第一章-科學與科學教育

第一章科學與科學教育一、科學的詞義溯源

科學（science）源于拉丁語scio(知)，后演化scientia(知識)，后又演變?yōu)閟cience。詞語的變化演繹著認知觀的變化。對科學下一個嚴謹?shù)亩x是很難的，我們從科學教育的書中可以看到如下的表述：科學是知識、科學是系統(tǒng)組織起來的知識、科學是世世代代積累起來的知識體系、科學是有用的知識、科學是一個加工過程。第一節(jié)科學是什么?一、科學的詞義溯源

1965年諾貝爾物理學獎獲得者費曼對科學的描述地：一般所說的科學，指如下三個方面之一，或是三者的集合體；1、導致科學發(fā)現(xiàn)的具體方法；2，源于科學發(fā)現(xiàn)的具體知識；3、在某些科學發(fā)現(xiàn)后，人們所能做的新事情或者正在做的新事情，簡單的說，就是技術(shù)。第一節(jié)科學是什么?一、科學的詞義溯源

美國科學技術(shù)教育理事會在《普及科學一美國2061計劃》中對“科學的本質(zhì)”是從科學世界觀、科學探索、科學事業(yè)三個層面來闡釋科學的：科學世界觀

世界可被認知科學設(shè)想是變化的原因科學知識的持久性科學不能為所有問題提供完整答案第一節(jié)科學是什么?一、科學的詞義溯源

美國科學技術(shù)教育理事會在《普及科學一美國2061計劃》中對“科學的本質(zhì)”是從科學世界觀、科學探索、科學事業(yè)三個層面來闡釋科學的：科學探索科學需要證據(jù)科學是邏輯和想象的混合體科學說明和預見科學驗證、避免偏見科學不依仗權(quán)威第一節(jié)科學是什么?一、科學的詞義溯源

美國科學技術(shù)教育理事會在《普及科學一美國2061計劃》中對“科學的本質(zhì)”是從科學世界觀、科學探索、科學事業(yè)三個層面來闡釋科學的：科學事業(yè)科學作為一項事業(yè)，具有個人、社會和團體3個層面?？茖W是一項復雜的社會活動。科學研究可以在許多不同的場所進行?？茖W組成學科，由不同機構(gòu)研究?？茖W研究普遍接受的道德規(guī)范?？茖W家在參與公共事務(wù)時，既是科學家也是公民。第一節(jié)科學是什么?一、科學的詞義溯源

倫?查爾默斯的《科學究竟是什么》對科學的幾個重要界定是：科學是從經(jīng)驗事實推導出來的知識?？茖W知識是已證明了的知識?？茖W理論是嚴格地從用觀察和實驗得來的經(jīng)驗事實中推導出來的?？茖W是以我們能看到、聽到、觸到……的東西為基礎(chǔ)的。個人的意見或想象在科學中沒有地位?？茖W是客觀的。科學知識是可靠的知識，因為它是在客觀上被證明了的知識。第一節(jié)科學是什么?一、科學的邏輯溯源

1．樸素歸納主義

照樸素歸納主義看來，科學始于觀察?？茖W的觀察者應(yīng)讀具有正常的感官，應(yīng)該忠實地記錄下他所能看到、聽到等等的東西，作為和他正在觀察的情況有關(guān)的事例，而且他在做這些事時不能帶有任何成見。第一節(jié)科學是什么?一、科學的邏輯溯源

1．樸素歸納主義

例如：●在1975年1月1日半夜十二點，金星出現(xiàn)于天空中某個位置。

●部分浸入水中的那根木棒，看起來是彎的。

●石蕊試紙浸在液體中變成紅色。這些陳述的正確性，可以通過仔細的觀察來證實。任何觀察者都可以直接運用他的或她的感官來證實或檢驗它們的正確性。觀察者自己也能看得見。第一節(jié)科學是什么?

●天文學：行星以橢圓軌道繞太陽運行。

●物理學：當光線從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，它以這樣一種方式改變方向：入射角。

●心理學：動物一般具有某種發(fā)泄攻擊性行為的先天需要。

●化學：酸使石益變紅。這些都是對宇宙某個方面的性質(zhì)或行為提出的看法的一般性陳述。同簡單陳述不一樣，它們涉及在所有地點和所有時間的特定種類的所有事件。

第一節(jié)科學是什么?一、科學的邏輯溯源

1．樸素歸納主義

例如：

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2．邏輯和演繹推理

科學家一旦掌握了普遍的定律和理論，他就可能從它們推導出各種作為解釋和預見的推斷來。例如，已知金屬受熱時膨脹的事實，就可能推導出這樣的事實：連續(xù)的鐵軌之間有少量的空隙，在炎熱的太陽下就會變彎。涉及這種推導的推理方法稱為演繹推理。演繹不同于前一節(jié)討論的歸納。對演繹推理的研究構(gòu)成邏輯學。這里不準備對邏輯作詳細的敘述和評價。不如用一些淺顯的例子說明它的一些與我們對科學的分析有關(guān)的重要特征。

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2．邏輯和演繹推理

例1：⑴所有哲學書都是令人厭煩的。⑵這本書是一本哲學書。⑶這本書是令人厭煩的。在這個論證中，（l）和（2）是前提，（3）是結(jié)論。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。因為（1）和（2）是真的而（3）是假的就包含一個矛盾。這是邏輯上正確的演繹的關(guān)鍵特征。如果一個邏輯上正確的演繹的前提是真的．那末，結(jié)論就必定是真的。

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2．邏輯和演繹推理

上面的例子稍加變動就給我們提供一個不正確的演繹的例子。例2：

（1）許多哲學書是令人厭煩的。

（2）這本書是一本哲學書。

（3）這本書是令人厭煩的。在這個例子里，從（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，這本書仍然可以是少數(shù)不令人厭煩的哲學書中的一本。斷言（l）和（2）是真的，而(3）是假的并不包含矛盾。上面的論證是不正確的。第一節(jié)科學是什么?一、科學的邏輯溯源

2．邏輯和演繹推理

例3：

（1）所有的貓都有五條腿。

（2）巴格斯?帕塞是我的貓。

（3）巴格斯?帕塞有五條腿。這是一個完全正確的演繹。情況是：如果（1）和（2）是真的，那末，（3）必定是真的。而事實是在這個例子里，（1）和（3）是假的。但是這對作為一個正確演繹這個論證的地位并無影響。因此，單靠演繹邏輯，不能成為有關(guān)世界的正確陳述的來源。演繹所涉及的是從其他已知的陳述中推導出陳述。第一節(jié)科學是什么?一、科學的邏輯溯源

3．歸納主義科學觀中的預見和解釋

我們再一次用一個淺顯例子來開始說明這一點?？紤]下面的論證：1．相當純的水在大約攝氏0°時結(jié)冰（如果有充分的時間的話）。

2.我的汽車散熱器中有相當純的水。

3.如果溫度降到攝氏0°以下，我的汽車散熱器中的水將會結(jié)冰（如果有充分的時間的話）。這里我們有了一個從包含在前提（1）中的科學知識演繹出預見（3）的正確邏輯論證的例子。如果（1）和（2）是真的，（3）必定是真的。然而，（1）、（2）或（3）的真實性并不是由這個或任何其他的演練所確立的。對一個歸納主義者來說，真理的來源不是邏輯而是經(jīng)驗。按照這個觀點，（1）由對水結(jié)冰的直接觀察所確認。一旦（1）和（2）已被觀察和歸納所確立，那末，預見（3）就可以從它們中演繹出來。第一節(jié)科學是什么?一、科學的邏輯溯源

4．樸素歸納主義的吸引力

我們已經(jīng)看到樸素歸納主義是如何說明科學的解釋力和預見力的。樸素歸納主義的科學觀有某些表面的優(yōu)點。它的吸引力似乎在于這樣的事實：關(guān)于科學的性質(zhì)、它的解釋力和預見力、它的客觀性和它比其他知識形式更優(yōu)越的可靠性，它提供了使某些一般人持有的模糊觀念形式化的論述。

第二節(jié)科學世界觀的發(fā)展

一、近代科學的產(chǎn)生二、科學是進步的發(fā)展的第三節(jié)科學教育的興起和發(fā)展

一、科學教育在二十世紀西方的興起和發(fā)展

1、在英國。

2、在美國。二、科學在近