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科学本质的理解及其对高中物理教学的影响

【摘要】:(二)理性主义的科学本质观理性主义认为,一切知识均源于理性所显示的公理。(三)逻辑实证主义科学本质观逻辑实证主义认为,知识源自纯粹客观的观察,再经由科学方法得到科学知识或理论。逻辑实证主义的观点对人们认识科学的本质产生的影响是巨大的。由于科学知识形成过程被认为相当客观,而且它是对自然界的本质的真实描述,因此是极不易改变的,故科学知识被视为绝对客观的真理。

科学本质是人们对科学知识、科学研究过程、科学方法、科学精神、科学的历史、科学价值、科学限度等方面最基本特点的认识,是一种对科学本身全面的、哲学性的基础认识。科学本质观是一个结构化的观念系统,不同的历史时期和不同的人对科学本质的认识不尽相同。科学本质可以从三个方面进行阐述,一是科学知识的本质:世界是可以认识的,科学是可变的,科学不可能解决所有问题。二是科学研究的本质:科学讲究证据,科学是逻辑与想象相结合的产物,科学用作解释和预测,科学试图确定和避免偏见,科学反对权威。三是科学事业的本质:科学是一种负责的社会活动,科学被分成专门领域并在不同情况下进行研究,科学研究中存在普遍的伦理原则,科学家既作为专家又作为公民参加公共事务。在高中物理教学中,学生要通过知识的学习和科学探究,逐步理解科学的本质。近年来,研究者特别重视科学本质与科学学习兴趣的研究及培养,科学态度的多个方面反映了科学本质。

(一)经验主义科学本质观

经验主义科学本质观的要义是,科学经验是通过归纳法导出来的知识。科学始于观察,是以能看到、听到、触到的东西为基础的。科学是客观的,个人的意见或爱好和思辨的想象在科学中没有地位。科学知识是可靠的知识,因为它是在客观上被证明了的知识。从事科学研究的观察者应该忠实地、客观地记录下他(她)所看到、听到的东西。

(二)理性主义的科学本质观

理性主义认为,一切知识均源于理性所显示的公理。理性主义的知识观把知识当作外在于主体的客观存在,学生的学习就是要获得这些客观知识。理性主义知识观以哲学理论为基础,在理性主义知识观中,知识被认为是“客观的”“绝对的”“科学的”。“客观的”是指知识是一种具有客观基础的、得到充分论证的真实信念,它与仅仅是个人的意见或证据支持的主观信念相区别。“绝对的”是指通过严格的科学逻辑过程(即理性思维过程)获得的知识,具有绝对的、永恒的和普遍的价值特性,是不容置疑的。“科学的”是指知识是按照学科体系各自成为一种具有某种共同属性的学科知识,每一种学科都有自己的知识体系和语言。

(三)逻辑实证主义科学本质观

逻辑实证主义认为,知识源自纯粹客观的观察,再经由科学方法得到科学知识或理论。逻辑实证主义的两个基本原则,一是逻辑,二是实证或经验。逻辑实证主义是实证主义传统中的当代科学哲学,崇尚经验科学,主张用符号逻辑分析现代科学,所提倡的科学方法是假设一演绎法。整个科学研究的过程,就是先以开放的眼光观察自然现象,通过归纳发现某些规则,进而在头脑中形成某种假说,再搜集资料验证假说,若假说成立就变成科学知识。所以只要严格遵循上述过程,所产生的知识就可称为科学知识。由于科学知识的产生过程被认为是“客观”的,因此一旦被确证,科学知识就变成绝对的真理。既然是真理,其地位就是稳固的,不会被推翻。所以当科学知识不断地形成时,就代表真理不断地增加,也就是说,科学知识是以一种线性累加的方式不断增长的。逻辑实证主义的观点对人们认识科学的本质产生的影响是巨大的。逻辑实证主义强调科学知识的可证实性,认为观察是科学知识的来源,而且观察是一种价值中立、客观的活动,不受任何因素的影响,故所得的资料一定是客观的。由于科学知识形成过程被认为相当客观,而且它是对自然界的本质的真实描述,因此是极不易改变的,故科学知识被视为绝对客观的真理。

(四)后现代的科学观

后现代的科学观认为科学是反映客观事物本质和运动规律的知识体系,是科学知识、科学方法和科学精神三个方面组成的不可分割的有机整体。它包括七个方面的特征:①当发现新的证据和对已有事实有新的解释时,科学知识将会改变。②科学知识最终是建立在经验证据基础上的,那就是对自然世界的观察。③人类的想象和创造性参与了科学知识发展的所有阶段,包括假设的提出、实验的设计和数据的解释。④科学观察受个体科学价值观和先前知识等主观性的影响。⑤科学受文化和文化价值观念的影响。⑥科学知识是建立在观察和推论基础之上的。观察是通过人的感官或这些感官的扩展收集的,推论是对这些观察的解释。⑦科学定律和理论是不同的科学知识。后现代的观点否定把科学简单地等同于真理的观点,认为科学是人与自然进行交流、不断理解自然和自身的一种交往活动。所有知识都是一种“暂时的”理论,都是对现有问题的暂时性解释。它只不过是人们对客观世界的一种解释、假说或假设,它不是问题的最终答案,它必将随着人们认识程度的深化而不断变革、升华和改造,并随之出现新的解释和假设。

综上所述,传统的科学哲学认为,科学是用仔细的观察和实验收集事实并运用某种逻辑程序从这些事实中推导出的定律和理论,科学知识是不受人的主观因素影响的客观真理。现代科学哲学认为,那种把科学理论看成是明确的或被证明了的观点具有根本性的错误。科学知识是可错的,科学的过程是证伪的过程,是在寻找错误的过程中不断逼近真理而不能达到真理的过程。所以科学是发展的,是相对正确的。科学知识在本质上是一种猜想的知识,是大胆的假设。