吳俊明

摘要：討論了科學方法的界定；概述了科學方法的結(jié)構(gòu)、類型和局限性。要擴大視野，從關(guān)注科學方法發(fā)展到關(guān)注科學過程。討論了科學過程的界定與結(jié)構(gòu)；策略是科學過程的核心要素。不了解科學過程就不能真正了解科學本質(zhì)，不能深入了解科學知識，要重視科學過程的研究與教育。當前改進科學過程，教育教學特別要注意堅持讓學生在做中學，通過討論總結(jié)，過程教育與方法教育結(jié)合；重在策略，強化基礎(chǔ)，有序推進，注意培養(yǎng)學生的創(chuàng)新品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：科學方法；科學過程；科學過程與方法教育；科學過程與方法觀念

文章編號：1005-6629（2015）12-0003-07 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

國家教育部于2001年、2003年先后頒布各學科的《全日制義務教育課程標準（實驗稿）》和《普通高中課程標準（實驗）》，它們都把“過程和（與）方法”作為一類課程目標，使過程問題引起了廣大教師的注意。但是，過程和方法是不是一回事？它們有沒有區(qū)別？有哪些區(qū)別？究竟什么是過程？怎樣才能搞好過程教學？……許多人并不太清楚。鑒于過程和方法的重要性，本文擬對有關(guān)的一些問題做一些初步的討論。

1 科學方法的界定

什么是科學方法？要弄清這個問題，需要從它的形成機理、內(nèi)部組成、外部表現(xiàn)以及功能等方面考察其特質(zhì)。

科學方法產(chǎn)生于科學實踐活動。經(jīng)過成功和失敗的比較，人們從豐富的實踐經(jīng)驗中逐步總結(jié)出能夠使科學實踐活動目的得以順利實現(xiàn)的規(guī)則、方式和手段，從而形成了科學方法。筆者曾經(jīng)據(jù)此界定科學方法“是人們在認識和改造客觀世界的實踐活動中形成的有效的規(guī)則、方式和手段，是人的活動經(jīng)驗程序化、規(guī)范化的結(jié)果，是進行科學研究的有力工具”。由于科學與技術(shù)密切聯(lián)系、相互滲透，廣義的現(xiàn)代科學也包括技術(shù)科學在內(nèi)。因此，科學方法賴以產(chǎn)生的科學實踐活動既包括認識客觀世界的實踐活動，也包括改造、保護客觀世界的實踐活動。規(guī)則、方式、手段、途徑或模式等是科學方法的直觀表現(xiàn)，有效性、程序化、規(guī)范化、過程規(guī)定性等是科學方法的固有品質(zhì)，能使科學實踐活動目的有序地順利實現(xiàn)則是其功能。實際上，有些科學方法可能是從某些理論（甚至假說）出發(fā)設(shè)計，而后才在實踐中完善、確定的，最初不一定產(chǎn)生于經(jīng)驗（這種情況在現(xiàn)代科學活動中可以見到）。但從根本上說，科學方法還是源起于科學實踐活動的?，F(xiàn)在看來，宜把科學方法的界定修改為“是人們在認識和改造、保護客觀世界的實踐活動中直接（總結(jié)實踐經(jīng)驗）或間接（依據(jù)某些理論或假說設(shè)計，而后通過檢驗）形成的有效的規(guī)則、方式和手段，是人的活動經(jīng)驗程序化、規(guī)范化的結(jié)果，是進行科學研究的有力工具”。

2 科學方法的結(jié)構(gòu)與類型

科學方法跟日常的方法是有區(qū)別的，最突出的是，科學方法具有自覺的理性內(nèi)涵，這是日常方法一般不具有的。就一定的對象而言，科學方法總要以理論所揭示的對象的規(guī)律性為依據(jù)；人們在認識和改造客觀事物中不斷積累和豐富的理論知識，也可以轉(zhuǎn)化為進一步認識和改造對象的方法，深刻和廣泛地指導研究活動，提高研究活動的起點，從而成為研究活動的有效工具。因此，科學方法都是以某種理論為支撐的，沒有理論支撐就不是真正的科學方法，理論內(nèi)涵是科學方法首要的基本組成因素。

內(nèi)部思維活動和外部行為活動是科學活動的兩個主要形態(tài)。與此相應，內(nèi)部思維負載和外部行為方式是科學方法的顯著特征和鮮明的構(gòu)成要素。為了更多、更好地獲得認識研究對象的感性材料，或者實現(xiàn)改造、保護對象的設(shè)想，在科學研究中人們常常要借助于各種儀器和工具，使自己的感官和雙手得以“延長”，因此，物質(zhì)手段是科學方法的基本要素之一，它常常制約、決定研究的方式和方法，物質(zhì)手段的進步常常跟科學方法的發(fā)展緊密地聯(lián)系著。研究對象的特點規(guī)定和制約著研究活動所采用的方式和方法，研究對象也是科學方法的基本要素。理論荷載、活動方式、物質(zhì)工具和研究對象這4個基本要素相互聯(lián)系、相互作用形成科學方法的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

基礎(chǔ)層次的科學方法（解決各學科具體問題的具體方法）、中間層次的科學方法（觀察、調(diào)查、實驗、科學抽象、數(shù)學方法等一般的方法）和高級層次的科學方法（如還原論、系統(tǒng)論等思想方法）等相互聯(lián)系、相互作用則表現(xiàn)了科學方法的外部結(jié)構(gòu)。

在專門科學的具體方法和各門科學的一般方法層次上，科學方法大體上可以分為經(jīng)驗方法、理性方法和具有補充、完善意義的“第三類方法”以及綜合性方法。經(jīng)驗方法包括觀察、測量和實驗等操作方法、行為方法。理性方法包括各種思維方法、認知方法以及有關(guān)的技術(shù)方法。抽象與具體化、理想化、基本邏輯方法、假說與預見、模型方法等等都是科學常用的理性方法?！暗谌惙椒ā卑ㄏ胂?、類比、直覺等既非經(jīng)驗方法也非理性方法，具有補充性、完善性的方法，也包括歷史描述、文化解釋、“怎么都行”等“后現(xiàn)代”方法。上述方法常常相互結(jié)合、相互滲透，形成復雜的、多種多樣的綜合方法。

3 科學方法的局限性

科學方法是隨著科學的實踐和認識逐步發(fā)展的，具有發(fā)展性和歷史性，這是它具有有效性的重要保證，科學方法也因而歷來受到人們的重視和推崇。然而，科學社會學創(chuàng)始人、著名的英國科學家和科學史學家貝爾納早就指出：“科學方法有被認為是一種理想的柏拉圖形式的危險，好象是尋求自然的真理和人的真理只有一條正路可走，而科學家的唯一任務就是覓到這條路而順著走。但是全部科學史連同其中多樣新方法不斷發(fā)展，就否決了這個絕對概念。”

科學方法的局限性主要有：

3.1 科學方法的歷史局限性

在不同的歷史時期，科學的主流方法是變化的：古希臘的智者們推崇歐幾里德的公理演繹；17世紀實驗方法和實證方法開始大行其道；而在當代，幾乎所有的科學都在一定程度上要運用統(tǒng)計推理……從作為科學方法核心的思維方式來看，在原始社會，人的思維方式是粗放的、整體的原始綜合思維；在分散的農(nóng)業(yè)和小手工業(yè)經(jīng)濟時期，分析思維是人們的主流思維方式，“分析”就等同于“研究”；在工業(yè)和科學研究規(guī)?；⑿畔⒈ㄊ皆鲩L時期，綜合思維則有融合分析思維形成“綜合一分析一綜合”式的科學綜合思維，成為主流思維方式之勢。不同的主流方法出現(xiàn)于特定的時代并趨于成熟，雖然它們都被賦予客觀性，但還是表現(xiàn)出某些主觀性的東西，潛藏著某些認知風險。

科學的發(fā)展不止于經(jīng)驗知識的積累，不是“套箱”式地把舊材料并入新框架，不是單純的量的增加?？茖W也不只是“一堆現(xiàn)行課本中的事實、理論、方法的總匯”?？茖W的精神是批判。當新的科學發(fā)現(xiàn)不能被常規(guī)科學解釋、包容，引起常規(guī)科學的危機時，就有可能發(fā)生科學革命，出現(xiàn)新的理論，實現(xiàn)科學的新發(fā)展。著名學者庫恩指出：“有的革命規(guī)模很大，像與哥白尼、牛頓或達爾文等名字聯(lián)系的革命，但大多數(shù)革命要小得多，像氧氣或天王星的發(fā)現(xiàn)?！笨梢?，新舊沖突引起科學革命并不鮮見，而科學革命中往往包含著方法的革命。

總之，科學方法可以推動科學的發(fā)展和進步，但它又具有歷史局限性。

3.2 實驗的客觀性是有限的

實驗是自然科學的重要方法，乃至于被認為是比邏輯思維更為突出的近代科學的特征方法。長期以來，人們一直認為實驗具有客觀性，不會受主觀的干擾，并因此而受到推崇。然而，人們現(xiàn)在已經(jīng)認識到實驗總是有其理論框架的，這就使實驗及其結(jié)果也沾染了主觀的色彩。而且，在實驗之后，要用一個合適的、首尾一致的概念系統(tǒng)來理解在實驗結(jié)果中揭示的世界，這意味著科學的背后都有相應的形而上信念基礎(chǔ)。不論是作為科學認識前提的公理、假設(shè)，還是在一定前提下的邏輯推理，都有其預設(shè)的不可證明的信念性。在信念轉(zhuǎn)化為知識的過程中，真正起作用的是思想的非機械的、甚至是非邏輯的智力創(chuàng)造。邏輯的一致性只是一種理想的指向和要求，它是不可能達到的。

在科學史中，電子射屏實驗曾經(jīng)使一些學者更堅定地認為電子是一種粒子，而電子狹縫實驗則使“波動說”學者堅持電子是一種波。這個事實表明，實驗及其結(jié)果或多或少會受到主觀的影響，并不是絕對客觀的。

3.3 基本的邏輯是不嚴密的

科學通常是由經(jīng)驗事實來得到一般性規(guī)律的。歸納法就是由特稱陳述的經(jīng)驗事實找出全稱陳述的一般性規(guī)律的思維方法。歸納推理從特殊命題推出的一般命題是新的科學探究的起點，因此可以說，歸納推理是科學發(fā)現(xiàn)的邏輯，能推動科學的進步，是科學的基石。與歸納推理相比，演繹推理從大量的命題推出少量的命題，是從一般到特殊的推理，只要大前提和推理規(guī)則正確，得出的結(jié)論是可靠無疑的。但是，演繹的結(jié)論只是前提的一部分，所以演繹推理并不產(chǎn)生新的命題，無法產(chǎn)生新的知識，難于對科學發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生本質(zhì)性的貢獻。

由于人們通常難以窮盡所有的經(jīng)驗事實，有關(guān)的歸納推理是不完全的。不完全歸納推理帶有或然性，是不可靠、不確定、帶有猜想性質(zhì)和可置疑的，所得結(jié)論的真實性有待檢驗。邏輯實證主義者認為，由歸納法得到的結(jié)論只是一種假說，需要通過科學實驗來證實。卡爾·波普爾認為，假說常常不能被證實，只能被證偽。一個典型的例子是：對于“天下的烏鴉都是黑的”這個假說，由于我們無法確定天下每一只烏鴉都是黑的，所以無法證實這個命題。但是，它可以被證偽：如果有誰發(fā)現(xiàn)了一只白烏鴉，就可以推翻上述假說。后來又有人指出，假說要證偽有時也不容易。例如，“天下有白烏鴉”就沒有辦法證偽，沒有辦法說它是錯的。用實驗判決某一個假說或者理論是否正確，并不是一件簡單的事。常常有這樣的情況：一個實驗做出來，可能否定了某理論的推論，但是如果對這個理論做一些輔助假設(shè)和邊界條件的修改，就可以讓這個理論推論跟實驗結(jié)果符合，從而使這個理論得以繼續(xù)保留下來。事實說明，歸納方法的基本邏輯是有漏洞、不嚴密的。

3.4 簡單化會造成好多漏洞

傳統(tǒng)的科學方法通常會將非線性、非平衡的問題簡單化、線性化；將有結(jié)構(gòu)的問題當作沒有結(jié)構(gòu)，用平均方法等來處理；將動態(tài)的問題當作靜態(tài)的問題來處理，而世界是復雜的，簡單的事物只是少數(shù)。用簡單化的方法來解決復雜的問題必然會具有很多漏洞。

4 擴大視野：從科學方法到科學過程

考察實際的科學活動，只有簡單的問題可以僅僅用一種科學方法就能解決、得到令人滿意的結(jié)果對于大多數(shù)科學活動來說，不僅要運用觀察、實驗、整理和分類數(shù)據(jù)、歸納、概括、推理、想象、檢驗等多種方法，還要經(jīng)歷漫長、曲折、復雜乃至充滿酸甜苦辣的過程，愛因斯坦為狹義相對論和廣義相對論分別奮斗了整整10年，為統(tǒng)一場論奉獻了40年余生還未取得實質(zhì)性的成果，就是廣為人知的典型例證。

對于日益復雜的科學來說，我們必須擴大視野，不僅關(guān)注科學方法，更要關(guān)注科學過程。早在20世紀下半葉，就有許多學者分別從哲學、歷史、社會學、文化學等角度對什么是科學進行探索，逐步認識到科學不僅是一種知識體系，它也是一個過程、一類方法、一種活動；科學是生產(chǎn)力（或生產(chǎn)力因素），是一種社會建制，是一種文化；科學是人與自然的對話；是知識體系和知識生產(chǎn)的實踐活動的統(tǒng)一……美國社會學家、科學學專家摩里斯·小李克特（Maurice N·Richter，Jr）曾經(jīng)指出：“從相對微觀的觀點看，科學似乎是一種‘方法，而一種更宏觀的考察使我們能夠把科學看成是一種過程，它包含著方法，但也有不可簡化為方法論規(guī)則的那些方面?！惫P者認為，對于簡單的科學問題，可以只關(guān)注方法，不談過程；對于復雜的科學問題，必須擴大視野考察其過程，只談方法是肯定不夠的。

5 科學過程的界定與結(jié)構(gòu)

筆者認為，一般地說，“過程”是事物變化（或運動）的經(jīng)過和歷程，是事物的始態(tài)到終態(tài)之間一系列狀態(tài)在時間維度上的分布情況，是事物運動的表現(xiàn)形式?？茖W過程則有其特殊性。

什么是科學過程呢？有學者把科學過程概括為“在一般的科學研究中，那種普遍適用的系統(tǒng)化的操作方法與步驟”；有學者干脆斷定科學過程“在本質(zhì)上同科學方法沒有什么區(qū)別”；或者認為科學過程“指與科學研究有關(guān)的方法、技能、態(tài)度和觀念等”。筆者認為，前兩種認識忽略了科學過程與科學方法的本質(zhì)區(qū)別：科學方法的本質(zhì)是“規(guī)則、方式和手段”，科學過程的本質(zhì)是“變化（或運動）的經(jīng)過和歷程”，兩者是顯著不同的。一個簡單的科學過程可能只被一種科學方法覆蓋，不能因此就把它們等同起來，更不能推及復雜的科學過程也是如此。后一種認識把科學過程的外延擴大到技能、態(tài)度和觀念等也是欠妥的，因為科學過程不具有唯一性，不同的科學過程可能對應著相同的態(tài)度和觀念、包含著相同的技能操作，技能、態(tài)度和觀念跟科學過程并沒有種屬關(guān)系和一一對應關(guān)系，也沒有直接的、必然的聯(lián)系。

活動的目的、活動的手段、活動的對象和活動的結(jié)果是構(gòu)成人的活動過程的基本要素或環(huán)節(jié)。科學過程的特殊性可以從系統(tǒng)的角度進行考察?？茖W活動有其特定動機、目的、功能、價值，有其獨特的運行過程、機制、結(jié)果、內(nèi)部和外部聯(lián)系。當代科學已經(jīng)成為一個越來越復雜的系統(tǒng)，這決定了其過程具有很強的復雜性。背景、情境、主體、客體（對象）、目標、策略、方法，以及實施、檢測、反饋、調(diào)控和鑒定等操作都跟科學過程有密切的關(guān)系，是構(gòu)成科學過程的要素，這些要素相互聯(lián)系、相互作用構(gòu)成了科學過程這個整體，這意味著，科學過程是一個動態(tài)系統(tǒng)；各要素及其整體涌現(xiàn)的特殊性決定科學過程系統(tǒng)的特殊性。

根據(jù)上面的分析，仿照對科學的“全息式界定”，可以把科學過程界定為：科學過程是在科學成為一種社會文化的時代（背景），在現(xiàn)實或已有知識中發(fā)現(xiàn)了新的問題或矛盾，面臨著進一步了解某些現(xiàn)實或現(xiàn)象的需要時（情境），崇尚真理、真實、真相的人們（主體）對特定的自然、社會或者人類自身某些部分或現(xiàn)象（對象）進行探究，以獲得有關(guān)的客觀認識或者否定錯誤意見（目標），而采取適宜的策略和科學方法（手段），逐步進行一系列操作，并以范疇、定理、定律等特定形式反映、整合新認識（結(jié)果）的特殊過程。這個界定清晰地表明：科學過程包含著方法，但也有小李克特所說的“不可簡化為方法論規(guī)則的那些方面”。

研究方法之所以容易被等同于科學過程，是因為它是從科學過程中析提出來的一個重要因素，離開了科學方法，科學過程就不存在。而且，科學是伴隨著科學方法一起向前發(fā)展的，科學的進步與科學方法的發(fā)展密切相關(guān)，科學革命不僅是觀念的革命，也包含著方法的革命，科學方法對科學發(fā)展具有舉足輕重的影響。但是，隨著科學的發(fā)展，科學問題、科學活動越來越復雜，需要考慮、解決的問題越來越多，而其中許多問題是科學方法無法解決的。如果把科學過程等同于科學方法，只依靠科學方法來解決問題，而不顧問題和活動的其他方面，把復雜的科學活動簡單化，科學活動就不能取得成功?？茖W過程是跟比較宏觀、復雜的科學活動聯(lián)系在一起的，不能把科學過程簡單地等同于科學方法。

對于科學過程的結(jié)構(gòu)，不同的流派有不同的看法。例如，歸納主義者認為科學認識的基本過程是“事實→定律→理論”，即：通過觀察、實驗與測量獲得經(jīng)驗事實知識，然后通過歸納與假說使經(jīng)驗事實上升到定律知識，通過定律的發(fā)現(xiàn)逐漸形成理論。與此相反，證偽主義者主張科學認識的基本過程是“問題→假說→批判與檢驗→新問題”。大多數(shù)科學家的意見介于上述兩種主張之間。例如一些人主張：從觀察中發(fā)現(xiàn)問題，為解決問題提出假說，為檢驗假說進行實驗，然后導致理論形成。實際的科學過程是多種多樣的，有時還比較復雜，但一般總要涉及問題、假說、實驗。

科學過程可以分為宏觀的科學過程、中觀的科學過程以及微觀的科學過程。宏觀的科學過程通常稱為“歷程”，指的是整個自然科學發(fā)展的過程，從科學的萌芽到科學與宗教的分離、科學與生產(chǎn)勞動的分離、科學共同體的產(chǎn)生、科學技術(shù)成為一種社會產(chǎn)業(yè)，里面既包含科學的常規(guī)發(fā)展，也包含著科學的革命，時間跨度是從科學的產(chǎn)生到當下。宏觀的科學歷史過程表現(xiàn)出科學進步的必然性，反映出科學與人類、科學與社會、科學與技術(shù)、科學與宗教等方面的關(guān)系。中觀的科學過程指的是某一科學領(lǐng)域的發(fā)展過程，如大到物理學、化學、生物等學科領(lǐng)域的發(fā)展，小到物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論、燃素說、進化理論等具體的理論領(lǐng)域的發(fā)展，它一般具有較長的時間跨度和較多的人物與“故事”線索，能夠表現(xiàn)出科學本身產(chǎn)生、發(fā)展的規(guī)律、科學知識的本質(zhì)特征，反映著量變與質(zhì)變的關(guān)系。微觀的科學過程指的是具體的科學問題研究經(jīng)過的歷程，如伽利略對力與運動的研究、居里夫人對放射性元素的提煉、孟德爾對豌豆遺傳現(xiàn)象的研究，它往往具有較短的時間跨度和較少的人物與“故事”線索，表現(xiàn)出科學探究活動的本質(zhì)，反映必然與偶然的統(tǒng)一。微觀科學過程的主體比較穩(wěn)定，較少變換；宏觀科學過程和中觀科學過程的主體則幾乎沒有不變換的，這是它們之間的一個顯著不同。至于科學的發(fā)展模式，存在著證偽主義模式、歷史主義模式、研究綱領(lǐng)模式、進化主義模式等多種看法。

6 科學過程的核心要素及基礎(chǔ)

筆者認為，在科學過程的諸要素中，最重要的核心要素是策略，即解決科學問題的認知策略。

貝爾納曾經(jīng)指出，科學方法“只限于可稱為科學進展的戰(zhàn)術(shù)那一方面。顯然地，單憑它自己，不夠解釋整個科學長期的進展情形，必須一談相當于科學戰(zhàn)略的某些事情，才能完成這幅圖景。當然，科學并不絕對需要有意識的戰(zhàn)略以求進展。在較早時期，科學的指導確實并無任何久遠目標。然而，我們將認識到科學進展的路徑并非偶然的，必有類似所謂戰(zhàn)略的東西隨時在起著作用，大部分是無意識的，但有時又是有意識的”。貝爾納在這里所說的“戰(zhàn)略”是指宏觀科學過程的策略，把宏觀科學過程的策略稱為（譯為）“戰(zhàn)略”是比較貼切的。中觀科學過程和微觀科學過程也有“戰(zhàn)略”問題，不過，中觀科學過程和微觀科學過程的“戰(zhàn)略”還是以稱為“策略”為好。

什么是策略？策略是主體為了解決問題、完成任務、實現(xiàn)預定目標而確定活動成分及其相互聯(lián)系與組織方式的謀劃和方略，是關(guān)于應對行動的整體謀劃；是根據(jù)預定目標和現(xiàn)實條件選擇、組織各種基本活動方法，調(diào)節(jié)、控制主體的內(nèi)部注意、感知、思維和操作活動，對活動進行內(nèi)部定向指導、監(jiān)控和調(diào)節(jié)的方略。策略是開展活動的指導思想、行動規(guī)則，是組織實施活動的依據(jù)和準繩，是活動過程和方法的精髓、靈魂和本質(zhì)特征。策略有時也可以稱為思路。在明確準備解決的問題后，主體應該首先確定解決問題的行動方針和指導思想即應對策略，確定后續(xù)的各個活動步驟（或操作）的基本組織方式、解決問題的基本程序，決定調(diào)節(jié)、控制具體的活動方式，然后才是清晰、細致的具體方法。策略的形成和完善有一個由模糊到清晰、由粗糙到精細、由概括到具體的漸變過程。

科學策略是作為科學活動基本方針的計謀、謀略，是對科學活動作整體謀劃的結(jié)果，它是根據(jù)對象和情境的特點與變化制訂的科學活動的基本路徑，決定科學方法的選擇、編排順序、組織方式和細節(jié)調(diào)整，決定著科學活動的成敗和效率，因此，解決問題的策略是科學過程的核心成分。

科學策略跟具體的問題及其情境，以及主、客觀條件等因素有關(guān)，因而是多種多樣的。常用的最常見的基本科學策略有：

進行描述，概括：對觀察、實驗結(jié)果進行描述、歸納、概括、邏輯整理和論證，建立和修正理論假說；

進行解釋，推廣應用：由理論假說具體化，進行預測、推理作出可驗證的假設(shè)，再進行驗證，等等。

要順利地解決問題、完成科學活動任務，光有策略和方法是不夠的，還需要具有有關(guān)的知識、技能、能力和情意等作為基礎(chǔ)。沒有它們，應對策略就難以完善和實現(xiàn)，方法難以準確地實施和應用，也就不能解決問題。解決問題的知識基礎(chǔ)不但包括對象的知識，也包括目的、要求，包括有關(guān)的應對經(jīng)驗和背景知識等等。解決問題的技能基礎(chǔ)主要包括實施各活動步驟（或操作）的方法技能，運用各種科學方法的技能，檢測和調(diào)控的技能等。解決問題的能力基礎(chǔ)包括細致敏銳的觀察能力，對意外事件的具體分析能力、深刻理解能力和準確判斷能力（洞察力）；敏捷、靈活的思維能力，辯證思維能力，反思能力（思辯力）；快速、恰當?shù)姆磻芰托兄行У膱?zhí)行能力（執(zhí)行力）；對科學活動及時有效的調(diào)控能力和靈活自如的變通能力（應變力）；以及準確、鮮明的表達能力等。解決問題的情意基礎(chǔ)包括較強的科學精神、敬業(yè)精神、責任心和工作熱情，不怕困難、誨人不倦的積極情感，冷靜理智的自制力、較強的自信心和樂觀精神等。此外，良好的自身修養(yǎng)；尊重他人，重視傾聽，善于合作；對別人豁達寬容，有良好的人際關(guān)系和交往能力；行事果斷靈活，勇于探索，勤于實踐，敢于創(chuàng)新等也很重要。

7 要重視科學過程的研究與教育

了解科學過程，了解如何制定、選擇和實施恰當?shù)目茖W過程，包括做好過程策略和過程方法的設(shè)計和實施，對于順利開展科學活動，提高科學活動水平，增強科學活動能力有著十分重要的意義。反之，不了解科學過程，就不能真正了解科學的本質(zhì)，不能深入地了解科學知識。因此，重視科學過程的研究與教育是十分必要的。

現(xiàn)在，過程科學與過程工程已經(jīng)成為重要的研究領(lǐng)域。過程科學以過程為研究對象，以化學熱力學和動力學等作為基礎(chǔ)理論，考察體系輸入與輸出之間的本質(zhì)因果關(guān)系。隨著計算機技術(shù)和計算技術(shù)的發(fā)展，基于信息技術(shù)的系統(tǒng)集成成為過程科學的重要內(nèi)容和方法。過程工程包括過程模擬、過程實施、輔助內(nèi)容等，中國科學院現(xiàn)已設(shè)立過程工程研究所。這個動向提示我們：要關(guān)注過程科學與過程工程的進展，并在此基礎(chǔ)上重視做好科學過程和有關(guān)知識的普及。

雖然教育教學過程與科學過程的特殊性不同，對科學過程的了解對于了解和改進教育教學過程是不無意義的。

上世紀初，杜威倡導從做中學，主張在科學學習中要讓學生按照科學研究的過程與方法去做。1959年9月，一批科學家、學者和教育家在科德角的伍茲霍爾討論怎樣改進美國中小學的自然科學教育，討論把科學知識和科學方法教給青年學生所牽涉的基本程序。會議結(jié)束時由布魯納（J.S.Bruner）提出名為《教育過程》的主席報告來闡述課程改革的四個中心主張，引起國際教育界的關(guān)注。這些事件可以看作是教育教學過程受到重視的先聲。其后，科學過程教學內(nèi)容開始在科學課程中出現(xiàn)，甚至出現(xiàn)了專門的科學過程課程：1962～1971年，由美國國家科學基金會（NSF）資助，在加涅（R.M.Gagn6）指導下，美國科學促進會（AAAS）組織了小學的科學過程技能課程《科學——種過程模式》（Science-A Process Approach，簡稱SAPA）的設(shè)計和編寫。該課程在分析科學家的科學過程基礎(chǔ)上，以系統(tǒng)化的方式讓學生經(jīng)歷科學的過程，學習定義和解決問題的方法，學會使用智力及觀察、應用時空關(guān)系、分類、應用數(shù)據(jù)、測量、交流、預測與推論8項基本技能以及控制變量、解釋數(shù)據(jù)、形成假說、操作性定義與實驗等5項綜合技能，學習像科學家那樣思考和工作。SAPA課程明確地開啟了教育界對科學過程教育的重視，并對后來的此類課程有很大的影響。自此，科學過程教育逐步成為一種時尚直至現(xiàn)今。

在我國，本世紀初制定的課程標準明確地規(guī)定了過程和方法教學目標，有力地推動了科學過程教育在我國的實施。但是從實際情況來看，一方面阻力比較大；另—方面還存在不少實際困難，在對科學過程及其教育的認識、教材編寫、教學制度配合與改革、器材供應以及教師培訓等等方面有許多問題需要深入研究、解決；在對教育教學過程的關(guān)注和實踐上也存在類似情況。在改進科學過程教育、改進教育教學這兩個方面都需要更多人關(guān)心，需要做出更大的努力。

8 科學過程與科學方法的教育

對過程方法認識的形成是建立在體驗基礎(chǔ)上的，過程方法教育對自身的過程方法有強烈的依賴性。要搞好科學過程教育必須改進現(xiàn)時的科學過程教育教學。

怎樣改進科學過程的教育教學呢？筆者認為，當前特別要注意下列幾個方面：

8.1 堅持讓學生在做中學

過程與方法都是動態(tài)的，只有在有關(guān)活動中形成體驗才能真正了解和掌握。因此，必須注意過程方法跟其他教學內(nèi)容的融合，用問題引導，讓學生在解決科學問題的實踐活動中親做親為，適當安排對不同過程方法效果的體驗、比較，多次經(jīng)歷、積累，獲得豐富的體驗。

8.2 注重討論總結(jié)

學生的初步體驗只能算是感性經(jīng)驗，要讓學生在回憶、描述、說明、解釋的基礎(chǔ)上，歸納、升華、思悟，通過深入的討論、總結(jié)提升為理性認識。在總結(jié)時宜按照由過程到方法，從總結(jié)科學過程到總結(jié)科學方法的順序進行，發(fā)揮過程對方法的統(tǒng)領(lǐng)作用。

8.3 過程教育與方法教育結(jié)合

過程教育與方法教育結(jié)合。通常可以在明確要解決的問題后先引導對過程的思考，然后做方法的思考，注意過程的不同階段跟方法對應關(guān)系的差別，最后還要對過程、方法再做反復的推敲。

8.4 重在策略，強化基礎(chǔ)

前已述及，策略是科學過程的核心要素，科學過程的實現(xiàn)還需要具有有關(guān)的知識、技能、能力和情意等作為基礎(chǔ)。因此，科學過程與方法教育要突出策略，注意打好基礎(chǔ)。要注意引導學生形成正確的科學過程與方法觀念，揭示蘊含的科學思想和科學精神。不能只注意外在形式，忽視精神要素。

8.5 有序推進，滲透創(chuàng)新

科學過程與方法教育要統(tǒng)籌規(guī)劃，注意學段銜接、學科配合；平時以滲透、體現(xiàn)、潛移默化為主，在適當?shù)慕虒W階段進行討論、交流、小結(jié)，引導學生由無意識、潛意識、朦朧意識逐步發(fā)展到清晰意識、自覺意識；由獲得模糊的印象、感性的經(jīng)驗，逐步發(fā)展到形成有關(guān)的理性認識和科學觀念，并進一步形成對科學過程方法的重視，形成實踐科學過程方法的技能、能力和定勢，逐步提高層次水平。既重視用好典型案例，又注意抓住現(xiàn)實機會進行生動的科學過程與方法教育。要堅決杜絕知識灌輸式的過程方法教育。歷史表明，過程方法的創(chuàng)新有時會促成科學的進步。因此，在科學過程與方法的教育教學中要滲透創(chuàng)新教育，鼓勵創(chuàng)新，注意培養(yǎng)學生的創(chuàng)新品質(zhì)。