科学论证在我国课程政策中的历史演进——以高中物理课程标准(教学大纲)为例

马亚鹏

(银川市第九中学，宁夏 银川 750011)

科学论证是论证思维在自然科学领域的运用,其内涵是“利用证据建立科学的理由以支持科学主张”[1],科学论证在科学研究过程中具有不可或缺的作用,科学理论的建立,科学家为科学理论被科学共同体所接受而做的辩护都离不开科学论证．基于科学论证的物理教学就是将科学活动中的论证引入物理教学,引导师生像科学家一样开展基于证据的论证活动以发展学生的科学思维能力．我国新修订的《普通高中物理课程标准(2017年版)》明确将科学论证作为科学思维的主要内容纳入物理学科核心素养,足见其重要性．我们不禁疑惑,基于科学论证的教学是否是一个新事物,以往的物理教学是否关注科学论证,以及开展科学论证的程度如何?为此,历史的省察是必要的,最能够体现一种教学理念及其要求的是由教育行政部门制定的教育政策．本文以高中物理课程标准(教学大纲)为例,梳理了我国课程政策对科学论证的目标要求,以期了解科学论证在我国课程标准中的历史演进,以便更好地做好基于科学论证的物理教学．

1 新中国成立以来至2000年课程标准中的科学论证

根据王较过教授对新中国学校物理教育发展的阶段划分[2],将各阶段主要的课程标准或教学大纲[3]中与科学论证相关内容进行统计分析,见表1.

由表1可知,新中国成立以来至2000年,我国物理课程标准(教学大纲)并未将科学论证作为直接的教学目标与教学内容．这一阶段的课程文本涉及到科学论证的地方主要有两个方面,一是概念和规律教学中,要注重物理概念和规律形成的过程,注重科学方法教育,注重培养学生的科学推理能力．二是在实验能力要求中,对科学论证的基本要素提出了要求,例如如实记录实验数据(证据),分析数据得出结论(推理论证),写出简要的实验报告等．

2 21世纪以来课程标准中的科学论证

2.1 《普通高中物理课程标准(实验)》中的科学论证

2003年,我国教育部颁布了《普通高中物理课程标准(实验)》[4],提出了三维课程目标,将科学探究作为重要的教学内容列入课程标准．与科学论证相关的内容和要求有所增加,具体表述如下.

(1) 在课程目标中,与科学论证相关的论述有:参加一些科学实践活动,尝试经过思考发表自己的见解,尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题．有主动和他人合作的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,敢于坚持正确观点,勇于修正错误,具有团队精神．

(2) 科学探究及物理实验能力要求中,明确将进行实验与收集证据、分析与论证、交流与合作等作为科学探究要素单独提了出来．分析与论证要求主要有对实验数据进行分析处理、尝试根据实验现象和数据得出结论、对实验结果进行解释和描述、认识在实验中进行分析论证是很重要的．

(3) 在教学建议中,指出在科学探究中,应该让学生学会依据物理事实运用逻辑判断来确立物理量之间的因果关系,树立把物理事实作为证据的观念,形成根据证据、逻辑和现有知识进行科学解释的思维方法．

由此可以看出,2003版课程标准因将科学探究引入物理教学,极大地增强了对科学论证的要求．但是我们也要看到,这些要求与西方发达国家的物理课程标准要求相比较,仍有很大的差距．一项国际物理课程标准比较研究表明[5],我国的高中物理课程标准对科学论证的要求之不足主要表现在如下几个方面:第一,在论据方面,没有“以适当的形式表征和组织数据”的要求;第二,在论证要素方面,没有“科学论证的构成”“区分论点和论据”等方面的要求;第三,在基于论证的科学解释方面,没有“考虑不同解释”“依据理论和证据支持、反驳、修改解释”的要求;第四,在评估方面,没有“论证的逻辑”方面的要求;第五,在交流与合作中,没有“同行审查”的要求;第六,在科学本质观上,没有“好的科学理论是可检验、有证据支持”等方面的要求．

2.2 《普通高中物理课程标准(2017年版)》中的科学论证

我国新修订的《普通高中物理课程标准(2017年版)》[6]将科学论证作为科学思维的主要内容、将证据作为科学探究的基本要素、将基于证据和逻辑发表自己的见解作为重要的科学态度纳入到物理学科核心素养之中．在课程目标、学业质量水平对基于科学论证的物理教学提出了明确的要求,具体如下.

(1) 课程目标中的科学论证.

① 具有使用科学论证的意识和评估科学论证的能力,能运用证据对研究的问题进行描述、解释和预测．

② 具有设计探究方案和获取证据的能力,能正确实施探究方案,使用不同方法和手段分析、处理信息,描述并解释探究结果和变化趋势．

③ 能基于证据和逻辑发表自己的见解,实事求是,不迷信权威．

可见,从课程目标的角度,课程标准从科学思维、科学探究和科学态度三个方面对科学论证提出了明确的要求．相比此前的课程标准(教学大纲),强调证据的重要性,基于证据的论证思维,以及有证据、有逻辑地发表意见的科学态度．

(2) 对科学论证学业质量水平的要求.

新修订的课程标准的一个亮点是对学业质量水平作出了明确的要求,对应的与科学论证相关的要求见表2.

学业质量水平对科学论证的要求主要体现在科学思维中的科学论证以及科学探究中的证据要素之中,依水平高低划分为五级．根据课程标准的要求,学业质量水平2是高中毕业生应达到的合格要求,是学业水平合格性考试的命题依据,学业质量水平4是用于高等院校招生的学业水平等级性考试的命题依据．教学中如何把握学业质量对科学论证的要求,结合教学内容,合理设计并实施教学,促进学生达到相应的学业水平以提升学生的物理学科核心素养是亟待研究的重要课题．

3 总结与启示

从上述历史演进中,我们可以得出以下几点结论．

第一,科学论证在我国课程标准中经历了从隐性到显性的历史演进．特别强调的是,以往的课程标准(教学大纲)并未明确提出科学论证的说法,但并不意味着没有对科学论证的相关要求,如1950年的《中学物理精要纲要(草案)》要求“学生在实验中要寻求现象间的因果联系,证明物理量间的数值关系,写成有系统的报告”,就是简单的科学论证过程,只不过还比较初步,在表述方式上属于“隐性化”描述．进而言之,也不能说我国传统的物理教学中没有或缺乏科学论证的因素,依据实验事实、基于逻辑推理得出结论,向来是我国物理教学的优良传统．新修订的课程标准明确提出科学论证目标及其相应的学业质量水平,对科学论证的表述做了显性的处理,紧跟国际科学教育改革的新路向,以提高学生的科学素养为旨归,体现了课程政策的继承与创生．

第二,科学论证主要但又不仅限于体现在科学探究中．从一开始,在教育政策制定者的心目中,就有意识地将科学论证主要体现在物理实验教学和科学探究活动中,但并不限于此,如1952年的《中学物理科课程标准草案》要求“教材在阐明理论时,必须引据事实(经验的与实验的)予以分析、概括,并推断结果,再举实例,反复印证”．这充分体现了物理学科实证科学的特点,强化论证思维的重要性．再如在1956年的《中学物理教学大纲(修订草案)》中提出“在高中物理中,理论的作用和数学论证的意义,都应有很大的增长”的要求,说明科学论证不仅限于实验探究,也要重视理论和数学论证．因此,我们不能将科学论证的外延缩小,认为科学论证只是科学探究的一个要素或环节．这种认识上的误区会导致学生科学论证能力培养的窄化,值得注意．

第三,课程标准中科学论证内容的不足与改进．新修订的课程标准中科学论证内容的不足主要有二,一是对科学论证、科学推理和科学解释之间的关系认识不清．科学论证的过程离不开科学推理,科学推理是科学论证的必要条件;科学论证的结果不仅包含建立科学解释,还包括对科学解释的反驳与辩护的过程．课程标准未能体现上述关联．二是课程标准对科学论证的要求之中,仅体现了科学论证的个体性因素,未能体现社会性因素,并对科学论证本身所体现的科学本质观未有明确说明,仅将论证看成了科学思维的一部分或科学探究的一个要素．针对上述不足,在开展基于科学论证的物理教学实践时,一要注重通过多种方式展开科学论证,显化论证的模式、结构,强化对不同的解释的辩护、反驳等;二是着力体现科学论证的社会性因素,将“同行评议”等科学实践形式引入课堂教学,以贴近科学本质．

最后,新修订的课程标准对科学论证提出了明确的要求,这些要求最终要落脚于真实的课堂教学实践情境中,即如何通过课堂教学培养和提高学生的科学论证能力,进而发展物理核心素养,是摆在物理教学研究者与实践者面前的问题,开展基于科学论证的物理教学研究与实践是问题解决的必由之路．本文对科学论证在我国课程政策中的历史演进的分析,有助于教师了解课程话语中科学论证的来龙去脉和目标要求,启发教师在传承与创生中做好基于科学论证的物理教学研究与实践．