溫亞?付偉麗?陳發(fā)軍

摘 要：科學(xué)本質(zhì)是對(duì)科學(xué)自身的審視，是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。近年來(lái)，我國(guó)科學(xué)教育研究對(duì)科學(xué)本質(zhì)的關(guān)注，表明我國(guó)科學(xué)教育改革進(jìn)一步深入。本研究對(duì)我國(guó)近20年來(lái)科學(xué)本質(zhì)教育研究進(jìn)行概述，得出“當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵是建構(gòu)”的結(jié)論。我國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)教材中所體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)與當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)的核心內(nèi)涵存在一定差距，我國(guó)科學(xué)本質(zhì)教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維為主，科學(xué)教師的科學(xué)本質(zhì)觀水平不高，且與實(shí)際教學(xué)所表現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)觀有所不同，同時(shí)我國(guó)對(duì)學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀的實(shí)證研究尚少。

關(guān)鍵詞：科學(xué)本質(zhì) 科學(xué)教育 概述

我國(guó)新一輪科學(xué)課程改革以幫助學(xué)生形成科學(xué)觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任為目標(biāo)。雖然各學(xué)科對(duì)于自身課程目標(biāo)的表述有所差異，但其共通之處在于通過(guò)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)習(xí)得各學(xué)科的核心知識(shí)、形成科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生過(guò)程中所運(yùn)用的科學(xué)思維并能積極主動(dòng)地投身科學(xué)事業(yè)。在這一過(guò)程中必定涉及“科學(xué)是什么”的問(wèn)題，即“科學(xué)本質(zhì)”問(wèn)題。本研究對(duì)近20年來(lái)我國(guó)科學(xué)本質(zhì)教育研究代表性文獻(xiàn)進(jìn)行綜述，以期勾勒出我國(guó)科學(xué)本質(zhì)教育研究圖景，為我國(guó)科學(xué)本質(zhì)教育的后續(xù)研究提供參考。

一、對(duì)科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵的研究

明確科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵，嘗試還原科學(xué)本來(lái)面目，將有助于明晰科學(xué)教育的應(yīng)然之態(tài)。我國(guó)對(duì)于科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)由科學(xué)客觀理性的傳統(tǒng)科學(xué)本質(zhì)觀走向建構(gòu)的現(xiàn)代科學(xué)本質(zhì)觀。［1］

21世紀(jì)初，袁維新從科學(xué)本質(zhì)哲學(xué)觀演進(jìn)的角度對(duì)科學(xué)本質(zhì)類型進(jìn)行了梳理，認(rèn)為科學(xué)本質(zhì)經(jīng)歷了經(jīng)驗(yàn)主義科學(xué)本質(zhì)觀、實(shí)證主義科學(xué)本質(zhì)觀、邏輯經(jīng)驗(yàn)主義本質(zhì)觀、理性主義科學(xué)本質(zhì)觀、證偽主義科學(xué)本質(zhì)觀和后實(shí)證主義科學(xué)本質(zhì)觀的發(fā)展過(guò)程。前四種為 “傳統(tǒng)”的科學(xué)本質(zhì)觀，強(qiáng)調(diào)科學(xué)的客觀性和理性，認(rèn)為科學(xué)知識(shí)是靜止的絕對(duì)正確，并以線性方式積累?？茖W(xué)結(jié)論經(jīng)由觀察、實(shí)驗(yàn)獲得科學(xué)知識(shí)并借由資料運(yùn)用邏輯思辨的方法得出?！靶隆钡目茖W(xué)本質(zhì)觀彰顯科學(xué)的批判性、創(chuàng)新性以及將人考慮到科學(xué)知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程中，使得科學(xué)事業(yè)更具有人性化。［2］

同一時(shí)期，蔡鐵權(quán)等人論述了科學(xué)本質(zhì)現(xiàn)代觀的三個(gè)方面，即科學(xué)知識(shí)的本質(zhì)、科學(xué)探究的本質(zhì)和科學(xué)事業(yè)的本質(zhì)?？茖W(xué)知識(shí)的本質(zhì)又包括科學(xué)知識(shí)的本體論、認(rèn)識(shí)論和價(jià)值論?，F(xiàn)代科學(xué)知識(shí)的本體論認(rèn)為科學(xué)知識(shí)是暫時(shí)、可變的，但對(duì)于絕大部分的知識(shí)具有持久性?，F(xiàn)代科學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)論認(rèn)為科學(xué)是人類想象和邏輯推理的創(chuàng)作，同時(shí)會(huì)經(jīng)過(guò)不斷檢驗(yàn)和修正，從而日益接近世界本身?，F(xiàn)代科學(xué)知識(shí)的價(jià)值論認(rèn)為科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生受社會(huì)價(jià)值的影響，具有一定的價(jià)值需求?？茖W(xué)探究主要指科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生途徑，其本質(zhì)是實(shí)證性、主觀性的觀察和多元化的科學(xué)方法?？茖W(xué)事業(yè)的本質(zhì)表現(xiàn)為科學(xué)事業(yè)需要考慮倫理與道德原則，同時(shí)科學(xué)與技術(shù)、社會(huì)有著密切關(guān)系以及對(duì)科學(xué)家的身份和科學(xué)共同體的認(rèn)識(shí)。［3］

近年來(lái)我國(guó)學(xué)者對(duì)于科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵則進(jìn)行了更為本土化的詮釋。朱家華基于對(duì)科學(xué)內(nèi)涵概念的表述、科學(xué)發(fā)展歷史過(guò)程以及科學(xué)哲學(xué)觀點(diǎn)演變?nèi)齻€(gè)方面的梳理，建立了科學(xué)的四面結(jié)構(gòu)，認(rèn)為“科學(xué)是人類社會(huì)和客觀世界互動(dòng)的過(guò)程，該過(guò)程需要通過(guò)科學(xué)方法，從客觀世界到科學(xué)事實(shí)、從科學(xué)事實(shí)到科學(xué)解釋之間構(gòu)建橋梁，該過(guò)程發(fā)生在社會(huì)建構(gòu)的情境之中”［4］。另有學(xué)者通過(guò)對(duì)近代中國(guó)科學(xué)發(fā)展歷程的回顧，得出我國(guó)科學(xué)本質(zhì)認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了器物與工具性認(rèn)識(shí)階段、方法本質(zhì)與功能性認(rèn)識(shí)階段和文化本質(zhì)與社會(huì)性認(rèn)識(shí)階段。［5］

二、對(duì)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)本質(zhì)教育內(nèi)容的研究

我國(guó)對(duì)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)本質(zhì)教育內(nèi)容的研究有三種范式。

一是以介紹發(fā)達(dá)國(guó)家科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容為主。通過(guò)已有的研究發(fā)現(xiàn)，各國(guó)均將科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容納入科學(xué)課程培養(yǎng)目標(biāo)中，內(nèi)容涵蓋對(duì)科學(xué)知識(shí)本質(zhì)、科學(xué)探究本質(zhì)和科學(xué)事業(yè)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，即各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)均體現(xiàn)了科學(xué)本質(zhì)現(xiàn)代觀的內(nèi)容。一些國(guó)家明確提出科學(xué)是一種描述和解釋客觀自然與物質(zhì)世界的認(rèn)知方式，是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。［6］美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中吸取了科學(xué)教育界對(duì)于科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵達(dá)成一致認(rèn)同的八個(gè)核心概念，同時(shí)要求在K-12階段對(duì)科學(xué)本質(zhì)核心概念的學(xué)習(xí)要具有遞進(jìn)性。［7］批判意識(shí)和批判能力也是一些國(guó)家在科學(xué)本質(zhì)教育中的目標(biāo)之一。例如對(duì)2014年國(guó)際文憑課程（IBDP）考試大綱的研究發(fā)現(xiàn)，該標(biāo)準(zhǔn)明確表示科學(xué)本質(zhì)模塊的學(xué)習(xí)目的在于讓學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)科學(xué)學(xué)科的同時(shí)，能夠從更為宏觀的角度思考科學(xué)的研究方法，思考科學(xué)成功的可信度以及人為因素在科學(xué)研究中的影響。［8］

二是將多國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)容進(jìn)行橫向比較。有研究對(duì)英、美兩國(guó)2014年和2013年頒布的國(guó)家科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，兩國(guó)都非常重視科學(xué)本質(zhì)教育，且科學(xué)本質(zhì)教學(xué)內(nèi)容都具有“兩面性”，即兩國(guó)新標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于科學(xué)本質(zhì)教學(xué)內(nèi)容的表述，既有經(jīng)典實(shí)證主義科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容，又有后現(xiàn)代主義科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容。同時(shí)，兩國(guó)科學(xué)本質(zhì)教學(xué)內(nèi)容具有階段性和遞進(jìn)性的特點(diǎn)，在低年級(jí)階段主要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)基本的理性特征，在隨后的高年級(jí)階段逐步向反思的后現(xiàn)代主義科學(xué)本質(zhì)觀過(guò)渡。兩國(guó)的差異性在于英國(guó)將科學(xué)本質(zhì)融入科學(xué)的過(guò)程和方法中，讓學(xué)生在科學(xué)探究中體驗(yàn)和理解科學(xué)本質(zhì)，其科學(xué)本質(zhì)教學(xué)目標(biāo)和要求更具有可操作性；而美國(guó)科學(xué)本質(zhì)教學(xué)內(nèi)容則更為宏觀。［9］

對(duì)中、美兩國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容的比較聚焦于特定學(xué)科。以物理學(xué)科為例，美國(guó)《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于初中物理部分所體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)核心概念有“科學(xué)知識(shí)基于實(shí)證證據(jù)”和“科學(xué)模型、法則、結(jié)構(gòu)和理論解釋自然現(xiàn)象”兩個(gè)核心概念，即體現(xiàn)了科學(xué)的實(shí)證基礎(chǔ)和科學(xué)模型作為解釋自然現(xiàn)象的工具性質(zhì)。而中國(guó)2011年版《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中所體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)主要有物理知識(shí)與前沿科技的密切關(guān)系、科學(xué)態(tài)度以及科學(xué)精神等。中、美兩國(guó)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于高中階段的要求也有所差異，美國(guó)新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于初中階段涉及的兩個(gè)科學(xué)本質(zhì)核心概念進(jìn)行了細(xì)化，而我國(guó)2017年版的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)于科學(xué)本質(zhì)的體現(xiàn)在“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”維度上。兩國(guó)都在特定主題中要求學(xué)生認(rèn)識(shí)“科學(xué)知識(shí)假定了自然系統(tǒng)中存在秩序和一致性”［10］。

三是對(duì)我國(guó)21世紀(jì)以來(lái)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中所體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容進(jìn)行縱向比較。借助萊德曼提出的科學(xué)本質(zhì)的八個(gè)方面作為科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容分析的依據(jù)和艾倫·諾曼定義的復(fù)雜度對(duì)我國(guó)高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)2017年版和2003年版科學(xué)本質(zhì)教學(xué)目標(biāo)和科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容的復(fù)雜度進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在科學(xué)本質(zhì)教育內(nèi)容方面， 2017年版課程標(biāo)準(zhǔn)中體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)容比例更大、涉及方面更廣，但兩版標(biāo)準(zhǔn)均未涉及“創(chuàng)新性”“科學(xué)方法的不唯一性”和“社會(huì)、文化嵌入性”的相關(guān)內(nèi)容。從必修模塊到選擇性必修模塊所體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容的特點(diǎn)由“實(shí)證性”向“暫定性”發(fā)展，而“理論和定律”是教學(xué)重點(diǎn)。在科學(xué)本質(zhì)教育內(nèi)容復(fù)雜度方面，2017年版課程標(biāo)準(zhǔn)較2003年版對(duì)科學(xué)本質(zhì)復(fù)雜程度有所提升，但未見科學(xué)本質(zhì)學(xué)習(xí)進(jìn)階設(shè)計(jì)。［11］也有研究從科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容、呈現(xiàn)方式和復(fù)雜度三個(gè)維度對(duì)我國(guó)2003年版和2017年版的高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了縱向?qū)Ρ?，其研究結(jié)果相似，即新版標(biāo)準(zhǔn)中涉及科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)容更加全面，且兩版標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)本質(zhì)呈現(xiàn)方式均是隱性大于顯性，進(jìn)階設(shè)計(jì)不足。［12］

三、對(duì)科學(xué)教材中科學(xué)本質(zhì)教育內(nèi)容的研究

我國(guó)對(duì)于科學(xué)教材中科學(xué)本質(zhì)的研究的關(guān)注點(diǎn)在于對(duì)科學(xué)教材中所體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)內(nèi)容和呈現(xiàn)方式。所研究的學(xué)科教材主要有物理、化學(xué)和義務(wù)階段的科學(xué)教材，生物教材和地理教材研究尚少。研究范式多以對(duì)教材文本內(nèi)容的橫向、縱向比較為主。

我們對(duì)多國(guó)教材進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋晕覈?guó)和美國(guó)的對(duì)比研究為主。有學(xué)者就美國(guó)《科學(xué)探究者》和我國(guó)的科學(xué)教材進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)每套教材均涵蓋了所有科學(xué)本質(zhì)維度，其中“基于證據(jù)”“社會(huì)與文化滲透”“觀察與推測(cè)”體現(xiàn)較多，“暫時(shí)性”“主觀性”“創(chuàng)造性”相對(duì)較少。就特定主題而言，所研究的教材均缺失“區(qū)分科學(xué)理論和定律”的內(nèi)容，對(duì)于科學(xué)本質(zhì)的呈現(xiàn)多為隱形。［13］以赫里克等新近修訂的科學(xué)本質(zhì)分析框架對(duì)美國(guó)主流物理教材《物理原理與問(wèn)題》2005年版和我國(guó)人教版2019年高中物理教材中的“動(dòng)量守恒定律”內(nèi)容進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)人教版所體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)方面更多，但兩版均缺少“科學(xué)理論的本質(zhì)”相關(guān)內(nèi)容。兩版教材中對(duì)“科學(xué)定律的本質(zhì)”均在正文中做出了正式闡述，“創(chuàng)造性”“暫定性”“科學(xué)知識(shí)建構(gòu)的社群性”占比少。［14］

對(duì)我國(guó)科學(xué)課程教材進(jìn)行縱向研究，依然是以赫里克科學(xué)本質(zhì)分析框架對(duì)我國(guó)高中物理教科書的2003年版、2010年版和2019年版中的“靜電學(xué)”內(nèi)容進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)三版對(duì)于科學(xué)本質(zhì)表征的覆蓋面有較大幅度的提升。對(duì)于科學(xué)本質(zhì)表征的準(zhǔn)確性研究發(fā)現(xiàn)，教材對(duì)于“觀察與推論的區(qū)別”維度表征不夠準(zhǔn)確，傳統(tǒng)邏輯實(shí)證主義依然存在于我國(guó)科學(xué)教科書中。而對(duì)于表征明確性的研究發(fā)現(xiàn)，前兩版教材均以隱形類型為主，在2019年版教材中則結(jié)合特定內(nèi)容在“觀察與推論的區(qū)別”“創(chuàng)造性”“科學(xué)中社會(huì)與文化的嵌入性”三個(gè)維度有五處文本處于顯性。［15］利用尼日利亞學(xué)者開發(fā)的工具對(duì)我國(guó)2019年魯科版化學(xué)必修教材進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，“科學(xué)和技術(shù)”維度體現(xiàn)最多，其次是“實(shí)證性”，“理論和定律”“科學(xué)的主觀性”體現(xiàn)較少。在呈現(xiàn)方式方面，以隱性呈現(xiàn)法為主，其次是顯性呈現(xiàn)法，歷史—顯性呈現(xiàn)法最低。科學(xué)本質(zhì)與學(xué)科內(nèi)容的關(guān)系多以嵌入式為主。［16］

四、對(duì)課堂中科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的研究

我國(guó)科學(xué)本質(zhì)教學(xué)實(shí)踐探索，離不開論證、反思、科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)（HPS）這些關(guān)鍵詞。有人提出將化學(xué)概念原理和科學(xué)本質(zhì)觀融合起來(lái)的教學(xué)模式，原理構(gòu)建階段是該模式的核心。該階段有兩種途徑：一種途徑是分析推理、提出假說(shuō)、事實(shí)驗(yàn)證、科學(xué)表述階段。其中，事實(shí)驗(yàn)證階段可以通過(guò)化學(xué)史料間接驗(yàn)證或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。另一種途徑是事實(shí)收集在先，之后經(jīng)歷歸納總結(jié)和構(gòu)建理論階段。［17］也有學(xué)者提出基于現(xiàn)代科學(xué)本質(zhì)觀的模型建構(gòu)探究教學(xué)模式，其核心要素有建構(gòu)模型、使用模型、評(píng)價(jià)模型和修訂模型。在建構(gòu)模型階段，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生使用多種方式表達(dá)自己對(duì)某一現(xiàn)象的解釋。在使用模型階段，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用建構(gòu)的模型來(lái)解釋、說(shuō)明和進(jìn)行預(yù)測(cè)，該過(guò)程可以讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和模型假設(shè)之間的不同，進(jìn)而理解科學(xué)理論的特點(diǎn)。在評(píng)價(jià)模型階段，通過(guò)交流論證的方式引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有證據(jù)對(duì)建構(gòu)的模型進(jìn)行考察，從而感悟基于證據(jù)的科學(xué)論證觀。在修訂模型階段，給予學(xué)生校對(duì)反思和修正的空間，讓他們認(rèn)識(shí)到模型所能解釋說(shuō)明現(xiàn)象的力度是判斷模型優(yōu)良與否的依據(jù)。［18］綜合上述對(duì)兩種教學(xué)模式的比較不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段我國(guó)科學(xué)本質(zhì)教學(xué)模式的核心依然是論證。

除此之外，我國(guó)學(xué)者從反思性學(xué)習(xí)和元認(rèn)知角度將科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)（HPS）教育融入科學(xué)教學(xué)中，提倡運(yùn)用“引導(dǎo)式反思”教學(xué)將科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)融入科學(xué)課堂中。教師在課堂中引導(dǎo)學(xué)生對(duì)科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)問(wèn)題進(jìn)行探討，使學(xué)生在具體的科學(xué)課堂活動(dòng)中提取和建立抽象的科學(xué)本質(zhì)觀念。師生圍繞科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)（HPS）中的兩類問(wèn)題進(jìn)行探討：一是科學(xué)一般性問(wèn)題，二是結(jié)合具體科學(xué)知識(shí)反思科學(xué)的針對(duì)性問(wèn)題。［19］也有將探究教學(xué)和反思教學(xué)相融合的“歷史—探究—反思”教學(xué)模式，具體包括“呈現(xiàn)—啟發(fā)—?dú)v史上的探究—開展科學(xué)探究活動(dòng)—科學(xué)觀點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—對(duì)歷史/當(dāng)前探究活動(dòng)的反思”。在反思階段教師以問(wèn)題的形式引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的探究活動(dòng)進(jìn)行反思，以達(dá)到對(duì)科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵的反思和理解。［20］

五、對(duì)我國(guó)科學(xué)教師科學(xué)本質(zhì)觀的研究

我國(guó)學(xué)者于21世紀(jì)前十年開始關(guān)注科學(xué)本質(zhì)教育中的教師因素，以實(shí)證研究為主來(lái)測(cè)查科學(xué)教師的科學(xué)本質(zhì)觀、科學(xué)教師的科學(xué)本質(zhì)觀與實(shí)際科學(xué)本質(zhì)教學(xué)之間的關(guān)系以及科學(xué)教師實(shí)施科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的影響因素。

對(duì)于我國(guó)科學(xué)教師的科學(xué)本質(zhì)觀的研究，從已有的調(diào)查結(jié)果來(lái)看，無(wú)論使用何種工具，其結(jié)果均表明我國(guó)科學(xué)教師的科學(xué)本質(zhì)觀有待完善。梁永平利用赫里克設(shè)計(jì)的開放式評(píng)價(jià)工具對(duì)51名初中理科教師進(jìn)行調(diào)查，顯示理科教師的科學(xué)本質(zhì)觀處于樸素水平。［21］例如被調(diào)查的教師中的多數(shù)教師認(rèn)為科學(xué)是尋求客觀真理的研究，而忽視了假設(shè)、猜想、合理的方法在科學(xué)中的作用，對(duì)科學(xué)理論和科學(xué)定律之間的差異和關(guān)系的理解含糊不清，即我國(guó)科學(xué)教師對(duì)于科學(xué)本質(zhì)的建構(gòu)性缺乏理解。王晶瑩也曾對(duì)中、美高校理科教師對(duì)科學(xué)探究和科學(xué)本質(zhì)認(rèn)識(shí)進(jìn)行了實(shí)證研究，發(fā)現(xiàn)我國(guó)教師對(duì)于科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)以知識(shí)定理和權(quán)威為中心，缺乏對(duì)實(shí)證性的認(rèn)識(shí)。［22］

教師的科學(xué)本質(zhì)觀只能反映教師對(duì)“科學(xué)是什么”的認(rèn)識(shí)，并不能完全反映實(shí)際科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的情況。因此，測(cè)查科學(xué)教師的科學(xué)本質(zhì)觀與實(shí)際科學(xué)本質(zhì)教學(xué)之間的關(guān)系成為另一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。

方潔和王群盛對(duì)收集的訪談資料和觀察資料進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在“科學(xué)是客觀的”這一核心范疇下，教師宣稱的科學(xué)本質(zhì)觀與表現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)觀較為一致。而在科學(xué)的主觀性方面，教師并未在實(shí)際教學(xué)中展現(xiàn)。如教師提出觀察的局限性，但在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中教師依然更加強(qiáng)調(diào)觀察的客觀公正。由此看出，教師宣稱的科學(xué)本質(zhì)與表現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)觀并不完全相同。［23］

李晶晶和潘蘇東運(yùn)用觀察法和訪談法對(duì)高中物理教師課堂對(duì)話中所體現(xiàn)的批判性思維進(jìn)行分析也得出了相似結(jié)果，即教師課堂對(duì)話行為和他們對(duì)批判性思維的理解并不完全對(duì)應(yīng)，對(duì)批判性思維的認(rèn)識(shí)會(huì)影響教師的教學(xué)行為，但不能完全決定教師的教學(xué)行為，與教師對(duì)學(xué)科本身的理解和對(duì)教育目的的內(nèi)化有關(guān)。［24］

一些文獻(xiàn)研究論述了影響教師科學(xué)本質(zhì)觀的因素和影響教師將科學(xué)本質(zhì)觀轉(zhuǎn)化為課堂實(shí)踐的因素。結(jié)論是教師的科學(xué)本質(zhì)觀與教師的學(xué)習(xí)經(jīng)歷、教學(xué)經(jīng)歷、教授學(xué)科均有關(guān)系，各因素是綜合作用于教師的科學(xué)本質(zhì)觀的，因此需從系統(tǒng)和整體的視角對(duì)其進(jìn)行考查。［25］另有學(xué)者指出對(duì)于科學(xué)本質(zhì)教學(xué)評(píng)價(jià)的不匹配制約了教師對(duì)科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的重視程度。此外，教師所處的環(huán)境是制約科學(xué)本質(zhì)教學(xué)實(shí)施的因素。該研究還認(rèn)為，對(duì)于兒童而言，進(jìn)行科學(xué)本質(zhì)教學(xué)所面臨的問(wèn)題不是兒童的認(rèn)知階段特點(diǎn)，而是在不同年齡段選擇何種科學(xué)本質(zhì)進(jìn)行教學(xué)和有效教學(xué)策略的問(wèn)題，其中教材內(nèi)容的落后是制約教師和學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀的重要因素。［26］

六、啟示與展望

（一）建構(gòu)的科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵將有助于提高國(guó)民素養(yǎng)

自科學(xué)產(chǎn)生以來(lái)，因其代表著“真理”而備受人們的關(guān)注和推崇。隨著對(duì)科學(xué)歷史的審視，人們逐漸認(rèn)識(shí)到科學(xué)相對(duì)客觀的特性。科學(xué)作為一項(xiàng)人類活動(dòng)，其生成過(guò)程必定有人主觀地參與，因此科學(xué)只能是無(wú)限接近于真實(shí)世界，而無(wú)法完全反映真實(shí)世界，即科學(xué)具有局限性。

科學(xué)本質(zhì)是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題，已有研究是通過(guò)審視人類科學(xué)發(fā)展的歷史來(lái)歸納科學(xué)的本質(zhì)特征。雖然到目前為止，人們對(duì)科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)涵依然無(wú)法做出一致性的定義，但對(duì)科學(xué)本質(zhì)的一些核心特征已基本達(dá)成共識(shí)?？茖W(xué)知識(shí)經(jīng)由科學(xué)探究過(guò)程產(chǎn)生，其間需要采用不同途徑收集信息，通過(guò)科學(xué)方法完成創(chuàng)作，得出暫時(shí)性的結(jié)論，再在質(zhì)疑和批判中不斷被檢驗(yàn)和修正?？茖W(xué)知識(shí)有多種，科學(xué)定律是對(duì)觀察現(xiàn)象的直接描述，而科學(xué)理論是對(duì)所觀察現(xiàn)象或規(guī)律的推理性解釋?？茖W(xué)家在特定的社會(huì)背景之下結(jié)合自身的已有認(rèn)知來(lái)建構(gòu)科學(xué)知識(shí)。對(duì)于科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)會(huì)影響科學(xué)教育實(shí)踐，若將科學(xué)真空化或者神化，將無(wú)法確實(shí)提高國(guó)民的科學(xué)素養(yǎng)。認(rèn)識(shí)到科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵的建構(gòu)性，認(rèn)同科學(xué)的局限性才會(huì)使科學(xué)具有更加旺盛的生命力，才能夠切實(shí)地提高國(guó)民素質(zhì)。

（二）完善科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)教材中關(guān)于科學(xué)本質(zhì)的教育內(nèi)容

當(dāng)今世界，科學(xué)教育作為提高國(guó)民素質(zhì)的抓手，各國(guó)均對(duì)其提高了重視程度。將科學(xué)本質(zhì)目標(biāo)寫進(jìn)各國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，表明各國(guó)對(duì)于科學(xué)教育的期許，不僅是培養(yǎng)具有科學(xué)知識(shí)的公民，而且是期許培養(yǎng)能夠推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的公民。考慮到科學(xué)教育的受體，建構(gòu)的科學(xué)本質(zhì)觀并不能被所有年齡段兒童所接受，因此科學(xué)本質(zhì)教育需要遵循不同年齡階段兒童的認(rèn)知規(guī)律來(lái)進(jìn)行，即科學(xué)本質(zhì)教育需要循序漸進(jìn)，進(jìn)階進(jìn)行。對(duì)于低學(xué)段學(xué)生而言，應(yīng)關(guān)注科學(xué)的實(shí)證性，幫助他們習(xí)得科學(xué)方法、科學(xué)技能，養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣。對(duì)于高學(xué)段學(xué)生而言，可以結(jié)合特定主題引導(dǎo)他們認(rèn)識(shí)觀察、定律、推理與理論之間的關(guān)系，從而啟迪他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中的主體意識(shí)。

近年來(lái)我國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)教科書中所涉及的科學(xué)本質(zhì)方面愈發(fā)全面，但傳統(tǒng)的邏輯實(shí)證主義依然是科學(xué)本質(zhì)教育的主流思想，其中體現(xiàn)科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)的實(shí)證性較多，對(duì)于科學(xué)的主觀性、創(chuàng)造性、暫定性、科學(xué)方法的不唯一性特征體現(xiàn)較少。雖然“理論和定律”在科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中給予了重視，但在教材中缺乏對(duì)科學(xué)理論本質(zhì)的體現(xiàn)，與此同時(shí)教材中對(duì)于“觀察與推論的區(qū)別”存在表征準(zhǔn)確的現(xiàn)象?；谶@一現(xiàn)象可以看出，我國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)和科學(xué)教材中對(duì)于科學(xué)本質(zhì)目標(biāo)的設(shè)計(jì)與體現(xiàn)還有待改進(jìn)?？茖W(xué)的主觀性可以在辨析觀察與推論、定律和理論中體現(xiàn)，這些也是科學(xué)本質(zhì)的難點(diǎn)。另外，我們也看到在我國(guó)義務(wù)教育階段和高中階段科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于科學(xué)本質(zhì)目標(biāo)的設(shè)計(jì)存在較為明顯的斷層，掌握一定的科學(xué)方法是理解科學(xué)本質(zhì)的基礎(chǔ)，因此需要在義務(wù)教育階段持續(xù)進(jìn)行科學(xué)方法的滲透，從而為學(xué)生在高學(xué)段理解科學(xué)的主觀性、暫時(shí)性做準(zhǔn)備。然而已有的研究顯示，我國(guó)義務(wù)教育階段科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)所體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)主要在與前沿科技的關(guān)系以及科學(xué)態(tài)度上。當(dāng)然這些研究結(jié)論與研究所采用的標(biāo)準(zhǔn)有一定的關(guān)系，因此也并不能確切地反映我國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中所體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的真實(shí)情況。但可以確定的是，科學(xué)本質(zhì)教育在我國(guó)科學(xué)課程中還有較大的提升空間，例如將科學(xué)本質(zhì)目標(biāo)正式作為科學(xué)課程的目標(biāo)，進(jìn)行更加系統(tǒng)科學(xué)的設(shè)計(jì)，在科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中采用顯性的表征，在科學(xué)教材中結(jié)合科學(xué)實(shí)例采用明示和暗示相結(jié)合的方式來(lái)表征“觀察與推理的區(qū)別”等難度較大的科學(xué)本質(zhì)特征等。

（三）科學(xué)課程教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生參與科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程

科學(xué)本質(zhì)教學(xué)中，科學(xué)實(shí)踐依然是核心。近年來(lái)我國(guó)科學(xué)本質(zhì)教學(xué)聚焦于科學(xué)思維參與的科學(xué)論證過(guò)程，科學(xué)史是科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的重要素材。另外，科學(xué)模型作為科學(xué)的表征工具也被更多的教師所認(rèn)識(shí)，運(yùn)用建模來(lái)解釋、說(shuō)明、預(yù)測(cè)科學(xué)問(wèn)題，再經(jīng)由反思和修正過(guò)程，讓學(xué)生在該過(guò)程中體驗(yàn)科學(xué)事實(shí)和模型假設(shè)之間的關(guān)系，從而認(rèn)識(shí)科學(xué)理論的特征。將反思性學(xué)習(xí)融入科學(xué)探究或?qū)茖W(xué)史的學(xué)習(xí)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行批判從而認(rèn)識(shí)科學(xué)的暫時(shí)性和局限性。無(wú)論是模型建構(gòu)還是進(jìn)行科學(xué)批判性學(xué)習(xí)，都涉及論證或者說(shuō)理過(guò)程，而該過(guò)程需要多種科學(xué)方法的參與，需要有學(xué)生思維的參與。因此只有讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程，才能真正體會(huì)科學(xué)本質(zhì)。有研究發(fā)現(xiàn)個(gè)別科學(xué)教材中對(duì)科學(xué)實(shí)踐理解的內(nèi)容卻占比最低，［27］這將不利于科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)。

（四）科學(xué)本質(zhì)教育需要給教師們提供更多支持

由于我國(guó)以往科學(xué)教師教育中缺乏涉及科學(xué)本質(zhì)的課程，以及受我國(guó)社會(huì)文化的影響，我國(guó)科學(xué)教師的科學(xué)本質(zhì)觀水平不高，多數(shù)教師對(duì)科學(xué)的主觀性、創(chuàng)造性和相對(duì)客觀性認(rèn)識(shí)不足，且科學(xué)教師在教學(xué)實(shí)踐中所表現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)與所宣稱的科學(xué)本質(zhì)存在差異，以此可以反映出我國(guó)基礎(chǔ)教育階段科學(xué)本質(zhì)教育的現(xiàn)狀。認(rèn)識(shí)決定實(shí)踐，科學(xué)本質(zhì)的核心是科學(xué)探究，教師科學(xué)本質(zhì)觀水平必定會(huì)影響科學(xué)探究的實(shí)踐，我國(guó)科學(xué)教師科學(xué)本質(zhì)水平不佳也映射出科學(xué)探究教學(xué)失利的原因。基于我國(guó)科學(xué)教師科學(xué)本質(zhì)觀的現(xiàn)狀，我們亟須在科學(xué)教師教育中開發(fā)科學(xué)本質(zhì)系列課程，這些課程應(yīng)包括理論學(xué)習(xí)，更應(yīng)該讓科學(xué)教師參與具體的科學(xué)探究實(shí)踐，除此之外還需要為科學(xué)教師提供必要的環(huán)境支持。

（五）科學(xué)本質(zhì)教育研究需要增添學(xué)生的研究視角

為了使科學(xué)本質(zhì)教育更加切合學(xué)生的需要，本領(lǐng)域的研究需要增添學(xué)生視角的研究。但就目前的研究而言，我國(guó)對(duì)學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀的研究較少，已有研究多是自上而下的，即以探討學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀的應(yīng)然之態(tài)為主，鮮有自下而上的實(shí)證研究。已有的實(shí)證研究表明我國(guó)高中生在談及“科學(xué)是什么”這一問(wèn)題時(shí)，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到科學(xué)是一種思維方式，有的學(xué)生甚至沒(méi)有認(rèn)識(shí)到物理、化學(xué)和生物是科學(xué)課。［28］上述現(xiàn)象表明我國(guó)學(xué)生缺乏對(duì)科學(xué)課程的認(rèn)識(shí)，對(duì)于科學(xué)的認(rèn)識(shí)尚處于工具認(rèn)識(shí)階段，并未認(rèn)識(shí)到科學(xué)是一種思維方式，這將不利于科學(xué)課程的學(xué)習(xí)。增添學(xué)生視角的研究，弄清學(xué)生對(duì)科學(xué)的認(rèn)識(shí)以及影響這種認(rèn)識(shí)的原因，將有利于我國(guó)科學(xué)本質(zhì)教育的開展。

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