文章分享 |《Science & Education》:关于科学本质的哲学对话:基于高中生反思的主题分析
时间: 2026-04-29 发布者: stem 文章来源: STEM教育研究中心 审核人: 浏览次数: 10

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导语


在科学教育研究中,“科学是什么”始终是一个绕不开的问题。我们不仅关心学生学会了多少知识,更关心他们如何理解科学本身——科学知识从哪里来?科学是否绝对客观?科学家如何思考?

近期,一篇发表在 Science & Education 的研究——《Philosophical Dialogues About Nature of Science: A Thematic Analysis of High School Students’ Reflections》——为我们提供了一个颇具启发的视角:如果让高中生参与“哲学对话”,他们会如何理解科学本质?




PART1

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研究怎么做?

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研究团队邀请了220名15-18岁的高中生(来自比利时9所学校的15个班级),围绕科学的本质展开哲学对话。每个班级进行约100分钟的对话,由经验丰富的哲学对话引导师主持。

这项研究并没有采用传统课堂讲授的方式,而是设计了一种更具探索性的学习形式——哲学对话(philosophical dialogue)

简单来说,研究者让学生围绕一些核心问题展开讨论,例如:

  • 科学知识是被“发现”还是被“建构”?

  • 科学结论是否会改变?

  • 科学是否完全客观?

  • 科学与社会、文化之间有什么关系?

这些问题没有标准答案,关键在于讨论与反思。研究的核心方法是:

👉 收集学生在参与这些对话后的反思文本
👉 运用主题分析提炼他们的理解模式




PART2

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八大发现:高中生对科学的深度思考

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通过主题分析,研究者识别出学生讨论的八大主题,每个主题都展现了令人惊讶的思想深度。

01

科学中的确定性

学生并非简单地认为科学"确定"或"不确定"。他们实际上构建了一个连续谱:从最左端的"科学理论永远无法被证明,始终不确定",到最右端的"某些事物可以确定,比如重力确实存在"。中间还有丰富的层次——有人认为某些事物可以确定但描述它的公式可能被修改;有人认为当理论和实践吻合时就可以确定;还有人提出科学家越多合作,正确率越高,但永远达不到100%。

02

工具主义 vs 实在论

"科学是发明还是发现?"这个问题引发了三种截然不同的观点。实在论派认为科学家发现已存在的事物,将其拼凑理解;工具主义派认为科学概念和公式是人类发明的工具,虽然原理本身可能存在,但符号和命名是人为选择;还有混合派认为描述观察到的东西是发现,创造全新的东西是发明。

03

科学的物理边界

"能否研究看不见的东西?"学生的回答从"可能"到"不可能"形成完整光谱。有人认为可以通过技术手段测量、研究其对周围环境的影响;有人认为现在无法感知但未来技术或许可以;最极端的观点是——如果完全无法感知,那它就不存在;或者反过来说,如果能让它可观测,它就不再符合"看不见"的定义。

04

科学知识的发展

对"科学知识能否改变"这个问题,学生的看法也呈连续分布。一端认为知识会不断改变,科学永无止境;中间认为当前正确但未来或不同系统中可能改变;另一端坚持一旦被证明就不会再演变的绝对主义观点。

05

科学观察:客观 vs 主观

客观派认为观察就是事实,无需解释;主观派则认为科学家基于预期进行解释,解释是自然的、不可避免的过程。有趣的是,有学生提出"推理"作为连接客观与主观的桥梁。

06

科学中的偏见

学生识别出四种偏见来源。当前偏见包括科学家的先入之见、性别歧视;历史偏见指过去科学家受时代局限;外部影响来自社会、政治、公众舆论的压力;视角差异则探讨男女是否有不同的科学视角,科学究竟是客观的还是带有个人色彩。

07

科学实践

学生详细描述了科学家的工作方式:合作、实验、观察、提出假设、建立理论……他们还讨论了想象力在科学中的作用,以及研究应该关注已知还是未知。特别值得注意的是,学生对"幻想与现实"的关系存在分歧——科学需要想象力还是必须忠于现实?

08

科学的划界

"什么算科学?谁是科学家?"学生提出了复杂的标准。仅仅做研究就够了吗?科学必须有价值吗?精确科学、人文社科、工程学的区别是什么?谁来决定谁是科学家?这些问题触及了科学哲学中著名的"划界问题"。




PART3

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七种反思性思维过程

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更让研究者惊喜的是,学生在对话中展现了七种高阶思维过程。

知识整合论证体现在学生用学过的科学知识支持或反驳观点,比如引用爱因斯坦和黑洞的例子来论证"可以研究看不见的东西"。反思性提问表现为学生不断追问"你为什么这么认为?""如果……会怎样?"脚手架过程显示学生在他人提示下能够深化思考,从简单的同意或反对走向更复杂的论证。概念澄清则表现为学生主动提出"我们需要先定义什么是科学",确保讨论在同一个认知层面上进行。

共识构建是学生寻找中间立场、达成共同理解的努力。多视角整合体现为"一方面……另一方面……"的辩证表达,将不同观点编织成新的理解。沉思则是最深刻的反思形式——"我不确定……""这让我质疑……"这些表达标志着真正的认知投入。




PART4

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教学启示

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这项研究告诉我们什么?

第一,高中生完全有能力进行哲学思考。研究明确挑战了"高中生认知不成熟、无法处理抽象NoS问题"的观点。在适当的对话环境中,他们能够处理认识论、本体论的复杂问题,展现出成熟的思辨能力。

第二,集体反思比个人反思更有效。传统的NoS评估多依赖个人问卷,但这项研究表明,对话中的集体意义建构能激发更深层的反思。学生在交流中互相挑战、修正、深化观点。

第三,开放式问题是关键。与引导向"标准答案"的收敛性问题不同,哲学对话使用的发散性问题——如"机器人能做科学吗?"——能真正激发学生的深度参与。

第四,教师的角色需要转变。在哲学对话中,教师不是知识的传授者,而是苏格拉底式的引导者——通过提问促进思考,而非提供答案。




PART5

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局限与展望

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研究者也诚实指出了局限:样本主要来自对科学信任度较高的佛兰德斯地区;对话由经验丰富的引导师主持,普通教师可能需要专门培训;研究未评估长期效果。但这恰恰指明了未来方向——开发教师培训项目,将哲学对话系统化地融入科学课程,并追踪学生的长期概念发展。




结语


在这个信息爆炸、真假难辨的时代,科学教育的目标不应只是培养未来的科学家,而应培养能够批判性思考科学问题的公民。这项研究证明,哲学对话是实现这一目标的有力工具——它不仅能揭示学生对科学的深层理解,更能培养他们反思、质疑、对话的能力。

也许,是时候让高中生多聊聊"科学的本质"了。




📖原文信息:

标题:Philosophical Dialogues About Nature of Science: A Thematic Analysis of High School Students’ Reflections

作者:Lotte Boven等

来源:Science & Education