潘洪建

（揚(yáng)州大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225002）

科學(xué)知識(shí)與課程開發(fā)

潘洪建

（揚(yáng)州大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225002）

科學(xué)知識(shí)在內(nèi)容上具有客觀性、確定性、普適性、單維性，科學(xué)知識(shí)的探究形式為因果說明、主客分離、客觀方法；科學(xué)知識(shí)的表達(dá)形式為科學(xué)概念的操作性，科學(xué)判斷的數(shù)學(xué)化，以歸納方式為主要的推理形式；科學(xué)知識(shí)旨趣體現(xiàn)在對(duì)自然的描述、解釋與預(yù)測(cè)。科學(xué)知識(shí)的價(jià)值體現(xiàn)為科學(xué)的道德價(jià)值，科學(xué)的審美價(jià)值，科學(xué)的方法價(jià)值。科學(xué)知識(shí)獨(dú)特內(nèi)容、形式、旨趣與價(jià)值對(duì)科學(xué)課程的設(shè)計(jì)、實(shí)施與評(píng)價(jià)均有重要影響?？茖W(xué)課程開發(fā)不能忽視科學(xué)知識(shí)的知識(shí)論基礎(chǔ)。

科學(xué)知識(shí)；知識(shí)內(nèi)容；知識(shí)形式；知識(shí)旨趣；知識(shí)價(jià)值；課程開發(fā)

一、科學(xué)知識(shí)的性質(zhì)與課程

（一）科學(xué)知識(shí)內(nèi)容的特點(diǎn)

科學(xué)知識(shí)以自然為對(duì)象，研究自然現(xiàn)象，揭示其規(guī)律，自然的自在性、同質(zhì)性、周期性、價(jià)值無涉性等特點(diǎn)決定了科學(xué)知識(shí)的性質(zhì)，自然科學(xué)知識(shí)內(nèi)容具有下述特征。

1．客觀性

科學(xué)知識(shí)是對(duì)自然的客觀反映，它具有客觀性特點(diǎn)。這是因?yàn)?，自然是自在地存在、運(yùn)行的，它不以人們的意志為轉(zhuǎn)移，人可以與自然面對(duì)面，靜觀自然，或通過實(shí)驗(yàn)拷問自然，逼供自然，迫使自然招供，道出自身的真相。因而研究結(jié)論具有較高的客觀性。其次，在研究方法上，自然科學(xué)主要采用客觀的研究方法如觀察與實(shí)驗(yàn)，獲得客觀知識(shí)。再者，客觀性是自然科學(xué)研究的重要目標(biāo)，科學(xué)研究就是為了尋找自然事件間的因果關(guān)系，以便對(duì)自然進(jìn)行控制、改造和征服。

2．確定性

自然科學(xué)內(nèi)容具有較大的確定性，因?yàn)?，自然科學(xué)知識(shí)的對(duì)象具有較大的確實(shí)性，自然現(xiàn)象自在地產(chǎn)生、發(fā)展、演變，按自己的軌跡運(yùn)行，為人們研究自然提供了一個(gè)外在的、切實(shí)的客體、對(duì)象，科學(xué)研究就是對(duì)這個(gè)自為的、外在客體進(jìn)行如實(shí)把握，揭露自然的本來面目，以獲得確切的自然知識(shí)。同時(shí)，自然科學(xué)研究的方法、手段、技術(shù)具有較大的確實(shí)性，自然科學(xué)研究強(qiáng)調(diào)研究的客觀性、規(guī)范性和精確性，無論是客觀觀察，還是科學(xué)實(shí)驗(yàn)均有一套嚴(yán)格的規(guī)范可供操作，完整的技術(shù)手段可供運(yùn)用，它能較好地排除研究者個(gè)人的主觀因素，獲得較為可靠的結(jié)論。自然現(xiàn)象的同質(zhì)性、周期性使得科學(xué)研究可在類似的條件下重復(fù)進(jìn)行，驗(yàn)證相應(yīng)的結(jié)論，得到確定的知識(shí)，從而減少分歧。

3．普適性

自然現(xiàn)象如物理現(xiàn)象、化學(xué)現(xiàn)象在各地總是相同的，如物體之間總是相互吸引，水的存在形態(tài)主要有三種，并在確定的條件下相互轉(zhuǎn)化，因此，有關(guān)物理的、化學(xué)的知識(shí)可以解釋某一自然現(xiàn)象 （物理的、化學(xué)的），運(yùn)用廣泛，受情境的影響較小，具有普遍的解釋力、預(yù)測(cè)力，屬于一種普適性的知識(shí)。自然知識(shí)是關(guān)于外在于人的自然的解釋、理論，較少涉及政府黨派、價(jià)值觀的影響，因而較為確定，科學(xué)知識(shí)能廣泛運(yùn)用，準(zhǔn)確預(yù)言自然現(xiàn)象的發(fā)生。這與自然知識(shí)較多地反映了自然界的因果關(guān)系有關(guān)，自然知識(shí)不僅描述事件的現(xiàn)象、外部特征，還要探詢 “自然因”，把握自然的果，執(zhí)果問因，獲得事物的因果關(guān)系，從而能對(duì)自然現(xiàn)象作出普遍而適宜的解釋與說明。

4．單維性

自然科學(xué)知識(shí)探討的是自然事實(shí)，它要透過自然現(xiàn)象，揭示自然的特征、規(guī)律，力求回答 “自然的本來面目是什么？”在自然的 “本來面目”上與自然相遇，對(duì)于自然的價(jià)值、意義、去向的問題，自然科學(xué)關(guān)心甚少。自然科學(xué)對(duì)待自然的態(tài)度僅僅是客觀的、價(jià)值中立的，力圖避免主觀的、情感的、價(jià)值的成分，唯恐被價(jià)值、意義、情緒所污染。人與自然的關(guān)系僅僅是認(rèn)識(shí)與被認(rèn)識(shí)、改造與被改造的主客體關(guān)系，人也僅僅是在物質(zhì)的、實(shí)用的層面上與自然遭遇。自然科學(xué)視界中自然的單義性決定了自然科學(xué)知識(shí)內(nèi)容的單維性。

此外，科學(xué)知識(shí)還具有系統(tǒng)性與邏輯融貫性。科學(xué)知識(shí)不是簡單的經(jīng)驗(yàn)積累，也不是零碎知識(shí)的雜亂堆積，而是自成系統(tǒng)的有序整體，有自己的前提、論證和結(jié)論。同時(shí)，科學(xué)知識(shí)特別是科學(xué)理論具有嚴(yán)整的邏輯結(jié)構(gòu)，各個(gè)命題與其所在的整個(gè)陳述系統(tǒng)或理論體系處于無矛盾狀態(tài)。愛因斯坦談廣義相對(duì)論時(shí)說：“這理論主要吸引人的地方在于邏輯上的完備性。從它推出的許多結(jié)論中，只要有一個(gè)被證明是錯(cuò)誤的，它就必須被拋棄；要對(duì)它進(jìn)行修改而不摧毀其整個(gè)結(jié)構(gòu)，那些似乎是不可能的。”［1］（P113）

（二）科學(xué)知識(shí)的性質(zhì)與科學(xué)課程開發(fā)。

科學(xué)知識(shí)與課程設(shè)計(jì)

科學(xué)知識(shí)既然是科學(xué)課程的重要來源，對(duì)科學(xué)知識(shí)自身特性的分析、研究和把握應(yīng)該是科學(xué)課程研究的基礎(chǔ)性工作，科學(xué)知識(shí)的理解也應(yīng)該是科學(xué)課程設(shè)計(jì)、實(shí)施乃至評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)?？茖W(xué)知識(shí)內(nèi)容特征的課程論意義主要表現(xiàn)在以下方面。

就科學(xué)課程目標(biāo)而言，既要讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)、掌握具體的科學(xué)知識(shí)，如科學(xué)的概念、原理、公式、定律的基本含義，又要將對(duì)科學(xué)知識(shí)內(nèi)容自身特征的理解作為課程目標(biāo)之一，包括理解科學(xué)知識(shí)的研究對(duì)象、科學(xué)知識(shí)的來源，自然特征對(duì)科學(xué)研究及其結(jié)論的制約作用，認(rèn)識(shí)到尊重自然，揭示自然的奧秘是科學(xué)研究及其結(jié)論的基本基準(zhǔn)、要求，實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐是檢驗(yàn)科學(xué)知識(shí)的根本標(biāo)準(zhǔn)?？茖W(xué)知識(shí)不同于科學(xué)謊言、謬誤，它是客觀的、可以重復(fù)的、可檢驗(yàn)的。同時(shí)，又要理解科學(xué)知識(shí)內(nèi)容自身的建構(gòu)性質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)性質(zhì)、創(chuàng)造性質(zhì)，認(rèn)識(shí)到知識(shí)內(nèi)容的局限性如不確定性、發(fā)展性，將科學(xué)知識(shí)具體內(nèi)容的把握與科學(xué)知識(shí)內(nèi)容特性的理解統(tǒng)一起來。當(dāng)然，對(duì)于中小學(xué)生而言，前者是主要的、基本的，后者是次要的、附屬的，它是在伴隨具體科學(xué)知識(shí)教學(xué)的過程中隨機(jī)的、潛移默化地進(jìn)行的，不可喧賓奪主。

就科學(xué)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)而言，可以在兩個(gè)層面上進(jìn)行設(shè)計(jì)，一個(gè)是顯性地的層面，依據(jù)一門科學(xué)知識(shí)內(nèi)在的邏輯、體系、結(jié)構(gòu)選擇具體的材料，考慮學(xué)生認(rèn)識(shí)的順序和身心發(fā)展的水平，安排科學(xué)知識(shí)的序列、結(jié)構(gòu)，確定科學(xué)課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)，充分顯示人類科學(xué)知識(shí)的主要成就，為學(xué)生日后的學(xué)習(xí)、生活、工作、研究提供基礎(chǔ)、基點(diǎn)。另一個(gè)層面是科學(xué)知識(shí)發(fā)展過程中涌現(xiàn)的知識(shí)論問題及其爭論，這些科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)及其爭論的材料主要體現(xiàn)在科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)中，可以適當(dāng)選擇，以典型事例、個(gè)案進(jìn)入課程、教材，作為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的背景資料，它們既可以豐富科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)過程，擴(kuò)展視野，激發(fā)興趣，又有助于學(xué)生形成正確的科學(xué)觀，正確地看待科學(xué)知識(shí)的成就、問題、危機(jī)、挑戰(zhàn)，形成全面、合理的科學(xué)知識(shí)觀，克服機(jī)械學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)可能產(chǎn)生的種種偏誤，學(xué)會(huì)對(duì)科學(xué)知識(shí)自身進(jìn)行反思，在更高、更深的層次上去看待科學(xué)。如此，便既能掌握具體的科學(xué)知識(shí)內(nèi)容，又能從具體內(nèi)容中走出來，并居高臨下審視科學(xué)知識(shí)的具體內(nèi)容。如在地理課程中的板塊說、漂移說的教學(xué)，要使學(xué)生看到每種學(xué)說的含義、證據(jù)及其意義，又要看到其不足與問題。

就課程實(shí)施而言，科學(xué)知識(shí)內(nèi)容具有雙重特性，從科學(xué)知識(shí)是對(duì)不以人的意志為轉(zhuǎn)移的、相對(duì)穩(wěn)定的自然為對(duì)象而言，科學(xué)知識(shí)具有客觀性、確定性，同時(shí)，人們有關(guān)自然的科學(xué)知識(shí)是可以接受經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，只能被證實(shí)的關(guān)于自然的知識(shí)才可能是正確的科學(xué)知識(shí)，這些應(yīng)該構(gòu)成課程知識(shí)的主體。內(nèi)容決定方法，科學(xué)知識(shí)內(nèi)容的特點(diǎn)決定了科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)方式與教學(xué)方式。就科學(xué)知識(shí)的客觀性、確定性而言，其學(xué)習(xí)與教學(xué)方式可以是講授、接受、理解、內(nèi)化，要求進(jìn)行客觀的講解，準(zhǔn)確地把握?？茖W(xué)知識(shí)還具有建構(gòu)性、約定性、不確定性、發(fā)展性、不可證實(shí)性 （證偽），即由于自然本身的復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性，人們對(duì)于自然的知識(shí)只能是相對(duì)的、不確定的，且受特定的情境與條件的制約?？茖W(xué)知識(shí)的上述特征要求科學(xué)知識(shí)的教學(xué)應(yīng)正視那些不確定的內(nèi)容，重視科學(xué)知識(shí)的條件性、使用范圍，在教學(xué)方法上，可采用討論的、對(duì)話的、辯論的方式，探究的方式，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)已有的科學(xué)結(jié)論大膽質(zhì)疑，以一種批判的態(tài)度對(duì)待科學(xué)知識(shí)，敢于對(duì)那些復(fù)雜的、不確定的科學(xué)難題進(jìn)行猜想，提出假說，提供證明，檢驗(yàn)、修正、完善或放棄假說，將科學(xué)探究的過程引入教學(xué)活動(dòng)。

就科學(xué)課程的評(píng)價(jià)而言，科學(xué)知識(shí)內(nèi)容的特點(diǎn)也影響課程與教學(xué)評(píng)價(jià)方法的選擇。由于科學(xué)知識(shí)的確定性、客觀性的要求，科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)可以從外部以客觀的方式學(xué)習(xí)與掌握。科學(xué)課程學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)相對(duì)客觀、準(zhǔn)確，可以采用客觀的方法進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，如用填空題、判斷題、選擇題，判斷學(xué)生是否科學(xué)的記住、理解、消化科學(xué)知識(shí)的基本內(nèi)容，如科學(xué)概念、公式、定理，是否已將科學(xué)知識(shí)體系轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)等等。

二、科學(xué)知識(shí)的形式與課程

（一）科學(xué)知識(shí)的探究形式

科學(xué)認(rèn)識(shí)有別于藝術(shù)認(rèn)識(shí)、哲學(xué)認(rèn)識(shí)與宗教認(rèn)識(shí)。科學(xué)知識(shí)的探究的基本形式是因果說明，其思維方式是主客分離。

1．因果說明

不同于人文學(xué)科探究人之現(xiàn)象的方式——理解、闡釋，自然科學(xué)對(duì)自然的探究方式是說明、解釋，它著力回答自然原本是什么，何以如此存在，它力求客觀地描述自然事件、現(xiàn)象、過程，解釋其產(chǎn)生、發(fā)展的原因，揭示其內(nèi)在的機(jī)理。自然科學(xué)所使用的方法無論是觀察，還是實(shí)驗(yàn)都是為此服務(wù)的，都是在執(zhí)果索因，據(jù)果尋因，其深層的假設(shè)是有果必有因，果是由因造成的，并且不管是因還是果都是客觀存在的，均有其客觀性，不是人為的杜撰。自然科學(xué)的使命在于發(fā)現(xiàn)果得以發(fā)生、持續(xù)的客觀原因、依據(jù)，如此找出因與果的內(nèi)在聯(lián)系，從而揭示自然事物的內(nèi)在規(guī)律。自然科學(xué)探索的是客觀的說明、因果解釋，把握自然真相，揭開自然之迷。

2．主客分離

自然科學(xué)的思維是一種對(duì)象化的思維，在自然科學(xué)的視野中，自然與人相異，是完全有別于人的東西。自然科學(xué)認(rèn)識(shí)的前提就是將作為主體的人與作為客體的研究對(duì)象嚴(yán)格區(qū)分，人從旁觀者的角度對(duì)自然進(jìn)行審視、考察，自然既沒有意識(shí)、思想、情感，研究者也不能將自己的情感、信念、個(gè)性帶入研究過程，而是力求保持一種客觀的態(tài)度。自然科學(xué)探究嚴(yán)格遵循主客體分離的原則，將研究對(duì)象客觀化，以揭示客觀自然的特征，發(fā)現(xiàn)其規(guī)律、法則、定律、定理。

3．客觀的方法

自然科學(xué)探究使用的方法是客觀的方法，如觀察法與實(shí)驗(yàn)法。這種方法強(qiáng)調(diào)的是認(rèn)識(shí)的客觀性，方法運(yùn)用在于揭示自然的客觀特征，描述自然的客觀聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)客觀規(guī)律?？陀^方法強(qiáng)調(diào)探究的目的、過程、手段、資料收集、處理以及結(jié)論得出均應(yīng)保持客觀性，以總結(jié)出自然的客觀知識(shí)。

（二）科學(xué)知識(shí)的表達(dá)形式

1．科學(xué)概念的操作性

由于科學(xué)概念是在長期的觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生并發(fā)展起來的，而觀察、實(shí)驗(yàn)具有較多的操作性，因而科學(xué)概念大多為一些操作性定義。操作性概念表述明確、清晰，歧義較少，可以通過觀察、實(shí)驗(yàn)加以感知、把握?？茖W(xué)概念能借助符號(hào)加以表達(dá)，用固定不變的符號(hào)確定下來，一旦為人們接受、認(rèn)可，成為一種通用的科學(xué)語言，為人們使用、交流和從事科學(xué)研究。如物理學(xué)中用英文符號(hào)F表示力，用s表示路程，t表示時(shí)間，v表示速度。自然科學(xué)家所做的研究大多是在既有的概念基礎(chǔ)上前進(jìn)，在穩(wěn)定的地基上建構(gòu)科學(xué)知識(shí)的大廈。而人文社會(huì)科學(xué)學(xué)者則有所不同，他們時(shí)常要回到該學(xué)科最基本的一些概念，通過清理地基、澄清概念或賦予原有概念以新的涵義，發(fā)表自己的見解，闡述自己的觀點(diǎn)，推動(dòng)學(xué)術(shù)的進(jìn)步與思想的發(fā)展。

2．科學(xué)判斷的數(shù)學(xué)化

科學(xué)知識(shí)的判斷形式有定理、定律、定則、法則，其基本句式為肯定句、陳述句，一般簡短、明確、清晰、具體，主要描述自然現(xiàn)象，說明自然現(xiàn)象中變量的確定關(guān)系。如物理學(xué)中的牛頓三大定律揭示了物體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在法則。自然科學(xué)的判斷要反映自然現(xiàn)象中的確切關(guān)系，揭示其數(shù)量關(guān)系，如壓力與壓強(qiáng)成正比，與作用面積成反比，其間的數(shù)量關(guān)系可用公式加以表達(dá)：P＝F／S。關(guān)于自然現(xiàn)象知識(shí)的數(shù)學(xué)表達(dá)為文藝復(fù)興時(shí)代的伽利略最早倡導(dǎo)，他確信自然界存在著明顯的數(shù)量關(guān)系，自然這本大書是用數(shù)學(xué)語言寫成的，科學(xué)研究的任務(wù)就是去發(fā)現(xiàn)隱藏在其中的數(shù)量關(guān)系，將其揭露出來，并用數(shù)學(xué)語言加以表達(dá)，他的這一思想推動(dòng)了科學(xué)發(fā)展的數(shù)學(xué)化、數(shù)量化進(jìn)程，直到今天，人們還對(duì)自然的數(shù)學(xué)特征深信不疑，甚至將其作為知識(shí)形式的絕對(duì)、理想的標(biāo)準(zhǔn)。

3．以歸納方式為主要推理形式

自然科學(xué)來源于經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)由實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，上升為定律、定理，定律之間、定理之間相互關(guān)聯(lián)，形成科學(xué)知識(shí)體系。在這種意義上講，自然科學(xué)似乎主要是通過觀察實(shí)驗(yàn)歸納而來，它不像人文社會(huì)知識(shí)是通過演繹，從一些基本的前提、命題推論出新的命題、結(jié)論。自然科學(xué)家通過觀察、實(shí)驗(yàn)去發(fā)現(xiàn)、證實(shí)某一事實(shí)，人文學(xué)者通過論證、闡釋去說明某一觀點(diǎn)、道理，自然科學(xué)家的結(jié)論可能相同或接近，唯獨(dú)人文學(xué)者的討論常常存在分歧，見仁見智，差異頗大。自然科學(xué)家醉心于實(shí)驗(yàn)，他們大多通過實(shí)驗(yàn)論文的形式報(bào)告自己的研究成果，從而得到科學(xué)界承認(rèn)。

（三）科學(xué)知識(shí)的形式與科學(xué)課程開發(fā)

1．科學(xué)知識(shí)的形式與科學(xué)課程的設(shè)計(jì)

知識(shí)通過一定的形式表現(xiàn)出來，形式承載著一定的知識(shí)內(nèi)容，科學(xué)課程的設(shè)計(jì)不能僅僅關(guān)注科學(xué)知識(shí)的內(nèi)容，也應(yīng)對(duì)科學(xué)知識(shí)的探究形式、表達(dá)形式予以足夠的關(guān)注，做到科學(xué)知識(shí)內(nèi)容與科學(xué)知識(shí)形式的統(tǒng)一，那么，如何將科學(xué)知識(shí)形式納入科學(xué)課程設(shè)計(jì)的視野之中，發(fā)揮科學(xué)知識(shí)形式的課程功能呢？我們認(rèn)為，在課程目標(biāo)設(shè)計(jì)上，應(yīng)重視科學(xué)知識(shí)形式問題。新課程的三維目標(biāo)將 “過程與方法”作為課程目標(biāo)的維度之一，應(yīng)該說與以往課程目標(biāo)設(shè)計(jì)相比，是一次大的進(jìn)步，有助于改變過去輕視科學(xué)知識(shí)形式、過程與方法掌握的狀況，使科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)不僅僅是一個(gè)科學(xué)內(nèi)容的理解、習(xí)得的過程，同時(shí)也是一種科學(xué)探究能力的形成與發(fā)展過程。學(xué)生要在科學(xué)知識(shí)內(nèi)容的掌握的過程中理解、掌握科學(xué)知識(shí)的形式，包括科學(xué)知識(shí)的探究形式、科學(xué)知識(shí)的表達(dá)形式，“經(jīng)歷知識(shí)的形成過程”，服務(wù)、服從于掌握科學(xué)知識(shí)的探究形式與表達(dá)形式。就科學(xué)知識(shí)的探究形式而言，它即包括知識(shí)研究、獲得的外顯的活動(dòng)形式與內(nèi)隱的思維形式，對(duì)于科學(xué)知識(shí)來說，外顯的活動(dòng)形式指科學(xué)觀察、實(shí)驗(yàn)，內(nèi)隱的思維形式指科學(xué)知識(shí)生產(chǎn)的形象思維方式與邏輯思維方式，只有在既理解科學(xué)知識(shí)具體內(nèi)容同時(shí)習(xí)得科學(xué)知識(shí)的探究形式特別是思維方式才算真正地掌握了科學(xué)知識(shí)本身，否則，科學(xué)知識(shí)的掌握將是片面的、膚淺的。

在科學(xué)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)上，如何將科學(xué)知識(shí)形式作為學(xué)習(xí)的內(nèi)容呢？首先，通過科學(xué)知識(shí)內(nèi)容的表達(dá)再現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的形式，講述科學(xué)知識(shí)的形成故事，如在化學(xué)課程設(shè)計(jì)中介紹凱庫勒在苯的結(jié)構(gòu)研究中的靈感。讓學(xué)生了解靈感在科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生中的作用，將作為背景知識(shí)的科學(xué)家的故事、佚事納入教學(xué)內(nèi)容，凸顯其知識(shí)的探究形式與思維方式。其次，設(shè)計(jì)學(xué)生動(dòng)手參與的科學(xué)活動(dòng)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過科學(xué)觀察、實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷科學(xué)知識(shí)的生產(chǎn)過程，或感悟、體會(huì)、嘗試科學(xué)知識(shí)的研究方式和思維方式，從而理解科學(xué)知識(shí)的探究形式。再次，在介紹科學(xué)知識(shí)形式時(shí)，可以適當(dāng)說明符號(hào)、公式對(duì)于科學(xué)知識(shí)表述的獨(dú)特意義。將科學(xué)知識(shí)的思維形式、研究方法作為課程的基本內(nèi)容，讓學(xué)生了解認(rèn)識(shí)科學(xué)知識(shí)的研究方法及其內(nèi)在的思維方式，使科學(xué)知識(shí)中隱含的思維方式得以外顯、張揚(yáng)。在敘述人類科學(xué)知識(shí)的成就的同時(shí)介紹科學(xué)研究的方法，分析科學(xué)知識(shí)生產(chǎn)過程中的思維方式，使學(xué)生在吸收人類的科學(xué)成就的同時(shí)掌握人類探究自然的方法、方式。將靜態(tài)的知識(shí)內(nèi)容動(dòng)態(tài)化、過程化，在動(dòng)態(tài)的過程中呈顯僅僅靜態(tài)陳述無法陳述或難以再現(xiàn)的東西——形式。如此，既能豐富學(xué)習(xí)過程，又能獲得知識(shí)的形式。

2．科學(xué)知識(shí)的形式與科學(xué)課程的實(shí)施

科學(xué)知識(shí)的形式特點(diǎn)要求課程實(shí)施必須顧及 “知識(shí)形式”?？茖W(xué)知識(shí)的形式特征對(duì)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)具有不可低估的價(jià)值。首先，科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)客觀的把握，它要求學(xué)習(xí)者認(rèn)識(shí)、了解客觀自然自身的特性，不得隨意注入個(gè)人的主觀見解、意念，盡管科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)要基于一定的經(jīng)驗(yàn)，但這些經(jīng)驗(yàn)只能是理解科學(xué)知識(shí)的手段、基礎(chǔ)，服務(wù)于科學(xué)知識(shí)的客觀理解，學(xué)習(xí)者不能任意曲解。學(xué)習(xí)的過程是從外部加以掌握、理解的過程，而不是從內(nèi)部加以創(chuàng)造的過程。其次，科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)客觀觀察與科學(xué)的實(shí)驗(yàn)，觀察與實(shí)驗(yàn)不僅是科學(xué)知識(shí)探究的基本形式，也應(yīng)是其學(xué)習(xí)的基本形式。只有這樣，才能 “復(fù)演”知識(shí)形成的過程，獲得知識(shí)內(nèi)在的形式，并以這種形式作為進(jìn)一步學(xué)習(xí)與研究的基礎(chǔ)，才能從表層的內(nèi)容理解到深層次的思維，把握和 “形式學(xué)習(xí)”，從而獲得科學(xué)知識(shí)的內(nèi)在精髓。再次，科學(xué)知識(shí)形式的精確、簡明要求學(xué)習(xí)者具有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，善于進(jìn)行數(shù)量化思考，從數(shù)量及其關(guān)系把握自然對(duì)象，要準(zhǔn)確理解符號(hào)、公式的含義，善于運(yùn)用符號(hào)、公式進(jìn)行推理、論證，追求精確化、數(shù)量化的結(jié)論。

3．科學(xué)知識(shí)的形式與科學(xué)課程的評(píng)價(jià)

以往科學(xué)課程的評(píng)價(jià)測(cè)重于考察學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)內(nèi)容的掌握程度，盡管也關(guān)注考察學(xué)習(xí)的思維能力、創(chuàng)造能力，但往往以問題解決的最終結(jié)果為判斷標(biāo)準(zhǔn)，缺乏對(duì)學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)方式、思維方式的考察。我們認(rèn)為，首先，要選擇那些能較好地體現(xiàn)形式的內(nèi)容，讓學(xué)生在評(píng)價(jià)過程中，在回答內(nèi)容的同時(shí)體現(xiàn)一定的思維方式，通過分析學(xué)生解題的過程、步驟剖析其思維方式。其次，考查學(xué)習(xí)對(duì)科學(xué)方法的掌握狀況。再次，建立個(gè)人學(xué)習(xí)檔案，指導(dǎo)學(xué)生反審自己的解題思路、思維方式，學(xué)會(huì)科學(xué)地思考，掌握知識(shí)內(nèi)在的形式，并用這種形式去觀察研究自然現(xiàn)象，去學(xué)習(xí)現(xiàn)有科學(xué)知識(shí)的具體內(nèi)容，提高科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的效果，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。最后，給高年級(jí)學(xué)生開設(shè)科學(xué)方法講座，系統(tǒng)地介紹科學(xué)知識(shí)探究的方式、過程、手段，讓學(xué)生不僅掌握科學(xué)知識(shí)成就，而且理解科學(xué)知識(shí)的探究形式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的自覺性。此外，還可讓學(xué)生評(píng)價(jià)一些成功的或失敗的科學(xué)研究的案例，從中透視、審視科學(xué)知識(shí)探究方式、形式的作用與意義，養(yǎng)成學(xué)生對(duì) “知識(shí)形式”的興趣與自覺，學(xué)會(huì) “科學(xué)”地思考、探究。

三、科學(xué)知識(shí)的價(jià)值與課程

（一）科學(xué)知識(shí)的旨趣與價(jià)值

1．科學(xué)知識(shí)的旨趣

科學(xué)作為一種人類活動(dòng)，受其內(nèi)在的目的、旨趣的導(dǎo)引，體現(xiàn)著一定的價(jià)值追求，科學(xué)旨趣可分為社會(huì)旨趣與個(gè)人旨趣，前者表現(xiàn)為使自然服從于人的需要，是人們基于對(duì)自然規(guī)律的理論認(rèn)識(shí)，使自然界服務(wù)人類?？茖W(xué)是人類觀念地掌握自然界的最高的、最有效的形式，通過觀念地掌握自然，滿足人類實(shí)踐地改造自然的需要。就個(gè)人旨趣而言，科學(xué)能滿足科學(xué)家自尊、成長、自我實(shí)現(xiàn)的需要以及道德理解、審美的需要?？茖W(xué)的社會(huì)旨趣與個(gè)體旨趣是統(tǒng)一的，“社會(huì)對(duì)科學(xué)價(jià)值的追求只能經(jīng)由科學(xué)家個(gè)體的價(jià)值追求來實(shí)現(xiàn)，科學(xué)家個(gè)體的價(jià)值追求的意義也并不僅僅局限于科學(xué)家本人，它可以直接或間接地為社會(huì)所共享?！保?］（P15）科學(xué)知識(shí)蘊(yùn)涵著人的內(nèi)在尺度，諸如人的審美標(biāo)準(zhǔn)、倫理訴求，如牛頓的 “節(jié)約原理”、馬赫的 “思維經(jīng)濟(jì)”、愛因斯坦的 “內(nèi)在完備性”?？茖W(xué)知識(shí)的旨趣主要表現(xiàn)在：

（1）描述自然，為我們提供有關(guān)自然界及其事物 “是什么”和 “怎么樣”的知識(shí)。科學(xué)知識(shí)首先是關(guān)于自然界的描述，提供對(duì)自然的整體理解，描述一幅自然的圖景。描繪統(tǒng)一的世界圖景是科學(xué)知識(shí)的重要旨趣，正是科學(xué)關(guān)于自然的描述，使人可以理解世界的紛繁復(fù)雜，產(chǎn)生內(nèi)在的確定感，獲得內(nèi)心的自由與寧靜，如卡西爾所言：“正是科學(xué)給予我們對(duì)一個(gè)永恒世界的信念……在古希臘語中，甚至連科學(xué) （spisteme）這個(gè)詞從詞源學(xué)上說就是來源于一個(gè)意指堅(jiān)固性和穩(wěn)定性的詞根?？茖W(xué)的進(jìn)程導(dǎo)向一種穩(wěn)定的平衡，導(dǎo)向我們的知覺和思想的穩(wěn)定化和鞏固化?！保?］（PP．263－264）

（2）解釋自然?？茖W(xué)不僅回答 “是什么”、 “怎么樣”的問題，而且還要解答 “為什么”的問題。科學(xué)解釋從自然界本身來說明自然現(xiàn)象的原因，闡明事物的因果聯(lián)系和普遍效應(yīng)。科學(xué)解釋能有效消除人們頭腦中的種種疑團(tuán)，使人擺脫茫然無知的狀態(tài)，滿足人的求知欲和好奇心，以便讓人獲得內(nèi)心的寧靜。

（3）預(yù)測(cè)自然?？茖W(xué)還能在把握自然規(guī)律的基礎(chǔ)上預(yù)見目前尚未發(fā)現(xiàn)的事物或事物的發(fā)展趨勢(shì)，為人們提供自然界及其事物 “將如何”的知識(shí)。它是從普遍的原理和先行條件中推導(dǎo)出來的關(guān)于未知事實(shí)的陳述。科學(xué)預(yù)見拓展了人們的思維空間，將人的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到一個(gè)可能性的世界，以增強(qiáng)了人類征服自然的信心與能力。

2．科學(xué)的道德價(jià)值

“科學(xué)使我們與比我們自己更偉大的某些事物保持恒定的聯(lián)系；科學(xué)向我們展示日新月異的和浩瀚深遠(yuǎn)的景象，在科學(xué)向我們提供的偉大視野的背后，它引導(dǎo)我們猜測(cè)一些更偉大的東西，這種景象對(duì)我們來說是一種樂趣。正是在這種樂趣中，我們達(dá)到了忘我的境界，從而科學(xué)在道德上是最高尚的?！保?］科學(xué)知識(shí)能培養(yǎng)人的理性精神，使人客觀地、實(shí)證地看待世界，看待人自身及其與外部世界的關(guān)系，并養(yǎng)成自我批判的精神。美國科學(xué)社會(huì)學(xué)家羅伯特·默頓提出 “科學(xué)的精神氣質(zhì)”，它包括普遍性、公有性、無私利性和有條理性的懷疑性，“科學(xué)的精神氣質(zhì)是有感情情調(diào)的一套約束科學(xué)家的價(jià)值和規(guī)范的綜合。這些規(guī)范用命令、禁止、偏愛、贊同的形式來表示。它們借助于習(xí)俗的價(jià)值而獲得合法地位。這些通過格言和例證來傳達(dá)、通過法令而增強(qiáng)的規(guī)則在不同程度上被科學(xué)家內(nèi)在化了，于是形成了他的科學(xué)良心，或者如果人們?cè)敢庥矛F(xiàn)代術(shù)語的話，也可以說形成了他的超我?！保?］（P256）

3．科學(xué)的審美價(jià)值

科學(xué)就是對(duì)普遍存在于自然界的和諧秩序的揭示和反映?？茖W(xué)美就是洞察了自然規(guī)律而產(chǎn)生的情感上的愉悅。科學(xué)美的對(duì)象是大自然的規(guī)律及其反映形式，不懂科學(xué)的人是無法領(lǐng)略、欣賞科學(xué)之美的。詩人埃德娜·圣·文森·米萊則說 “只有歐幾里德面對(duì)著赤裸裸的美?！保?］（P99）古典力學(xué)的完美綜合也使許多近代物理學(xué)家陶醉其中，丹皮爾評(píng)述到 “在他們眼里，牛頓賦予了世界畫面的驚人秩序與和諧所給我們的美感上的滿足，超過……詩人們的神秘想像所見到的萬花筒式的混亂自然界?！保?］（P249）

科學(xué)知識(shí)之美主要表現(xiàn)在：首先，科學(xué)理論之美。即“運(yùn)用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)或邏輯手段推演出具有普遍深遠(yuǎn)意義的結(jié)論，或概括出簡單、對(duì)稱的定理、定律、公式、方程，解釋或預(yù)言盡可能豐富的物理事實(shí)”［8］（P171）如歐氏幾何、日心說、牛頓力學(xué)、進(jìn)化論，相對(duì)論以及量子力學(xué)等等。其次，科學(xué)的數(shù)學(xué)之美。數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的簡單、對(duì)稱、統(tǒng)一體現(xiàn)了科學(xué)理論的和諧與嚴(yán)謹(jǐn)，公式美，如開普勒第三定律 （R3／T2＝常數(shù)），牛頓第二定律 （F合＝ma）愛因斯坦的質(zhì)能方程公式E＝mc2，使用簡單的幾個(gè)符號(hào)將有關(guān)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律描繪得淋漓盡致，形式簡潔，內(nèi)容卻是豐富而深刻的。再次，科學(xué)實(shí)驗(yàn)之美。實(shí)驗(yàn)方案之美、設(shè)計(jì)新穎、獨(dú)特，如物理學(xué)史上的邁克爾遜～莫雷實(shí)驗(yàn)，方案設(shè)計(jì)十分美妙，愛因斯坦予以高度評(píng)價(jià)，它 “在很大程度上要?dú)w功于他對(duì)科學(xué)的藝術(shù)家的感觸和手法，尤其是對(duì)于對(duì)稱和形式的感覺?！保?］（P491）最后，實(shí)驗(yàn)方法之美。它來自獨(dú)創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和高超的實(shí)驗(yàn)技巧。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的美。實(shí)驗(yàn)或成功地證實(shí)或證偽了某一科學(xué)思想，如居里夫婦經(jīng)過四年艱苦的實(shí)驗(yàn)終于提煉出一克鐳后，那些鈾瀝青礦里的放射性元素在他們眼里宛若飄然而起的希望天使。

4．科學(xué)方法的價(jià)值

方法是人們實(shí)際地或在觀念中操作對(duì)象的程序或工具，它能有效地幫助人們實(shí)現(xiàn)活動(dòng)的目的，達(dá)到既定的目標(biāo)。科學(xué)認(rèn)識(shí)是最強(qiáng)有力的心的工具，對(duì)人類其他認(rèn)識(shí)形式具有獨(dú)特的方法價(jià)值?？茖W(xué)方法主要有經(jīng)驗(yàn)實(shí)證方法與邏輯理性方法，經(jīng)驗(yàn)實(shí)證方法堅(jiān)持以觀察和實(shí)驗(yàn)為證的原則，要求科學(xué)理論必須建立在經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)之上，并接受實(shí)踐的嚴(yán)格的、反復(fù)的、長期的檢驗(yàn)。而邏輯的理性方法要求人們有條理地、按規(guī)則地思考和行動(dòng)，并將一切科學(xué)理論都置于理性和邏輯的無情的審判之下。如果說經(jīng)驗(yàn)證實(shí)方法有助于人們?cè)谡J(rèn)識(shí)上摧毀教條，那么邏輯理性方法則能幫助人們?cè)谡J(rèn)識(shí)上破除迷信。

（二）科學(xué)知識(shí)的價(jià)值與科學(xué)課程開發(fā)

1．科學(xué)知識(shí)價(jià)值與科學(xué)課程的設(shè)計(jì)

科學(xué)課程設(shè)計(jì)中課程目標(biāo)的確定，應(yīng)充分考慮科學(xué)知識(shí)的旨趣，讓學(xué)生明白科學(xué)知識(shí)的追求與理想，理解科學(xué)，走進(jìn)科學(xué)，把科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)與自己的生活聯(lián)系起來。將理解科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)知識(shí)的目的與意義列為科學(xué)課程的目標(biāo)，對(duì)科學(xué)知識(shí)價(jià)值的理解、認(rèn)識(shí)是科學(xué)課程學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，只有理解科學(xué)知識(shí)的意義、價(jià)值，科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)才能更積極、主動(dòng)、更有成效。

科學(xué)課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)?？茖W(xué)課程內(nèi)容的選擇與組織也應(yīng)考慮科學(xué)知識(shí)的價(jià)值問題?？茖W(xué)知識(shí)的育人價(jià)值是不一樣的，一般的科學(xué)概念、原理、法則、方法更能體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的智慧、審美價(jià)值，而科學(xué)事實(shí)、趣聞、故事更能體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的道德價(jià)值，因此，在科學(xué)知識(shí)內(nèi)容選擇時(shí)，應(yīng)看到科學(xué)知識(shí)組成部分各自的特點(diǎn)、價(jià)值，選擇有利于促進(jìn)學(xué)生多方面發(fā)展的材料。相比而言，科學(xué)中那些基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、體驗(yàn)性的知識(shí)更能體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的教育價(jià)值，這些科學(xué)知識(shí)應(yīng)在科學(xué)課程設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先考慮。

2．課程實(shí)施中科學(xué)知識(shí)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)

課程實(shí)施就是實(shí)現(xiàn)知識(shí)的價(jià)值的過程。在某種程度上講，科學(xué)課程的教學(xué)過程就是科學(xué)知識(shí)潛在價(jià)值的實(shí)現(xiàn)過程，教學(xué)活動(dòng)要最大可能地實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的潛在價(jià)值。科學(xué)知識(shí)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)包括：科學(xué)知識(shí)內(nèi)容價(jià)值的實(shí)現(xiàn)與科學(xué)知識(shí)形式的實(shí)現(xiàn)。科學(xué)知識(shí)內(nèi)容價(jià)值的實(shí)現(xiàn)即將科學(xué)知識(shí)的基本內(nèi)容準(zhǔn)確、生動(dòng)地加以再現(xiàn)，讓學(xué)生理解、掌握、內(nèi)化。科學(xué)知識(shí)形式價(jià)值的實(shí)現(xiàn)即在科學(xué)知識(shí)教學(xué)過程中潛移默化地體現(xiàn)科學(xué)研究的方法、形式，讓學(xué)生理解科學(xué)的探究方法，學(xué)會(huì)科學(xué)探究。科學(xué)知識(shí)價(jià)值的實(shí)現(xiàn)還包括：實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)內(nèi)在的認(rèn)知、道德、審美多方面的價(jià)值，在科學(xué)課程實(shí)施的過程中，發(fā)展學(xué)生的智力如科學(xué)觀察、科學(xué)思維、科學(xué)想像的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，形成客觀、精確、批判、理性、創(chuàng)新等品質(zhì)，以及對(duì)科學(xué)美的感知、欣賞、體驗(yàn)?zāi)酥羷?chuàng)造。

3．科學(xué)知識(shí)價(jià)值與科學(xué)課程的評(píng)價(jià)

課程評(píng)價(jià)是評(píng)估課程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)程度的工作，即評(píng)價(jià)課程活動(dòng)在多大程度上實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的價(jià)值，是對(duì)課程活動(dòng)及其效果所做的全面的價(jià)值判斷?？茖W(xué)課程評(píng)價(jià)應(yīng)注意全面評(píng)價(jià)科學(xué)知識(shí)價(jià)值的釋放、增值程度，即考察學(xué)生在科學(xué)課程的學(xué)習(xí)過程中是否既掌握了科學(xué)知識(shí)的內(nèi)容，又理解了科學(xué)知識(shí)的探究形式、表達(dá)形式，是否在科學(xué)知識(shí)掌握的同時(shí)發(fā)展了科學(xué)觀察、科學(xué)思維的能力，是否養(yǎng)成了一定的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度。科學(xué)課程的評(píng)價(jià)不能僅僅關(guān)注科學(xué)知識(shí)價(jià)值的某些方面、維度，而應(yīng)較為全面地關(guān)注科學(xué)知識(shí)諸方面潛在價(jià)值的實(shí)現(xiàn)程度，才能對(duì)科學(xué)課程本身進(jìn)行較為客觀、全面的評(píng)估。

［1］ 愛因斯坦．愛因斯坦文集 （第一卷） ［M］．許良英，等，譯，北京：商務(wù)印書館，1976．

［2］ 汪信硯．科學(xué)價(jià)值論 ［M］．桂林：廣西師范大學(xué)出版社，1995．

［3］ 卡西爾．人論 ［M］．上海：上海譯文出版社，1985．

［4］ 彭加勒．倫理與科學(xué) ［J］．科學(xué)學(xué)譯叢，1988，（2）．

［5］ P．K．Merton，the Sociology of Science，Chicago，University of Chicago Press，1973．

［6］ 紀(jì)念愛因斯坦譯文集 ［M］．上海：上海科技出版社，1979．

［7］ 丹皮爾．科學(xué)史 ［M］．北京：商務(wù)出版社，1975．

［8］ 汪信硯．科學(xué)價(jià)值論 ［M］．桂林：廣西師范大學(xué)出版社，1995．

［9］ 愛因斯坦．愛因斯坦文集 （第一卷） ［M］．許良英，等，譯．北京：商務(wù)印書館，1976．

Scientific Knowledge and Curriculum Development

PAN Hong－jian
（School of Educational Science，Yangzhou University，Yangzhou，Jiangsu，225002，PRC）

Scientific knowledge has objectivity，certainty，universal，single－dimensional in content；the explore forms of the scientific knowledge are causal description，subject－object separation and objective method．The expression forms of the scientific knowledge are interoperability of scientific concept，the digitized scientific judgments and the way to summarize is the main reasoning forms；the purport of the scientific knowledge is reflected in the description，interpretation and prediction of natural．The value of the scientific knowledge reflects in the moral values of science，the aesthetic value of science and the method value of scientific．The unique content，forms，purport and value of the scientific knowledge have important influences on the design，implementation and evaluation of science curriculum．The development of science curriculum should not neglect epistemology basic of the scientific knowledge．

the scientific knowledge；the content of knowledge；the form of knowledge；the purport of knowledge；the value of knowledge；curriculum development

G 423

A

1674－5779（2012）02－0058－06

2012－02－21

潘洪建 （1964—），男，四川蒼溪人，揚(yáng)州大學(xué)教授，基礎(chǔ)教育研究所所長，博士，主要從事課程與教學(xué)論研究

（責(zé)任編輯蘇二利／校對(duì)舒澍）