中学化学教学中学生科学本质观的培养-初中化学教师（926）.ppt

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1、 中学化学教学中学生科学本质观的培养中学化学教学中学生科学本质观的培养陕西师范大学化学化工学院陕西师范大学化学化工学院严文法严文法普通高中化学课程标准普通高中化学课程标准中的中的“科学本质科学本质”（三段一体）（三段一体）第一部分 前 言一、课程性质 “高中化学课程应有助于学生主动构建自身发展所需的化学基础知识和基本技能，进一步了解化学学科的特点，加深对物质世界的认识；有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法，加深对科学本质的认识，增强创新精神和实践能力；有利于学生形成科学的自然观和严谨求实的科学态度，更深刻地认识科学、技术和社会之间的相互关系，逐步树立可持续发展的思想。”科学素养

2、的基本构成要素 因素分析结果表明，各类目中出现频次超过八次（即3/4以上）的有科学知识、科学方法、科学技能、科学本质和STS，说明人们对科学素养内涵的理解有惊人的相似性，因此，可以把这五个因素看作是科学素养的基本因素。1.什么是科学本质什么是科学本质1.1 何为科学？在拉丁语中，“科学”Scientia（Scire,学或知）一字就其广泛的意义来说，是学问或知识的意思。在英语中“科学”（Science）是natural science（自然科学）的简称。我国古代：礼记大学“致知在格物，物格而后知至”，朱熹的解释是：“格物”，乃“穷至事物之理”；“致知”，乃“推极吾之知识，欲其所知无不尽也”。清末

3、 格致之学1874年徐寿等人创办“格致书院”时,述其办学宗旨是“意欲令中国便于考究西国格致之学,工艺之法,制造之理”科学一词的来历：福泽瑜吉 我国近代：康有为戊戌奏章、梁启超变法通议广义的科学：只要以某种被大多数人承认的研究方法进行研究，所得之结果发表于世人面前且为众人所接受的，皆可称之为科学 狭义的科学1.可检验性（testability）：即科学是经得起检验的 2.可信性（reliability）：即经过检验的科学结果是能够被相信是真的 3.准确性（precision）：即科学的陈述或预测必须是准确的 4.系统特征（systematic character）：即科学有其逻辑关系，不能是前后

4、矛盾的 5.可理解性（comprehensiveness）：即科学需具备高度的解释能力（Klemke,Hollinger&Kline,1988）第一层次：科学技术第一层次：科学技术第二层次：科学知识第二层次：科学知识第三层次：科学方法和手段第三层次：科学方法和手段第四层次：科学思想第四层次：科学思想第五层次：科学精神第五层次：科学精神1.2 何为本质 essence、genius、hypostases、inbeing、ingrain、metal Nature：简明英汉词典中的解释为“自然、大自然、自然界、自然状态、本性、天性、种类”，而现代英汉词典中解释为“性格、本性、性质、特性、种类、自然界

5、”，美国传统词典（双解）解释为“物质界物质世界及其现象、自然力产生和控制所有物质世界的力量和进程”，现代英汉综合大辞典中解释为“自然界、自然、大自然、性质、特性、（人或动物的）天性、本性、特征、种类、类型”等 1.3 何为科学本质Nature of science，NOS中国科学技术协会 AAAS Benchmarks for Science literacy“科学的性质”容易造成的误解：科学的本质属性Alter，smithKhalick，LedermanEflin：“科学本质”这一术语来指称关于科学的一组“价值观、方法和活动”的集合 科学本质观（View of Nature of Scien

6、ce）：指的就是对于科学教育领域所说的科学本质的观点和看法，亦即对科学本质的理解。传统的科学本质观传统的科学本质观科学方法是唯一合理的认识世界的方法科学知识是与经验事实相符合的科学的理论模型是正确无误的科学发展是事实的积累和永恒真理的积累科学家是公正无私的 这样的科学观自然就导致了科学万能论，科学业已形成了一种话语霸权。在传统科学观的影响下，科学教育的各个方面也无不打上这种科学观的烙印。科学教育目标：强调基础知识与基础能力的培养，强调知识的实际应用。重视科学各分科的教学，知识的获取被放在首位；科学教育的目的主要是为培养未来的学科专家，即培养未来的科学家和工程师；科学教育关注的是科学的过去和现实

7、；对科学的社会价值强调其实用的功能；学科之间的横向联系和科学技术社会之间的相互影响很少涉及。v在科学课程、教学等方面也存在相应的问题2 科学本质包含的方面科学本质包含的方面McComas&Olson(1998):科学本质是对科学的一种描述，它建立在哲学、历史、社会学、心理学四个维度对科学的审视的交集上。20世纪60年代初，美国科学教育专家Pella、OHearm指出，为了扩展学校科学教育的目标范围，应把促进学生理解“科学的本科学的本质”（Nature of Science，NOS）、“科学的概念知识”和“科学的理论”同时作为培养科学素养科学素养（scientific literacy）的基本内

8、容。（2）国际科学教育视角下的科学本质观）国际科学教育视角下的科学本质观1）AAAS（American Association for the Advancement of Science）Science for All Americans（1989）提出的科学本质提出的科学本质科学的世界观科学的世界观 科学探究科学探究科学事业科学事业科学的世界观（科学的世界观（scientific world viewscientific world view）世界是可以被理解的世界是可以被理解的 科学假定宇宙间事物的发生都有一致的规则，这科学假定宇宙间事物的发生都有一致的规则，这些规则经由小心且有系统地研

9、究是可以被理解的。些规则经由小心且有系统地研究是可以被理解的。v科学知识是可以改变的科学知识是可以改变的 不论一个理论如何完美地解释人们所观察到的不论一个理论如何完美地解释人们所观察到的事物或现象，也不能保证未来就不会有一套解释事物或现象，也不能保证未来就不会有一套解释得更好的理论出现。经由不断对理论的检验、修得更好的理论出现。经由不断对理论的检验、修正，甚至予以舍弃，我们相信对自然界的描述和正，甚至予以舍弃，我们相信对自然界的描述和解释，虽然无法获得完全绝对的真理，但会变成解释，虽然无法获得完全绝对的真理，但会变成愈来愈趋近精确。愈来愈趋近精确。v科学知识并非很容易就可推翻科学知识并非很容易

10、就可推翻 虽然科学家舍弃要获得绝对真理的意图，虽然科学家舍弃要获得绝对真理的意图，且接受不确定性是自然界的一部份，但大多数且接受不确定性是自然界的一部份，但大多数的科学知识却是相当耐久且持续成长的。一个的科学知识却是相当耐久且持续成长的。一个很有用的构想，会被继续保留或发展得更精致很有用的构想，会被继续保留或发展得更精致且被更广泛应用。因此，稳定性和连续性也是且被更广泛应用。因此，稳定性和连续性也是科学知识的特性。科学知识的特性。v科学无法提供所有问题的完整解答科学无法提供所有问题的完整解答 许多问题是无法用科学方法检验及确认的。科学也许多问题是无法用科学方法检验及确认的。科学也无法解决有关善

11、、恶的争议，但它有时能藉由证明无法解决有关善、恶的争议，但它有时能藉由证明某种行为的因果，而对善恶的衡量有所帮助。某种行为的因果，而对善恶的衡量有所帮助。科学探究（科学探究（scientific inquiry）v科学活动讲求证据科学活动讲求证据 这样的证据是来自于观察与测量。科学家利用他这样的证据是来自于观察与测量。科学家利用他们的感官知觉（们的感官知觉（sense）以及借助工具）以及借助工具（instrument）来弥补人类感官知觉的限制，然后）来弥补人类感官知觉的限制，然后观察并收集资料（观察并收集资料（data），以增加其证据的可信度），以增加其证据的可信度（reliance）。）。v

12、科学知识是逻辑与想象的结合体科学知识是逻辑与想象的结合体 虽然科学的假设与理论某些是来自于科学家的直虽然科学的假设与理论某些是来自于科学家的直觉（觉（intuition）或想象（）或想象（imagination），但是光凭），但是光凭想象是不够的，最后科学还是需要以逻辑解释的原想象是不够的，最后科学还是需要以逻辑解释的原则（则（principles of logical reasoning）来检验科学）来检验科学的假设，也藉此将证据与假说（的假设，也藉此将证据与假说（assumption）加以）加以连结，并给予结论（连结，并给予结论（conclusion），以增加科学的），以增加科学的可信度。

13、可信度。v科学活动可以用来解释（科学活动可以用来解释（explain）与预测（）与预测（predict）这种能力是科学有别于其它学门的两种重要特性。这种能力是科学有别于其它学门的两种重要特性。v科学家尝试找出并避免偏见（科学家尝试找出并避免偏见（bias）v科学并不就代表权威（科学并不就代表权威（authority）这个观念并不是否定科学的功用，而是任何事情这个观念并不是否定科学的功用，而是任何事情的决定并不是只考虑科学一个层面而已，其它例如的决定并不是只考虑科学一个层面而已，其它例如经济、政治或社会等因素也是考虑的重点。经济、政治或社会等因素也是考虑的重点。科学事业（科学事业（scienti

14、fic enterprise）v科学是许多不同科学领域的集合科学是许多不同科学领域的集合v科学的事业由许多机构来进行科学的事业由许多机构来进行v各种领域的科学家在世界各地活动各种领域的科学家在世界各地活动v科学活动受到社会价值观的影响科学活动受到社会价值观的影响v科学知识因信息传播发达而进步科学知识因信息传播发达而进步v从事科学事业必须考虑伦理的原则从事科学事业必须考虑伦理的原则v科学家兼具有科学专业与公民的身分，利用科学思科学家兼具有科学专业与公民的身分，利用科学思考的特性来解决公众事务考的特性来解决公众事务美国美国国家科学教育标准国家科学教育标准（NSES,1996NSES,1996，NR

15、CNRC）科学本质的内容：科学本质的内容：世界经由细心、有系统的研究，是可以被了解的世界经由细心、有系统的研究，是可以被了解的科学知识会改变，不是永久不变的科学知识会改变，不是永久不变的科学不能对所有的问题提出完整的解答科学不能对所有的问题提出完整的解答科学需要证据科学需要证据科学是逻辑和想象的混合科学是逻辑和想象的混合科学可以解释现象，也可以预测现象科学可以解释现象，也可以预测现象美国美国国家科学教育标准国家科学教育标准（NSES NSES，19961996）科学家尝试说明，但须避免成见科学家尝试说明，但须避免成见科学不是权威科学不是权威科学是一个复杂的社会活动科学是可以组织成知识体科学是一

16、个复杂的社会活动科学是可以组织成知识体系，并在各种机构中运作系，并在各种机构中运作科学在运作时有其伦理性科学在运作时有其伦理性科学家参与公共议题时是专家兼公民角色科学家参与公共议题时是专家兼公民角色英国英国国家科学教育课程标准（国家科学教育课程标准（19891989）v理解科学对社会的贡献理解科学对社会的贡献 v认识科学教育对个人发展的贡献认识科学教育对个人发展的贡献 v认识科学知识的本质认识科学知识的本质 Khalick&Lederman（2002）科学知识是暂定的（tentative，可以变化）基于经验证据（empirical，基于对自然世界的观察和实验）理论负荷的（theory-lade

17、n，科学家不可避免受其知识背景和经验的影响）部分是人们想象和创造的产品（creativity&imagination，包括对解释的创造）受社会和文化的影响（social and cultural embeddedness）观察和推论之间的区别（observation&inference）科学理论与定律的功能和关系（theroies&laws）3 我国科学本质教育概况我国科学本质教育概况3.1 科学本质研究3.2 课程标准中的科学本质课程标准中的科学本质 科学课程标准（79年级）首次在“课程性质和价值”以及“课程的基本理念”里提出了科学本质的教育，指出将“体现科学本质”作为提高科学素养的一个核心

18、课程理念，但是在课程目标中将科学素养设计为四个分目标：科学探究（过程、方法与能力），科学知识与技能，科学态度、情感与价值观，科学、技术与社会的关系，没有明确将对科学本质的恰当理解作为分目标之一,在分目标“科学探究（过程、方法与能力）”部分有如下表述：“在科学课程中，学生将通过科学探究方式理解科学知识，学习科学技能，体验科学过程与方法，初步理解科学本质，形成科学态度、情感与价值观，培养创新意识和实践能力”。而初中其它分科科学课的课程中甚至完全没有提及。在高中课程标准中，仅普通高中化学课程标准在课程性质中明确提到“高中化学课程应有助于学生，加深对科学本质的认识”。因此，从总体来看科学本质的教育没有

19、得到国内科学教育界的普遍重视，更遑论能够在教学实践中对学生进行科学本质的教学。初中化学课程标准（2001）中的科学本质呈现 作为科学教育的重要组成部分，新的化学课程倡导从学生和社会发展的需要出发，发挥学科自身的优势，将科学探究作为课程改革的突破口，激发学生的主动性和创新意识，促使学生积极主动地学习，使获得化学知识和技能的过程也成为理解化学、进行科学探究、联系社会生活实际和形成科学价值观的过程。2011版初中科学与化学课程标准版初中科学与化学课程标准中的科学本质观中的科学本质观v科学：一、课程性质v初中科学课程是以对科学本质的认识为基础、以提高学生科学素养为宗旨的综合课程。v（二）初中科学课程是

20、体现科学本质的课程v初中科学课程从科学探究，科学知识和技能，科学情感、态度与价值观，科学、技术、社会、环境的关系四个方面体现和把握科学的本质。v初中化学：v义务教育阶段的化学教育，引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系，理解科学的本质，提高学生的科学素养。3.3 趋势 2008年3月 南京师范大学课程中心 郝京华 科学本质与科学教育Norman G.Lederman&Judith S.Lederman 科学本质的内涵、科学本质教学的理论基础、科学本质研究的视角、科学本质的理解评价、科学本质与科学探究的关系等问题进行了讲解，这也从一个侧面说明我国对科学本质的教育与研究日趋重视。4 国外科学

21、本质教育进展国外科学本质教育进展4.1 历久弥新的科学本质研究历久弥新的科学本质研究1907 科学和数学教师协会中心 加强科学方法教育重要性的报告 孙可平、邓小丽理科教育展望：International Journal of Science Education、Science Education、Research in Science education科学本质的研究、科学的文化属性的思考、多元文化主义向理科课程研究的渗透、科学素养的研究、科学史和科学哲学的研究、认知建构主义和社会建构主义对科学教学的指导、学生科学前概念向学术性科学概念转化的研究、STS课程研究、综合理科课程研究、理科课程设计

22、的研究、理科教育的全球化问题研究、理科教材的评价研究等 胡卫平（2007）20世纪90年代之前 课程隐性状态20世纪90年代之后 课程显性状态4.2 国际科学本质教育的研究路线国际科学本质教育的研究路线4.2.1评价学生对科学本质理解的相关研究评价学生对科学本质理解的相关研究 几乎所有对学生科学本质观的研究显示，不管所使用的评价工具是什么，都一致显示学生们没有能够达到所期望的对科学本质的理解（Lederman，1992）。有研究发现学生不理解科学知识是变化的（Griffiths&Barry，1993；Horner&Rubba，1978；Rubba，1977；Rubba&Anderson，197

23、8；Rubba，Horner&Smith，1981）；学生对创造性和想象在科学中的作用的理解也相当有限（Mackay，1971；Larochelle&Desautels，1991。并且学生不理解理论和定律之间的关系（Horner&Rubba，1979；Ryan&Aikenhead，1992；Mackay，1971）。其它一些类似的研究（例如Duschl,1988;Griffiths&Barman,1995）也显示学生对科学本质的理解相当有限，学生所持的科学本质观与当前科学教育改革文件（AAAS,1989,1993;NRC,1996）中所倡导的对科学本质的理解不相符合。4.2.2 评价学生对科学

24、本质理解的相关研究评价学生对科学本质理解的相关研究增进学生对科学本质理解的两种途径隐性（implicit）：隐性途径一般是以科学探究的教学（science inquiry instruction）、科学过程技能的教学（science process skills instruction）、科学内容教学工作（science content coursework）、从做中学科学（doing science）或其它的教学策略来促进对科学本质的了解，隐性途径不能明确指出科学本质的成分来增进学生对科学本质的了解。显性（explicit）：显性途径是以科学史、哲以及（或者）与科学本质各种方面一致的教学来增

25、进对科学本质的认识（Akerson et al.,2000），显性途径需明白指出科学本质的成分来增进学生对科学本质的理解。其中显性又分整合（integrated）和非整合（nonintegrated）最近的研究支持显性整合：但是研究程序与结果存疑，或者研究者自己最近的研究支持显性整合：但是研究程序与结果存疑，或者研究者自己归因为霍索恩效应归因为霍索恩效应4.2.3 评价和培养教师对科学本质理解的研究评价和培养教师对科学本质理解的研究 在对设计用来提高学生对科学本质理解的课程进行开发与评价发现这些课程对提高学生对科学本质的理解作用甚微之后，研究者开始意识到这些研究忽视了教师作为学生对科学本质理解

26、主要促进者的重要作用。研究普遍显示，教师对科学本质的理解也不充分（如Abd-El-Khalick&Boujaoude，1997；Carey&Stauss，1968，Miller，1963；Schmidt，1967）。Khalick lederman Akerson 支持显性整合认为：belief 与 behavior之间存在转化问题 建议：课堂教学观察4.2.4 测评科学本质理解的工具的开测评科学本质理解的工具的开发与演进发与演进 根据Lederman的研究，除了Shapiro(1996)的研究之外，2002年之前的其它已知研究都是使用的标准化纸笔测验工具来评价被试对科学本质的理解。在过去的4

27、0多年中，总共开发了20多种标准化纸笔测验工具来评价被试的科学本质观。这些工具由诸如同意或者不同意、李克特量表式选项或者多选题等迫选式题目组成。4.2.4.1 对标准化工具的诟病对标准化工具的诟病效度问题首先，Aikenhead，Ryan和Desautels(1989)认为这些工具都基于一个有问题的假设，这些工具假定被试会以测量工具开发者相似的方式来理解和解释测量工具中的题目。Aikenhead 等人认为研究者或者测量工具开发者认为被试会以与自己相似的方式来判断对科学本质题目进行的陈述正确与否会导致模棱两可的答案，而这种模棱两可的答案会严重威胁到测量工具的效度。其次，Lederman et a

28、l.(1998)指出这些标准化工具通常反映的是研究者自身对科学本质的观点或者曲解。对于这些工具中所使用的迫选式问题，例如李克特量表或者多选题最终导致的是研究者和测量工具开发者将自己的观点强加于被试。工具使用的问题 除了效度问题，这些标准化工具的使用也导致不能清晰地反映被试通过培养研究而获得的对科学本质理解的提高。标准化工具往往将被试对科学本质的理解标注为“完备”或者“不完备”，多数情况下是通过对其科学本质的理解进行赋值的方法，而不是对其观点进行解释和分类。研究报告的结果部分往往局限于报告被试前后测的均值或者总得分。这些研究者往往不对被试进行实验前后对科学本质的理解进行解释。对科学本质的理解与时

29、俱进的问题 4.2.4.2 新型测评工具的演进新型测评工具的演进开放式问卷（opened-questionnaire）、访谈（interview）与赋分类目（scoring rubric）相合 开放式题目允许学生解释自己关于科学本质所包含的方面的理解，而且这样可以避免研究者曲解被试的观点。因而，半结构式的访谈会用来确认被试的回答并增进问卷的有效性。访谈还有一个目的，即揭示被试对科学本质更深层次的理解。在这些访谈中，提供给被试自己回答的问卷（前后测），并要求他们自己阅读、解释并为自己的回答辩护。通过要求被试解释并为自己的观点辩护，研究者不仅可以评价被试对与科学本质相关问题的理解还可以分析出导致被

30、试持有这种观点的原因。而赋分类目则使研究者即可以对被试的科学本质观水平进行定性描述，又能进行赋值定量进行统计分析。More nave，mixed，more informedExplicit naive,Implicit nave,mixed,implicit informed,explicit informed5 我国的科学本质教育我国的科学本质教育5.1化学课程标准中科学本质有关方面的呈现 5.1.1 对科学本质总目标的呈现 通过对普通高中化学课程标准（实验）各部分的表述进行分析，发现全文中出现“科学本质”字样1次，其表述为高中化学课程应“有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法

31、，加深对科学本质的认识，增强创新精神和实践能力”，因此，普通高中化学课程标准（实验）显性表达了对科学本质目标的要求，而且在绪论、课程性质、课程理念中的课程目标等部分共14次提到科学素养，而适当理解科学本质观是科学素养的核心成分之一，因此，普通高中化学课程标准（实验）通过将培养学生的科学素养作为课程目标以及显性表达了高中化学应加深学生对科学本质的认识，从而显性理性表达了科学本质教育目标。初中化学课程标准全文未见“科学本质”，但有对科学价值观的培养要求，可视为隐性质朴表达5.1.2 5.1.2 经验证据经验证据 对经验证据理性的表述应为科学的发展基于观察和实验，但科学的目的不是将观察到的事实进行累

32、积，一个实验并不能证明一个理论或一个假说，它只是进一步说明了理论或假说的合理性，而且科学不仅仅依赖于观察和实验，还需要不断进行抽象和推论。仅仅掌握大量的观察和实验事实和数据是不能产生科学知识的，如第谷与开普勒；在微观领域，当人类的认识还只达到分子和原于的时候，思格斯曾指出；“原子和分子等等是不能用显微镜来观察的，而只能用思维来把握。”“汤姆逊原子模型不能解释粒子散射，卢瑟福经过仔细的计算和比较，发现只有假设正电荷都集中在一个很小的区域内，粒子穿过单个原子时，才有可能发生大角度的散射。也就是说，原子的正电荷必须集中在原子中心的一个很小的核内。在这个假设的基础上，卢瑟福进一步计算了散射时的一些规律

33、，并且作了一些推论。这些推论很快就被盖革和马斯登的一系列漂亮的实验所证实。”电子云 原子结构模型 化学键概念 术语符号 化学思想模型 学生学习化学困难的一个原因就是停留在观察和实验现象上，而没有抽象思维。比如酸的通性、氯气和金属钠反应。化学是一门基于观察和实验的学科，在整个高中课程标准中共出现“观察”一词6次，“实验”一词160次，与物理课程标准中出现“观察”一词61次“实验”一词184次相比，说明在化学学科更强调对实验的要求，而物理学科中则有更多对观察的要求。总体看来，普通化学课程标准（实验）充分认识并强调了科学的发展基于观察和实验这一性质，此处也不一一枚举。而能体现对科学本质所包含的经验证

34、据性质理性理解的词汇主要有“抽象”、“推论”、“推理”“推断”等词汇，通过分析发现在普通高中化学课程标准（实验）全文中，以上词汇均未出现。我们可以看出，普通高中化学课程标准（实验）中仅强调了化学科学以观察和实验为基础的性质，而未指出化学规律的得出多是在观察与实验的基础上经过抽象推论得出，因此，可以将普通高中化学课程标准（实验）中关于科学本质方面的表述定性为隐性质朴表述。初中化学课程标准（2011版，下同）初中化学课程标准观察29次，实验123次，抽象2次，推理2次，推断3次内容标准中“认识到科学探究既需要观察和实验，又需要进行推理和判断”教材编写建议中“学生实验和家庭实验要体现学生的自主性和探

35、究性。设计实验方案、进行实验操作、观察记录现象、进行数据处理、通过分析推理获得结论的全过程是实现探究学习的重要途径”“设计实验推断孔雀石分解的产物。“根据实验现象推断水的组成”显性理性5.1.3 观察与推论的区别 与经验证据的性质相关的一个方面是对观察与推论的区别。学生应该能够区分观察和推论。观察是对直接作用于人体感官（或这些感官的延伸）的自然现象状态的，而推论是对感官不能直接感受到的的现象状态的描述。如上文所述，普通高中化学课程标准（实验）中“观察”一词仅出现了6次，而“想象”“推论”“推断”“推理”等词汇均未出现，因此在普通高中化学课程标准（实验）中没有涉及观察与推论的区别。初中化学课程标

36、准 教材编写建议中“学生实验和家庭实验要体现学生的自主性和探究性。设计实验方案、进行实验操作、观察记录现象、进行数据处理、通过分析推理获得结论的全过程是实现探究学习的重要途径”“设计实验推断孔雀石分解的产物。“根据实验现象推断水的组成”显性理性 原子结构模型 5.1.45.1.4科学定律与理论的功能及关系科学定律与理论的功能及关系 科学理论是得到良好确定、高度证实并且内部一致的解释性系统，用来（1）解释表面上不相干的几个研究领域的观察，（2）产生研究的问题（3）指导将来的研究。理论通常都基于假设或者数学公理以及不能观察到的实体。因此，直接检验是站不住脚的，只有间接的证据支持理论。一般而言，科学

37、定律表述的是所观察到的现象之间的关系，而理论则是对所观察到的现象或规律的推论性解释。理论和定律之间没有等级关系。理论和定律都是知识的不同形式，一方不会转化成为另一方。理论和定律一样都是科学的合理产品。化学学科拥有大量的原理、理论、规律与原理，在新课标中也多次提到理论和定律，其中提到原理33次、理论6次，定律1次、规律13次。在新课标中，通过要求学生分别理解科学原理和规律、理论和定律在科学发展史中的作用，隐性传达了科学原理理论等是科学知识不同形式的信息；而通过“通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释”、“能用金属键理论解释金属的一些物理性质”、“能用盖斯定律进行有关

38、反应热的简单计算”等表述隐性传达了科学理论的解释功能和科学定律的描述定量关系功能；同时也通过要求“化学教科书应充分体现社会进步和科技发展的趋势。可结合化学学科内容深入浅出地介绍化学科学发展的新成就，激发学生学习化学的兴趣；可通过化学发展史的线索，使学生认识化学概念和化学原理是不断发展和深化的，力求反映最新的化学观念和思想”的表述明确理性传达了科学知识会发生变化的信息。因此，综合以上信息，可以将普通高中化学课程标准（实验）中关于科学本质科学定律与理论的区别方面的表述定性为隐性理性表述。初中化学课程标准(三)质量守恒定律 活动与探究建议1.认识质量守恒定律，能说明化学反应中的质量关系。2.能正确书

39、写简单的化学反应方程式，并进行简单的计算。3.认识定量研究对于化学科学发展的重大作用。实验探究化学反应中的质量关系。用微粒的观点对质量守恒定律作出解释。理性理性5.1.5 创造与想象力在科学研究中的作用 科学是基于经验证据的，科学知识的发展包含对自然的观察和实验。但是，产生科学知识同样包含人类的想象与创造力。科学较之于一般的信念，不是毫无生机的完全理性化的高度有序的活动，科学包含解释和理论实体的发明创造，这些都需要大量的科学家的创造力。在科学研究的各个阶段都需要创造和想象力。第谷 天王星环 元素周期表 中子的发现（波特居里查德威克，卢瑟福）能体现对科学本质所包含的创造与想象力在科学研究中的作用

40、性质理性理解的词汇主要有“创造”、“创新”、“想象”等词汇，统计发现普通高中化学课程标准（实验）中出现“创造”一词2次，但其表述均是在化学习题的编纂中建议“鼓励学生综合运用已学知识，从不同角度、不同层次进行思考，创造性地解决问题”，出现“创新”一词9次，其中有7次与创造与想象力在科学研究中的作用有关，“想象”0次。代表性的表述有“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力”“加深对科学本质的认识，增强创新精神和实践能力”，以上表述没有具体涉及创造与想象力在科学研究中的作用，只是笼统谈及培养

41、学生的创新精神，缺少明确具体的理性表述，因此，综合以上信息，可以将普通高中化学课程标准（实验）中关于科学本质创造与想象力在科学研究中的作用方面的表述定性为隐性理性表述。初中化学课程标准 本主题将帮助学生用微粒的观念去学习化学，通过观察、想像、类比、模型化等方式使学生初步理解化学现象的本质；从五彩缤纷的宏观世界步入充满神奇色彩的微观世界，激发中学生学习化学的兴趣；利用有关原子结构的科学史实，使学生了解科学家严谨求实的科学态度；通过对问题的探究和实践活动，提高学生的想像能力、创新能力，帮助学生初步认识辩证唯物主义的一些观点。显性理性5.1.6 理论负荷 科学知识是理论负荷的。科学家的理论和所训练的

42、对义务的承诺、信念、前知识、训练、经验和期望事实上影响到他们的工作。所有这些背景因素形成了一种思想意识来影响到科学家所研究的问题和他们如何操作其研究、他们要观察的对象以及他们如何阐释自己的观察。这些个体特征（有时是集体特征）或者是思维方式说明了理论在科学知识生产中的作用。与一般的信仰不同，科学从来不会始于中立的观察。观察（和研究）由来自确定的理论观点的疑问或问题来推动和引导并获得意义。贝采里乌斯认为有机物只能来自有机体，人工不能合成，维勒爱因斯坦上帝不会掷骰子查德威克发现中子马赫、奥斯特瓦尔德另一个典型的化学史案例另一个典型的化学史案例 若门捷列夫只是观察数据,而没有原子理论(不仅指道尔顿的原

43、子论,还包括康尼查罗的原子-分子学说)等相关内容的理论指导,也不可能发现元素周期律。只有在理论指导下的观察,才知道向哪里观察,才能明确观察的目的性。对此,门捷列夫作了肯定性的回答:我的周期律的决定时刻在1860 年,我参加了卡尔斯鲁厄代表大会,在会上我聆听了意大利化学家康尼查罗的演讲,正是他发现的原子量给我的工作以必要的参考资料,而正是在当时,一种元素的性质随原子量递增而呈周期性变化的思想冲击了我。而且,在元素周期表的发现者中,有3 位都参加了卡尔斯鲁厄会议。可见,元素周期律的发现不仅是一个观察总结,在很大程度上还是原子理论的作用结果。通过对普通高中化学课程标准（实验）进行分析发现，全文没有与

44、科学知识理论负荷性相关的表述。初中化学课程标准也没有5.1.7 科学知识的暂定性 科学知识，尽管相对比较可信并且能够经得起一定时期的检验，但绝非绝对正确或确然无疑。知识，包括事实、理论和定律都是要变化的。科学主张在新的证据出现之后或者是对现有的证据按照新的理论进行重新解释时都有可能发生变化。科学知识的暂定性不单单是因为科学知识带有推论、创造和嵌入了社会和文化属性的事实，逻辑上的观点也支持科学知识的暂定性。事实上，与普通的信念相反，科学假设、理论与定律从来都不能完全解释所支持的证据，例如定律应该能解释支持其描述的所有现象，但是按照逻辑讨论来看，可能会存在一个我们没有掌握与之相关的任何知识的未来的

45、事例，可能其表现方式与现有定律相反。因而，定律绝非能够完全证明现象。对于理论来说亦然。无机物与有机物的界限 火素说（波义耳）-燃素说（施塔尔）-氧化说（拉瓦锡）蛋白质不能合成原子结构的发展：德谟克利特、道尔顿、汤姆逊、卢瑟福、波尔元素周期表的不断完善八大行星牛顿定律适用于宏观世界 普通高中化学课程标准（实验）通过表述“化学教科书应充分体现社会进步和科技发展的趋势。可结合化学学科内容深入浅出地介绍化学科学发展的新成就，激发学生学习化学的兴趣；可通过化学发展史的线索，使学生认识化学概念和化学原理是不断发展和深化的，力求反映最新的化学观念和思想”的表述明确理性传达了科学知识会发生变化的信息，从而可以

46、将普通高中化学课程标准（实验）中关于科学知识暂定性方面的表述定性为显性理性表述。初中化学课程标准无类似表述5.2.8 科学的社会文化嵌入性 对科学的社会文化嵌入性的理性理解表述应包括能够认识到科学作为人类事业是在一个大的文化背景之下进行实践的，并且从事该事业的人是文化的产品。科学影响并受到其所处的文化背景下的多样元素与智力场影响。科学本身就具有文化性，科学与文化和社会之间相互影响。在普通高中化学课程标准（实验）中共计8次出现了要求学生理解化学与社会之间的相互作用，代表性的表述有，在课程性质中表述高中化学课程应帮助学生“更深刻地认识科学、技术和社会之间的相互关系，逐步树立可持续发展的思想”、在课

47、程设计中要求“在设置选修课程模块时应充分反映现代化学发展和应用的趋势，以物质的组成、结构和反应为主线，重视反映化学、技术与社会的相互联系”、在课程结构中要求在化学1与化学2中能够让学生“认识化学对人类生活和社会发展的重要作用及其相互影响”、在课程目标中表述“引导学生认识化学对促进社会进步和提高人类生活质量方面的重要影响，理解科学、技术与社会的相互作用，形成科学的价值观和实事求是的科学态度”等，通过强调科学与社会文化的互动作用从而显性理性表达了对科学的社会文化嵌入性的理解.布鲁诺、牛顿 克隆 转基因 而且能够在教材编写建议中建议“高中化学教科书内容的选择既要反映出化学科学的社会价值、化学科学对现

48、代科学技术发展的贡献，也要适当反映由于人类不恰当地运用科学技术的成果而产生的负面影响，体现社会发展对化学科学提出的新要求，帮助学生理解科学、技术与社会的和谐发展对人类的重要作用”，因此，综合以上信息可以将普通高中化学课程标准（实验）中关于科学的社会文化嵌入性方面的表述定性为显性理性表述。初中化学课程标准初中化学课程标准v使学生初步了解化学对人类文明发展的巨大贡献，认识化学在实现人与自然和谐共处、促进人类和社会可持续发展中的地位和作用，相信化学为实现人类更美好的未来将继续发挥它的重大作用。体验化学与技术、社会的紧密联系，引导学生认识化学在促进社会可持续发展中的重要作用。引导学生认识化学在促进社会

49、发展和提高人类生活质量方面的重要作用 v感受并赞赏化学对改善个人生活和促进社会发展的积极作用，关注与化学有关的社会问题 化学科学的发展，增进了人类对自然的认识，促进了社会的进步。但某些化学现象可能影响人类的生活和社会的可持续发展，因而帮助学生正确认识化学与社会发展的关系是十分重要的。当代普遍认同的科学本质观包含的方当代普遍认同的科学本质观包含的方面面（1）科学知识建立在经验证据的基础之上，科学有赖于观察和实验（2）观察和推论是有区别的，观察是对直接作用于人体感官（或这些感官的延伸）的自然现象状态的描述，而推论是对感官不能直接感受到的现象状态的描述，是对观察的解释；（3）科学理论与定律的功能及关

50、系。科学定律描述现象之间的关系，而科学理论是对自然现象的推论解释，科学理论和定律都是科学的合理产品，是科学知识的不同形式，两者不存在等级、包含或相互转化的关系，而且科学理论与定律都可能会发生变化；（4）人类的创造与想象力在科学研究中具有重要作用，参与了科学知识发展的所有阶段，包括假设提出、实验设计以及对数据的解释等（5）科学研究受个体科学价值观、前知识、理论基础等主观性因素的影响；（6）科学知识虽然持久，但是也是具有暂定性的，当新的证据出现或者是对已有事实进行重新解释时，包括科学理论和定律在内的科学知识都有可能会发生变化；（7）科学作为人类事业是在一个大的文化背景之下进行实践的，并且从事该事业