科學理論與科學實驗的關系范文

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[關鍵詞] 教學效能感 個人教學效能感 一般教學效能感 教學歸因方式

一、前言

教師教學效能感是構成教師素質的一個重要方面。教師教學效能感是教師根據自己以往的經驗及對教育理論的了解,確認自己能有效地完成教學工作,實現教學目標的一種信念,包括一般教育效能感和個人教學效能感。一般教育效能感是指教師對教與學的關系、對教育在學生發展中的作用等問題的一種信念;個人教學效能感是指教師對自己教學能力的一種信念。教師教學歸因是指教師對自己或他人已完成的教學活動的結果進行分析,形成因果性解析的過程,在以往研究中,主要集中在中小學教師和其它專業教師。而高校思想政治理論課教師與中小學教師存在工作任務、工作目的等許多不同點,那么,高校思想政治理論課教師教學歸因方式與他的教學效能感的關系又會是怎樣的?這就是本文的研究目的。

二、研究方法

1.研究對象

本研究采取方便取樣的方式,被試來自湖南大部分大專院校的思想政治理論課教師,共發放問卷160份,回收問卷139份,回份率86.89%,其中有效人數120名,有效率為86.35%。男、女人數與自然分布成一定比例。

2.測量工具

《教師教學效能感量表》是俞國良等人1995年修訂的。量表的Cronbach Alph同質性系數為0.77,分半信度為0.84。各項指標基本符合心理測量學的要求,可以作為評估教師教學效能感的工具?！督處熃虒W歸因方式量表》采用北京師范大學發展心理研究所辛濤等編制的。各項指標基本符合心理測量學的要求,可以作為評估教師教學歸因方式的工具。

三、結果與分析

回歸分析:

以積極歸因和消極歸因為預測變量,分別以個人教師教學效能感和教師一般效能感為因變量,進行了多元逐步線性回歸分析。剔除決定系數(R2)較小的模式,多元線性逐步回歸分析的結果如表1和表2所示。

從回歸分析的結果可以看出,教學成敗歸因方式的四個變量全部進入一般教學效能感回歸方程,其預測力為56.2%,解釋量大,且F檢驗顯著;進入個人教學效能感回歸方程的變量有內部原因(成功)、外部原因(失敗)、外部原因(成功),其預測力為28.5%,F檢驗顯著。

四、討論

1.教學效能感與成功取向的歸因的關系

回歸分析發現,當思想政治理論教學取得成功時,如果思想政治理論教師將其歸因為自己教學能力強和自我努力的結果,那么這種歸因傾向會使教師對自己的教學工作和自我做出積極的評價和肯定,獲得一種自我滿足的積極愉快的情緒體驗,從而增強自我能力的信心,提高教學動機水平,教師會對教學工作產生較高的興趣和熱情,其教學效能感必然較高。同時,這種自我歸因會增強思想政治理論教師再次教學成功的期望,會積極主動為下次成功付出更多努力.特別是,當思想政治理論教師通過自己的努力使學生得到了發展時,那么他會認為教育能對學生的成長產生重要的影響;學生能否取得成功與教師自身原因不可分;通過教育,學生是可以產生積極的正向改變的。思想政治理論教師獲得這種教育體驗,會堅定教育在學生的發展中起著主導作用的信念,這樣必定會提高他們的一般教學效能感?？傊?如果將成功歸因于能力強等內部原因,就會體驗到一種自豪感和自信感,就會促使自己再接再厲(努力行為),提高教學效能感。自然就會提高教學效果;反之,如果將成功歸因于運氣好等外部原因,就會感到僥幸不在乎,就不會再作努力(懶惰行為),自然就會降低教學效果。因此,建議高校思想政治理論課教師,不論成功與失敗都要進行積極的歸因,不可做出不利于自我效能感的歸因,即端正心態,換一個角度看問題。

2.教學效能感與失敗取向的歸因的關系

回歸分析發現,當思想政治理論課教師面對教學失敗的情況下,歸因于外部原因對其個人教學效能感、一般教學效能感具有預測作用;歸因內部原因對其一般教學效能感具有預測作用。這觀點與谷生華1999年研究的《教師教學歸因芻論》觀點相同,與單玉濤2005年《山東省中學思想政治理論教師教學效能感及相關因素的研究》碩士論文觀點相背。這表明,當思想政治理論教學失敗時,思想政治理論教師認為失敗是由于自己的內部原因造成的,會對自己的教學能力產生懷疑,降低教學的自信心,缺乏下次成功的期望,而放棄繼續努力,經常地失敗容易使教師對教學失去興趣,并缺乏改進提高的動機,這樣就必然會降低教師的個人教學效能感。而趨向于將教學的成敗歸因為學生、運氣等外控因素的思想政治理論教師,這種失敗就會增強行為的堅持,會再作努力。所以,對于教師的成績多肯定、多表揚,少批評。

五、結論

在一般教學效能感中,責任意識對一般教學效能感起正向作用,情緒敏感性卻對一般教學效能感起負向作用;在個人教學效能感中,外向性和責任意識都對個人教學效能感起正向作用。

參考文獻:

[1]孫衛.環境因素、教學歸因對中小教師教學效能感影響的研究.山東師范大學,2003.

[2]谷生華.教師教學歸因芻論[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]單玉濤.山東省中學思想政治理論教師教學效能感及相關因素的研究.山東師范大學,2005.

篇2

論文摘要：科學知識社會學的研究揭示出，科學實驗中存在著一個修辭學的層面。文章通過對科學實驗修辭的理論依據、制約境遇、操作規則、勸導力量等內容的探討，論述了科學實驗中的修辭問題。

    自從20世紀70年代中期拉圖爾、伍爾加開始運用人類學的田野調查方法對美國salk研究所進行觀察研究以來，科學實驗就成為了科學知識社會學(ssk)的重要研究內容。他們從對實驗室的詳細考察中獲取豐富的資料，描述了實驗室內部的分工及操作的流程，描述了科學知識在實驗室內被建構出來的過程，進而提出了實驗室“事實”的社會建構、科學實驗運行的決策負荷、知識生產過程的情境制約、知識生產過程的市場定位等許多非常新穎而深刻的理論觀點。通過ssk對科學實驗過程、筆錄和論文的分析，對實驗室成員手稿、通信、談話等的研究，可以發現，在科學實驗對科學知識的建構過程中，還存在著一個不為人注意的修辭學層面，科學家運用勸導和說服性的文學技巧來獲得科學實驗的成功是一個共性的問題。文章擬就這一問題進行簡要探討。

一、科學實驗修辭的理論依據

    科學實驗是科學家根據其研究目標，利用一定的儀器、設備，對自然現象加以控制、模擬，排除干擾，突出主導因素，在有利的條件下進行科學研究的一種方法，其目的一是為了探索和發現新的現象和規律，二是為了對理論成果的正確與否進行檢驗。人們一般認為，科學實驗是一種純粹理性和中立的實踐活動，其中不摻雜任何非科學的成分。但事實上，由于種種原因，科學實驗經常會出現從別的領域中借鑒理論和方法成果的現象，其中，科學實驗與修辭學的結合就是一個非常明顯的例證。之所以說在科學實驗中也存在修辭學的操作空間，是由以下幾點決定的:

    第一，科學實驗的主觀性特征。科學實驗雖然是一種理性活動，但就其要人為地控制和改變科學研究對象以獲取感性材料的過程而言，它并不完全等同于科學抽象、綜合分析等理性思維活動，而是也具有感性活動的特征，它要借助于儀器設備把抽象的理性活動物化為感性形態參與的認識活動。如果保持絕對的客觀性和中立性，科學實驗就不能改變自然現象的基本形態和運動的原有進程，這樣客觀對象的許多特征和屬性就無法顯示出來為人們所認知。所以，科學實驗必須干預研究對象，在變革自然的過程中接受來自自然的各種信息。科學實驗可以簡化和純化研究對象，讓所要的結果以典型、純粹的形式表現出來;它可以強化和激化研究對象，造成自然界中無法直接控制而在生產過程中又難以實現的條件;它可以加速和延緩自然條件下研究對象演進的過程，以模擬的方式再現和重演時過境遷的自然現象。所以，科學實驗受到實驗者主體思想的支配，科學實驗中滲透著實驗者理論的指導，對科學實驗結果的解釋具有較大的主觀性和相對性，所有的這一切，都體現了實驗者主觀性和能動性的一面，有助于做出在常規條件下難以達到的科學發現和技術發明。而且，實驗者本人所具有的世界圖景、科學信念、理論框架、符號語言對其實驗的影響也是不言而喻的，獨立于包括修辭學在內的各種理論之外的中立性實驗是不存在的。

    第二，科學實驗的社會性特征?？茖W實驗并不完全是一項個人化的事業，而是科學共同體的集體成果，科學實驗的過程、作用和結果必須結合其賴以生存的社會環境來加以認識。科學社會學家拉圖爾曾經用“行動者一網絡”( actor -network)理論來概括科學實驗的這種社會性特征，他認為，科學實驗實際上是一個互動的網絡結構，這一網絡首先指生產科學知識的實驗室，實驗室中的實驗者、實驗儀器、實驗材料、實驗環境形成一個相互關聯、不可分割的整體，構成了科學實驗的基礎語境。其次，“行動者一網絡”指實驗室與其之外的社會的關聯，科學家與政府、企業、出版商、公眾等共同編織成自然一社會之網亦即科學實驗的社會語境。再次，“行動者一網絡”也指上述兩個層面之間的雙向互動，實驗室通過科學建構塑造社會，社會以其特有方式資助和支持實驗室。在他們看來，科學實驗實際上構成了一種特殊的社會實踐，在這種實踐中，誰是科學的權威，誰的方法和判斷應當得到尊重，誰的證據應當視為可信的，都與科學家的社會地位和屬性聯系在一起，對科學實驗進行修辭學的改造就是要維護自己所服務的意識形態、權利和地位。

    第三，科學實驗的審美性特征。隨著科學研究的發展，對真理的探索和對審美的追求日益呈現出內在統一的趨勢，正由于科學和美學之間的這種內在統一性，在科學研究的過程中逐漸形成了一系列的審美原則和特征。“科學中的審美判斷是植根于主觀和社會的因素之中的。科學家習得的審美標準的意義是社會過程中的一部分”。科學實驗作為科學研究活動的一部分，當然也要求具有審美性的特征，這主要表現在四個方面:首先是對稱性，在科學實驗中，如果對實驗的諸種成分如概念、公設、變量等施加一個變換而不會對實驗本身及結果產生變革性的影響。其次是模型性，科學實驗總是通過各種形式實行模型化原則，建立對象系統的簡化模型來研究真實的對象系統。再次是形象化，要求一個實驗是可形象化的，就是要求一個實驗是可用圖像表現的，可以用圖像或虛構的形式來解釋自然現象。最后是簡單性，科學家要遵循“思維經濟原則”，他們往往是選擇那些容易進行的而且帶有更大適用性的實驗，而不是最有理論意義的實驗。事實上，科學實驗的審美性特征不僅為科學實驗的修辭學提供了探索方向，提出了進行科學實驗修辭評價和選擇的參照標準，也為科學實驗的建構提供了方法論的準則。

    第四，科學實驗的偶然性特征。在實驗室中，科學家所做出的各種選擇并不是理性推理的必然結果，要想找到幾個參數來描述科學實驗選擇的深層原因是不可能的，這些選擇只能是因地而異、偶然發生的事件(locally situated occasion)。科學實驗研究在一定程度上是機會主義的，科學實驗的儀器設備、圖書資料等資源決定了實驗的主題選擇、問題分析、過程結構等，科學家對實驗的某一方面的更改，有時就是因為可供利用的實驗資源這樣一些非決定性的、非主導性的、偶然性的緣故?！皩嶒炇覂鹊脑S多決定都來自并沒有事先計劃到的選擇和地方背景的標準，而不是來自遵循一系列理性程序。科學家會使用放在身邊的設備，而不是去建造一個或是購買一個新的。他們之所以決定采用某些測量是因為它們容易，而不是因為它們在理論上最有意義?！?/p>

二、科學實驗修辭的制約境遇

    當代科學社會學家卡林·諾爾一塞蒂納是對實驗室進行系統的社會學研究的杰出代表，她堅持一種建構主義的觀點，注重對行動之中的科學的描述，力圖考察科學家在廣泛的社會文化背景中是如何建構知識的。她在其著名的《制造知識—建構主義與科學的與境性》一書中認為:“對實驗室的研究已經表明，科學對象不僅技術性地在實驗室中被創造出來，而且符號性、政治性地被建構?！遍]也就是說，科學的發現不是理性研究的結果，而是偶然事件的產物，即個別實驗儀器設備的使用、個別材料的偶然使用，以及實驗室中科學家之間，有時是實驗室內科學家與實驗室外科學家相互磋商和協調的產物，售科學實驗中充滿了修辭的因素。在塞蒂納看來，實驗室是實施實驗或者知識過程得以發生的物質環境的寓所，它構成了科學實驗修辭最直接的制約境遇?？茖W實驗室可以從兩個角度來進行界定，一方面，實驗室可以稱為“知識作坊，" ( workshop)，它指一種為了知識的制造而擁有各種實驗設備和儀器的地方;另一方面，實驗室又可以被稱為“事實工廠”(fact factory)，它不僅產生創新性的知識，而且要在選擇的基礎上創造出新的科學對象和科學事實。科學實驗所使用的儀器是按照實驗原理的要求構造的，實驗使用的材料是依據實驗者的目標預先準備好的，就連實驗室的物理環境也是精心設計的，只有通過這一切，才能達到科學家所預先設想的目標，產生出新的科學事實來。在實驗室中，我們看不到描述主義所稱的“自然”，相反，“自然”是被排除在外的?！坝捎诳茖W研究的產品是特殊的人在特定時間、特定場合建構的，這些產品包含著研究者特定的興趣和局部的而非普遍有效的解釋;換言之，科學家是在有條件限制的情況下進行研究的。這樣，實驗室中的選擇不僅依賴于所研究的內容，也依賴于具體的研究環境。

    具體而言，在對科學事實和知識進行建構的過程中，實驗者主要受到了以下幾方面因素的影響:一是選擇決定。科學家在進行某種實驗和解釋，對科學事實建構時，是滲透著選擇和決定的因素的，這包括測試手段選擇、物理環境選擇、實驗時間選擇等等。例如一位操作結構測量數據程序的科學家，他的任務是選擇一種函數，這一函數已經被轉化成在兩種形式的統計曲線之中取其一的選擇。他最終選擇了后者，因為后者解釋和表述起來更為容易一些，這一點是符合修辭學的簡單性原則的?？茖W實驗的選擇性，同樣包括了實驗工具、樣品等實驗條件的選擇，而這些選擇則是在選擇決定標準(decision criterion)的基礎上進行的，選擇某些標準就意味著選擇與其相適應的描述工具和方法。這些選擇決定標準必然包括簡單性、可比性、精確性等準則，也是修辭學所追求的目標。二是商談協調。實驗室中的選擇不是與個體的決定相關聯，而是社會商談(negotiation)的結果，實驗室中科學家的實際推理活動也是在大量商談基礎之上進行的。這里的商談，不僅是科學家之間的磋商，而且還包括與科學家之外的有關人員磋商;不僅是書面的建議，而且包括直接的面對面的接觸。其中尤為重要的是，科學家特別是同一實驗室內的科學家必須相互交流自己的觀點，彼此了解他人的想法，直到形成關于實驗的一致意見。科學家接受一種實驗解釋而不是其他解釋的程度，是社會互動或社會磋商過程的結果，亦即成員們交換觀點且相互之間試圖進行說服、勸說和施加影響，在這一過程中，這些觀點可以得到修改、摒棄或加強?？茖W知識是通過磋商過程而確立起來的，即在社會互動過程中通過對文化資源的解釋而確立的。那么，通過科學磋商所確立的結論就不是對自然界的確定性解釋。相反，它們是處于特定文化和社會背景中的具體的行為者群體所認為適當的主張。三是話語互動?？茖W家的實驗也是參與者之間書面話語交流的產物，“科學的交流基礎構成了科學家的活動，這種活動是被其他人的論點所定向和維持的話語互動(discursive interaction)的一種形式。這種社會和符號的基礎在具體的實驗室商談中變得最為明顯，這種商談標志著對科學研究成果的高度選擇性的建構和解構，并且導致了對知識連續的重新建構”。困關于科學實驗的互動性話語背后往往隱藏著一種相同的修辭模式，它們都不使用共同科學框架中的正式的科學論證，而是采用非正式的交流方式并試圖列舉事實以支持那些與他們相一致的結論，以便加強自己的觀點和批駁對手。四是前在成果。科學家所讀的是其他人的實驗成果或研究計劃，他們擁有的是以前科學研究已經確立的知識體系，他們從測量中所獲得的是在特定的交流境遇中才有意義的圖表。科學家在實驗室中建構的，是一種穿插于同他人話語互動的研究領域之中的結果，這些話語的具體成形可在該領域的權威性著作中找到，但它也是通過實驗室中人們的注釋和符號性處理所構成的。五是利益資源。科學實驗活動的完成，不僅是科學家之間的合作，而且包括更廣泛的社會關系。科學家的實驗工作不僅與其同事和其他科學家有關，而且與經紀人、工商界、出版社、政府管理者等有關，由于這些原因，科學實驗的主題、內容和程序都可以進行修改。通過這些措施，科學家希求獲得職位、項目和經費等方面的利益和資源，而這一切對科學家的自身發展和科學實驗的維持來講是不可缺少的。上述這幾個方面的內容可以說構成了科學實驗修辭的制約境遇，科學家必須在特定的境遇之中，通過恰當的修辭論辯方式，來說服他人相信自己的實驗以及解釋是更為優越的。

三、科學實驗修辭的操作規則

    按照科學知識社會學者的看法，科學活動的過程不僅包括傳統所認為的發現的境遇和辯護的境遇，而且包括接受的境遇。也就是說，科學家不僅要以個體或集體的形式發揮其創造性思維來做出科學發現，而且要對其科學理論進行邏輯性的證實和社會性的評價。而科學實驗就是能在這三個境遇中都發揮作用的有效方法，科學實驗不僅是科學理論的先導，而且也是檢驗科學理論的標準，一個科學理論的模型由于其預言與實驗結果非常接近而得到證實。開展科學研究、經驗證實和測度評價都是科學實驗的重要內容，但是，從修辭學的角度講，科學實驗的主要任務，還是要在上述五項境遇制約的基礎上，消除各種可能的障礙，控制選擇的平衡，使得對一種實驗的選擇比另一種實驗更有吸引力，并且增加或降低有關其他可選擇變量的重要性。用齊曼的話來講，科學的目標就是在最大可能的領域上達到理性意見的一致，但是，“觀察的意見一致可能性和意見一致性，在科學中不能認為是理所當然的。必須有意地通過巧妙的實驗、高明的技巧和所有批評論爭的資源去尋求”。

    在《制造知識》一書中，塞蒂納曾經概括了作為科學推理典型特征的五種解釋方法規則，在科學修辭學看來，它們同樣可以成為科學實驗修辭操作的準則。第一，“無限懷疑”的規則，這要求科學家要對已有的科學結論和實驗結果保持懷疑的態度，不輕信和盲從任何權威性的甚至是判決性的實驗，根據不同的實驗和社會語境選擇特定的物質、成分和儀器，選擇實驗測試的時間和取樣的數量，選擇實驗的方法論，例如構成的簡單性與復雜性、嚴格的可比性與間接的可比性等等，努力追求最簡潔、最完美的實驗。第二，“一無所知”的規則，這要求科學家用現象學加括號的方法將自己已有的知識暫時擱置在一旁，從較遠的間距和全新的角度來獲得、審視、保存和傳播一種對已有科學實驗成果的理解，將檢驗和判定理論的權力完全交付給科學實驗，避免“觀察所滲透的理論”可能對科學實驗產生的影響。第三，“參照標準”的規則，這要求科學家在科學實驗中使用帶有自己偏好的各種儀器設備、物理環境、實驗實踐、測量手段、數據符號等條件時，要根據科學實驗所要求的成本、簡單性、可行性、精確性、有效性等標準來進行選擇，盡量使這些條件為科學共同體所集體公認，以保證自己的實驗結果和報告能夠為同行所接受。第四，“普遍適用”的規則，這要求科學家所操作的科學實驗可以由不同的實驗者在不同的時空中進行且得到相同的結果?！翱茖W合理性被認為是由重復性來保證的，理由是科學共識建立在經驗事實的基礎上，經驗事實來自實驗，而實驗又是可以由任何科學共同體中能勝任的成員來重復進行的。第五，“開誠布公”的規則，這要求科學家必須就其科學實驗的過程、內容和結果進行交談和公布，因為對科學實驗的理解，不可能僅僅通過觀察而獲得。要想獲悉隱藏在實驗室背后的基本原理，必須閱讀實驗報告，傾聽科學家之間的問答和交流。對科學家來說，事物的原始意義包含在他們的實驗室推理之中，而對其他科學家和公眾來講，關于科學實驗的交談是獲取信息的主要來源。

   科學實驗中的修辭不僅體現在科學實驗的操作過程中，而且發生于科學實驗的結果陳述中。科學知識社會學家通過研究科學史上的許多著作發現，在實驗室內實際從事科學研究的方式，和將它寫出來發表的方式這兩者之間有著實質性的不同。一方面，科學論文結構對科學實驗的修辭性偏離。與實驗室活動中大量產生的變動不居的推理相比，科學論文所呈現的是通過詞句、段落、篇章等結構而表現出來的遵循一定規范的高度理性的流動。科學論文對實驗程序的顛倒，不是表達不當的結果，而是論文結構的修辭策略的一部分，正是通過這樣的修辭操作，科學論文才具有了可以使人信服的邏輯性和條理性。另一方面，科學論文內容對科學實驗的修辭性偏離。在清晰明確的表面之下，被科學論文所隱藏的實驗內容，可能比它所告訴人們的東西還多?？茖W論文不僅有意“遺忘”了實驗室內的實際內容，而且在很大程度上運用了未被讀者注意到的修辭策略。與實驗室的相關工作相對比，科學論文所提供的一般都是經過選擇后的剩余( residual)描述，它所提到的每一種實驗材料和研究方法，以及所引用的每一個數字，都表明是技術上合理選擇的結果。這都說明，科學實驗不僅是在預先制造好的工具和材料下進行，而且包含著決定和商談的鏈條，它要由特殊的實驗者在特定的時間和場合進行知識的建構，其結果必然包含著研究者特定的興趣和局部的而非普遍有效的解釋。所以，科學實驗的結果是個性化的，和具體的境遇有關，在現代實驗室中，更往往與超科學的社會領域之間有著密切的關系。所以，對科學實驗進行修辭操作，其目的不是描述外部自然，而是技術性地制造出合理的、能為更多人接受的實驗結果。這里的合理性，可以這樣來進行界定:它要使科學實驗可以在修辭層面上進行比較和選擇，它要使科學觀察和科學解釋之間達到一種“好的符合”，它要實現科學實驗在操作時間場合上的恰當性、在實驗程序上的正確性和實驗結果上的可預測性，它要在對先前成功方法進行尋求和借鑒的基礎上，達到一種行動選擇的自由和實驗結果的自覺分析，它要滿足科學實驗賴以存在的利益要求，為自己的選擇提供有理由的依據。從這一點看，科學實驗的修辭操作歸根結底還是為了促進科學知識的更好傳播與交流。

四、科學實驗修辭的勸導力

    科學修辭學家eman mcmullin曾經指出:“科學中勸導發揮作用的三個地方在于:勸導他人相信自己的范式或理論;介紹新人到某個共同體中;實驗給出共同體賴以立足的可信結論。一般來說，科學實驗最主要的作用一是證明或者反駁假說，二是提出新的理論。實驗之所以能有這樣的作用，是因為它能夠簡化、純化乃至強化科學研究過程，可以通過建立對象系統的簡化模型來研究真實的研究系統，從而較為容易和便利地發現本質規律，建構科學理論。實驗是理論背后的驅動力，是確證性的首要源泉，考察理論是否正確和確立的關鍵就在于考慮理論背后的實驗，在實驗的確證面前，一切異議都將變得軟弱無力，因而，科學家通過實驗這一論證手段來捍衛自己的科學理論和解釋是非常合理的。一般來講，所有人都將給予實驗證據以充分的贊同，在實驗面前，臆想的猜測和假說沒有任何地位，與實驗不一致的異議也不能被人接受，“實驗室的主要任務就是要消除可能性，控制選擇的平衡致使一種選擇比其他的選擇更具有吸引力，并且增加或降低有關其他選擇變量的重要性”。正是由于這一原因，科學史上的科學家都重視對實驗的運用。牛頓就高度偏愛和頻繁使用實驗方法，他不僅制作過日唇、水鐘、透鏡、棱鏡和望遠鏡等多種力學和光學儀器，而且利用它們進行了大量的科學實驗觀測并取得了重大科學發現，通過實驗幫助自己的理論獲得了說服力，成功地抵御了來自他人的否定。在某種程度上，牛頓把實驗當作一種修辭論辯手段來使用，實驗在這里發揮了傳統上被賦予修辭學的職能:在傳統的修辭學中，修辭者通過省略的三段論來證明反對者觀點的不充足性，或者提出駁斥其邏輯前提的意見，而在牛頓這里，他提出了實驗的科學研究綱領，要求通過實驗來完成對科學理論的建構和探討，通過實驗來防止任何對其理論的反駁意見。所以，實驗這種傳統認為與修辭學毫不相干的方法，在建構、表述和論證牛頓科學理論的過程中，事實上發揮了修辭學所具有的“找到最好的勸導方式”的功能?？梢钥闯觯瑢嶒炓彩且环N能夠給出共同體賴以立足的可信結論的勸導工具，一種能夠使科學家和一般受眾信服的論證方式，從而也具有修辭學的意義，牛頓的實驗方法也就具有修辭勸導的特征:“牛頓把實驗證據作為判定科學理論的標準以及科學解釋的規范和充足原因，也是修辭性的。這些都是說服勸導的手段，都是改變思想觀念的工作。”

篇3

一、假設與與假設驗證原則

實驗的第一個要素是“假設”；第一項原則是“假設驗證原則”。

通常，科學探究起源于假設。假設亦稱假說，指用來說明某種現象但未經證實的論題。假設一般分為三個步驟，即：提出假設；作出預期（或推斷）；驗證假設。如果假設得到證實，預期得以實現，則假設或假說就可以轉化為科學理論，故假說是科學發展的基本形式。假設是科學發展的第一個要素。同理，假設驗證是科學實驗的必要環節和應遵循的程序準則，故假設驗證是科學實驗的第一項原則。

二、變量與單一變量原則

實驗的第二個要素是“變量”，第二項原則是“單一變量原則”。

變量，亦稱因子，指實驗操縱控制的特定因素或條件。按性質不同，通常有以下兩類四種變量，即：1、自變量與因變量。自變量指實驗中由實驗者所操縱、給定的因素或條件；因變量指實驗中由于自變量而引起的變化和結果，二者有因果關系。實驗的目的在于捕獲解釋這種前因后果。2、無關變量與額外變量。無關變量，亦稱控制變量，指實驗中除自變量以外的能影響實驗變化和結果的因素或條件；額外變量，亦稱干擾變量，指實驗中由于無關變量所引起的變化和結果。顯然，額外變量會對因變量起干擾作用。

單一變量原則，是處理科學探究實驗中復雜變量關系的準則之一。它有兩層意思：一是確保“單一變量”的實驗觀測；二是確保“單一變量”的操作規范。在初中科學探究實驗中幾乎都涉及這一原則。

三、控制與平衡控制原則

實驗的第三個要素是“控制”；第三項原則是“平衡控制原則”。

控制，是處理實驗中變量關系的又一準則，指實驗要嚴格地操縱自變量，以獲取因變量；與此同時，還要嚴格地均衡無關變量，以消除額外變量。一句話，通過實驗控制，盡量消除實驗誤差，以取得較為精確的實驗結果。

如果說“單一變量原則”主要是對無關變量和額外變量的控制而言，而這里的“平衡控制原則”，則主要是對無關變量與額外變量的控制而言。意思是說，實驗中的無關變量的因素條件很難避免，只有設法平衡和抵消它們的影響。常用的方法有：單組實驗法、等組實驗法、輪組實驗法。

四、對照與實驗對照原則

實驗的第四個要素是“對照”，第四項原則是“實驗對照原則”。

對照是實驗控制的有效手段之一，目的在于消除無關變量對實驗結果的影響。實驗對照原則是設計和實施實驗的準則之一。通過設置實驗對照對比，既可排除無關變量的影響，又可增加實驗結果的可信度和說服力。

通常，一個實驗總分為實驗組和對照組。至于哪一個作為實驗組，哪一個作為對照組，一般是隨機決定的。這樣，從理論上說，由于實驗組與對照組的無關變量的影響是相等的、被平衡了的，故實驗組與對照組兩者之差異，則可以認定為是來自自變量的效果，這樣的實驗結果是可信的。實驗對照可分為以下四種形式，即：1、空白對照；2、自身對照；3、條件對照；4、相互對照。

五、捕獲解釋和真實客觀原則

實驗的第五個要素是“捕獲”和“解釋”，第五項原則是“客觀真實原則”。

觀察、實驗的實質即在于捕獲事實和解釋事實。捕獲，即捕捉、記錄實驗中的事實、現象和數據，用術語說，即捕捉記錄由自變量帶來的因變量。解釋，即論證、說明實驗中的事實、現象、數據，用術語說，即論證、說明實驗中的自變量與因變量的因果關系，從而得出結論進行討論。

真實客觀原則是科學實驗所必須遵循的基本準則，即實驗中的捕獲、解釋一定要實事求是，一切從實際出發，使獲取的材料（事實、現象、數據）盡可能地反映客觀事物的本來面目，不能主觀臆造，不能憑空胡謅，不能片面武斷。所謂事實，有兩類性質：一類是“客觀事實”，一類是“經驗事實”。實驗即在于捕獲真實客觀的能反映客觀事物本來面目的經驗事實，并加以合理的解釋。

六、實驗與觀察的聯系與區別

實驗離不開觀察。觀察是在自然條件下研究對象的方法，或者說觀察是在自然條件下對研究對象的事實現象進行捕獲、解釋的方法。實驗是在控制條件下研究對象的方法，通常包括觀察。觀察與實驗在結構要素和方法要素等方面既有聯系，有共同之處，又有區別和差異。其共同點為：都是有主體有目的有計劃的能動活動；都要使用感官、儀器、設備等中介手段；都是研究對象的事實現象；都在于對研究對象進行捕獲和解釋。其不同點為：1、觀察以不變革對象為特征，處于自然常態條件下；而實驗以變革對象為特征，處于控制操縱條件下。2、觀察的方法控制變量比較直觀、簡單，觀測比較被動；而實驗是使用假設、變量、控制、對照等中介手段，能使對象純化、強化，增進了可觀測性和可重復性等。

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1 實驗目的書寫不規范

實驗目的是指要探究或者驗證的問題或事實，在實驗目的的稱述中，一般采用敘述的形式。根據實驗類型可將實驗分為探究性實驗和驗證性實驗。探究性實驗的實驗目的主要是探索研究對象的屬性、特征以及與其他因素的關系；而驗證性實驗的實驗目的主要是驗證已知研究對象的屬性、特征以及與其他因素的關系。學生往往因為不明確實驗目的究竟要寫什么而出現書寫不規范無法得分的情況。

【例1】 為了探究某物質（X）的作用，研究者提出了以下實驗思路：

（1） 實驗分組：

甲組：培養液+Y細胞+3H-Tdr(3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷)+生理鹽水；

乙組：培養液+Y細胞+3H-Tdr+X（用生理鹽水配制）。

每組設置若干個重復樣品。

（2） 分別測定兩組的CRD（細胞內的放射性強度），求每組的平均值。

（3） 將各樣品在適宜條件下培養合適時間后，測定CRD，求每組平均值并進行統計分析。（要求與說明：答題時用X、CRD、3H-Tdr表示相關名詞，Y細胞是能增殖的高等動物體細胞）請回答：

（1） 實驗目的： 。

（2） 預測實驗結果及結論： 。

（3） 實驗中采用3H-Tdr的原因是： 。

答案：（1） 探究X對Y細胞增殖（DNA的合成）的影響

（2） 如果乙組CRD明顯高于甲組，說明X對Y細胞增殖有促進作用

如果乙組CRD與甲組基本相同，說明X對Y細胞增殖無影響

如果乙組CRD明顯低于甲組，說明X對Y細胞增殖有抑制作用

（3） 3H-Tdr是DNA合成的原料之一，可根據CRD變化判斷細胞增殖情況

1.1 常見錯誤

“X物質對細胞生長的影響”；“X物質對Y細胞的作用”；“X物質對Y細胞吸收3H-Tdr的影響”；“X物質對高等動物的影響”；“X物質對CRD的影響”；“X物質能否促進細胞內CRD的合成”。

1.2 應對策略

實驗目的中一般應呈現出以下三種信息：

（1） 探究因素（自變量）:X物質。

（2） 實驗對象:細胞。

（3） 觀察目標（因變量）:增殖情況。

所以探究性實驗目的一般可以套用以下格式：探究自變量對實驗對象、觀察目標的影響。而該題中學生在答題時主要沒有準確找到觀察目標，出現了一些錯誤指標如“細胞的生長”、“高等動物的影響”等。確定觀察目標是要根據題目中所給的信息，通過實驗思路可以看出甲、乙兩組分別為實驗組和對照組，實驗變量為X物質。但甲乙兩組又同時加入了3H-Tdr（3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷），根據所學的知識，3H-Tdr應該用于DNA的合成，自然觀察目標也就是DNA的合成，或者發生DNA合成的時期——細胞的增殖，所以觀察目標也就是因變量為細胞的增殖。

2 實驗原理書寫不規范

實驗原理是實驗設計的依據和思路，是實驗進行的科學理論，同時也是檢測結果的理論依據，既體現實驗設計的整體思路，也包括實驗現象與結果出現的原因以及重要實驗步驟設計的根據等。在答題時如果學生不理解何為實驗原理，很難得分。

【例2】 為了驗證胰島素具有降低血糖的作用，以小鼠活動狀況為觀察指標設計實驗。

某同學的實驗方案如下：

① 將正常小鼠隨機分成A、B兩組，觀察并記錄其活動狀況。② A組小鼠注射適量胰島素溶液，B組注射等量生理鹽水。一段時間后，A組小鼠會出現四肢無力，活動減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，B組活動狀況無變化。③ A組小鼠出現低血糖癥狀后，分別給A、B兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段時間后，A組小鼠低血糖癥狀緩解，B組活動狀況無變化。

該實驗方案可以說明胰島素具有降低血糖的作用。

請回答：該實驗的原理是什么？

答案：胰島素具有降低血糖的作用。體內胰島素含量過高時，引起血糖下降，機體出現活動減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，此癥狀可以通過補充葡萄糖溶液得到緩解。

2.1 常見錯誤

錯將實驗原理寫成實驗原則：如單一變量原則、對照原則，沒有理解實驗原理的實質。

實驗原理不完整：如只回答胰島素具有降低血糖的作用。

觀察指標闡述錯誤：本題中已經明確指出以小鼠活動狀況為觀察指標設計實驗，但很多學生還是把觀察指標寫成直接檢測血糖濃度。

2.2 應對策略

實驗原理可以從以下3個方面來書寫：

（1） 自變量作用的科學依據：實驗中涉及到的科學依據必須是經人證明的科學理論，往往來源于書本。如，胰島素能降低血糖濃度；還原糖與斐林試劑加熱時產生磚紅色的沉淀；淀粉遇碘變藍。

（2） 因變量獲得的原理。因變量是實驗現象與結果出現的原因，如本題中胰島素含量過高，引起血糖下降，機體出現活動減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，此癥狀可以通過補充葡萄糖溶液得到緩解。如在驗證甲狀腺具有促進動物新陳代謝的作用時，甲狀腺激素能促進新陳代謝，加速體內物質的氧化分解，從而使耗氧量和活動量加大。

（3） 因變量檢測的方法：如觀察特異顏色變化、溶液渾濁度、沉淀和氣泡現象；觀察形態結構、生理特征變化；測量生長發育速度；測量生化反應速度等。

3 實驗結果分析不到位

實驗結果是在實驗結束時出現的，通常伴有一定的現象。在驗證性實驗中結果是在預料中的，無需再預測；而探究性實驗的結果應該對應假設，分類討論，而且要根據預測的不同結果得出相應的結論。以例1第二小題為例，通常有3種可能：如果出現現象①說明自變量促進因變量；如果出現現象②說明自變量抑制因變量；如果出現現象③說明自變量與因變量無關。

3.1 常見錯誤

學生對結果的分析不全面，不能把所有的情況都寫出來，可能原因是沒有真正理解題目的要求或者對于探究性實驗的結果與結論不能正確把握。

在回答時學生容易將結果與結論的關系倒置，如“如果X對Y細胞增殖（DNA合成）有抑制作用，說明乙組CRD明顯高于甲組”。

3.2 應對策略

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關鍵詞:現代教育技術 科學教學 整合藝術 

 

信息時代已經來臨, 基礎教育改革風起云涌, 科學的教學理念也在不停的發生著變化。傳統的科學教育強調科學知識的學習與傳授。在這種價值取向下，由于過分強調了科學知識而偏向了物質生活價值，科學知識成了教育活動中的教條，而過多科學知識又會羈絆人的發展。然而現代教育技術教學利用各種教具、學具、投影、電影、錄像、錄音特別是計算機和網絡技術等媒體，集光、性、色于一體，直觀形象，新穎生動，能夠直接作用于學生的多種感官，激發學生的學習興趣，徹底改變了傳統教學模式。 

一、現代教育技術教學可以激發學生學習興趣 

現代教育技術改變了以往“粉筆”+“黑板”的教學環境，它可以創設出精彩、新穎而富有懸念的情景，能激發學生對新知識的好奇心、學習興趣和探究積極性。教學中采用現代教育技術，內容形象，顯示方式生動，直觀性強?，F代教育技術正是支持強大的動畫及超強聲音的教學手段。學生可通過觀察、視聽及人機交互，不但可以接收到大量的教學信息，而且能獲得清晰愉悅的感受，極大地調動學生的主動參與性，能最大限度地激發學生對科學的學習興趣。例如：講解運動的合成和分解一節，利用現代教育技術課件中的動畫演示氫氣球上升，飛機投彈，立刻吸引了學生的注意力，把學生帶入問題情境，從而使學生帶著急于想探索原因的心情，進入學習的最佳狀態。 

二、現代教育技術教學有利于突破教學中重點和難點 

科學是一門應用性、綜合性很強的學科，有些知識單憑課堂講授，學生感覺抽象，難以理解。利用現代教育技術課件就可以化抽象為形象，既幫助學生突破不易理解的難點知識，變難為易；又將學生帶進形象、生動、色彩繽紛的教學情境之中，加深對事物的理解。例如：在講解電動機和發電機的原理時，空洞的理論很難讓學生理解，這時可以借助現代教育技術課件模擬制作，讓學生有非常詳盡的了解在學習“內燃機”時，把汽油機和柴油機的構造和工作過程制成課件，把各部分結構和工作過程配合動畫分解并講解，再使其連續工作，減少了學生想象的困難，巧妙地突破了教學難點，提高了學生學習的積極性。通過現代教育技術，采用動畫模擬，點擊重、難點，讓學生感受極佳的動態效果，則教學重難點的解決猶如破竹之勢，順利完成。 

三、利用現代教育技術摸擬優化科學實驗 

實驗在科學教學中具有重要作用，學科學離不開實驗?？茖W實驗可以幫助學生更好的掌握知識。然而，教材中有許多實驗因條件限制，無法直接演示或演示效果不明顯，如果教師不做實驗, 用“ 黑板加粉筆” 的形式完成教學，這對學生的筆試也許影響不大，但學生的觀察、歸納能力并沒有得到培養。借助現代教育技術就可以較好地解決這個難題。 

1、提高實驗的可見度，增強演示實驗的效果 

科學教學中的許多實驗都是為了給學生提供觀察的對象，要求學生有目的地進行觀察。然而有一些演示實驗，如：力學實驗中對刻度尺、彈簧秤等測量工具的讀數，電學實驗中各種儀表的讀數，在演示時均可采用電子投影儀直接投影到屏幕上，影像清晰、穩定，可見度大、效果好。另外，通過畫面的布局、色彩、動畫、音響效果、播放速度等的變化引起學生的注意，使學生更形象、更快捷地理解實驗，突出和強化實驗重點。 

2、模擬實驗，突破時空限制 

科學教材中有一些實驗因具有危害性或無法在課堂演示，學生很難想象出科學過程。如：常溫液化、低溫超導等在實際教學無法演示；分子運動、固體擴散、天體運動等由于受時空限制不可能演示；電源短路、人身觸電、噪聲污染等由于有極大危害性也不宜在課堂直接實驗。這些都可借助現代教育技術計算機設計成課件，通過模擬演示，讓學生生動感知，激發學生大膽想象，將這些復雜又不易弄清的內容弄明白。 

四、現代教育技術教學可以多方面培養學生的能力 

應用計算機與網絡的功能可以創設引入概念的情境、推導規律的情境、提出能夠逐步深入的問題情境、能使學生將所學知識外化的問題情境，學生在所設置的科學問題情境中主動探索主動發現，在生與生、師與生的討論與協商中充分地

[1] [2] [3] 

展現相關的科學情景，并經過比較與鑒別、分析與判斷、改造已有的科學圖景或建立新的科學情景，從而完成所學知識的意義建構。它能讓學生主動參與進行探索和研究，是對學生進行直覺思維、形象思維與邏輯思維相結合的思維訓練的理想工具。現代教育技術課件不僅僅有利于知識傳授，更重要的是可以用它創設情境，進行能力培養。 

1、應用現代教育技術課件展現科學過程，培養學生的形象思維能力 

課件的制作，可以為課堂教學提供豐富、生動的實際情景，可以把復雜的科學過程(多種因素均在變化)暴露無遺，讓學生通過觀察、聯想和想象去理解動態的科學過程，形象地建立起相應的過程圖景。這樣一方面能使學生利用自己原有的知識結構、經驗去同化和順應當前所學的知識，從而實現對知識意義上的建構；另一方面又能在此過程中培養學生的形象思維能力，更有利于學生產生靈感和頓悟。

 

2、創設動態、變化的圖像，培養學生辯證思維能力 

事物總是運動變化的，事物的變化分為量變與質變，其中質變是突變，而量變就有一個過程，并且事物在量變的過程中質并不變。因此尋找變化中保持不變的部分，乃是把握事物本質的重要方法。如講解“共點力平衡”問題時，可創設三個情景：（l）夾在光滑斜面和可以轉動的木板之間的小球，當木板轉動時，小球所受斜面支持力、木板所受壓力的變化；（2）光滑斜面向左緩慢移動過程中，懸掛在豎直繩上的小球所受斜面支持力、細繩拉力的變化；（3）細繩一端拴著一個小球，小球所受球面的支持力、細繩的拉力將如何變化。學生在分析、判斷得到結論后，不僅得到了三個共點力動態平衡的圖解法以及使用條件，更重要的是發現了三個共點力作用下物體的動態平衡，或者是合力的大小方向不變，而且一個分力的方向不變：或者是合力的大小方向不變而物體受力三角形與結構三角形相似，且對應邊之比保持不變。這正是科學變化中的幾何關系的不變性。變化中不變以及在變化中求不變的思想是辯證思維在科學學中的重要體現，也是科學學的靈魂，貫穿于科學學始終，應用幾何畫板或其他教學軟件，展現動態圖景，可以幫助學生在探索本質、尋求真理的過程中逐步培養變化中求不變的意識，引導學生對科學問題進行哲學上的思考，從而培養他們全面、本質看問題的基本素質。 

五、現代教育技術教學應注意的問題 

現代教育技術應用于課堂教學是現代科技、教育發展的必然結果，運用現代教育技術手段進行教學有先進和優越之處，也確實對課堂教學改革有促進作用，但在教學實際工作中要處理好現代教育技術與傳統教學手段關系，不能用現代教育技術完全代替傳統的教學手段。 

1、不可替代科學實驗 

科學實驗是科學理論產生和發展的基礎，是科學理論運用于生產實踐的橋梁和中介，所以科學實驗是不可替代的。科學實驗盡量讓學生親自操作、親自觀察，讓學生獲取第一手資料，當然對于一些限于條件不能進行的實驗，用現代教育技術模擬也是可取的。 

如果簡單地把演示實驗搬到屏幕上，就違背了認知規律，只有恰當地結合兩者，將其作為科學過程的再現，結果的分析，規律的總結等，才能取得良好的教學效果。 

2、摒棄“現代教育技術萬能觀” 

計算機是否在教學中使用，應完全取決于教學需求，應以服務教學為出發點，以最大功效發揮媒體作用，以達到最優教學效果為宗旨。計算機只是一種教學媒體，它的角色應是輔助教學，而不是替代，不可喧賓奪主。既不能只顧教師對學生的灌輸，也不能讓學生完全脫離教師而單純與機器交互學習，否則就會出現以機器代替教師對學生“滿堂灌”的現象，其危害更大?，F代教育技術教學必須充分體現教師在教學中的主導作用和學生在學習中的主體地位，這樣才能充分體現現代教育技術在教學中的真正意義。 

3、不宜照搬現代教育技術課件 

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關鍵詞：初中物理探究實驗教學

物理是一門以實驗為基礎的科學。物理實驗作為物理教學的基本手段，有其特殊的教學功能：不僅能夠為學生提供學習的感性材料，驗證物理定律，而且能夠提供科學的思維方法，加深對基本知識的認識程度，激發學生的求知欲，培養學生的探索能力。新的課程標準提出了“倡導探究性學習”的理論，并要求學生在新課程的學習中應以探究性學習作為主要的學習方式之一。本人結合初中物理教學實踐，談談對中學物理探究性實驗教學的一些體會。

一、充分認識實驗在物理教學中的地位和作用

《全日制義務教育物理課程標準》將義務教育階段物理教育的目標定位為：提高全體學生的科學素質。顯然，這不是面向少數學生的精英教育，而是面向全體學生的大眾教育。然而，在現實教學中，相當一部分教師只看到實驗對物理理論的檢驗作用，忽視了物理實驗本身就是一種科學理論的探究過程，把物理實驗僅僅看作是附屬于理論教學、服務于理論教學的輔助手段和工具。教學過程中的實驗，只是為學生學習物理理論提供的感性材料，為理解疑難概念鋪設的臺階，而不是物理教學的必要組成部分。在這種錯誤觀念的影響下，不少教師在教學過程中以講實驗代替做實驗。

其實，物理學由實驗和理論兩部分組成，物理學實驗是人類認識世界的一種重要活動，是進行科學研究的基礎。正像其他科學實驗與科學理論之間的關系一樣，物理實驗與物理理論二者相互制約、不可分割。物理實驗需要物理理論作指導，物理理論有賴于物理實驗的證實與檢驗而得到完善與發展。因此說，實驗是理論的必要組成部分，實驗本身就是一種充滿理論的認識過程。要掌握科學理論就必須開展相應的實驗教學，讓學生通過實驗探究來發現物理概念或規律?！度罩屏x務教育物理課程標準》強調:物理科學是一門實驗科學，在義務教育階段應讓學生通過觀察、操作、體驗等方式，經歷科學探究過程，逐步學習物理規律，構建物理概念，學習科學方法，進而樹立科學的世界觀。

二、探究性實驗教學在物理教學中的位置

探究教學的代表人物是美國的教育家施瓦布，他認為學生學習的過程與科學家的研究過程在本質上一致。因此學生應象“小科學家”一樣去發現問題、解決問題，并在探究問題的過程中獲取知識，發展技能，培養創新能力。同時受到科學價值觀及科學方法的教育，由此發展自己的個性。他認為教師不能把知識作為預先確定的東西，讓學生被動無條件的接受，而應關注學生如何在原有經驗的基礎上，構建起一個新的更完善的知識和經驗體系從而解決問題的過程。探究性學習強調的是學生主動的獲取知識，體驗科學過程與科學方法。探究性實驗教學是以問題為核心的教學,這種教學方式,為學生提供了發現問題和解決問題的機會,與之對應的學習是開始于問題,推進于問題,歸結于問題。學生通過搜集、查閱大量的資料,尋求解決問題的途徑;設計解決問題的實驗方案;通過實驗進行觀察、分析,最后獨自將問題解決。探究性實驗突出了學生的主體地位和自主活動,主張學生自主地去獲取知識.探究性實驗不僅強調獲得實驗結果和親自經歷實驗過程的統一,而且更加注重學生對實驗過程的理解。

三、提高初中物理探究性實驗教學的教學模式

1、創設問題情境，打開探究之門

問題與疑問是探究式學習的起點，也是探究式學習的一個基本特征。初中物理探究式課堂教學，必須努力創設物理問題情境，讓學生在物理問題情境中不斷地發現問題，提出問題。例如，在學習“物態變化”時，教師用多媒體向學生展示冬天原野里的大霧，房屋上的白霜，樹枝上的冰凌；展示火爐燒水時水壺上冒出白氣，茶杯上的白氣遇冷變成小水滴等現象。創設出“霧、霜、雪、冰是怎樣形成的” “白氣又為何會變成水滴”等一系列物理問題情境，讓學生在問題情境中產生疑問，發現問題，提出問題。創設物理問題情境是探究式課堂教學的良好開端。

2、鼓勵學生大膽猜測和想象，激發學生的潛力

猜測、想象是人在大腦中對已有的表象進行加工創造、創新的過程。作為一種能力，它是創造性素質的主要組成部分。創造性想象是異想天開，其產品往往是新奇獨特的，有些是現實中根本不可能存在的。但正是它們，把人們帶進了科技創造發明的大世界。在物理探究實驗教學中，老師可以在適當時候給學生一個猜測想象的機會。例如在實驗前猜測實驗現象，在完成探究實驗后對所學知識進行一次想象運用。

探究“固體熔化時溫度的變化規律”實驗后，我要求學生做課外小實驗：燒杯、試管內部裝有冰，將試管放入燒杯中，用酒精燈給燒杯中的冰加熱，當燒杯中的冰沒完全熔化之前，試管中的冰會熔化嗎？

在實驗之前，我要求學生大膽猜測實驗的現象，實驗后，大多數同學發現自己的猜測是錯誤的。這時我給他們分析其中的原因，讓學生明白剛才的猜測想象缺乏科學根據，因此是錯誤的。

實踐證明，培養學生的猜測勇氣和想象力是培養創新思維的有效方法。在培養學生的猜測勇氣和想象力過程中，學生的活動應該是科學的、積極的，最終要把他們引向科學的創造。

3、實驗時指導學生自己探究，注意教師角色的定位

指導性的探究實驗是常見的探究式教學模式。探究的課題往往是給定的，教材中也會給出探究的指導方案，只需教師在探究過程的每一個環節給予必要的指導。例如：在教學“探究電流的大小與電壓、電阻的關系”一節時，教材明確地給出了探究的課題，實驗材料的準備，實驗步驟的設計，實驗數據的記錄表格，同時也給出了學生指導性很強的思考題目等。在動手實驗時，教師要指導學生回顧電壓表和電流表的使用，回顧控制變量法，強調電路的連接要正確，要準確讀數、記錄、認真分析，總結實驗結論。這樣學生才能理解到探究性實驗的內涵和其中所蘊涵的科學方法。

探究性教學并非是摒棄傳統教學，而是在傳統教學的基礎上選擇出一些具有探究價值的教學題材，在教師指導下，讓學生自主地發現，探究物理規律，重視對物理教學過程的探索，從而使學生的認知過程進行積累。探究性教學意在培養學生科學的求實態度，真正體現物理實驗性學科的特點，因此，在初中物理教學中有必要進行探究性教學的嘗試。

參考文獻：

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一、探究實驗教學的現狀

近幾年來，各級政府和教育行政部門花大力氣進行實驗儀器、電教設備的配套建設，這為我們的實驗教學提供了物質基礎。但在實際教學的過程中，由于長期受應試教育思想的影響，往往由于教學任務重，時間緊，許多學校卻還是穿新鞋走老路，學生并沒有完全利用實驗器材進行相應的探索實驗，學生仍是旁觀者，新課程標準的要求并沒有真正得到落實，嚴重桎梏了學生的全面發展。

雖然近幾年開始了初中學業升學實驗考查，但也只是對重點實驗在一定時間內進行強化訓練。在日常常規實驗教學時，有些教師對實驗探究的各個環節，一般通過教師講述，或是利用現代教學手段播放探究實驗的多媒體課件，而對實驗的整個過程：實驗前的準備、問題的提出、結果的假設和猜測、實驗計劃的制定以及實驗過程的設計進行都由教師包辦完成；要不就是采取教師對實驗內容先講解后示范，再讓學生去照方抓藥，如果學生在實驗過程中出現偏差，教師會馬上予以糾正，這就使得學生根本沒有在學習的過程中充分發揮自主能動性，更談不讓合作、探究學習。也造成了學生對實驗雖有興趣，卻只停留在表面，而對實驗的內容卻感覺枯燥無味，這樣的教學也很難達到《新課標》培養學生的實事求是的科學作風和嚴謹的科學態度，科學方法和素養，合作交流的良好習慣及科學創新的新要求。也導致實驗室儀器設備使用效率低下，教育資源嚴重浪費。面對科技迅速發展的21世紀，只有加強探究實驗教學，才能培養出具有較強動手能力和科學思維的學生。這種能力也是日后成為合格勞動者所必需的勞動技能素質的基礎。所以我們必須走出傳統實驗教學的藩籬，建構實驗教學的新理念。

二、探究實驗的教學對策

在新課程改革的過程中，教師應轉變觀念，不能為做實驗而做實驗，要根據學生的實際情況，認真貫徹新課標對實驗教學的要求，改變以往的實驗教學模式，更新實驗教學思路，提高學生的實驗探究及動手能力和創新能力。

1.教師應轉變觀念，努力實施探究式實驗教學

在課程改革中，教師應轉變講述式實驗教學為探究實驗教學，積極學習新的探究式教學理論，盡可能讓學生自己動手實驗，在充分利用現有實驗室教育資源的同時，通過自制教具或讓學生把身邊不起眼的東西變成進行科學實驗探究的好器材，讓學生通過親身經歷實驗探究的過程，體驗科學探究的樂趣、挫折和成功，感受合作與交流的重要性，而且教師在心理上給學生以支持和精神上的鼓勵，在學生探究過程出錯時不能一味斥責批評，扼殺他們創新求異的個性，而且要給予恰當的指導和鼓勵，對有新意的實驗設計要給予表揚。

2.營造良好氛圍，激發學生實驗探究的熱情

心理學家告訴我們：人的能力的開發是有關鍵時期的，如果在關鍵期內失去了發展和學習的機會，以后會對該種能力的培養和開發就非常困難，甚至會造成終生的遺憾，一生無法彌補。在探究實驗教學的過程中，教師要確立學生的主體地位，充分調動學生的主動性，積極實施新課程理念，使學生真正成為學習的主人。著名教育家布魯諾言說過：“學習的最好刺激，乃是對所學材料的興趣。”而對學生來說，科學實驗有著強大的吸引力。因此，我們在實驗教學過程中，應注重學生的突發奇想，暢所欲言，讓他們實驗的過程中邊思考，過討論，邊實驗，體驗實驗探究的樂趣。例如：在《壓力壓強》教學時，就可以利用雞蛋做實驗。首先讓學生根據自己已有的知識回答：雞蛋握在手中易碎還是在碗邊輕輕一敲易碎？根據學生的回答教師在進行相應的演示實驗。整個過程中學生積極參與、動腦思考很容易說明：雞蛋緊握在手中時，受力面積大，壓強小；而在碗邊輕敲時，受力面積小，壓強大。可見，壓力的作用效果不僅與壓力大小有關，還與受力面積大小有關。這樣既說明了物理道理，也提高學生的學習興趣。

3.注重探究實驗的問題與猜想

愛因斯坦說過：“提出一個問題比解決一個問題更重要?！睔v史實驗也告訴我們，科技的進步都是從發現、提出問題開始的。因此在探究實驗的教學中，我們要培養學生的問題意識，通過教材中的“說一說，做一做，思考與討論”等內容，讓學生去發現問題并提出猜想，激發探究的欲望，從而培養學生的好奇心、觀察力、想象力和實驗探究能力。例如：在“植物的向性”教學時，讓學生自己通過實驗探究得出含羞草的向觸性敏感部位之前，先讓學生提出相應的問題和猜想，然后再通過實驗進行探究。對基礎差，膽子小的學生，教師應激勵其多提問，不管提出的問題怎樣，也要對其給予積極性的肯定。

4.加強隨堂探究實驗，培養學生的能力

在新課教學過程中，為了達到一定的教學目的，在教師的組織和引導下，由學生自主地運用實驗去探求知識或獲取必要的感性認識的教學活動，稱為“隨堂實驗”，可由教師示范完成，也可由學生探究協作完成。例如在進行歐姆定律的教學時，我把它設計為隨堂探究實驗教學，讓學生利用所需的器材，自行探究電壓、電流、電阻三者的關系，收到了很好的效果，在整個過程中，教師應給予學生一定的幫助，在知識方面進行引導補充，但切忌越俎代庖，讓學生自己去摸索，去嘗試，去反思、交流和總結，成為探究實驗真正的主人，當實驗成功時，學生感受著一種自行探究的樂趣，更重要的是他們學會了在遇到問題時怎樣發揮自己的聰明才智，去發現、分析、解決問題。也培養了學生自主實驗探究能力和終身學習的能力，發展了學生的思維。

5.充分開展靈活多樣的課外實驗，提高學生的實驗探究能力

在教學中我們要結合教學實際，積極開展課外實驗，拓寬學生的視野，提高學習的興趣，同時提高學生的實驗探究能力。例如：在進行物質pH酸堿度的測定教學時，教師可提前把PH試紙發放給學生，讓學生自己回家測定一些常見物質的PH，如洗潔精、汽水、唾液、自來水、橘子汁、牛奶、肥皂水等。再如在《電磁鐵》教學中，就可以讓學生在課外利用身邊的廢棄物品，根據課本上的自制電磁鐵的方法進行制作，最后進行比較看誰制作的電磁鐵磁性最佳。在整個過程中，教師要注意引導學生有意識地利用日常生活中各種各樣有用的廢品，如“醫用輸入管、廢電池、礦泉水瓶、吸管、塑料袋、易拉罐等”去設計探究并完成課本內的探究性實驗。這樣不僅提高了學生的環保意識，也發展了學生的發散思維，有效地培養了學生的學習興趣和實驗設計能力、動手能力、觀察能力，提高了學生的綜合素質和教學質量。

6.不定期地開放實驗室，給學生創造更多的動手機會

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1. 利用生物學實驗對象的自適應性特點，設計實驗教學 生物學實驗對象具有自身獨特的自適應特點，這是區別于其它科學實驗的一個重要特點。也就是說，在實驗過程中，實驗對象會隨實驗的條件，如時間、地點、光照、溫度、PH值等變化而發生適應性的變化。根據這一特點，設計生物實驗教學不僅可以提高學生實驗操作技能，也認識了生命現象的復雜性，提高了實踐的應變能力。

“植物細胞的葉綠體觀察”實驗，主要目的是通過觀察來認識生命特征，提高實驗技能。其實驗對象——蘚類（或黑藻等），在強光和黑暗處理情況下，葉綠體在細胞內的分布發生變化，是培養學生進行實驗探究，認識生命的自適應性特點的好素材。本實驗屬基本技術教學實驗，從操作程序上來分析，并不十分復雜，時間上也不需要太久，因此創設問題情境（即分別強光下和黑暗處理裝片，葉綠體的分布有什么變化），巧妙地為顯微鏡操作的程序性知識提供了不同的變式練習，既達到基本技術教學實驗的目的，又有效促進學生的探究性學習，認識生物實驗對象這一自適應性的特點。這種源于教材又高于教材的探究式教學設計思路是克服傳統生物實驗“照方抓藥”式教學弊端的有效手段。

2. 利用生命科學與技術的關系，開展實驗教學 生物學的研究過程，一方面，生物科學指導著生物技術設計，促進生物技術的提高；另一方面，生物技術的發展促進了科學的完善，體現了科學與技術的關系?！爸谱鱀NA雙螺旋結構模型”實驗，在高中生物教學中，可以通過探究使學生理解科學理論與技術設計的這種關系，同時也在實驗教學過程中有效地參透了STS教育。

DNA結構屬分子水平，無法在顯微鏡下觀察到，那么沃森和克里克在科學并不發達的年代（20世紀40～50年代），又是如何根據DNA分子由4種脫氧核苷酸組成的已有認知，構建出DNA雙螺旋結構模型的呢？實驗前教師提供以下科學知識①富蘭克林的DNA的X射線衍射照片和有關說明；②威爾金斯否定三鏈螺旋結構的實驗數據；③克里克和約翰o格里菲斯的堿基配對的能量計算結果；④化學家多諾休的關于堿基形狀和氫鍵親和性的理論等等。指導學生進行大膽設想，構建出各種結構模型，又不斷地運用有關理論和實驗數據進行檢驗，在不斷失敗的基礎上成功地構建出正確的模型。教師強調“體驗前人利用模型科學探究”的過程，強調了模型方法的重要性，同時也助于學生理解了科學知識、科學方法對技術設計的指導作用關系。

3. 利用生物學技術解決生物學問題，進行實驗教學 解決生物學問題，是提高生物學素養的重要內容，也是落實課程標準的重要內涵。生物學問題的解決，可以有多種技術手段，有物理學方面的技術、化學方面的技術及生物學技術等。而運用生物學技術解決生物學問題，是學生在學習過程中理解生物學科特點和提高生物實驗設計能力的一種重要教學策略。

“觀察細胞的質壁分離與復原”實驗的實驗原理、方法、步驟在教材上詳細呈現，學生對實驗內容沒什么新鮮感，實驗操作也是“循規蹈矩”，限制了學生的主體性的發揮和創造能力的培養。因此可以通過創設問題“（顯微鏡下觀察洋蔥鱗片葉細胞）這些小小的細胞，我們能測定它的細胞液的濃度嗎？”來引起學生思維，啟動探究。測定濃度的方法，學生已經掌握了一些方法，但對于這么微小的細胞卻顯得困惑。這時，教師可以引導學生分析一下“細胞的質壁分離與復原”實驗原理。學生便可根據已有認知，以及教材實驗的方法步驟，創造性地設計出各種方案：有的認為先利用高濃度的外界溶液使細胞發生質壁分離， 然后加清水引流稀釋，直到剛好發生復原來測定細胞液的濃度；有的認為應該先配置一定濃度梯度的外界溶液，然后依次觀察不同梯度溶液下的細胞質壁分離情況來確定濃度；也有的指出應先配置一個較高濃度的溶液和較低濃度的溶液，觀察細胞質壁分離情況，然后取中值的方法逐步測定細胞液濃度等等。

通過實驗設計，學生沒有按照教材中的實驗步驟完成實驗操作，真正體現了實驗作為解決問題的載體。更重要的是通過實驗，學生明確了可以運用生物學自身的技術，進行生物學實驗設計，來解決生物學問題，有效地落實生物學實驗的課程目標。

4. 分析生物學實驗結果、監控變量，實施實驗教學 生物學實驗具有很大的開放性，影響實驗結果的變量往往非常復雜，這就要求學生掌握對照實驗的原理，認真分析實驗結果，找出引起不同結果的實驗變量，從而真正掌握實驗的本質。

篇9

一、課堂演示實驗變為學生實驗

我國高中化學課程的根本理念是：立足于立足于學生習慣現代生活和未來社會飛速開展的需求，著眼于提升21世紀新社會公民的科學素養，以及構建“知識與技能”和“過程與方法”還有“情感態度與價值觀”互相交融的高中化學課程目標系統。通過以化學實驗為主要目的的多種探究、研究活動，使我們的學生能夠親身體會科學研究的整個過程，激發起學習化學的動力源泉強化對于科學探究的認識，推進學習方法的轉變，培育學生的立異精力和實踐才能，為將來走向社會做好鋪墊。 因此化學實驗也由原來的教師課堂演示實驗改為學生實驗，這樣不僅使每一個學生都能清楚地看到實驗現象，記憶更加深刻，體驗實驗研究的過程和實驗成功的喜悅，培養學生的動手操作能力。通過不同學生的實驗發現問題，以便于互相討論解決問題，還能培養學生的組裝儀器的能力和思維能力。例如，在鈉的性質的教學時，我們在實驗室上課，邊實驗邊教學，學生興趣高，能非常清楚地觀察到實驗的過程和現象，關于鈉與水反應的現象的解釋討論激烈，通過提問檢測，課堂效果非常好。

二、驗證性實驗變為探究性實驗

多年以來，教科書中的實驗一直是以驗證性實驗為主，驗證性實驗和探索性以及研究性實驗之間都有千絲萬縷的關系，有著無法替代的作用，關鍵是怎樣才能有效地發揮它們的作用。不得不承認驗證性實驗是一種非常重要而且非常有效的科學實驗方法，把驗證性試驗帶到中學化學中可以使學生了解科學研究的作用與方法，認識到科學理論或發現都必須通過科學驗證才可以被確認；再此學生在完成驗證性實驗得到結果的同時還可領會得到成果的趣味，對于知識的理解也更加深入，所以說驗證性實驗的作用是我們在化學學習中不可忽視的。但是當代教育更加重視新課程的探究學習活動，發展學生的科學探究能力。探究學習是學生在學習化學課程中的一種重要方式，也是培育學生探求認識和提高探究能力過程中的重要途徑。作為一名教師必須要充分調動學生主動參與探究學習的興趣和積極性，引導學生，通過實驗、觀察、調查、資料收集、閱讀、討論、辯論以及各種利于學習的方式，在提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流等一些利于開展的活動中，增進學生對科學探究的理解，發展科學探究的能力。通過一系列對實驗的探究體驗以及科學探究的過程，學習運用以實驗為根底的實證研究探索方案。建立安全意識，做到可以識別化學品安全使用的常用標識，初步形成良好的實驗工作習慣。例如：如何測定某純堿樣品的純度？針對此題，不同的學生會用不同的方法進行測定，實驗過程中，會用到不同的儀器裝置，藥品，會涉及氣體制備，測量，沉淀的過濾、洗滌、干燥、稱量等問題，學生都會通過實驗學會這些操作，還能掌握有關知識的應用，并能培養學生科學嚴謹的學習態度。

三、重視微型實驗的操作與應用

最近，幾年來，在我國的化學實驗教學、改革創新，領域當中，新發展起一類―微型化學實驗，極大的引起了，我國化學、教育界的關注以及全面重視。所謂的微型化學實驗，就是以最少的化學試劑，來獲取所需化學信息的實驗方法和技術。雖然，其化學試劑用量，一般只有常規實驗用量的幾十分之一，甚至是幾千分之一，但是，它的效果，卻能夠達到準確、明顯以及防止環境污染等目的。

由于微型化學實驗儀器有著，攜帶方便、不易損壞以及液體試劑在多用滴管中不會輕易流出等明顯優點，使我們每個學生，都有條件裝備自己的化學實驗箱。這樣以來，就給我們的改革化學課堂教學，提供了方便與可能。經過實踐后證明，微型化學實驗，對中學化學教學的改革，主要有以下優點：

（一）能夠讓我們絕大多數學生，都能夠有親手做實驗，自身體驗的機會，改變了以往“一人做、大家看”這種過時的學習方法，使多年來發起的 “等待”和“接受式“的學習方法變為“主動”和“探索式”的學習方法。使多年來提倡的“啟發式”以及“學生為主體、教師為主導”的教學方法，得以實驗。

（二）非常有鼓勵性的培育了學生學習化學的愛好。因為，微型實驗既安全又節約，教師可以非常放心的讓學生，一人一組單獨做實驗，經過親身體驗，不能能夠幫助學生理解、形成化學概念還能夠培養觀察和實驗能力。與此同時，更加有效的激發了，學生學習化學的興趣。學生興趣起來了，自然會盼著上微型化學實驗課，做作業、復習或者是預習等，不需要教師的反復督促。

（三）使隨堂實驗、實驗室分組實驗、家庭小實驗和課外活動實驗等都能夠很好的得到開展。

（四）有利于培養學生，既動腦又動手、理論聯系實際和解決實際問題的能力。

（五）有利于培養學生，關心自然、關心社會的情感和創新精神。

（六）能改善實驗室環境，可大幅度地減少實驗室空氣、水體排放污染，有益于師生的健康。

篇10

此種分歧與危機，不僅表現在外部，即科學共同體與人文共同體之間難以交流，而且更深刻地表現在內部，即科學作為求知體系，其客觀基礎與主觀的人文歷史因素之間的張力已經表面化，而使科學的理性基礎受到質疑。盡管近年來人類的技術力量呈空前的膨脹式發展，然而科學的自信，科學在學術中的尊嚴，卻已空前低落。十八世紀詩人頗普所謂“上帝說要有牛頓，于是有了光?！钡哪欠N對科學的崇敬，十九世紀對科學文明進步的信念，以及本世紀中期以前對科學可靠基礎的信心，皆已受到種種批判而發生動搖。

科學的概念更迭

雖然對基礎主義的批判發韌于科學哲學家如卡爾·波帕，然而科學內部的理論概念發生重大更迭，則屬先行。1905年愛因斯坦已完成狹義相對論。1915年他發表的數學理論已將相對論推廣到引力加速運動。量子力學的基本完成時期約在1900至1927年之間。哥德爾定理發表于三十年代初期。諸如此類的理論所提出的新觀念，已足以擾亂既有的科學秩序。

本來，就物理科學而言，新理論所更迭的只是古典的物理學概念，如：絕對時空、以太、引力即時效應、歐幾里德空間普遍有效、光按直線投向空間、物體無最大限度速度，諸如此類。而且新理論并不能取代古典力學在一般領域里的應用。比如海森伯格測不準原理的方程為：

Dc·Dr³¾p

其中Dc為一電子位置測定誤差，Dr為其動量測定誤差，h為普朗克常數。電子位置測定越準確，則動量測定越不準確。由于直線動量為質量乘速度，故不可能同時測定電子的位置與速度。同理，亦不可能同時測定電子的能量與具有此能量的時間。然而由于普朗克常數的值極低，約為6.625×10爾格/秒，故這個原理僅適用于原子以下的微觀領域，對牛頓力學領域的計算并無實際意義。但是在哲學觀念上，其意義則遠不只此。傳統上認為，邏輯的普遍性在于，邏輯的基本原理、公理、定理適用于一切可能世界。如果在一個領域里某基本原理已不適用，則邏輯的普遍性便已成為問題。海森伯格方程、薛定鄂方程、玻爾理論對同一律、排中律提出挑戰。因而對整體與局部的關系這個概念，以及非此即彼的傳統分類法，甚至對物質及其客觀性，也提出質疑。而這一切又與相對論揚棄絕對時空有關。傳統分類法以排中律為基礎，事物非此即彼。但粒子的位置與速度不能這樣簡單分類。傳統所謂整體包涵局部，指一實體在空間或時間上包涵之。相對論和海森伯格方程則認為，一實體處于另一實體的時空域之內，為包涵關系。玻爾認為，電子既是粒子又是波，在邏輯上矛盾，但在經驗中是事實。海森伯格的測不準原理可以理解為，粒子僅有統計性的位置；但也可以理解為，僅當有人觀察它的時候才有位置。相對論的質量依據在運動中的速度相對于觀察者，也說明物質的形態依賴于觀察者。對原子結構的認識，無論湯姆遜、盧瑟福、玻爾模型，皆是理論建構，而非原子本身。粒子是適合薛定鄂方程之物。物質的外延不清，客觀性模糊。

更有興味的是，純數學理論也得出類似結果。非歐幾里德幾何的出現，使幾個幾何體系適用于同一人類空間經驗。漢密爾敦的四元數理論證明a×b¹b×a。略文海姆-斯寇姆理論證明，一個公理的集合可以導出本質上不同的解釋理論。哥德爾定理認為：一，在任何一個數論的形式體系中，皆有一個真公式，即不可確定性公式，其本身不可證明，其否定式亦不可證明；二，在數論的形式體系中，其一致性不可能在該體系中證明。如果推而廣之，彷佛可以說，一個理論體系，求其一致則不完整，求其完整則不一致；一個理論體系的一致性只能在體系以外得到證明。也就是對矛盾律的普遍性提出質疑。亞里士多德的科學理想，便是在同一律、矛盾律、排中律和詞項定義不變的基礎上，根據自明的理性前提推導出知識體系。直到現代邏輯經驗論亦認為，理性與直覺經驗是知識的可靠保證，而理性便是邏輯性。如果邏輯性受到質疑，則作為求知可靠基礎的理性便已發生動搖。批判與反思

科學內部既已發生重大變革，對于此種變革的哲學反思，加上其他社會條件，也就順勢形成一股對于科學的可靠基礎，乃至對理性，甚至對西方文化的所謂現代性，進行批判的思潮。遠在四十年代，卡爾·波帕已提出證偽理論，以批判當時公認的方法論。他否定歸納法，認為歸納根本不存在。知識的獲得只是通過錯誤假說的被否定。“從變形蟲到愛因斯坦，知識的增長從來相同?！薄皠游锏闹R，前科學的知識，其增長以消滅持有錯誤假說者為代價；而科學的批判，則常以理論代人受難，在錯誤信念將吾人引向毀滅之前先行消滅它們。”（KarlPopper,ObjectiveKnowledge,Oxford,1972,p.261）既然歸納性的因果被否定，科學也就難有確定的基礎。波帕把科學家比作給自己房間畫地圖的人。他必須把他正在畫的地圖也包括在這張地圖之內?！八娜蝿詹豢赡芡瓿?，因為他必須把他畫地圖的最后一筆也畫在地圖里面?！?TheOpenUniverse,London,1982,p.109.)這是對邏輯經驗論那種充滿自信的證明理論的諷刺性寫照。然而歸納法作為一種方法策略，不僅是科學求知中歷來行之有效的手段，而且也蘊涵于證偽方法之中。“一切天鵝皆為白色”這個判斷，只要發現一只黑天鵝便可以證偽。然而若要確立這個全稱判斷，以及在黑色鳥類中確認一只黑天鵝，皆離不開歸納方法。后來，波帕的學生萊卡托斯試圖用“研究綱領”來說明科學知識的內容增長，然而亦未能提出統一的知識標準。

六十年代初期，庫恩提出“范式”理論?？茖W的發展據稱是由于“科學范式”的更迭。科學共同體從同一模式中學習專業知識，根據同一模式從事科學研究，接受相同的實踐規則的制約。建構理論和設計證明，不再是依據邏輯經驗論所謂的統一方法，而是科學共同體在一定歷史社會條件下共同遵循的“范式”?？茖W范式中有若干社會心理因素，不在理性方法控制之內，故科學知識的增長沒有確切的理性基礎。不同時代的范式之間不可通約，彷佛科學發展沒有連續性。然而歷史事實并非如此。比如牛頓體系的“質量”不變，相對論的“質量”根據運動的速度而變化，二者并不同義。然而兩個術語指稱的卻是同一物理現象，只是相對論的“質量”從屬于一個更為確切的解釋理論，其說明域超過牛頓力學的低速領域。又如，吉爾伯特、弗蘭克林、麥克斯韋理論中的“電”概念十分不同，但三個術語的外延指向同一物理現象。于此可知，不同時代的理論之間并非沒有共同的理性基礎。

蒯因的“翻譯不確定論”既欲說明不同文化語言之間的翻譯不可能，又欲說明不同理論之間的不可通譯。蒯因最終訴諸外在的行為主義標準，彷佛在語言邏輯的用法中沒有共同的理性基礎。然而對外在行為的觀察、判斷、陳述、驗證皆必須通過本己的語言?？梢姴煌Z言之間仍有共同的理性基礎。蒯因則認為理論之間沒有相通的理性基礎，知識的來源只是感覺?！安淮嬖谕庠诘幕c和第一哲學?！保╓.V.Quine,OntologicalRelativity,NewYork,1969,p.127.）“自然科學說世界是什么，就是什么。只要自然科學是正確的，而我們判斷其是否正確大體取決于預測的經驗檢驗，便是如此。”(“StructureandNature”,JournalofPhilosophy[89],1992,p.9)“不論自然科學的可錯性如何，自然科學的一個發現是：吾人關于世界的知識只是感覺接受器所受的影響?！?ThePursuitofTruth,Cambridge,1990,p.19)在早期的《經驗論的兩大教條》中，蒯因認為，吾人所謂的知識，乃是一個人為構造物?？茖W理論的中心是形上學陳述和數學邏輯陳述，其外一層為物理學陳述，更外層為經驗陳述，最外層與經驗相接。其中任何陳述皆不與具體經驗一一對應。原則上可對任何部分的陳述作出足夠的調整以適應相反的經驗。彷佛知識的結構與實在的結構之間沒有確切的關系。然而事實上，新的理論成功地代替舊理論，正是新理論的結構更確切地說明實在結構的緣故。牛頓三定律可以導出150多個命題，解釋大量地球和天體現象。凡是可用相對論代替這些解釋的地方，皆是新理論更確切解釋實在的地方。費耶阿本則反對一切方法。他認為不可能有預設的合理性標準。科學真理只是一種修詞，并無客觀內容。但他又承認科學的成功。不過，這種成功只是由于科學家長期不懈地研究某一問題的結果。他們的過分之舉，總會被其他學派的過分之舉所抵消。費耶阿本稱，他可以否定科學真理，而把這個判斷當作真理提出來，猶如他可以用德語來宣稱德語不如拉丁語。他忘了，真值不是一種語言，而是使各種語言得以通譯的理性標準。正因為客觀上存在這種標準，他才能夠把“反對方法”當作一組真陳述提出來。他卻主張科學不需要任何理性標準，Allgoes!所以庫恩稱之為vaguelyobscene。

晚近的方法論研究，多探尋如何重建理性標準。廈皮爾、勞丹等人便是如此。勞丹批評庫恩、費耶阿本對歷史連續性的忽略。他提出“研究傳統”，其中既包涵科學理論，又涵容本體論體系。然而他忽略統一的邏輯和對應規則，故在科學術語的陳述與本體論陳述構成真問題的作用中，未能提供統一標準。比如數學證明和歷史解釋之間如何對比，便成為問題。近年語義派的科學哲學家如薩普斯、斯尼德、范弗拉森、史泰格繆勒等以集合論方式進行公理化，似尚未取得公認結果。

總之，由坎貝爾、賴欣巴赫、卡納普等人代表的邏輯經驗論“標準方法論”，在六十年代已受到徹底的批判。批判的重點大抵在：科學術語區分為觀察語言和理論語言，在語義學上沒有根據；理論術語無需語義規則定義，并無根據；對應規則的特殊語義功能沒有根據；觀察語言由對應規則定義，不可能不受到理論的滲透；科學理論被當作完成的科學報告，而非歷史中科學共同體的建構物，與史實不合；公理化的必要性受到質疑。這些批評多半可以解釋為，被“標準方法”排斥于科學理論之外的人文價值，實際上在科學理論之內。

科學原是人文理想

人文價值不僅在科學的理論構成之內，而且可以說，科學本身原是一種人文理想?？茖W不是自然的產物。在自然演化中，不可能自發產生科學?？茖W是文化，而且是特定文化的產物。所謂人文，humanitas，原指人類；引申為人性，人的情感；轉為人的文化、教養、教育。漢語“人文”，指禮樂教化，如《易·賁》：“觀乎天文以察時變，觀乎人文以化成天下。”孔穎達疏：“言圣人觀察人文，則詩書禮樂之謂，當法此教而化成也?！蹦耸歉M義，專指儒家教化。廣義的人文則指人類文化的內涵，以及相關的學術藝文。

人類科學產生在古代希臘，有一些明顯的必要條件。人要系統地揭開自然之謎，必對自然有一種對象化的好奇之感。如果只把自然視為與人一體，則必流于感悟冥思，不會視為研究對象（在結構上可以分解清晰的“物”）。這便需要一種主客二分的語境。古希臘恰有這種發達的語境。其次，必有一種信念，確信人是理性動物，而自然有著內在的理性結構，故人可以系統地揭示自然。古希臘恰有這種哲學。此外，古希臘人恰有一種以數學方式揭示最深刻的真理和世界結構的信仰，而又恰有歐幾里德幾何這一發達的公理化體系。亞里士多德科學，便是從理性前提出發，以公理系統演繹方式，全面揭示有著內在理性秩序的自然的一種價值理想。這樣的科學，必出自這樣的文化語境，和這樣的人文理想?？茖W的發生，出自對自然的好奇與理性求知的態度，與利用自然和生產力無關?？茖W與利用自然的態度結合起來，此事發生相當晚，乃是出于另一種價值理想，即基督教信仰。

基督信仰對科學發展的影響，約有三個方面。一，世界是上帝的受造物，故世界本身是一種contingent（偶性的，可存在可不存在的）存在。二，世界雖為偶性存在，卻不是任意紊亂的存在。理性的上帝創造了具有內在理性的世界，并按上帝形象創造了人類，故理性的人類可以全面揭開世界之謎。三，人類是上帝救贖計劃的中心，自然是人類利用的對象，“你們要生養許多兒女，使你們的后代遍滿全世界，控制大地?！保ìF代中文譯本《舊約·創世紀》1）此種觀念，顯然與希臘思想不同。希臘人對于自然的興趣在于求知，而基督教文化對自然的態度則是利用控制。希臘人認為自然為必然存在，故可以通過公理系統演繹方式推導出關于自然的知識；而基督教文化則認為世界是偶性存在，故必須通過經驗的方式一點一滴地揭開自然之謎。惟其希臘的科學理想是演繹推導，故希臘人沒有興趣作實驗。歐洲最早的實驗科學，產生于中世紀的修道院。亞里士多德關于落體的速度取決于重量的錯誤理論，上下一千年，竟沒有人費神去驗證一下。直到伽利略的時代（也就是基督教文化的科學理想上升的時代），才被實驗證偽。

然而古希臘的科學理想，卻并未因為實驗科學的產生和發展而整體上消逝。自此而往，科學作為一種人文理想，始終處于西方文化兩大淵源的交互影響之下。亞里士多德關于求知的確切理性基礎，關于“歐幾里德支點”的信念，公理化體系中蘊涵的簡單性原則（以最少前提建構理論），以及柏拉圖和多數希臘哲學家關于幾何形式和諧完美的理想，這些理念的生命非常悠久，可以說直抵今日。不僅希臘和希臘化時代，而且中世紀和文藝復興時代的科學理論，也大抵（并非僅僅）是此種科學理想的產物。只是不同理論在構成時，對這種理念的理解和詮釋不同。哥白尼正是深感托羅密體系在數學上不和諧，才著手對之改造，而他也正是受著圓形這個完美幾何形式的限制而未能建立橢圓形天體軌道模型。開普勒的行星運動定律揭示出宇宙在數方面的和諧比率：行星矢徑在相等相間掃過相等面積、行星公轉周期的平方正比于與太陽距離的立方、行星遠日點和近日點之間角速度的變化用樂譜形式標出。牛頓正是繼承此種思路，從行星運動定律中導出具有數的和諧的萬有引力定律?，F代科學理論，如電磁場結構理論，愛因斯坦的廣義相對論引力場方程乃至未成功的統一場論，巴爾末公式，量子力學矩陣方程，分子生物學大分子立體結構理論等，皆與上述人文理想或本體論理念有關?？茖W家往往認為，數學上美的形式在描述世界方面有價值。迪拉克正是在對稱和諧的美學理想推動下，預設反粒子的必然存在。

不僅科學本身原是一種人文理想，而且科學理論的建構，亦必以基本的形上學前設（如自然規律性、齊一性等）為必要條件。此外，科學理論的建構，往往以美學理想或本體論理念為出發點或啟發動力。再者，科學共同體所遵守的規范體現某些倫理價值，以及諸如此類，也是科學中的人文理想，此處不遑多論。人文價值對于科學理論的關系，有二特點：既開拓又限制理論的視野，既可有益又可有害；常以潛前提或背景知識的形式影響理論，鮮有作為公理或輔助假說而納入公理體系者。

價值與事實

將科學中的價值原則與事實原則分開，并且力圖將價值原則排除出科學之外而否認之，此事發生頗晚。早期的自然哲學或科學，并不排除價值。柏拉圖的知識論，以理念為基礎，而最高理念則是善的理念。求知與求善相統一。亞里士多德以科學為探求世界必然真理的公理體系，而求知本身便是最高幸福。中世紀的科學家為修道士。文藝復興時代的科學家，既援引希臘的人文理念，又是虔誠的教徒。十六七世紀的科學家如笛卡爾，其體系多援引教義。大概十八世紀是將價值原則與事實原則分開的決定性時代。然而始作俑者，似是十三世紀的阿奎那。在《神學大全》中，他詳細論證自然知識靠理性之光，不靠啟示，也就賦予科學求知以獨立于價值的性質。十三四世紀的經驗論者和唯名論者也多有類似的見解。經驗論的傳統在英國不絕如縷。十八世紀的休謨乃起而在邏輯上證明價值陳述不可能從事實陳述中推導出來?？档聦⒖茖W與倫理、文藝、宗教分開。十九世紀以來，價值與事實的分離，受到兩方面的推動。非理性論者如尼采，強調這種分離，而實證論者也多重視這種分離。直至邏輯經驗論派，則認為形上學陳述沒有意義，價值只是主觀情感或態度，科學為價值中立的知識體系。石里克認為，倫理學也是科學，倫理學家的最大危險便是成為道德家。0訋0g?/p>六十年代以來，科學中價值原則與事實原則的分離，已受到所謂歷史主義，乃至所謂后現代思潮的徹底批判，至于達到矯枉過正的程度。不久前，一位著名科學哲學家在普林斯頓演講，聽眾中有人提問：你的口氣彷佛說科學和理性及實在有關？目前在西方的一般意見，大抵認為科學陳述為工具性，也就是對科學中的事實原則十分懷疑。此與實用主義傳統有關。皮爾斯主張，真理的界定最終是協議的產物。杜威則稱，一切知識皆為工具性。此外，與后現代思潮有關。R.羅蒂稱：“科學根本不是人類理性的典范，而是‘人們協議’的典范?！?R.Rorty,Objectivity,RelativismandTruth,PhilosophicalPapers,vol.I,Cambridge,1991,p.39.)費耶阿本宣稱，科學真理只是修詞，并無客觀內容。以及諸如此類。

實際情況是否如此？科學理論構成中，確實有價值因素，科學有隱含的或自覺的價值原則，已如上述?？茖W的所謂觀察語言，并非中立。觀察術語由理論定義。例如按照所謂標準方法論，氣體分子運動理論的一個公設是：(x)(GxÉQx)，讀為“凡氣體皆為分子組成”。其中觀察術語G被該理論的語義規則定義為“一個氣體標本的屬性”，這樣，對應規則語句中的觀察術語也就不是獨立于理論的中立語言了。然而盡管如此，成功的科學理論，總是與日常語言中的實在有著操作性的對應關系。這種操作，在不同社會，不同文化語境中，可以同樣實現。一個科學實驗，不論其程序設計、儀器制造、觀察條件受到如何的理論影響，也不論其結果中包涵如何的理論詮釋，然而同一實驗既然可以在不同的社會條件下重復，也就說明該實驗不是一個社會學的過程。理論“滲透”觀察，也不必然影響觀察的有效。著名的實例是太陽中子接收實驗。這里，“弱互作用理論”既是設計接收器的觀察理論，又是待驗證理論。按照“循環驗證”的假設，實驗結果應與理論的預測一致。然而實驗結果卻并不一致。一個科學理論往往是一個復雜的公理系統。一個實驗不可能驗證全系統，而是驗證其未知部分。只要觀察理論沒有影響這未知部分，便不會影響實驗的有效。

價值原則與事實原則是科學的兩大原則，不可偏廢。價值原則體現于本體論或基本前提。事實原則雖然也是一種價值理想，卻貫徹于理論和觀察的全過程。無論解釋理論、觀察理論或觀察操作，皆必貫徹事實原則，科學方能與日常語言中的實在發生可操作的對應關系。勿論問題的提出、理論的建構、邏輯的推導中涵有如何的價值因素，也勿論觀察與證據中涵有如何的詮釋成份，在理性批評精神和事實原則的引導下，科學家總有可能在一定時空條件下訴諸最可信的理由和證據，在理論和經驗的不斷擴展中發現和糾正錯誤，對發展中被人理解的實在之結構獲得越來越深刻的認識。

認識與真理

事實原則使科學訴諸理性、邏輯和經驗證據。理性作為秩序原則，其內涵在歷史中有所發展，但迄今并未能廢棄秩序原則。一切所謂非理性的力圖廢棄秩序原則的論證或語句，只要能讓人明白，必訴諸秩序原則，而秩序原則的核心便是邏輯性。

邏輯性是蘊涵于語言中的基本約定。邏輯理論在歷史中發展，人對邏輯規律的理解不斷深化，但只要語言尚在，邏輯性亦不可廢棄。筆者曾做過一個非實驗室條件下的簡單實驗。對象是一歲半到兩歲、正在學會說話、智力發展良好的兒童。方法：一，以紙板做成一個圓形、一個正方形。二，以圓形出示一個兒童，教他（她）說“這是圓的?！敝貜蛶妆?，直到問他（她）：“這是什么？”他（她）能立即說出：“這是圓的。”三，以同樣方式教會他（她）認出正方形。四，出示圓形，問：“這是不是又是圓的又是方的？”他（她）回答：“不是又是圓的又是方的，是圓的！”然后出示方形，結果大抵相同。上述實驗或者有助于說明，邏輯性乃是與語言同時學會的一種基本約定。語言在，邏輯性便在。邏輯規律和理論，是對邏輯性的體系化。正如其他理論，邏輯理論也可錯，可發展，可糾正。有人或者認為，哥德爾定理之類的數學理論已經證明矛盾律無效。其實哥德爾正是嚴格遵循矛盾律而推導出其定理。否定矛盾律，也就否定其定理的基本前提。哥德爾定理僅僅否定在一個數論體系內部證明該體系一致性的可能性。當代對邏輯性已有前所未聞的深刻理解，這對于科學理論的意義，不在于放棄邏輯性，而在于：不可將邏輯視為在一切可能世界中求得可靠因果性的先驗保證。人所知道的邏輯，是人類語言約定的最基本秩序原則及其體系化，卻未必是世界結構本身的秩序原理。目前人類對世界的認識是否處于初級蒙昧階段，這個問題，由于缺乏整個世界的資料，根本無法回答。以人類語言約定的秩序原理來規定世界的必然性，是對世界的一種無理強制。此種倨傲是歐洲理性主義的致命弱點，其淵源既出自又出自更古老的本體論。所幸者，現代人類智慧對此已有較為清醒的認識。在科學研究中，我們必須遵循現有的邏輯規則，來進行一切思維和操作，同時又不能以此來預設一切必然性。在研究的一定階段，凡依據充足理由和證據而成功地得出的因果系列，不論與當時邏輯信念是否一致，亦應接受其必然性。量子理論修訂分配律，便是一個實例。正如我們不可能為信念提供證明，卻必須接受價值原則一樣，我們也必須接受邏輯原則，因為若沒有這些原則我們連一步也邁不出去。這便是人類理性的兩難處境。那么科學知識有沒有真理性？如果科學理論有價值前設，觀察受理論影響，而邏輯是語言約定，那么如何保證科學知識不是循環論證和驗證，而是對客觀實在的結構之認識？這已經涉及認識論及真理標準問題。自本文目的而言，僅能最扼要地陳明筆者的理論。

人與世界的接觸，僅能通過感覺接受器，而感覺接受器所接受的是簡單的印象。即使簡單的印象，也已經加工組織過。世上沒有純粹的感覺。感覺中涵有預期，而人的預期受語言中的觀念影響。連什么是“正?！钡母杏X，也由不同的理論規定。笛卡爾的“我思故我在”，康德的先天綜合原則，馬赫的感覺要素，牛頓的絕對時空，董仲舒的“以類合之，天人一也”，王陽明的“夫物理不外于吾心”，凡此皆影響人的感覺。同理，科學通過觀察與世界的接觸，無論感覺的范圍傾向，儀器的構造，抑觀察的方法，皆受理論的規定。建構理論必須通過秩序原則、價值原則、事實原則等等，以及特定歷史中的知識構成、科學規范，加以個人的靈感創造，其中有若干非理性控制之內的因素?！皬慕涷灥交炯僬f沒有邏輯通路。”最后驗證必須通過證明理論。歸根結蒂，科學并未與實在本身發生任何接觸?？茖W的一切活動，皆在人的理性、價值、語言之內?！拔业恼Z言的界限，便是我的世界的界限?！比欢环N理論可以通過不止一種邏輯來公理化，理論不等于理論的陳述。一個實驗可以在不同社會條件下重復?？茖W的應用普遍于任何文化語境。凡此皆說明，科學知識并不絕對囿于語言之內，而與“人的”以外的世界有一種操作性的對應關系。科學知識的這種客觀性，不是“協議”、“工具性”、“循環驗證”所能夠解釋。某些哲學家否定這種知識的真理性，似是受制于理性主義的傳統，彷佛不符合“必然”原則的便不可能是真知。

科學知識的獲得，便是人類本身的秩序原則，加上種種輔助原則，與理論指導下觀察到的世界的秩序之間，反復對比驗證的結果。換句話說，便是人與世界之間主客互動的理性求知活動之結果。世界的實在性，天人之間主客互動，理性求知、知行不離、動態綜合的真理標準，這些觀念皆來自中國的文化理想。真理的標準并非單一靜止的“符合”、“一貫”、“工具”，而是主客互動無窮往返的系統性對比。真理不是靜止的“上帝之眼”所獲得的必然性，而是主客互動無窮往返過程中的必然聯系。沒有實在客體，便不可能有這種互動，也就沒有真理。故真理不可能是協議或工具。然而實在并非物自體的自我呈現，而是主體根據自身的秩序原則和理論設計而觀察到的實在，這實在已經包涵主客互動。故真理不可能是符合。真理是無窮過程中的必然性，故不可能是靜止的一貫。這無窮互動包涵可錯和自我糾錯，主體的認識恒常指向實在，益趨真切，故具真理性。這種互動又并非改造世界。因改造必在認識之后，猶如必先做好衣服才能修改。這種互動便是認識本身。

中國文化的機遇

如果希臘的人文理想和基督教信仰曾經啟發出如此輝煌的科學創造，我們中國的偉大文化為什么不能啟發出同樣偉大的科學？諸如惠施十事之類的精微思辯，較之古希臘的形上思辯，并無遜色。墨經邏輯之縝密，亦不逮于古希臘邏輯。老子的本體論足以睥睨歐洲。儒者的求實精神，亦應有利于科學的建樹。中國古代不具備發達的公理化系統。然而明朝已經引入歐幾里德幾何，亦未見科學之出現。大概總體語境不利于認識主體的成熟，似是一大問題。古漢語結構不用系詞，難以運用邏輯常詞，也是大問題。此外缺乏相對獨立的知識共同體，以及社會權力結構難以作出明智的抉擇，也是問題。

至今高唱不休的所謂天人合一，如果辨析不清，對我國的科學教育，弊端甚大。董仲舒的天人比附之說姑且不論，所謂天人合一，大概有天人一物和天人一理兩派舊說。天人一物，似源于莊子的所謂與萬物為一體的神秘體驗。程顥頗發揮之，如：“人與天地一物也?！薄疤烊吮緹o二，不必言合?！薄爸恍谋闶翘?，盡之便知性，知性便知天?！保ā墩Z錄》十一、二上）陸王不必論矣。此種神秘體驗，作為個人體驗固無可非之，作為美學意境更是靈感的一大源泉。然而若是成為國民意識的一般語境，始終處于主客不分的囫圇狀態，則不利于主體意識之成長，對于科學理性、契約精神、民權思想之養成，皆有阻礙。所謂天人一理，則邵雍、張載、程伊、朱熹諸理學家皆發揮之，實為理學的一大理想。本義乃是指超越性的天理與人心的本性相通。如邵雍稱：“能循天理動者，造化在我也?！保ā痘蕵O經世·觀物外篇》）張載：“天大無外，故有外之心，不足以合天心。”（《正蒙·大心》）此種理想，作為個人信仰亦佳。惟其中所已蘊涵的主客之分，以及天人之分，往往被人忽略，而此種忽略在輿論中的弊害則甚大。中國文化中主客二分的思想，對于養成主體意識及科學理性十分有利，亦十分必要。天人一理的天，乃義理之天。既言天人，則天人已分。朱熹《仁說》：“泛言同體者，使人含糊昏緩，而無警切之功，其弊至于認物為己者有之?！庇郑洞鸾鹿Α罚骸爸呶嵝闹?，理者事物之理。以此知彼，自有主賓之辨?！边@主賓之分，十分要緊。將自然視為可以分解的物待之，才有科學。如果成日家泛言同體，惟有含糊昏緩而已，何時方能全面揭示自然之奧秘？古人論主客二分的地方極多。比如老子論為道，則主直覺，反用智，但是論及觀察萬物，則明顯主物我之分，以及分門別類用心觀察的科學精神。如：“萬物并作，吾以觀復。”“故以身觀身，以家觀家，以鄉觀鄉，以邦觀邦，以天下觀天下。吾何以知天下哉？以此?！薄赌洝氛摷爸骺图扒笾趺靼?，如：“知，接也?！薄爸?，智也者，以其知論物，而其知之也著，若明?！薄盾髯印そ獗巍罚骸胺灿^物有疑，中心不定，則外物不清。吾慮不清，則未可定然否?！薄短煺摗罚骸疤煨杏谐?，不為堯存，不為桀亡?！拭饔谔烊酥??！薄俄n非子·顯學》：“無參驗而必之者，愚也?！蓖鯖_《論衡·薄葬》：“事莫明于有效，論莫定于有證?！背填U：“致知在格物……須是今日格一件，明日又格一件，積習既多，然后脫然自有貫通處?！保ā墩Z錄》十八）王夫之《尚書引義》：“天與人異形離質，而所繼者惟道也。”《讀四書大全說·大學》：“大抵格物之功，心官與耳目均用，學問為主，而思辯輔之，所思所辨者，皆其所學問之事。致知之功，則唯在心官思辯為主，而學問輔之，所學問者，乃以決其思辯之疑。”戴震《孟子字義疏證》：“事物之理，必就事物剖析至微而后理得?！笨傊?，以主體立場詳細觀察研究自然的精神，在中國文化中有著悠久傳統，只是沒有獨立于人文學術而自成嚴密的邏輯體系而已。

自然與人的關系，既有對立緊張的一面，又有一體和諧的一面，必須全面領悟，不得偏廢。西方自中世紀以后，乃全傾向于對立與利用自然，于是視科學為對自然之權力。F.培根的名言最為代表：Ipsascientiapotestasest.（科學本身便是權力。）中國傳統則幾乎頃全力于一體和諧之說，幾只有老子指出自然的嚴厲：“天地不仁，以萬物為芻狗?！倍糯鷰缀踔挥熊髯又v制天，亦即利用自然。實際上，人類的行為便蘊涵著天人二分與利用自然。人只要有消化管道，便不得不消耗自然資源。人只要有美化生活方式的要求，便不得不加劇消耗自然資源。由于西方的科學與價值脫節，對自然的片面領悟，以及自我和消費主體的畸形膨脹，已經造成濫戕濫用自然，不顧人類整體利益，毀壞人類生存環境的災難性后果。

也恰恰在這里，有著中國文化理想的機遇。我國文化傳統有著恢弘深邃的內涵。文化的發展固然有著許多未知乃至非理性的因素，不可能簡單地按照自覺意志的指引而進行。然而只要擺脫半殖民地文化自卑心理，不墨守冬烘式的國學陳規，而從人類歷史趨向和當代人類需要的廣闊視野去體認之，也就可能發現中國文化新生的機緣。科學，市場，法治，乃是現代人類社會具有普世性的體制，也許是人類歷史不可抗拒的潮流。中國的文化理想，只要經過正確的詮解，可以提供現代人類需要的自然觀、科學認識論和方法論原理。中國文化觀念，既涵有主客二分、主體意識的思想，亦涵有天人和諧兼有人可制天的理念。中國人既把天視為可宰制可利用的對象，又視為自主的生命沃源。如《易·系辭》：“天地之大德曰生?！薄吧^易?！薄肚f子·知北游》：“天不得不高，地不得不廣，日月不得不行，萬物不得不昌。”董仲舒《春秋繁露·王道通》：“天覆育萬物，既化而生之，有養而成之。”不勝枚舉。這便蘊涵著人與自然的主客互動的關系。同時，也認為自然有著內在的理性性質，人可以認識而預期之。如荀子云：“天行有常?！薄八居谔煺?，已其見象之可以期者矣。”“夫此有常以至其誠者也。”有常而誠，實即內在理性?！墩f文·言部》：“誠，信也?！倍度瞬俊罚骸靶?，誠也?！边@里《說文》犯了循環定義的錯誤?！蹲謪R·人部》：“信，不差爽也?！薄稄V韻·震韻》：“信，驗也?！辈徊钏沈灥某Ｐ?，即秩序原則。實在之內的有常以至其誠，即世界內在理性也。對自然的認識，既要以經驗的方法格一物復格一物地無窮反復進行，而最終理想又是類似統一場論式的全面揭示：“惟圣人能屬萬物于一而系之元也?！闭胬淼臉藴?，便是人的理性原則與人所可能發現的自然秩序之間，無窮主客互動的對比。結語

不同于技術，科學是精神創造活動。創造需要靈感，而靈感要求那生我養我的文化沃土為源泉。譬諸音樂，如果中國的作曲家恒常依據西洋的音樂動機去譜曲，能作出偉大音樂否？科學創造，其理一也。歐洲的人文理想曾孕育出一個時代的偉大科學。如今，那個時代的精神，也就是所謂現代性，已經顯示出其局限性。而中國的文化精神卻恰可補其不足，而取其所長。這里便涵有中國文化的機遇。曾有人放言高論，稱二十一世紀為中國的世紀。此語應作何解？“中國的”總不是possessive的意思吧?！爸袊摹彼茟钢袊呢暙I。貢獻又在何處？僅僅亦步亦趨，可乎？僅僅“強大”，而無精神創造，可乎？沒有科學的偉大創造，可乎？于此可知中國的文化新生之重大意義矣。