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科学实验的目的和意义范文1
关键词：科学；创新；专制与自由
1 科学中的专制主义：按逻辑办
科学中的专制主义可以概括为一句口号：“按逻辑办”。古典经验论的经验主义传统本质上是专制主义的。逻辑实证主义与其一脉相承。逻辑实证主义规定，科学的命题不仅必须是有意义的，而且必须是可以被证明为真的。有意义的命题只有两种，第一种是分析命题， 即重言式命题。例如。“男人不是女人。”第二种是综合命题，即陈述经验事实的命题。例如，“太阳从东方升起。”除此之外的所有命题都没有意义。
石里克指出，逻辑上可能证实和逻辑上不可能证实之间泾渭分明；意义和无意义之间也无任何过渡。你要么为证实给出语法规则，要么没有。不存在第三种情况。经验可能性由自然规律决定，但是意义和可证实性完全不依靠自然规律。例如，“水往高处流”这个命题虽然是错误的，但在物理上是可能的，所以仍然有意义。
卡尔纳普强调，全部形而上学都是没有意义的。形而上学的陈述并不描述事态，它既不描述存在的事态，也不描述不存在的事态。形而上学只表达一个人对人生的总态度。形而上学作为一种表达手段，无可非议。但是，它如果冒充它本来不是的东西，就大有问题了。笛卡尔的“我思故我在”可以作为这种错误的例证。
这样，逻辑实证主义就确立了它的“按逻辑办”的专制主义标准，它告诉你怎样区分科学和非科学。
为了进一步说明“按逻辑办”的理由，逻辑实证主义对科学理论的结构进行了深入的探讨。他们认为，科学理论是由两部分组成的公理化系统，一部分的理论，它是用理论语言表述的基本定律，另一部分是对应规则，它把理论语言的语词和观察语言的名词联系起来，通过可解释的语义规则系统把理论语言还原为观察语言，以此说明科学理论的经验基础。
但是，观察语言与理论语言的严格区分受到越来越多的批评。普特南等人指出，可直接观察的标准并不能区分观察语词和理论语词。例如，所谓的“理论语词”，如“熵”、“质量”、“电荷”等往往不用仪器也可以观察到它们的变化，那么，是否应当归入“观察语词”呢？而所谓的“观察语词”，如“水”、“质量”、“重量”等不用仪器就不能测量它们的性质，那么，是否应当纳入“理论语词”呢？
逻辑实证主义关于存在“中性观察语言”的断言，也曾受到汉森的有力批判。汉森最早提出“观察渗透理论”，认为持不同理论的人在同一对象中看到不同的东西。第谷和开普勒两人看到的太阳是不同的。第谷看到的太阳是绕地球转动的，地球是固定不动的；开普勒看到的太阳是静止不动的，太阳运动是地球绕日转动形成的错觉。虽然他们凭视觉看到同一样东西，但是凭经验的概念组织，他们又看到不同的东西。
科学理论以经验为基础，但它的确定性程度如何得到说明呢?逻辑实证主义用观察陈述对理论陈述的支持来说明这一点。他们认为，归纳确证法是惟一正确的科学方法。逻辑实证主义作为现代归纳主义，区分了发现的方法和证明的方法，认为发现的方法是心理学和历史关心的问题，只有证明的方法才是哲学关心的问题。因此，逻辑实证主义自动退出对理论创新的事前指导，而只能对已经创新的理论作归纳法的事后辩护。
即使是事后的辩护也有问题。休谟的“归纳疑难”对古典归纳主义的完全证实提出严峻挑战。为了挽救归纳推理，逻辑实证主义抛弃了完全证实的幻想，用确证代替了证实，用概率的真代替了完全的真。这种在归纳问题上的退却导致逻辑实证主义发展了概率逻辑。但是，概率逻辑把任何个别证据对假说的支持程度看作是等价的，无法说明不同的证据对假说支持的程度不同这种实际情况。概率逻辑还会使任何一个普遍理论的确证度等于零。理论陈述的数目是无限的，而观察陈述的数目是有限的，按照概率论，普遍理论的概率等于有限除无限，结果为零。因此，不仅完全证实是一个幻想，归纳确证同样也是幻想。“按逻辑办”陷入困境。
波普看到归纳证实的困难，干脆摈弃归纳法，提出演绎证伪原则。他认为证实和证伪存在着一种逻辑上的不对称性。归纳用于证实，前提的真不一定传递到结论上；演绎用于证伪，结论的假必然要传递到前提上。根据古典逻辑假言推理的否定后件式，如果从一个理论假设中导出的结论被证明为假，则该理论就被证伪了。不论看到多少只白天鹅都不能证实“凡天鹅皆白”的理论；但是，只要看见一只黑天鹅，就可以证伪该理论。波普认为，一个理论只要在逻辑上或事实上有可能被证伪，就是科学，否则就是非科学。
由于逻辑起点不同，波普证伪主义与逻辑实证主义所关心的问题就不同。逻辑实证主义关心科学的静态结构，波普证伪主义关心科学理论的动态演进。因此，波普认为科学的发展不是一种累积式的渐进过程，而是一种不断被证伪的革命过程。波普把他的科学发展模式概括为四段图式：p1-tt-ee-p2……。他认为科学既不是始于观察，也不是始于理论，而是始于问题(p1)。为了解决问题，人们提出各种尝试性理论(tt)；对各种尝试性理论必须通过先验的或后验的评价，来尝试排除错误(ee)。这是证伪环节，是四段图式的中心环节。尝试性理论被证伪后又会产生新的问题(p2)，由此开始科学发展的新的循环。
证伪主义与实证主义一样，都是用证据与理论的关系来评价一个理论。波普的高明之处在于关注证据的质。在证伪环节，他提出“先验评价”和“后验评价”的概念。先验评价是说一个理论的可证伪性程度越高越好，也即一个理论的经验内容越多越好；后验评价是说，如果一个理论受到的检验越“严峻”(大胆、新颖、可预测的检验)越好，它表明经验证据对该理论提供的支持更强。
波普还反对严格区分观察语言和理论语言，认为理论与观察没有天然的屏障，不仅理论可错，观察也是可错的。例如，早晚的太阳看起来比正午的太阳要大些。这无疑是正确的。但是，为了保证经验证据对理论评价的基础作用，波普采取了一种约定主义的态度，约定观察陈述是真实的，可靠的。这就使得波普的证伪理论建立在不可靠的基础之上。而且，波普关于证实和证伪的不对称观点只是一种假象。对于经验科学而言，证伪一个被检验的理论并不存在逻辑的必然性。与逻辑实证主义一样，波普证伪主义仍然是片面的，理想化的，既不能为科学理论辩护，也不能说明科学创新的实际过程。因此，尽管波普在逻辑框架中采取了一个新的策略，但无法挽救“按逻辑办”的专制梦想。
2 科学中的自由主义：怎么都行
“按逻辑办”不符合科学史的实际。实证主义和证伪主义作为逻辑主义，把归纳辩护看作惟一科学的辩护方法，把科学发现与科学辩护割裂开，看不到科学是一种创造性的活动，看不到科学创新中的自由因素。为克服这种片面性，库恩对科学提出一套全新的看法。
库恩认为科学是科学共同体、科学范式和特定的客观对象相互作用的创造性活动。显然，科学在很大程度上是自由创造的产物。但是，科学中的这种自由并非无根据的猜测和臆想。为此，库恩提出科学范式的理论。范式概念虽然较为含混，但具有革命性的意义。
库恩最初用“范式”一词表达“解题范例”，这类似于教科书中的例题，供学生解题时模仿。后来，库恩注意到范式的社会学含义，用“专业母质”表示范式的含义。专业母质的核心成分有三种：符号概括、模型、范例。符号概括是专业团体的表达方式，模型是专业团体的类比参照物和本体论出发点，范例则是专业团体承认的具体题解或典型事例。
范式在科学创造活动中的作用至少可以概括为四种：首先，研究定向作用。范式作为科学共同体的研究纲领和共同信念，是科学活动的指南。它告诉科学家选择什么，不选择什么；做什么，不做什么。例如，在18世纪，对于是否寻找光粒子对固体产生压力的证据，遵循微粒说范式的物理学家持肯定态度，而遵循波动说范式的物理学家则持否定态度。第二，实用工具作用。范式作为范例，提供具体的解题方式，成为一种实用工具。例如，学生模拟例题的解法做习题，在此过程中掌握基本概念。第三，社会组织作用。接受同一范式的科学家很容易组织起来，成立专门的学会，编辑、发行专业出版物。这就便于交流和深入研究，并产生广泛的社会影响。第四，认识框架作用。科学共同体的研究活动必须遵循一定的规则和理论框架，只有这样，才能吸收、同化观察和实验材料，并反过来充实和发展该理论框架。由此可见，库恩不仅关注科学的创新过程，而且也没有完全丧失创新过程中的规范性。
在库恩那里，科学与非科学的绝对界限被打破了。非科学成为前科学，其特征是学派林立，自由争鸣。当前科学转化为成熟的常规科学时，创造的自由被制约在同一范式下。在这一阶段，科学家集中注意范式所规定的较为深奥的问题，避开争论，从事深入、细致的研究，产生大量成果。在物理学发展中，由于牛顿范式的指导，流体力学、分析力学、分子运动论、统计力学以及库仑定律、欧姆定律等等才发展起来。
范式也不是绝对不变的。范式所指导下的释疑活动迟早会遇到越来越多的困难，乃至一再失败而不得其解。例如，在化学史上，燃烧金属的增重问题到后来越来越难以理解，人们在燃素说范式下精心设计的许多方案，象舍勒的“火焰空气”说，普利斯特列的“脱燃素空气”说等等，都无济于事。这时，人们就会把失败归咎于范式本身，开始争论最根本性的问题，从哲学上或基本原理上提出各种解决方案。人们在采纳何种新范式上争论不休，但最终总有一种新范式脱颖而出，取代旧范式，如氧化说取代燃素说。这就是科学革命。科学革命是范式的更替，是最大的创新。
常规科学经由科学革命发展为新的常规科学。科学共同体在新的范式指导下，从事新的释疑活动。直至出现新的危机，再次爆发革命。这一过程周而复始。这样，库恩提出量变和质变交替的科学进步模式：前科学(范式前)-常规科学(范式后)-科学革命(范式转换)-新的常规科学(新范式)……。这里，“范式”成了划分科学进步不同阶段的关键范畴。
库恩比逻辑主义者赋予科学创造活动以更大的自由。旧范式并非由于证伪而被淘汰。新范式取代旧范式的必要条件是旧范式指导下的释疑活动出现危机，但是，仅仅出现危机是不够的，只有当新范式及其指导下的释疑活动越来越成功以后，旧范式才会被慢慢淘汰。新旧范式及其理论之间在逻辑上不相容。革命前后理论间不可通约。旧理论向新理论的转换没有逻辑的道路，没有客观的标准，这种转换是整体性的，是科学共同体的信仰的转换，它取决于团体的赞成或宗教般的狂热宣传。
库恩充分强调范式作为认识工具和行动指南的重要意义，充分强调心理的社会的因素对科学认识的影响，这在一定程度上反映了科学史的实际。但是，由于库恩是在自由主义的意义上谈论科学进步和科学创造，就大大削弱了科学的客观真理性。
在费耶阿本德看来，科学进步和科学创造并非象库恩总结的那样简单。在科学发展中，常规科学和科学革命没有时间上的先后关系，他们同时并存于科学发展的始终。科学创造的动力也不是库恩的释疑活动，而是各种不同观点的相互作用。
费耶阿本德的科学进步图景是由两个原理描绘的：韧性原理和增生原理。韧性原理要求科学家坚持某种很有希望的理论，不能因为该理论与经验不符就轻易放弃它，要保护它，给它以喘息的机会，以便对其本身加以调整，使其在新的基础上与经验相符。韧性原理直接针对波普的“证伪主义”，如果一个理论一遇反例就被证伪，那么再好的理论也会被扼杀在摇篮中而无法得到发展。
韧性原理保证科学家坚持和发展一个有前途的理论，但并不反对科学家提出新的理论。所以，费耶阿本德又提出增生原理作为补充。增生原理要求科学家在遇到理论与经验不一致时对理论进行调整，从而衍生出许多不同的理论，形成理论竞争的繁荣局面，推动科学无止境地发展。增生原理鼓励大胆创新，自由思维，改变认识方法，可以帮助认清和消除旧理论的偏差，推动科学不断进步。同时，增生原理也提醒科学家保护理论和学派的多样性，反对权威主义和教条主义，鼓励学术竞争。
与库恩强调释疑活动不同，费耶阿本德的创造模式强调韧性和增生的相互作用和相互补充。韧性和增生之间的相互作用既体现了科学创造的连续性，又能增加科学创造中的突破性倾向。理论增生不是后于革命，而是先于革命，它能扩大反常，推动革命。在科学创造中，释疑活动不能代替理论增生，它只是理论增生的补充。
费耶阿本德的科学创造模式可以看作对库恩模式的补充，也具有一定的辨证色彩，但费耶阿本德对这一模式的解释逐渐走向彻底的自由主义，其口号是“怎么都行”。韧性和增生本来是理性的方法，但费耶阿本德却特别看重其中的非理性因素，如“随心所欲的批评”、“吸收荒谬的知识”等。他把科学看作“无政府主义的事业”，彻底消除了科学与非科学的界限，主张把理性主义从科学中排除出去，把非理性的宗教、社会、和心理的东西引进科学中。这样，费耶阿本德将库恩的慎重的自由主义发展到极端，变成放肆的自由主义。
3 实际科学：协调就好
科学中的专制主义和自由主义是科学哲学思想的两个极端，其内在矛盾的充分展开导致许多科学哲学家重新考虑科学的合理性问题。以拉卡托斯和劳丹为代表的一些科学哲学家力图消除专制主义和自由主义的矛盾，在专制和自由之间保持必要的张力。拉卡托斯希望改造波普纲领，提出科学研究纲领方法论，使之既避免证伪主义与科学史的脱节而导致专制主义，又避免极端的历史主义，而走向自由主义。但是，一方面拉卡托斯过于依赖逻辑和经验，并没有彻底摆脱专制主义，而另一方面，由于研究纲领可以在退化和进化之间来回变动，为自由主义打开了方便之门。劳丹提出解题模式和网状模式，不仅两个模式之间有着内在的矛盾，两个模式各自都比较封闭和狭隘。但是，劳丹似乎在专制与自由之间找到一个巧妙的平衡点，劳丹从一种全新的视角反对科学中的自由主义，坚持了科学的规范性，批判了正统的理性主义者试图寻求绝对化逻辑标准的专制主义。另外，劳丹力求把科学认识论和科学方法论当作一门经验科学来研究，强调科学的合理性模式要接受历史记录和科学实践的检验，这表明了劳丹理论的一定的客观性。对劳丹模式的精致化改进，有可能使我们更加接近这样的目标：坚持科学中的规范而避免专制主义，承认科学中的非理性因素而消除自由主义。
无论是逻辑主义者、历史主义者，还是解题主义者，都承认“渴望之物”（desiderata，亨普尔语；库恩称之为“好的理由”）在理论比较中的重要性，但都没有引起足够的重视。渴望之物显然具有超越专制主义和自由主义的优越性，它能在规范与描述的最好结合中体现科学创新的机制。对渴望之物的深入研究可能导致我们对方法论和科学史看法的根本转变，从而对科学创新和科学评价的看法发生根本的转变。但是，最重要的问题是，如何定义渴望之物?是否因为渴望之物难以定义就要永远满足于一种通常意义的模糊的理解?能否在一种统一的意义上定义渴望之物?幸运的是，在劳丹关于科学进步的解题合理性模式中潜藏着解决这个关键问题的巨大契机。
作为一种探索，协调合理性的研究旨在 “拯救渴望之物”。在协调合理性模式中，渴望之物就是协调力的单一模型或创新与评估标准，我称之为“解题的方式和力度”。例如，经验协调中的一致性、过硬性、简洁性、多样性、明晰性、统一性和精确性等，概念协调中的一致性、过硬性、简洁性、明晰性、统一性、贯通性和深刻性等，背景协调中的实验、技术、思维、心理、行为等。全面刻画这样的渴望之物十分困难。但是，给每一个渴望之物下一个清楚的定义是必要的，因为规范地描述科学史需要具体的，客观的，形式化的，实际可行的分析机制。
理论解决经验问题的效力，可称之为“经验协调力”。经验协调力不仅关注理论是否解决了经验问题，解决的经验问题的数量和权值，还关注理论解决经验问题的方式和力度。经验协调力反映了理论与经验证据之间的冲突与协调关系。理论解决概念问题的效力，可称之为“概念协调力”。概念协调力关注理论内部的概念、观点之间的冲突和协调关系，关注理论与理论之间，理论与更广泛的科学信念之间的冲突和协调关系。这些关系在我们还没有搞清楚之前，是以“概念问题”的形式出现的。
劳丹对经验和概念两方面的考察，是对理论的一种静态考察。在这里，理论被看成一个独立的既成结果，因此，即使我们谈理论创新，也只是局限在理论相互间的关系中。这就形成了一个封闭的圈子，我们看不到理论如何参与一种实际的运动，并在这种运动中体现其价值。长期以来，科学哲学停留在这个圈子里，自得其乐，以致于把科学实验仅仅看作一种研究方法，而不是看作一种可操作的运动，看作实验仪器的一种相互作用，习惯于把技术看成技术理论，而不是客体的功能释放，如此等等。这种科学哲学不关心理论到底从哪里来，又要到哪里去，因而既不知道理论的源头活水，也看不到理论的终极价值。劳丹科学哲学思想的一大缺点就是没有突破这种封闭性。要突破这种封闭性，理论所牵涉的看来不仅仅是经验问题和概念问题，还应该有一个“背景”问题，有一个背景冲突与背景协调的问题。理论的“背景协调力”，即理论解决背景问题的效力，在理论评估上具有理论的经验协调力和概念协调力不可替代的重要作用，忽视了这种作用，科学合理性问题是不能得到真正解决的。
合理性探索是对科学的某个总体目标的追求，也是对科学的某些局部的不变目标的追求。科学的总体目标是消解冲突，追求协调。科学的整体目标是一些科学个体目标之和，例如经验协调力，概念协调力和背景协调力。科学的个体目标是科学目标的最小单元，例如经验简洁性，概念统一性，背景实用性等等。科学的目标与科学的标准是合二而一的，科学的创新标准与评估标准也是一致的。
科学的任一个体目标都可能存在一种形式化的表达方式，但是，这种形式化不是逻辑的“小形式”，而是反映了科学发展的内在机制、内在轨迹的“大形式”。它将表明，科学仍然是形式的，而不是非形式的。科学的这种大形式体现了规范和描述的最好的统一。此外，我们不能在科学的任何单一目标之间确定较为重要的目标，确定一种处于优越地位的目标，应当赋予所有单一目标平等的地位。这是因为，所有单一目标都构成科学进步链条的一个环节，只要缺少其中一个环节，就无法对科学进步作连贯的描述，也无法尽量全面预知科学的发展方向。
因此，科学在本质上是协调性的，它拒绝专制主义，但不放弃科学中的规范；它拒绝自由主义，却承认非理性因素在科学中的地位。
参考文献：
［1］洪谦.《逻辑经验主义》［m］，北京,商务印书馆, 1989.
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［5］拉卡托斯.《科学研究纲领方法论》［m］，上海,上海译文出版社,1986.
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《科学革命的结构》［m］，北京,北京大学出版社,2003.
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［8］劳丹.《进步及其问题——科学增长理论刍议》［m］，上海,上海译文出版社, 1992.
《进步及其问题》［m］华夏出版社,1999.
科学实验的目的和意义范文2
关键词：生物实验实验探究实验教学现状
目前,我县所使用初中生物教材是人教版生物新教材。新课程中始终贯穿自主学习的新理念,提倡让学生动手、动脑,要求教师应指导学生自主探索与实践。但在近年的教学实践中,笔者发现新课程改革并未能真正变成实际教育教学效果。纵观生物学科的发展史,实验在教学中起着极其重要的作用,生物学科至今仍被认为是以探究实验为基础的自然学科。初中生物学课程作为义务教育阶段的基础教育课程,担负着普及生物学知识、提高学生科学素养、为地方经济培养人才的任务。尤其在推行实验教育教学改革以来,生物学教育确立了面向全体学生,提高学生生物科学素养,倡导探究性学习的新课程理念。要实现新课程教学目标就必须加强实验教学,生物实验为教学提供了生动直观的探究和实践,是生物学教学中不可缺少的教学环节。
目前正确认识农村义务教育学校的初中生物实验教学的现状,认真分析和探讨存在的问题从而进行有效的解决措施,具有重要的意义。笔者认为目前农村义务教育学校生物实验教学的现状主要有以下几个方面的内容：
一、观念落后，认识不足，致使新课标规定的生物实验开出率普遍不高
目前的农村义务教育学校，新课程标准规定的农村义务教育学校需要完成的生物实验如：生物探究实验共28个、教师演示实验7个、学生分组实验13个。但在农村义务教育学校，尤其是偏远地区学校，生物学科实验教学的现状并不乐观，严格地说教师演示实验开出率、学生分组实验开出率、学生课外探究实验活动完成率等距离新课程标准要求还有很大差距，不少农村学校生物课程所做的实验甚少。为什么会出现这种情况的？
笔者认为有以下的原因存在，学校、家庭和社会对生物学科教育的目的认识肤浅，从而产生对生物教育教学的评价发生了偏离。家庭和社会的评价归根到底还是升学率和优等生率，如果学校为这个目标去努力，就无法完成全面实施素质教育、培养全面发展的建设者和接班人的任务。这就给学校教育出了较大的难题，一方面想积极实施素质教育,另一方面要下大气力提高考试成绩,两者之间虽然没有对立的矛盾,但是相互影响很大,这就出现了素质教育下的“应试”教育现象,因为功利主义的普遍存在,一线教师先顾眼前利益,片面追求考试成绩,尤其是各种考试成绩低,家长不满意、社会不满意、地方政府不满意、教育主管部门不满意,学校领导也就不满意。这是思想观念落后，导致对生物实验教学在素质教育中的重要地位认识不足。
1、领导层的思想认识不到位。因学科差异、评价体系差异、生物学科在学校地位低下和长期以来受“应试教育”的影响，一部分学校领导对生物不中考，并把生物学科认为是“弱势”学科，周课时的设置教少，不能有效的完成生物教学。因此实验教学在培养学生的创新精神和实践能力中的重要地位不足，出现了校长只要“分”（成绩），而不管“能”（实验能力）的现象。
2、教师的思想工作认识不到位，重分数轻能力的现象普遍存在。传统的教学方式在部分教师中还有着根深蒂固的影响,还没有完全摆脱“一支粉笔、两本书、一堂课”的窠臼。教师在教学中只重视书本理论知识的讲授，习惯于“老师嘴里讲实验、黑板上画实验”，“学生课后背实验”的作法，从而忽视了学生的实验操作能力的培养。尽管教学资源整合在紧锣密鼓的进行。但在思想认识、师资力量短缺、教学设备的陈旧、缺乏与老化无法适应新课程的教学要求,教师无法进行必要的演示实验,学生无法动手实验研究、探索,致使生物实验的开出率达不到规定的要求。
二、资金投入不足，导致农村义务教育学校生物实验设施设备不到位
部分学校的管理制度不健全，实验室建设缺乏长远规划；有的学校只重视校舍和现代教育装备的建设而忽视了实验室建设，大部分学校的实验仪器还是几年前由教育行政部门配发的，近年来没有添置过一件教学仪器或药品；现有的教学仪器陈旧，设备落后，药品和仪器残缺不全；实验仪器和教材内容相比严重滞后，大部分学校不能完全按照教学大纲和教材内容的要求开齐开全学生的分组实验。
三、师资配备不合理，农村义务教育学校缺乏专职的实验指导教师多为兼职教师
目前农村义务教育学校教师编制紧张，学校没有专职实验教师，大部分学校的实验室都由本学科或其它学科的老师兼管，有的根本就不能胜任实验教学和实验室管理工作，还有的学校的实验课老师仅仅是拿着钥匙的“实验仪器保管员”，他们的对实验室的仪器，药品的名称、功能、用途一窍不通，根本就不知道如何合理地利用、维护和维修实验仪器、管理药品，也就更谈不上如何组织指导实验教学了。因此，实验教师师资力量薄弱，管理工作机制不够健全，使学校本来就十分有限的实验药品和仪器也就更难得到合理的利用了。
四、农村义务教育学校生物实验课教学缺乏有效的评价和监督机制，生物教师指导不到位
由于初级中学毕业会考时不考生物实验或只在试卷上考实验，因此教师热衷于“卷上考什么，老师就教什么”，学生养成了“考什么，学什么”，“不考就不学”的不良习惯。加之学生实验本身繁琐复杂、工作量大等原因，引发某些老师“做实验不如讲实验”，“讲实验不如背实验”的荒谬做法，学生实验做与不做，多做与少做却很少有人过问。长此以往，老师不会用实验仪器、学生不认识实验仪器的现象也就多见不怪了，这种现象严重影响了学生的探求精神和实践能力的培养。
五、学生对生物实验的好奇心和求知欲强，但实验目的不明确，探究实验难以开展
心理学研究表明，对于青少年儿童来说，实验技能的形成需要反复的模仿练习，而知识的获取主要通过感性经验的积累。好奇心是对新、特、奇事物进行探究的一种心理倾向，学生对感知到的新信息会提出各种各样的问题，进而产生深入观察思考的急切心理，教师要利用这种心理激发学生在实验课上的激情。
教师在每堂生物课前总是有很多学生会向老师询问今天的课做不做实验，当学生听到有实验活动，总会发出异口同声的欢呼。每当学生走进实验课堂，那怕是只看到一只试管、一个烧杯、一盒普通的火柴，也会爱不释手，激动不已。实验教学的可操作性、实验现象的丰富多彩深深吸引了学生，学生的兴趣为教师顺利开展课堂教学提供了条件。
因为青少年常常依靠动手操作来认识和理解世界，也就是说，小学生对科学知识的学习和理解过程与成人是有区别的，他们不能仅靠教师语言抽象地描绘而必（下转第35页）须通过自己的体验和具体操作，通过看、听、嗅、触等感觉器官才能理解科学概念中的内涵。生物科学实验本身具有生动、新奇、鲜明、刺激的特征，对好奇心强的中学生有极大的吸引力，可以使学生产生浓厚的兴趣。常言道，兴趣是最好的老师。只要学生对科学产生了兴趣，学生求知欲就会剧增，就会报以满腔的热情和信心，全身心地投入到科学王国中来主动探索求知，从而获取知识，使学生真正成为自主学习的主人，实现学生由“要我学”到“我要学”的转变。
通过实验教学，学生的探究活动层层深入，学生的认识得到循序渐进的提升和发展，从而让学生经历科学,认识科学,体验科学,理解科学。但由于初一、二年级学生好奇、好动，对实验目的的不明确，一堂实验课下来学生仍然没有学到什么内容。在实际教学中，很多学生对实验的兴趣却只是因好玩而引发，真正意义上的探究兴趣被大大减弱。表现在开展实验时对实验目的、计划不明确，对为什么做、怎样做的问题不感兴趣。有时课堂上看似热闹，人人在动手，但是最后竟还不清楚开展实验要解决的问题是什么，玩得高兴但真正的收获甚少。有的学生认为上实验课好玩，缺乏科学态度，这些都表现为实验目的不明确也同时给实验课组织教学带来了一定困难。
因此明确实验目的，激发学习动机。学生明确实验目的，实验效果一般会好些。实验前除要求学生明确教材上的实验目外，还应适当的引导学生明确该实验在生产、生活等方面的实际应用，帮助学生理解实验目的。
总而言之，虽然农村义务教育学校的生物实验教学工作通过“两基”和“普实”的落实，从各个方面都得以很好的推进，但是以上存在的问题仍不容忽视。需要我们冷静思考，认真总结，落实措施。只要领导重视，目标明确，制度健全，措施得力，生物实验室一定会成为素质教育的重要基地。生物实验教学也会取得更加显著的成效。我们将为进一步搞好生物实验教学工作，为新一轮基础教育改革的深入推进做好服务。
参考文献
[1]重庆市渝中区教师进修学院王利亚教师在 2010年12月4日在西南大学作的《初中生物实验教学设计与实践》知识讲座
[2]赵锡鑫主编《生物学教学论》，高等教育出版社，1988年。
[3]赵锡鑫主编《生物教育心理学》，东北师大出版社，1988年5月。
科学实验的目的和意义范文3
【关键词】小学科学;科学概念;发生定义
中图分类号：G622.3 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2016）01-0036-02
科学概念是构建科学理论的基本单元，科学概念也是科学思维的基本单位。小学生在科学学习中获得科学认识、展开科学思考，也依赖于科学概念的建立。科学事物的发生方式和其来源是小学生容易感知和理解的，小学科学课程中的很多科学概念是以发生定义的方式获得的。
一、发生定义的内涵
发生定义属于概念的内涵定义。内涵定义：一个概念的内涵，则是该概念所代表、指称的对象的特有属性或区别性特征，通过这些属性或特征，能够把这类（或这个）对象与其他的对象区别开来。内涵定义的主要构成是属加种差定义。属加种差定义是先找出被定义概念的属词项，然后找出它与同一个属下的其他物种之间的区别，简称“种差”，并以“被定义项”的形式给出定义。
二、典型归纳中发生定义的应用
典型归纳推理的前提是选择具有典型意义的代表性个体。这样的个体通常是根据一类事物的定义属性来选择的，这种定义属性，可以看作这类事物质的内在决定性。这也是科学研究中常用的方法，也被称为科学归纳法。
首师大版科学教材第六册《勺柄是怎样变热的》一课，对“热传导”这一科学概念是这样描述的：温度不同的两个物体接触时，温度高的物体会向温度低的物体传递热;同一个物体，也会从温度较高的部分向温度较低的部分传递热。这个概念是从热传递的发生条件（接触）和发生过程（传递）进行定义的，属于概念的发生定义。而在教学中，采用如图1所示的实验装置，即用一根金属棒作为典型代表，根据其热的传递所得到的传递规律将推广到所有固体。这种概念获得的逻辑方式，是典型归纳。也就是应用典型归纳法，寻找固体热传递的特点，从而作出发生定义。
实验现象：蜡烛烧铜棒一端，直立的火柴（用凡士林将其粘在铜棒上）先后掉落。引发问题：为什么火柴会掉落下来？火柴掉下来的先后顺序说明了什么？引导学生分析，火柴掉落，是被烧铜棒变热，使凡士林熔化。这里运用了转化的方法，把无法观察的热（安全考虑，不能触摸），通过粘火柴棍的凡士林的熔化反映出来。火柴掉下来的先后顺序，说明火焰把热量先传给接触火焰的金属棒、距离火焰近的金属棒又把热量传给距离火焰远的金属棒。得到判断：火焰可以说是一个物体，金属棒可以说是另一个物体，两个不同的物体相互接触时，热从高温传向低温;同一个物体，比如铜棒，它的热量是从高温处传向低温处。同时需明确：火焰与铜棒的接触，铜棒内部各部分间的接触，构成这种热传递的条件。展示热传递过程的实验和对这个过程所呈现信息的分析，使学生对“热传导”过程达到明显感知和理解。这时，学生可以顺畅获得发生定义的“热传导”概念。
三、求同归纳中发生定义的应用
求同归纳是指在不同环境中，都有一个因素总是存在，都出现了一个同样的现象，则这个因素与这个现象存在因果关系。
同样是“首师大版”科学教材第六册《勺柄是怎样变热的》一课，课件提供了直铁丝、“S”形铁丝 、“弓”字形铁丝、“米”字形铁丝，如图2。也是利用凡士林将火柴粘在不同形状的铁丝上面，引发学生猜想：用蜡烛烧这些铁丝的一端，其上粘的火柴棍会怎样？实验现象是：无论酒精灯给什么形状的铁丝加热，酒精灯火焰的热量都是先传给接触火焰的铁丝，接触火焰的铁丝再将热量逐渐传给没有接触火焰的铁丝。可以看到，在所提供的四种不同情景中，都有一个因素存在，即火焰加热;都产生了相同的现象，即热由高温传到低温。这是思维方法――求同归纳法的使用。概括得出认识结论：当温度不同的物体接触时，温度高的物体会向温度低的物体传递热;同一个物体，也会从温度较高的部分向温度较低的部分传递热，此时也要引导学生注意热传递过程的接触性。对每一个实验而言都是充分感知热传递的发生过程，通过发生定义的方式获得“热传导”概念。这就是在求同归纳中发生定义方式获得科学概念的应用。若作为拓展或概念应用练习，可以进行追问：如果把“米”字形铁丝无限加密，会变成什么形状？（圆形），教师此时呈现圆形的平底锅，并继续提问：如果给平底锅进行加热，热会怎样传递？这样的问题设计体现了科学概念的解释和预测功能，同时通过这样的问题设计来拓展、加深学生对传导的认识。
四、小学科学教学中应用发生定义要注意的问题
1. 把握科学事物发生的过程和来源，是建立发生定义概念的基础
上面两个教学案例，都关注让学生自己通过实验去体验、感知传导发生的过程，并在体验、感知的基础上让学生将观察到的实验现象进行描述，之后指导学生对描述的内容进行本质判断，即抽象，然后再进行概括，即将实验中使用的具体材料一般化和普遍化，这样学生就明白了传导概念发生的过程和来源。
2. 观察实验的设计要能够呈现科学概念的发生过程和来源
无论是指导学生通过对一个实验现象的分析来建立科学概念，还是指导学生通过多个实验现象的分析来建立科学概念;无论是指导学生运用典型归纳法、求同归纳法等哪种思维方法来建立科学概念;无论是运用了转化法、放大法等哪种实验方法来提高学生的感觉和直觉，其最终的目的都是要让学生在实验中亲眼目睹、亲身经历概念发生的过程，基于此教师的观察实验设计要体现直观性、典型性的特点。同时考虑到小学生的动手操作特点，观察实验还要做到操作简单。上面所述实验设计，揭示传导发生过程就做到了直观、典型、操作简单，它为学生建立传导概念提供了丰富的感性经验。
3. 关注概念发生的条件
首师大版科学教材第六册明确要求教师要指导建立三种热传递方式：传导、对流、辐射（传导、对流、辐射的定义方式都是发生定义）的概念。同时教师还知道，建立这三个概念不是最终的目的，最终的目的是学生能够对生活中的这些现象进行准确判断并能够利用这三种热传递的方式解决生活中的实际问题，为此教材还单独设计了《保温和散热》一课来考查学生对这些概念的理解和应用情况。这就提醒教师不但要指导学生认识发生定义的发生过程，同时也要指导学生认识发生的条件。
总之，在小学科学教学中，要区别出哪些科学概念的定义是用发生定义的定义方式进行定义的。针对这样的概念，教师要注意指导学生通过典型、直观的实验，让学生亲眼目睹、亲自体验到概念的发生过程和来源、条件，同时指导学生运用科学的思维方法对观察实验中所获得的感性材料进行加工、形成科学概念，为学生科学概念的迁移和灵活应用打下基础，进而使我们的课堂教学更高效。
参考文献：
[1] 陈波.逻辑学十五讲[M].北京：北京大学出版社，2008：82
科学实验的目的和意义范文4
关键词：知识水平； 科学能力； 思想水平； 科学品质
素质是以人的先天禀赋为基础，在环境和教育的影响下，形成并发展起来的内在的、相对稳定的生理、心理及文化的整体质量水平。它包括思想素质、科学文化素质、身体素质和劳动技能素质。化学科学素质是科学文化素质构成因素之一。学生的化学科学素质包括学生的化学科学的知识水平、能力、思想水平。在初中化学义务教育中，教师应注意从这几个方面着手，培养和全面提高学生的化学科学素质。
1 化学科学知识水平
九年义务教育初中化学教学大纲，对初中化学教学的四大知识板块分别提出了不同层次的教学要求，以确保学生在毕业时达到素质教育所要求的知识水平。
1.1 对化学基本概念和原理、元素化合物这两大知识内容，按照学生的认知水平以及在初中化学中的重要性，教学要求分为常识性介绍了解、理解、掌握四个不同层次。
1.2 对化学基本计算教学要求的层次是掌握。要求学生熟练掌握有关化学式、化学方程。
1.3 对化学实验的教学要求分为练习初步学会两个层次。在教学中，教师应按要求认真做好每个演示实验。对于学生实验，要积极创造条件，力争使每个学生都有动手做的机会。新教材在编排上遵循大纲规定“初级中学的化学教学是化学教育的启蒙阶段”的原则，适当降低厂理论要求和精减了一些次要概念，为了配合素质教育，培养学生面向未来的适应力，增加了一些金属、有机物（包括高分子化合物）以及保护生态环境，“温室效应”。硬水，氢能源、水和人类的关系、金属和人体的关系、化肥、农药等内容，体现了化学与生活，化学与社会，化学与生产。化学与科技的紧密联系，为学生达到规定的化学科学知识水平创造了条件。应该明确，在构成化学科学素质的诸多要素中，化学科学知识水平始终处于基础和核心的地位。
2 化学科学能力
化学科学能力是指学生在学习化学知识。应用化学知识解决实际问题的过程中，表现出的心理与个性特征。它包括对物质形态与变化的观察和感知；化学知识的记忆和想象；对微观世界和化学现象的理解。概括的能力，对于处在化学教育启蒙阶段的初中学生，应从观察能力、实验能力、思维能力、自学能力等方面，培养和提高他们的化学科学能力。
2.1 观察能力。观察能力是知觉的特殊形式，是一种有目的、有计划。是智力三要素（观察、思维、创造）之一，是智力发展的基矗化学是一门以实验为基础的学科，观察和实验是化学最基本的研究方法。通过能动的、客观的、定性、定量的综合观察，从实验的宏观现象人手，揭示和认识微观变化的本质。观察能力不是单一的知觉感知，而是诸多因素综合性的智力过程。新教材增加厂多幅彩图、插图、章头图和多项演示实验。在学生实验前增设了思考题，启发学生养成自觉观察的良好习惯。教师除应做好每一演示实验外，还应在课堂教学、课外活动中，激发学生的观察兴趣，教会他们如何观察。通过学生动手动脑，由表及里，去粗取精，去伪存真的观察和思考，不断提高他们的观察能力。
2.2 实验能力，实验能力是有目的地在人为控制条件下进行化学反应，认识和发现化学变化规律的能力，实验能力既包括实验操作能力，又包括推理、计算，对数据分析处理以及对实验结论归纳总结、准确表述的能力。
教师应从以下个方面培养和提高学生的实验能力：（1）能正确操作实验仪器和设备；（2）明确实验目的；了解实验原理；(3)掌握实验方法；对实验现象进行准确的观察和记录；(4)对实验结果进行分析处理。做出结论，写出实验报告。教师应积极创设实验条件，努力完成全部必做实验。有条件的适当做一些选做实验，鼓励和指导学生做一些家庭小实验，克服“教师黑板上讲实验，学生考试背实验”，只注重理论学习，不重视实验教学的弊端，充分发挥学生的独立件和创造性，培养和提高他们动手、动脑能力，以及实事求是的科学态度和严肃认真的工作作风。
2.3 自学能力，自学能力就是在已有知识水平和技能的基础上，不断获取新知识并运用这些知识的能力。化学教学的重要目的之一不仅是使学生“学会”，更重要是使学生“会学”。现代科学技术发展迅速，知识更新周期缩短，如果不“会学”，就无法适应日新月异的社会发展需要。因此，现代教育的一个重要特点，就是培养学生不断摄取新知识的自学能力，使学生受益终身。
3 化学科学思想水平
学生的化学科学思想水平包括以下个方面：
3.1 辩证唯物主义思想水平。化学中具有丰富的辩证唯物主义素材。在化学教学中进行辩证唯物主义观点的教育，应结合教学内容，通过有机渗透，使学生逐步树立起辩证唯物主义的世界观和方法论，用对立统一、事物发展的矛盾性和统一性、量变到质变等观点学习和认识化学问题，提高学生应用辩证唯物主义观点观察问题和认识问题的能力。
3.2 实事求是的科学态度。初中化学启蒙教育阶段，应结合教学内容、化学史教学，对学生进行坚忍不拔的精神。实事求是的态度、严肃认真的作风等方面的教育。通过多种方法与途径培养学生的科学思维、研究方法和严谨求实的治学精神，使学生认识到一切科学知识都来源实践，反过来指导实践的道理。
科学实验的目的和意义范文5
摘 要：作为20世纪西方科学哲学主要流派的逻辑实证主义已日趋衰落，但是，逻辑实证主义对科学的根本看法以及关于科学和人文两个世界的截然划分等观点至今仍有很大的影响。本文试图通过对逻辑实证主义的科学观及其局限的解读，以阐明理论的得失。
关键词：逻辑实证主义；科学观；局限
逻辑实证主义认为，自然科学从可观察的经验出发，通过中立的观察、实验，并经过逻辑推导，排除了任何人为的主观因素，因此获得的科学知识是与自然的本来面目相一致的，是客观真实的。因此，认为自然科学知识具有严格的客观性、逻辑操作性、经验可证实性。从这种科学观出发，实证主义主张，一切知识称应该像自然科学知识一样受列经验的证实，包括科学术语在内的一切术语，只有严格地按照感官观察定义，才具有合法性。认为只有可经验证实或分析的命题才是真实有意义的。显然，逻辑实证主义的科学观有两个显著的特征：一是实证主义；二是科学主义。
一、逻辑实证主义的科学观
首先，逻辑实证主义的科学观是一种很强的实证主义的科学观。这种实证主义主要体现在其根本原则上，即“经验证实原则”之中。此原则规定：知识必须依据经验。任何命题必须表述为经验并且能够被经验所证实或证伪才有意义，否则就没有意义。按照石里克的话来说，“作为合理的、不可辩驳的实证论的哲学方向的内核，……就是每个命题的意义完全依存于给与的证实，是以此来决定的。”[1]他认为，哲学家和自然科学家必须固守在给与的范围之内，超出了这个给与的范围，是不可能的，或者毫无意义。逻辑实证主义的精神实质也非常符合孔德提出的实证精神。但是，逻辑实证主义的实证色彩比传统的实证色彩强得多。
其次，逻辑实证主义的科学观也是一种很强的科学主义的科学观。这种科学主义的特征是非常强调科学的独特性和其重要性的；他们不仅完全用逻辑的、实证的观点来审视科学，而且用这种完全的观点来审视整个文化。因此，在逻辑实证主义者看来，自然科学不仅是惟一种类的科学，而且也是在认识上惟一有意义的文化。
在逻辑实证主义者的视野里，科学是一种十分独特的文化，科学与其他文化之间存在着一条不可逾越的鸿沟。可将经验证实原则作为区分科学与非科学的划界标准。他们认为，科学以认识世界为对象，试图通过数学计算和经验证实的方法，建立起各种世界秩序的体系；而一切诗歌、艺术等非科学文化则以体验世界为目的，采用的则是丰富的想象与兴奋的情绪，追求一种身临其境的境界。[2]
构建“科学的哲学”，拒斥形而上学。逻辑实证主义者认为，哲学不是一种知识体系，而是一种活动的体系。于是，逻辑实证主义发起的那场举世瞩目的“科学的哲学”运动的目的之一就是要使哲学科学化，就是要消除形而上学。在逻辑实证主义者看来，形而上学的错误就是认为哲学命题的真正意义和最后内容可以再用陈述来表述，也就是说用知识来阐明。可以说，现代逻辑的发展，已经使我们有可能对形而上学的有效性和合理性问题提出新的、更明确的回答。
最后，逻辑实证主义强调科学的实证性和实证精神，强调从认识的角度对科学与非科学文化加以区别，如果不对他们加以绝对化的认识，应该说是有一定的道理的。因为毕竟自然科学的确具有很强的实证性。它需要实证精神，也离不开实证精神。要知道科学是对客观世界及其规律的认识，它的确比其他的文化具有重要的认识意义和认识价值。但是，其他的文化也存在着客观性，只是程度上的差别和含义上的不同罢了。
二、逻辑实证主义的局限
逻辑实证主义的科学主义的科学观告诉我们：科学世界在认识上是有意义的世界，而人文世界在认识世界上是无意义的世界。无疑，它提供了一个重要的视角，那就是用自然科学的方法来研究科学及其哲学。这对于后来推进和深化科学哲学及其认识论的研究有些意义。
逻辑实证主义科学观的根本局限，就是对科学的人文意义和人文价值的忽视。按照逻辑实证主义对科学的实证主义和科学主义的解释，“科学就被看成是某种超出人类或高于人类的本质，成为一种自我存在的实体，或者被当作是一种脱离了它赖以产生和发展的人类的状况、需要和利益的母体的‘事物’。”[3]因此，导致了以下几个方面的严重偏差及其后果。
第一，只注重“科学的逻辑”，而严重忽视了科学赖以产生和发展的人文背景。逻辑实证主义者科学理论的结构问题当作科学哲学的中心议题，而所谓科学理论的结构问题，实质上就是探讨科学理论的诸概念和陈述之间的逻辑关系；他们将科学方法论简单地归结为归纳逻辑，将对理论或假说的确认及其确认程度简单地归结为一类观察陈述同被检验的理论或假说之间的逻辑关系：显然，这种见解是极为片面的，事实上，科学与其它文化活动一样，也是一项人类的历史活动；它根植于整个人类社会，受时代的制约，受价值观念的影响，从某种意义上讲也具有丰富的人文意义。因此，脱离人、社会、历史和文化来谈科学，并将科学简单地归结为“逻辑”是十分肤浅的。
第二，只强调科学的实证精神，而严重忽视了人的创新精神。逻辑实证主义者对科学作了实证主义的理解：在他们那里，科学似乎变成了“观察陈述”和“经验命题”的堆积，科学方法论则变成了“狭隘的逻辑，即形式主义的算法或半算法系统。”[4]于是科学似乎不需要、也不可能有任何深层结构和理论框架的变化，因为既然科学是“真的经验命题”的集合，那么，科学变化只能涉及到这些集合的扩大与合并，而绝对不能改变这些“真的经验命题”本身。[5]这样看来，科学似乎是一项纯粹客观的事业，与人的创造性和创新精神并没有多大关系。显然这种见解是很片面的。它忽略了科学也是人类的一项极富有创造性的活动，充满着人类的创造精神。况且，没有创新，就没有科学的进步。
第三，强调科学与人文两个世界的截然区分，严重忽视了科学与人文文化的关联和科学的人文意义和人文价值。逻辑实证主义者强调认识世界和体验世界的截然区分，强调只有自然科学在认识上才是有意义的，而一切人文文化在认识上是无意义的[6]；这样做的结果，就使科学与人类其他文化活动的分离和科学与人文精神的分离。很显然，这种见解是极为片面的。科学与人文文化之间的划界只是相对的，而不是绝对的。至少，人文文化也具有重要的认识意义和认识价值。如果离开人类的思想、意志、情感和激情这些非理性的活动，就不可能有真正意义上的科学创造。这样将人类文化划分为截然不同的两个世界，不仅是人为的，而且是有害的，因为它直接导致了科学与人文精神的分离，严重地忽视了科学的人文意义和人文价值。[7]
三、结语
逻辑实证主义科学观的确存在着这样一种倾向，即严重忽视科学的人文意义和人文价值并直接导致了科学与人文精神的分离。当然，这种科学观也包含着不少积极的因素，比如，强调科学的认识意义和认识价值，肯定科学理想和科学精神，并且很想在整个人类文化中注入更多的科学因素和科学精神以及它所蕴含的实证精神等等，也具有些许人文气息，有利于我们现在深刻地思考科学的人文意义和人文价值。因此，我们需要的是一种探求自然奥秘、献身科学事业的科学精神，而不是把自身标榜为惟一具有知识合法性的科学主义。人类关注的不仅是头上的星空，还有内心的道德律，只有科学精神和人文精神携手共进，才能有完美的人类，才能塑造和谐的人类社会。[8]（作者单位：南京财经大学）
参考文献：
[1] 石里克.实在论与实证论[M].北京：商务印书馆，1993.
[2] 洪谦.维也纳学派哲学[M].北京：商务印书馆，1989.
[3] [美]卡尔纳普.通过语言的逻辑分析清除形而上学[M].北京：商务印书馆，1984.
[4] M.W.瓦托夫斯基.科学思想的概念基础—科学哲学导论[M].范岱年等译.北京：求实出版社，1982.
[5] 江天翼.当代西方科学哲学[M].北京：中国社会科学出版社，1984.
[6] 卡尔奥托.阿佩尔.哲学的改造[M].上海：上海译文出版社，1997.
[7] 艾耶尔.语言、逻辑与真理[M].上海：上海译文出版社，1981.
科学实验的目的和意义范文6
摘要：在总结近十年来教育实验研究的基础上，通过对教育实验的纵向发展脉络的研究，说明了教育实验分流与融合的发展线索，并论述了它与自然科学实验的关系．
关键词：教育实验整体主义科学主义分流与融台
随着近年来对教育实验研究的不断深人，也积累了不少问题，如：教育实验的概念、本质与特征、分类、功能、评价和科学化等问题．出现了一些以自然科学实验来硬性规范教育实验的做法．为更好地进行教育实验的研究，探索教育实验的规律，有必要对教育实验的发展过程和自身特点及其与自然科学实验的关系进行深人研究通过对近十年的教育实验的定义的检索_l0J，虽然众说纷纭，但在以下几点上都达成共识：教育实验是一种科学研究方法或活动，因而它独立于教育教学实践，是一种专门的科研行为；教育实验主要是在教育教学实践中进行的，因而它独立但不脱离教育实践；教育实验要有理论假设、控制、变革、内外效度(物质目标的建立与测评)_3J．根据以上共识可界定教育实验：教育实验是在教育实践中进行的、根据一定的理论假设，以一定教育目的为指导，通过合理而有条件地控制变量，变革实验因子，从而探索教育规律的一种科学研究恬动．
1教育实验的发展脉络
在教育实验的产生这个问题上，目前主要有两种观点：一种认为教育实验只是19世纪末、20世纪初经由实验心理学把自然科学实验方法引人教育科研领域的，…因而他们主张用自然科学实验规范教育实验．
另一种观点认为，教育实验是由一般教学实践发展而来，他们主张选择教育自然环境，强调研究目的的应用性、对象的整体性、定性说明方法，这两类观点都有各自的哲学基础和合理性，又有不可避免的局限性笔者认为，教育实验作为一种变革性、实践性的科研活动，是伴随着教育实践的产生而产生的，只是在自然科学实验产生并经由物理学、实验生物学、实验心理学这一发展途径影响到教育领域后，教育实验才借鉴了自然科学实验的研究方法，这种借鉴不是完整意义上的照搬，而是保持自我特性基础上的吸收．赫尔巴特和欧文的教学实验充分体现了这一点此后，通过齐勒和莱思的相继努力，促使赫尔巴特教育理论向实证主义方向转移，使得教育实验产生了分流，一条脉络按原来的一般意义教育实验继续发展；另一条在自然科学实验的影响下，按自然科学实验模式发展
1．1一般教育活动发展而来的教育实验：整体主义教育实验
“原始社会的教育形式最简单，但是，在这早期阶段的教育过程中，却完全具备了它在最高发展阶段所有的基本特征．”原始的教育实验作为实验形式的一员，虽形式简单，但具备了教育实验的基本特征——尝试性．
(1)中国古代教育实验早在2500多年前的春秋时期，儒家文化的创始人孔子根据“不愤不启，不悱不发”的原则创立的启发式教学法可以看作中国古代教育实验的典范(虽然当时并无“教育实验”这一概念．但可看作教育实验的雏形)．之后宋代胡瑗的“苏湖教学法”、王安石的“三舍法”都是较有代表性的．
(2)西方古代教育实验．古雅典的智者们通过办私人学校刨立了“新教育”，奠定了雅典“和谐”教育的传统．罗马帝国继承和发展了“和谐”教育理论，并影响了文艺复兴时期的人文主义的思想．经过中世纪几百年的压抑，自然科学和实验科学的新思想火山爆发般地涌现出来了文艺复兴时期的教育、教学改革形成了以往的改革所未有的特点：改革者的自觉实验意识的萌芽．维多里诺“快乐教育”实验、拉特克语言教学实验、夸美纽斯“泛智”教学实验以及路德的宗教普及教育实验都是这时期教育改革的典型．
17世纪末至18世纪初实验科学的确立给教育实验的发展奠定了方法论基础．18世纪欧洲资产阶级民主{睁!I度的建立和工业革命的开始使普及义务教育成为必然，因此，开展教育实验也成为客观要求．而19世纪初期欧洲科学整体主义精神在教育实验上的反映，则形成了整体主义教育实验模式，其问以裴斯泰洛齐、福禄贝尔、赫尔巴特为代表．
赫尔巴特不仅继承了整体主义思想，而且在其理论中渗透了原子论的思想，并在教学理论科学化的目的下从事教学实验活动．他所著的(普通教育学)，第一次使教育成为一个有完善科学体系的教育学．他说“但愿那些很想把教育基础仅仅建立于经验之上的人们，对其它的实验科学作一番审慎的考虑；但愿他们认为值得去了解物理与化学；这一切无非是为了确定某一个别原理在经验范围内所能达到的最大作用．”这里我们看到赫尔巴特把教育研究与实验科学，特别是与物理学和化学相比较，表达了实验研究是建立在科学教育学基础上的思想．赫尔巴特在提出了教学实验中包括追踪实验的必要性的同时，还提醒人们对实验结果的解释要谨慎，他说，哪怕二十次地重复同一个实验，“相反的学说对于这种结果还可以各按其特有的方式作出解释”．J赫尔巴特(普通教育学)对教育实验特点的阐述(教育实验应是一个有系统、有层次的多次重复的实验)是对19世纪上半叶以来整体主义教学实验模式和方法的总结．
19世纪科学的新时代到来后，客观上需要对传统意义上的整体主义进行新的解释．此时，以蒙台梭利所使用的医学的、生物学的和心理医疗学的方法为基础的欧洲新教育运动便应运而生了．蒙台梭利批判了实证主义的、原子论的实验教育派观点，同时把人类学、心理学，特别是生物学和医学的方法引入教学实验中，从而使传统的整体主义实验模式获得了新的自然科学发展的支持，是对教学实验科学化发展的又一新贡献．
在欧洲新教育运动开展的同时，美洲大陆上一场轰轰烈烈的进步主义教育运动也勃发了．这场进步主义运动是整体主义实验模式的新发展．这场运动的直接结果是杜威的实用主义教育哲学成为核心．杜威为美国的进步主义教育运动提供了教育学基础、心理学基础和哲学基础
1．2自然科学实验经由心理学引入教育领域而来的教育实验：科学主义教育实验
科学实验法最早用于物理学的研究，后引入动物学、生理学、心理学和医学．1879年德国生理学家、哲学家冯特在莱比锡大学创立了世界上第一个独立于生理实验室之外的心理实验室，成为实验心理学产生的根本标志．他正式采用实验方法研究心理学问题，从此心理学才逐渐发展为一门独立的学科与冯特同时代的还有艾宾浩斯和G·谬勒关于记忆问题的研究，屈尔佩对思维过程的实验研究．
自然科学实验研究方法通过实验生理学和实验心理学扩展到教育领域．20世纪初，由于统计学、测量学、实验心理学、儿童学等学科的产生和发展，并逐渐渗透到教育领域，从而产生了实验教育学派．其代表人物是德国的心理学家梅依曼和拉伊．1901年梅依曼首次提出了“实验教育学”的概念，并进行了关于感觉、语言发展、智慧与意志、记忆和艺术欣赏实验．拉伊在他的(实验教育学)中指出，只有通过实验，教育学才能成为一门科学．他们主张要在对儿童生理、心理进行实验研究的基础上来阐明教育和教学方法．其观点对教育研究产生了广泛的影响．1890年，J·M·Rice首次将实验法应用于对学生拼字、算术和语言成就的研究：1902年吉德发明用活动照相法研究读法；1903年美国桑代克(J理与社会测量)的问世是教育测量技术和理论发展的重要标志．其共同特点是试图把实验这种“精确的科学方法”运用于教育问题，对实验中所收集的信息作针对性的“精确的定量处理”，从而使实验方法进人教育研究领域．实验教育学派遵循自然科学方法论．以经验主义为哲学理论基础，通过观察、统计、实验等方法研究教育行为，他们反对建立在感觉的内省基础上的传统教育学从2o世纪2O年代开始，随着统计理论的发展、实验设计方法的日趋丰富、测量技术的日渐完善，实验教育学派的研究进人了兴旺时期．尤其是麦柯尔在(教育实验方法)一书中对实验问题的选择与形成、实验方法的选择、实验条件的限制、因果研究等问题作了详细地技术处理和说明．该书的出版，“是科学主义教学实验模式形成的标志．推动了教学科学化的发展，”
2整体主义和科学主义教育实验的第一次合流——八年研究
19世纪末至2O世纪3O年代，实证主义影响下的实验教育学派持续开展教育实验，他们追求一种象自然科学那样由许多经过严格实验检验的材料连接起来的系统的、连贯的科学体系的教育学．虽然他们取得了很大成绩，但终究未实现自己的目标．因为在完全的实证主义精神影响下的实验教育学派绝不可能彻底摆脱其唯科学主义的倾向．而同时期的进步教育运动不象实验教育学派那样一味追求知识的科学价值，他们更多的追求的是知识的教育价值．因此，在实证主义者们看来，进步教育学派奉行的是一种哲学多于科学、经验多于实验的整体主义研究方法进人20世纪30年代后，美国经济上的大萧条使得过去设有升学压力的进步教育运动面临了升学的压力，同时，实证主义的实验教育学派又不能满足人们的需求因此，对进步教育运动所取得成果的评价成为必然．这时，泰勒的“八年研究”(1933～1941)便应运而生了．他运用实验教育学派的方法研究进步教育实验。不仅回答了人们对进步教育运动提出的各种置疑，而且还说明了实验教育学派创造发展的研究方法与进步教育运动所采用的整体主义研究方法结合的可能性，进而也给实验教育学派的研究方法带来了新的生长点“八年研究”集进步教育学派和实验教育学派精华于一身，实现了整体主义教育实验和科学主义教育实验的第一次合流，把教育实验科学化又推进了一大步．这次研究的主要功绩是：说明了整体主义教育实验必须评价，也需要评价；评价要把定性与定量相结合；应把过程评价、结果评价和追踪评价相结合；建立了新的评价标准、评价指标及其相应的评价方法、测量工具和统计手段，从而建立了新的一整套的评价体系；避免了科学主义的实验设计、实验统计和实验评债过分实证主义化倾向，泰勒为教育实验的两大流派的相互趋近和融合作了开拓性的工作
3当代教育实验发展的基本特点
3．1教育实验与自然科学实验的关系
狭隘地认为教育实验是一种完全独立于整个实验体系井与自然科学实验分道扬镳的观点，早已不能适应当代科学技术和社会的相互融合的现实．以一种现代的大科学观、大社会观和大教育观来看待现今的教育实验才是科学而合理的．基于对教育实验的发展过程及趋势的认识，我们认为，对它与自然科学实验的关系应该这样看待：
教育实验作为一个独立个体，有其特有的发展规律——因此它在宏观上会沿着其固有道路发展，从这点上讲它是独立于其它实验个体(包括自然科学实验)的，是个性化的；但作为整个实验科学体系中无数个体中的一员，它又是与自然科学实验相并列而存在的，同时它又必然是开放性的——受到其它实验个体(如自然科学实验)的影响并与之进行物质和能量的交流，这种开放性使得教育实验在其个体发展过程中必然要吸收自然科学实验的先进理论和方法从这点上看，从一般教育实验基础上发展而来的整体主义教育实验与吸收自然科学实验理论而形成的科学主义教育实验相融合也是哲学层次上的必然结果．正是基于此，当代教育实验才具有了与以往教育实验不同的特点，
3．2当代教育实验发展的特点
