科學論證在我國課程政策中的歷史演進
——以高中物理課程標準(教學大綱)為例

馬亞鵬

(銀川市第九中學，寧夏 銀川 750011)

科學論證是論證思維在自然科學領域的運用,其內涵是“利用證據建立科學的理由以支持科學主張”[1],科學論證在科學研究過程中具有不可或缺的作用,科學理論的建立,科學家為科學理論被科學共同體所接受而做的辯護都離不開科學論證．基于科學論證的物理教學就是將科學活動中的論證引入物理教學,引導師生像科學家一樣開展基于證據的論證活動以發展學生的科學思維能力．我國新修訂的《普通高中物理課程標準(2017年版)》明確將科學論證作為科學思維的主要內容納入物理學科核心素養,足見其重要性．我們不禁疑惑,基于科學論證的教學是否是一個新事物,以往的物理教學是否關注科學論證,以及開展科學論證的程度如何?為此,歷史的省察是必要的,最能夠體現一種教學理念及其要求的是由教育行政部門制定的教育政策．本文以高中物理課程標準(教學大綱)為例,梳理了我國課程政策對科學論證的目標要求,以期了解科學論證在我國課程標準中的歷史演進,以便更好地做好基于科學論證的物理教學．

1 新中國成立以來至2000年課程標準中的科學論證

根據王較過教授對新中國學校物理教育發展的階段劃分[2],將各階段主要的課程標準或教學大綱[3]中與科學論證相關內容進行統計分析,見表1.

由表1可知,新中國成立以來至2000年,我國物理課程標準(教學大綱)并未將科學論證作為直接的教學目標與教學內容．這一階段的課程文本涉及到科學論證的地方主要有兩個方面,一是概念和規律教學中,要注重物理概念和規律形成的過程,注重科學方法教育,注重培養學生的科學推理能力．二是在實驗能力要求中,對科學論證的基本要素提出了要求,例如如實記錄實驗數據(證據),分析數據得出結論(推理論證),寫出簡要的實驗報告等．

2 21世紀以來課程標準中的科學論證

2.1 《普通高中物理課程標準(實驗)》中的科學論證

2003年,我國教育部頒布了《普通高中物理課程標準(實驗)》[4],提出了三維課程目標,將科學探究作為重要的教學內容列入課程標準．與科學論證相關的內容和要求有所增加,具體表述如下.

(1) 在課程目標中,與科學論證相關的論述有:參加一些科學實踐活動,嘗試經過思考發表自己的見解,嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產和生活相關的實際問題．有主動和他人合作的精神,有將自己的見解與他人交流的愿望,敢于堅持正確觀點,勇于修正錯誤,具有團隊精神．

(2) 科學探究及物理實驗能力要求中,明確將進行實驗與收集證據、分析與論證、交流與合作等作為科學探究要素單獨提了出來．分析與論證要求主要有對實驗數據進行分析處理、嘗試根據實驗現象和數據得出結論、對實驗結果進行解釋和描述、認識在實驗中進行分析論證是很重要的．

(3) 在教學建議中,指出在科學探究中,應該讓學生學會依據物理事實運用邏輯判斷來確立物理量之間的因果關系,樹立把物理事實作為證據的觀念,形成根據證據、邏輯和現有知識進行科學解釋的思維方法．

由此可以看出,2003版課程標準因將科學探究引入物理教學,極大地增強了對科學論證的要求．但是我們也要看到,這些要求與西方發達國家的物理課程標準要求相比較,仍有很大的差距．一項國際物理課程標準比較研究表明[5],我國的高中物理課程標準對科學論證的要求之不足主要表現在如下幾個方面:第一,在論據方面,沒有“以適當的形式表征和組織數據”的要求;第二,在論證要素方面,沒有“科學論證的構成”“區分論點和論據”等方面的要求;第三,在基于論證的科學解釋方面,沒有“考慮不同解釋”“依據理論和證據支持、反駁、修改解釋”的要求;第四,在評估方面,沒有“論證的邏輯”方面的要求;第五,在交流與合作中,沒有“同行審查”的要求;第六,在科學本質觀上,沒有“好的科學理論是可檢驗、有證據支持”等方面的要求．

2.2 《普通高中物理課程標準(2017年版)》中的科學論證

我國新修訂的《普通高中物理課程標準(2017年版)》[6]將科學論證作為科學思維的主要內容、將證據作為科學探究的基本要素、將基于證據和邏輯發表自己的見解作為重要的科學態度納入到物理學科核心素養之中．在課程目標、學業質量水平對基于科學論證的物理教學提出了明確的要求,具體如下.

(1) 課程目標中的科學論證.

① 具有使用科學論證的意識和評估科學論證的能力,能運用證據對研究的問題進行描述、解釋和預測．

② 具有設計探究方案和獲取證據的能力,能正確實施探究方案,使用不同方法和手段分析、處理信息,描述并解釋探究結果和變化趨勢．

③ 能基于證據和邏輯發表自己的見解,實事求是,不迷信權威．

可見,從課程目標的角度,課程標準從科學思維、科學探究和科學態度三個方面對科學論證提出了明確的要求．相比此前的課程標準(教學大綱),強調證據的重要性,基于證據的論證思維,以及有證據、有邏輯地發表意見的科學態度．

(2) 對科學論證學業質量水平的要求.

新修訂的課程標準的一個亮點是對學業質量水平作出了明確的要求,對應的與科學論證相關的要求見表2.

學業質量水平對科學論證的要求主要體現在科學思維中的科學論證以及科學探究中的證據要素之中,依水平高低劃分為五級．根據課程標準的要求,學業質量水平2是高中畢業生應達到的合格要求,是學業水平合格性考試的命題依據,學業質量水平4是用于高等院校招生的學業水平等級性考試的命題依據．教學中如何把握學業質量對科學論證的要求,結合教學內容,合理設計并實施教學,促進學生達到相應的學業水平以提升學生的物理學科核心素養是亟待研究的重要課題．

3 總結與啟示

從上述歷史演進中,我們可以得出以下幾點結論．

第一,科學論證在我國課程標準中經歷了從隱性到顯性的歷史演進．特別強調的是,以往的課程標準(教學大綱)并未明確提出科學論證的說法,但并不意味著沒有對科學論證的相關要求,如1950年的《中學物理精要綱要(草案)》要求“學生在實驗中要尋求現象間的因果聯系,證明物理量間的數值關系,寫成有系統的報告”,就是簡單的科學論證過程,只不過還比較初步,在表述方式上屬于“隱性化”描述．進而言之,也不能說我國傳統的物理教學中沒有或缺乏科學論證的因素,依據實驗事實、基于邏輯推理得出結論,向來是我國物理教學的優良傳統．新修訂的課程標準明確提出科學論證目標及其相應的學業質量水平,對科學論證的表述做了顯性的處理,緊跟國際科學教育改革的新路向,以提高學生的科學素養為旨歸,體現了課程政策的繼承與創生．

第二,科學論證主要但又不僅限于體現在科學探究中．從一開始,在教育政策制定者的心目中,就有意識地將科學論證主要體現在物理實驗教學和科學探究活動中,但并不限于此,如1952年的《中學物理科課程標準草案》要求“教材在闡明理論時,必須引據事實(經驗的與實驗的)予以分析、概括,并推斷結果,再舉實例,反復印證”．這充分體現了物理學科實證科學的特點,強化論證思維的重要性．再如在1956年的《中學物理教學大綱(修訂草案)》中提出“在高中物理中,理論的作用和數學論證的意義,都應有很大的增長”的要求,說明科學論證不僅限于實驗探究,也要重視理論和數學論證．因此,我們不能將科學論證的外延縮小,認為科學論證只是科學探究的一個要素或環節．這種認識上的誤區會導致學生科學論證能力培養的窄化,值得注意．

第三,課程標準中科學論證內容的不足與改進．新修訂的課程標準中科學論證內容的不足主要有二,一是對科學論證、科學推理和科學解釋之間的關系認識不清．科學論證的過程離不開科學推理,科學推理是科學論證的必要條件;科學論證的結果不僅包含建立科學解釋,還包括對科學解釋的反駁與辯護的過程．課程標準未能體現上述關聯．二是課程標準對科學論證的要求之中,僅體現了科學論證的個體性因素,未能體現社會性因素,并對科學論證本身所體現的科學本質觀未有明確說明,僅將論證看成了科學思維的一部分或科學探究的一個要素．針對上述不足,在開展基于科學論證的物理教學實踐時,一要注重通過多種方式展開科學論證,顯化論證的模式、結構,強化對不同的解釋的辯護、反駁等;二是著力體現科學論證的社會性因素,將“同行評議”等科學實踐形式引入課堂教學,以貼近科學本質．

最后,新修訂的課程標準對科學論證提出了明確的要求,這些要求最終要落腳于真實的課堂教學實踐情境中,即如何通過課堂教學培養和提高學生的科學論證能力,進而發展物理核心素養,是擺在物理教學研究者與實踐者面前的問題,開展基于科學論證的物理教學研究與實踐是問題解決的必由之路．本文對科學論證在我國課程政策中的歷史演進的分析,有助于教師了解課程話語中科學論證的來龍去脈和目標要求,啟發教師在傳承與創生中做好基于科學論證的物理教學研究與實踐．