第五章 幼儿科学教育概述

第一节 科学与科学教育

对于科学本质与内涵的理解决定了科学教育的理念与实践，决定了科学教育的正确性与科学性。“事实上，我们现今科学教育中的诸多问题归根结底常常是由于对科学和科学本质缺乏认识或错误认识造成的，教师对科学性质的认识程度比其拥有的科学知识更影响教育效果。”可见，对于科学本质与内涵的准确理解与把握，是实施有效的科学教育、学前儿童科学教育的前提和基础。

一、什么是科学？

对于什么是科学，至今未达成完全一致的理解。尽管人们对科学的解释不尽相同，但在对科学本质理解的过程中，一般都会提及科学知识、科学活动与过程、科学价值体系等几个方面。

（一）科学知识

将科学定义为系统化、理论化的知识体系是 19 世纪以来传统的看法。1989 年出版的《辞海》中写道：科学是关于自然、社会和思维的知识体系。1999 年出版的《辞海》中仍将把科学称为“运用范畴、定理、 定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系”©。

科学知识是由概念、范畴、学说、理论组成的具有逻辑联系的知识体系，其特点主要体现在以下三个方面：首先，科学知识具有严密的逻辑性，体现为概念的明确性、判断的准确性、论据的充分性和推理论证的严谨性。其次，科学知识具有客观真理性。科学知识是被反复论证、经过严格实验和社会检验的知识。再次，科学知识具有开放性。即科学知识并固定不变、绝对的真理，而是一个不断修正、深入，逐步逼近客观的过程。如人类对于宇宙中心的认识即经过了一个漫长的过程。在公元 2 世纪时，古希腊亚里士多德和托勒密完善了地心说，认为地球位于宇宙中心，从 13 世纪到 17 世纪左右，地心说一直是天主教教会公认的世界观；1543 年哥白尼发表了《天体运行论》，首次完整提出日心说，即太阳才是宇宙的中心而非地球；直到 1609 年伽利略发明了天文望远镜，并以此发现了一些可以支持日心说的新的天文现象后，日心说才开始引起人们的关注；然而，此时仍不具优势，直至开普勒以椭圆轨道取代圆形轨道修正了日心说之后，日心说在于地心说的竞争中才取得了真正的胜利。

（二）科学活动与过程

随着时代的发展，人们意识到科学知识只是科学最为显性的一种表现形态，是对科学的静态理解。事实上，任何知识之所以能被称为科学知识，都必须采用某种特定的规范缜密的“方法”、“程序”，经过长期探索而来。同时，对于任何结论所做的科学判断，都要追溯获得结论所用的方法是否科学严谨，而不能就结论谈结论的科学性。因此，当今已达成共识，仅对科学进行静态注解是远远不够的，更要用动态的观点看待科学。《大英百科全书》指出:科学是创造知识而非知识本身，与“研究”几乎等同，意味着一个过程而非一堆静态的学说。美国教育家 V.舒密特和 V.罗克卡斯 特在《用日常事物教科学》一书中指出：科学除了事实、原理、定律、理论和假说等内容之外，还包括观察、实验、深思、想象、预言以及获得知识的其他手段等特殊的态度和感觉。为此，科学是活动和过程，是实事求是的活动，是向未知领域探求的活动，是合理怀疑从而创新的活动，是通过观察、实验、推理、演绎等方法探求人类与自然发展规律等的过程。科学知识不仅通过科学研究与探索的过程被产生，而且在不断检验与修正的过程中趋于完善。

（三）科学价值体系

正如所有活动都离不开人的情感、态度与价值观一样，科学也不可能是“纯粹”的科学知识和科学探究。尽管科学本身具有其客观性与价值中立性，但随着对科学本质认识的深化，人们日益认识到，“科学的形成、发展和变化渗透了社会、价值及个体因素的影响，科学知识体系中就渗透着价值和价值判断，同时科学知识与科学研究过程又对社会、公众、个体的世界观、价值观形成有所影响。为此，当代许多教育界的学者明确提出，科学不仅是知识体系与获取知识的过程与方法，而且是一种价值或态度。作为科学工作特征的价值体系依次体现为科学态度、科学精神以及科学世界观。

态度是个体对特定对象（人、观念、情感或者事件等）所持有的稳定的心理倾向。这种心理倾向蕴含着个体的主观评价以及由此产生的行为倾向性。科学态度则是指个体对于探究客观世界所持有的稳定心理倾向，该心理倾向决定个体对世界的探索方式与探索程度。在美国科学促进协会颁布的“2061”计划中指出，通过科学教育应培养儿童具有好奇心、尊重事实、批判地思考、对变化世界敏感、有尊重生命和环境的觉悟等科学态度。

科学精神是贯穿于科学活动之中的精神状态和思维方式，是体现在科学知识中的思想或理念，是在长期的科学实践活动中形成的共同信念、价值标准和行为规范的总称。科学精神不仅是科学家在科学领域内取得成功的保证，更随着科技的普及，逐步渗入大众的意识深层。「实事求是」是科学精神的核心，「开拓进取」是科学精神的活力。路甬祥指出，科学精神的本质特征是倡导追求真理，鼓励创新，崇尚理性质疑，恪守严谨缜密的方法，坚持平等自由探索的原则，强调科学技术要服务于国家民族和全人类的福祉。

科学价值观就是用科学的世界观和方法论来看待某一事物所具有的价值。科学世界观则是指在其自身的体系内是没有逻辑错误或价值矛盾的理论和判断。美国科学促进协会在《面向全体美国人的科学》一书中，论述了在由科学和技术形成的社会里所有公民应该具有哪些知识和思维方式，即科学的价值观与世界观。书中指出，作为美国公民应建立的科学世界观可包括：世界是可以认识的、科学知识是可以改变的、科学知识是持久的、科学不能为所有问题提供完善的答案等。

综上所述，科学不仅是知识体系，更是获取知识的过程和方法与一种价值或态度，科学的内涵应包括科学价值体系、科学过程与方法、科学知识三个基本要素。对于科学内涵的准确把握，有利于教育者更好地理解科学教育，有助于教育者对于科学教育目的、科学教育方法、科学教育内容的正确选择与运用，反之则不然。如，如果仅仅将科学理解为科学知识，有可能将科学教育的目标定位于知识的灌输，而忽略科学探究精神和科学探究能力的培养。而如果可从科学态度、方法和知识三个方面去理解科学的内涵，则在科学教育过程中会注重科学态度、科学方法和科学知识三位一体的培养。

二、什么是科学教育？

伴随着科学的发展，科学教育应运而生。随着人类对科学内涵理解的加深，以及科学在整个社会中地位和作用的变化，科学教育的内涵不断发生改变。

起初，科学教育的界定更多局限于学校，聚焦于科学知识，“指初等、中等学校阶段的自然科学教育，即在任何学校阶段和家庭、社会所进行的自然科学和数学的教育（细谷俊夫等.教育学大事典（第 5 卷）.东京：第一法规出版株式会社.1978，300）” “科学教育包括学校内各类生物、化学、物理或地球科学等的教学，以及与这些教学相关的一切课程、教材、教法、教具、师资和评估的研究与活动”（李建兴等. 明日科学教育.台北：幼师文化事业出版社. 1985:22-23）。“科学教育涉及个人需要、社会问题、就业准备以及学术造诣基础四个领域，因此是一种向学生传授用于日出生活和未来科技世界的科学知识，教育学生如何处理科学和社会问题，让学生具有在今后择业所必需的科学技术基础与继续学习科学所必备的理论基础教育（袁云开，蔡铁权. 科学课程与教学论. 杭州：浙江教育出版社，2003:70）”即使是校内科学教育，教育内容不仅包括科学知识，开始关注知识之外的科学方法、科学态度，指向科学素养等，“科学教育是一种通过现代科学技术知识及其社会价值的教学，让学生掌握科学概念，学会科学方法，培养科学态度，且懂得如何面对现实中的科学与社会有关问题作出明智抉择，以培养科学技术专业人才，提高全面科学素养为目的的教育活动（顾志跃. 科学教育概论.北京：科学出版社，1999：16）”。在内容拓宽的同时，教育场域突破学校，走向社会、走向生活。科学教育则是指人类科学文化传承的学校内外的一切活动，既包括学校科学教育，又涵盖校外科学教育（如科学传播、科学普及等），是培养全体国民的科学知识、态度、方法与精神的过程或活动（李建兴.1985）；科学教育是关注科学技术时代的现代人所必需的科学素养的一种养成教育，是将科学知识、科学思想、科学方法、科学精神作为整体的体系，使其内化成为受教育者的信念和行为的教育过程，从而使科学态度与每个公民的日常生活息息相关，让科学精神和人文精神在现代文明中交融贯通（中国科学院．《2001 科学发展报告》〔M〕．北京：科学出版社，2001:187）。

综合研究者对科学教育的看法，最突出的变化是科学教育目标从最初注重知识、技能，发展到注重科学探究和方法，以及科学态度、情感与价值观，直指个体的科学素质（Scientific Literacy）培养。科学素质一词首先出现于 20 世纪 50 年代的美国，迄今何为科学素养，国内外有众多的解释与界定。

中国科学技术协会在全民科学素质大纲《2049 计划》中对中国公民的科学素质做了如下描述：科学素质是国民素质的组成成分，是指公民了解必要的科学知识，具备科学精神和科学的世界观，以及用科学的态度和科学方法判断和处理各种事物的能力。教育部颁发的《全日制义务教育 科学(3-6 年级)课程标准》中对科学素质的定义是：科学素质包括必要的科学知识和技能、科学的思维方式、对科学的理解、科学的态度与价值观，以及运用科学知识、方法解决问题的意识和能力等方面。

在美国机构和学者提出众多关于科学素质的定义。美国国家研究理事会（NRC,National Research Council）制定的《美国国家科学教育标准》中将科学素质

定义为，有科学素质就意味着一个人能识别国家和地方决策中所赖以为基础的科学问题，并且能提出有科学技术根据的见解。国际经济合作及发展组织（OECD）在国际学生成绩测试项目（PISA,The Programme for International Student Assessment）中，也对所测试学生（15 岁）的科学素质给出界定，即具有运用科学知识来识别问题，并能吸取基于实证的结论的能力，以便对自然界以及由于受人类活动影响而产生变化的自然界进行决策。

综上所述，公民的科学素质应该包括三方面的内容：掌握必要的科学知识；习惯于对遇到的问题用探究的方式来对待，让探究成为基本的生活态度和思维方式；具有科学精神指导下的价值取向。具有科学素质的社会公民可以在知识社会之中求得进一步的发展，能对有关信息进行判别和选择以及参与有关国家和本地区决策的讨论。学生在早期建立的科学概念，掌握的探究技能以及确立的科学态度和价值观，对其成年后所具有的科学素质有决定性的影响（韦钰）。

科学与科学教育的本质内涵

科学与科学教育

文化、科学、科学教育与科学文化