论文综述_教导原则论文科学发展的教导原则综述

教导原则论文科学发展的教导原则综述

科学理论的不可通约性及不可证伪性和理论的可测性 及竞争性共存的原则 虽然费耶阿本德坚信理论的不可通约性，但他也接受理论存在可测性和竞争性的可能。后者是依据连贯性等标准和 一系列实验研究而进行的，且存在于多种实验性和非线性条 件下综合性的、创新性的和大胆假设的过程中。值得一提的 是，理论不可通约的后果之一是他们的不可证伪性。换句话 说，如果理论是不可通约的，那么通过应用真实等标准或者 试验性实验来证伪一个理论或支持其他理论就是不可能的。

这也是尼亚兹追随拉卡托斯的思想，认为科学理论不能用精 确或者不精确来评价的原因所在。他认为这些理论都是互相 竞争的，可以通过诸如创新的实验等标准来评价，以此在更 宽广的背景环境下解释实验发现。经此过程，就可以说哪个 理论更好，或者说，哪个理论提供了一种对事件更综合的解 释。这些观点都和费耶阿本德的思想一致。相应地，教师也 应该教导学生科学理论是不可通约和不可证伪的，同时这些 理论又是可测的和互相竞争的。为达到这个目的，教师在教 学过程中可以采取一种批判性的创新性方法来阐述。通过这 种方法，学生可以批判地研究这些严谨的理论，这比历史上 沿用的解释性方法更好。正如波佩尔所说“：科学的进步可 能基于批判性地解释科学现象。”因而教师可以利用各种研 究成果去挑战和突破学生原来的科学理念，从而引导学生更 多地参与教学，学生也因此可以更好地理解理论。再回到物 质结构的例子，以进一步说明这个原则。实际上，仅仅是依 次学习了汤姆逊、卢瑟福和玻尔的原子结构模型，并不能阐 明真实的物质结构，也不能理解这些科学进步为什么能取得以及是如何取得的。这些严谨的理论之间的矛盾和融合需要 根据新的事实进行进一步的解释。例如，首先需要阐明卢瑟 福的实验提供了几个和汤姆逊原子理论相悖的事实，然后说 明卢瑟福的近似模型更大胆、更合理，也更加复杂，但它对 于实验事实更具诠释性，接下来引出玻尔的原子模型，并且 可以认为玻尔的模型和卢瑟福的模型是互补的。

科学思考中的学者自由的原则 费耶阿本德一个重要的思想就是超越方法学甚至认识 论的局限的人类自由，而这种局限有时体现为经验主义或者 理性主义。因而，在教学过程中教师可以遵循的一个原则就 是解放学生的思想，让他们超越一般的和现有的信条、理论 和方法学，依据自己的美学、形而上学甚至宗教倾向去思考 科学。这个原则应该和前面所述的原则联系在一起使用。这 样的话，对于科学历史进程的批判性解释，连同其美学、形 而上学甚至宗教倾向，可为学生提供一个面对新体验开拓新 视野的环境。也就是说，教师必须创造出一种氛围，在这种 氛围下，学生可以解放思想，畅所欲言，而不是仅仅重述目 前现有的知识。首先，教师必须为学生提供进一步开展活动 和互动的机会，这可通过积极的教学方法获得。其次，教师 应该告诉学生，即使是简单的事例，每一次观测都可能导向 很多理论，因此观测和感官经验在科学的起源上并没有前驱 或先验的作用，其作用是后继的，是用来评价目前或将来的 理论的。例如，物理教师可以要求学生想像一下：亚里士多德和开普勒，前者相信地球固定不同而太阳绕地球运行而后 者认为地球沿着轨道围绕太阳运行，站到山顶上观察日出的 话，他们观察到的是同样的现象但他们提出的理论却是互相 矛盾的。通过这种方法学生会明白，理论解释而非实验概括 是科学起源的基本步骤。更为概括地说，学生得明白并没有 孤立的、按部就班的和放之四海而皆准的科学方法。需要补 充的是，艺术的法则和传统同样具有借鉴作用。同时，老师 们应尊重和鼓励未被实验验证的以及有悖常识、理论和方法 学的不同思想和多样化的视角，并通过进一步的发问、不直 接给出答案以及有争议的问题为创新活动提供活力。

用概念教学取代程式化教育的原则 通过考察科学进化的历史过程，费耶阿本德认为运用有 限的方法学规则解释科学家的历史活动是不精确、不充分和 不切实际的。所以，教师如果着力于培养学生的科学精神， 他们应当摒弃程式化教育，取而代之以观念教育。在程式化 教育中，教师在提出问题后，向学生介绍解决该问题的公式， 然后应用公式解决一些基本的例题，进而要求学生应用公式 去解决更难的问题。调查发现，在中学化学和物理的教学中， 有些公式通常是由教师自己而并不是科学家创造出来的，其 中的一些甚至在科学教材里并不存在。在这种情况下，公式 是对贯穿历史事件的总结和逐渐演化、完善的结果。正如尼 亚兹所说，公式是在概念完形后形成和完善的。通常这些公 式仅仅被直接灌输给学生们，而它们的形成过程却得不到介绍。公式虽然可以解决一些问题和帮助学生通过测验，但是 它们却限制了学生对发生的历史过程的理解。应用概念教育 原则，教师应该为学生提供理解公式的机会，而不是仅仅要 求记住它们，这样学生可以从方法上以及诸如如何简化公式 等体验中获得教益。科学历史的模式似乎是从比较简单的阐 述进而到比较复杂和比较完全的诠释，而科学模型和理论也 是在历史进程中完善起来的。在这个过程中，科学家依据历 史背景和他们的经验添加一些知识（或许并没有价值）到以 前建立的知识体系中。所以，教师可以根据学生的日常体验， 结合概念和历史进程，从简单模型和理论出发深入浅出地改 进模型和完善理论。以热力学领域中的气体定律为例，这个 定律阐释了稀薄气体的压强（p）、体积（V）、温度（T） 和物质的量（n）之间的关系。这个定律来源于17世纪波义 尔和马里奥特的研究成果，同时也有18世纪查尔斯和盖-吕 萨克的研究成果。教师在讲授这个定律的时候不应该直接从 结论pV=nRT出发，相反，应该先给学生演示这些实验（比如 说英格兰科学家波义尔1662年进行的实验），使学生明白稀 薄气体的压强和体积之间的关系，接着应顺着这个话题评论 使公式成型的相关科学家。显然，教师在这个过程中应该把 精力放到其他的几项原则上。按照这样的方法，教师在学生 的心目中就建立起了这个定律的概念化完整形态。在这个教 学过程中，教师一方面可以教授学生经典物理理论（诸如牛 顿）对于压强的定义，另一方面还可以教授学生通过其他的方法或者途径（比如量子物理等其他的基本假设）得到相同 的结论。

结论 如果说教授科学的目标是培养学生的科学精神而不是 传输科学数据的话，那么就应该使学生对科学的形成和发展 过程有更为多元和完全的理解，有能力根据科学精神进行思 考和生活。科学哲学可以为教师提供一些指导原则，比如， 基于费耶阿本德的关于科学理论和知识起源及科学发展的 观点归纳出的科学教育的几项原则。显然，教育实践者和政 策制定者有必要根据科学哲学领域的新发现、新观点为科学 教育制定新的方向和目标，培养具备新的科学观的教师，这 样才能培养出具有科学精神和创新思维的学生。