科學思想及其科學教育功能

蔡鐵權, 謝佳瑩

(1.浙江師范大學 物理與電子信息工程學院,浙江 金華 321004;2.浙江師范大學 教師教育學院，浙江 金華 321004)

0 引 言

鑒于科學觀念在科學教育中的重要價值，筆者在文獻[1]中探討了科學觀念的概念界定，梳理了不同歷史時期特定的科學觀念，闡述了科學觀念在科學教育中的價值表現.對科學觀念的理解離不開對科學思想的研究，科學思想的發展與科學觀念的形成具有內在的一致性，從本質上看，科學思想史也是科學觀念史.今天，當我們把科學觀念確立為中小學科學教育中的學科核心素養時，就必須對科學觀念形成的淵源作出追溯，這就自然地需要對科學思想發展歷史進行回溯，也無可置疑地把科學思想作為當前科學教育改革中不可或缺的核心要素.如果我們認同“不熟悉科學思想的歷史，就無法洞悉科學的本質”[2]這一說法，那么，科學思想自然就成為科學教育和科學教育改革的關鍵，成為公眾科學素養提高的突破口.從這樣的視角出發，我們對科學思想的內涵和本質、科學思想在西方的演進及中國固有的科學思想傳統作出概覽，并在此基礎上，對科學思想與科學學科核心素養之間的關系，對科學思想的科學教育功能等作出論述，為我們面臨的科學教育改革提供借鑒.

1 科學思想的內涵與本質

對科學思想的內涵界定，不同的學者有不同的認識，我們基本認同林德宏的觀點：科學思想是指自然科學的理論思想和自然科學中的哲學思想.自然科學中的理論思想，即自然科學的基本概念、基本觀點和基本理論；自然科學中的哲學思想，主要是關于科學和自然界的一般理論思想，包括科學觀、科學方法論、自然觀、科學研究及傳播與應用的社會觀.科學思想是自然科學成果和哲學之間的聯系紐帶[3].筆者又融合了其他學者的見解和自己的認識，可以這樣認為:科學思想是自然科學、社會科學與人文學科的融合，內涵豐富、深刻，功能復雜、多樣，只有理解了科學思想，才能真正地理解科學、理解科學教育.本文正是從這樣的認識出發，縱向概括中西方科學思想的發展脈絡，揭示出其中與科學教育改革和發展具有內在聯系的因素，闡釋其蘊涵的科學教育功能.

科學成果是科學思想的載體，而科學思想是科學成果的靈魂，是科學成果核心深處的并主宰著科學成果的凝聚體.但科學思想不是空穴來風或神來之筆，而是由科學知識轉化而成的，是依據科學活動而得到的，是在科學研究過程中形成、升華出來的.科學思想又是人類思想的核心，先進思想的形成必須從科學思想開始，在公眾的科學素養提升和我國的科普及科學傳播中，科學思想都居于重要的地位.

從科學思想的定義來看，科學思想作為認識自然科學的理論思想，就是人類認識自然界的思想觀念和思維方法，包括在對事物進行研究時必要的思維模式和方法，研究物質世界的結構、性質、運動狀態和變化規律時所使用的語言、符號和概念，以及如何觀察外在世界，運用有限的概念、公設和規律，推理演繹成嚴密的理論體系，運用實證的方法檢驗理論的正確性與可信度，并上升為人類對自然界的統一的認識、觀點和信念.總之，科學思想是科學的核心，是科學教育的關鍵，是科學教育改革的要素之一.

2 西方科學思想的演進

科學思想有一個漫長的歷史發展過程，只有深刻地理解了這一過程，才有可能理解今天的科學思想.

遠在公元前6世紀的古希臘，哲學家們就開始對自然進行思考，提出了他們對自然的獨特看法，這種看法就是自然哲學思想.這些自然哲學思想中，就有著深刻的科學思想內涵.米利都學派試圖用自然因素來解釋自然現象；畢達哥拉斯學派認為“萬物皆數”，將自然本質數學化，提出了數學天文學；愛利亞學派從實體的角度考察事物的形成和變化，由基本的元素或物質微粒解釋宏觀經驗現象；柏拉圖(Plato)主張真正的知識只能通過對抽象理念的哲學深思才能獲得，試圖通過數學研究來探求事物的本質，他認為：“只有概念性思維才是真知，所有其他認知方式——感性直觀和表象都不能提供科學層面上的確信”[4].在柏拉圖這里，概念性思維被提升為關于世界的客觀洞見，思想的力量已經初見端倪；亞里士多德(Aristotle)強調從事物的本質探求事物的終極原因和目的，廣泛的、直接的、對科學本能的興趣使他立即采用了觀察的方法，并把經驗觀察和理念的辯證法最大限度地結合起來.對亞里士多德而言，一個理念最完美的定義一定展現了這個事物的原因以及這個事物自身的內在確定性，他不僅是最具思辨色彩的思想家，亦是一位精確的和永不倦怠的觀察家，是世界上最博學的人之一[5].古希臘的哲學家們對自然的認識蘊涵了十分深刻的科學思想，到了文藝復興時期，通過這種對自然認識的提倡和升華，孕育了近代科學革命.

中世紀基督教文化繼承了自然科學知識與古希臘哲學思想相結合的學術傳統，亞里士多德的學說被視為基督教文化的理論權威和知識基礎.同時，中世紀基督教文化包含了各種異端思想材料，經院哲學內部的論爭促進了觀察、實驗和歸納研究的深入，打破了人們對抽象觀念的信仰，使思想的自由在實證自然科學的基礎上得到發展，促進了近代科學思想的產生.吳國盛[6]認為，近代科學是希臘文明和基督教文明相融合的產物，這種融合為文藝復興及近代科學的最終誕生奠定了制度基礎(大學)和觀念基礎(經院哲學)，在這個意義上，吳國盛斷言“沒有基督教就沒有近代科學”.科學思想的淵源是悠長的，而沒有源就沒有流，源遠才會流長.

1543年，哥白尼(Nikolaus Copernicus)發表了《天球運行論》，書中研究出一系列詳細的行星模型，構建出一個真實的相互關聯的體系，哥白尼的創造性觀點既是舊傳統的頂峰，又是新傳統的開端.正是從他這里開始，開普勒(Johannes Kepler)、伽利略(Galileo Galilei)和牛頓(Isaac Newton)等人才能前赴后繼，不斷地想象他們的新世界.由此開始，哥白尼的工作改變了鄰近學科，并逐漸地改變了哲學家和知識分子的世界.在這場革命中，哥白尼占據著不可動搖的中心地位[7].

16—18世紀，科學思想是以牛頓力學機械論的形成和流行為代表的.1687年，牛頓的劃時代巨著《自然哲學的數學原理》出版，牛頓所取得的成就對于他的大部分同時代人甚至他的直接繼承者來說，是極其具有挑戰性的[8].由于牛頓力學的空前成功，力學成了帶頭學科、基礎學科、主導學科，力學的理論與思想普遍化了.隨著古代自然生存轉向近代技術生存、農業文明轉向工業文明，古代的有機論轉向了近代力學機械論，人類由崇拜胚種轉向了崇拜機器.

19世紀科學成果層出不窮、影響深遠.物理學中的能量理論、熱力學三定律和電磁學理論，化學中的原子論、元素周期律和有機化學的發展理論，生物學中的進化論、細胞學說和遺傳學理論，等等.這一時期的科學思想可以借用愛因斯坦(Albert Einstein)的話來概述：“上一世紀(指19世紀)所有的物理學家，都把古典力學看作是全部物理學的甚至是全部自然科學的牢固的和最終的基礎”[9].當時，整個物理學界都堅信物理學的基礎是建立在力學之上不可動搖的，包括麥克斯韋(James Clerk Maxwell)的電磁學理論也是建立在力學的基礎之上的，形成了盛行一時的力學世界觀.

20世紀是科學革命的世紀，是科學思想發生根本轉型的世紀.20世紀之初，出現了物理學的兩大革命——相對論與量子論.20世紀40年代以后，科學新思想接踵而至：計算機問世，宇宙大爆炸理論出現，復雜系統論建立，信息科學突飛猛進，DNA雙螺旋結構模型提出，地質板塊構造學說問世，耗散結構理論、超循環理論、混沌學、協同學理論、突變理論先后誕生，非線性科學理論形成，弦理論、宇宙膨脹、遺傳信息、系統自組織理論及黑洞輻射、高維空間、虛粒子、虛時間等猜想紛紛亮相[10].20世紀的科學思想以追求統一性和探索復雜性為主流，風起云涌，激蕩澎湃.

時至21世紀，隨著希格斯子的發現、引力波被探測、中微子質量的確證、黑洞照片的問世、暗物質和暗能量研究的不斷發展，等等，21世紀的科學成果將更加激動人心，21世紀的科學思想將會出現更大的發展和突破.

3 中國科學思想的傳統

著名科學史家席澤宗[11]早就呼吁要重視對中國科學思想史的研究，并認為這對實現我國科學技術的現代化具有十分重要的意義，對科學家來說，學習科學思想史是提高理論思維能力的一個重要途徑.當然，科學教育、提高公眾科學素養、科學普及和傳播都缺少不了科學思想的內容.

中國古代究竟有沒有近現代意義上的科學，有沒有科學思想，本文不擬具體論證，但從這樣的觀點來認識，是不失公允的：即中國古代有些傳統的學術思想當時并未影響或導致科學發展，但在后來以至現代，對科學研究有啟發和引導作用、對整個科學發展體現出思想價值的，就應作為是科學思想[12].

撰寫了皇皇巨著《中國科學技術史》的英國學者李約瑟(Joseph Terence Montgomery Needham)在其科學思想史卷第二卷中這樣寫道：“……也許，最現代化的‘歐洲的’自然科學理論基礎應該歸功于莊周、周敦頤和朱熹等人的，要比前人至今所認識到的更多”[13].由中國科學院院士席澤宗[14]主編的《中國科學技術史·科學思想卷》，用洋洋灑灑84萬字，系統地論述了從我國遠古到東周初年、春秋戰國、秦漢、魏晉南北朝、隋唐、宋元、明清之際的科學思想，是當代我國有關科學思想史的集大成之作，也是權威之作.

中國科學思想具體有哪些傳統？概括地說，大致有下列內容：1)道.道的本意為道路，引申有規則、法則、規律、方法等含義，也表示言論.道家學說建立使“道”字成為表示宇宙萬物本原和規律的哲學范疇，而儒家則重在討論道的社會規范內涵.2)氣.氣是構成天地萬物的基本質料，以精微無形、絕對連續的狀態存在，它運動不息，不生不滅，是自然萬物相互作用的中介.古人以氣為基礎，形成了一副物質的、運動的、連續的、混沌一體的宇宙圖像.這是中國古人長期持有的基本自然觀.3)陰陽.古人認為，陰陽代表了包括人類在內的宇宙萬物所具有的兩種基本屬性或本質，陰陽的相互作用與消長變化決定萬物的運動變化.但陰陽論對事物的描述往往是籠統的、模糊的，有一定的思辨性.4)五行.通過對木、火、土、金、水這5種物質之間相生相克的邏輯關系的描述，五行反映了有機聯系性、周期演化性、多元制約性、整體系統性的基本思想內涵，并被廣泛運用而滲透于古人認識活動的各個方面.5)天人關系.天人合一與天人相分是互補的兩個方面.近代以來，發生了多次“天人關系”的學術爭論，發表了不少觀點相左的論文和專著.但在中國文明發展和科學進步的歷史上，這兩種思想都發揮了重要的作用.6)宇宙演化思想.古代的宇宙演化理論有道演化說、太一演化說、太極演化說、元氣渦旋運動演化說、宇宙膨脹及周期演化說，等等.這些理論中不乏比較有價值的，但大多具有思辨性，并帶有宗教神學色彩.7)循環演化觀念和物質不滅思想.循環演化觀念是古代一種重要的自然觀或宇宙觀，近似地揭示了一部分事物運動的規律性，在科學史上有較大意義，反映了古人對物質不滅這一科學原理所達到的認識水平.8)自然化生觀念和有機論宇宙觀.古人認為，不同的生物之間，以及不同的金屬或礦物之間，都可以由一物轉化為另一物，且彼此具有關聯性，這是一種有機的自然觀.中國古人在認識世界的過程中，要求把握事物的整體，側重研究事物的行為、功能和結構，強調人的思想和行為與自然相統一.中國古代的自然感應觀念、自然規律觀念也可以納入這種思想中.9)動植物資源保護思想.在先秦時期，國家設有專門的組織及律令保護動植物資源，保證自然資源的可持續利用，而且形成了一種良好的社會文化氛圍.道家的生態倫理思想和超越意識也體現出類似的觀念.10)技術觀.道家主張天道自然，所以反對技術的發明和應用.儒家重視工匠的技術活動，提倡發展技術來滿足國家的需要.但是，儒家對工匠技術的價值認定在于功利實用，因而反對“雕琢文采”和“奇技淫巧”之作.墨家主張各種技術發明，以利民實用為上，技術活動以節儉實用為目的，技術行為必須遵從規范.11)先秦時期的邏輯思想.名家、墨家和儒家都有初步的邏輯思想，但以名辯為中心，且未形成一門獨立的學科.12)宋明理學的格物致知.早期，格物致知是士人實現修、齊、治、平政治抱負的先決條件，到了宋代，被賦予了一定的認識論意義，具備“探賾索隱,窮幾洞冥”的精神.在明清西學東漸中，格物致知的觀念在西方科學技術的傳入及其在中國興起的過程中發揮了積極的作用.13)明清經世實學.經世實學思潮提倡批判精神、求實學風、經世思想和啟蒙意識，是對古代實用性傳統的延續，對于推動社會進步和科技發展具有積極的作用[15-24].

對中國科學思想傳統如何評價？我們可以參考一些意見然后作出判斷.李約瑟[25]認為“從公元前1世紀到公元15世紀，在把人類的自然知識應用于人的實際需要方面，中國文明要比西方文明有效得多”.農、醫、天、算代表了中國古代的科學技術成就的主要內容，因此，吳文俊[26]說過，“中國傳統數學的特點，主要表現在它的獨創性、社會性以及特有的東方色彩，聯系實際、注重計算是我國古代數學的優良傳統”.董光璧[27]的研究結論是：發生在20世紀下半葉的當代科學思想的三大轉向，即從物質論到信息論，從構成論到生成論和從公理論到模型論，恰好與中國科學傳統的三特征契合，這或許昭示著中國科學思想傳統的未來意義.而愛因斯坦[28]認為西方科學的發展是建立在希臘哲學家發明的形式邏輯體系和文藝復興時期形成的實驗傳統之上的.馬來平[29]認為，中國歷代知識界“經世致用”觀念和強烈的“參與意識”，導致中國缺少純粹、強烈的以“求真”為目的的科學研究.科學并不排斥致用性，以致用為目的也可以激勵人參與科學活動的熱情，但是，只以致用作為科學目的，難以使人始終保持相對獨立的、冷靜的、理智的科學理性精神，反而會受到由致用性產生的多方面的束縛與局限，影響科學家研究的自主性，尤其在基礎科學的研究中放棄對重大理論研究的關注，而失去重大理論創新的機會.當然，重要的是能夠汲取我國傳統科學思想中的優點，同時又吸收西方科學思想的精華作為現代科學技術發展的借鑒，盡快提高我國科學技術的水平，實現偉大復興的中國夢.

4 科學思想與科學學科核心素養

從科學思想豐富的內涵和中西方的傳統來看，多方面與科學學科核心素養相關，或者說，科學學科核心素養的培養可以從科學思想的寶庫中汲取各種養料和啟示.

4.1 促進科學觀念的形成

著名的科學思想史家亞歷山大·柯瓦雷(Alexandre Koyré)在他的研究中揭示了伽利略(Galileo Galilei)與新柏拉圖主義的關系.通過對大量歷史文獻的解釋，他發現導致伽利略新物理學與新天文學誕生的，不是新事實的發現，而是新觀念的發現，實驗甚至只是為了論證這種新理論.“是思想，純粹未有摻雜的思想而不是經驗或感知覺為伽利略·伽利萊的‘新科學’提供基礎”.在討論從一直運動著的船桅頂下落的球這個著名例子時，當憑經驗的亞里士多德學派對手問他：“你做過實驗嗎？”伽利略自豪地宣告：“不，我不需要做實驗，即使沒有任何經驗我也能斷定它是如此，因為它不能不如此”[30].顯然，作為近代實驗科學的奠基人，伽利略的“新科學”并不是實驗的結果，也不是發現了新事實，而是思想，是科學思想的變革，是新觀念的發現，這對我們理解科學本質是一個十分精彩的歷史事實，對于科學教育中核心素養的重要內容——科學觀念的理解，也是非常有力的例證.

科學思想必然要研究自然科學發展的各個階段上人們對自然界的認識和看法，即自然觀念；對自然科學本身的認識和看法，即科學觀念.科學教育要實施科學觀念的培養，若舍棄科學思想這一途徑，就失去了洞察科學觀念的視角，無法了解科學觀念產生的背景、條件，無法理解科學觀念的發展，不知道科學觀念對科學與社會進步的影響，不懂得知識的本質問題以及如何認識科學及認識中的主客觀關系，不明白科學方法決定著科學理論的結構特征、科學理論成就的大小，不能領會科學理論可靠性和合理性的依據及標準.從這樣眾多方面來看，科學思想是科學觀念養成的必經之路.

科學思想的發展是隨著科學概念的形成和發展而展開的，新概念的形成和演進是科學理論成長的核心，科學革命的產生本質是一場概念革命.典型的如量子理論，起源于黑體輻射問題，但在光電效應解釋中，把光看成光量子是公然反對已建立的波動理論，這需要革命性的概念變革，當然也是一場科學思想和科學觀念的革命性變革.其后，海森堡(Werner Karl Heisenberg)的測不準原理和玻爾(Niels Henrik David Bohr)的互補原理、德布羅意(Louis Victor·Duc de Broglie)的物質波，等等,把這些量子概念簡單地追溯到經典物理學，肯定是錯誤的做法，薩卡德(Paul Thagard)[31]在他的重要著作《概念革命》一書中詳盡地闡釋了這一主題.而這對我們在科學觀念的養成中理解概念轉變的重要性是十分必要的.

4.2 促成科學思維的培養

安德森(Philip Anderson)感慨地說：我也感知到一些科學發現，如分形、混沌、神經網絡之類的復雜適應系統，正為我們孕育著一場思維方式革命的種子.他指出“從常識得來的關于空間、時間和物質的性質不是其背后理論結構的‘真正’性質.當我們逐漸理解它們的時候，我們認識到了這一點.這讓物理學同常識日益疏遠，一種對科學家和公眾都可能產生災難性后果的疏遠.近代物理學離世俗男女已經非常遙遠了”[32].這正是在告示我們，科學發展的結果不僅導致科學思想的革命，也預示著一場思維方式的革命，科學教育中的科學思維培養是迫在眉睫的課題.

偉大科學家的杰出貢獻，首先產生于他們獨特的科學思想.愛因斯坦是閃耀在20世紀科學天空的巨星，他驚世駭俗的科學成就和他的統一性思想不可分割，這種思想不僅廣泛運用于他早期的科學探索，幫助他取得了非凡的成就，而且也引領和統攝了他的其他一系列科學思想，如邏輯簡單性、相對性、對稱性與幾何化等，都是統一性思想的具體原則在不同方向上的具體表述[33].

當代物理學大師楊振寧1954年從局域對稱性出發創立了非阿貝爾規范場理論，1956年提出弱相互作用下宇稱不守恒及其他重大科學成果.他的科學思想主要是：首先找到一定的對稱性，以此為出發點，通過諾特定理推出物理規律，接著在已知對稱性和物理規律的認識基礎上，進一步達到更大、更深層次上的對稱性認識.依次類推，循環往復，形成不斷深化的、對自然本質的認識過程[34].

4.3 提供科學探究的范例

具有杰出成就的科學家，其科學思想無不具有獨創性、批判性，敢于挑戰權威，敢于否定、質疑前人的已有結論和成果，勇于提出自己別具一格的思想觀點.從伽利略到牛頓，從麥克斯韋到霍金(Stephen Hawking)，無不如此，這為我們培養學生的批判性思維提供了大量精妙絕倫的案例.科學家取得他們特殊科學貢獻時的科學思想及探索歷程，為科學教育中的科學探究提供了光輝的典范，樹立了指路的明燈，是最理想的榜樣和值得仿效的楷模.

4.4 樹立科學態度的榜樣

1955年發表的3個著名科學家宣言，即《哥廷根宣言》《羅素-愛因斯坦宣言》與《邁瑙宣言》，特別是《羅素-愛因斯坦宣言》的發表，促成了一個國際性會議——帕格沃什科學與世界事務會議，并引發了一場著名的科學家國際和平運動——帕格沃什運動.《羅素-愛因斯坦宣言》向全人類發出的“記住你們的人性，忘掉其他”的呼吁，是人類永恒的格言，而且表明了“科學家們能夠為解決因科學發展引起的復雜問題作出重大貢獻”.帕格沃什運動始終強調科學家的倫理和道德責任，保證科學技術用于人類的利益[35].這并不是說帕格沃什運動就能解決重大的國際爭端和沖突，而是它充分凸顯了科學家的科學精神和理性思維，體現了強烈的社會責任感和對國際義務的擔當，反映了科學家對全人類命運的關心、對科學技術作用的正確態度，全面地展現出科學家崇高的思想境界.這對于培養學生的科學態度和責任素養是極好的教材，是極其生動有力的素材，其本身也是科學思想中極其輝煌的內容.

5 科學思想的科學教育功能

“學科教育，只傳授知識、技能，不講思想，其結果是學生抓不住問題的本質，這對培養創造性思維非常不利”[36].這是史寧中教授說的數學教育.實際上任何一門學科教育都是如此.科學思想具有多方面的科學教育功能，隨著科學教育改革的推進和在科學教育過程中的不斷發掘，這種教育功能將逐漸豐富和全面.

5.1 科學思想有利于培養學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀

科學思想有利于學生從科學的角度認識世界，了解自然，理解人生.在科學教育的長期培養下，學生注重事實觀察，反對純粹主觀臆造；主張理論與客觀事實一致，反對脫離事實的理論建構和違背理論的純粹經驗觀察；提倡追求真理，反對一切形式的謬誤和弄虛作假；追求科學的真善美，反對各種各樣的假惡丑；擁護先進、進步和發展，反對落后、倒退和衰敗；贊成科學，抵制迷信.科學思想使人明智、理性、睿智，使人的思想得到升華，心靈得到凈化，素養得到提升.

科學思想有利于彌合科學文化與人文文化、東方文化與西方文化之間的分裂.早在20世紀50年代，斯諾(Charles Percy Snow)就提出了兩種文化的問題，到20世紀90年代，西方出現科學之戰(science war)，我國在20世紀之初也出現過科玄論戰，20世紀90年代，科學主義與人文主義之爭爆發.科學思想是科學和哲學之間的橋梁，是連接科學文化與人文文化之間的紐帶.這是一個宏大的議題，將另行撰文詳細闡述.

自我國近代以來，東西之爭、古今之議從未間斷，科學無國界，不同的民族和各種文化都為科學的發展作出過貢獻，近現代我國不斷學習國外的先進科學技術，同時也為科學技術的發展不斷奉獻出我們的成果[37].

科學思想有利于提高我們的民族自尊與文化自信.在本文的第3部分,筆者梳理了中國科學思想的傳統，相對于西方的科學思想，我國的科學思想傳統具有自己的特色，從對當代科學的貢獻與啟示來看，一點也不遜色于西方文化中的科學思想，而且還具有獨特和先見之處.正如諾貝爾獎獲得者、耗散結構理論的創立者普里高津(Ilya Prigogine)[38]指出的：“中國文明對人類、社會與自然之間的關系有著深刻的理解.……中國的思想對于那些想擴大西方科學的范圍和意義的哲學家和科學家來說，始終是個啟迪智慧的源泉”.這正可以激勵年青一代奮發圖強，盡快發展我國的科學技術，使我國真正成為社會主義強國.

5.2 科學思想有利于創新人才的培養

科學思想中有成就的科學家、一流科學大師創造的杰出案例不勝枚舉.可以直接學習他們的經驗或吸取教訓，吸納他們走向成功的科學認識論和方法論，掌握他們取得偉大科學成就的有效方法，追蹤他們高超的思維模式、奇思妙想，效仿他們的高尚情操、獻身科學的崇高人格，從中理解科學本質，把握科學發展的規律和趨向，開闊眼界，活躍思維，樹立雄心，不斷創新.

思想比知識更重要.楊振寧[39]曾說過，1982年在意大利埃利啟會議上，狄拉克(Paul Adrien Maurice Dirac)與楊振寧談到愛因斯坦對物理學最重要的貢獻時，狄拉克認為是愛因斯坦引入的時空對稱思想.盡管廣義相對論的提出是異常深刻和富有獨創性的，但時間和空間的對稱對以后物理學的發展將會產生更大的影響.在狄拉克看來，愛因斯坦的物理思想對物理學的貢獻無疑比物理知識更重要.學生在物理學習中，學會一些物理學的概念、規律、原理和理論是需要的、必要的，但要揭示和領會其中蘊含的物理思想，才能獲得對物理世界的根本認識，這是物理教育的本質所在.教學元素周期律，不是讓學生去記憶背誦，而是要抓住原子量這個關鍵概念，通過探討原子量與元素性質之間的相互關系，幫助學生達到對化學元素的本質性的認識，理解門捷列夫(Дмтрий Ивнович Менделéев)得出元素周期律的科學思想，才是真正把握元素周期律的真諦[40].

5.3 科學思想的演化規律與個體成長的發展過程具有邏輯一致性

目前義務教育階段科學學習的內容大體上相當于古代科學的內容.學生的認知水平和思維特征也接近于古代人們對自然的看法和他們的科學觀念.這種類似，為我們確定基礎科學的教育目標、課程內容和教學方法提供了相當好的坐標.這個階段的學生總是會以自己的經驗和常識為依據去理解書本中的知識、認識書本以外的世界，而科學的概念和原理卻與經驗和常識相距甚遠.在科學教育中，過多或過分強調經驗情景的創設及列舉日常生活的例子來比附，甚至認為這樣的教學可以幫助學生理解深奧的概念，將抽象理論形象化，這其實是極大的誤會，是對學生的誤導.

高中階段科學學習的內容則相當于近代科學的前期內容，重視觀察和實驗，挑戰權威和宗教信仰，提倡懷疑和創新精神，注重理性思維的培養，逐漸向整體綜合轉化.高中階段，學生已初步具備獨立思考能力，而且思想活躍，富有朝氣和勇氣，亟需在科學教育中加以主動思想方法的引導與點撥.但是，這種引導和點撥必須遵從科學思想演化的規律，符合學生的認知能力和已有的知識經驗，任何一種超越規律的行為和急于求成的功利做法只會適得其反.

6 結 語

科學是一個歷史發展的過程，科學思想也是一個歷史發展的過程，并在發展的過程中不斷前進，不斷地糾正不足，不斷地走向真理.科學思想研究成果如何運用于科學教育，或者說科學教育如何更好地利用科學思想及其研究成果，需要科學教育工作者去努力.本文的寫作一方面是筆者對科學思想長期的關注和興趣所在；另一方面也是長期對科學教育進行研究和在科學教育實踐中不斷思考所致.誠然，西方科學思想有悠久的傳統，有豐富的內容，由此導致西方科學技術的近現代發展；中國悠久的科學思想傳統也有其獨特之處，這一傳統為當代科學技術的發展提供了有益借鑒.科學思想與科學學科的核心素養具有內在的關聯，二者在本質上是一致的，所以，科學思想具有多方面的科學教育功能，為科學教育改革和發展提供啟示.同時，這也對科學教師的專業素養提出了要求，值得在科學教師的職前培養和職后培訓中加以重視.

要破解中國基礎科學課程改革的核心難題，有多方面的因素，科學思想不是唯一的途徑，但確是不可缺省的要素之一.