本質(zhì)觀三個(gè)維度題目分析

(1)對(duì)“科學(xué)世界觀”的理解

由統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，學(xué)生對(duì)科學(xué)世界觀的理解程度較之對(duì)科學(xué)探究和科學(xué)事業(yè)的理解總體得分較高，其中“科學(xué)知識(shí)是在不斷變化中發(fā)展和完善的”、“科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生開始于對(duì)自然的觀察”、“科學(xué)知識(shí)的獲得既取決于自然界本身，又取決于所選擇的方法”等論點(diǎn)得分較高，表示學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的可認(rèn)識(shí)性、累積性和經(jīng)驗(yàn)性有較好的理解．得分較低的是“科學(xué)知識(shí)是反映自然現(xiàn)象的真理”、“科學(xué)的目的是用已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)并正式宣布的精確定律對(duì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行理性控制”、“整體而言，科學(xué)家團(tuán)體比其他團(tuán)體的言行更客觀”，這幾個(gè)論點(diǎn)都是反向題，說明學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的相對(duì)性、局限性理解較差．學(xué)生的科學(xué)世界觀仍以傳統(tǒng)的邏輯觀點(diǎn)為主，認(rèn)為科學(xué)知識(shí)就是真理，對(duì)科學(xué)的客觀性、實(shí)證性認(rèn)識(shí)深刻，卻對(duì)科學(xué)的相對(duì)性認(rèn)識(shí)不足．

(2)對(duì)“科學(xué)探究”的理解

在科學(xué)探究這一維度，得分較高的都是正向論點(diǎn)，“對(duì)科學(xué)家來講，在發(fā)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的過程中，敏銳地察覺他們所要遵循的原則和使用的工具是很有必要的”、“科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程與人類的創(chuàng)造性有關(guān)”、“科學(xué)知識(shí)的獲得要經(jīng)過觀察、假設(shè)、檢驗(yàn)、歸納、形成理論等過程”、“科學(xué)家從各種表面上看似無關(guān)的途徑獲得靈感是很正常的”，說明學(xué)生對(duì)科學(xué)的創(chuàng)造性、想象性、歸納性、科學(xué)探究方法與過程的非獨(dú)特性、科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的原則和工具、科學(xué)家獲取新知的途徑等有較好的理解；得分較差的是反向論點(diǎn)，“科學(xué)的分類系統(tǒng)(如：化學(xué)元素周期表)是實(shí)際反映大自然真實(shí)存在的情形”、“科學(xué)是一連串的發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)物即為科學(xué)知識(shí)”、“科學(xué)研究應(yīng)確實(shí)遵照歸納法或演繹法的邏輯來推演進(jìn)行”、“‘定律’即是已被證實(shí)的‘理論’”，說明學(xué)生對(duì)科學(xué)的主觀性——負(fù)載理論本質(zhì)、理論與定律的關(guān)系、科學(xué)的分類系統(tǒng)等理解較差．

(3)對(duì)“科學(xué)事業(yè)”的理解

科學(xué)事業(yè)這一維度總體得分情況相比“科學(xué)世界觀”和“科學(xué)探究”要低，其中論點(diǎn)“能否從事‘克隆人’的生產(chǎn)是一個(gè)科學(xué)議題，不是社會(huì)議題”，“科學(xué)應(yīng)與社會(huì)劃清界限，以保持其客觀中立的形象”得分較高，“科學(xué)與技術(shù)都是以改變?nèi)祟惖纳顬槟康摹保f明學(xué)生對(duì)科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系理解較好，能夠認(rèn)識(shí)到政治、經(jīng)濟(jì)、宗教等因素會(huì)影響科學(xué)，科學(xué)能夠促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展．對(duì)科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系理解較差，能認(rèn)識(shí)到科學(xué)與技術(shù)具有相互作用，但對(duì)“科學(xué)是發(fā)現(xiàn)、認(rèn)識(shí)自然界的規(guī)律，回答‘是什么’、‘為什么’的問題，技術(shù)是運(yùn)用科學(xué)知識(shí)發(fā)明，回答‘做什么’、‘怎么做’的問題”理解模糊．

3.2 科學(xué)本質(zhì)觀總體分析

從表3和圖1可以看出，學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)觀的理解總體處于較低的水平，三個(gè)年級(jí)得分率在62%到69%之間．相對(duì)來說，大三、大四學(xué)生對(duì)科學(xué)世界觀本質(zhì)的理解比對(duì)科學(xué)探究與科學(xué)事業(yè)的理解要好一些，而研究生對(duì)科學(xué)探究本質(zhì)的理解更好一些．說明研究生所學(xué)習(xí)的一些科學(xué)研究方法和所經(jīng)歷的科學(xué)研究過程對(duì)其科學(xué)探究本質(zhì)的理解有很大幫助．

表3 學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀的總體得分情況

圖1 科學(xué)本質(zhì)觀及其各維度發(fā)展趨勢(shì)柱形圖

3.3 科學(xué)本質(zhì)觀性別差異分析

表4 學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀性別差異

圖2

從表4和圖2可見，各年級(jí)學(xué)生在科學(xué)本質(zhì)觀總體得分上性別差異不明顯，男女生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解都是從大三到大四趨于下降，大四到研究生又趨于上升．同一年級(jí)中，大三男女生幾乎相等，大四女生比男生要高一些，研究生男生比女生要高一些，但是差異性不顯著．

從圖1和圖2中能夠看到，學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀無論是總均分還是各個(gè)維度大四學(xué)生的得分最低，研究生最高．這說明科學(xué)類、科學(xué)史、課程與教學(xué)論等課程都影響著學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀的發(fā)展，但同時(shí)四年級(jí)學(xué)生所進(jìn)行的職前教育對(duì)其科學(xué)本質(zhì)觀的發(fā)展作用甚小，所以職前教育應(yīng)使學(xué)生確立科學(xué)本質(zhì)教學(xué)觀，具有一定的科學(xué)本質(zhì)教學(xué)設(shè)計(jì)行為．當(dāng)然大四學(xué)生面臨擇業(yè)、就業(yè)壓力，有職業(yè)焦慮感也是其得分最低的原因．

3.4 綜合分析與結(jié)論

由以上分析可見，物理師范生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解總體仍處在一種較低的水平，他們關(guān)注較多的是“知識(shí)是什么”、“知識(shí)有什么用”，而對(duì)于知識(shí)是如何產(chǎn)生，知識(shí)的合理性等不予考慮，也不會(huì)去思考科學(xué)的本質(zhì)問題[6]．為了提高物理師范生的科學(xué)素養(yǎng)，師范教育應(yīng)該與科學(xué)教育的改革同步．目前，物理師范教育多采用課程等中介媒體的設(shè)計(jì)來進(jìn)行科學(xué)本質(zhì)觀的教育，如科學(xué)類課程、科學(xué)史課程、科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)教學(xué)論課程，其核心內(nèi)涵就是關(guān)于科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，通過這類課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生懂得科學(xué)究竟是什么，科學(xué)知識(shí)是怎樣產(chǎn)生的，科學(xué)在社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步中的作用．提升物理師范生科學(xué)本質(zhì)觀的目的在于實(shí)現(xiàn)他們的科學(xué)本質(zhì)教學(xué)和探究教學(xué)，所以在對(duì)物理師范生的職前教育培訓(xùn)和專業(yè)發(fā)展方面，應(yīng)加強(qiáng)有關(guān)科學(xué)本質(zhì)方面的教育，將科學(xué)本質(zhì)及其教學(xué)的知識(shí)和技能作為課程內(nèi)容，采取以做科學(xué)和反思為主的實(shí)踐活動(dòng)來增強(qiáng)師范生的認(rèn)識(shí)，如開設(shè)科學(xué)發(fā)展前沿講座、科學(xué)本質(zhì)觀微型課程，滲透STS教育理念，倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)和教學(xué)設(shè)計(jì)等．

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