科学教育要关注科学思维的培养

21世纪以来，发展学生科学素养成为众多国家科学教育的基本追求，科学探究备受青睐，人们言必称“探究”。其实，科学探究的核心是科学思维。

一般地讲，思维是指在表象、概念基础上进行的分析、综合、判断与推理活动。思维具有“判天地之美，析万物之理”与“究天人之际，通古今之变”的功能。有别于技术思维、工程思维、历史思维与哲学思维，科学思维是一种独特的思维类型，它具有客观性、精确性、批判性、可验证性和可预见性等特征。

如何界定科学素养，科学素养的构成要素有哪些？就世界范围看，争论多于共识。我们认为，科学知识原理、科学过程技能、科学情感态度是构成科学素养的基本因素，其中科学过程技能（或称为科学技能、科学能力、科学方法、科学实践、科学工作等）又备受瞩目。我国《义务教育科学课程标准（2022年版）》将科学素养划分为四个方面：科学观念、科学思维、探究实践、态度责任。其中，科学观念是科学知识的核心，探究实践（准确的提法应该是科学探究或科学实践，因为许多学科均有探究实践）是科学素养形成的基本途径，态度责任是科学教育中的价值引领，科学思维是科学素养的终极追求。具备较高科学素养的人，就是那些能像科学家一样进行观察、思考、推理与表达的人。科学探究与科学思维的关系是表与里的关系，科学思维培养是科学探究与实践的内在目标，缺乏科学思维训练的探究实践极易流于外在的形式。

那么，如何进行科学思维训练呢？有无可以依循和参照的路径、模式、框架？我们认为，科学思维是可以训练的，其基本途径是开展规范的科学探究实践。关于科学思维的培养问题，杜威早在1903年发表的《我们怎样思维》中就对思维训练（其实就是科学思维）做过极为精彩、深刻的论述，他提出的“反省思维”五步骤——情境、问题、假设、推理、检验，至今仍未过时，甚至成为许多国家官方文件阐述科学探究的范式。就世界范围看，当今影响较大的探究教学模式有：兰本达的探究—研讨教学、萨其曼的探究训练模式、CER模式（主张—证据—推理）、5E模式（引入—探究—解释—迁移—评价）等。这些模式的运用，有助于学生科学思维的培养。

科学思维的培养除了经历科学探究的过程，还需要借助多种类型的探究活动（如科学观察、科学实验、科学调查、科学讨论、科学阅读、科学写作），采用多种探究策略，并在不断试错中反思、改进。总之，科学思维培养是科學教育的一项长期而艰巨的工作，需要有计划、有组织地推进和实施。

潘洪建   扬州大学基础教育研究所所长，教授，博士。