试论科学精神的内涵与培养策略

科学精神是一种深植于科学家内心的精神品质和价值观，它源自科学家在科学实践中所表现出来的独特的思维方式和行为准则，是科学哲学和科学文化的重要体现。它是一种求真创新的精神，是科学活动的核心，是科学家不断探索理性世界的动力。《中国学生发展核心素养》突出了科学精神和人文素养的重要性，将二者融合后形成了文化基础的关键内涵。就科学精神而言，它超越了科学知识和科学观念的范畴，其所指更符合文化素养的内涵，具有明显的时代意义。

一、科学精神的历史溯源

古希腊文明是近代科学的根源，它不仅开启了西方哲学的发展，也为科学技术的进步奠定了基础。古希腊精神也是理性主义的重要组成部分，是西方科学发展史上的第一个里程碑，其中“理智”的提出使得“知性思维”得以充分发展，为理性、逻辑的发展提供了强有力的支撑。对“科学精神”较为科学的界定最早出现在美国社会学家默顿的《科学的规范结构》一文中。其中，科学精神被看作是一种对科学家的价值和规范作出的情感约束，反映了科学家的价值观和行为准则。美国科学促进会在《面对所有美国人的科学研究》中指出，科学精神是科学素养中的关键要素之一。欧盟发布的《终身学习核心素养：欧洲参考框架》提出了终身学习的八大素养，同时着重推出形成八大素养所必备的共性能力，而“科学精神”在其中作为一个独立的、专门的指标，被提出以指导人们的终生学习。

在我国，首位明确提出科学精神概念并提倡“弘扬科学精神”的学者是任鸿隽。1916年，他提出“科学精神者何，求真理是已”，并认为科学精神至少有五个特征：崇实、贵确、察微、慎断、存疑。李醒民对科学精神给出了一个定义：它是近代科学发展的结果，是人们先前思想遗产的积淀，是科学文化深层结构（行动观念层次）中蕴含的社会意义和标准的综合体现，是科学本性的自然流露或延伸，体现了科学的哲学和文化意蕴，是科学的根本、真诠和灵魂。巨乃岐认为，科学精神的基本内涵包括六个方面，即实验验证的求实精神，探索知识的理性精神、批判创新的进取精神、自由平等的宽容精神、互帮互助的协作精神和敬业牺牲的献身精神。易显飞认为，科学精神是科学中的灵魂，且应贯穿于探究活动，体现在科学方法中，内化于科学研究的范式中。

二、科学精神的时代内涵

科学精神具有历史印迹和时代特征，源于古希腊，在时代变迁中不断更新内涵。根据小学科学核心素养和科学课程标准中课程目标的相关表述，可将小学科学主要涵盖的科学精神归纳为五大维度：探究精神、求实精神、质疑精神、创新精神和合作精神。

探究精神是好奇心和行动力的统一，既有对自然现象的好奇心和探究热情，又有对探寻事物真谛的行动力。它强调要有坚持不懈、迎难而上、不畏困难去探索的勇气和行动，在不断进取、不断试错、不断证伪的过程中，积极寻找真理。

求实精神是指在科学研究和解决问题的过程中，坚持从实际出发，能大胆提出自己的见解，并基于证据和逻辑得出结论，实事求是。求实意味着科研时要求诚信，诚信是科学精神的必然要求。

质疑精神是指有逻辑地对现有的认知和规则进行价值判断，尊重科学，反对迷信。质疑是指个体在求知欲驱使下，带着问题意识看待事物，敢于独立思考、敢于批判、敢于挑战权威、敢于发表见解、敢于追求真理的一种思维习惯。[1]质疑是探索科学问题的起点，提出一个问题往往比解决一个问题更重要，只有敢于质疑、 敢于向权威挑战，才能推陈出新。

创新精神是创新实践的能动反映，是以学生作为创新主体为了追求真理而改革创新的精神。它意味着学生在科学探究过程中能努力克服困难、不断突破，并根据科学观念对问题做出判断、设想，突破定式思维，提出不同的见解。

合作精神是指善于与他人合作和分享，包容不同的观点，在集体中每个人都能够得到自由的发展。合作精神是集体主义的新时代表征形态。在科学探究中，不同个体为完成共同的任务、实现共同的目标而相互配合、相互协调，实现个性化发展。在这一过程中需要平衡冲突，包容不同的观点，其体现的实际就是互惠共赢的合作精神。

三、科学精神的培养策略

科学探究是过程和方法的辩证统一，它不仅仅可以指科学家特有的探究，也可以指个人的科学学习活动，这种活动的进行方式与科学研究的方式类似。[2]科学探究中，学生在教师的引导下，运用科学研究的方法解决科学问题，从而理解科学观念，发展科学思维，体悟科学家的精神意志。

1.加强科学史的学习

科学史是自然科学产生和发展的历史，学习科学史是将科学探究和课程思政紧密结合的关键方法。乔治·萨顿提出将科学史纳入教育教学之中，他认为以科学为标准并经得起衡量的历史就是科学史。科学史中既蕴含了研究自然科学的思维和方法，又潜藏着科学家的科学精神和科研品质。

科学探究中渗透科学史蕴含的科学精神、科学态度等思政元素，使学生能通过科学活动体悟科学精神。例如，在《用浮的材料造船》一课的拓展部分，学生通过观看摇橹木船和明代宝船的资料以及当前生活中木筏的改进与用途，认识到是无数科学家坚持不懈研究、改良造船技术，人类的船舶技术才越来越精良，从中体悟科学家的探究精神，他们通过了解到工程师创新运用材料、技术改进船舶的案例，体悟其创新精神。在《地球的形状》一课中，学生了解麦哲伦船队的环球航海证明了地球是球形这一科学探究历程，体悟科学家为探究真理、探索世界付出了毕生巨大的心血，甚至付出了生命，正因为他们的坚持不懈，最终使得人类社会取得了巨大进步。教师通过这些科学史，使学生心中树立了栩栩如生的科学家榜样形象，培养了其科学精神。

2.关注科学文化的建设

科学文化是一种独特、完整且持续发展的文化存在和价值形态。它不仅是一种可以在公众中进行传播普及的知识，更是一种能够被公众主动吸收、理解，并成为在生活中遵循的准则和观念。[3]在学生的科学探究中，教师要为其创造良好的科学文化环境，如在科学实验室张贴科学家语录、科学研究准则，同时，利用科学文化潜移默化地影响和感化学生，在学校中形成浓厚朴素的科学研究氛围。

要重建学生的质疑精神，教师必须提倡对话、互动的教学方法，营造开放、民主、自由、活泼的课堂气氛，增加课程内容的不确定性和生成性。[4]例如，在《让沉的材料浮起来》一课的聚焦环节，教师首先出示橡皮泥，并让学生猜测：“放进水中会怎样？”学生进行思考并讨论，有的认为会沉下去，也有的认为会浮起来，还有的认为两种可能性都有。随后，教师将橡皮泥放入水中，并提出关键问题：“你们能想办法，让像橡皮泥这种沉的材料浮起来吗？”学生基于现象尝试解释，有的认为可以把其做成船形，因为船是用钢铁做的，有的认为可以将其掏空，做成一个空心球……在此环节，教师充分尊重学生关于“为什么可以浮起来”的观点，平等对待每名学生的观点和尝试解释的原因，充分挖掘他们关于沉浮的前概念，使他们亲历科学文化中的开放共享。在潜移默化中，学生对科学文化有了朴素的认识，从而敢于质疑、敢于创新。

3.构建生成性的探究实验

探究实验的生成性包括探究问题的生成性和实验结果、结论的生成性。在探究教学中，不是让学生死记硬背科学概念、探究过程，不是设置传统的预设实验去解决问题，而是让他们去探究能够激发自身兴趣的问题，探究能够促进自身思维进阶的问题，且问题应有价值、有层次，能够成为探究的起点。

例如，在《动物的卵》探究活动中，教师进行实验指导，引导学生关注实验操作的基本要点，倾听他们在实验中的新发现，尊重他们的观点，给予他们充分的时间表达，引导生生互动，邀请小组代表进行汇报。小组代表指出，卵黄中间的小圆点是小鸡生命的开端，并分别介绍观察到的卵黄、卵白、气室和卵壳所在位置，将其功能一一匹配。在汇报结束后，小组代表向全班提问：“我的汇报完毕，大家有什么疑问或补充的吗？”各组学生随即提出自己的观点，如有人质疑卵白的位置不正确、书写有误等。另外一组就其观察到的“一条透明的白色的线”的作用进行猜测，认为它是用来连接小鸡胚胎的结构，引发全班讨论。这样，教师引导全班继续观察该结构，寻找支持自己观点的证据。

实验的成功与否不能作为评价的唯一标准，教师应关注生成性的探究过程，在过程中引导学生通过反思深化对问题的理解，并应用迁移。因此，课堂教学应积极引导学生实现学习方式的转变，鼓励他们从被动接受走向自主发现和探究，发表不同的观点和见解，允许进行不同的“解读”，倡导“创读”，从而培养他们的创新精神。[5]同时，生成性的探究实验更注重学生当场所寻找到的证据，这有助于发展其求实精神。

4.建立合作探究共同体

合作探究共同体是当代科学家进行团体科研的重要的表现形式，成立合作探究共同体是培养学生合作精神的关键。在合作探究中，需要每名学生在共同体中积极实践、表达观点，既互相帮助，又各自尽自身的责任。然而，在小组合作探究中，经常会有一些学生试图逃避责任，不劳而获。这不仅会让他们失去学习的机会，也会让其他同学失去了获取他人看法的机会。所以，合作探究共同体应分工明确、责任细化，并建立过程评价机制。例如，《让沉的材料浮起来》的研究过程记录单中，教师添加了自评和互评内容，从小组内分工是否清楚、是否开展组间讨论等方面进行评价。

在探究教学中，一方面，教师应引导学生坚持以观察和实验为基础，从经验出发，确保探究的客观性和真理性；另一方面，教师还要引导他们敢于思考和运用想象，深刻探讨自然事物的内在本质，以更加深刻的视角认识科学，从而确保探究的深刻性和合理性。培养科学精神的探究教学，其要义在于端正学生的学习态度，以求实、理性、批判、质疑的科学精神开展科学探究。显而易见，探究教学比仅仅停留在知识的传授上更能够培养学生的科学精神，促进其探究精神、求实精神、质疑精神、创新精神和合作精神的不断发展。

（作者单位：徐梅，重庆市大渡口区教师进修学院；古周芸，重庆市大渡口区马王小学；杨成媛，重庆市大渡口区育才红旭小学校）

参考文献

[1]袁维新.学生质疑精神的缺失与重建——基于教材和教法的视角[J].中国教育学刊，2012（10）.

[2]陈琴，庞丽娟.科学探究：本质、特征与过程的思考[J].教育科学，2005（1）.

[3]周德红，吴以义.历史上，科学怎样成为一种文化[J].科学，2013（03）.

[4]袁维新.学生质疑精神的缺失与重建——基于教材和教法的视角[J].中国教育学刊，2012（10）.

[5]张天宝.鼓励创新：新课程课堂教学改革的核心[J].课程·教材·教法，2004（02）.