初中科學教學中應注重科學世界觀教育

心理學研究表明，初中階段學生的辯證邏輯思維開始逐漸發展，它的快速發展有助于學生建立科學的世界觀，而初中科學課程的開設則為進行世界觀教育提供了很好的時機，同時科學課程本身的學科特點決定了其中包含眾多

的辯證法觀點。

一、科學是系統層次的

1.科學思想是系統層次的

科學的發展在很大程度上得益于人類知識的日積月累，就像一條由不同時期的知識不斷匯聚而成的河流。

在中國古代的系統思想中，沒有明顯的分科傾向，追求適用于所有系統的統一體系，如載于《周易》的體系——“陰陽八卦”，既是一個層次分明的符號系統，也是一個集術數、哲學、歷史于一身的記錄原始文化的知識系統；又如“陰陽五行說”，認為世間萬物皆陰陽化生，萬物都是由水、火、金、木、土這五個要素構成的，陰陽五行相生相克，形成了社會、自然、人事的變化等。諸子百家在各自擅長的領域都運用了系統思維方式，孔子的“修齊治平”理論把社會這個大系統分為四個層次：個體→家庭→國家→天下。《老子》中的社會是五曾結構：身→家→鄉→邦→天下。《莊子》提出了一種人與萬物和諧共處的生態系統觀，《孫子兵法》中也運用了樸素的系統思想和運籌方法。

古希臘的哲學家們繪制了各種可供后人參考的“前科學圖景”，其中許多都是整體圖景。他們認為：“世界是包括一切的整體”，“萬物源于水”，認為宇宙是一個循環變化的整體系統；德謨克利特在《宇宙大系統》中也提出了關于宇宙的“系統模型”；亞里士多德則認為“所有方式所顯示的整體，并不是部分的總和，即整體大于部分之和”，并提出了球層結構的宇宙系統。

進入20世紀以來，人們開始不斷地采用新的角度、新的辦法，構成了系統科學的思想體系。在一般系統論、控制論、信息論產生后，隨之又出現了突變論、協同論等新的邊緣學科，形成了以應用為直接目的的系統工程，所有這些學科構成了以系統為研究對象的綜合性學科群——系統科學。構成系統科學的這些新學科從不同層面，以不同的方法研究系統的性質與運動狀況，進而揭示系統所具有的某些普遍性規律。系統科學的思想與方法在科學研究及經濟建設中得到了廣泛的應用，并日新月異地向前發展。

2.科學研究的對象是系統層次的

系統性是物質世界的普遍屬性，我們所面對的世界，科學研究的各個領域都是由諸多系統構成的，都有特定的結構，存在各種層次和類型。按規模大小可分為宏觀系統和微觀系統，如宇宙是一個系統，河外星系是一個系統，銀河系是一個系統，太陽系是一個系統，地月系是一個系統，地球是一個系統，海洋、湖泊、池塘、森林、草地等都可以是一個系統，群落是一個系統，種群是一個系統，生物個體是一個系統……這些有著嚴格層次的系統被稱為宏觀系統；生物體又是由諸多系統構成，一個器官是系統，一個細胞是系統，細胞膜、細胞質、細胞核是系統，染色體是系統，DNA是系統，分子是系統，原子是系統，原子核是系統……它們是微觀系統。按運動和靜止可分為發展系統和穩定系統；按作用和物質基礎可分為功能系統和結構系統；按與環境的關系可分為開放系統和閉合系統；按新陳代謝可分為生命系統和無機系統等。

總之，系統層次是科學的普遍屬性。運用系統層次觀點認識科學，就要將科學世界以系統形式加以觀察和研究，如此才能全面、客觀、精確地認識科學事物。

二、科學是統一和聯系的

科學是系統的，系統是由諸要素組成的，要素是系統各種結構和功能的承擔者，兩者表現為整體與部分的關系，系統不是各要素簡單的堆積，而是一個有機統一的整體。如生命體的結構功能單位——細胞是由各種化合物組成的，其組成部分又各有其生理功能，但任何一種化合物都不能單獨地完成某一生命活動，只有按一定的方式有機結合起來才能表現出細胞和生物體的生命現象。生物體的一切生理活動，如代謝、生長、發育、遺傳和變異等都是以細胞為單位實現的。在多細胞生物中，細胞的結構和功能雖然發生了分化，但他們之間是相互聯系和制約的，共同組成了統一的有機整體。

組成的要素之間是相互聯系的，有物質、能量和信息的交換、流通。如無機環境之間是處在不斷轉化和運動中，是相互聯系的；生物與無機環境之間也存在物質和能量的聯系；種群內部和外部之間因為食物和空間等因素發生各種聯系（種內互助、種內斗爭、競爭、捕食、寄生、共棲……）；科學的系統處于一定環境之中，不能離開環境，必須與環境之間保持物質和能量的聯系：聲音的發生和傳播與振動、媒介發生聯系，透鏡成像與一定的條件發生聯系，水的沸騰、蒸發、凝固等同樣與外界因素發生聯系，酸、堿、鹽等物質可以相互轉化，電與磁、電磁波與光、能與能等之間都是相互聯系，互為條件的。

我們應運用統一、聯系的觀點認識世界，從整體與局部之間，整體與外界環境之間的相互聯系、相互作用、相互制約的關系中，綜合地考察事物，以達到對客觀世界的正確認識。

三、科學是對立統一的

客觀世界的事物普遍存在既相互對立又相互統一的聯系，科學教育中應理解科學本質，樹立對立統一觀。光合作用和呼吸作用是對立統一的：光合作用合成有機物，貯存能量，而呼吸作用分解有機物，釋放能量，從方向上看兩者相互對立，但光合作用為呼吸作用提供分解所需要的物質和能量，而呼吸作用又為光合作用提供物質和能量的基礎，兩者互相依賴、互為條件共同組成綠色植物新陳代謝的基本過程；捕食與被捕食是對立統一的，捕食者與被捕食者之間發生激烈的矛盾和沖突，是對立的，但所有的生物都是師法自然，用之有度，遵循自然規律的，在相互選擇中進化了自己。物質的氧化和還原、溶解與結晶、分解與合成、汽化和液化、熔化和凝固、收縮和膨脹、遺傳與變異等都是既對立又相互統一，互為條件的。科學的作用也是兩面的，既有積極的推進作用，也有消極的負面影響。在進行科學教學的同時，還應加強對立統一觀教育，使學生掌握理解事物發展的對立統一規律，

更好地理解科學，為今后從事科學活動打下良好的思想基礎。

四、科學是相對的、發展的

科學知識的產生都是一代代從事科學研究的人們，在前人的基礎上經過艱苦跋涉，潛心研究得出的。歐姆定律、大氣壓強測定、阿基米德原理、發電機發明、蒸汽機發明、電動機發明、電燈發明、影響電阻大小的因素、生長素的發現、傳染病的預防、計算機的誕生、基因破譯、牛頓的經典力學、宇航研究等事例，都無不說明科學的過程是極為艱辛的，科學發展的道路是艱難曲折的。在一定社會背景下得出的知識，都是富有獻身精神的科學家們長期研究的結晶。科學知識是有很大價值的，科學知識是可信的，在一定的時間和空間內，完全可以成為推動社會進步的力量。

變化發展是科學自然觀的基本點，客觀世界一切皆流，一切皆變，一切都處于永不休止的變化發展之中。宇宙在不斷變化發展，生態系統在變化發展中，群落在不斷演替，生物時刻在進行新陳代謝……絕對不變的事物是不存在的。同樣，科學知識雖然是一定條件下的研究成果，可以推動社會的進步，可以改變我們的生活，但科學并不是真理，只是對真理的追求，科學的結果只能是無限逼近真理。因此，科學知識是相對的、變化發展的，要發揮其積極作用是有條件的，當條件發生改變時，其價值也就發生改變，科學不能為一切問題提供終極答案。

總之，科學是相對的，是變化發展的，變化體現在量變和質變上，因而不僅要從量上把握，還要從質上理解，只有以變化發展的觀點看待科學，才能真正理解科學的內涵，才能更好地利用科學、發展科學，使我們的社會得到可持續發展。

五、科學是辯證否定的

科學的過程的不是一帆風順的，而是艱辛曲折的，是一個有繼承、有發展、有肯定又有否定的過程，是一個不斷發現新問題，提出新的假設，設計新方案，實施新實驗，收集新證據的探索和修正完善的過程。任何一項重大研究成果的誕生，都包含著對原有成果的積累和創新，全盤繼承就沒有創新，但如果沒有繼承，創新就沒有基礎。如荷蘭科學家郭葛等就是在繼承達爾文和溫特實驗結果的基礎上才發現了植物的生長素；由于微電子技術、計算機技術和通信技術的發展，在此基礎上產生了現代信息技術；在“遺傳密碼”、DNA重組技術等基礎上誕生了生物工程；我國的空間技術也是在繼承的基礎上通過自主創新得以快速發展的……

科學研究的諸多內容是辯證否定的，如遺傳和變異就很好地體現了此規律，遺傳是保持生物原有的特征和性狀，變異是促使生物向其他特性和性狀的轉化，生物都有遺傳和變異的特征，體現了生物是肯定和否定的統一。遺傳除包括原有特性的遺傳外，還包括新形成的可遺傳的變異，肯定中有否定的辯證關系；變異是不定向的，經選擇后只有與環境相適應的可遺傳的變異才能得以保留，體現了否定中包含肯定的辨證關系，這就是事物發展的辯證否定觀。可遺傳的變異的積累最終導致新物種的產生，這是新事物對舊事物的否定，新物種又包含舊物種的特征和更適應環境的進步性特征。生物的遺傳—變異—遺傳，周而復始的過程，體現了事物發展的肯定—否定—肯定的否定之否定的過程。