科学理论与科学实验的关系范文
时间：2023-10-25 17:24:01
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篇1
[关键词] 教学效能感 个人教学效能感 一般教学效能感 教学归因方式
一、前言
教师教学效能感是构成教师素质的一个重要方面。教师教学效能感是教师根据自己以往的经验及对教育理论的了解,确认自己能有效地完成教学工作,实现教学目标的一种信念,包括一般教育效能感和个人教学效能感。一般教育效能感是指教师对教与学的关系、对教育在学生发展中的作用等问题的一种信念;个人教学效能感是指教师对自己教学能力的一种信念。教师教学归因是指教师对自己或他人已完成的教学活动的结果进行分析,形成因果性解析的过程,在以往研究中,主要集中在中小学教师和其它专业教师。而高校思想政治理论课教师与中小学教师存在工作任务、工作目的等许多不同点,那么,高校思想政治理论课教师教学归因方式与他的教学效能感的关系又会是怎样的?这就是本文的研究目的。
二、研究方法
1.研究对象
本研究采取方便取样的方式,被试来自湖南大部分大专院校的思想政治理论课教师,共发放问卷160份,回收问卷139份,回份率86.89%,其中有效人数120名,有效率为86.35%。男、女人数与自然分布成一定比例。
2.测量工具
《教师教学效能感量表》是俞国良等人1995年修订的。量表的Cronbach Alph同质性系数为0.77,分半信度为0.84。各项指标基本符合心理测量学的要求,可以作为评估教师教学效能感的工具。《教师教学归因方式量表》采用北京师范大学发展心理研究所辛涛等编制的。各项指标基本符合心理测量学的要求,可以作为评估教师教学归因方式的工具。
三、结果与分析
回归分析:
以积极归因和消极归因为预测变量,分别以个人教师教学效能感和教师一般效能感为因变量,进行了多元逐步线性回归分析。剔除决定系数(R2)较小的模式,多元线性逐步回归分析的结果如表1和表2所示。
从回归分析的结果可以看出,教学成败归因方式的四个变量全部进入一般教学效能感回归方程,其预测力为56.2%,解释量大,且F检验显著;进入个人教学效能感回归方程的变量有内部原因(成功)、外部原因(失败)、外部原因(成功),其预测力为28.5%,F检验显著。
四、讨论
1.教学效能感与成功取向的归因的关系
回归分析发现,当思想政治理论教学取得成功时,如果思想政治理论教师将其归因为自己教学能力强和自我努力的结果,那么这种归因倾向会使教师对自己的教学工作和自我做出积极的评价和肯定,获得一种自我满足的积极愉快的情绪体验,从而增强自我能力的信心,提高教学动机水平,教师会对教学工作产生较高的兴趣和热情,其教学效能感必然较高。同时,这种自我归因会增强思想政治理论教师再次教学成功的期望,会积极主动为下次成功付出更多努力.特别是,当思想政治理论教师通过自己的努力使学生得到了发展时,那么他会认为教育能对学生的成长产生重要的影响;学生能否取得成功与教师自身原因不可分;通过教育,学生是可以产生积极的正向改变的。思想政治理论教师获得这种教育体验,会坚定教育在学生的发展中起着主导作用的信念,这样必定会提高他们的一般教学效能感。总之,如果将成功归因于能力强等内部原因,就会体验到一种自豪感和自信感,就会促使自己再接再厉(努力行为),提高教学效能感。自然就会提高教学效果;反之,如果将成功归因于运气好等外部原因,就会感到侥幸不在乎,就不会再作努力(懒惰行为),自然就会降低教学效果。因此,建议高校思想政治理论课教师,不论成功与失败都要进行积极的归因,不可做出不利于自我效能感的归因,即端正心态,换一个角度看问题。
2.教学效能感与失败取向的归因的关系
回归分析发现,当思想政治理论课教师面对教学失败的情况下,归因于外部原因对其个人教学效能感、一般教学效能感具有预测作用;归因内部原因对其一般教学效能感具有预测作用。这观点与谷生华1999年研究的《教师教学归因刍论》观点相同,与单玉涛2005年《山东省中学思想政治理论教师教学效能感及相关因素的研究》硕士论文观点相背。这表明,当思想政治理论教学失败时,思想政治理论教师认为失败是由于自己的内部原因造成的,会对自己的教学能力产生怀疑,降低教学的自信心,缺乏下次成功的期望,而放弃继续努力,经常地失败容易使教师对教学失去兴趣,并缺乏改进提高的动机,这样就必然会降低教师的个人教学效能感。而趋向于将教学的成败归因为学生、运气等外控因素的思想政治理论教师,这种失败就会增强行为的坚持,会再作努力。所以,对于教师的成绩多肯定、多表扬,少批评。
五、结论
在一般教学效能感中,责任意识对一般教学效能感起正向作用,情绪敏感性却对一般教学效能感起负向作用;在个人教学效能感中,外向性和责任意识都对个人教学效能感起正向作用。
参考文献:
[1]孙卫.环境因素、教学归因对中小教师教学效能感影响的研究.山东师范大学,2003.
[2]谷生华.教师教学归因刍论[J].上海教育科研,1999,(1):40-43.
[3]JAMES P. BURTON NOLA-JEAN BAMBERRY JASON HARRIS-BOUNDYD developing Personal Teaching Efficacy in New Teachers in University Settings[J].Academy of Management Learning & Education,2005,4(2):160-173.
[4]单玉涛.山东省中学思想政治理论教师教学效能感及相关因素的研究.山东师范大学,2005.
篇2
论文摘要：科学知识社会学的研究揭示出，科学实验中存在着一个修辞学的层面。文章通过对科学实验修辞的理论依据、制约境遇、操作规则、劝导力量等内容的探讨，论述了科学实验中的修辞问题。
自从20世纪70年代中期拉图尔、伍尔加开始运用人类学的田野调查方法对美国salk研究所进行观察研究以来，科学实验就成为了科学知识社会学(ssk)的重要研究内容。他们从对实验室的详细考察中获取丰富的资料，描述了实验室内部的分工及操作的流程，描述了科学知识在实验室内被建构出来的过程，进而提出了实验室“事实”的社会建构、科学实验运行的决策负荷、知识生产过程的情境制约、知识生产过程的市场定位等许多非常新颖而深刻的理论观点。通过ssk对科学实验过程、笔录和论文的分析，对实验室成员手稿、通信、谈话等的研究，可以发现，在科学实验对科学知识的建构过程中，还存在着一个不为人注意的修辞学层面，科学家运用劝导和说服性的文学技巧来获得科学实验的成功是一个共性的问题。文章拟就这一问题进行简要探讨。
一、科学实验修辞的理论依据
科学实验是科学家根据其研究目标，利用一定的仪器、设备，对自然现象加以控制、模拟，排除干扰，突出主导因素，在有利的条件下进行科学研究的一种方法，其目的一是为了探索和发现新的现象和规律，二是为了对理论成果的正确与否进行检验。人们一般认为，科学实验是一种纯粹理性和中立的实践活动，其中不掺杂任何非科学的成分。但事实上，由于种种原因，科学实验经常会出现从别的领域中借鉴理论和方法成果的现象，其中，科学实验与修辞学的结合就是一个非常明显的例证。之所以说在科学实验中也存在修辞学的操作空间，是由以下几点决定的:
第一，科学实验的主观性特征。科学实验虽然是一种理性活动，但就其要人为地控制和改变科学研究对象以获取感性材料的过程而言，它并不完全等同于科学抽象、综合分析等理性思维活动，而是也具有感性活动的特征，它要借助于仪器设备把抽象的理性活动物化为感性形态参与的认识活动。如果保持绝对的客观性和中立性，科学实验就不能改变自然现象的基本形态和运动的原有进程，这样客观对象的许多特征和属性就无法显示出来为人们所认知。所以，科学实验必须干预研究对象，在变革自然的过程中接受来自自然的各种信息。科学实验可以简化和纯化研究对象，让所要的结果以典型、纯粹的形式表现出来;它可以强化和激化研究对象，造成自然界中无法直接控制而在生产过程中又难以实现的条件;它可以加速和延缓自然条件下研究对象演进的过程，以模拟的方式再现和重演时过境迁的自然现象。所以，科学实验受到实验者主体思想的支配，科学实验中渗透着实验者理论的指导，对科学实验结果的解释具有较大的主观性和相对性，所有的这一切，都体现了实验者主观性和能动性的一面，有助于做出在常规条件下难以达到的科学发现和技术发明。而且，实验者本人所具有的世界图景、科学信念、理论框架、符号语言对其实验的影响也是不言而喻的，独立于包括修辞学在内的各种理论之外的中立性实验是不存在的。
第二，科学实验的社会性特征。科学实验并不完全是一项个人化的事业，而是科学共同体的集体成果，科学实验的过程、作用和结果必须结合其赖以生存的社会环境来加以认识。科学社会学家拉图尔曾经用“行动者一网络”( actor -network)理论来概括科学实验的这种社会性特征，他认为，科学实验实际上是一个互动的网络结构，这一网络首先指生产科学知识的实验室，实验室中的实验者、实验仪器、实验材料、实验环境形成一个相互关联、不可分割的整体，构成了科学实验的基础语境。其次，“行动者一网络”指实验室与其之外的社会的关联，科学家与政府、企业、出版商、公众等共同编织成自然一社会之网亦即科学实验的社会语境。再次，“行动者一网络”也指上述两个层面之间的双向互动，实验室通过科学建构塑造社会，社会以其特有方式资助和支持实验室。在他们看来，科学实验实际上构成了一种特殊的社会实践，在这种实践中，谁是科学的权威，谁的方法和判断应当得到尊重，谁的证据应当视为可信的，都与科学家的社会地位和属性联系在一起，对科学实验进行修辞学的改造就是要维护自己所服务的意识形态、权利和地位。
第三，科学实验的审美性特征。随着科学研究的发展，对真理的探索和对审美的追求日益呈现出内在统一的趋势，正由于科学和美学之间的这种内在统一性，在科学研究的过程中逐渐形成了一系列的审美原则和特征。“科学中的审美判断是植根于主观和社会的因素之中的。科学家习得的审美标准的意义是社会过程中的一部分”。科学实验作为科学研究活动的一部分，当然也要求具有审美性的特征，这主要表现在四个方面:首先是对称性，在科学实验中，如果对实验的诸种成分如概念、公设、变量等施加一个变换而不会对实验本身及结果产生变革性的影响。其次是模型性，科学实验总是通过各种形式实行模型化原则，建立对象系统的简化模型来研究真实的对象系统。再次是形象化，要求一个实验是可形象化的，就是要求一个实验是可用图像表现的，可以用图像或虚构的形式来解释自然现象。最后是简单性，科学家要遵循“思维经济原则”，他们往往是选择那些容易进行的而且带有更大适用性的实验，而不是最有理论意义的实验。事实上，科学实验的审美性特征不仅为科学实验的修辞学提供了探索方向，提出了进行科学实验修辞评价和选择的参照标准，也为科学实验的建构提供了方法论的准则。
第四，科学实验的偶然性特征。在实验室中，科学家所做出的各种选择并不是理性推理的必然结果，要想找到几个参数来描述科学实验选择的深层原因是不可能的，这些选择只能是因地而异、偶然发生的事件(locally situated occasion)。科学实验研究在一定程度上是机会主义的，科学实验的仪器设备、图书资料等资源决定了实验的主题选择、问题分析、过程结构等，科学家对实验的某一方面的更改，有时就是因为可供利用的实验资源这样一些非决定性的、非主导性的、偶然性的缘故。“实验室内的许多决定都来自并没有事先计划到的选择和地方背景的标准，而不是来自遵循一系列理性程序。科学家会使用放在身边的设备，而不是去建造一个或是购买一个新的。他们之所以决定采用某些测量是因为它们容易，而不是因为它们在理论上最有意义。’
二、科学实验修辞的制约境遇
当代科学社会学家卡林·诺尔一塞蒂纳是对实验室进行系统的社会学研究的杰出代表，她坚持一种建构主义的观点，注重对行动之中的科学的描述，力图考察科学家在广泛的社会文化背景中是如何建构知识的。她在其著名的《制造知识—建构主义与科学的与境性》一书中认为:“对实验室的研究已经表明，科学对象不仅技术性地在实验室中被创造出来，而且符号性、政治性地被建构。”闭也就是说，科学的发现不是理性研究的结果，而是偶然事件的产物，即个别实验仪器设备的使用、个别材料的偶然使用，以及实验室中科学家之间，有时是实验室内科学家与实验室外科学家相互磋商和协调的产物，售科学实验中充满了修辞的因素。在塞蒂纳看来，实验室是实施实验或者知识过程得以发生的物质环境的寓所，它构成了科学实验修辞最直接的制约境遇。科学实验室可以从两个角度来进行界定，一方面，实验室可以称为“知识作坊，" ( workshop)，它指一种为了知识的制造而拥有各种实验设备和仪器的地方;另一方面，实验室又可以被称为“事实工厂”(fact factory)，它不仅产生创新性的知识，而且要在选择的基础上创造出新的科学对象和科学事实。科学实验所使用的仪器是按照实验原理的要求构造的，实验使用的材料是依据实验者的目标预先准备好的，就连实验室的物理环境也是精心设计的，只有通过这一切，才能达到科学家所预先设想的目标，产生出新的科学事实来。在实验室中，我们看不到描述主义所称的“自然”，相反，“自然”是被排除在外的。“由于科学研究的产品是特殊的人在特定时间、特定场合建构的，这些产品包含着研究者特定的兴趣和局部的而非普遍有效的解释;换言之，科学家是在有条件限制的情况下进行研究的。这样，实验室中的选择不仅依赖于所研究的内容，也依赖于具体的研究环境。
具体而言，在对科学事实和知识进行建构的过程中，实验者主要受到了以下几方面因素的影响:一是选择决定。科学家在进行某种实验和解释，对科学事实建构时，是渗透着选择和决定的因素的，这包括测试手段选择、物理环境选择、实验时间选择等等。例如一位操作结构测量数据程序的科学家，他的任务是选择一种函数，这一函数已经被转化成在两种形式的统计曲线之中取其一的选择。他最终选择了后者，因为后者解释和表述起来更为容易一些，这一点是符合修辞学的简单性原则的。科学实验的选择性，同样包括了实验工具、样品等实验条件的选择，而这些选择则是在选择决定标准(decision criterion)的基础上进行的，选择某些标准就意味着选择与其相适应的描述工具和方法。这些选择决定标准必然包括简单性、可比性、精确性等准则，也是修辞学所追求的目标。二是商谈协调。实验室中的选择不是与个体的决定相关联，而是社会商谈(negotiation)的结果，实验室中科学家的实际推理活动也是在大量商谈基础之上进行的。这里的商谈，不仅是科学家之间的磋商，而且还包括与科学家之外的有关人员磋商;不仅是书面的建议，而且包括直接的面对面的接触。其中尤为重要的是，科学家特别是同一实验室内的科学家必须相互交流自己的观点，彼此了解他人的想法，直到形成关于实验的一致意见。科学家接受一种实验解释而不是其他解释的程度，是社会互动或社会磋商过程的结果，亦即成员们交换观点且相互之间试图进行说服、劝说和施加影响，在这一过程中，这些观点可以得到修改、摒弃或加强。科学知识是通过磋商过程而确立起来的，即在社会互动过程中通过对文化资源的解释而确立的。那么，通过科学磋商所确立的结论就不是对自然界的确定性解释。相反，它们是处于特定文化和社会背景中的具体的行为者群体所认为适当的主张。三是话语互动。科学家的实验也是参与者之间书面话语交流的产物，“科学的交流基础构成了科学家的活动，这种活动是被其他人的论点所定向和维持的话语互动(discursive interaction)的一种形式。这种社会和符号的基础在具体的实验室商谈中变得最为明显，这种商谈标志着对科学研究成果的高度选择性的建构和解构，并且导致了对知识连续的重新建构”。困关于科学实验的互动性话语背后往往隐藏着一种相同的修辞模式，它们都不使用共同科学框架中的正式的科学论证，而是采用非正式的交流方式并试图列举事实以支持那些与他们相一致的结论，以便加强自己的观点和批驳对手。四是前在成果。科学家所读的是其他人的实验成果或研究计划，他们拥有的是以前科学研究已经确立的知识体系，他们从测量中所获得的是在特定的交流境遇中才有意义的图表。科学家在实验室中建构的，是一种穿插于同他人话语互动的研究领域之中的结果，这些话语的具体成形可在该领域的权威性著作中找到，但它也是通过实验室中人们的注释和符号性处理所构成的。五是利益资源。科学实验活动的完成，不仅是科学家之间的合作，而且包括更广泛的社会关系。科学家的实验工作不仅与其同事和其他科学家有关，而且与经纪人、工商界、出版社、政府管理者等有关，由于这些原因，科学实验的主题、内容和程序都可以进行修改。通过这些措施，科学家希求获得职位、项目和经费等方面的利益和资源，而这一切对科学家的自身发展和科学实验的维持来讲是不可缺少的。上述这几个方面的内容可以说构成了科学实验修辞的制约境遇，科学家必须在特定的境遇之中，通过恰当的修辞论辩方式，来说服他人相信自己的实验以及解释是更为优越的。
三、科学实验修辞的操作规则
按照科学知识社会学者的看法，科学活动的过程不仅包括传统所认为的发现的境遇和辩护的境遇，而且包括接受的境遇。也就是说，科学家不仅要以个体或集体的形式发挥其创造性思维来做出科学发现，而且要对其科学理论进行逻辑性的证实和社会性的评价。而科学实验就是能在这三个境遇中都发挥作用的有效方法，科学实验不仅是科学理论的先导，而且也是检验科学理论的标准，一个科学理论的模型由于其预言与实验结果非常接近而得到证实。开展科学研究、经验证实和测度评价都是科学实验的重要内容，但是，从修辞学的角度讲，科学实验的主要任务，还是要在上述五项境遇制约的基础上，消除各种可能的障碍，控制选择的平衡，使得对一种实验的选择比另一种实验更有吸引力，并且增加或降低有关其他可选择变量的重要性。用齐曼的话来讲，科学的目标就是在最大可能的领域上达到理性意见的一致，但是，“观察的意见一致可能性和意见一致性，在科学中不能认为是理所当然的。必须有意地通过巧妙的实验、高明的技巧和所有批评论争的资源去寻求”。
在《制造知识》一书中，塞蒂纳曾经概括了作为科学推理典型特征的五种解释方法规则，在科学修辞学看来，它们同样可以成为科学实验修辞操作的准则。第一，“无限怀疑”的规则，这要求科学家要对已有的科学结论和实验结果保持怀疑的态度，不轻信和盲从任何权威性的甚至是判决性的实验，根据不同的实验和社会语境选择特定的物质、成分和仪器，选择实验测试的时间和取样的数量，选择实验的方法论，例如构成的简单性与复杂性、严格的可比性与间接的可比性等等，努力追求最简洁、最完美的实验。第二，“一无所知”的规则，这要求科学家用现象学加括号的方法将自己已有的知识暂时搁置在一旁，从较远的间距和全新的角度来获得、审视、保存和传播一种对已有科学实验成果的理解，将检验和判定理论的权力完全交付给科学实验，避免“观察所渗透的理论”可能对科学实验产生的影响。第三，“参照标准”的规则，这要求科学家在科学实验中使用带有自己偏好的各种仪器设备、物理环境、实验实践、测量手段、数据符号等条件时，要根据科学实验所要求的成本、简单性、可行性、精确性、有效性等标准来进行选择，尽量使这些条件为科学共同体所集体公认，以保证自己的实验结果和报告能够为同行所接受。第四，“普遍适用”的规则，这要求科学家所操作的科学实验可以由不同的实验者在不同的时空中进行且得到相同的结果。“科学合理性被认为是由重复性来保证的，理由是科学共识建立在经验事实的基础上，经验事实来自实验，而实验又是可以由任何科学共同体中能胜任的成员来重复进行的。第五，“开诚布公”的规则，这要求科学家必须就其科学实验的过程、内容和结果进行交谈和公布，因为对科学实验的理解，不可能仅仅通过观察而获得。要想获悉隐藏在实验室背后的基本原理，必须阅读实验报告，倾听科学家之间的问答和交流。对科学家来说，事物的原始意义包含在他们的实验室推理之中，而对其他科学家和公众来讲，关于科学实验的交谈是获取信息的主要来源。
科学实验中的修辞不仅体现在科学实验的操作过程中，而且发生于科学实验的结果陈述中。科学知识社会学家通过研究科学史上的许多著作发现，在实验室内实际从事科学研究的方式，和将它写出来发表的方式这两者之间有着实质性的不同。一方面，科学论文结构对科学实验的修辞性偏离。与实验室活动中大量产生的变动不居的推理相比，科学论文所呈现的是通过词句、段落、篇章等结构而表现出来的遵循一定规范的高度理性的流动。科学论文对实验程序的颠倒，不是表达不当的结果，而是论文结构的修辞策略的一部分，正是通过这样的修辞操作，科学论文才具有了可以使人信服的逻辑性和条理性。另一方面，科学论文内容对科学实验的修辞性偏离。在清晰明确的表面之下，被科学论文所隐藏的实验内容，可能比它所告诉人们的东西还多。科学论文不仅有意“遗忘”了实验室内的实际内容，而且在很大程度上运用了未被读者注意到的修辞策略。与实验室的相关工作相对比，科学论文所提供的一般都是经过选择后的剩余( residual)描述，它所提到的每一种实验材料和研究方法，以及所引用的每一个数字，都表明是技术上合理选择的结果。这都说明，科学实验不仅是在预先制造好的工具和材料下进行，而且包含着决定和商谈的链条，它要由特殊的实验者在特定的时间和场合进行知识的建构，其结果必然包含着研究者特定的兴趣和局部的而非普遍有效的解释。所以，科学实验的结果是个性化的，和具体的境遇有关，在现代实验室中，更往往与超科学的社会领域之间有着密切的关系。所以，对科学实验进行修辞操作，其目的不是描述外部自然，而是技术性地制造出合理的、能为更多人接受的实验结果。这里的合理性，可以这样来进行界定:它要使科学实验可以在修辞层面上进行比较和选择，它要使科学观察和科学解释之间达到一种“好的符合”，它要实现科学实验在操作时间场合上的恰当性、在实验程序上的正确性和实验结果上的可预测性，它要在对先前成功方法进行寻求和借鉴的基础上，达到一种行动选择的自由和实验结果的自觉分析，它要满足科学实验赖以存在的利益要求，为自己的选择提供有理由的依据。从这一点看，科学实验的修辞操作归根结底还是为了促进科学知识的更好传播与交流。
四、科学实验修辞的劝导力
科学修辞学家eman mcmullin曾经指出:“科学中劝导发挥作用的三个地方在于:劝导他人相信自己的范式或理论;介绍新人到某个共同体中;实验给出共同体赖以立足的可信结论。一般来说，科学实验最主要的作用一是证明或者反驳假说，二是提出新的理论。实验之所以能有这样的作用，是因为它能够简化、纯化乃至强化科学研究过程，可以通过建立对象系统的简化模型来研究真实的研究系统，从而较为容易和便利地发现本质规律，建构科学理论。实验是理论背后的驱动力，是确证性的首要源泉，考察理论是否正确和确立的关键就在于考虑理论背后的实验，在实验的确证面前，一切异议都将变得软弱无力，因而，科学家通过实验这一论证手段来捍卫自己的科学理论和解释是非常合理的。一般来讲，所有人都将给予实验证据以充分的赞同，在实验面前，臆想的猜测和假说没有任何地位，与实验不一致的异议也不能被人接受，“实验室的主要任务就是要消除可能性，控制选择的平衡致使一种选择比其他的选择更具有吸引力，并且增加或降低有关其他选择变量的重要性”。正是由于这一原因，科学史上的科学家都重视对实验的运用。牛顿就高度偏爱和频繁使用实验方法，他不仅制作过日唇、水钟、透镜、棱镜和望远镜等多种力学和光学仪器，而且利用它们进行了大量的科学实验观测并取得了重大科学发现，通过实验帮助自己的理论获得了说服力，成功地抵御了来自他人的否定。在某种程度上，牛顿把实验当作一种修辞论辩手段来使用，实验在这里发挥了传统上被赋予修辞学的职能:在传统的修辞学中，修辞者通过省略的三段论来证明反对者观点的不充足性，或者提出驳斥其逻辑前提的意见，而在牛顿这里，他提出了实验的科学研究纲领，要求通过实验来完成对科学理论的建构和探讨，通过实验来防止任何对其理论的反驳意见。所以，实验这种传统认为与修辞学毫不相干的方法，在建构、表述和论证牛顿科学理论的过程中，事实上发挥了修辞学所具有的“找到最好的劝导方式”的功能。可以看出，实验也是一种能够给出共同体赖以立足的可信结论的劝导工具，一种能够使科学家和一般受众信服的论证方式，从而也具有修辞学的意义，牛顿的实验方法也就具有修辞劝导的特征:“牛顿把实验证据作为判定科学理论的标准以及科学解释的规范和充足原因，也是修辞性的。这些都是说服劝导的手段，都是改变思想观念的工作。”
篇3
一、假设与与假设验证原则
实验的第一个要素是“假设”；第一项原则是“假设验证原则”。
通常，科学探究起源于假设。假设亦称假说，指用来说明某种现象但未经证实的论题。假设一般分为三个步骤，即：提出假设；作出预期（或推断）；验证假设。如果假设得到证实，预期得以实现，则假设或假说就可以转化为科学理论，故假说是科学发展的基本形式。假设是科学发展的第一个要素。同理，假设验证是科学实验的必要环节和应遵循的程序准则，故假设验证是科学实验的第一项原则。
二、变量与单一变量原则
实验的第二个要素是“变量”，第二项原则是“单一变量原则”。
变量，亦称因子，指实验操纵控制的特定因素或条件。按性质不同，通常有以下两类四种变量，即：1、自变量与因变量。自变量指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件；因变量指实验中由于自变量而引起的变化和结果，二者有因果关系。实验的目的在于捕获解释这种前因后果。2、无关变量与额外变量。无关变量，亦称控制变量，指实验中除自变量以外的能影响实验变化和结果的因素或条件；额外变量，亦称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对因变量起干扰作用。
单一变量原则，是处理科学探究实验中复杂变量关系的准则之一。它有两层意思：一是确保“单一变量”的实验观测；二是确保“单一变量”的操作规范。在初中科学探究实验中几乎都涉及这一原则。
三、控制与平衡控制原则
实验的第三个要素是“控制”；第三项原则是“平衡控制原则”。
控制，是处理实验中变量关系的又一准则，指实验要严格地操纵自变量，以获取因变量；与此同时，还要严格地均衡无关变量，以消除额外变量。一句话，通过实验控制，尽量消除实验误差，以取得较为精确的实验结果。
如果说“单一变量原则”主要是对无关变量和额外变量的控制而言，而这里的“平衡控制原则”，则主要是对无关变量与额外变量的控制而言。意思是说，实验中的无关变量的因素条件很难避免，只有设法平衡和抵消它们的影响。常用的方法有：单组实验法、等组实验法、轮组实验法。
四、对照与实验对照原则
实验的第四个要素是“对照”，第四项原则是“实验对照原则”。
对照是实验控制的有效手段之一，目的在于消除无关变量对实验结果的影响。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比，既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。
通常，一个实验总分为实验组和对照组。至于哪一个作为实验组，哪一个作为对照组，一般是随机决定的。这样，从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的、被平衡了的，故实验组与对照组两者之差异，则可以认定为是来自自变量的效果，这样的实验结果是可信的。实验对照可分为以下四种形式，即：1、空白对照；2、自身对照；3、条件对照；4、相互对照。
五、捕获解释和真实客观原则
实验的第五个要素是“捕获”和“解释”，第五项原则是“客观真实原则”。
观察、实验的实质即在于捕获事实和解释事实。捕获，即捕捉、记录实验中的事实、现象和数据，用术语说，即捕捉记录由自变量带来的因变量。解释，即论证、说明实验中的事实、现象、数据，用术语说，即论证、说明实验中的自变量与因变量的因果关系，从而得出结论进行讨论。
真实客观原则是科学实验所必须遵循的基本准则，即实验中的捕获、解释一定要实事求是，一切从实际出发，使获取的材料（事实、现象、数据）尽可能地反映客观事物的本来面目，不能主观臆造，不能凭空胡诌，不能片面武断。所谓事实，有两类性质：一类是“客观事实”，一类是“经验事实”。实验即在于捕获真实客观的能反映客观事物本来面目的经验事实，并加以合理的解释。
六、实验与观察的联系与区别
实验离不开观察。观察是在自然条件下研究对象的方法，或者说观察是在自然条件下对研究对象的事实现象进行捕获、解释的方法。实验是在控制条件下研究对象的方法，通常包括观察。观察与实验在结构要素和方法要素等方面既有联系，有共同之处，又有区别和差异。其共同点为：都是有主体有目的有计划的能动活动；都要使用感官、仪器、设备等中介手段；都是研究对象的事实现象；都在于对研究对象进行捕获和解释。其不同点为：1、观察以不变革对象为特征，处于自然常态条件下；而实验以变革对象为特征，处于控制操纵条件下。2、观察的方法控制变量比较直观、简单，观测比较被动；而实验是使用假设、变量、控制、对照等中介手段，能使对象纯化、强化，增进了可观测性和可重复性等。
篇4
1 实验目的书写不规范
实验目的是指要探究或者验证的问题或事实，在实验目的的称述中，一般采用叙述的形式。根据实验类型可将实验分为探究性实验和验证性实验。探究性实验的实验目的主要是探索研究对象的属性、特征以及与其他因素的关系；而验证性实验的实验目的主要是验证已知研究对象的属性、特征以及与其他因素的关系。学生往往因为不明确实验目的究竟要写什么而出现书写不规范无法得分的情况。
【例1】 为了探究某物质（X）的作用，研究者提出了以下实验思路：
（1） 实验分组：
甲组：培养液+Y细胞+3H-Tdr(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)+生理盐水；
乙组：培养液+Y细胞+3H-Tdr+X（用生理盐水配制）。
每组设置若干个重复样品。
（2） 分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。
（3） 将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定CRD，求每组平均值并进行统计分析。（要求与说明：答题时用X、CRD、3H-Tdr表示相关名词，Y细胞是能增殖的高等动物体细胞）请回答：
（1） 实验目的： 。
（2） 预测实验结果及结论： 。
（3） 实验中采用3H-Tdr的原因是： 。
答案：（1） 探究X对Y细胞增殖（DNA的合成）的影响
（2） 如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖有促进作用
如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖无影响
如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖有抑制作用
（3） 3H-Tdr是DNA合成的原料之一，可根据CRD变化判断细胞增殖情况
1.1 常见错误
“X物质对细胞生长的影响”；“X物质对Y细胞的作用”；“X物质对Y细胞吸收3H-Tdr的影响”；“X物质对高等动物的影响”；“X物质对CRD的影响”；“X物质能否促进细胞内CRD的合成”。
1.2 应对策略
实验目的中一般应呈现出以下三种信息：
（1） 探究因素（自变量）:X物质。
（2） 实验对象:细胞。
（3） 观察目标（因变量）:增殖情况。
所以探究性实验目的一般可以套用以下格式：探究自变量对实验对象、观察目标的影响。而该题中学生在答题时主要没有准确找到观察目标，出现了一些错误指标如“细胞的生长”、“高等动物的影响”等。确定观察目标是要根据题目中所给的信息，通过实验思路可以看出甲、乙两组分别为实验组和对照组，实验变量为X物质。但甲乙两组又同时加入了3H-Tdr（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷），根据所学的知识，3H-Tdr应该用于DNA的合成，自然观察目标也就是DNA的合成，或者发生DNA合成的时期——细胞的增殖，所以观察目标也就是因变量为细胞的增殖。
2 实验原理书写不规范
实验原理是实验设计的依据和思路，是实验进行的科学理论，同时也是检测结果的理论依据，既体现实验设计的整体思路，也包括实验现象与结果出现的原因以及重要实验步骤设计的根据等。在答题时如果学生不理解何为实验原理，很难得分。
【例2】 为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。
某同学的实验方案如下：
① 将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。② A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组活动状况无变化。③ A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组活动状况无变化。
该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。
请回答：该实验的原理是什么？
答案：胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。
2.1 常见错误
错将实验原理写成实验原则：如单一变量原则、对照原则，没有理解实验原理的实质。
实验原理不完整：如只回答胰岛素具有降低血糖的作用。
观察指标阐述错误：本题中已经明确指出以小鼠活动状况为观察指标设计实验，但很多学生还是把观察指标写成直接检测血糖浓度。
2.2 应对策略
实验原理可以从以下3个方面来书写：
（1） 自变量作用的科学依据：实验中涉及到的科学依据必须是经人证明的科学理论，往往来源于书本。如，胰岛素能降低血糖浓度；还原糖与斐林试剂加热时产生砖红色的沉淀；淀粉遇碘变蓝。
（2） 因变量获得的原理。因变量是实验现象与结果出现的原因，如本题中胰岛素含量过高，引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。如在验证甲状腺具有促进动物新陈代谢的作用时，甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，从而使耗氧量和活动量加大。
（3） 因变量检测的方法：如观察特异颜色变化、溶液浑浊度、沉淀和气泡现象；观察形态结构、生理特征变化；测量生长发育速度；测量生化反应速度等。
3 实验结果分析不到位
实验结果是在实验结束时出现的，通常伴有一定的现象。在验证性实验中结果是在预料中的，无需再预测；而探究性实验的结果应该对应假设，分类讨论，而且要根据预测的不同结果得出相应的结论。以例1第二小题为例，通常有3种可能：如果出现现象①说明自变量促进因变量；如果出现现象②说明自变量抑制因变量；如果出现现象③说明自变量与因变量无关。
3.1 常见错误
学生对结果的分析不全面，不能把所有的情况都写出来，可能原因是没有真正理解题目的要求或者对于探究性实验的结果与结论不能正确把握。
在回答时学生容易将结果与结论的关系倒置，如“如果X对Y细胞增殖（DNA合成）有抑制作用，说明乙组CRD明显高于甲组”。
3.2 应对策略
篇5
关键词:现代教育技术 科学教学 整合艺术
信息时代已经来临, 基础教育改革风起云涌, 科学的教学理念也在不停的发生着变化。传统的科学教育强调科学知识的学习与传授。在这种价值取向下，由于过分强调了科学知识而偏向了物质生活价值，科学知识成了教育活动中的教条，而过多科学知识又会羁绊人的发展。然而现代教育技术教学利用各种教具、学具、投影、电影、录像、录音特别是计算机和网络技术等媒体，集光、性、色于一体，直观形象，新颖生动，能够直接作用于学生的多种感官，激发学生的学习兴趣，彻底改变了传统教学模式。
一、现代教育技术教学可以激发学生学习兴趣
现代教育技术改变了以往“粉笔”+“黑板”的教学环境，它可以创设出精彩、新颖而富有悬念的情景，能激发学生对新知识的好奇心、学习兴趣和探究积极性。教学中采用现代教育技术，内容形象，显示方式生动，直观性强。现代教育技术正是支持强大的动画及超强声音的教学手段。学生可通过观察、视听及人机交互，不但可以接收到大量的教学信息，而且能获得清晰愉悦的感受，极大地调动学生的主动参与性，能最大限度地激发学生对科学的学习兴趣。例如：讲解运动的合成和分解一节，利用现代教育技术课件中的动画演示氢气球上升，飞机投弹，立刻吸引了学生的注意力，把学生带入问题情境，从而使学生带着急于想探索原因的心情，进入学习的最佳状态。
二、现代教育技术教学有利于突破教学中重点和难点
科学是一门应用性、综合性很强的学科，有些知识单凭课堂讲授，学生感觉抽象，难以理解。利用现代教育技术课件就可以化抽象为形象，既帮助学生突破不易理解的难点知识，变难为易；又将学生带进形象、生动、色彩缤纷的教学情境之中，加深对事物的理解。例如：在讲解电动机和发电机的原理时，空洞的理论很难让学生理解，这时可以借助现代教育技术课件模拟制作，让学生有非常详尽的了解在学习“内燃机”时，把汽油机和柴油机的构造和工作过程制成课件，把各部分结构和工作过程配合动画分解并讲解，再使其连续工作，减少了学生想象的困难，巧妙地突破了教学难点，提高了学生学习的积极性。通过现代教育技术，采用动画模拟，点击重、难点，让学生感受极佳的动态效果，则教学重难点的解决犹如破竹之势，顺利完成。
三、利用现代教育技术摸拟优化科学实验
实验在科学教学中具有重要作用，学科学离不开实验。科学实验可以帮助学生更好的掌握知识。然而，教材中有许多实验因条件限制，无法直接演示或演示效果不明显，如果教师不做实验, 用“ 黑板加粉笔” 的形式完成教学，这对学生的笔试也许影响不大，但学生的观察、归纳能力并没有得到培养。借助现代教育技术就可以较好地解决这个难题。
1、提高实验的可见度，增强演示实验的效果
科学教学中的许多实验都是为了给学生提供观察的对象，要求学生有目的地进行观察。然而有一些演示实验，如：力学实验中对刻度尺、弹簧秤等测量工具的读数，电学实验中各种仪表的读数，在演示时均可采用电子投影仪直接投影到屏幕上，影像清晰、稳定，可见度大、效果好。另外，通过画面的布局、色彩、动画、音响效果、播放速度等的变化引起学生的注意，使学生更形象、更快捷地理解实验，突出和强化实验重点。
2、模拟实验，突破时空限制
科学教材中有一些实验因具有危害性或无法在课堂演示，学生很难想象出科学过程。如：常温液化、低温超导等在实际教学无法演示；分子运动、固体扩散、天体运动等由于受时空限制不可能演示；电源短路、人身触电、噪声污染等由于有极大危害性也不宜在课堂直接实验。这些都可借助现代教育技术计算机设计成课件，通过模拟演示，让学生生动感知，激发学生大胆想象，将这些复杂又不易弄清的内容弄明白。
四、现代教育技术教学可以多方面培养学生的能力
应用计算机与网络的功能可以创设引入概念的情境、推导规律的情境、提出能够逐步深入的问题情境、能使学生将所学知识外化的问题情境，学生在所设置的科学问题情境中主动探索主动发现，在生与生、师与生的讨论与协商中充分地
[1] [2] [3]
展现相关的科学情景，并经过比较与鉴别、分析与判断、改造已有的科学图景或建立新的科学情景，从而完成所学知识的意义建构。它能让学生主动参与进行探索和研究，是对学生进行直觉思维、形象思维与逻辑思维相结合的思维训练的理想工具。现代教育技术课件不仅仅有利于知识传授，更重要的是可以用它创设情境，进行能力培养。
1、应用现代教育技术课件展现科学过程，培养学生的形象思维能力
课件的制作，可以为课堂教学提供丰富、生动的实际情景，可以把复杂的科学过程(多种因素均在变化)暴露无遗，让学生通过观察、联想和想象去理解动态的科学过程，形象地建立起相应的过程图景。这样一方面能使学生利用自己原有的知识结构、经验去同化和顺应当前所学的知识，从而实现对知识意义上的建构；另一方面又能在此过程中培养学生的形象思维能力，更有利于学生产生灵感和顿悟。
2、创设动态、变化的图像，培养学生辩证思维能力
事物总是运动变化的，事物的变化分为量变与质变，其中质变是突变，而量变就有一个过程，并且事物在量变的过程中质并不变。因此寻找变化中保持不变的部分，乃是把握事物本质的重要方法。如讲解“共点力平衡”问题时，可创设三个情景：（l）夹在光滑斜面和可以转动的木板之间的小球，当木板转动时，小球所受斜面支持力、木板所受压力的变化；（2）光滑斜面向左缓慢移动过程中，悬挂在竖直绳上的小球所受斜面支持力、细绳拉力的变化；（3）细绳一端拴着一个小球，小球所受球面的支持力、细绳的拉力将如何变化。学生在分析、判断得到结论后，不仅得到了三个共点力动态平衡的图解法以及使用条件，更重要的是发现了三个共点力作用下物体的动态平衡，或者是合力的大小方向不变，而且一个分力的方向不变：或者是合力的大小方向不变而物体受力三角形与结构三角形相似，且对应边之比保持不变。这正是科学变化中的几何关系的不变性。变化中不变以及在变化中求不变的思想是辩证思维在科学学中的重要体现，也是科学学的灵魂，贯穿于科学学始终，应用几何画板或其他教学软件，展现动态图景，可以帮助学生在探索本质、寻求真理的过程中逐步培养变化中求不变的意识，引导学生对科学问题进行哲学上的思考，从而培养他们全面、本质看问题的基本素质。
五、现代教育技术教学应注意的问题
现代教育技术应用于课堂教学是现代科技、教育发展的必然结果，运用现代教育技术手段进行教学有先进和优越之处，也确实对课堂教学改革有促进作用，但在教学实际工作中要处理好现代教育技术与传统教学手段关系，不能用现代教育技术完全代替传统的教学手段。
1、不可替代科学实验
科学实验是科学理论产生和发展的基础，是科学理论运用于生产实践的桥梁和中介，所以科学实验是不可替代的。科学实验尽量让学生亲自操作、亲自观察，让学生获取第一手资料，当然对于一些限于条件不能进行的实验，用现代教育技术模拟也是可取的。
如果简单地把演示实验搬到屏幕上，就违背了认知规律，只有恰当地结合两者，将其作为科学过程的再现，结果的分析，规律的总结等，才能取得良好的教学效果。
2、摒弃“现代教育技术万能观”
计算机是否在教学中使用，应完全取决于教学需求，应以服务教学为出发点，以最大功效发挥媒体作用，以达到最优教学效果为宗旨。计算机只是一种教学媒体，它的角色应是辅助教学，而不是替代，不可喧宾夺主。既不能只顾教师对学生的灌输，也不能让学生完全脱离教师而单纯与机器交互学习，否则就会出现以机器代替教师对学生“满堂灌”的现象，其危害更大。现代教育技术教学必须充分体现教师在教学中的主导作用和学生在学习中的主体地位，这样才能充分体现现代教育技术在教学中的真正意义。
3、不宜照搬现代教育技术课件
篇6
关键词：初中物理探究实验教学
物理是一门以实验为基础的科学。物理实验作为物理教学的基本手段，有其特殊的教学功能：不仅能够为学生提供学习的感性材料，验证物理定律，而且能够提供科学的思维方法，加深对基本知识的认识程度，激发学生的求知欲，培养学生的探索能力。新的课程标准提出了“倡导探究性学习”的理论，并要求学生在新课程的学习中应以探究性学习作为主要的学习方式之一。本人结合初中物理教学实践，谈谈对中学物理探究性实验教学的一些体会。
一、充分认识实验在物理教学中的地位和作用
《全日制义务教育物理课程标准》将义务教育阶段物理教育的目标定位为：提高全体学生的科学素质。显然，这不是面向少数学生的精英教育，而是面向全体学生的大众教育。然而，在现实教学中，相当一部分教师只看到实验对物理理论的检验作用，忽视了物理实验本身就是一种科学理论的探究过程，把物理实验仅仅看作是附属于理论教学、服务于理论教学的辅助手段和工具。教学过程中的实验，只是为学生学习物理理论提供的感性材料，为理解疑难概念铺设的台阶，而不是物理教学的必要组成部分。在这种错误观念的影响下，不少教师在教学过程中以讲实验代替做实验。
其实，物理学由实验和理论两部分组成，物理学实验是人类认识世界的一种重要活动，是进行科学研究的基础。正像其他科学实验与科学理论之间的关系一样，物理实验与物理理论二者相互制约、不可分割。物理实验需要物理理论作指导，物理理论有赖于物理实验的证实与检验而得到完善与发展。因此说，实验是理论的必要组成部分，实验本身就是一种充满理论的认识过程。要掌握科学理论就必须开展相应的实验教学，让学生通过实验探究来发现物理概念或规律。《全日制义务教育物理课程标准》强调:物理科学是一门实验科学，在义务教育阶段应让学生通过观察、操作、体验等方式，经历科学探究过程，逐步学习物理规律，构建物理概念，学习科学方法，进而树立科学的世界观。
二、探究性实验教学在物理教学中的位置
探究教学的代表人物是美国的教育家施瓦布，他认为学生学习的过程与科学家的研究过程在本质上一致。因此学生应象“小科学家”一样去发现问题、解决问题，并在探究问题的过程中获取知识，发展技能，培养创新能力。同时受到科学价值观及科学方法的教育，由此发展自己的个性。他认为教师不能把知识作为预先确定的东西，让学生被动无条件的接受，而应关注学生如何在原有经验的基础上，构建起一个新的更完善的知识和经验体系从而解决问题的过程。探究性学习强调的是学生主动的获取知识，体验科学过程与科学方法。探究性实验教学是以问题为核心的教学,这种教学方式,为学生提供了发现问题和解决问题的机会,与之对应的学习是开始于问题,推进于问题,归结于问题。学生通过搜集、查阅大量的资料,寻求解决问题的途径;设计解决问题的实验方案;通过实验进行观察、分析,最后独自将问题解决。探究性实验突出了学生的主体地位和自主活动,主张学生自主地去获取知识.探究性实验不仅强调获得实验结果和亲自经历实验过程的统一,而且更加注重学生对实验过程的理解。
三、提高初中物理探究性实验教学的教学模式
1、创设问题情境，打开探究之门
问题与疑问是探究式学习的起点，也是探究式学习的一个基本特征。初中物理探究式课堂教学，必须努力创设物理问题情境，让学生在物理问题情境中不断地发现问题，提出问题。例如，在学习“物态变化”时，教师用多媒体向学生展示冬天原野里的大雾，房屋上的白霜，树枝上的冰凌；展示火炉烧水时水壶上冒出白气，茶杯上的白气遇冷变成小水滴等现象。创设出“雾、霜、雪、冰是怎样形成的” “白气又为何会变成水滴”等一系列物理问题情境，让学生在问题情境中产生疑问，发现问题，提出问题。创设物理问题情境是探究式课堂教学的良好开端。
2、鼓励学生大胆猜测和想象，激发学生的潜力
猜测、想象是人在大脑中对已有的表象进行加工创造、创新的过程。作为一种能力，它是创造性素质的主要组成部分。创造性想象是异想天开，其产品往往是新奇独特的，有些是现实中根本不可能存在的。但正是它们，把人们带进了科技创造发明的大世界。在物理探究实验教学中，老师可以在适当时候给学生一个猜测想象的机会。例如在实验前猜测实验现象，在完成探究实验后对所学知识进行一次想象运用。
探究“固体熔化时温度的变化规律”实验后，我要求学生做课外小实验：烧杯、试管内部装有冰，将试管放入烧杯中，用酒精灯给烧杯中的冰加热，当烧杯中的冰没完全熔化之前，试管中的冰会熔化吗？
在实验之前，我要求学生大胆猜测实验的现象，实验后，大多数同学发现自己的猜测是错误的。这时我给他们分析其中的原因，让学生明白刚才的猜测想象缺乏科学根据，因此是错误的。
实践证明，培养学生的猜测勇气和想象力是培养创新思维的有效方法。在培养学生的猜测勇气和想象力过程中，学生的活动应该是科学的、积极的，最终要把他们引向科学的创造。
3、实验时指导学生自己探究，注意教师角色的定位
指导性的探究实验是常见的探究式教学模式。探究的课题往往是给定的，教材中也会给出探究的指导方案，只需教师在探究过程的每一个环节给予必要的指导。例如：在教学“探究电流的大小与电压、电阻的关系”一节时，教材明确地给出了探究的课题，实验材料的准备，实验步骤的设计，实验数据的记录表格，同时也给出了学生指导性很强的思考题目等。在动手实验时，教师要指导学生回顾电压表和电流表的使用，回顾控制变量法，强调电路的连接要正确，要准确读数、记录、认真分析，总结实验结论。这样学生才能理解到探究性实验的内涵和其中所蕴涵的科学方法。
探究性教学并非是摒弃传统教学，而是在传统教学的基础上选择出一些具有探究价值的教学题材，在教师指导下，让学生自主地发现，探究物理规律，重视对物理教学过程的探索，从而使学生的认知过程进行积累。探究性教学意在培养学生科学的求实态度，真正体现物理实验性学科的特点，因此，在初中物理教学中有必要进行探究性教学的尝试。
参考文献：
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一、探究实验教学的现状
近几年来，各级政府和教育行政部门花大力气进行实验仪器、电教设备的配套建设，这为我们的实验教学提供了物质基础。但在实际教学的过程中，由于长期受应试教育思想的影响，往往由于教学任务重，时间紧，许多学校却还是穿新鞋走老路，学生并没有完全利用实验器材进行相应的探索实验，学生仍是旁观者，新课程标准的要求并没有真正得到落实，严重桎梏了学生的全面发展。
虽然近几年开始了初中学业升学实验考查，但也只是对重点实验在一定时间内进行强化训练。在日常常规实验教学时，有些教师对实验探究的各个环节，一般通过教师讲述，或是利用现代教学手段播放探究实验的多媒体课件，而对实验的整个过程：实验前的准备、问题的提出、结果的假设和猜测、实验计划的制定以及实验过程的设计进行都由教师包办完成；要不就是采取教师对实验内容先讲解后示范，再让学生去照方抓药，如果学生在实验过程中出现偏差，教师会马上予以纠正，这就使得学生根本没有在学习的过程中充分发挥自主能动性，更谈不让合作、探究学习。也造成了学生对实验虽有兴趣，却只停留在表面，而对实验的内容却感觉枯燥无味，这样的教学也很难达到《新课标》培养学生的实事求是的科学作风和严谨的科学态度，科学方法和素养，合作交流的良好习惯及科学创新的新要求。也导致实验室仪器设备使用效率低下，教育资源严重浪费。面对科技迅速发展的21世纪，只有加强探究实验教学，才能培养出具有较强动手能力和科学思维的学生。这种能力也是日后成为合格劳动者所必需的劳动技能素质的基础。所以我们必须走出传统实验教学的藩篱，建构实验教学的新理念。
二、探究实验的教学对策
在新课程改革的过程中，教师应转变观念，不能为做实验而做实验，要根据学生的实际情况，认真贯彻新课标对实验教学的要求，改变以往的实验教学模式，更新实验教学思路，提高学生的实验探究及动手能力和创新能力。
1.教师应转变观念，努力实施探究式实验教学
在课程改革中，教师应转变讲述式实验教学为探究实验教学，积极学习新的探究式教学理论，尽可能让学生自己动手实验，在充分利用现有实验室教育资源的同时，通过自制教具或让学生把身边不起眼的东西变成进行科学实验探究的好器材，让学生通过亲身经历实验探究的过程，体验科学探究的乐趣、挫折和成功，感受合作与交流的重要性，而且教师在心理上给学生以支持和精神上的鼓励，在学生探究过程出错时不能一味斥责批评，扼杀他们创新求异的个性，而且要给予恰当的指导和鼓励，对有新意的实验设计要给予表扬。
2.营造良好氛围，激发学生实验探究的热情
心理学家告诉我们：人的能力的开发是有关键时期的，如果在关键期内失去了发展和学习的机会，以后会对该种能力的培养和开发就非常困难，甚至会造成终生的遗憾，一生无法弥补。在探究实验教学的过程中，教师要确立学生的主体地位，充分调动学生的主动性，积极实施新课程理念，使学生真正成为学习的主人。著名教育家布鲁诺言说过：“学习的最好刺激，乃是对所学材料的兴趣。”而对学生来说，科学实验有着强大的吸引力。因此，我们在实验教学过程中，应注重学生的突发奇想，畅所欲言，让他们实验的过程中边思考，过讨论，边实验，体验实验探究的乐趣。例如：在《压力压强》教学时，就可以利用鸡蛋做实验。首先让学生根据自己已有的知识回答：鸡蛋握在手中易碎还是在碗边轻轻一敲易碎？根据学生的回答教师在进行相应的演示实验。整个过程中学生积极参与、动脑思考很容易说明：鸡蛋紧握在手中时，受力面积大，压强小；而在碗边轻敲时，受力面积小，压强大。可见，压力的作用效果不仅与压力大小有关，还与受力面积大小有关。这样既说明了物理道理，也提高学生的学习兴趣。
3.注重探究实验的问题与猜想
爱因斯坦说过：“提出一个问题比解决一个问题更重要。”历史实验也告诉我们，科技的进步都是从发现、提出问题开始的。因此在探究实验的教学中，我们要培养学生的问题意识，通过教材中的“说一说，做一做，思考与讨论”等内容，让学生去发现问题并提出猜想，激发探究的欲望，从而培养学生的好奇心、观察力、想象力和实验探究能力。例如：在“植物的向性”教学时，让学生自己通过实验探究得出含羞草的向触性敏感部位之前，先让学生提出相应的问题和猜想，然后再通过实验进行探究。对基础差，胆子小的学生，教师应激励其多提问，不管提出的问题怎样，也要对其给予积极性的肯定。
4.加强随堂探究实验，培养学生的能力
在新课教学过程中，为了达到一定的教学目的，在教师的组织和引导下，由学生自主地运用实验去探求知识或获取必要的感性认识的教学活动，称为“随堂实验”，可由教师示范完成，也可由学生探究协作完成。例如在进行欧姆定律的教学时，我把它设计为随堂探究实验教学，让学生利用所需的器材，自行探究电压、电流、电阻三者的关系，收到了很好的效果，在整个过程中，教师应给予学生一定的帮助，在知识方面进行引导补充，但切忌越俎代庖，让学生自己去摸索，去尝试，去反思、交流和总结，成为探究实验真正的主人，当实验成功时，学生感受着一种自行探究的乐趣，更重要的是他们学会了在遇到问题时怎样发挥自己的聪明才智，去发现、分析、解决问题。也培养了学生自主实验探究能力和终身学习的能力，发展了学生的思维。
5.充分开展灵活多样的课外实验，提高学生的实验探究能力
在教学中我们要结合教学实际，积极开展课外实验，拓宽学生的视野，提高学习的兴趣，同时提高学生的实验探究能力。例如：在进行物质pH酸碱度的测定教学时，教师可提前把PH试纸发放给学生，让学生自己回家测定一些常见物质的PH，如洗洁精、汽水、唾液、自来水、橘子汁、牛奶、肥皂水等。再如在《电磁铁》教学中，就可以让学生在课外利用身边的废弃物品，根据课本上的自制电磁铁的方法进行制作，最后进行比较看谁制作的电磁铁磁性最佳。在整个过程中，教师要注意引导学生有意识地利用日常生活中各种各样有用的废品，如“医用输入管、废电池、矿泉水瓶、吸管、塑料袋、易拉罐等”去设计探究并完成课本内的探究性实验。这样不仅提高了学生的环保意识，也发展了学生的发散思维，有效地培养了学生的学习兴趣和实验设计能力、动手能力、观察能力，提高了学生的综合素质和教学质量。
6.不定期地开放实验室，给学生创造更多的动手机会
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1. 利用生物学实验对象的自适应性特点，设计实验教学 生物学实验对象具有自身独特的自适应特点，这是区别于其它科学实验的一个重要特点。也就是说，在实验过程中，实验对象会随实验的条件，如时间、地点、光照、温度、PH值等变化而发生适应性的变化。根据这一特点，设计生物实验教学不仅可以提高学生实验操作技能，也认识了生命现象的复杂性，提高了实践的应变能力。
“植物细胞的叶绿体观察”实验，主要目的是通过观察来认识生命特征，提高实验技能。其实验对象——藓类（或黑藻等），在强光和黑暗处理情况下，叶绿体在细胞内的分布发生变化，是培养学生进行实验探究，认识生命的自适应性特点的好素材。本实验属基本技术教学实验，从操作程序上来分析，并不十分复杂，时间上也不需要太久，因此创设问题情境（即分别强光下和黑暗处理装片，叶绿体的分布有什么变化），巧妙地为显微镜操作的程序性知识提供了不同的变式练习，既达到基本技术教学实验的目的，又有效促进学生的探究性学习，认识生物实验对象这一自适应性的特点。这种源于教材又高于教材的探究式教学设计思路是克服传统生物实验“照方抓药”式教学弊端的有效手段。
2. 利用生命科学与技术的关系，开展实验教学 生物学的研究过程，一方面，生物科学指导着生物技术设计，促进生物技术的提高；另一方面，生物技术的发展促进了科学的完善，体现了科学与技术的关系。“制作DNA双螺旋结构模型”实验，在高中生物教学中，可以通过探究使学生理解科学理论与技术设计的这种关系，同时也在实验教学过程中有效地参透了STS教育。
DNA结构属分子水平，无法在显微镜下观察到，那么沃森和克里克在科学并不发达的年代（20世纪40～50年代），又是如何根据DNA分子由4种脱氧核苷酸组成的已有认知，构建出DNA双螺旋结构模型的呢？实验前教师提供以下科学知识①富兰克林的DNA的X射线衍射照片和有关说明；②威尔金斯否定三链螺旋结构的实验数据；③克里克和约翰o格里菲斯的碱基配对的能量计算结果；④化学家多诺休的关于碱基形状和氢键亲和性的理论等等。指导学生进行大胆设想，构建出各种结构模型，又不断地运用有关理论和实验数据进行检验，在不断失败的基础上成功地构建出正确的模型。教师强调“体验前人利用模型科学探究”的过程，强调了模型方法的重要性，同时也助于学生理解了科学知识、科学方法对技术设计的指导作用关系。
3. 利用生物学技术解决生物学问题，进行实验教学 解决生物学问题，是提高生物学素养的重要内容，也是落实课程标准的重要内涵。生物学问题的解决，可以有多种技术手段，有物理学方面的技术、化学方面的技术及生物学技术等。而运用生物学技术解决生物学问题，是学生在学习过程中理解生物学科特点和提高生物实验设计能力的一种重要教学策略。
“观察细胞的质壁分离与复原”实验的实验原理、方法、步骤在教材上详细呈现，学生对实验内容没什么新鲜感，实验操作也是“循规蹈矩”，限制了学生的主体性的发挥和创造能力的培养。因此可以通过创设问题“（显微镜下观察洋葱鳞片叶细胞）这些小小的细胞，我们能测定它的细胞液的浓度吗？”来引起学生思维，启动探究。测定浓度的方法，学生已经掌握了一些方法，但对于这么微小的细胞却显得困惑。这时，教师可以引导学生分析一下“细胞的质壁分离与复原”实验原理。学生便可根据已有认知，以及教材实验的方法步骤，创造性地设计出各种方案：有的认为先利用高浓度的外界溶液使细胞发生质壁分离， 然后加清水引流稀释，直到刚好发生复原来测定细胞液的浓度；有的认为应该先配置一定浓度梯度的外界溶液，然后依次观察不同梯度溶液下的细胞质壁分离情况来确定浓度；也有的指出应先配置一个较高浓度的溶液和较低浓度的溶液，观察细胞质壁分离情况，然后取中值的方法逐步测定细胞液浓度等等。
通过实验设计，学生没有按照教材中的实验步骤完成实验操作，真正体现了实验作为解决问题的载体。更重要的是通过实验，学生明确了可以运用生物学自身的技术，进行生物学实验设计，来解决生物学问题，有效地落实生物学实验的课程目标。
4. 分析生物学实验结果、监控变量，实施实验教学 生物学实验具有很大的开放性，影响实验结果的变量往往非常复杂，这就要求学生掌握对照实验的原理，认真分析实验结果，找出引起不同结果的实验变量，从而真正掌握实验的本质。
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一、课堂演示实验变为学生实验
我国高中化学课程的根本理念是：立足于立足于学生习惯现代生活和未来社会飞速开展的需求，着眼于提升21世纪新社会公民的科学素养，以及构建“知识与技能”和“过程与方法”还有“情感态度与价值观”互相交融的高中化学课程目标系统。通过以化学实验为主要目的的多种探究、研究活动，使我们的学生能够亲身体会科学研究的整个过程，激发起学习化学的动力源泉强化对于科学探究的认识，推进学习方法的转变，培育学生的立异精力和实践才能，为将来走向社会做好铺垫。 因此化学实验也由原来的教师课堂演示实验改为学生实验，这样不仅使每一个学生都能清楚地看到实验现象，记忆更加深刻，体验实验研究的过程和实验成功的喜悦，培养学生的动手操作能力。通过不同学生的实验发现问题，以便于互相讨论解决问题，还能培养学生的组装仪器的能力和思维能力。例如，在钠的性质的教学时，我们在实验室上课，边实验边教学，学生兴趣高，能非常清楚地观察到实验的过程和现象，关于钠与水反应的现象的解释讨论激烈，通过提问检测，课堂效果非常好。
二、验证性实验变为探究性实验
多年以来，教科书中的实验一直是以验证性实验为主，验证性实验和探索性以及研究性实验之间都有千丝万缕的关系，有着无法替代的作用，关键是怎样才能有效地发挥它们的作用。不得不承认验证性实验是一种非常重要而且非常有效的科学实验方法，把验证性试验带到中学化学中可以使学生了解科学研究的作用与方法，认识到科学理论或发现都必须通过科学验证才可以被确认；再此学生在完成验证性实验得到结果的同时还可领会得到成果的趣味，对于知识的理解也更加深入，所以说验证性实验的作用是我们在化学学习中不可忽视的。但是当代教育更加重视新课程的探究学习活动，发展学生的科学探究能力。探究学习是学生在学习化学课程中的一种重要方式，也是培育学生探求认识和提高探究能力过程中的重要途径。作为一名教师必须要充分调动学生主动参与探究学习的兴趣和积极性，引导学生，通过实验、观察、调查、资料收集、阅读、讨论、辩论以及各种利于学习的方式，在提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等一些利于开展的活动中，增进学生对科学探究的理解，发展科学探究的能力。通过一系列对实验的探究体验以及科学探究的过程，学习运用以实验为根底的实证研究探索方案。建立安全意识，做到可以识别化学品安全使用的常用标识，初步形成良好的实验工作习惯。例如：如何测定某纯碱样品的纯度？针对此题，不同的学生会用不同的方法进行测定，实验过程中，会用到不同的仪器装置，药品，会涉及气体制备，测量，沉淀的过滤、洗涤、干燥、称量等问题，学生都会通过实验学会这些操作，还能掌握有关知识的应用，并能培养学生科学严谨的学习态度。
三、重视微型实验的操作与应用
最近，几年来，在我国的化学实验教学、改革创新，领域当中，新发展起一类―微型化学实验，极大的引起了，我国化学、教育界的关注以及全面重视。所谓的微型化学实验，就是以最少的化学试剂，来获取所需化学信息的实验方法和技术。虽然，其化学试剂用量，一般只有常规实验用量的几十分之一，甚至是几千分之一，但是，它的效果，却能够达到准确、明显以及防止环境污染等目的。
由于微型化学实验仪器有着，携带方便、不易损坏以及液体试剂在多用滴管中不会轻易流出等明显优点，使我们每个学生，都有条件装备自己的化学实验箱。这样以来，就给我们的改革化学课堂教学，提供了方便与可能。经过实践后证明，微型化学实验，对中学化学教学的改革，主要有以下优点：
（一）能够让我们绝大多数学生，都能够有亲手做实验，自身体验的机会，改变了以往“一人做、大家看”这种过时的学习方法，使多年来发起的 “等待”和“接受式“的学习方法变为“主动”和“探索式”的学习方法。使多年来提倡的“启发式”以及“学生为主体、教师为主导”的教学方法，得以实验。
（二）非常有鼓励性的培育了学生学习化学的爱好。因为，微型实验既安全又节约，教师可以非常放心的让学生，一人一组单独做实验，经过亲身体验，不能能够帮助学生理解、形成化学概念还能够培养观察和实验能力。与此同时，更加有效的激发了，学生学习化学的兴趣。学生兴趣起来了，自然会盼着上微型化学实验课，做作业、复习或者是预习等，不需要教师的反复督促。
（三）使随堂实验、实验室分组实验、家庭小实验和课外活动实验等都能够很好的得到开展。
（四）有利于培养学生，既动脑又动手、理论联系实际和解决实际问题的能力。
（五）有利于培养学生，关心自然、关心社会的情感和创新精神。
（六）能改善实验室环境，可大幅度地减少实验室空气、水体排放污染，有益于师生的健康。
篇10
此种分歧与危机，不仅表现在外部，即科学共同体与人文共同体之间难以交流，而且更深刻地表现在内部，即科学作为求知体系，其客观基础与主观的人文历史因素之间的张力已经表面化，而使科学的理性基础受到质疑。尽管近年来人类的技术力量呈空前的膨胀式发展，然而科学的自信，科学在学术中的尊严，却已空前低落。十八世纪诗人颇普所谓“上帝说要有牛顿，于是有了光。”的那种对科学的崇敬，十九世纪对科学文明进步的信念，以及本世纪中期以前对科学可靠基础的信心，皆已受到种种批判而发生动摇。
科学的概念更迭
虽然对基础主义的批判发韧于科学哲学家如卡尔·波帕，然而科学内部的理论概念发生重大更迭，则属先行。1905年爱因斯坦已完成狭义相对论。1915年他发表的数学理论已将相对论推广到引力加速运动。量子力学的基本完成时期约在1900至1927年之间。哥德尔定理发表于三十年代初期。诸如此类的理论所提出的新观念，已足以扰乱既有的科学秩序。
本来，就物理科学而言，新理论所更迭的只是古典的物理学概念，如：绝对时空、以太、引力即时效应、欧几里德空间普遍有效、光按直线投向空间、物体无最大限度速度，诸如此类。而且新理论并不能取代古典力学在一般领域里的应用。比如海森伯格测不准原理的方程为：
Dc·Dr³¾p
其中Dc为一电子位置测定误差，Dr为其动量测定误差，h为普朗克常数。电子位置测定越准确，则动量测定越不准确。由于直线动量为质量乘速度，故不可能同时测定电子的位置与速度。同理，亦不可能同时测定电子的能量与具有此能量的时间。然而由于普朗克常数的值极低，约为6.625×10尔格/秒，故这个原理仅适用于原子以下的微观领域，对牛顿力学领域的计算并无实际意义。但是在哲学观念上，其意义则远不只此。传统上认为，逻辑的普遍性在于，逻辑的基本原理、公理、定理适用于一切可能世界。如果在一个领域里某基本原理已不适用，则逻辑的普遍性便已成为问题。海森伯格方程、薛定鄂方程、玻尔理论对同一律、排中律提出挑战。因而对整体与局部的关系这个概念，以及非此即彼的传统分类法，甚至对物质及其客观性，也提出质疑。而这一切又与相对论扬弃绝对时空有关。传统分类法以排中律为基础，事物非此即彼。但粒子的位置与速度不能这样简单分类。传统所谓整体包涵局部，指一实体在空间或时间上包涵之。相对论和海森伯格方程则认为，一实体处于另一实体的时空域之内，为包涵关系。玻尔认为，电子既是粒子又是波，在逻辑上矛盾，但在经验中是事实。海森伯格的测不准原理可以理解为，粒子仅有统计性的位置；但也可以理解为，仅当有人观察它的时候才有位置。相对论的质量依据在运动中的速度相对于观察者，也说明物质的形态依赖于观察者。对原子结构的认识，无论汤姆逊、卢瑟福、玻尔模型，皆是理论建构，而非原子本身。粒子是适合薛定鄂方程之物。物质的外延不清，客观性模糊。
更有兴味的是，纯数学理论也得出类似结果。非欧几里德几何的出现，使几个几何体系适用于同一人类空间经验。汉密尔敦的四元数理论证明a×b¹b×a。略文海姆-斯寇姆理论证明，一个公理的集合可以导出本质上不同的解释理论。哥德尔定理认为：一，在任何一个数论的形式体系中，皆有一个真公式，即不可确定性公式，其本身不可证明，其否定式亦不可证明；二，在数论的形式体系中，其一致性不可能在该体系中证明。如果推而广之，彷佛可以说，一个理论体系，求其一致则不完整，求其完整则不一致；一个理论体系的一致性只能在体系以外得到证明。也就是对矛盾律的普遍性提出质疑。亚里士多德的科学理想，便是在同一律、矛盾律、排中律和词项定义不变的基础上，根据自明的理性前提推导出知识体系。直到现代逻辑经验论亦认为，理性与直觉经验是知识的可靠保证，而理性便是逻辑性。如果逻辑性受到质疑，则作为求知可靠基础的理性便已发生动摇。批判与反思
科学内部既已发生重大变革，对于此种变革的哲学反思，加上其他社会条件，也就顺势形成一股对于科学的可靠基础，乃至对理性，甚至对西方文化的所谓现代性，进行批判的思潮。远在四十年代，卡尔·波帕已提出证伪理论，以批判当时公认的方法论。他否定归纳法，认为归纳根本不存在。知识的获得只是通过错误假说的被否定。“从变形虫到爱因斯坦，知识的增长从来相同。”“动物的知识，前科学的知识，其增长以消灭持有错误假说者为代价；而科学的批判，则常以理论代人受难，在错误信念将吾人引向毁灭之前先行消灭它们。”（KarlPopper,ObjectiveKnowledge,Oxford,1972,p.261）既然归纳性的因果被否定，科学也就难有确定的基础。波帕把科学家比作给自己房间画地图的人。他必须把他正在画的地图也包括在这张地图之内。“他的任务不可能完成，因为他必须把他画地图的最后一笔也画在地图里面。”(TheOpenUniverse,London,1982,p.109.)这是对逻辑经验论那种充满自信的证明理论的讽刺性写照。然而归纳法作为一种方法策略，不仅是科学求知中历来行之有效的手段，而且也蕴涵于证伪方法之中。“一切天鹅皆为白色”这个判断，只要发现一只黑天鹅便可以证伪。然而若要确立这个全称判断，以及在黑色鸟类中确认一只黑天鹅，皆离不开归纳方法。后来，波帕的学生莱卡托斯试图用“研究纲领”来说明科学知识的内容增长，然而亦未能提出统一的知识标准。
六十年代初期，库恩提出“范式”理论。科学的发展据称是由于“科学范式”的更迭。科学共同体从同一模式中学习专业知识，根据同一模式从事科学研究，接受相同的实践规则的制约。建构理论和设计证明，不再是依据逻辑经验论所谓的统一方法，而是科学共同体在一定历史社会条件下共同遵循的“范式”。科学范式中有若干社会心理因素，不在理性方法控制之内，故科学知识的增长没有确切的理性基础。不同时代的范式之间不可通约，彷佛科学发展没有连续性。然而历史事实并非如此。比如牛顿体系的“质量”不变，相对论的“质量”根据运动的速度而变化，二者并不同义。然而两个术语指称的却是同一物理现象，只是相对论的“质量”从属于一个更为确切的解释理论，其说明域超过牛顿力学的低速领域。又如，吉尔伯特、弗兰克林、麦克斯韦理论中的“电”概念十分不同，但三个术语的外延指向同一物理现象。于此可知，不同时代的理论之间并非没有共同的理性基础。
蒯因的“翻译不确定论”既欲说明不同文化语言之间的翻译不可能，又欲说明不同理论之间的不可通译。蒯因最终诉诸外在的行为主义标准，彷佛在语言逻辑的用法中没有共同的理性基础。然而对外在行为的观察、判断、陈述、验证皆必须通过本己的语言。可见不同语言之间仍有共同的理性基础。蒯因则认为理论之间没有相通的理性基础，知识的来源只是感觉。“不存在外在的基点和第一哲学。”（W.V.Quine,OntologicalRelativity,NewYork,1969,p.127.）“自然科学说世界是什么，就是什么。只要自然科学是正确的，而我们判断其是否正确大体取决于预测的经验检验，便是如此。”(“StructureandNature”,JournalofPhilosophy[89],1992,p.9)“不论自然科学的可错性如何，自然科学的一个发现是：吾人关于世界的知识只是感觉接受器所受的影响。”(ThePursuitofTruth,Cambridge,1990,p.19)在早期的《经验论的两大教条》中，蒯因认为，吾人所谓的知识，乃是一个人为构造物。科学理论的中心是形上学陈述和数学逻辑陈述，其外一层为物理学陈述，更外层为经验陈述，最外层与经验相接。其中任何陈述皆不与具体经验一一对应。原则上可对任何部分的陈述作出足够的调整以适应相反的经验。彷佛知识的结构与实在的结构之间没有确切的关系。然而事实上，新的理论成功地代替旧理论，正是新理论的结构更确切地说明实在结构的缘故。牛顿三定律可以导出150多个命题，解释大量地球和天体现象。凡是可用相对论代替这些解释的地方，皆是新理论更确切解释实在的地方。费耶阿本则反对一切方法。他认为不可能有预设的合理性标准。科学真理只是一种修词，并无客观内容。但他又承认科学的成功。不过，这种成功只是由于科学家长期不懈地研究某一问题的结果。他们的过分之举，总会被其他学派的过分之举所抵消。费耶阿本称，他可以否定科学真理，而把这个判断当作真理提出来，犹如他可以用德语来宣称德语不如拉丁语。他忘了，真值不是一种语言，而是使各种语言得以通译的理性标准。正因为客观上存在这种标准，他才能够把“反对方法”当作一组真陈述提出来。他却主张科学不需要任何理性标准，Allgoes!所以库恩称之为vaguelyobscene。
晚近的方法论研究，多探寻如何重建理性标准。厦皮尔、劳丹等人便是如此。劳丹批评库恩、费耶阿本对历史连续性的忽略。他提出“研究传统”，其中既包涵科学理论，又涵容本体论体系。然而他忽略统一的逻辑和对应规则，故在科学术语的陈述与本体论陈述构成真问题的作用中，未能提供统一标准。比如数学证明和历史解释之间如何对比，便成为问题。近年语义派的科学哲学家如萨普斯、斯尼德、范弗拉森、史泰格缪勒等以集合论方式进行公理化，似尚未取得公认结果。
总之，由坎贝尔、赖欣巴赫、卡纳普等人代表的逻辑经验论“标准方法论”，在六十年代已受到彻底的批判。批判的重点大抵在：科学术语区分为观察语言和理论语言，在语义学上没有根据；理论术语无需语义规则定义，并无根据；对应规则的特殊语义功能没有根据；观察语言由对应规则定义，不可能不受到理论的渗透；科学理论被当作完成的科学报告，而非历史中科学共同体的建构物，与史实不合；公理化的必要性受到质疑。这些批评多半可以解释为，被“标准方法”排斥于科学理论之外的人文价值，实际上在科学理论之内。
科学原是人文理想
人文价值不仅在科学的理论构成之内，而且可以说，科学本身原是一种人文理想。科学不是自然的产物。在自然演化中，不可能自发产生科学。科学是文化，而且是特定文化的产物。所谓人文，humanitas，原指人类；引申为人性，人的情感；转为人的文化、教养、教育。汉语“人文”，指礼乐教化，如《易·贲》：“观乎天文以察时变，观乎人文以化成天下。”孔颖达疏：“言圣人观察人文，则诗书礼乐之谓，当法此教而化成也。”乃是更狭义，专指儒家教化。广义的人文则指人类文化的内涵，以及相关的学术艺文。
人类科学产生在古代希腊，有一些明显的必要条件。人要系统地揭开自然之谜，必对自然有一种对象化的好奇之感。如果只把自然视为与人一体，则必流于感悟冥思，不会视为研究对象（在结构上可以分解清晰的“物”）。这便需要一种主客二分的语境。古希腊恰有这种发达的语境。其次，必有一种信念，确信人是理性动物，而自然有着内在的理性结构，故人可以系统地揭示自然。古希腊恰有这种哲学。此外，古希腊人恰有一种以数学方式揭示最深刻的真理和世界结构的信仰，而又恰有欧几里德几何这一发达的公理化体系。亚里士多德科学，便是从理性前提出发，以公理系统演绎方式，全面揭示有着内在理性秩序的自然的一种价值理想。这样的科学，必出自这样的文化语境，和这样的人文理想。科学的发生，出自对自然的好奇与理性求知的态度，与利用自然和生产力无关。科学与利用自然的态度结合起来，此事发生相当晚，乃是出于另一种价值理想，即基督教信仰。
基督信仰对科学发展的影响，约有三个方面。一，世界是上帝的受造物，故世界本身是一种contingent（偶性的，可存在可不存在的）存在。二，世界虽为偶性存在，却不是任意紊乱的存在。理性的上帝创造了具有内在理性的世界，并按上帝形象创造了人类，故理性的人类可以全面揭开世界之谜。三，人类是上帝救赎计划的中心，自然是人类利用的对象，“你们要生养许多儿女，使你们的后代遍满全世界，控制大地。”（现代中文译本《旧约·创世纪》1）此种观念，显然与希腊思想不同。希腊人对于自然的兴趣在于求知，而基督教文化对自然的态度则是利用控制。希腊人认为自然为必然存在，故可以通过公理系统演绎方式推导出关于自然的知识；而基督教文化则认为世界是偶性存在，故必须通过经验的方式一点一滴地揭开自然之谜。惟其希腊的科学理想是演绎推导，故希腊人没有兴趣作实验。欧洲最早的实验科学，产生于中世纪的修道院。亚里士多德关于落体的速度取决于重量的错误理论，上下一千年，竟没有人费神去验证一下。直到伽利略的时代（也就是基督教文化的科学理想上升的时代），才被实验证伪。
然而古希腊的科学理想，却并未因为实验科学的产生和发展而整体上消逝。自此而往，科学作为一种人文理想，始终处于西方文化两大渊源的交互影响之下。亚里士多德关于求知的确切理性基础，关于“欧几里德支点”的信念，公理化体系中蕴涵的简单性原则（以最少前提建构理论），以及柏拉图和多数希腊哲学家关于几何形式和谐完美的理想，这些理念的生命非常悠久，可以说直抵今日。不仅希腊和希腊化时代，而且中世纪和文艺复兴时代的科学理论，也大抵（并非仅仅）是此种科学理想的产物。只是不同理论在构成时，对这种理念的理解和诠释不同。哥白尼正是深感托罗密体系在数学上不和谐，才着手对之改造，而他也正是受着圆形这个完美几何形式的限制而未能建立椭圆形天体轨道模型。开普勒的行星运动定律揭示出宇宙在数方面的和谐比率：行星矢径在相等相间扫过相等面积、行星公转周期的平方正比于与太阳距离的立方、行星远日点和近日点之间角速度的变化用乐谱形式标出。牛顿正是继承此种思路，从行星运动定律中导出具有数的和谐的万有引力定律。现代科学理论，如电磁场结构理论，爱因斯坦的广义相对论引力场方程乃至未成功的统一场论，巴尔末公式，量子力学矩阵方程，分子生物学大分子立体结构理论等，皆与上述人文理想或本体论理念有关。科学家往往认为，数学上美的形式在描述世界方面有价值。迪拉克正是在对称和谐的美学理想推动下，预设反粒子的必然存在。
不仅科学本身原是一种人文理想，而且科学理论的建构，亦必以基本的形上学前设（如自然规律性、齐一性等）为必要条件。此外，科学理论的建构，往往以美学理想或本体论理念为出发点或启发动力。再者，科学共同体所遵守的规范体现某些伦理价值，以及诸如此类，也是科学中的人文理想，此处不遑多论。人文价值对于科学理论的关系，有二特点：既开拓又限制理论的视野，既可有益又可有害；常以潜前提或背景知识的形式影响理论，鲜有作为公理或辅助假说而纳入公理体系者。
价值与事实
将科学中的价值原则与事实原则分开，并且力图将价值原则排除出科学之外而否认之，此事发生颇晚。早期的自然哲学或科学，并不排除价值。柏拉图的知识论，以理念为基础，而最高理念则是善的理念。求知与求善相统一。亚里士多德以科学为探求世界必然真理的公理体系，而求知本身便是最高幸福。中世纪的科学家为修道士。文艺复兴时代的科学家，既援引希腊的人文理念，又是虔诚的教徒。十六七世纪的科学家如笛卡尔，其体系多援引教义。大概十八世纪是将价值原则与事实原则分开的决定性时代。然而始作俑者，似是十三世纪的阿奎那。在《神学大全》中，他详细论证自然知识靠理性之光，不靠启示，也就赋予科学求知以独立于价值的性质。十三四世纪的经验论者和唯名论者也多有类似的见解。经验论的传统在英国不绝如缕。十八世纪的休谟乃起而在逻辑上证明价值陈述不可能从事实陈述中推导出来。康德将科学与伦理、文艺、宗教分开。十九世纪以来，价值与事实的分离，受到两方面的推动。非理性论者如尼采，强调这种分离，而实证论者也多重视这种分离。直至逻辑经验论派，则认为形上学陈述没有意义，价值只是主观情感或态度，科学为价值中立的知识体系。石里克认为，伦理学也是科学，伦理学家的最大危险便是成为道德家。0訋0g?/p>六十年代以来，科学中价值原则与事实原则的分离，已受到所谓历史主义，乃至所谓后现代思潮的彻底批判，至于达到矫枉过正的程度。不久前，一位著名科学哲学家在普林斯顿演讲，听众中有人提问：你的口气彷佛说科学和理性及实在有关？目前在西方的一般意见，大抵认为科学陈述为工具性，也就是对科学中的事实原则十分怀疑。此与实用主义传统有关。皮尔斯主张，真理的界定最终是协议的产物。杜威则称，一切知识皆为工具性。此外，与后现代思潮有关。R.罗蒂称：“科学根本不是人类理性的典范，而是‘人们协议’的典范。”(R.Rorty,Objectivity,RelativismandTruth,PhilosophicalPapers,vol.I,Cambridge,1991,p.39.)费耶阿本宣称，科学真理只是修词，并无客观内容。以及诸如此类。
实际情况是否如此？科学理论构成中，确实有价值因素，科学有隐含的或自觉的价值原则，已如上述。科学的所谓观察语言，并非中立。观察术语由理论定义。例如按照所谓标准方法论，气体分子运动理论的一个公设是：(x)(GxÉQx)，读为“凡气体皆为分子组成”。其中观察术语G被该理论的语义规则定义为“一个气体标本的属性”，这样，对应规则语句中的观察术语也就不是独立于理论的中立语言了。然而尽管如此，成功的科学理论，总是与日常语言中的实在有着操作性的对应关系。这种操作，在不同社会，不同文化语境中，可以同样实现。一个科学实验，不论其程序设计、仪器制造、观察条件受到如何的理论影响，也不论其结果中包涵如何的理论诠释，然而同一实验既然可以在不同的社会条件下重复，也就说明该实验不是一个社会学的过程。理论“渗透”观察，也不必然影响观察的有效。著名的实例是太阳中子接收实验。这里，“弱互作用理论”既是设计接收器的观察理论，又是待验证理论。按照“循环验证”的假设，实验结果应与理论的预测一致。然而实验结果却并不一致。一个科学理论往往是一个复杂的公理系统。一个实验不可能验证全系统，而是验证其未知部分。只要观察理论没有影响这未知部分，便不会影响实验的有效。
价值原则与事实原则是科学的两大原则，不可偏废。价值原则体现于本体论或基本前提。事实原则虽然也是一种价值理想，却贯彻于理论和观察的全过程。无论解释理论、观察理论或观察操作，皆必贯彻事实原则，科学方能与日常语言中的实在发生可操作的对应关系。勿论问题的提出、理论的建构、逻辑的推导中涵有如何的价值因素，也勿论观察与证据中涵有如何的诠释成份，在理性批评精神和事实原则的引导下，科学家总有可能在一定时空条件下诉诸最可信的理由和证据，在理论和经验的不断扩展中发现和纠正错误，对发展中被人理解的实在之结构获得越来越深刻的认识。
认识与真理
事实原则使科学诉诸理性、逻辑和经验证据。理性作为秩序原则，其内涵在历史中有所发展，但迄今并未能废弃秩序原则。一切所谓非理性的力图废弃秩序原则的论证或语句，只要能让人明白，必诉诸秩序原则，而秩序原则的核心便是逻辑性。
逻辑性是蕴涵于语言中的基本约定。逻辑理论在历史中发展，人对逻辑规律的理解不断深化，但只要语言尚在，逻辑性亦不可废弃。笔者曾做过一个非实验室条件下的简单实验。对象是一岁半到两岁、正在学会说话、智力发展良好的儿童。方法：一，以纸板做成一个圆形、一个正方形。二，以圆形出示一个儿童，教他（她）说“这是圆的。”重复几遍，直到问他（她）：“这是什么？”他（她）能立即说出：“这是圆的。”三，以同样方式教会他（她）认出正方形。四，出示圆形，问：“这是不是又是圆的又是方的？”他（她）回答：“不是又是圆的又是方的，是圆的！”然后出示方形，结果大抵相同。上述实验或者有助于说明，逻辑性乃是与语言同时学会的一种基本约定。语言在，逻辑性便在。逻辑规律和理论，是对逻辑性的体系化。正如其他理论，逻辑理论也可错，可发展，可纠正。有人或者认为，哥德尔定理之类的数学理论已经证明矛盾律无效。其实哥德尔正是严格遵循矛盾律而推导出其定理。否定矛盾律，也就否定其定理的基本前提。哥德尔定理仅仅否定在一个数论体系内部证明该体系一致性的可能性。当代对逻辑性已有前所未闻的深刻理解，这对于科学理论的意义，不在于放弃逻辑性，而在于：不可将逻辑视为在一切可能世界中求得可靠因果性的先验保证。人所知道的逻辑，是人类语言约定的最基本秩序原则及其体系化，却未必是世界结构本身的秩序原理。目前人类对世界的认识是否处于初级蒙昧阶段，这个问题，由于缺乏整个世界的资料，根本无法回答。以人类语言约定的秩序原理来规定世界的必然性，是对世界的一种无理强制。此种倨傲是欧洲理性主义的致命弱点，其渊源既出自又出自更古老的本体论。所幸者，现代人类智慧对此已有较为清醒的认识。在科学研究中，我们必须遵循现有的逻辑规则，来进行一切思维和操作，同时又不能以此来预设一切必然性。在研究的一定阶段，凡依据充足理由和证据而成功地得出的因果系列，不论与当时逻辑信念是否一致，亦应接受其必然性。量子理论修订分配律，便是一个实例。正如我们不可能为信念提供证明，却必须接受价值原则一样，我们也必须接受逻辑原则，因为若没有这些原则我们连一步也迈不出去。这便是人类理性的两难处境。那么科学知识有没有真理性？如果科学理论有价值前设，观察受理论影响，而逻辑是语言约定，那么如何保证科学知识不是循环论证和验证，而是对客观实在的结构之认识？这已经涉及认识论及真理标准问题。自本文目的而言，仅能最扼要地陈明笔者的理论。
人与世界的接触，仅能通过感觉接受器，而感觉接受器所接受的是简单的印象。即使简单的印象，也已经加工组织过。世上没有纯粹的感觉。感觉中涵有预期，而人的预期受语言中的观念影响。连什么是“正常”的感觉，也由不同的理论规定。笛卡尔的“我思故我在”，康德的先天综合原则，马赫的感觉要素，牛顿的绝对时空，董仲舒的“以类合之，天人一也”，王阳明的“夫物理不外于吾心”，凡此皆影响人的感觉。同理，科学通过观察与世界的接触，无论感觉的范围倾向，仪器的构造，抑观察的方法，皆受理论的规定。建构理论必须通过秩序原则、价值原则、事实原则等等，以及特定历史中的知识构成、科学规范，加以个人的灵感创造，其中有若干非理性控制之内的因素。“从经验到基本假说没有逻辑通路。”最后验证必须通过证明理论。归根结蒂，科学并未与实在本身发生任何接触。科学的一切活动，皆在人的理性、价值、语言之内。“我的语言的界限，便是我的世界的界限。”然而一种理论可以通过不止一种逻辑来公理化，理论不等于理论的陈述。一个实验可以在不同社会条件下重复。科学的应用普遍于任何文化语境。凡此皆说明，科学知识并不绝对囿于语言之内，而与“人的”以外的世界有一种操作性的对应关系。科学知识的这种客观性，不是“协议”、“工具性”、“循环验证”所能够解释。某些哲学家否定这种知识的真理性，似是受制于理性主义的传统，彷佛不符合“必然”原则的便不可能是真知。
科学知识的获得，便是人类本身的秩序原则，加上种种辅助原则，与理论指导下观察到的世界的秩序之间，反复对比验证的结果。换句话说，便是人与世界之间主客互动的理性求知活动之结果。世界的实在性，天人之间主客互动，理性求知、知行不离、动态综合的真理标准，这些观念皆来自中国的文化理想。真理的标准并非单一静止的“符合”、“一贯”、“工具”，而是主客互动无穷往返的系统性对比。真理不是静止的“上帝之眼”所获得的必然性，而是主客互动无穷往返过程中的必然联系。没有实在客体，便不可能有这种互动，也就没有真理。故真理不可能是协议或工具。然而实在并非物自体的自我呈现，而是主体根据自身的秩序原则和理论设计而观察到的实在，这实在已经包涵主客互动。故真理不可能是符合。真理是无穷过程中的必然性，故不可能是静止的一贯。这无穷互动包涵可错和自我纠错，主体的认识恒常指向实在，益趋真切，故具真理性。这种互动又并非改造世界。因改造必在认识之后，犹如必先做好衣服才能修改。这种互动便是认识本身。
中国文化的机遇
如果希腊的人文理想和基督教信仰曾经启发出如此辉煌的科学创造，我们中国的伟大文化为什么不能启发出同样伟大的科学？诸如惠施十事之类的精微思辩，较之古希腊的形上思辩，并无逊色。墨经逻辑之缜密，亦不逮于古希腊逻辑。老子的本体论足以睥睨欧洲。儒者的求实精神，亦应有利于科学的建树。中国古代不具备发达的公理化系统。然而明朝已经引入欧几里德几何，亦未见科学之出现。大概总体语境不利于认识主体的成熟，似是一大问题。古汉语结构不用系词，难以运用逻辑常词，也是大问题。此外缺乏相对独立的知识共同体，以及社会权力结构难以作出明智的抉择，也是问题。
至今高唱不休的所谓天人合一，如果辨析不清，对我国的科学教育，弊端甚大。董仲舒的天人比附之说姑且不论，所谓天人合一，大概有天人一物和天人一理两派旧说。天人一物，似源于庄子的所谓与万物为一体的神秘体验。程颢颇发挥之，如：“人与天地一物也。”“天人本无二，不必言合。”“只心便是天，尽之便知性，知性便知天。”（《语录》十一、二上）陆王不必论矣。此种神秘体验，作为个人体验固无可非之，作为美学意境更是灵感的一大源泉。然而若是成为国民意识的一般语境，始终处于主客不分的囫囵状态，则不利于主体意识之成长，对于科学理性、契约精神、民权思想之养成，皆有阻碍。所谓天人一理，则邵雍、张载、程伊、朱熹诸理学家皆发挥之，实为理学的一大理想。本义乃是指超越性的天理与人心的本性相通。如邵雍称：“能循天理动者，造化在我也。”（《皇极经世·观物外篇》）张载：“天大无外，故有外之心，不足以合天心。”（《正蒙·大心》）此种理想，作为个人信仰亦佳。惟其中所已蕴涵的主客之分，以及天人之分，往往被人忽略，而此种忽略在舆论中的弊害则甚大。中国文化中主客二分的思想，对于养成主体意识及科学理性十分有利，亦十分必要。天人一理的天，乃义理之天。既言天人，则天人已分。朱熹《仁说》：“泛言同体者，使人含糊昏缓，而无警切之功，其弊至于认物为己者有之。”又，《答江德功》：“知者吾心之知，理者事物之理。以此知彼，自有主宾之辨。”这主宾之分，十分要紧。将自然视为可以分解的物待之，才有科学。如果成日家泛言同体，惟有含糊昏缓而已，何时方能全面揭示自然之奥秘？古人论主客二分的地方极多。比如老子论为道，则主直觉，反用智，但是论及观察万物，则明显主物我之分，以及分门别类用心观察的科学精神。如：“万物并作，吾以观复。”“故以身观身，以家观家，以乡观乡，以邦观邦，以天下观天下。吾何以知天下哉？以此。”《墨经》论及主客及求知甚明白，如：“知，接也。”“智，智也者，以其知论物，而其知之也著，若明。”《荀子·解蔽》：“凡观物有疑，中心不定，则外物不清。吾虑不清，则未可定然否。”《天论》：“天行有常，不为尧存，不为桀亡。…故明于天人之分。”《韩非子·显学》：“无参验而必之者，愚也。”王冲《论衡·薄葬》：“事莫明于有效，论莫定于有证。”程颐：“致知在格物……须是今日格一件，明日又格一件，积习既多，然后脱然自有贯通处。”（《语录》十八）王夫之《尚书引义》：“天与人异形离质，而所继者惟道也。”《读四书大全说·大学》：“大抵格物之功，心官与耳目均用，学问为主，而思辩辅之，所思所辨者，皆其所学问之事。致知之功，则唯在心官思辩为主，而学问辅之，所学问者，乃以决其思辩之疑。”戴震《孟子字义疏证》：“事物之理，必就事物剖析至微而后理得。”总之，以主体立场详细观察研究自然的精神，在中国文化中有着悠久传统，只是没有独立于人文学术而自成严密的逻辑体系而已。
自然与人的关系，既有对立紧张的一面，又有一体和谐的一面，必须全面领悟，不得偏废。西方自中世纪以后，乃全倾向于对立与利用自然，于是视科学为对自然之权力。F.培根的名言最为代表：Ipsascientiapotestasest.（科学本身便是权力。）中国传统则几乎顷全力于一体和谐之说，几只有老子指出自然的严厉：“天地不仁，以万物为刍狗。”而古代几乎只有荀子讲制天，亦即利用自然。实际上，人类的行为便蕴涵着天人二分与利用自然。人只要有消化管道，便不得不消耗自然资源。人只要有美化生活方式的要求，便不得不加剧消耗自然资源。由于西方的科学与价值脱节，对自然的片面领悟，以及自我和消费主体的畸形膨胀，已经造成滥戕滥用自然，不顾人类整体利益，毁坏人类生存环境的灾难性后果。
也恰恰在这里，有着中国文化理想的机遇。我国文化传统有着恢弘深邃的内涵。文化的发展固然有着许多未知乃至非理性的因素，不可能简单地按照自觉意志的指引而进行。然而只要摆脱半殖民地文化自卑心理，不墨守冬烘式的国学陈规，而从人类历史趋向和当代人类需要的广阔视野去体认之，也就可能发现中国文化新生的机缘。科学，市场，法治，乃是现代人类社会具有普世性的体制，也许是人类历史不可抗拒的潮流。中国的文化理想，只要经过正确的诠解，可以提供现代人类需要的自然观、科学认识论和方法论原理。中国文化观念，既涵有主客二分、主体意识的思想，亦涵有天人和谐兼有人可制天的理念。中国人既把天视为可宰制可利用的对象，又视为自主的生命沃源。如《易·系辞》：“天地之大德曰生。”“生生之谓易。”《庄子·知北游》：“天不得不高，地不得不广，日月不得不行，万物不得不昌。”董仲舒《春秋繁露·王道通》：“天覆育万物，既化而生之，有养而成之。”不胜枚举。这便蕴涵着人与自然的主客互动的关系。同时，也认为自然有着内在的理性性质，人可以认识而预期之。如荀子云：“天行有常。”“所志于天者，已其见象之可以期者矣。”“夫此有常以至其诚者也。”有常而诚，实即内在理性。《说文·言部》：“诚，信也。”而《人部》：“信，诚也。”这里《说文》犯了循环定义的错误。《字汇·人部》：“信，不差爽也。”《广韵·震韵》：“信，验也。”不差爽而可验的常行，即秩序原则。实在之内的有常以至其诚，即世界内在理性也。对自然的认识，既要以经验的方法格一物复格一物地无穷反复进行，而最终理想又是类似统一场论式的全面揭示：“惟圣人能属万物于一而系之元也。”真理的标准，便是人的理性原则与人所可能发现的自然秩序之间，无穷主客互动的对比。结语
不同于技术，科学是精神创造活动。创造需要灵感，而灵感要求那生我养我的文化沃土为源泉。譬诸音乐，如果中国的作曲家恒常依据西洋的音乐动机去谱曲，能作出伟大音乐否？科学创造，其理一也。欧洲的人文理想曾孕育出一个时代的伟大科学。如今，那个时代的精神，也就是所谓现代性，已经显示出其局限性。而中国的文化精神却恰可补其不足，而取其所长。这里便涵有中国文化的机遇。曾有人放言高论，称二十一世纪为中国的世纪。此语应作何解？“中国的”总不是possessive的意思吧。“中国的”似应指中国的贡献。贡献又在何处？仅仅亦步亦趋，可乎？仅仅“强大”，而无精神创造，可乎？没有科学的伟大创造，可乎？于此可知中国的文化新生之重大意义矣。
