摘要：發(fā)展科學(xué)核心素養是中小學(xué)生科學(xué)學(xué)習的鵠的，也是國民科學(xué)素質(zhì)的基本內涵。科學(xué)核心素養不僅涉及科學(xué)知識的掌握，更包括科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的培養，集中體現為能以科學(xué)的方式解決真實(shí)的問(wèn)題，而且它們彼此不是獨立的，而是融合于真實(shí)的科學(xué)活動(dòng)之中，這為科學(xué)課程與教學(xué)提供了理論與實(shí)踐依據。科學(xué)家的科學(xué)活動(dòng)對于中小學(xué)科學(xué)學(xué)習具有很強的指引作用，其內在一致性是保證學(xué)習活動(dòng)真實(shí)性、有效性的關(guān)鍵所在。本文通過(guò)系統闡述科學(xué)家思維與實(shí)踐方式的內涵與特質(zhì)，論證相關(guān)要素與維度，使其結構化，賦予科學(xué)學(xué)習以“真實(shí)”屬性，提升學(xué)生解釋科學(xué)現象、探索科學(xué)規律、解決科學(xué)問(wèn)題的能力，這是中小學(xué)科學(xué)教育應有的價(jià)值取向與歸宿。

就中小學(xué)科學(xué)教育目的而言，從大處論，就是要回答“培養什么人”，主要包括三類(lèi)功能，即培養理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)研究后備人才、服務(wù)職業(yè)生涯需要、奠定國民基本科學(xué)素質(zhì)。雖然以上三類(lèi)對科學(xué)素養的要求層次與水平不同，但其內涵和全面性具有共通性，絕不是這樣一種結果：普通公民著(zhù)眼于科學(xué)常識，職業(yè)需要著(zhù)眼于科學(xué)技能，理工類(lèi)專(zhuān)業(yè)研究則著(zhù)眼于科學(xué)思維與創(chuàng )新精神，而是三者均衡發(fā)展，比如都需要一定的科學(xué)知識、基本的操作技能、起碼的探究意識與思想以及實(shí)事求是、敢于質(zhì)疑等科學(xué)態(tài)度與精神。從小處論，就是致力于發(fā)展學(xué)習者的科學(xué)核心素養，包括科學(xué)觀(guān)念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與精神，這與義務(wù)教育科學(xué)領(lǐng)域課程文件的要求是一致的^[^1]。它們有利于學(xué)生解釋科學(xué)現象、探索科學(xué)規律、解決真實(shí)問(wèn)題（包括復雜的社會(huì )和環(huán)境問(wèn)題）。正如中國科學(xué)社的創(chuàng )始人任鴻雋所說(shuō)：“近代科學(xué)是教育和修養最好的工具，因為天天求真理，時(shí)時(shí)想破除成見(jiàn)，不但使學(xué)科學(xué)的人有求真理的能力，而且有愛(ài)真理的誠心。無(wú)論遇見(jiàn)什么事，都能平心靜氣地分析研究，從復雜中求簡(jiǎn)單，從紊亂中求秩序；拿論理（邏輯）來(lái)訓練他的思維，而思考力愈增；用經(jīng)驗來(lái)指示他的直覺(jué)，而直覺(jué)力愈活。”^[²^]科學(xué)學(xué)習對人的全面發(fā)展和終身學(xué)習具有很重要的意義。

然而，一直有一個(gè)問(wèn)題困擾著(zhù)中小學(xué)科學(xué)教育，那就是如何讓學(xué)生的知識學(xué)習過(guò)程與技能、思維、能力、精神的提升有機結合在一起。實(shí)則，國際科學(xué)教育改革同樣也存在這一問(wèn)題。要想突破這樣一個(gè)難題，其重要且主要路徑便是，將所有學(xué)習目標熔鑄于真實(shí)的科學(xué)實(shí)踐過(guò)程之中，也就是像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐。讓學(xué)生經(jīng)歷像科學(xué)家一樣的探索、推理、行動(dòng)、反思等過(guò)程，不論是知識學(xué)習還是其他方面，都將得到培養與提升。

除了具有以上重要意義之外，科學(xué)家思維與實(shí)踐方式對于科學(xué)教學(xué)也具有其必然性。親近并學(xué)習科學(xué)是所有現代人與自然世界和諧共存的基礎，我們需要一個(gè)科學(xué)合理的視角和路徑去觀(guān)察、了解和領(lǐng)悟這個(gè)世界。稍微熟悉科學(xué)史或者博物史的人就會(huì )發(fā)現，科學(xué)的發(fā)展有賴(lài)于一代又一代科學(xué)家的努力、突破與創(chuàng )新，其中蘊含著(zhù)科學(xué)學(xué)習的真諦與正確方式。因此，不論是著(zhù)眼于人的發(fā)展還是科技發(fā)展需要，我們都必須堅持：第一，以科學(xué)的方式學(xué)習科學(xué)，是所有人與自然世界互動(dòng)的應然之態(tài)；第二，只有通過(guò)科學(xué)的方式學(xué)習科學(xué)，才是真正有效的科學(xué)教育，為科技人才奠基。這其中，涉及兩個(gè)重要問(wèn)題：其一，什么是科學(xué)學(xué)習的科學(xué)方式？也即如何認識科學(xué)家思維與實(shí)踐方式？其二，科學(xué)家思維與實(shí)踐方式的結構系統和實(shí)施路徑如何？

接下來(lái)，我們將圍繞這兩個(gè)主要問(wèn)題進(jìn)行討論與闡述。特別要關(guān)注知識、情意、思維與實(shí)踐之間的重要關(guān)系，唯有在這一共同認識之上，才能更好地認識科學(xué)家思維與實(shí)踐方式的理論意義與實(shí)踐價(jià)值。

一、科學(xué)家思維與實(shí)踐方式的內涵與特質(zhì)

從科學(xué)本質(zhì)上講，就是要弄清楚“什么是科學(xué)”這一問(wèn)題。任鴻雋認為，科學(xué)是學(xué)術(shù)，不是一種藝術(shù)（技術(shù)）。所謂形而下的藝術(shù)，都是科學(xué)的應用，并不是科學(xué)的本體。科學(xué)的本質(zhì)是事實(shí)不是文字。唯其要研究事實(shí)，所以科學(xué)家要講究觀(guān)察和實(shí)驗^[³^]。李醒民認為，科學(xué)是人運用實(shí)證、理性和臻美等方法，就自然以及社會(huì )乃至人本身進(jìn)行研究所獲取的知識的體系化之結果。科學(xué)不僅僅在于已經(jīng)認識的真理，更在于探索真理的活動(dòng)，即上述研究的整個(gè)過(guò) 程^[⁴^]。從歷史上看，科學(xué)經(jīng)歷了從“知識本質(zhì)觀(guān)”到 “探究本質(zhì)觀(guān)”的轉變^[⁵^]。后來(lái)，科學(xué)本質(zhì)的范疇與內涵擴展為三個(gè)方面：科學(xué)是探究自然界的“思維”方式；科學(xué)是一種“探究”的方式；科學(xué)知識是暫時(shí)的、動(dòng)態(tài)的^[^6]。對于中小學(xué)科學(xué)教育，美國《新一代科學(xué) 教育標準》指出：“科學(xué)是解釋自然世界的追求，技術(shù)和工程是滿(mǎn)足人類(lèi)需求、求知欲和抱負的手段。理解科學(xué)本質(zhì)不僅僅是參與活動(dòng)和進(jìn)行探究。”^[⁷^]有學(xué)者對科學(xué)本質(zhì)的研究進(jìn)行了梳理，搭建了三維結構，包括科學(xué)知識的本質(zhì)、科學(xué)探究的本質(zhì)、科學(xué)事業(yè)的本質(zhì)^[⁸^]。科學(xué)本質(zhì)不僅僅涉及知識、探究過(guò)程、思維方法，還應包括動(dòng)機與態(tài)度、科學(xué)信念、創(chuàng )新創(chuàng ) 造等要素。

從科學(xué)認知方式上講，戴維·帕金斯基于“如何像專(zhuān)家一樣思考”這一出發(fā)點(diǎn)提出，不同學(xué)科的主要認知方式不同，這決定了其研究方式方法也存在差異^[⁹^]。數學(xué)以歐幾里得式的形式推理為主，離開(kāi)了對數學(xué)這一認知方式的判斷，舍棄了抽象、演繹邏輯、體系化的思想與思維方式，就很難準確把握這一學(xué)科的特點(diǎn)，很難認識數學(xué)作為一種認識生活、世界的獨特視角與方式。而歷史的認知方式揭示了歷史學(xué)習需要依據史料得出結論，但是對于能夠得到什么史料、選擇使用哪些史料、如何分析詮釋史料卻在一定的客觀(guān)性之上具有很強的主觀(guān)性。這里要指出，證明是認知方式中的關(guān)鍵部分，而歷史研究的證明與科學(xué)證明截然不同。歷史事件發(fā)生在無(wú)法重現的過(guò)去，我們不可能再做實(shí)驗，同樣歷史的聲音也不像科學(xué)實(shí)驗室中的試管和電氣設備。科學(xué)認知方式可以概括為伽利略式的認知，主要考慮其對于實(shí)驗的重視和實(shí)踐、對于近代科學(xué)研究方法的創(chuàng )立、對于數理關(guān)系的認識與把握、對于理想實(shí)驗的創(chuàng )舉等^[¹⁰^]。科學(xué)認知方式，就是要尊重證據（很多時(shí)候是實(shí)驗驗證）、重視科學(xué)推理、追求簡(jiǎn)潔和諧、追求世界的客觀(guān)認識等。

從科學(xué)實(shí)踐上講，其與一般意義上的實(shí)踐具有共同之處：一是實(shí)踐的開(kāi)放性。實(shí)踐的對象和內容是多方面且不斷變化的，需要及時(shí)對實(shí)踐的方式與策略作出調整；不斷解決問(wèn)題，又產(chǎn)生新的問(wèn)題。二是實(shí)踐的階段性。不同階段具有不同特點(diǎn)，但非絕對割裂，因為實(shí)踐的過(guò)程是一個(gè)循環(huán)往復的過(guò)程，實(shí)踐與理論認識是相互促進(jìn)的。三是經(jīng)驗的重要性。感覺(jué)經(jīng)驗是第一的東西，只有實(shí)踐才能使人的認識開(kāi)始發(fā)生，從客觀(guān)外界得到感覺(jué)經(jīng)驗，但要確保感覺(jué)的材料十分豐富（不是零碎不全）和合于實(shí)際（不是錯覺(jué)）。四是重視抽象的精神與傾向。概念是抽象與概括的結果，直接關(guān)系到模型建構，以及如何將實(shí)際問(wèn)題轉化為學(xué)科問(wèn)題的過(guò)程^[¹^1，¹²^]。杜威批評傳統哲學(xué)所謂“旁觀(guān)者的知識論”以主體與客體的截然分離為出發(fā)點(diǎn)，提出了“五步”探究基本模式^[¹³^]。從一個(gè)問(wèn)題處境開(kāi)始，以這個(gè)問(wèn)題處境或人本身的某種改變結束，這正是實(shí)踐的觀(guān)點(diǎn)。我國義務(wù)教育科學(xué)課程將觀(guān)察、實(shí)驗、記錄、測量、制作、調查等作為探究實(shí)踐活動(dòng)，突出強調“科學(xué)工程與實(shí)踐”^[¹⁴^]。其更高的意旨在于，不是為了“應用”而學(xué)，而是在真實(shí)問(wèn)題解決之實(shí)踐中完成知識的學(xué)習、素養的提升。這里要著(zhù)重說(shuō)明的是，基于科學(xué)與技術(shù)的不同，我們將科學(xué)實(shí)踐與工程實(shí)踐相區分，并主要關(guān)注前者。

綜上所述，科學(xué)家思維與實(shí)踐方式著(zhù)眼于科學(xué)素養的發(fā)展，就是要學(xué)生像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐，在科學(xué)學(xué)習活動(dòng)中經(jīng)歷“準真實(shí)”的科學(xué)家研究過(guò)程，重視并尊重證據，應用科學(xué)思維方法，用思維指導科學(xué)行為，用實(shí)踐檢驗思維成果，并結合檢驗結果和客觀(guān)實(shí)際，不斷優(yōu)化結論。以下進(jìn)行四個(gè)方面的說(shuō)明。

首先，這不是科學(xué)精英教育的立論。很多研究者一看到“科學(xué)家”，就會(huì )提出質(zhì)疑：中小學(xué)是打基礎的教育，應著(zhù)眼于國民基本科學(xué)素質(zhì)。這個(gè)質(zhì)疑貌似有理有據，但是卻有一個(gè)內隱的問(wèn)題，就是打什么基礎？這個(gè)基礎和科學(xué)家培養有什么關(guān)系？或者說(shuō)指向科學(xué)家培養的教育是什么基礎？否則又是什么基礎？?jì)烧唠y道沒(méi)有同一性嗎？前面我們業(yè)已闡述，不論是國民素質(zhì)還是培養科學(xué)家，科學(xué)知識、思維、精神信念等在基礎教育階段是需要均衡發(fā)展的，此之為共同基礎?；A教育不是培養科學(xué)家的教育，但學(xué)生要像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐。

其次，像科學(xué)家一樣，既然是“ 像”，那就“ 不是”，當然“模仿”也不合適，而應該理解為“不斷地接近真實(shí)的科學(xué)學(xué)習與研究”，雖然研究對象、內容以及答案在確定性和復雜性上有區別，但從研究以及研究過(guò)程的內涵與性質(zhì)上應該保持一致。準確地說(shuō)，中小學(xué)生的思考與實(shí)踐是“科學(xué)家思考與實(shí)踐”的低級或初級表現形式。這里我們應該思考，從真實(shí)的自然界與社會(huì )生活探索到學(xué)?？茖W(xué)實(shí)驗室與課堂有多大的距離？從科學(xué)家真實(shí)的研究情態(tài)到學(xué)生的科學(xué)學(xué)習有多大的距離？“真實(shí)”絕對是存在巨大挑戰的，但是“真實(shí)”或者“準真實(shí)”的程度將對于學(xué)生認識與學(xué)習科學(xué)造成相當的不同。

第三，“像科學(xué)家一樣”突出強調了面向未來(lái)。這可以從兩個(gè)角度理解：一個(gè)是提倡科學(xué)家思維與實(shí)踐方式，就是要盡力讓學(xué)生切身地體會(huì )科學(xué)家真實(shí)狀態(tài)下的知識結構與使用、態(tài)度思維等，從而樹(shù)立正確的價(jià)值觀(guān)念，學(xué)習并掌握科學(xué)的方法等。這些方面均具有很強的遷移性。二是如果學(xué)生將來(lái)參與真實(shí)的科學(xué)探索，這些能力素質(zhì)的發(fā)展使其不僅不會(huì )感到陌生或不適，反而覺(jué)得科學(xué)本身就應該如此來(lái)“做”和“研究”，從而達成一種習慣或共同的認知和規范。當然，這些能力素質(zhì)對于一般職業(yè)與生活所需，也大有裨益。

第四，與科學(xué)探究的關(guān)系問(wèn)題。兩者在很大程度上具有相關(guān)性或交叉性，因為科學(xué)探究的確是科學(xué)家思考與實(shí)踐的一個(gè)重要方式，這與之前對于科學(xué)本質(zhì)和實(shí)踐的討論一致?？茖W(xué)探究雖然具有很豐富的內涵，但其逐步的程序化或要素化正在損害著(zhù)對“ 人的發(fā)展”的理解與思索，且在教學(xué)中更多地加強了操作和技能層面，一定程度上忽視了思考、思維的重要性，而科學(xué)家對知識的態(tài)度和看法、對世界的觀(guān)念等實(shí)際上并未進(jìn)入科學(xué)學(xué)習的視野與實(shí)踐之中。相比之下，“像科學(xué)一樣思考與實(shí)踐”更加鮮明，而且更有利于關(guān)注思考，認識到思考與實(shí)踐的緊密關(guān)系（統一性）以及兩者不可偏廢。

二、科學(xué)家思維與實(shí)踐方式培養框架的構建

1.已有研究探討

面向 21 世紀教育，全球教育思想領(lǐng)導者、課程重構中心創(chuàng )立者和主席查爾斯·菲德?tīng)柸娣治隽巳蜈厔菖c挑戰，提出了為轉型世界重構教育，構建了包括知識、技能、性格和元學(xué)習四個(gè)維度的 21世紀教育目標。知識維度（“我們所知道和理解的”）強調學(xué)科和領(lǐng)域的實(shí)踐性、認知性和情感性，強調新的現代的跨學(xué)科科目、分科和主題（如社交技能、全球素養），關(guān)注基礎概念、元概念、方法和工具，強調傳統和現代學(xué)習的共同融合專(zhuān)題（如信息素養、系統思維）。技能維度（“應用我們所知道的”）強調了知識與技能的不可分離性，包括創(chuàng )造力、批判性思維、互動(dòng)、合作。性格維度（“言行舉止和為人處世的方式”）強調建立終身學(xué)習的基礎，支持家庭、社區和工作場(chǎng)所的成功的人際關(guān)系，發(fā)展可持續參與全球事務(wù)的個(gè)人價(jià)值和美德。元學(xué)習維度（“反思與適應”）強調反思，學(xué)會(huì )如何學(xué)習。這種反思是對知識、技能和性格的深刻反思，是對學(xué)習目標、策略和結果的全面反思^[¹⁵^]。從中，我們看到了未來(lái)教育對于知識的重視，因為它是一切能力、創(chuàng )造等的基礎；此處“技能”這一指稱(chēng)，已經(jīng)遠遠超出了我們對于“雙基”之“基本技能”的內涵范疇，更加強調了思維與行動(dòng)的綜合表現；在科學(xué)教育中，性格更多地體現為穩定的信念和心理傾向、科學(xué)態(tài)度等；元學(xué)習維度體現為在理論與思維指導下的科學(xué)探究與實(shí)踐，以及對這一過(guò)程的調控，進(jìn)一步準確地說(shuō)，就是面對一個(gè)真實(shí)科學(xué)問(wèn)題，學(xué)習者對自身的了解、對其難度復雜度的認識以及解決與驗證方式的選擇，并以此指導反復的實(shí)踐^[^16]。

經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（OECD）幼兒和學(xué)校司高級政策分析師和項目負責人田熊美保指出，世界各國課程再設計的共同趨勢從“以?xún)热轂橹行摹鞭D變為“以能力為中心”，現在轉變?yōu)椤皟热菖c能力并重”的整合模式^[¹⁷^]。當前，隨著(zhù)普通高中和義務(wù)教育科學(xué)領(lǐng)域課程標準的頒布，我們可以看到以下三方面的重要變化：一是從知識與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)“三維目標”到核心素養，包括科學(xué)觀(guān)念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責任，更加強調了育人的整體性，而非分離；二是注重了知識的結構化，以主題或核心概念組織課程內容，實(shí)現“精兵簡(jiǎn) 政”；三是研制了學(xué)業(yè)質(zhì)量標準，突出加強了知識內容與素養培養之間的關(guān)聯(lián)，同時(shí)提出了“用中學(xué)” “做中學(xué)”，將素養發(fā)展與知識學(xué)習融入真實(shí)的科學(xué)探究、活動(dòng)與實(shí)踐中。然而，當前四大核心素養本身存在多重涵義交叉，而“像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐”不僅蘊含了核心素養的各個(gè)維度，更加綜合，避免了人為的割裂，且明確地指出了學(xué)生學(xué)習科學(xué)的樣態(tài)與參照標準。從思維上講，“科學(xué)思維”內含于科學(xué)探究與實(shí)踐之中；實(shí)踐角度上說(shuō)，“科學(xué)探究”亦在其中。除思維與實(shí)踐本身具有很強的交互關(guān)系之外，科學(xué)知識與概念當然也是思考與實(shí)踐的重要基礎，態(tài)度與責任自然也是影響思考與實(shí)踐的重要因素。由此而言，構建科學(xué)家思維與實(shí)踐方式培養框架的理論意義已經(jīng)非常明顯與重要，也就是將科學(xué) 知識學(xué)習與核心素養發(fā)展熔鑄于像科學(xué)家一樣的思維與實(shí)踐活動(dòng)之中。這一思路又為教學(xué)指明了方向與途徑。

2.框架構建與闡釋

基于以上討論，“像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐”應作為科學(xué)課程的架構邏輯，更是科學(xué)學(xué)習的理論依據和實(shí)踐指針。下面對科學(xué)家思維與實(shí)踐方式進(jìn)行了框架構建，對思維與實(shí)踐的關(guān)系進(jìn)行探討。

（1）框架構建

如圖 1，這一框架涉及知識、情意、思維與實(shí)踐（行為）四個(gè)要素。其中，“知識”“情意”處于一個(gè)基礎性的位置，而且很多時(shí)候，它們在科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中發(fā)揮作用，與思維一樣，呈現相對隱性的狀態(tài)。知識與情意影響著(zhù)思維，思維很大程度上決定著(zhù)行動(dòng)。對于思維與實(shí)踐行為之間的對應關(guān)系（不是完全對應關(guān)系，下文將具體論述），我們具有廣泛共識，你怎么想便影響了你怎么做，如此顯而易見(jiàn)的案例俯拾即是。那么“，知識”“情意”何以影響思維？

對于科學(xué)知識，我們首先探討其主要內涵與范疇。OECD 在“教育 2030”課程圖譜分析（Content Curriculum Mapping，CCM）項目中提出了以四種類(lèi)型知識構成的科學(xué)內容框架，包括事實(shí)性知識、程序性知識（如科學(xué)探究、調查活動(dòng)）、認知性知識（如科學(xué)家的工作、像科學(xué)家一樣思考和寫(xiě)作、科學(xué)如何聯(lián)系和貢獻真實(shí)生活與世界）、跨學(xué)科知識（如道德與倫理、可持續發(fā)展、國際理解等）^[¹⁸^]。其中，認知性知識是一種在科學(xué)知識構建過(guò)程中必不可少的關(guān)于構造和特征定義的知識（如假設、理論和觀(guān)察），以及它們如何在證明科學(xué)知識的過(guò)程中發(fā)揮作用的知識^[¹⁹^]。這與科學(xué)思維直接相關(guān)。關(guān)于知識基礎影響思維水平，并不難理解。一個(gè)顯著(zhù)的例子便是，一個(gè)特定專(zhuān)業(yè)背景的人士很難給出不同專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)。沒(méi)有了具體知識的支撐，思維沒(méi)有了可用的素材，包括經(jīng)驗、已有知識等，甚至難以組織針對性的觀(guān)察與探究活動(dòng)，思維便不能很好地發(fā)揮作用。另一方面，即使同為科學(xué)背景，由于“范式”的變換，觀(guān)察與思維也發(fā)生了巨大的變化，這也就是科學(xué)哲學(xué)中提出的“觀(guān)察滲透理論”的著(zhù)名觀(guān)點(diǎn)^[²⁰^]。托馬斯·庫恩提出，一個(gè)人所看到的不僅依賴(lài)于他在看什么，而且也依賴(lài)于他以前視覺(jué)概念的經(jīng)驗所教給他去看的東西。比如，從“地心說(shuō)”到“日心說(shuō)”，所有科學(xué)家看待天空的態(tài)度都變了，看到的東西也變了。在達爾文進(jìn)化論前后，生物學(xué)家看待生物、甚至看待人的視角與內容也都發(fā)生了變化，此之謂“科學(xué)革命”^[²¹^]。對于一個(gè)中小學(xué)生，隨著(zhù)學(xué)習內容的拓展和深入，潛在地存在著(zhù)科學(xué)“范式”的變遷。

對于科學(xué)情意，主要是指在科學(xué)活動(dòng)中學(xué)習者或者說(shuō)研究者所具有的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)情感、科學(xué)信念、科學(xué)精神以及價(jià)值觀(guān)等。美國《新一代科學(xué)教育標準》中提出，情感領(lǐng)域（涉及興趣、經(jīng)驗和熱情等）是科學(xué)教育的關(guān)鍵組成部分；科學(xué)和工程領(lǐng)域的概念和技能的發(fā)展與諸如興趣、參與程度、動(dòng)機、持久性和自我認同等因素之間有著(zhù)密切關(guān)系^[²²^]。學(xué)科或領(lǐng)域內在的美和力量是我們人類(lèi)的巨大成就，是學(xué)生學(xué)習動(dòng)機的源泉，有助于學(xué)生理解世界，應該傳達給學(xué)生^[²³^]。興趣等動(dòng)機對思維的積極性影響自然不必多說(shuō)，這里重點(diǎn)討論科學(xué)思想信念的問(wèn)題，因為這往往是我們認識薄弱以及在教學(xué)中重視不夠的。信念并非意識的某種瞬時(shí)樣態(tài)，它實(shí)質(zhì)上是一種具有持久性的思維習慣。在你從事思考的每一個(gè)階段中，總有某種東西，對于它你只能說(shuō)“我僅能如此思考，我不可能有別的想法”。事實(shí)上，我們決不能再在狹隘的意義上來(lái)理解思想，決不能再把它看作是消極的、沉默不語(yǔ)的東西。相反，思想貫穿于一切理性生活中，而人的實(shí)驗性的行為正是思想的一種操作活動(dòng)^[²⁴^]。杜威的觀(guān)點(diǎn)則更加直接“，思維實(shí)際上是信念的同義語(yǔ)”^[²⁵^]。用 W.海森伯的觀(guān)點(diǎn)就是，西方科學(xué)的傳統源自于古希臘哲學(xué)思想，西方文化的全部力量來(lái)自于并一直來(lái)自于其提出問(wèn)題的方式與行動(dòng)的方式之間的密切關(guān)系，正是這一思想締造了近代科學(xué)的繁榮。其精髓在于：為科學(xué)而科學(xué)；追究事物的根源，并力圖提出原理性的假設與理論；科學(xué)的精神價(jià)值高于物質(zhì)價(jià)值^[²⁶^]。例如，相信“上帝不會(huì )擲骰子”的愛(ài)因斯坦針對量子力學(xué)“測不準原理”多次提出理想實(shí)驗進(jìn)行質(zhì)疑，以波爾為首的哥本哈根學(xué)派均給予了“回擊”。愛(ài)因斯坦雖表示接受，但直到晚年，才勉強認同了“可惡”的“不確定關(guān)系”^[²⁷^]。由此可見(jiàn)，思想信念影響思考之深。

（2）思維與實(shí)踐（行為）及其品質(zhì)

在上文中，我們已經(jīng)多次針對思維與實(shí)踐（行為）的對應性作過(guò)討論。這個(gè)部分擬對兩者及其品質(zhì)進(jìn)行探討，也是對圖 1 所示框架的補充。同時(shí)，為了增強科學(xué)家思維與實(shí)踐方式培養框架的指導性和可操作性，引入了“思維”以及對應的“行為”的品質(zhì)要素，從這個(gè)意義上講，也是對以上框架的拓展，使平面結構轉變?yōu)橐粋€(gè)立體模型。行為與思維以及其品質(zhì)要素的關(guān)系，如圖 2。

第一個(gè)維度：科學(xué)思維，包括目的、問(wèn)題、假設和觀(guān)點(diǎn)、信息和證據、推理與解釋、啟示和影響等方面^[²⁸^]。這集中反映了“像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐”中的“思考”。比如說(shuō)，對于推理與解釋?zhuān)P(guān)注推斷證據的含義是什么；核實(shí)各個(gè)推斷之間的一致性；基于推斷驗證假設等。林肯基本信息圖書(shū)館（The Lincoln library of essential information）有言：真正的科學(xué)探究人員從不在結論上跳躍，從不把任何事情想當然，從不認為他的結論比他所獲得的信息更好，從不用觀(guān)點(diǎn)或者已經(jīng)長(cháng)期確立的信念來(lái)代替事實(shí)。無(wú)論一個(gè)說(shuō)法看似多么可信或者一種解釋多么符合邏輯，它都必須只能作為一種假設來(lái)看待，直到其被試驗證明。進(jìn)一步講，這些試驗必須是其他科學(xué)家可以重復的，且可以得出相同的結論。只有通過(guò)這一方式，值得信賴(lài)的科學(xué)知識方可建立。

李醒民提出，作為科學(xué)主體的科學(xué)家是最積極、最活躍的因素。尤其在科學(xué)革命時(shí)期，新科學(xué)觀(guān)念的提出有賴(lài)于科學(xué)家的“機智的反思”和“思維的理性”，或用愛(ài)因斯坦的話(huà)來(lái)說(shuō)，取決于科學(xué)家的 “思維的自由創(chuàng )造”或“理智的自由發(fā)明”^[²⁹^]。科學(xué)思維是科學(xué)研究行為、創(chuàng )造的靈魂，沒(méi)有思維的學(xué)習活動(dòng)必然是干涸的、沒(méi)有深度的、不能達成真正科學(xué)理解的。杜威將“反思性思維”作為教育的主要目的，其倡導把科學(xué)信念建立在證據的基礎之上，在對情境、問(wèn)題和因素進(jìn)行“理智化”的過(guò)程中，強調思維的連續性和推理，伴隨著(zhù)行動(dòng)對假設的檢驗，又產(chǎn)生新的問(wèn)題^[³⁰^]。知道一條物理定律是沒(méi)有價(jià)值的，除非人們能用它進(jìn)行運算或解決某個(gè)問(wèn)題。學(xué) 生往往從事了很多活動(dòng)，從中提取了一些信息，卻沒(méi)有問(wèn)過(guò)自己，它們在哪些方面可以指導自己的行為。那種認為“只需要看見(jiàn)就能學(xué)會(huì )”的想法是非常幼稚的。在大多數領(lǐng)域，不具備解碼情境的智力工具（思維以及思維方法）的個(gè)體并不能直接感受到任何東西。實(shí)際上，我們的感覺(jué)只能讓我們感受到眼前的環(huán)境。例如，當我們觀(guān)察海平面的時(shí)候，并不會(huì )對地球的形狀有直觀(guān)感受，分子、原子、夸克更非肉眼可及。孤立的經(jīng)驗從來(lái)都不具有說(shuō)服力，它只有依據學(xué)習者所采用的不同思維模式才能獲得自身意義^[³¹^]。另一方面，思維是內在的，在科學(xué)學(xué)習中，有時(shí)候通過(guò)言語(yǔ)來(lái)表現，比如一種科學(xué)說(shuō)明或解釋?zhuān)渲畜w現了推理、邏輯等，而這與實(shí)踐檢驗還有一定的距離。

第二個(gè)維度：科學(xué)實(shí)踐（行為），包括觀(guān)察、設計與開(kāi)展實(shí)驗、致力于精確的測量、力圖發(fā)現物質(zhì)運動(dòng)規律、研究相關(guān)或相似的現象、形成一般的假說(shuō)或物理理論等^[³²^]。這集中反映了“像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐”中的“實(shí)踐”。以觀(guān)察為例，觀(guān)察應該包含主動(dòng)的探索，應當基于對學(xué)生興趣的激發(fā)，在性質(zhì)上應該是科學(xué)的。要靈活應用廣泛的觀(guān)察、深入的觀(guān)察和審美性觀(guān)察。廣泛的觀(guān)察就是寬泛的、不太精確的觀(guān)察，對于使學(xué)生感到探究領(lǐng)域的實(shí)在性，意識到探究的方向和可能性，并且在頭腦中存儲一些可能由想象轉變?yōu)槁?lián)想的材料來(lái)說(shuō)，是必要的。深入的觀(guān)察指的是緊湊的、精確的觀(guān)察，對于限制問(wèn)題和保證實(shí)驗檢驗條件來(lái)說(shuō)，是必要的。一個(gè)突出的例子就是在實(shí)驗室中開(kāi)展的實(shí)驗觀(guān)察，通過(guò)控制各種變量的針對性研究。就這兩類(lèi)科學(xué)觀(guān)察而言，后者比較專(zhuān)門(mén)化，技術(shù)性較強；而前者又比較膚淺、分散。學(xué)生要從感性觀(guān)察逐步發(fā)展到科學(xué)家式觀(guān)察^[³³^]。

實(shí)踐無(wú)疑是重要的，正如一貫的信條“實(shí)踐是檢驗真理的唯一標準”。實(shí)則，實(shí)踐也是促進(jìn)學(xué)生真實(shí)學(xué)習的主要途徑，對此前文已有論述。有些學(xué)習可能需要記憶，需要聽(tīng)長(cháng)者或者教師傳授，但是我們最終會(huì )發(fā)現，不論是記憶還是傳授，只有學(xué)習者經(jīng)歷了真實(shí)的實(shí)踐，在理解、領(lǐng)悟或者智識上產(chǎn)生回應或者共鳴，這種知識方可能是持久的，才可能成為自身認知的一個(gè)部分。當然，這并不是完全低估純理論的辨析與理解，雖然這些東西最終也將或多或少、或直接或間接地與經(jīng)驗產(chǎn)生關(guān)系，但是畢竟學(xué)習者不可能全部自身去經(jīng)歷。這種貌似脫離實(shí)際的學(xué)習當然也有意義，但也可能阻礙我們突破思維定式，一味沿襲舊路，所以在對前人智識成果保持謙卑的前提下，證據與思維支持下的質(zhì)疑與檢驗將會(huì )使我們獲益終身。這里還要辨析一個(gè)概念，那就是關(guān)于直覺(jué)等形而上學(xué)的提法，因為其與實(shí)踐的觀(guān)點(diǎn)形成了對立?？茖W(xué)的世界并不完全否定直覺(jué)，然而必須力求為每一直覺(jué)知識找到一種合理的根據。認為直覺(jué)是更高更深刻的認知方式，能夠超越感覺(jué)經(jīng)驗的內容，并不必受概念思維框架的限制的那種觀(guān)點(diǎn)被否定了^[³⁴^]。

第三個(gè)維度：思維和實(shí)踐（行為）的品質(zhì)，包括清晰性、準確性、相關(guān)性、復雜性、普遍性和邏輯性^[³⁵^]。如清晰性，要關(guān)注你是否可以進(jìn)一步詳細說(shuō)明你的觀(guān)點(diǎn)？是否可以換一種方式表述你的觀(guān)點(diǎn)？是否可以提供一個(gè)圖解？是否可以給出一個(gè)例子？清晰是一個(gè)基本標準。如果一個(gè)表述不清晰，我們就不能確定其是否準確或相關(guān)。事實(shí)上，當我們不知道其在說(shuō)什么，不能給予任何回應。

有學(xué)者認為，科學(xué)思維是關(guān)于任何科學(xué)主題、內容或問(wèn)題的思維模式，在這種模式下，思維者通過(guò)巧妙地掌握思維固有的結構并將智力標準（intellectual standards）加諸其上來(lái)提高思維質(zhì)量^[³⁶^]。這一智力標準便需要一個(gè)反應思維深刻性的品質(zhì)要素或變量來(lái)予以表征。從另一個(gè)方面來(lái)講，這也是對思維與實(shí)踐本身的反思，體現了對思維以及外化行為的監控，正如前文中四個(gè)維度的教育中的“元學(xué)習”維度。有了這個(gè)維度，科學(xué)思維與實(shí)踐才有更加明確的路徑去豐富、深入與拓展。在科學(xué)教學(xué)中，我們需要通過(guò)學(xué)生的外在表現，特別是學(xué)生在解決真實(shí)科學(xué)問(wèn)題中的行為以及言語(yǔ)等來(lái)相對客觀(guān)地評估其知識、情意、思維等多方面的品質(zhì)與水平。為什么是“相對客觀(guān)”？因為從行為到思維，這往往需要教育者具有教育、心理、學(xué)科等多領(lǐng)域良好的知識基礎，更重要的是，需要有相關(guān)的思維方法與能力，而且也不可能盡善盡美。這樣一種品質(zhì)的指標與層次，確是應該不斷完善與優(yōu)化的重點(diǎn)。

上述維度的細化有助于更加深入地認識科學(xué)家思維與實(shí)踐方式，對于優(yōu)化科學(xué)教學(xué)實(shí)踐也具有較強的指導作用。

三、啟示與建議

1.注重學(xué)生情意因素在科學(xué)教育中的地位

科學(xué)學(xué)習的情意因素非常重要，這毋庸置疑，但是其在實(shí)際教學(xué)中關(guān)注與監測不夠，主要有兩個(gè)原因：一個(gè)是高利害考試的壓力使我們更多地關(guān)注知識的掌握、解題能力的提高；二是情意因素較難把握和測評，對于教育者的認識和能力水平要求極高。然而，我們要克服困難去改變這一現狀，如 W.海森伯在科學(xué)發(fā)展的宏大視野下指出，恰恰是希臘思想及其業(yè)已被我們繼承的全部遺產(chǎn)中，清楚地顯露出精神的卓越之處。為什么強調精神之重要，譬如箭一旦離弦，就按自己的路線(xiàn)飛行，只有更強大的力量才能改變它的方向；但它最初的方向是由瞄準的人決定的，若無(wú)胸懷目標的人在場(chǎng)，箭恐怕永遠不會(huì )自己開(kāi)始飛行。從這一方面說(shuō)，我們也許沒(méi)有比教育青年過(guò)低評估精神價(jià)值更為糟糕的事情了^[³⁷^]。

2.增強科學(xué)教育教學(xué)的實(shí)踐性、開(kāi)放性

為發(fā)展學(xué)生的科學(xué)核心素養，加強知識結構化、涵養科學(xué)情意、提升科學(xué)思維能力、解決真實(shí)科學(xué)問(wèn)題，需要實(shí)踐。而實(shí)踐的開(kāi)放性也應該是中小學(xué)科學(xué)課程教材的基本要求與特征。比如，強化教材內容（素材）的豐富性，確保問(wèn)題提出與解決過(guò)程是一個(gè)開(kāi)放過(guò)程；強調嚴密性，確?？茖W(xué)實(shí)踐過(guò)程和結論經(jīng)得起質(zhì)疑，等等。我們要關(guān)注學(xué)生科學(xué)學(xué)習實(shí)踐中的行為，這不僅是科學(xué)教育目的之所在，也是監測教學(xué)成果的根本依據。按照圖 2 所示，科學(xué)素養（Competencies）評價(jià)的操作路徑為：

C=T×P×Q

這里，考慮到思維與行為的不對稱(chēng)性，也即思維不唯一決定行為，還取決于技能、毅力等因素，而且思維也不一定通過(guò)行為來(lái)體現，也可能通過(guò)多種形式的說(shuō)明、解釋來(lái)呈現。因此，我們將思維與行為同權放到以上公式之中，以供同行評議與參考借鑒。

3.更加重視科學(xué)史料的價(jià)值

對于科學(xué)史，實(shí)際教學(xué)的突出挑戰是，教育者缺乏科學(xué)史的知識與應用能力，不清楚如何自然生動(dòng)地以史為鑒，引導學(xué)生像科學(xué)家一樣思考與實(shí)踐。當然也就不會(huì )讓學(xué)生具身地感受科學(xué)研究與突破的精神共鳴、科學(xué)思潮的跌宕與審辯等。比如，德國物理學(xué)家歐姆在研究電壓、電流和電阻關(guān)系時(shí)，面臨的困難絕不是當前課堂所見(jiàn)到的，可以直接將問(wèn)題確定為三者的定量測量，而且儀器是現成的。沒(méi)有理想的穩定電壓，歐姆從伏打電堆的嘗試轉變到溫差電池才得以實(shí)現；沒(méi)有理想的電流表，他從利用電流的熱效應導致的熱脹冷縮來(lái)測量電流的大小到使用電流的磁效應，進(jìn)而依據此原理設計了一個(gè)扭秤才得以實(shí)現。然后他利用溫差電池和電磁扭秤繼續進(jìn)行金屬的導電實(shí)驗，終于得出了“通過(guò)導體的電流與電勢差成正比，與電阻成反比”的結論^[³⁸^]。其知識理解之深、思維之強、行動(dòng)之力，可見(jiàn)一斑，令人動(dòng)容。

參考文獻

[1][14] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022 年版） [S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022：4-6，182.

[2][3] 任鴻雋.何為科學(xué)家？[J].新青年，1919 年第 6 卷第 3 號.

[4][29] 李醒民. 什么是科學(xué) [M]. 北京：商務(wù)印書(shū)館，2014：76-81，138，147.

[5]袁維新.科學(xué)的本質(zhì)與科學(xué)本質(zhì)教育[J].課程·教材·教法，2004，24（07）：68-73.

[6]Collette A T，Chiappetta E C.Science instruction in the middle an science school[M].Columbus USA：Merrill，1994：27-47.

[7][22] National Academies of Sciences，Engineering，and Medicine.Next Generation Science Standards：For States，By States.2013.Page xv-xviii，432.Washington，DC：The National Academies Press.https：//doi.org/10.17226/18290.

[8]田春鳳.物理科學(xué)本質(zhì)教育的理論與實(shí)踐[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻出版社，2019：27-32.

[9]戴維·帕金斯.為未知而教，為未來(lái)而學(xué)[M].楊彥捷，譯.杭州：浙江人民出版社，2015：152-179.

[10]肖顯靜.伽利略物理學(xué)數學(xué)化哲學(xué)思想基礎析論[J].江海學(xué)刊，2012（01）：53-62.

[11]吳向東.論馬克思人的全面發(fā)展理論[J].馬克思主義研究，2005（01）：29-37.

[12]毛澤東. 毛澤東選集（第一卷）[M]. 北京：人民出版社，1991：282-298，310-311.

[13]張汝倫.西方現代哲學(xué)十五講[M].北京：中信出版集團，2020：156-159.

[15][23] 查爾斯·菲德?tīng)?，瑪雅·比亞利克，伯尼·特里?四個(gè)維度的教育[M].羅德紅，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，2017：56-58，71.

[16]約瑟夫·S.科瑞柴科，查琳·M.克澤尼亞克.中小學(xué)科學(xué)教學(xué)項目式學(xué)習的方法與策略[M].王磊，等譯.北京：北京師范大學(xué)出版社，2021：37.

[17]TAGUMA Miho（田熊美保）.OECD 國家整合 21 世紀能力的課程：六個(gè)趨勢[EB/OL]. https：//mp.weixin.qq.com/s/xlFFR7Elf_jp G3i8TT8kvQ.

[18]OECD.General information about the content curriculum mapping. 2018.

[19]Duschl，R.Science Education in Three-Part Harmony：Balancing Conceptual，Epistemic，and Social Learning Goals，Review of Research in Education，2008，Vol.32/1，pp.268-291，http：//dx. doi.org/10.3102/0091732x07309371.

[20]漢森.觀(guān)察[A].蔣勁松，劉兵，編.科學(xué)哲學(xué)讀本[M].北京：中國人民大學(xué)出版社，2008：202-223.

[21]托馬斯·庫恩.科學(xué)革命的結構[M].4 版.金吾倫，胡新和，譯.北京：北京大學(xué)出版社，2012：79-93，95.

[24] 皮爾士.實(shí)用主義要義[A].陳啟偉，主編.現代西方哲學(xué)論著(zhù)選讀 [M].北京：北京大學(xué)出版社，1992：129-130.

[25][30] 杜威，我們如何思維[M].馬明輝，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，2020：6，10，103-112.

[26][37] W.海森伯.物理學(xué)家的自然觀(guān)[M].吳忠，譯.北京：商務(wù)印書(shū)館，1990：1-3，27-29.

[27][38] 吳國盛.科學(xué)的歷程[M].2 版.北京：北京大學(xué)出版社，2002：319-320，442-447.

[28][32][35][36] Richard Paul，Linda Elder. Scientific Thinking [M]. 北京：外語(yǔ)教學(xué)與研究出版社，2020：1-9.

[31] 安德烈·焦爾當.學(xué)習的本質(zhì)[M].杭零，譯.上海：華東師范大學(xué)出版社，2015：82.

[33]任建英. 中小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的觀(guān)察 [J]. 教學(xué)與管理，2022（05）：40-42.

[34]漢恩，紐拉特，卡爾納普.科學(xué)的世界概念：維也納學(xué)派[A].蔣勁松，劉兵，編.科學(xué)哲學(xué)讀本[M].北京：中國人民大學(xué)出版社， 2008：87-100.

該文為中國教育學(xué)會(huì ) 2020 年教育科研“中小學(xué)教材研究”專(zhuān)項課題“基于核心素養的中小學(xué)科學(xué)教材編寫(xiě)策略研究”（2020JYX013413ZB）的研究成果

[作者：任建英，課程教材研究所中小學(xué)課程研究中心。]

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一、科學(xué)家思維與實(shí)踐方式的內涵與特質(zhì)

二、科學(xué)家思維與實(shí)踐方式培養框架的構建

三、啟示與建議

一、科學(xué)家思維與實(shí)踐方式的內涵與特質(zhì)

二、科學(xué)家思維與實(shí)踐方式培養框架的構建

三、啟示與建議