科學理論與科學實驗的關系精選(九篇)

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第1篇：科學理論與科學實驗的關系范文

論文摘要:建構主義學習理論強調，知識是學習者在一定的情景下借助學習過程和他人的協助，通過意義建構而獲得的;認為學習的途徑是同化和順應認為學習過程中學生是學習的認體，是意義的主動建構者，應發揮其主體作用，而教師是學習的指導者、意義建構的幫助者和促進者。因此，教師必須轉變教學觀念，注重依據建構主義的理論原則，葉學生的科技創新活動予以指導。

一、建構主義學習理論的主要觀點

建構主義作為認知學習理論的一個重要分支，在多媒體計算機和網絡技術的支持下，生命力越來越旺盛，成為在世界范圍內日漸流行的學習理論，并且在教學實踐中被廣泛應用。下面，從“教”和“學”兩個方面簡要說明建構主義學習理論的主要觀點。

1.建構主義的學習觀

(1)學習究竟是什么?

建構主義認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學習者在一定情景下即社會文化背景下，借助學習獲取知識的過程及在他人(包括教師和學習伙伴)的幫助下，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式獲得的。也就是說，學習者應根據自己的經驗背景，對外來信息進行加土和處理，從而獲得所需知識。此時學習者獲取知識的多少取決于學習者根據自身經驗去建構相關知識的能力，而不取決于學習者記憶或背誦教師講授內容的能力，這種意義下的學習是廣泛而全面的。

(2)學習的兩個途徑—同化和順應

建構主義認為，同化和順應是學習者的認知結構產生變化的兩個途徑，其中同化是指學習者將外在的知識信息納人到自己的認知結構中去，是量的積累;而順應則是認知結構中的質變，當學習者已有的認知結構與外在的知識發生沖突時引起原有認知結構的變化，從而建立新的認知結構的過程即為順應。由此可以看出，學習不再是簡單的信息輸人、存儲和提取，而是學習者原有的知識由于新知識的進人而發生調整和改變的過程，是由量變到質變的過程。

(3)關于學習的方法

建構主義提倡在教師的指導下，以學生為中心開展教學，教師由。傳道、授業、解惑”者變為學習的指導者、意義建構的幫助者和促進者;學生是信息加工的主體，是意義的主動建構者，應發揮其主體作用。在學習的過程中，要善于用探索法發現間題，主動收集相關資料和信息，努力提出假設并設法加以驗證，并且應注意在解決問題時盡量將當前學習的內容與已有的經驗相聯系，不斷加強量的積累，注意向質的轉變。

2.建構主義的教學觀

(1)師生角色的轉變

(2)自主學習的設計

在傳統教學中，學生對教師有很大的依賴性，許多學習上的事情讓教師包辦代替，主動學習知識、發展興趣、培養創新能力的意識比較差。建構主義教學模式力求改變這種現狀，著力培養學生自主學習的能力。

自主學習是主動地、有主見地學習，不是沒有目標的、放任自流的學習。教師可根據具體的學習目標，選擇不同的教學方法，對學生的自主學習進行設計。例如:采用支架式教學，首先應根據“最鄰近發展區”理論，圍繞實現教學目標建立一個相關的概念框架，然后讓學生在教師指導下通過自主學習，掌握知識，使其智力發展由一個水平到另一個更高的水平。由于學生的智力發展水平有所不同，其最鄰近發展區也不完全相同，所以在教學中應注意因材施教。采用拋錨式教學，可根據教學目標在實際情景中確定一個真實的問題(“拋錨”)，然后讓學生圍繞該問題展開學習，在學習的過程中，可以先提出假設，然后進行論證，根據論證的結果制訂解決問題的方案并加以實施，實施過程中需要不斷地補充、完善，最終將問題解決。

(3)強調協作學習

英國大文豪肖伯納曾作過一個著名的比喻。他說:“倘若你有一個蘋果.我也有一個蘋果，我們彼此交換蘋果，那么，你和我仍然各有一個蘋果。但是，倘若你有一種思想，我也有一種思想，而我們彼此交換這些思想，那么，我們每個人將各有兩種思想。由此可見交流的重要。所以，建構主義學習理論強調通過協作學習展開交流和討論，有助于發揮學生的主動性、積極性和創造性，最終使學生有效地實現對當前所學知識的意義建構。

(4)資源的有效利用

為了使學生能夠主動探索和完成意義建構，必須為他們提供必要的資源(包括多媒體、網絡、圖書等)。在將資源的選擇、使用和控制權交給學生的過程中，教師應對學生加以指導，幫助他們學會如何獲取信息、加工信息和利用信息，提高他們處理信息的能力。

二、建構主義學習理論對學生科技創新活動的指導

1，建構主義學習理論轉變了教育觀念，為開展科技創新活動莫定了理論墓礎

傳統的教學模式是以教師為中心，教師講，學生聽，學習過程主要靠教師傳授，作為認知主體的學生在教學過程中始終處于被動狀態，其主動性、積極性根本得不到發揮。這樣的教學模式不利于培養學生的科技創新能力，所以要想使科技創新活動蓬勃開展，必須轉變教育觀念，深化教育教學改革。近幾年來，筆者所在學校堅持把培養學生的綜合能力作為教學的中心任務，在教學中堅持把學生作為教學的主體，提高學習興趣，發揮學生潛能。例如:電子與信息技術專業實行學分制改革以來，積極探索有利于培養學生實踐能力和創新能力的現代化課程模式，在課程的設置上采用了“寬基礎、活模塊”的教改思路，在保證上好公共基礎課和專業基礎課、為今后發展提供寬廣基礎的前提下，將專業課程設置了若干個模塊，包括:電子聲像設備模塊、數字視頻設備模塊、通信技術模塊等，供學生根據自己的特點、愛好和今后發展的意向進行選擇。這種選課制度有利于學生自主選擇學習內容，在學習過程中充分調動了學習的積極性和主動性，激發了學生的求知欲望和創造欲望，為學生開展科技創新提供了保證。

2建構主義學習理論為提高學習興趣、開展科技創新提供了有利的支持

建構主義理論強調學生是信息加工的主體，是意義的主動建構者，在學習過程中學生應始終處于主體地位，強調以學生為中心的“學”，而不是以教師為中心的“教”。在學習的過程中，學生很自然地會發現問題，引起學習的興趣，此時作為教學指導者的教師，應及時將學生的學習興趣轉化為學習動機，激勵他們更好地進行學習，有效地開展科技創新活動。

例如:現在有些教師常常使用激光筆代替教鞭在課堂上使用，就是這在黑板上跳動的紅色的小點點，引起了一名同學的興趣。起初他對激光筆很好奇，后來他發現當快速擺動激光筆時，打在墻上的光點會“點動成線”，甚至呈現出圓形，這種激光筆擺動后形成的軌跡與在《電子測量》課上老師用示波器演示的波形有相似之處。帶著對激光筆成像的興趣，他認真研究了激光的特點，發現激光具有集中力強、不散光的優點，而且激光筆容易使用、價格低廉。在老師的幫助和啟發下，他采用激光束代替電子束，用兩只電動式揚聲器組成X軸、Y軸掃描偏轉器，利用揚聲器驅動杠桿和反射鏡組成機械系統，將揚聲器紙盆的平動轉換為反射鏡的轉動，使激光束人射角發生變化，反射后投影到屏幕上的光點產生位移，從而使激光束沿X軸、Y軸掃描，最終形成圖象。經過不懈的努力，最后他發明了“電動式李沙育圖形激光演示儀”。由這個事例我們可以看到，建構主義理論強調以學生為中心的“學”，有利于促使學生發現問題，激發其對科學知識的濃厚興趣，為開展科技創新提供了有力的支持。

3.通過問題解決方式進行學習是開展科技創新的必由之路

“通過問題解決來學習”是建構主義的一條核心思路。建構主義認為，通過問題解決，學習者便可以深刻地理解相應的概念、原理，建立良好的認知結構，解決問題的途徑遵循同化和順應規律，是量變到質變的過程。

例如:我校銅管樂隊的一名隊員，他雖然喜歡音樂，但對音樂知識了解得并不多。當老師介紹音階、音程、和弦等知識時，他感到記憶起來比較困難，因此提出設想:能否設計一種簡單的設備，把音階之間的關系表示出來，既方便查找，又容易掌握。在老師的啟發下，他提出了音樂計算尺的設想，即將手拉計算尺的方法用于音階、音名的查找，將音階、音名、頻率按照一定的關系刻在計算尺上，這樣就很容易找出它們之間的相互關系，這種方法的確簡單易行。第一個問題解決后，馬上又產生了新的問題，即音樂和弦的組合比例復雜，像二度和弦、五度和弦記憶難度高，在音樂知識教學中也是一個棘手的問題，如何將音樂計算尺加以改造，從而解決這一難題呢?帶著這個問題，他杳閱了大量的資料，進行了大膽的設想和實踐，最后決定在計算尺的設計過程中除配置動尺、定尺外，又設置了滑動尺，利用透明的滑動尺把各種和弦表現得一清二楚。音樂計算尺的發明很好地解決了學習音樂知識過程中的難題。成功激發了他科技創新的激情，為了使音樂計算尺在使用過程中更加生動，他設想能否在拉動計算尺的同時產生相應的音響效果，能否將計算機技術應用到音樂計算尺中。為此，他請教老師，上網查找資料，刻苦鉆研，和其他同學在一起開展廣泛的交流。情動于衷，金石為開。最后，他終于通過將“MIDI音樂大師’，技術軟件引人音樂計算尺，解決了這一難題，使音樂計算尺在使用過程中更加完善、更加生動。

第2篇：科學理論與科學實驗的關系范文

[關鍵詞]我思故我在；理性；懷疑；科學精神

一、對“我思故我在”（I think， so I am）的理解

（一）這個命題當中，首先提到了“我思”，“思”的主語是“我”，表明了我作為了主體。換句話說，人作為了思考，認識的主體。人能夠成為認識的主體，也就是從另一個層面強調了人的理性。理性在認識世界當中所起的作用。在《談談方法》中，笛卡爾說道，每個人都有理性，人和人的差別在于運用理性的方式以及運用理性的對象不同。同時人的理性也是人和物的區別，也就說理性是人類特有的機能，既然人有理性，人可以正確地運用理性去獲得真理，而不是說真理是上帝所賜予的。笛卡爾強調對人的理性的高揚，本身就是對上帝的高高在上地位的一種挑戰。人可以運用自己的理性去獨立思考和認識問題了，這是對文藝復興時期的人文主義思想的發展，并且它透露出了人逐漸想從上帝的藩籬中解放出來的愿望。經院哲學中強調的是信仰主義，不用發揮人腦的機能，只要相信上帝，就可以，而笛卡爾強調的是人去理性地思考，我覺得這是一個轉變，這是人們發揮主觀能動性的一個重要表現。

（二）當強調人有了理性之后，我們去做什么？我們去認識，我們去思考。我們去思考、去認識什么？笛卡爾在《談談方法》地第一部分中談到了自己的親身體會：讀書破萬卷之后，最后發覺世界上根本沒有一種學說真正可靠。笛卡爾的親身經歷說明：并不是我們學什么，就相信什么。我們需要有一種懷疑和批判的精神。正如中國哲人所道：盡信書，不如無書。

當笛卡爾談到了對各種書本理論的懷疑以后，他談到：拋開書本的研究，去游歷、去搜集各種經驗。并且他還提到，讀書人不如普通人，原因在于“普通人是對切身的事情進行推理，如果判斷錯了，結果馬上就會懲罰他，而讀書人只是在書房里對思辨的道理進行推理”。從這些我們可以看出笛卡爾除了強調理性的重要性，其實他還強調經驗的重要性，同時還透露出了實踐的重要性，實踐是檢驗真理的標準。也只有實踐，我們在認識世界的過程中才能求真。也就說，他強調的理性也并不是拋開經驗的重要性，只談理性的作用，只不過，他認為理性相對于經驗來說，作用更大而已。

（三）在“我思，故我在”中，我認為完整的表達了認識的根本任務問題：由感性認識上升到理性認識，透過現象抓住事物的本質和規律。也就是說，在這一命題中，首先道出了，只有人是認識的主體，人有理性。其次，人要去認識，人要去懷疑。需要由感性認識上升到理性認識。最后，人是如何認識的？需要借助理性思維方法如：分析和綜合相結合的方法。所以說，這個命題談的是認識論的問題，實質上是實踐和認識的關系問題。特別談到方法問題，他在第二部分的四條原則中有所體現。第二條原則中說道：把我審查的每一個難題按照可能的和必要的程度分成若干個部分，以便一一妥為解決。這個原則鮮明地體現了分析方法的重要性。第三條原則說道：按次序進行思考，從最簡單、最容易的認識的對象開始，一點一點逐步上升，直到認識到最復雜的對象。這句話又體現了笛卡爾的綜合方法。我覺得對于笛卡爾來說，他是把分析和綜合結合在一起的，只不過對于分析強調的多些。他對方法的重視和羅素對數理邏輯的強調有點相似之處，因為他們都認為前人之所以在哲學方面的成就不大，是方法的問題。

從笛卡爾的哲學思想中，我們已經能夠體會到了科學精神的存在，下面我就這個問題，談一下我的想法。

二、科學精神

科學精神是指從科學研究的過程和成果中所顯示出來的科學本身所獨有的精神氣質，以及與之相應的科學思想、科學方法。不同的學者對于科學精神的內涵有不同的界定。其實科學精神的內涵隨著科學歷史的變遷，人們對他的解讀也發生著變化，但是不論如何變化，它的核心思想不會變化。我覺得主要包括以下兩個方面：

（一）科學精神首先是一種有條理的懷疑精神。任何的科學研究都從提出問題開始，問題是科學認識形成過程的核心。如果沒有懷疑就不會提出問題。笛卡爾對于間接經驗持懷疑的態度，強調我們要從書中走出來，去實踐、去體會。當然，懷疑不是盲目的懷疑，而是有條理的懷疑。有條理的意思是說，提出的問題是有道理的，而不是懷疑一切，否則這世界無法被人類認識，這世界沒有可靠的東西，對于你正在懷疑的問題都在懷疑，這世界是不可想象的，科學也無從談起。笛卡爾特別強調了“我思”，只有去推理思考，才可能知道對某個問題的認識合不合理，才可能認識世界的本來面目，所以這是一種懷疑的精神，這是一種發現問題的精神，同時也是一種科學精神。

（二）科學精神還是一種求真務實的精神。剛才我們談到了懷疑精神，科學研究需要提出問題，可以說提出問題是科學研究的起點，而科學研究的目的是通過觀察和實驗獲取科學事實，形成科學理論。科學事實的獲取靠觀察和科學實驗的作用，而科學理論的檢驗也需要科學實驗的作用，所以求真務實的精神側重強調觀察和科學實驗在科學研究中的作用。笛卡爾的思想中強調經驗、實踐的重要性，對于科學而言，就是科學實驗的重要性。只有通過科學實驗，我們才能知道，我們得到的知識是不是真理。所以，從笛卡爾的思想中，我們也可以看出求真務實的科學精神。

第3篇：科學理論與科學實驗的關系范文

關鍵詞：理想實驗，理想模型，理想化思維方法

物理實驗本身就是物理學的不可分割的重要內容。物理學的任何一部分內容的結構及其發展都可以分解為三種因素：實驗、概念體系和應用。可見，實驗內容本身就是教師要教、學生應該學的重要內容。

一、理想實驗

理想實驗雖然也稱實驗，但它與真實的可操作的科學實驗是有區別的。可操作性的科學實驗是實踐活動的一種形式，是人們通過物化過程而進行的實驗；而理想實驗是一種思維活動，是人們在創造性思維活動中設想出來的，是現實中無條件物化的實驗。理想實驗并不是脫離實際的主觀臆想，而是有其客觀基礎的。理論實驗是以實踐為基礎的，它是在真實的科學實驗基礎上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，對客觀對象的實際過程進行更深本質的探究。

二、理想實驗與理想模型

科學史上許多偉大的科學理論的建立都與理想（思想）實驗和理想模型有關。建立這些理論的科學家都是一代巨人，他們所取得的科學成就無疑是劃時代的，但從科學哲學的角度來看，更重要的是他們取得成就的過程中所用的思維方法。因為在一般情況下，結論總不免受到時代條件的局限，但正確的方法卻能給人們提供獨立探索的合理途徑。正如恩格斯所說：在一切哲學家那里，體系都是暫時的東西，但包括在體系中的真正有價值的方法都可以長久地啟人心智、發人深思。思維方法又是一切方法手段的靈魂。筆者試圖通過展示大師們設計理想實驗和創立理想模型的過程來揭示他們所用的思維方法――理想化思維方法，以期為科技工作者提供一種探索問題的方法。

三、理想化思維方法在科學探究中的作用

理想化思維方法是思維主體運用非邏輯思維方法和邏輯思維方法相結合的思維方法，抓住事物性質的主要方面，剔除次要方面，塑造理想化實驗過程、創造理想模型而從事科學創造的一種思維方法。理想化思維方法包括在“假象實驗”、“理想實驗”、“抽象實驗”和理想模型的具體的理想化過程之中。

現代科學積累了與日俱增的、數量龐大的經驗材料，如何從經驗層次的認識上升為理論層次的認識，是哲學家和科學家們十分關心的重大問題。理論建構需要科學抽象，科學抽象是理性認識的基本形式。科學抽象就是抽出和排除事物非本質的次要因素，通過思維揭示其固有的本質特征。在一般的實驗研究中，不可能完全排除次要因素和外來干擾，而在理想化過程中，可以發揮理想化思維的力量，經過高度抽象得到理想客體，把對象的主要矛盾或主要特征，以純粹的理想化形式呈現出來，從而深刻地揭示自然過程的客觀規律性。

理想化思維方法在現代科學中顯示出突出的作用。但是，由于理想化思維方法所把握到的事物的本質和公理，仍然是一種理性的認識，它的真理性必須由實踐來驗證，并由實踐來進一步豐富和發展。

四、理想實驗在中學物理教學中的作用

在中學的物理教學中，理想實驗有獨特的功效。充分運用教材中的理想實驗為學生建立新的科學概念，使學生進行思維訓練和物理思想的培養，充分強調理想實驗的實踐性，并突出其思想。比如在幾何光學中，關于物體運動速度與像的移動速度關系問題，用數學的方式就很繁雜，而且還不容易發現動態規律，而運用理想實驗，就可以知道實像移動速度和人運動速度滿足為放大率。因此巧妙設計理想實驗可以說明一些實驗中較難說明的規律，這樣學生也可以認識到一些規律的局限性。

在課堂中設計一些具有感彩的理想實驗，還可以活躍課堂氣氛，從而激發學生的學習積極性和主動性，拓寬思維，而且這還直接關系到學生今后學習的成敗。這革者里有必要提到物理思維，什么叫物理思維，實際上就是物理學中的科學思維，而利用理想實驗來培養學生的物理思維能力也是在新一輪基礎教育課改中所要求的。在平時的教學中，教師需要不斷創新，不光是在使用課本上存在的理想實驗的創造使用，還要求教師大膽創新一些理想實驗，這里就需要運用到多媒體技術。現代教學是離不開現代化的教學手段，在美國有關研究人員建立一種叫“虛擬物理實驗室”的系統，學生可以使用該系統做包括萬有引力定律在內的各種實驗，從而達到對物理概念和定律的深刻理解。

物理實驗本身就是物理學的不可分割的重要內容。物理學的任何一部分內容的結構及其發展都可以分解為三種因素：實驗、概念體系和應用。可見，實驗內容本身就是教師要教、學生應該學的重要內容。

總之，新的物理課改教學，需要不斷努力地去探索，在反思中進步，在總結中完善，并不斷地更新自我。無論如何都要以學生為主體、老師為主導、實驗為主干展開物理實驗教學模式，要不斷更新教學觀念、采用多種實驗教學方法，才能更有效地激發學生的學習熱情，培養學生的學習興趣，讓中學物理實驗教學提高到一個新的水平。

參考文獻：

[1] 陳毓芳、鄒延肅，物理學史簡明教程，北京師范大學出版社，1986年7月第一版。

第4篇：科學理論與科學實驗的關系范文

關鍵詞：科學問題；矛盾；思維方法

中圖分類號：A8文獻標識碼：A文章編號：1003-949X（2008）-09-0043-03

科學研究從問題開始。所謂問題，簡而言之，是被主體所自覺到的理論自身的矛盾，是知與不知的統一。問題來源于各種矛盾，但矛盾本身還不等于問題，問題是主客體矛盾在思維過程中被自覺到了的反映，是矛盾由外在轉化為內在、由潛在轉化為清晰、由盲目轉化為自覺的形式。問題是主體知識結構和水平的遺乏狀態的主動、積極反映，它是科學發展中出現的有待填補的知識空隙和邏輯裂縫。愛因斯坦認為：“提出一個問題往往比解決一個問題更重要，因為解決一個問題也許僅僅是一個數學上或實驗上的技能而已，而提出新的問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻需要創造性的想象力，標志著科學的真正進步。”關注于提出新的問題，強調問題對于答案的優先性，從而著眼于開拓出新的視野，這是以哲學的方式對待問題的基本涵義。

一、研究科學問題的基本意義

一般而言，科學問題產生于對無知的超越。從科學認識論的角度來看，科學問題可概括為：一定時代的科學認識主體，在特定的知識背景下，通過對研究對象的具體分析和縝密思考，提出的關于科學認識和科學實踐中有待解決的矛盾或疑難，它蘊涵一定的求解目標和應答域，但尚無確定的答案。科學發軔于經驗與理性的結合，純經驗或純理性的范疇都不是純科學。相應地，僅僅局限于經驗范圍的經驗問題或僅僅局限于理性范圍的概念問題也不是真科學問題，科學問題是經驗與理性之間的差距，解決科學問題就是經過理論研究或實踐探索來消除這種差距。

縱觀科學史，科學問題不僅是觀察實驗的前奏，而且也是理論進步的起點。整個科學的發展歷史可以看作是一部科學發現的歷史，不斷提出問題又不斷解決問題的“問題”發展演化的歷史。科學問題能導向新的科學發現，激勵科學的進步。“只有提出問題，才會驅使人們去探索、去發現新的事實、去尋找產生問題的原因和解決問題的答案。而解決問題的結果，或者根據新事實修正以至現有理論(前驅理論)，建立新理論(后繼理論)；或者修正、排除已有經驗事實中的錯誤，使之適應現有理論；或者二者兼而有之”，科學正是在這樣不斷提出問題，又不斷解決問題過程中發展的。科學問題的提出和解決不僅能導致科學知識的積累，使原有理論得到完善和發展，而且能導致科學的革命和新理論的建立。所以，深人分析和研究科學問題的發現途徑和思維方法，對于豐富和發展科學認識論和指導具體的科學研究具有相當的意義二、發現科學問題的主要途徑科學研究和科學理論的主要任務是試探性地對已有的經驗和事實作出解釋，并對未來的經驗和事實提出預測。科學活動與生產活動有密切關系，前者是后者的準備及手段，由于知識并入生產過程，知識轉化為直接生產力，科學技術成為社會經濟生活中最具活力的內生變量，即第一生產力。在一定意義上講，科學理論是已有經驗與客觀事實在趨勢互動的思維調和。

科學問題并不是在人的思想之外的客觀存在，而是關于科學知識與對象不相符合的關系的疑難，或者是關于不同的科學知識相互對立的關系的疑難。所以，科學問題的形成必然是將科學知識與對象，或者將不同的科學知識人為地聯系起來并加以對照的結果。科學問題通常是在無法給事實予理論的解釋時提出的，一旦發現已有理論不能解釋或解決的事實和需求，已有理論的預測不符合觀測的事實時,也就出現了有待解決的疑難問題。從科學理論的策源地挖掘發現科學問題的主要途徑，重點在于考察理論與事實之間以及各自內部的矛盾組合，大體分為以下五種途徑，其中前兩種屬于理論自身矛盾突破途徑，第三種屬于事實相互矛盾突破途徑，最后兩種是理論與事實交織矛盾突破途徑。

1. 從科學知識體系內部的邏輯矛盾中發現問題。從某一理論的定義、原理、定律或前提出發，經過嚴密的邏輯推理，如果最終得到的結論與該理論相矛盾，或者該理論的不同部分在同一對象上產生分歧，甚至相互否定，那就表明其中存在需要進一步探討的問題。科學知識體系的邏輯問題通常表現為邏輯上的虛跳躍或推理上的不嚴密，表面上的邏輯結論不能真實從前提順向推導；或者理論在邏輯上不能自洽，從同一組前提出發，卻導出了相互矛盾的互逆命題，也就是科學理論中的“徉謬”、“悖論”或“危機”。

2. 從不同學科或不同學派的理論之間的矛盾中發現問題。自然界是一個具有多樣性的統一體，正是由于自然界中運動形式的多樣性，因而自然科學有許多不同學科分別從不同側面對之進行研究。在科學發展過程中，對同一對象可能存在相互競爭的理論，競爭的存在則表明對同一對象既有科學知識體系內部的不同理論給出的說明彼此不同，甚至相互對立、相互排斥，然而自然界又是一個統一的整體，所以各門學科之間必然存在著相互聯系，消除這樣的矛盾是科學自洽性的要求。遵循科學知識體系的邏輯一致性，勢必要求在不同學科的理論體系之間尋求邏輯統一性，一旦發現相互存在的矛盾和沖突，總能產生具有普遍性的科學問題。

3. 從經驗事實相互協調統一的矛盾中發現問題。尋求經驗事實之間的聯系并給出統一解釋，既是科學活動的基本目標，也是科學問題產生的最基本途徑，又是建立科學理論或假說的最基本出發點。當經驗事實不能納入已有的理論框架中加以解釋時，就需要創立新的、更具有普遍意義的科學假設做出合理解釋，此時很可產生突破背景知識體系的革命性的理論假說。如果有愈來愈多的事實和這個假設相符合，并且沒有任何已知事實與之相矛盾，那就證明假設是客觀規律的正確反映，科學假設就可能轉化為科學理論。

4. 從科學事實游弋于已有理論的矛盾中發現問題。科學理論與外部對象之間存在的矛盾，即原則上能納入科學知識體系的對象，尚未被納入或尚未被完滿地納入既有科學知識體系，對該對象的科學認識還有待于拓展和深化。所有作為背景知識的科學理論都是假說，是試探性地對經驗現象的解釋和預言。在科學實踐中，新事物、新現象層出不窮，當用原有的舊理論無法解釋它們時，就產生了矛盾和沖突。在一定條件下，這樣的矛盾就可以成為科學問題。從橫向看，它是一個問題系統，并且存在著不同的層次。在一定層次上是解決了的問題，在新的層次上可能又是一個尚待解決的問題。從縱向看，它又是一個產生、發展、演化的過程。在研究這些問題的過程中，有時會導致原有理論的崩潰和新理論的產生，有時會使原有理論得到進一步鞏固。

5. 從已有理論落后于實踐訴求的矛盾中發現問題。有時由于受到現有的生產技術手段或科學理論水平的限制，不能滿足某些社會需要，這就產生了尖銳的矛盾。在這些矛盾中發現問題尤其值得科學工作者的注意，因為這些問題的發現和解決不僅能直接滿足人們迫切的社會需要，而且還能推動生產技術和科學的進步。

在科學研究過程中，發現理論與事實的矛盾、事實與事實的矛盾、一個理論內部的矛盾或不同理論之間的矛盾等等，還必須經過分析問題，才可能提出問題。提出了問題，才可能解決問題。“問題”應該是一個過程性概念。它是發現問題、分析問題、提出問題、解決問題的統一，并且在發現問題、分析問題、提出問題、解決問題的不同階段上，“問題”的表現形式不同。

三、提出科學問題的思維方法

科學研究在一定意義上就是從問題到問題，再演化為愈來愈深化的問題、愈來愈能啟發新問題的問題，并不斷求解的過程，正是這樣的過程推進了科學理論的不斷向前發展。科學問題是科學思維的焦點，發現問題是一種復雜的認識活動和思維活動，在思維過程中需要不同思維活動的綜合發揮和應用。一般來說，發現、提出和形成一個有價值的問題基本沒有機械的、固定的、全效的規則，它是主動、活躍、豐富多彩的探索，但是也有一些行之有效的思維方法，下面從“縱橫剖析，立體批判”的辨證認識論出發，簡要介紹三種常用的思維方法。

1.懷疑思維方法

作為思維方法的懷疑，是指對傳統觀念、現有理論和學說表示不信任，有根據地提出本質上與之相對立的新假說，是科學得到革命性發展的一種手段。唯物辯證法認為，現有的科學理論、學說、觀念，都是人們在一定歷史條件下對自然界及其規律的一定程度的正確認識。任何具體的反映，總是受到客觀條件和主觀條件的限制。因此，處于一定歷史發展階段上的認識，相對于無限運動發展著的自然界以及無限發展著的人類實踐來說，還有其相對的、不完善的、甚至錯誤的一面，隨著社會生產的不斷發展和科學實驗水平的提高，新的實驗事實會不斷的涌現出來，這就必然會從不同的側面、不同的程度上暴露出原有知識的局限和不足，出現事實同認識之間的矛盾。科學在本質上是批判的、革命的，它絕不是簡單的破壞，其重心在于超越和建設，要求思想能有自由翱翔的廣闊天地。不能把原有理論當作絕對真理來頂禮膜拜，或者僅僅滿足于對這些理論的證實與肯定，更不能抱殘守缺，而應向更深的未知王國不斷探索，不然就會帶來思想上的僵化與實踐上的倒退。

2.比較思維方法

比較是尋求事物之間的相同點和區分事物之間的差異點的一種邏輯思維方法，是人類最基本的思維方法。客觀事物之間存在同一性和差異性，是運用比較思維方法的客觀依據。比較思維方法可分為橫向比較，即事物空間聯系上的比較、縱向比較,即事物時間先后順序上的比較、理論與實踐的比較等類型。比較是區分、鑒別事物的一種思維方法。因此，通過比較，可以對客觀事物進行定性鑒別、定量分析；可以發現對象間的異中之同，從而把握事物發展的規律；可以發現事物之間誰優誰劣；可以發現理論與客觀事物之間的矛盾即問題。

3.溯源思維方法

溯源思維方法是由于責任心或好奇心的原因，促使認識主體去揭示事物和現象的更為深刻的本質而提出“為什么？是什么？怎么樣？”等問題的一種思維。事物的本質不僅是多方面的，而且是多層次的，甚至層次是無限的。因此，人們對事物本質的認識，可以不斷地擴展和深入下去，這就為溯源的思維提供了客觀依據和必要性。對問題的好奇激發強烈興趣，形成巨大的創造認識動力。推動認識發展的動力多種多樣，而好奇心是促使人們深入研究的最重要的動力因素之一。人類總是在不斷地追求知識的確定性，力圖擺脫對事物的驚奇，從而以巨大的熱情投入到科學活動中去。

綜上所述，科學研究活動是創造性的探索活動，科學研究要觀察可收集經驗材料和科學事實開始，但科學工作者真正富有創造性的研究活動卻是從提出問題開始的。良好的開始是成功的一半，運用科學的思維方法在矛盾組合中發現問題的端倪，恪守“誰主張，誰舉證”的探索信條，架起已知通向未知的橋梁，實現從“感性的具體”到“抽象的規定”的跨越。

參考文獻：

[1]劉大椿.自然辨證法概論(第2版)[M].中國人民大學出版社,2008

[2]夏從亞.關于確立“問題”在自然辯證法中的地位的思考[J].科學技術與辯證法,1991(4)

[3]謝鴻昆.科學的問題[J].科學技術與辯證法,2007(2)

第5篇：科學理論與科學實驗的關系范文

關鍵詞：小學科學教學；觀察實驗；設計依據；實踐方法

在小學階段開展科學課程是為了不斷提高小學生的科學知識素養，觀察和實驗是小學生學習科學知識的主要方法和有效手段。但由于小學生的心智還在成長階段，認知水平有限，認識事物一般先對事物的外部特征和一般的外部關系進行認知，因此教師要根據學生的認知特點進行科學教學。

一、小學生科學認識中觀察實驗的重要性

觀察實驗是科學活動開展的前提，首先需要對自然界中的客觀事實及規律進行探索和認識，并以此作為科學探索的依據。在小學科學教學中，教師通過設計觀察實驗能夠幫助認知水平、個體經驗有限的小學生更加直觀、深刻地認識和學習科學課程內容，發揮出輔助教學的作用。《小學科學課程標準》中明確指出：應注重加強與學生實際生活的聯系，引導學生從日常學習、生活中通過觀察總結分析各種科學現象，從而更好地理解和學習課程內容。由此可見，以課程標準為依據，將觀察實驗作為開展科學教學的環節之一是很好的思路與途徑。小學生的邏輯思維、抽象思維及認知水平處于不斷發展的階段，同時其科學知識儲備較少，所以在學習科學課程中難免會受限于個人條件存在遲滯性。因此，通過觀察實驗豐富學生的客觀事實經驗，使其能夠有所準備地理解課本中的知識，更加有利于提高教學的時效性。首先，科學理論的科學性、合理性需要以觀察實驗所得的事實數據作為參考依據，教師圍繞教學內容設計觀察實驗并指導學生親身參與其中，使其獲得經驗性知識，并能夠有效結合自身所具備的知識促進正遷移學習，不僅完善了學生原有相關的知識系統，對培養學生的科學精神也有顯效，樹立學生嚴謹、客觀的科學態度，以所觀察的事實檢驗書本知識更能加強印象，從而促進學生認知水平的發展；其次，觀察實驗是學生帶著一定具體目標展開的活動，能夠促進其觀察、分析、總結及驗證的邏輯思維能力的發展，在這一過程形成系統性認識，而不是片面、間接、單純地接受經驗性知識，既滿足了小學生強烈的好奇心與求知欲，又適時培養了其實踐能力與探究思維，有助于促進學生全面發展。

二、觀察實驗設計的依據和操作方法

（一）加強證實因果關系的觀察實驗

就一般證實因果關系的觀察實驗的驗證方法來看，都是通過對實驗中的現象與特點進行歸納與演繹而得出其內在的因果關系。在觀察實驗設計的過程中應用歸納法就可以掌握科學知識，使學生能夠充分認識和理解科學知識，能夠有效說明小學科學知識是具有很強的普遍性和共性，增加學生參與觀察實驗和科學教學的積極性。通過演繹法來對觀察實驗進行設計，學生通過在逐步的實驗中對科學知識進行驗證，可以有效地增強科學知識的可靠性和可行性。雖然歸納法與演繹法對于促進觀察實驗的設計有積極的促進作用，但二者之間還存在較大的差異。歸納法是通過學生的觀察與實驗實現其目標，從而對實驗進行總結，并對結論進行歸納；而演繹法則是從科學教材中的結論出發，通過設計和實際觀察實驗來對該結論進行驗證，看該結論是否合理。因此，在小學階段的科學知識學習中，為了能夠提高學習的有效性，使小學生掌握一定的科學知識，教師可以向學生傳授一般性的科學理論，并能同實驗結合起來設計和選用科學的實驗設計案例，使小學生能夠通過觀察實驗對科學知識產生正確的認識。但需要注意，教師在設計和踐行實驗時要保證實驗案例的合理性和科學性。

（二）充分發揮學生的知覺特性進行科學教學的觀察實驗設計

在小學階段對科學教學觀察實驗進行設計時，不僅要結合教材設置內容，還要遵循小學生認知外部世界的感覺與知覺上的特點與規律，使學生能夠調動其感官系統進行認知與情感體驗，從而實現良好的科學觀察實驗教學效果。所以教師在設計教學內容時要注意將學生的感官系統調動起來，使學生能夠參與到教學活動中，對觀察實驗產生積極的興趣與求知欲。在應用該方法對觀察實驗進行設計和實踐時，教師要注意遵循以下原則：（1）對象放大化。小學生的認知水平有限，教師要將觀察實驗中的對象進行合理的放大化，尤其是要將關鍵特點采取放大化的處理方式，這樣學生在觀察實驗中就可以準確地把握事物特點。（2）對象有機轉化。小學生的認知水平較低，尚未培養起良好的邏輯思維能力，教師要注意將觀察實驗中不清晰的對象向清晰化轉化，將抽象的概念用更加具象化的形象展示出來，使學生能夠通過更加直觀的形象獲得科學認知。（3）對象之間和實驗的對比。通過在觀察實驗設計中設計更具對比特征的實驗，可以使事物的特征更加明顯，學生更容易形成科學認知。

（三）加強探索因果關系的觀察實驗

科學研究的目的是為了發現自然中各種變化的因果關系，一般使用歸納法。在小學階段的科學教學設計中，主要以歸納法為思想設置實驗，發現客觀的因果關系，提高學生的科學素養。根據小學階段的科學教學特點，一般采用的方法有如下三種：（1）求異法。這種方法指的是針對某個因素的存在與否而造成特定現象的產生與消失進行觀察與對比。設置觀察實驗時，應當在相異環境中選擇差異性較大的現象進行觀察。（2）求同法。這種方法指的是在相異環境中，存在共同因素的同時也存在共同的現象，就可認為此因素是這個現象存在的原因。在小學階段的科學教學中有許多具體概念，為了發現同類事物或現象的共同因素，可采取求同法進行實驗的設置，在觀察、實驗的過程中發現它們的共同因素。（3）共變法。這種方法指的是當某個因素的變化與否會引起特定現象的變化，就可認為這個因素與此現象之間存在因果關系。在針對小學階段的科學教學中存在互相影響關系的概念設置觀察實驗時，可采取共變法。設置實驗時，需要以包含特定規律的觀察實例為基礎，改變某個因素后研究對應的現象變化，從而發現兩者之間的因果關系。歸納法中幾種不同的思維模式具有著各自的特點，在設置觀察實驗時，應當按照科學教學的對象與目的等具體因素，選取恰當的方法。總而言之，通過對小學科學實驗教學課堂的觀察，可以得知開展小學實驗教學課程是為了能夠對其中存在的因果關系進行求證與證實。教師通過不斷完善觀察實驗的設計與實踐，對影響觀察實驗的設計和實踐中的影響因素進行分析，并能在設計和踐行觀察實驗活動時進行改進與干預，進而提高觀察實驗設計和實踐的科學性與合理性，從而促進小學生主動積極地學習科學知識，促進小學生的全面發展。

參考文獻

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［2］任鳳芹．有效促進學生能力發展的小學科學教學方式實驗設計［J］．當代教師教育，2012（2）．

［3］周敏麗．小學科學實驗教學有效性方法探微［J］．當代教育論壇（教學研究），2011（7）．

［4］岳金貴．淺談如何搞好小學科學教學的實驗設計［J］．學周刊，2015（19）．

第6篇：科學理論與科學實驗的關系范文

中小學學生實驗動手能力差，是多年來普遍存在的一個事實。這是一種不良的教育傾向和弊端，也是當前新課程教學改革亟待解決的問題。

中小學學生“實驗動手能力差”問題的主要原因

受升學招生考試制度的影響

目前，選拔人才的招生辦法，還是傳統的以學生的書面考試分數為第一參考標準，考試試題中的實驗大多數是模式化、驗證性的幾個公式、步驟或數據。學生只要在紙上記下或在心里背誦這些練習，考試時就一定能應付，而做實驗要用大量的時間去準備實驗器材、藥品，過程繁瑣，這在一定程度上導致了實驗課的開設過于形式化，學生的動手能力得不到鍛煉和培養。

受學校硬件條件的影響

一些中小學，特別是偏遠山區農村中小學，辦學條件還比較落后，甚至有些縣區60%～70%的小學沒有實驗室，有些初中也只有1個實驗室，學生實驗課無法開設；儀器裝備只能達到國家教學儀器配備標準Ⅱ類以下，新課程配備的儀器設備幾乎是空白，嚴重影響了實驗教學的正常開展。

受教師的影響

在教學過程中，由于種種原因，學生實驗以講代做，成為“黑板實驗”，或要求學生背實驗。中小學理科教師，包括實驗教師，多年來已習慣于傳統的分科教學，對綜合學科的教學與實驗存在很多不足，即教物理的不懂得化學和生物，教生物的不會做化學和物理實驗。新課程要求教師不僅要懂得理、化、生學科知識，還應懂得史、地、環境等學科知識。不但要會做物理實驗、還要會做化學、生物學科實驗，并且能完成綜合性的實驗。

在專業教師自身的素質上，中小學科學教師存在著比較大的問題。一些教師在一定程度上片面追求升學率，忽略了學生的實驗動手操作。據調查，10%的教師只是完成少部分學生實驗，40%的教師只是做演示實驗，另外，探究性的分組實驗甚少。種種問題的出現與教師自身的素質、教學態度以及學生的學習態度有著密切的關系。

缺乏行之有效的實驗教學評價機制

長期以來，實驗教學的評價方式和改革沒有跟上，是影響教師開設實驗積極性的重要原因。為什么許多學校普遍都不太重視實驗教學，這與評價導向不重視實驗的“做”有很大的關系。許多教師認為“做實驗不如講實驗”，反正考試對實驗的考查是“紙上談兵”；講實驗既節省時間，又便于突出和促進學生把握有關實驗知識要點，繼而“提高”教學效率。

中小學實驗教學的另一種評價方式是考核學生的實驗操作技能。浙江省的中考就加試了實驗操作考查。因此，各校對需要考查的幾個實驗較為重視，開出率較高。但這種實驗操作考查往往帶有突擊性，為了應付考試，學生們反反復復機械性地按步驟要求訓練操作技能，不能促進學生各種能力的發展。

改變中小學學生重知識、輕實驗的主要措施

改革升學考試制度

從中考改革的趨勢看，命題正由知識立意向能力立意方向發展。從近幾年的初中科學考試看，實驗試題不再是課本中的實驗，而是一個全新的情境，考查的是設計和完成實驗的能力。這種能力要求學生能靈活應用所學的科學理論、實驗方法和儀器，設計簡單的實驗方案并處理相關的實驗問題。隨著考試制度的改革，實驗設計能力的培養在科學實驗教學中逐漸擺在了重要位置上。

不斷改善辦學條件

經費、實驗條件不足，是阻礙實驗教學改革和發展的重要因素。一方面，各級政府應想方設法籌集資金增加教育投入；另一方面，教育部門和學校應提高資金的利用效率，首先要確保教師課堂實驗教學的開展，確保教師和學生有足夠的實驗器材，使他們有更多的機會參與實驗活動，提高實驗開出率。

提升科學教師個人素質

教師要從根本上改變對科學實驗的看法，努力鉆研業務，不斷提高自身的科學技能水平，開齊開足演示實驗、學生實驗、課外實驗和探究實驗。正確理解考實驗與做實驗的關系，考實驗只能評價學生的邏輯思維能力和歸納總結能力，而動手做實驗則能夠培養學生的動手能力、觀察能力、創造能力以及對突發事件的處置能力等。

建立科學的實驗教學評價制度

要培養學生的實驗動手能力，必須建立有效的考核評價制度：1）評價要與課程功能的轉變相適應，符合新課標的要求；2）評價方式多樣化，評價內容綜合化，即要把對學生動手能力的考核納入范圍，又要把它作為學生素質測評的一項重要內容；3）按照新課標的要求，深入研究教材，選好典型性實驗項目，縱向擴展考核內容，手腦并用，虛實結合，確定“行為標志”作為評價標準。

綜上所述，要提高中小學學生的實驗動手能力，不是一朝一夕的事，需要一個漫長的實踐過程，更需要政府、社會、學校、教師的共同關注，特別是教師在改變這一現狀中應承擔更多的責任，要把提高中小學學生的實驗動手能力放在培養一代創新人才的高度來認識，而不是僅僅為了提高學生的考試分數。

參考文獻

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第7篇：科學理論與科學實驗的關系范文

[關鍵詞]新實驗主義 實驗科學實踐哲學

20世紀80年代出現的新實驗主義是科學哲學發展史上不容忽視的一個進路，該進路打破了傳統科學哲學中的理論優位，從更廣闊的角度審視了理論和實踐的關系，為科學實踐哲學的出現奠定了實證的基礎。本文試圖對新實驗主義的發展歷史及其貢獻進行梳理，并分析其存在的問題及癥結所在。

20世紀的傳統科學哲學，在很大程度上把注意力集中在對科學理論、命題、語句、意義等語言分析層面。20世紀50年代，觀察和實驗的角色被普遍認為僅僅是“產生并檢驗理論”；20世紀50年代后期至60年代，后實證主義者認為觀察和實驗是“理論負載”(theory-lad—en)的。然而，無論是對觀察及觀察術語進行辯護還是攻擊，以往的科學哲學家都忽視了實驗室工作的真實本質。忽視了絕大多數科學家都將畢生精力用于各種實驗上的事實。直到20世紀80年代，歷史學家、社會學家以及哲學家才開始對實驗活動給予更多的關注，掀起了新實驗主義的研究熱潮。

首先在哲學上付出努力的是伊恩·哈金(Ian Hae-king)。他在《表征與介入》(Representingand Interve-ning，1983)一書中研究了實驗的基礎地位和意義，深掘隱含在實驗結構中的實踐特征，試圖糾正極端的理論優位傾向，呼吁從表征走向介入、從理論走向實驗，板正被理論優位扭曲的科學觀。與此同時，富蘭克林(A.Franklin)、伽利森(P.Cratison)、古丁(D.Gooding)以及梅奧(D.Mayo)、巴滕斯(n.t3atens)、范·本德格姆(Vdal Bendegem)、羅伯特·阿克曼(RobeAckellKnll)等人，也都深入科學實踐的具體形態，進一步推進了新實驗主義的研究。1989年，羅伯特·阿克曼在為富蘭克林的7he Neglect of Ezp寫書評時，明確地以“新實驗主義”(The New Experimentalism)為題，首次把通過實驗為科學尋找適宜的基礎的科學哲學的趨勢稱為“新實驗主義”。進入z0世紀90年代之后，布克沃爾德(J.Z.Buchwald)、海德爾伯格(M.Heidelberger)以及斯坦勒(E.Steinle)對實驗進行了歷史研究，從歷史、社會科學、哲學的角度詳細描述并分析實驗，這些努力大大豐富了新實驗主義的實證研究。2003年，拉德(HansRadder)主編的《科學實驗哲學》從哲學層面對實驗及其相關問題進行了更為成熟細致的哲學論述。

經過=十多年的發展。新實驗主義已經相對成熟，其主要涉及的哲學問題包括：實驗的物質實現，實驗與因果性，科學與技術的關系，理論在實驗中的角色，建模與(計算機仿真)實驗，使用儀器的科學意義和哲學意義，科學與技術的關系等，而其中對實驗活動的分析及實驗與理論之間的關系是新實驗主義討論的核心問題。新實驗主義主要有三方面的貢獻：

其一，新實驗主義打破了理論優位的科學哲學傳統。長久以來，科學哲學家們思考的通常都是理論，而忽視了科學實驗。實驗被認為是依賴理論或范式的，不可能獨立于理論的形式維持其生命，因而遭遇冷落。通過新實驗主義的相關研究，我們重新認識實驗的本質及其作用，從而部分地恢復實證主義的觀點，使科學哲學重新腳踏實地。

其二，新實驗主義重新認識了實驗與理論的關系。哈金、海德爾伯格、拉德等人對此都有較為詳細的論述。其中，最著名的觀點即是哈金提出的“實驗擁有其自身的生命”(experimentation has a life of its own)。它蘊涵了四個主張：(1)實驗的物質實踐(material prac—rices)不僅包含觀察和觀察數據，而且總是包含著實驗的執行、實驗過程中的技巧使用及對實驗的科學意義的理解；(2)實驗工作不是簡單地檢驗或解釋理論，而是對來自實驗本身的目的、機會和約束條件的一種回答；(3)實驗及其結果的哲學意義不局限于也不取決于對它們的理論解釋；(4)實驗過程中經常產生或伴隨著新的人工現象，而這些現象的發生并不僅僅是普適的自然規律的例證。這反映了新實驗主義的基本立場，即認為實驗是一種實踐活動，是人們對自然的干涉活動，在干涉中與世界進行交互作用和相互轉化，實驗創造出新的現象，其哲學意義無法通過其對經驗和理論的表征作用得到充分的表達。這種觀點極大地沖擊了后實證主義者所堅持的“所有觀察都負載著理論”的立場。

此外，梅奧從細處著手，從“話題性假設”(TopicalHypotheses)和“錯誤”的地方性差別討論了哈金的“實驗有其自己的生命”的三層含義。富蘭克林在《對實驗的忽視》一書中分析了20世紀50年代至60年代粒子物理學中那些實驗的奇妙的實現方式，試圖證明依賴于實驗室的理論是可能的。伽利森在《氣泡室與實驗場所》一文中。討論了在高能物理實驗中，各種各樣的實驗工具如何給實驗實踐和實驗室文化造成巨大的影響，分析了實驗對理論知識形成的重要作用。

其三，新實驗主義在科學實在論上的觀點有助于建構實踐的實在論。雖然新實驗主義者并沒有解決科學實在論問題，但他們承認實驗活動和科學活動的多樣性，從實驗介入的角度給予科學實在論一個很好的研究方向。例如，哈金指出，在表征層面上無法解決實在論與反實在論之爭。只有離開表征層面，從實驗中認識世界，才會發現實在論的堅固根基。實驗不是思想或理論，而是“做”；不是用概念去做，而是用特定的工具干預、介入、影響并改造對象。如果實驗干預、影響、改造的對象達到預期的結果，那就證明了它們的客觀實在性。理論實體的最初提出，可能完全是假設或猜測，只有當我們了解它的某些性質及其與其他對象的因果關系，并據此建造出某種儀器以干預它們而得到預期的結果后，它們才是實在的實體。因此，只有能操作實體對其他對象進行實驗，實體的實在性才是可信的。也就是說，實驗研究為不可直接觀察的實體的科學實在論提供了有力的證據。

對于理論優位的科學哲學而言，新實驗主義是一劑清醒劑。然而，新實驗主義在興盛后，卻沒有形成被英美科學哲學界認可的態勢，實驗研究成為科學哲學認可的主要論題的期望并沒有實現，《科學哲學》(Phi—losophyo，science)、《英國科學哲學》(British Journalfor the Philosophy of science)等科學哲學界的核心期刊對實驗的關注始終比較少。究其原因，表面上看是來自傳統科學哲學的障礙，而更深層次的原因來自于新實驗主義本身的問題。

就表面看，新實驗主義目前僅僅代表了從哲學層面對實驗進行研究的一種趨勢，其文獻分布領域比較分散，(在傳統科學哲學家看來)其文獻的歷史敘事和描述居多，而哲學分析和說明似乎不足。也就是說。新實驗主義主要借用了歷史研究及社會學研究中的富有成效的方法，案例研究成為它的一個支撐。例如，古丁通過分析法拉第的電流磁效應實驗、赫茲的電磁效應。而哈金則通過對顯微鏡的放大作用進行分析，來說明實驗觀察本身就介入著實在，而無須高層理論的滲透。因此，在傳統科學哲學看來，這類研究沒有上升到某種理論層次。他們始終認為，觀察和實驗是一種實踐，實踐是為理論服務的工具，在文本上沒有痕跡。因此，就表象主義看來，實驗沒有什么可分析的，觀察和實驗已被“證明”是理論負載的。因此，只要分析理論就夠了。

從深層次來看，新實驗主義本身的邏輯也存在不一致之處。諸如理論與實驗的關系、科學實踐的作用地位的問題，在新實驗主義那里還沒有形成邏輯上完全一致的觀點，其中最突出的是以下四個方面的邏輯缺陷：

第一，論證和強調實驗有自己多種的獨立生命，并不意味著理論不具有自己的生命。一方面，當伽利略將他的望遠鏡指向天空時，他并沒有關于木星衛星的理論要進行檢驗；另一方面，我們無法否認理論一旦作出。就會繼續指導后來的實驗研究，并且指點著發現。例如。誰也無法否認愛因斯坦的廣義相對論的預見推動了愛丁頓考察日食。事實上，實驗與理論的確存在著辯證的復雜關系。在邏輯上，證明存在某個A=C，只否認了所有的A都是B，并沒有證明所有的A都是C，新實驗主義沒有表明如何能夠從科學中排除理論的作用，這是新實驗主義遇到的第一個問題。

第二。新實驗主義力圖從證明實驗具有更基礎的地位的觀點出發，證明實驗與理論是可以兩分的，但是不能證明一切實驗都與理論兩分。我們從新實驗主義證明存在沒有高層理論指導的實驗來看，的確存在與理論兩分的實驗，但是這同樣不能證明一切實驗都與理論兩分。正如當年邏輯實證主義以全稱命題形式表達經驗是檢驗理論的標準被存在一個觀察或者實驗是滲透理論、負載理論的證據所擊破一樣，試圖通過實驗’觀察與理論兩分的進路，恢復實驗和觀察比理論更為基本的經驗主義研究也是不成功的。

第三，雖然新實驗主義認為實驗更為基礎，但是在有些新實驗主義者看來，它的基礎性作用，仍然是為理論表征服務的。新實驗主義雖然把實際的實驗實踐之細節帶入到科學說明中，但是仍然囿于傳統科學哲學的表征主義說明框架中，這就無法以實驗概念替代以理論概念為中心的傳統科學哲學的說明模式。表征作為實踐的結果要比實踐過程更為重要，實踐只有把結果呈現為文本表征出來，成為一種存在陳述或者觀察報告，才具有“言說”資格。因此，在新實驗主義那里，實驗與觀察都沒有在最終意義上離開表征主義的影響。

第四，向邏輯實證主義的部分回歸，不被科學哲學家所接受，也影響了科學哲學家對新實驗主義的認識。新實驗主義者，如哈金、古丁、梅奧等人，花大力氣下功夫重新檢驗了科學史上的一些實驗，發現了實驗干預、交叉復核、誤差控制和消除方面的實驗作用，表明實驗對于理論的選擇、理論改進有著基礎性的作用，從而使得科學在整體上呈現出進步的態勢。這種進路表現得更像是要向邏輯實證主義科學進步的積累觀回歸。而邏輯實證主義的科學進步積累觀被認為是存在諸多問題的，是已經被歷史主義的革命觀推翻的觀點，除非這種新實驗主義的積累觀有更多更新的證據和極為充分的論證，否則，新實驗主義的論證就不為人所重視。

幾乎在新實驗主義興起的同時，出現了從實踐解釋學的角度研究實驗室里實踐活動的另一科學實踐研究方向，其主要代表人物為勞斯(J.Rouse)。新實驗主義和科學實踐解釋學都把關注點放在實驗室的實驗實踐，而不是理論體系，這兩個方向并行而合成了科學哲學的自然主義的研究進路——科學實踐哲學(Philoso—phy of Scientific Practices)。科學實踐哲學的進路把科學看成是人類文化和社會實踐的特有活動形式。并試圖對科學實踐的結構、主要特征和規范性作出分析研究。科學實踐哲學不僅以科學實踐為出發點，一改理論優位的傳統，而且重新審視了科學哲學的經典問題，如科學說明、推理、因果性、科學實在、科學劃界、科學發展模式等，并將這些經典問題同技術哲學、科學社會學、科學心理學等一系列相關研究領域有機地聯系起來，使實踐和活動的維度進入了科學哲學研究的視野。

科學實踐哲學接受了新實驗主義的“實驗有自己獨立生命”的觀點，更正了新實驗主義將實驗與理論繼續兩分的認識，從解釋學角度把理論與實驗都納入科學實踐的范疇，認為理論作為一種科學活動也同樣是實踐活動，與科學實驗沒有本質性區別。這就較好地解決了傳統科學哲學中理論與觀察實驗兩分引起的問題。通過對實驗實踐的探索，初步消解了實在論問題，即表征系統與被表征系統之間的通達問題，指出真正的實在是實踐者通過實驗實踐介入與操作從而產生新現象改變世界來達到，而不是通過語言表征來實現的。科學實踐哲學進一步推進了新實驗主義未細致化和未達到邏輯一致性的工作，其解釋學方向通過引入海德格爾實踐解釋學關于人的實踐介入世界的方式較好地推進了這些問題的研究。

科學實踐哲學與新實驗主義相比，在觀察與實驗之間作出了性質和程度不同的區分，更加強調了實驗，因為在科學實踐哲學看來，一切科學研究都是做事，都是人與自然打交道，實驗作為直接介入建構世界的做事比旁觀更為重要。當然，這里還有一個重要的不同，在傳統科學哲學和新實驗主義看來，觀察可以還原為存在陳述(即一種有限表象)，而在科學實踐哲學看來，觀察也是一種介入世界的活動。理論構造過程也是一種科學實踐活動，理論比哲學家通常所理解的更具實踐性和技巧性。

第8篇：科學理論與科學實驗的關系范文

關鍵詞：中學物理；實驗教學；創新能力；

【中圖分類號】G633.7

《全日制中學物理教學大綱》中明確指出：“物理是一門實驗科學，通過演示和學生實驗，能夠使學生理解物理概念和規律的建立與實驗的關系，培養學生一定的實驗能力。”通過實驗，不僅可以使學生具備一定的感性認識，更重要的是使學生進一步理解物理概念和定律是怎樣在實驗基礎上建立起來的，從而有效地幫助學生形成概念，導出規律，掌握理論，正確而深刻地領會物理知識，培養學生良好的實驗方法以及基本的實驗能力和動手能力，并且在此基礎上進一步培養他們的獨立工作能力和創新能力。

一、物理實驗，培養學生的創新能力

在知識經濟飛速發展的今天，只有把培養學生的創新意識、創新能力放在首位，才能使他們憑借已經獲得的基礎知識、基本方法和基本技能，去擴展知識，開辟新的領域，總結、完善新的科學理論。物理實驗教學作為基礎理論課程教育的一個十分重要的實踐性、探究性教學環節，是中學階段培養學生科學實驗能力、創新能力的主要手段。

實驗教學的核心任務是增強學生獲取知識和運用知識的能力，提高學生用科學方法進行探索創新的能力。物理實驗教學在培養學生創新能力，促進學生全面發展等方面具有理論教學不可替代的優勢和作用。實驗教學能讓學生經歷基本的科學探究過程，培養學生觀察、分析和解決問題的能力，為探索創新奠定基礎。學生在實驗的過程中，通過自己的不懈努力，能夠磨練意志，獲得創造性能力發揮的愉悅，從而培養學生終身探索的興趣。因此，要培養學生的創新能力就必須聯系實際，著眼未來，加強和改進實驗教學。

二、物理實驗教學中普遍存在的問題

在中學物理實驗教學中，受傳統教育的影響，存在不少與學生創新能力培養不適應的因素，其具體表現為：

1）重理論，輕實踐。應試教育，講求升學率的現象依然非常普遍。由于過分看重考試分數，因此產生了重視課堂理論知識的教學而輕視實驗教學和實驗能力培養的現象，把實驗教學看成是理論教學的附屬品，影響了對學生觀察、分析、解決問題能力及創新能力的培養。

2）物理實驗內容陳舊，驗證性、演示性實驗多，綜合性、設計性、研究性實驗相對較少。

3）教師的思想觀念存在偏差。由于長期受“應試教育”的影響，不少教師在教學中只重視學生記憶實驗過程，不重視學生動手做實驗。

4）實驗教學方法陳舊。教學中采用填鴨式、黑板式、封閉式的教學方法，實驗教學按照事先既定的程序進行，學生不需思考便可完成實驗。

三、加強物理實驗教學的幾點建議

1.更新教育理念，增強創新意識

在實驗教學改革中首先要轉變思想，更新理念，充分認識實驗教學的重要性。教師要充分理解新的課程《標準》實施的目的、意義和教學要求，從思想上、認識上徹底改變過去不重視實驗的思想觀念，充分認識實驗教學對培養學生創新意識、創新能力的重要性。同時，學校應及時制定相應的配套措施，建立、健全相應的實驗教學考評檔案，特別是在課時分配、職稱評定、評先評優、津貼發放等方面體現出對實驗的重視。對實驗教學成績突出的教師，尤其是善于動手自制教具、善于利用各種教育資源進行實驗教學的教師，應予以表彰，并及時總結、交流經驗。各級教育主管部門都要認識到中學實驗的重要性，對實驗教學齊抓共管，制定一系列配套改革措施，特別是要建立和完善實驗考評方法，真正把實驗教學和理論教學放在平等的位置上。

2.優化實驗程序，引導學生思維

學習中，學生往往按照一定的思維流程不斷產生疑問，在不斷尋求答案中完成學習，教師應遵循學生學習物理這一心理特點，設計出一系列能使物理概念規律不斷深入的實驗程序和步驟，以適應學生的思維流程。如，初中物理中關于浮力，學生會產生一系列的問題：1）木塊在水中為什么會浮起來？2）浮力是怎樣產生的？3）浮力與哪些因素有關？教師可根據這些問題設計出一組系列實驗：1）演示把木塊浸沒在水中放手后的現象；2）演示、推導阿基米德原理；3）演示把用彈簧稱掛著的鐵塊浸沒在不同的液體中時彈簧稱的示數，使學生對浮力有個全面準確的認識。

3.合理利用電化手段，優化實驗教學

在教學過程中運用系統科學的觀察方法，組織多媒體信息，形成合理的教學結構，以實現教學優化，可以使學生真正體會到物理學科的學習方法，提高觀察和分析問題的能力。利用多媒體進行物理實驗教學，不但為教和學增添了信息的傳輸和接收通道，而且為教學創設了良好的情境，師生們置身于“情”、“景”中，以“物”思“理”，又以“理”認“物”，對物理實驗教學有著積極的意義。如，應用多媒體展示課堂實驗無法演示的宏觀的、微觀的、極快的、極慢的物理過程，從而突破時間以及空間的束縛，進行逼真的模擬，靈活地放大或縮小物理場景，將物理過程生動形象地展現于學生眼前，就會使學生加強認識，理解透徹；采用攝像機和計算機等手段來演示實驗進行現場直播，可以提高實驗可見度，增強實驗的效果。在“電阻定律”演示實驗中，實驗儀器較多，實驗中既要改變線路連接方法，又要讀出電流表、電壓表的讀數，只用實物投影儀不能將實驗操作過程和電表讀數全部投影到大屏幕上。針對這種情況，結合電教設備，采用攝像機對演示實驗的操作過程進行課堂實錄，再將信號直接送到計算機中，通過大屏幕現場直播。同學們對實驗線路的連接、教師的操作過程，電表指針偏轉情況及讀數，都看得一清二楚，既提高了實驗可見度，又收到了非常好的效果。

為適應時代和學生發展的需要，物理教師要努力提高自身素質，對物理實驗教學進行全方位深入的研究，在實驗教學中不斷摸索和改進，激發學生探究物理規律的熱情，培養學生動手實驗的能力。這樣才能切實提高物理實驗教學的效果，才能在物理實驗這一廣闊的天地，造就出一批具有創新能力和實踐能力的高素質人才。

參考文獻：

[1]陶洪.物理實驗論[M].廣西教育出版社，1996

第9篇：科學理論與科學實驗的關系范文

關鍵詞大學物理實驗教學改革質量體會

一、引言

物理學是一門重要的基礎學科，是整個自然科學的基礎。而其中的物理實驗在培養高水平的工程技術人才中具有不可替代的重要作用。特別是在當今的經濟社會發展中，突出物理實驗能力培養，卓有成效的實施教學改革，不斷提高教學質量意義重大。通過教學實踐，作者深刻的認識到，加強實驗室建設是提高實驗教學質量的重要條件保證，明確實驗課程的定位與教學目標是教學實施的基本原則，深入開展教學改革是提高教學質量的有力推動，積極開展教學研究活動是提高教學質量的有效方式，嚴格實驗成績管理是保證教學質量的必要手段。做好上述工作，會給物理實驗教學工作帶來新的起色。

二、加強實驗室建設是提高實驗教學質量的重要條件保證

縱觀千年來科學技術發展史，可以看出科學實驗起著關鍵性作用。實驗室的建設發展已經達到了高度繁榮階段，它發揮著科學技術手段的巨大效能。這些效能體現為：在實驗室里，人們可以排除一些次要因素或偶然因素的干擾，把研究對象固定在某種人為環境和條件下進行考察；實驗室的科學研究，可以導致基礎科學實現理論上的新突破；在實驗室里，人們可以用模擬的方法重復某些現象；實驗室能為開拓全新的生產領域打下基礎；實驗室是科學轉變為直接生產力的中間環節；實驗室可以縮短科研成果轉化為生產技術的周期。總之在現代科學技術的條件下，實驗室的科學地位日益突出，這個趨勢是與實驗室具備的多方面的效能分不開的。

對于大學物理實驗課程肩負著培養學生的基礎性實驗的訓練，實驗室發揮應有的效能如何，與其實驗室建設密切相關。我校非常重視實驗室建設工作，2000年以來學校對大學物理實驗室建設投入經費近300萬元，實驗的硬件條件得到了極大的改善。教學大綱規定的內容100%開出。每個實驗課題實現1人1組獨立地進行操作，充分鍛煉學生的動手能力，為有效的提高實驗教學質量提供了良好的條件保證。

三、明確實驗課程的定位與教學目標是教學實施的基本原則

每門課程應有明確、客觀、準確的定位和教學目標，它是教學實施中要遵守的基本原則，物理實驗課程也是如此。物理實驗課程及教學目標是：

1、物理實驗課程的定位。實驗是科學理論的源泉，由物理學倡導的用實驗觀測和定量探索自然，總結規律的科學方法，是一切現代科學工程技術的基礎方法。大學物理實驗是對理工科類各專業學生進行科學實驗基本訓練的一門必修的公共基礎課。

2、物理實驗課的教學目標。第一、幫助學生進一步掌握基礎物理理論。學生通過自己動手實驗，觀察現象，可以獲得比課堂上講授更為深刻的感性認識；又通過對實驗結果的分析、驗證，使感性認識進一步深化上升為理性認識，從而達到深刻理解、正確掌握物理理論的目的。特別是有些實驗把較為復雜的科學技術問題進行簡化剖析，突出主要因素、找出主要因素的內在關系，這不僅有助于學生正確的掌握重要的基本物理理論，而且可以幫助他們擴大知識領域，靈活應用這些基本理論。

第二、培養學生具有科技工作者所必須的實驗能力和素質。包括：讓學生掌握常用科學儀器的基本原理和測試技術，熟悉基本實驗方法和程序，養成實事求是的科學態度，理論聯系實際的學風以及嚴肅認真、對學術負責的好品德。上述實驗能力和素質實際上是一種綜合能力的訓練。它不僅表現為會做實驗，更表現為對實驗方案的設計，實驗中的分析研究，實驗后的總結與提高；同時也包括實驗者的科學態度、求實精神和發現問題、分析解決問題的能力。

四、深入開展教學改革是提高教學質量的有力推動

我校大學物理實驗課程組以“提高起點，精選題目，優化內容；注重個性，培養技能，提高質量”為教學改革的指導思想，結合學校特點，2003年以來課程組兩次修訂了“物理實驗”課程教學大綱，在大學物理實驗教學改革方面作了一系列扎扎實實的工作，對提高物理實驗教學質量起到了強有力的促進作用。其中主要的教學改革工作為：

1、堅持實驗內容的先進性和前沿性。確定實驗教學內容時，堅持提高起點，精選題目，優化內容的指導是想，避免與中學實驗的重復，避免較低層次的實驗開設，精選、優化實驗內容，堅持物理實驗教學內容的先進性和前沿性。2000年以來，我校的大學物理實驗條件得到了極大的改善，儀器設備得到了大幅度的更新，目前有60多個實驗題目，其中更新率約為50%。開設的核磁共振實驗、太陽能電池特性測量、溫度傳感器實驗等充分體現了教學內容的先進性。此外，任課教師中70%的教師主持或參與科研課題，在主講實驗課程中結合自身的科研經歷和有關前沿科學技術（如：納米技術、光電技術等）有機地向學生滲透，讓學生“既見樹木，又見森林”。2、建立先進的實驗教學模式。根據實驗教學發展的需要，2003年以來，我校大學物理實驗教學模式逐步實行層次化、模塊化，并不斷進行完善。按實驗性質和實驗方法將實驗課題主要劃分為三個層次，第一層次：驗證性和訓練性實驗；第二層次：綜合性實驗；第三層次：設計性實驗。此外，還開設了創新性實驗、研究性實驗等。盡可能地按照力、熱、光、電及近代物理等體系開設出各種層次的實驗，實現實驗內容模塊化，按照認識規律實施教學，有利于學生對教學內容的掌握和實驗能力的培養。

3、堅持教學方法的先進性。物理實驗教師努力鉆研教學理論，依據教育學、心理學原理，遵從教育、教學規律。在講清基本原理的基礎上突出重點和難點（如不確定度概念、誤差分析、楊氏彈性模量測量的技巧等），努力強化“三基”訓練。結合不同教學內容，采用了靈活多樣的教學方法。如：對于基礎性實驗（如：固體密度測量、示波器的使用等），采用啟發式、引導式的教學方法，講解與示范相結合；對于綜合性實驗（如：沖擊法測螺線管磁場、聲速測量），充分調動學生的積極性和主動性，采用討論式、提案式的教學方法；對于設計性和研究性實驗（如：太陽能電池特性測量、用電位差計校準電表），采用研究式、答辯式的教學方法，培養學生增強自我探索的心理意識和習慣。利用先進的教學方法，激發學生對自然科學現象的興趣，促進學生對現象、模型、概念和原理的深入理解。

4、實現實驗教學開放化。為適應實驗教學發展的需要，大學物理實驗從2005年9月起在校內率先實行開放式教學，學生自主在網上選擇實驗題目及上課時間，學生成績實行計算機管理，建立了網上實驗教學基本平臺，為發揮學生積極性、加強個性培養提供了充分的自由空間，實踐表明效果良好。物理實驗在對學生時間和空間開放的同時，我們更重視的是教學內容、教學方法、教學手段的開放，教師不斷樹立以傳授知識和能力培養并重的思想，將學習的主動權交給學生，激發學生學習的主動性和積極性，實現“教”和“學”的全面開放。教學實踐表明，物理實驗教學開放化受到了學生的普遍歡迎。

五、積極開展教學研究活動是提高教學質量的有效方式

大學物理實驗課程組經常開展教學研究活動，推動了教學改革工作的不斷深入，并取得了明顯的成效。主要做法有：

1、課程建設群策群力。我校大學物理實驗課是校及精品課程，大學物理實驗課程組積極研討實驗室建設、課程建設等問題。如實驗室建設規劃，課程建設規劃，教學大綱的制定，教學日歷的制定，網上資源的擴展及內容的更新等，集中集體智慧，深入進行討論和研究，使得制定的規劃及文件即與時俱進又切實可行。

2、集體備課互相提高。教學中，堅持集體備課，對大綱中的內容做統一要求。鼓勵每位教師參與課程內容的改革。根據教改立項要求，課程組對教學中的難點內容（如物理實驗緒論等），由教學經驗豐富的教師做專題講授，共同研討，互相提高，效果良好。

3、教學交流互相學習。教師間堅持開展教學交流活動，包括會議交流、同行聽課檢查交流，評價實事求是，互相促進，互相學習，形成了良好的教學交流氣氛。

六、嚴格實驗成績管理是保證教學質量的必要手段

我校大學物理實驗課程組十分重視對學生實驗成績的考核，有嚴格的學生成績考核規定，考核規定在教學實踐中得到全面的貫徹落實，對保證教學質量起到了重要的作用。成績評定包括以下內容：

1、實驗報告評分規范。各實驗課題有統一的評分標準，實驗報告成績評定中，每份實驗報告滿分10分，其中預習1分，課堂操作4分，實驗數據及數據處理、回答問題5分。指導教師評閱實驗報告按照評分標準進行，評分規范。

2、總成績評定公正嚴格。學期總成績評定，按規定所做實驗題目的得分之和除以應完成的實驗題目數，所得的平均分數作為實驗成績的分數。按照不同分數段制定優、良、中、及格、不及格標準。如果曠課一次在上述評定成績中降一檔，如果曠課兩次及以上其學期成績按不及格記。成績的確定公正嚴格。

3、實驗成績管理科學。學生實驗成績輸入微機保存，總成績由計算機處理，在保證成績計算正確性的同時，提高了工作效率。主講教師按時報送實驗成績單，提交給教務處和相關學院。成績計算及管理科學化。