馬亞鵬

(銀川市第九中學(xué)，寧夏 銀川 750011)

科學(xué)論證是論證思維在自然科學(xué)領(lǐng)域的運用,其內(nèi)涵是“利用證據(jù)建立科學(xué)的理由以支持科學(xué)主張”[1],科學(xué)論證在科學(xué)研究過程中具有不可或缺的作用,科學(xué)理論的建立,科學(xué)家為科學(xué)理論被科學(xué)共同體所接受而做的辯護都離不開科學(xué)論證．基于科學(xué)論證的物理教學(xué)就是將科學(xué)活動中的論證引入物理教學(xué),引導(dǎo)師生像科學(xué)家一樣開展基于證據(jù)的論證活動以發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力．我國新修訂的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》明確將科學(xué)論證作為科學(xué)思維的主要內(nèi)容納入物理學(xué)科核心素養(yǎng),足見其重要性．我們不禁疑惑,基于科學(xué)論證的教學(xué)是否是一個新事物,以往的物理教學(xué)是否關(guān)注科學(xué)論證,以及開展科學(xué)論證的程度如何?為此,歷史的省察是必要的,最能夠體現(xiàn)一種教學(xué)理念及其要求的是由教育行政部門制定的教育政策．本文以高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(教學(xué)大綱)為例,梳理了我國課程政策對科學(xué)論證的目標(biāo)要求,以期了解科學(xué)論證在我國課程標(biāo)準(zhǔn)中的歷史演進,以便更好地做好基于科學(xué)論證的物理教學(xué)．

1 新中國成立以來至2000年課程標(biāo)準(zhǔn)中的科學(xué)論證

根據(jù)王較過教授對新中國學(xué)校物理教育發(fā)展的階段劃分[2],將各階段主要的課程標(biāo)準(zhǔn)或教學(xué)大綱[3]中與科學(xué)論證相關(guān)內(nèi)容進行統(tǒng)計分析,見表1.

由表1可知,新中國成立以來至2000年,我國物理課程標(biāo)準(zhǔn)(教學(xué)大綱)并未將科學(xué)論證作為直接的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容．這一階段的課程文本涉及到科學(xué)論證的地方主要有兩個方面,一是概念和規(guī)律教學(xué)中,要注重物理概念和規(guī)律形成的過程,注重科學(xué)方法教育,注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理能力．二是在實驗?zāi)芰σ笾?對科學(xué)論證的基本要素提出了要求,例如如實記錄實驗數(shù)據(jù)(證據(jù)),分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論(推理論證),寫出簡要的實驗報告等．

2 21世紀(jì)以來課程標(biāo)準(zhǔn)中的科學(xué)論證

2.1 《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》中的科學(xué)論證

2003年,我國教育部頒布了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》[4],提出了三維課程目標(biāo),將科學(xué)探究作為重要的教學(xué)內(nèi)容列入課程標(biāo)準(zhǔn)．與科學(xué)論證相關(guān)的內(nèi)容和要求有所增加,具體表述如下.

(1) 在課程目標(biāo)中,與科學(xué)論證相關(guān)的論述有:參加一些科學(xué)實踐活動,嘗試經(jīng)過思考發(fā)表自己的見解,嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實際問題．有主動和他人合作的精神,有將自己的見解與他人交流的愿望,敢于堅持正確觀點,勇于修正錯誤,具有團隊精神．

(2) 科學(xué)探究及物理實驗?zāi)芰σ笾?明確將進行實驗與收集證據(jù)、分析與論證、交流與合作等作為科學(xué)探究要素單獨提了出來．分析與論證要求主要有對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理、嘗試根據(jù)實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)得出結(jié)論、對實驗結(jié)果進行解釋和描述、認(rèn)識在實驗中進行分析論證是很重要的．

(3) 在教學(xué)建議中,指出在科學(xué)探究中,應(yīng)該讓學(xué)生學(xué)會依據(jù)物理事實運用邏輯判斷來確立物理量之間的因果關(guān)系,樹立把物理事實作為證據(jù)的觀念,形成根據(jù)證據(jù)、邏輯和現(xiàn)有知識進行科學(xué)解釋的思維方法．

由此可以看出,2003版課程標(biāo)準(zhǔn)因?qū)⒖茖W(xué)探究引入物理教學(xué),極大地增強了對科學(xué)論證的要求．但是我們也要看到,這些要求與西方發(fā)達國家的物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求相比較,仍有很大的差距．一項國際物理課程標(biāo)準(zhǔn)比較研究表明[5],我國的高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)論證的要求之不足主要表現(xiàn)在如下幾個方面:第一,在論據(jù)方面,沒有“以適當(dāng)?shù)男问奖碚骱徒M織數(shù)據(jù)”的要求;第二,在論證要素方面,沒有“科學(xué)論證的構(gòu)成”“區(qū)分論點和論據(jù)”等方面的要求;第三,在基于論證的科學(xué)解釋方面,沒有“考慮不同解釋”“依據(jù)理論和證據(jù)支持、反駁、修改解釋”的要求;第四,在評估方面,沒有“論證的邏輯”方面的要求;第五,在交流與合作中,沒有“同行審查”的要求;第六,在科學(xué)本質(zhì)觀上,沒有“好的科學(xué)理論是可檢驗、有證據(jù)支持”等方面的要求．

2.2 《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中的科學(xué)論證

我國新修訂的《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》[6]將科學(xué)論證作為科學(xué)思維的主要內(nèi)容、將證據(jù)作為科學(xué)探究的基本要素、將基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見解作為重要的科學(xué)態(tài)度納入到物理學(xué)科核心素養(yǎng)之中．在課程目標(biāo)、學(xué)業(yè)質(zhì)量水平對基于科學(xué)論證的物理教學(xué)提出了明確的要求,具體如下.

(1) 課程目標(biāo)中的科學(xué)論證.

① 具有使用科學(xué)論證的意識和評估科學(xué)論證的能力,能運用證據(jù)對研究的問題進行描述、解釋和預(yù)測．

② 具有設(shè)計探究方案和獲取證據(jù)的能力,能正確實施探究方案,使用不同方法和手段分析、處理信息,描述并解釋探究結(jié)果和變化趨勢．

③ 能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見解,實事求是,不迷信權(quán)威．

可見,從課程目標(biāo)的角度,課程標(biāo)準(zhǔn)從科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度三個方面對科學(xué)論證提出了明確的要求．相比此前的課程標(biāo)準(zhǔn)(教學(xué)大綱),強調(diào)證據(jù)的重要性,基于證據(jù)的論證思維,以及有證據(jù)、有邏輯地發(fā)表意見的科學(xué)態(tài)度．

(2) 對科學(xué)論證學(xué)業(yè)質(zhì)量水平的要求.

新修訂的課程標(biāo)準(zhǔn)的一個亮點是對學(xué)業(yè)質(zhì)量水平作出了明確的要求,對應(yīng)的與科學(xué)論證相關(guān)的要求見表2.

學(xué)業(yè)質(zhì)量水平對科學(xué)論證的要求主要體現(xiàn)在科學(xué)思維中的科學(xué)論證以及科學(xué)探究中的證據(jù)要素之中,依水平高低劃分為五級．根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,學(xué)業(yè)質(zhì)量水平2是高中畢業(yè)生應(yīng)達到的合格要求,是學(xué)業(yè)水平合格性考試的命題依據(jù),學(xué)業(yè)質(zhì)量水平4是用于高等院校招生的學(xué)業(yè)水平等級性考試的命題依據(jù)．教學(xué)中如何把握學(xué)業(yè)質(zhì)量對科學(xué)論證的要求,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,合理設(shè)計并實施教學(xué),促進學(xué)生達到相應(yīng)的學(xué)業(yè)水平以提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)是亟待研究的重要課題．

3 總結(jié)與啟示

從上述歷史演進中,我們可以得出以下幾點結(jié)論．

第一,科學(xué)論證在我國課程標(biāo)準(zhǔn)中經(jīng)歷了從隱性到顯性的歷史演進．特別強調(diào)的是,以往的課程標(biāo)準(zhǔn)(教學(xué)大綱)并未明確提出科學(xué)論證的說法,但并不意味著沒有對科學(xué)論證的相關(guān)要求,如1950年的《中學(xué)物理精要綱要(草案)》要求“學(xué)生在實驗中要尋求現(xiàn)象間的因果聯(lián)系,證明物理量間的數(shù)值關(guān)系,寫成有系統(tǒng)的報告”,就是簡單的科學(xué)論證過程,只不過還比較初步,在表述方式上屬于“隱性化”描述．進而言之,也不能說我國傳統(tǒng)的物理教學(xué)中沒有或缺乏科學(xué)論證的因素,依據(jù)實驗事實、基于邏輯推理得出結(jié)論,向來是我國物理教學(xué)的優(yōu)良傳統(tǒng)．新修訂的課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出科學(xué)論證目標(biāo)及其相應(yīng)的學(xué)業(yè)質(zhì)量水平,對科學(xué)論證的表述做了顯性的處理,緊跟國際科學(xué)教育改革的新路向,以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為旨歸,體現(xiàn)了課程政策的繼承與創(chuàng)生．

第二,科學(xué)論證主要但又不僅限于體現(xiàn)在科學(xué)探究中．從一開始,在教育政策制定者的心目中,就有意識地將科學(xué)論證主要體現(xiàn)在物理實驗教學(xué)和科學(xué)探究活動中,但并不限于此,如1952年的《中學(xué)物理科課程標(biāo)準(zhǔn)草案》要求“教材在闡明理論時,必須引據(jù)事實(經(jīng)驗的與實驗的)予以分析、概括,并推斷結(jié)果,再舉實例,反復(fù)印證”．這充分體現(xiàn)了物理學(xué)科實證科學(xué)的特點,強化論證思維的重要性．再如在1956年的《中學(xué)物理教學(xué)大綱(修訂草案)》中提出“在高中物理中,理論的作用和數(shù)學(xué)論證的意義,都應(yīng)有很大的增長”的要求,說明科學(xué)論證不僅限于實驗探究,也要重視理論和數(shù)學(xué)論證．因此,我們不能將科學(xué)論證的外延縮小,認(rèn)為科學(xué)論證只是科學(xué)探究的一個要素或環(huán)節(jié)．這種認(rèn)識上的誤區(qū)會導(dǎo)致學(xué)生科學(xué)論證能力培養(yǎng)的窄化,值得注意．

第三,課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)論證內(nèi)容的不足與改進．新修訂的課程標(biāo)準(zhǔn)中科學(xué)論證內(nèi)容的不足主要有二,一是對科學(xué)論證、科學(xué)推理和科學(xué)解釋之間的關(guān)系認(rèn)識不清．科學(xué)論證的過程離不開科學(xué)推理,科學(xué)推理是科學(xué)論證的必要條件;科學(xué)論證的結(jié)果不僅包含建立科學(xué)解釋,還包括對科學(xué)解釋的反駁與辯護的過程．課程標(biāo)準(zhǔn)未能體現(xiàn)上述關(guān)聯(lián)．二是課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)論證的要求之中,僅體現(xiàn)了科學(xué)論證的個體性因素,未能體現(xiàn)社會性因素,并對科學(xué)論證本身所體現(xiàn)的科學(xué)本質(zhì)觀未有明確說明,僅將論證看成了科學(xué)思維的一部分或科學(xué)探究的一個要素．針對上述不足,在開展基于科學(xué)論證的物理教學(xué)實踐時,一要注重通過多種方式展開科學(xué)論證,顯化論證的模式、結(jié)構(gòu),強化對不同的解釋的辯護、反駁等;二是著力體現(xiàn)科學(xué)論證的社會性因素,將“同行評議”等科學(xué)實踐形式引入課堂教學(xué),以貼近科學(xué)本質(zhì)．

最后,新修訂的課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)論證提出了明確的要求,這些要求最終要落腳于真實的課堂教學(xué)實踐情境中,即如何通過課堂教學(xué)培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)論證能力,進而發(fā)展物理核心素養(yǎng),是擺在物理教學(xué)研究者與實踐者面前的問題,開展基于科學(xué)論證的物理教學(xué)研究與實踐是問題解決的必由之路．本文對科學(xué)論證在我國課程政策中的歷史演進的分析,有助于教師了解課程話語中科學(xué)論證的來龍去脈和目標(biāo)要求,啟發(fā)教師在傳承與創(chuàng)生中做好基于科學(xué)論證的物理教學(xué)研究與實踐．