理解科學(xué)本質(zhì)一個(gè)全新而又艱難的命題.ppt

理解科學(xué)本質(zhì) 一個(gè)全新而又艱難的命題,方紅峰 浙江省教育廳基教處,艱難的命題,關(guān)注學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，就意味著我們的科學(xué)教育與西方工業(yè)國家處在同一水平線上了，同時(shí)也意味著要真正直面我們的一些傳統(tǒng)做法，挑戰(zhàn)自我。 這是本輪課程改革重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的，卻又未能很好展開研究的課題。,尋找答案,火星上有水嗎？ 氣體加熱以后，體積將發(fā)生什么變化？ （請(qǐng)注意你做出判斷的依據(jù)以及可檢驗(yàn)性）,到底哪個(gè)是正確的？,生物體構(gòu)成的單位：細(xì)胞？蛋白質(zhì)與核酸（病毒）？蛋白質(zhì)（朊粒）？,一、科學(xué)與科學(xué)本質(zhì),科學(xué)是： 關(guān)于自然世界的知識(shí)（科學(xué)的知識(shí)） 關(guān)于科學(xué)本身的知識(shí)（關(guān)于科學(xué)的知識(shí)） 關(guān)于科學(xué)的態(tài)度（興趣、態(tài)度、責(zé)任）,（一）科學(xué)本質(zhì)的含義,科學(xué)本質(zhì)即為關(guān)于科學(xué)本身的知識(shí)（關(guān)于科學(xué)的知識(shí)），包括： 如何看待科學(xué)家及科學(xué)事業(yè) 如何看待科學(xué)知識(shí)與方法 如何看待科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系,孩子的問題,孩子問：“媽媽，顏色是什么？” 孩子問：“爸爸，你怎么知道水開的時(shí)候是100度?” 第一個(gè)問題是形而上學(xué)問題，是關(guān)于事物本質(zhì)是什么的問題；第二個(gè)問題是認(rèn)識(shí)論的問題，即關(guān)于如何獲得結(jié)論的問題。,（二）理解科學(xué)本質(zhì),要理解科學(xué)本質(zhì)就得從科學(xué)的發(fā)展過程去追述，就要從文化中尋根,科學(xué)發(fā)展的根本動(dòng)力好奇心,科學(xué)緣起和發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力好奇心 提出問題是人類生活的一個(gè)重要的組成部分。這種求知好奇的本能，驅(qū)使我們天天做大量的思考。,人類具有思考的能力在于人類具有自我意識(shí)（selfconsciousness），即把自己與切身環(huán)境相關(guān)事物分離出來，以一種更加冷靜和公平的方式看待我們周圍的事物。,我們的大部分生活是在思考中度過的，并且我們的一些最明晰的想法，就產(chǎn)生于對(duì)我們自己和世界所持的懷疑態(tài)度。,1古代的巫術(shù)階段,古代的巫術(shù)通過兩種基本方法起作用： 一是模（mimesis），即以為借助模仿特定的人或物，并可獲得他們的力量； 二是接觸（contagion），即只要接觸一下特定的人或物，他們的力量便可以傳遞過來。,2描述歸納階段,世界各民族都經(jīng)歷了描述歸納階段，試圖以全面的觀察來描述自然事物，通過整理，歸納出共同的特點(diǎn)。 然而，古代希臘人首先明晰地表達(dá)了這些經(jīng)驗(yàn)，并試圖系統(tǒng)地為似乎是他們提出的問題尋找答案。（中國的老子曾有過這種思想，可惜沒有得到進(jìn)一步的發(fā)展）,3近代科學(xué)發(fā)展階段,近代科學(xué)發(fā)展植根于古希臘的人文精神之中，又繼承了古希臘系統(tǒng)尋找答案的思維方式。,科學(xué)起源于西方的一個(gè)重要原因,科學(xué)起源于西方的一個(gè)重要原因：古希臘人的“人文精神”對(duì)人的自由和理性的信仰,“人文精神”應(yīng)具有兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是“人”，一是“文” 在“人”的方面，它把“人”視為終極關(guān)懷的目標(biāo)，尊重人的尊嚴(yán)和價(jià)值，承認(rèn)人追求自由、幸福的權(quán)利 在“文”的方面，它承認(rèn)人的理性，追求完善的道德和理想的人格，重視“自由藝術(shù)”（liberalarts）的功能以提高人的思想和精神境界,“人是萬物的尺度” 對(duì)古希臘人而言，所謂奴隸就是不能自由表達(dá)自己思想的人，而自由的人則是能夠自由地以理性追求人生更高境界的人，“愛智慧”（philosophia，即從事哲學(xué)活動(dòng)）是追求這種人生境界的體現(xiàn),“我們追求它（智慧）并不是為了其他效用，正如我們把一個(gè)為自己、并不為他人而存在的人稱為自由人一樣”。 亞里士多德形而上學(xué),古希臘“人文精神”所開創(chuàng)的自由理性傳統(tǒng)，為西方科學(xué)思維的產(chǎn)生奠定了最初的、也是最重要的基石 因?yàn)楹闷嫘?、?zhǔn)確地思考、獲得智慧，人才是自由的，才是真正的人,人文精神滋養(yǎng)了近代科學(xué),14世紀(jì)文藝復(fù)興時(shí)期，人文精神對(duì)近代科學(xué)思維產(chǎn)生和發(fā)展起到了極大的促進(jìn)所用，表現(xiàn)在3個(gè)方面： 第一，在于它恢復(fù)和確立了人的自由本質(zhì)的觀念。,哲學(xué)家皮科米郎多拉（14631494）借上帝之口表達(dá)的對(duì)人的尊嚴(yán)的見解：“亞當(dāng)啊，我們不給你固定的地位，固定的面貌和任何一個(gè)特殊的職守，以便你按照你的志愿，取得和占有完全出于你自愿的那種地位，那種面目和那些職守。其他受造物，我們將它們的天性限制在我們已經(jīng)確定了的法則中，而我們卻給了你自由，不受任何限制，你可以為你自己決定你的天性。我把你放在世界的中間，為的是使你能夠很方便地注視和看到那里的一切。我把你造成為一個(gè)既不是天上的也不是地上的，既不是與草木同腐的，也不是永遠(yuǎn)不朽的生物，為的是使你能夠自由地發(fā)展你自己和戰(zhàn)勝你自己。你可以墮落成為野獸也可以再生如神明?！辈伎斯兀阂獯罄乃噺?fù)興時(shí)期的文化,這種“人的自由觀”奠定了人類自由探索精神的心理基礎(chǔ)，使人類在人與自然的關(guān)系中獲得了應(yīng)有的自信心；這種自信心克服了人們對(duì)自然的恐懼，樹立起“人為萬物之靈”的信念和人在世界萬物中享有的自由地位 。,其次，人文精神確立了人類對(duì)理性自由的信念,鼓勵(lì)人們把理性的思想活動(dòng)看成是樂趣洋溢的社會(huì)性活動(dòng)，而不是為保存某個(gè)前定的正統(tǒng)學(xué)說而遁世冥想。 人文精神明確肯定人類理性的重要性，認(rèn)為人之不同于禽獸的根本原因就在于人的理性；理性使人高尚，使人完善；理性使人掌握知識(shí)，具有智慧，創(chuàng)造財(cái)富；理性使人創(chuàng)造幸福生活，改變?nèi)松膬r(jià)值。,再者，改變了人對(duì)自然世界的態(tài)度,自然的神秘感逐漸消失，代之而起的是對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和研究 。 自由理性運(yùn)用于對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和研究，科學(xué)研究活動(dòng)邁出了具有決定意義的一步。從16世紀(jì)下半葉到17世紀(jì)中葉，隨著自然研究的各個(gè)學(xué)科初步形成，近代科學(xué)思維也告形成，其標(biāo)志是實(shí)證原則和數(shù)理邏輯密切結(jié)合的觀念的確立。,近代科學(xué)思維的發(fā)展歷程說明，科學(xué)思維的發(fā)育和成長(zhǎng)始終得到人文精神的滋潤(rùn)和哺育，人文精神是近代科學(xué)思維的酵母，也是近代科學(xué)各學(xué)科的催生婆和助產(chǎn)士。,近代科學(xué)的發(fā)展是以兩個(gè)偉大成就為基礎(chǔ)的：一是以歐幾里德幾何學(xué)為代表的希臘哲學(xué)家發(fā)明的形式邏輯體系，二是文藝復(fù)興時(shí)期證實(shí)的通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)有可能找出因果關(guān)系的重要結(jié)論。（愛因斯坦）,近代科學(xué)的兩個(gè)主要特征： 邏輯原則 實(shí)證原則,4現(xiàn)代的科學(xué)主義和功利主義,17世紀(jì)以后，近代科學(xué)各學(xué)科取得的空前未有的巨大成就，成為改造自然和社會(huì)的巨大力量，科學(xué)的實(shí)用價(jià)值和功利主義的目的日漸突出。 科學(xué)主義認(rèn)為一個(gè)陳述只要她符合邏輯，同時(shí)又被實(shí)證所證明，那么，她就是對(duì)的（即真理） 功利主義認(rèn)為科學(xué)能為人類服務(wù)，且能提供最大的效用，因此她是有用的。,19世紀(jì)以后，科學(xué)功利主義無限膨脹，在世界范圍內(nèi)形成對(duì)科學(xué)“工具理性”的崇拜，而科學(xué)背后的人文精神在云蒸霞蔚的科學(xué)發(fā)展大勢(shì)中失去了昔日的光彩，也形成了一系列問題。,約翰.密爾（1806 1873 ）,一談到科學(xué)，你會(huì)想到什么？,在實(shí)驗(yàn)室里忙碌的科學(xué)家？ 復(fù)雜的儀器？ 高深的知識(shí)？ 家用電器厚厚的說明書？ ,在使用“科學(xué)”這個(gè)詞的時(shí)候 ，其含義是什么？,一個(gè)結(jié)論“正確” 一個(gè)決策“英明” 一個(gè)論述“深刻” ,5后現(xiàn)代思潮,面對(duì)人文精神傳統(tǒng)的萎縮和工具理性逐漸遠(yuǎn)離人文關(guān)懷的終極目標(biāo)，20世紀(jì)上半葉，西方世界的有識(shí)之士不斷發(fā)出呼吁。 愛因斯坦在不同場(chǎng)合多次憂心忡忡地告誡人們，只懂得應(yīng)用科學(xué)本身是不夠的，“關(guān)心人本身，應(yīng)當(dāng)始終成為一切技術(shù)上奮斗的主要目標(biāo)。”,20世紀(jì)50年代科學(xué)哲學(xué)發(fā)生了急劇的變化，涌現(xiàn)了如波普爾（K. Poper）、庫恩（T. Kuhn）、邦格（Bunge M.）等一批杰出的科學(xué)哲學(xué)家，并相繼出版了他們的代表作，如漢森的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的模式（1958）、 波普爾的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的邏輯（1959）、庫恩的科學(xué)革命的結(jié)構(gòu)（1959），都對(duì)科學(xué)主義的邏輯實(shí)證進(jìn)行了批判。,“科學(xué)的目的是尋求真理。這個(gè)問題不存在爭(zhēng)議，爭(zhēng)議在于物理學(xué)中真理概念的含義。就拿蘋果落地這個(gè)簡(jiǎn)單的、基本的現(xiàn)象來說吧。我不知道在牛頓之前這種現(xiàn)象是如何解釋的，很可能其解釋和真理在不同文化中是不同的。人們普遍同意在牛頓之后的兩個(gè)世紀(jì)之中，物理學(xué)家中確定無疑地認(rèn)為，真理是地球的重力吸引造成了物體的落地。但是，隨著愛因斯坦引力理論的提出（其預(yù)言與牛頓理論略有偏離，而實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果支持了愛因斯坦引力理論）似乎顯示出真理已經(jīng)改變了由此足以說明，在物理學(xué)中和科學(xué)中，絕對(duì)真理之說并不總是有意義的。吳大猷物理學(xué)的歷史和哲學(xué),在認(rèn)識(shí)論方面，波普爾告訴我們，任何意義上的發(fā)現(xiàn)，都需先前概念的支持，離開了頭腦中原有的概念不可能指望有任何發(fā)現(xiàn)，同時(shí)還需“創(chuàng)造的直覺”。,在科學(xué)倫理方面，我們不再贊同“科學(xué)告訴人們?cè)谑裁礂l件下能夠克隆出一只綿羊，而不涉及這只綿羊是否應(yīng)當(dāng)出世。（科學(xué)無非是事實(shí)的科學(xué)，不回答有關(guān)價(jià)值的問題）”的觀點(diǎn)。,當(dāng)代關(guān)于科學(xué)本質(zhì)的基本觀點(diǎn),1科學(xué)家在從事科學(xué)活動(dòng)時(shí)并非是一個(gè)價(jià)值中立、客觀的研究者，不可能有絕對(duì)客觀，毫無成見的觀察； 2科學(xué)家在科學(xué)研究中并非僅是遵循科學(xué)方法的技術(shù)人員，而是發(fā)揮創(chuàng)造力的過程； 3沒有對(duì)所有情況都適用的唯一科學(xué)方法,4邏輯和實(shí)證依然是科學(xué)思維的基石，任何知識(shí)都不是絕對(duì)的真理，不斷被新的證據(jù)質(zhì)疑，隨時(shí)可能被修改或代替； 5一個(gè)新科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生，必須由科學(xué)社群來共同決定； 6科學(xué)、科技與社會(huì)是互動(dòng)的。,二、改革教學(xué)方式,將科學(xué)本質(zhì)作為科學(xué)教育的核心內(nèi)容，就意味著科學(xué)教育是科學(xué)文化在個(gè)體心靈中的再生過程： 理解科學(xué)文化的特性和每一個(gè)個(gè)體心靈的獨(dú)特性，并把兩者聯(lián)系起來，科學(xué)文化由此在每一個(gè)個(gè)體的心靈中重新生長(zhǎng)出來并產(chǎn)生了個(gè)體意義，這就是科學(xué)教育的本質(zhì),（一）科學(xué)教育的價(jià)值取向,把“人”視為終極關(guān)懷的目標(biāo)，追求人的理性，提高人的思想和精神境界，促進(jìn)人的全面發(fā)展，作為科學(xué)教育的價(jià)值取向。 把培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)理性（對(duì)科學(xué)知識(shí)和科學(xué)本質(zhì)的深刻理解），作為提升人自由理性的重要內(nèi)容,（二）教學(xué)方式改革的趨勢(shì),兩大趨勢(shì) 一是問題解決：以問題為中心，在解決問題的過程中，學(xué)習(xí)知識(shí)、理解過程（包括科學(xué)探究科學(xué)問題的解決） 二是項(xiàng)目（任務(wù)）學(xué)習(xí)：以完成一項(xiàng)任務(wù)為中心，學(xué)習(xí)完成任務(wù)所必須的知識(shí)，并在完成任務(wù)的過程中理解過程,（三）探究教學(xué),一個(gè)核心軸 一個(gè)設(shè)計(jì)中心 兩個(gè)基本點(diǎn) 三條檢驗(yàn)指標(biāo),1以“問題與證據(jù)”為核心軸,以“問題與證據(jù)”為核心軸，就是要求反映探究教學(xué)的基本特征 ：?jiǎn)栴}、證據(jù)、解釋、評(píng)價(jià)、交流 沒有科學(xué)問題就沒有探究，不強(qiáng)調(diào)科學(xué)證據(jù)就無法進(jìn)行探究,2以課堂教學(xué)中學(xué)生活動(dòng)為設(shè)計(jì)中心,課堂內(nèi)學(xué)生動(dòng)手或動(dòng)腦的活動(dòng)是探究教學(xué)的核心特點(diǎn) 教學(xué)多重目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)必須以活動(dòng)或經(jīng)驗(yàn)為載體 ，活動(dòng)總是綜合的、整體的，沒有一種活動(dòng)只需要借助于學(xué)生知識(shí)技能就能完成 活動(dòng)是圍繞著“問題證據(jù)”這個(gè)核心軸展開的，是一種特定的活動(dòng),3以理解科學(xué)知識(shí)和掌握過程技能為基本點(diǎn),“好的”科學(xué)探究教學(xué)應(yīng)當(dāng)是能有效達(dá)成目標(biāo)的 知識(shí)和技能、過程和方法是顯性目標(biāo)；情感態(tài)度價(jià)值觀是隱性目標(biāo)，更多是由學(xué)生因經(jīng)歷活動(dòng)而體驗(yàn)得到 過程和方法目標(biāo)應(yīng)是科學(xué)探究的過程技能,科學(xué)探究技能 Science Process Skill,1觀察（Observation） 2推理（Inferring） 3預(yù)測(cè)（Predicting） 4測(cè)量（Measuring） 5分類（Classifying） 6交流（Communication） 7形成假設(shè)（Constructing Hypotheses）,8控制變量（Manipulated Variables） 9確定操作性定義（Forming Operational Definition） 10完成實(shí)驗(yàn)（Finishing Experiment） 11解釋數(shù)據(jù)（Interpreting Data） 12建立模型（Making Models）,對(duì)于情感態(tài)度價(jià)值觀類的目標(biāo)，可能可以基于“如果我們能夠設(shè)法使學(xué)生按一種理想的方式來行動(dòng)，便可一項(xiàng)達(dá)到情感目標(biāo)邁出第一部”來考慮,4以三方面能力培養(yǎng)效果為檢驗(yàn)指標(biāo),識(shí)別科學(xué)問題的能力 解釋科學(xué)現(xiàn)象的能力 使用科學(xué)證據(jù)的能力 第一，確定科學(xué)的觀察所需要的論據(jù) 第二，得出或評(píng)價(jià)結(jié)論 第三，傳播與交流有效的結(jié)論,三、首先要改變我們自己,（一）一個(gè)案例的鏡子 案例的主角：陳老師，碩士畢業(yè)，具有很好的理科基礎(chǔ)，9年教齡，曾經(jīng)修習(xí)過科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)史、質(zhì)性研究等課程，對(duì)科學(xué)本質(zhì)理解是比較深入的 ，是一個(gè)深受學(xué)生喜歡的教師,陳老師談科學(xué)本質(zhì),陳老師認(rèn)為整個(gè)科學(xué)界是由科學(xué)家所組織起來的，科學(xué)工作著是以提升科學(xué)發(fā)展為目標(biāo)，透過科學(xué)家的工作，科學(xué)家們可以相互溝通、建立一些專業(yè)術(shù)語、并從中發(fā)現(xiàn)新的研究題材。而且，科學(xué)家群體有檢證功能，對(duì)科學(xué)家們提出的理論模型做檢證的工作，雖說科學(xué)家并非是完全的客觀與理性，但是，透過科學(xué)社群這一種公開的交互檢證，科學(xué)家們可以嘗試找出并且避免偏見,為何認(rèn)為科學(xué)研究報(bào)告是準(zhǔn)確和誠實(shí)的,師：現(xiàn)在目前一些理論和一些報(bào)告，它真的是有經(jīng)過檢驗(yàn)，就是會(huì) 科學(xué)家們會(huì)對(duì)它的報(bào)告或理論做驗(yàn)證 研：做驗(yàn)證的意思（師：嘿）是說有人.會(huì)去. 師：就是.會(huì)去檢查它的結(jié)果，或是他所做的方法有沒有問題，然后.也有可能有一些科學(xué)家他做的跟他很相似，然后就說他支持他的理論，就是說在科學(xué)社群的功能來講，應(yīng)該是在科學(xué)上是很明顯的啦，會(huì)互相的檢查,關(guān)于科學(xué)家工作的特征,陳老師相當(dāng)肯定創(chuàng)造力在科學(xué)活動(dòng)中所扮演的角色，他認(rèn)為從事科學(xué)研究最需要的便是創(chuàng)造力，至于其它的因素都是其次，因此在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力是相當(dāng)重要的教學(xué)目標(biāo)。教師應(yīng)當(dāng)避免讓學(xué)生產(chǎn)生一種錯(cuò)覺，認(rèn)為科學(xué)知識(shí)是只有來自一些事實(shí)的收集，事實(shí)上，一些有創(chuàng)意的想法才是科學(xué)進(jìn)步的原動(dòng)力,有關(guān)科學(xué)家特質(zhì)的問題,師：科學(xué)家他假如說本身人格特質(zhì)就是比較沖動(dòng)的人、比較暴怒的，那他不會(huì)因?yàn)槭苓^科學(xué)訓(xùn)練就會(huì)有很大的改變，或甚至于變得非常非常的理性，其實(shí)不是這樣，他還是一般人 今日社會(huì)大眾對(duì)科學(xué)家的刻板印象是一定要有特殊、很好的條件才可以成為科學(xué)家，陳老師認(rèn)為這種對(duì)科學(xué)家的刻板印象的塑造，媒體的報(bào)導(dǎo)方式扮演著一個(gè)重要的角色。其實(shí)，科學(xué)家并沒有特別聰明，但他會(huì)比一般人努力,關(guān)于科學(xué)方法,陳老師認(rèn)為可以交叉使用、也可以創(chuàng)新，只要可以順利進(jìn)行研究的都可以是科學(xué)方法的一種。對(duì)一般教科書中所列的“發(fā)現(xiàn)問題”、“提出假設(shè)”等，這一套科學(xué)研究的法則，陳老師的看法是：那個(gè)可能算是基本的過程哪，那個(gè)只是基本的方法，但是你不可能用這一套方法去適用所有的問題吧，它只是算其中一項(xiàng)方法，但是，它不能歸類所有的科學(xué)方法就是這樣，不是啊,這個(gè)步驟當(dāng)然是有，就是等于說對(duì)初學(xué)者或者是 就像你打空手道一樣，你一定是一招一式的這樣練，那，真正在打架的時(shí)候，不可能還在那邊用這個(gè)招數(shù),關(guān)于科學(xué)的目標(biāo),研：所以，科學(xué)的最終目標(biāo)可能是對(duì)著 師：科學(xué)應(yīng)該是幫助人類生活得更好，而不是在解釋一大堆現(xiàn)象，然后這個(gè)現(xiàn)象跟你一點(diǎn)關(guān)系都沒有；科學(xué)其實(shí)只是生活的一部份，然后，今天科學(xué)可能會(huì)給你一些答案、給你一些 解釋，但是呢，最終目的還是需要靠科學(xué)來過生活,關(guān)于科學(xué)知識(shí),不同于邏輯實(shí)證主義的主張，陳老師將科學(xué)知識(shí)定義為暫時(shí)性的真理，在他的觀念中知識(shí)本身不是絕對(duì)的真實(shí)，只是我們接受它的時(shí)候，我們會(huì)把它認(rèn)定是絕對(duì)真實(shí)的，當(dāng)我們接受科學(xué)知識(shí)的時(shí)候會(huì)將它視為真理，不過，當(dāng)把時(shí)間拉長(zhǎng)，從整個(gè)科學(xué)史來看時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)，真理（科學(xué)知識(shí)）并非是永恒不變的。,所以當(dāng)他談到自然科教學(xué)時(shí)表示：不要死記死背，因?yàn)橛行┲R(shí)可能會(huì)改變，不是永久性的，最重要是要了解這個(gè)知識(shí)怎么來的、這知識(shí)怎么形成的，你不要說喔，可能這樣就是（固定不變的），把它背下來就可以了，因?yàn)槟惚车倪@個(gè)東西可能十年以后又變了,關(guān)于科學(xué)與科技兩者間的關(guān)系,陳老師并不會(huì)刻意去區(qū)分科學(xué)和科技的差別，他在談到科學(xué)的目的時(shí)會(huì)將科技含括在內(nèi)。但是提到所謂的“科學(xué)家”時(shí)卻往往指的又是“純”科學(xué)家。至于科學(xué)與科技如何區(qū)分，他認(rèn)為所謂的科學(xué)是純理論的，而科技則是將科學(xué)建立的理論和知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中。 若是將科學(xué)與科技兩者之間的關(guān)系用一個(gè)簡(jiǎn)單的關(guān)系式來表示，在他的看法中應(yīng)該是“科學(xué)科技”，雖然稱不上依賴，不過科技是要應(yīng)用科學(xué)輸出的原理原則，兩者之間的關(guān)系是單向的，也就是說，陳老師并不認(rèn)為科技會(huì)提供給科學(xué)發(fā)展什么幫助,關(guān)于課堂教學(xué),陳老師常提及他心目中理想的教學(xué)模式應(yīng)該是生動(dòng)、有趣的，而且他也認(rèn)為學(xué)生不該只是被動(dòng)的接受者，應(yīng)該要成為課堂上主動(dòng)的思考、學(xué)習(xí)者。,陳老師的課堂片段1,在收集氧氣的課室教學(xué)活動(dòng)中，當(dāng)學(xué)生將雙氧水加入紅蘿卜后，陳老師先維持常規(guī)、學(xué)生暫停并坐下，然后開始討論操作的結(jié)果 師：你現(xiàn)在摸一摸放紅蘿卜那個(gè)錐形瓶，溫溫燙燙的對(duì)不對(duì)（停、學(xué)生試摸），有沒有？（停頓） 生：沒有啊,師：沒有嗎（走下來摸），有啦，有一點(diǎn)溫啦，沒有那么溫啦，你們那個(gè)已經(jīng)冷掉了，好 ，我我們也可以發(fā)現(xiàn)喔，這是額外的發(fā)現(xiàn)，它會(huì)同時(shí)放出熱量，這是化學(xué)反應(yīng)常見的一種現(xiàn)象 生：冰冰的 師：冰冰的？你要不要摸摸看那個(gè) （指著別組），你那個(gè)可能已經(jīng)冷掉了懂不懂，有一些組他們剛剛做的時(shí)候有摸摸看、熱的；來，給他們摸摸看（學(xué)生去摸），有沒有？,點(diǎn)評(píng)：依照當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)觀點(diǎn)，科學(xué)知識(shí)的價(jià)值是由科學(xué)家全體的成員來決定，根據(jù)這樣的觀點(diǎn)，若教室中的科學(xué)活動(dòng)可以模擬科學(xué)家群體的運(yùn)作模式，讓學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)結(jié)果的討論時(shí)也扮演一個(gè)角色，這樣應(yīng)該可以讓學(xué)生有機(jī)會(huì)去體會(huì)科學(xué)家群體和科學(xué)知識(shí)的本質(zhì),點(diǎn)評(píng)：陳老師在教學(xué)中有主導(dǎo)整個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)的權(quán)威，老師在教學(xué)中似乎是扮演著實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確與否的仲裁者角色，并且當(dāng)學(xué)生的觀察與理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符時(shí)，學(xué)生的感官經(jīng)驗(yàn)往往被教師忽視，然后直接被告知所謂“正確”的觀察結(jié)果應(yīng)該是什么，這樣的教學(xué)過程并沒有反映出陳老師科學(xué)本質(zhì)觀中對(duì)科學(xué)社群以及對(duì)觀察活動(dòng)的看法,陳老師課堂教學(xué)片段2,在介紹氧氣的制造法時(shí)，陳老師先介紹二氧化錳（板書）的特性后，然后開始在講桌前示范雙氧水加二氧化錳的實(shí)驗(yàn)，此時(shí)，學(xué)生圍上前去看實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)結(jié)果再一一回座，陳老師維持常規(guī)，請(qǐng)學(xué)生安靜并坐下，然后開始講述實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,師：所以，不是只有豬肝與水果可以當(dāng)催化劑，化學(xué)藥品也可以當(dāng)催化劑翻開課本第 20頁，開始說明并示范實(shí)驗(yàn)過程與注意事項(xiàng)，其間： 師：你不注意聽我說，等一下做錯(cuò)，我器材只有一份喔,師：你哪一組表現(xiàn)不好，不注意聽，老師都記在腦子里，扣分 講述完畢后請(qǐng)一學(xué)生復(fù)述實(shí)驗(yàn)步驟，之后，請(qǐng)另一位不專心的學(xué)生再復(fù)述一次陳師再一次說明后分組上前領(lǐng)雙氧水、塑料袋,點(diǎn)評(píng)：在整個(gè)示范的活動(dòng)中，陳教師的角色就像傳統(tǒng)對(duì)科學(xué)家的看法一樣（崇高、理性），至于請(qǐng)學(xué)生復(fù)述實(shí)驗(yàn)步驟的作法是否意味著存在有一套按步就班的科學(xué)方法？這與陳老師在科學(xué)本質(zhì)問卷和訪談中所表達(dá)的有所差異,陳老師課堂教學(xué)片段3,示范實(shí)驗(yàn)：將雙氧水加二氧化錳以收集氧氣 生：沒有氣體啊 師：我只有放一些啦，氣體不太夠（收集到氣體后用點(diǎn)燃的線香放入） 師：這我不知道會(huì)不會(huì)燒起來喔，因?yàn)槭占降难鯕鉀]有很多（線香插入，將錐形瓶舉高給學(xué)生看）,生：沒有啊 （示范失敗，線香沒有明顯反應(yīng)。此時(shí)學(xué)生紛紛站起來看老師手上的錐形瓶） 師：沒有、沒有，等一下等一下，老師把它弄多一點(diǎn)喔，坐下來，坐下 （再一次示范，這一次用的二氧化錳比較多）（線香放入后變亮，不過沒有燒起來）,師：（將錐形瓶舉高）有沒有？有沒有亮？有沒有變亮？ 生： 師：沒有亮喔？沒有比較亮喔？（疑問的語氣） 生：沒有著火啊 師：氧氣還不夠啊，剛才第四組的有啊，第七組、第七組的有喔，（停頓）也就是說你的氧氣一定要收集多一點(diǎn)喔，要夠、要足夠才行 （陳師測(cè)試學(xué)生收集到的氣體，結(jié)果線香沒有明顯反應(yīng)，陳師說：你們的氧氣不夠，不過有一點(diǎn)變亮）。,點(diǎn)評(píng)：示范性的實(shí)驗(yàn)失敗了，重新示范的作法將很容易使學(xué)生產(chǎn)生“科學(xué)知識(shí)有唯一正確的解答”的想法,陳老師課堂教學(xué)片段4,在星座觀察的教學(xué)中，向?qū)W生介紹星座名稱及其由來） 師：有誰知到天上有哪些星座？ 生：仙后座、大熊座、獅子座 師：星座不是天生就有的，而是人類去創(chuàng)造出來的,點(diǎn)評(píng)：在陳老師的教學(xué)中，科學(xué)本質(zhì)的教學(xué)主要是以“講述”的方式呈現(xiàn)，但是單純的講述并不能使學(xué)生完全體會(huì)科學(xué)的本質(zhì),陳老師的反思,在學(xué)期結(jié)束時(shí)陳老師反省自己的教學(xué)，他說：就是讓教學(xué)再活潑一點(diǎn)，因?yàn)槲椰F(xiàn)在第一次（教學(xué)）等于說是摸索階段，現(xiàn)在還是以能夠傳達(dá)出去為主啦，就是說我知識(shí)上比較去 知識(shí)的部份喔、然后當(dāng)然啦，我是希望教學(xué)技巧上面能夠活潑一點(diǎn)，就是變化一下。,點(diǎn)評(píng)：由此可見，知識(shí)的傳達(dá)是陳老師課室教學(xué)的重點(diǎn)，且十分關(guān)注學(xué)生的月考成績(jī)。在某種程度上，陳老師認(rèn)為學(xué)生的成績(jī)表現(xiàn)是反映他的教學(xué)成果，所以，他教學(xué)的目標(biāo)會(huì)企圖使學(xué)生考試考好，有余力，才會(huì)談到其它。因此，他沒有余力和心思去考慮其它現(xiàn)行課程架構(gòu)之外的東西，譬如說，有沒有教科學(xué)本質(zhì),照出了什么？,教師科學(xué)本質(zhì)觀與教學(xué)間并不存在有線性的因果關(guān)系，具有當(dāng)代科學(xué)本質(zhì)觀的教師未必能在他的教學(xué)思考及課室教學(xué)中展現(xiàn)出對(duì)等的教學(xué),（二）原因分析,1教師的主觀因素 （1）受個(gè)人教學(xué)目標(biāo)的限制 如果現(xiàn)在我們把自然科教學(xué)想辦法拉到跟科學(xué)本質(zhì)做一關(guān)聯(lián)的話？陳老師含蓄的回答： 這個(gè)并不是說 （停頓），像科學(xué)本質(zhì)的話，變成說是老師額外強(qiáng)調(diào)的,（教學(xué)目標(biāo)之外）剩下的東西我就不必去煩惱這一些東西啦，所以，嗯假如說課本教材沒有配合（科學(xué)本質(zhì)觀教學(xué)）的話喔，是會(huì)造成老師在教學(xué)之外額外的負(fù)擔(dān)啦。 他（學(xué)生）連這一些基本的科學(xué)知識(shí)都不太清楚的情況下，你要他了解科學(xué)本質(zhì)，我想，可能是有點(diǎn)不太（適合）,陳老師并未將“傳達(dá)科學(xué)本質(zhì)觀”當(dāng)成是他教學(xué)中的一項(xiàng)重要工作，在教學(xué)后的檢查與思考當(dāng)中，陳老師所著重的是有沒有抓到學(xué)科知識(shí)的重點(diǎn)以及教學(xué)的流暢性 我覺得上第二次跟上第一次，差別就在它的流暢性，因?yàn)?，有的時(shí)候 一個(gè)東西上久了，你會(huì)覺得重點(diǎn)都抓得住，然后 它的呈現(xiàn)你會(huì)重新安排，那第一次上的話，有時(shí)候會(huì)感覺重點(diǎn)還沒辦法抓住，所以前后有時(shí)候會(huì)不一致,點(diǎn)評(píng)：在升學(xué)主義掛帥的社會(huì)中，對(duì)教師們來說，不管在他心里“教科學(xué)本質(zhì)觀”是多么的重要，但更重要的是：它是一項(xiàng)額外的工作。即使有多余的時(shí)間、空間給教師自由支配教學(xué)內(nèi)容，大多數(shù)教師們的選擇往往會(huì)是 -讓學(xué)生學(xué)習(xí)多一點(diǎn)知識(shí)，為將來升學(xué)做準(zhǔn)備,（2）教師本身對(duì)科學(xué)本質(zhì)教學(xué)的信心不足,師：會(huì)帶來一些好處啦，但是 （停頓）它的負(fù)面的我們是不曉得說會(huì)不會(huì)有一些產(chǎn)生一些負(fù)面的效應(yīng)，這是不清楚啦 研：所以說，如果我們要明確在課程標(biāo)準(zhǔn)里面?zhèn)鬟_(dá)科學(xué)本質(zhì)的話，你是覺得說，以后可能會(huì)有負(fù)面的一些影響,師：對(duì)對(duì)對(duì)，因?yàn)楝F(xiàn)在有一些方面并沒有說哪一種觀念一定是最好的，我們說傳統(tǒng)的觀念到現(xiàn)在已經(jīng)、也是很久了啊，對(duì)不對(duì)，這個(gè) 其實(shí)它一直跟著科學(xué)哲學(xué)的觀點(diǎn)在變嘛，所以 很難、很難有一個(gè)定論啦 師：比較有困難的是說，第一個(gè)就是說，因?yàn)槲覀儧]有受過這樣的訓(xùn)練,點(diǎn)評(píng)：關(guān)鍵點(diǎn)還是在于老師傳達(dá)科學(xué)本質(zhì)的這種教學(xué)能力,2、客觀環(huán)境因素,（1）現(xiàn)有教材的限制 師：必須要有一個(gè)那種情境哪，你知道嗎 研：所以你覺得教材可以提供一個(gè)情境 師：對(duì)，要有一個(gè)情境 研：不然你會(huì)覺得說你如果去跟學(xué)生這樣說，就很突然莫名其妙 師：很突然就出來啦，我上課上一上、上到生物，怎么突然講那個(gè)科學(xué)本質(zhì)，就會(huì)覺得很奇怪啊對(duì)不對(duì)，我怎么想我就怎么傳達(dá)，但是，我們不會(huì)說去想到那一個(gè)東西，然后去告訴他們，必須要教材剛好遇到，我才會(huì)去把這個(gè)觀念再提一下,師：教材的設(shè)計(jì)并不是配合這個(gè)教材要傳達(dá)什么（科學(xué)本質(zhì)的）概念，所以變成老師在準(zhǔn)備教學(xué)之余，除非他還有心去特別去想一下，這個(gè)地方可以怎么樣傳達(dá)，否則的話，我只要盡到我該盡的責(zé)任就好啦，我把我該教的科學(xué)知識(shí)或者是科學(xué)應(yīng)該要的東西教給學(xué)生，這樣就好啦,點(diǎn)評(píng)：如果說當(dāng)初教材在設(shè)計(jì)時(shí)就沒有考慮到要呈現(xiàn)適當(dāng)?shù)目茖W(xué)本質(zhì)觀，那么，教師們?yōu)榱艘炭茖W(xué)本質(zhì)觀，就可能必須對(duì)教材做一番重整與設(shè)計(jì)，但是，對(duì)一向依賴教材的教師們，要自行設(shè)計(jì)教材將會(huì)是一項(xiàng)很大的考驗(yàn),（2）教學(xué)時(shí)間的限制,師：因?yàn)槠吣昙?jí)的部份比較會(huì)談到我們的生活啦，還有一些 科學(xué)的應(yīng)用啦，所以我覺得那