二、科学思维
(一)科学思维的定义
科学思维是具有意识的人脑对科学事物的本质属性、内在规律以及事物之间的相互联系的间接与概括的反映,是精确性与近似性、抽象性与形象性的统一。在实际的科学活动中,科学思维的形象与抽象往往是互为补充的,相似与精确也是共存的,进行科学思维活动时要根据不同的要求和标准将科学思维的各个特点相结合。
人类对科学认识的根本是掌握自然界客观现象的本质和规律,是一种将实际现象抽象出来,以科学分析为前提,将事物的不确定性不断剔除,并形成一套完整的知识体系的过程。在这一过程中,一般使用符号和数学的形式来表征事物的本质,以便将原理更加简洁明了地表现出来。
(二)科学思维产生的基石
在很长的一段时间内,人类信奉神灵,并用神话来解释自然现象,用猜想来描述自然现象,思维的结果并不能准确地反映客观事物的本质,对思维的认识非常局限。直到古希腊时期,以理性思维和逻辑思维为基石的科学思维才开始萌芽。
1.理性思维
理性思维是在直观感性的基础上,借助抽象的思维,通过分析、判断来把握事物的本质联系的认知过程,是比感性认知更高级的认知阶段。人们从认识理性思维开始便预设了人类思维与事物本质统一的前提,为此康德提出了“理性给自然立法”。自工业革命后,人类意识到科学活动需要以经验为基础,以实践为手段,并在此基础上对信息进行分析和判断以揭示科学现象的本质,当代的理性思维是在科学实验内获得基础并进行验证的。
2.逻辑思维
“逻辑”一词最早由赫拉克利特提出[8]。他指出,自然现象虽然千变万化,但必然要遵循一定的法则和规律,这是一种逻辑的规律。在亚里士多德提出“三段论”后,逻辑更多是指思维的规律。当前的逻辑思维大多是指将思维的内容联系组合在一起的方式,逻辑则是科学思维的工具和形式。
(三)科学思维能力
科学思维能力是学校教育和学生自身智力发展的结果,是学生在学习和处理与科学有关的问题及内容时应具备的关键能力。科学思维的品质、科学思维的方法以及科学思维的内容是构成学生思维结构的主要成分。科学思维是一种隐性的思维活动,不易于交流和表现,教师在教育过程中要注重引导。如何将三个重要部分有机结合,高效提升学生的整体思维能力,是科学教育的首要问题。