科學教育要關注科學思維的培養

21世紀以來，發展學生科學素養成為眾多國家科學教育的基本追求，科學探究備受青睞，人們言必稱“探究”。其實，科學探究的核心是科學思維。

一般地講，思維是指在表象、概念基礎上進行的分析、綜合、判斷與推理活動。思維具有“判天地之美，析萬物之理”與“究天人之際，通古今之變”的功能。有別于技術思維、工程思維、歷史思維與哲學思維，科學思維是一種獨特的思維類型，它具有客觀性、精確性、批判性、可驗證性和可預見性等特征。

如何界定科學素養，科學素養的構成要素有哪些？就世界范圍看，爭論多于共識。我們認為，科學知識原理、科學過程技能、科學情感態度是構成科學素養的基本因素，其中科學過程技能（或稱為科學技能、科學能力、科學方法、科學實踐、科學工作等）又備受矚目。我國《義務教育科學課程標準（2022年版）》將科學素養劃分為四個方面：科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任。其中，科學觀念是科學知識的核心，探究實踐（準確的提法應該是科學探究或科學實踐，因為許多學科均有探究實踐）是科學素養形成的基本途徑，態度責任是科學教育中的價值引領，科學思維是科學素養的終極追求。具備較高科學素養的人，就是那些能像科學家一樣進行觀察、思考、推理與表達的人。科學探究與科學思維的關系是表與里的關系，科學思維培養是科學探究與實踐的內在目標，缺乏科學思維訓練的探究實踐極易流于外在的形式。

那么，如何進行科學思維訓練呢？有無可以依循和參照的路徑、模式、框架？我們認為，科學思維是可以訓練的，其基本途徑是開展規范的科學探究實踐。關于科學思維的培養問題，杜威早在1903年發表的《我們怎樣思維》中就對思維訓練（其實就是科學思維）做過極為精彩、深刻的論述，他提出的“反省思維”五步驟——情境、問題、假設、推理、檢驗，至今仍未過時，甚至成為許多國家官方文件闡述科學探究的范式。就世界范圍看，當今影響較大的探究教學模式有：蘭本達的探究—研討教學、薩其曼的探究訓練模式、CER模式（主張—證據—推理）、5E模式（引入—探究—解釋—遷移—評價）等。這些模式的運用，有助于學生科學思維的培養。

科學思維的培養除了經歷科學探究的過程，還需要借助多種類型的探究活動（如科學觀察、科學實驗、科學調查、科學討論、科學閱讀、科學寫作），采用多種探究策略，并在不斷試錯中反思、改進。總之，科學思維培養是科學教育的一項長期而艱巨的工作，需要有計劃、有組織地推進和實施。

潘洪建? ?揚州大學基礎教育研究所所長，教授，博士。