心理与认知科学(6篇)
心理与认知科学篇1
关键词：认知疗法；骨科；慢性疼痛性疾病
多数的骨科创伤患者由于在发生骨折的同时还伴有神经及软组织损伤，所以其主要的临床症状就是疼痛[1]。疼痛能造成患者发生烦躁、焦虑、血压上升等一系列心理及生理变化，从而对围术期护理及术后康复效果产生影响。我院对收治的骨科慢性疼痛性疾病患者在常规护理的基础上实施认知疗法进行干预。
1资料与方法
1.1一般资料将我院2013年8月～2014年9月收治的88例骨科慢性疼痛性疾病患者作为本次研究对象，其中男47例，女41例，年龄17～71岁，平均（37.8±3.3）岁。将88例患者依据随机双盲的原则分为对照组与观察组，两组患者的临床资料比较差异无统计学意义，P>0.05，存在可比性。
1.2方法对照组44例患者采取骨科常规护理干预措施，观察组44例患者在常规护理的基础上实施认知疗法进行干预，具体措施为：①健康教育：护理人员应当向患者讲述认知疗法的相关知识，使患者了解到该项治疗的具体流程及背景，对于存在误解的地方应当及时指出，从而使患者更好地配合护理人员展开工作[2]；②心理认知干预：护理人员需要对患者的心理特点与病情进行分析，采取科学的心理认知干预疗法。护理人员可与患者进行有效的沟通与交流，通过温和安慰的语言鼓励患者，并告知其治疗及康复训练等方面的知识，讲述成功的案例，从而逐渐消除患者的不良情绪，使其树立战胜疾病的信心[3]；③认知观干预：护理人员应当帮助患者树立科学的认知观，可以通过开展讲座、各类活动及观看宣传教育视频等方式使患者树立对疼痛、疾病的正确认识，从而提高治疗的依从性[4]。
1.3观察指标对两组患者护理后的疼痛程度进行记录与分析，其中0级表示微感不适或无疼痛，1级表示疼痛可耐受；2级表示疼痛较明显，3级表示疼痛无法耐受。并采用抑郁自评量表（SDS）及焦虑自评量表（SAS）进行评分。
1.4统计学方法采用SPSS19.0软件进行统计学分析处理，计量资料比较采用（x±s）表示，行t检验，P
2结果
2.1两组患者护理后疼痛改善情况比较观察组1级、2级患者比例显著高于对照组，差异有统计学意义（P
2.2两组患者SAS、SDS评分比较观察组SAS、SDS评分显著低于对照组，差异有统计学意义（P
3讨论
疼痛虽然是机体的一种十分正常的反应，但长期的疼痛可能会导致患者发生恐惧、焦虑等负面情绪。对于骨科慢性疼痛患者来说，采取科学的护理干预措施是保障临床治疗效果的重要因素[5-6]。认知疗法属于心理疗法的一种，主要用于对存在慢性疼痛、激怒及情绪抑郁等患者，当前在骨科慢性疼痛性疾病患者中得到了较为广泛的应用[7]。认知疗法的应用原理是依据认知过程对患者行为及情感影响的理论假设，通过行为与认知干预来逐渐改变患者对疾病的不良认知，从而提高患者对于疼痛及疾病进展的整体认识水平。
本次研究中，观察组1级、2级患者比例显著高于对照组，差异有统计学意义（P
综上所述，对骨科慢性疼痛性疾病患者在常规护理的基础上实施认知疗法干预，可有效改善患者的疼痛症状，并且有效减轻患者的焦虑、抑郁情况，值得推广。
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心理与认知科学篇2
关键词：科学知识变化；逻辑解释；认知解释；社会解释；评价
20世纪是现代科学迅速发展的世纪，也是科学哲学在激烈论战和频繁的范式变更中不断趋向丰富的世纪。纵观20世纪科学哲学在风云变换中发展历程，科学知识的发展变化问题则是一条贯串始终的红线。先是作为当代科学哲学第一个学派的逻辑实证主义提出了逻辑—理性论的解释模式。后又有50、60年代各个学派围绕这一问题的激烈论战。70年代以来，迅速崛起的科学知识社会学在对逻辑—理性论进行否定性批判的基础上，建构了科学知识变化的社会学解释模式。与此同时，当代认知科学和心智哲学在向科学哲学渗透和扩张的过程中又建立了科学知识变化的认知论解释模式。社会学解释模式的相对主义取向和认知解释模式的心理主义取向都正是弗雷格以来的现代哲学传统一开始就背弃的东西。所以，这两种解释模式与逻辑—理性论自始至终处于激烈论战和尖锐冲突的状态。然而，认知解释模式与社会解释模式也并非相安无事，知识社会学家不仅从根本上否定传统的逻辑解释模式，而且强烈地反对指向人类心智的认知解释模式，指责这种研究路线是“认知个体主义”（cognitiveindividualism）；[1]而认知理论家则认为社会学解释模式根本不能揭示新的知识信念发生和形成的实际过程，只有认知解释模式才真正揭示了知识变化过程的实际发生机制。可以说，在科学知识发展变化问题上，20世纪的最后30年就是在这三种解释模式分庭抗礼、相互攻讦中走过的。
那么，这三种解释模式之间究竟处于何种关系？激进的社会解释模式和激进的认知解释模式能够独立地对科学知识的发展变化做出充分的说明吗？在走向新世纪科学哲学的重建时，我们究竟应如何评价这三种解释模式？显然，恰当地评价这三种解释模式的成败得失，并在三种解释模式的共时性对比中，对近年在我国学术思想界影响日甚的科学知识社会学作一专题性审视、对当前在我国尚处于初始研究阶段的认知主义趋向作出基本的估计、对长期遭到否定和批判的逻辑—理性论给予准当的地位，这对于理解和把握科学知识及其发展变化的本质特征，探究和开拓科学哲学在新世纪的发展进路和进步方式均具有颇为重要的前提性意义。
1知识变化的逻辑—理性论解释模式
在弗雷格、罗素和维特根斯坦所奠立的语言分析哲学的基底上，逻辑实证主义学派建立了当代科学哲学的第一个研究范式，并为科学知识的增长和变化提供了逻辑—理性论的解释模式。按照逻辑实证主义的看法，科学知识的增长和变化是以归纳主义的逻辑方法完成的：一个科学假说被提出之后，科学家们便根据经验证据（即观察陈述）对之进行检验和评价；当经验证据以归纳确证的方式对该假说提供了一定概率度的支持时，这个假说便被作为科学知识接受下来。设h为一前知识型假说“燃烧是可燃物与氧进行的化合反应”，e1,e2,…en是对h进行归纳确证的经验陈述，那么，这一解释模式可简化表示如下：
h：如果燃烧就是可燃物与氧进行化合反应，那么任何物体燃烧后其重量都将增加；
e1：物体a1燃烧时重量增加；
e2：物体a2燃烧时重量增加；
……
en：物体an燃烧时重量增加。
所以，假说h得到逻辑确证，从而取得作为科学知识的地位。
这是早期的逻辑实证主义者对科学知识的增长问题所做的说明。20世纪50-60年代以后，以库恩、汉森等人为代表的历史主义学派使科学哲学发生了解释学的转向。科学研究的心理层面和社会层面也因之渗入了各种科学哲学问题的求解之中。这样，坚持弗雷格—罗素哲学传统的科学哲学家便不得不把单一的归纳逻辑方法从语言系统和信念变化的层面加以扩张和整合，并进而以此来为知识发展变化的逻辑模式进行新的辩护。其代表人物包括列维（i.levi）、萨尔蒙（w.salmon）、勒里尔（k.lerer）等人。按照他们的看法，对科学知识的增长和变化应采用如下这种以科学家的信念变化为基础的逻辑图式进行说明。
科学家们拥有一组在先的信念；
科学家们使用某种逻辑方法；
当科学家们把这种逻辑方法应用于在先的信念时，他们便逻辑地得到一组新的信念；
所以，科学家们接纳这组新的信念作为科学知识。
针对历史主义科学哲学对科学知识变化的认知解释和社会解释取向，列维等人再次强调了认识论研究的逻辑—理性主旨：“认识论的中心问题应当是为知识改进的标准提供一个系统的说明。……提供一种关于条件的系统刻划，在这些条件下，知识汇集中的更替是正当的或得到辩护了的。”[2]列维从科学家信念变化的视角把科学知识的增长和变化问题析解为如下三种辩护。（i）在时间t，x（一个科学家或一个科学家共同体）有知识汇集kx,t。对于x来说，知识的变化问题就是：他以这样那样的方式改动他的知识汇集，并且必须对他自己就他拟作出的任何改动进行辩护。（ii）x不是对他自己辩护他的知识汇集的修改，而是要对其他的某一个或某一群行动者y辩护其知识汇集的转变。（iii）在时间t，x的知识汇集中有h而y的知识汇集中没有h，x就要对y就y为什么应当修改他的知识汇集以便与x的汇集相一致进行辩护。显然，知识的增长和变化取决于这三种辩护的成功。而后两种辩护的成功又建基于第一种辩护的成功。
按照列维的描述，x把h添加到其知识汇集中的合法性是以初始汇集的各项为前提得到逻辑辩护的。具体地说，x在时间t的知识状态就是x在时间t在语言l中的一个语句集kx,t，且kx,t满足如下两个条件：（i）kx,t是演绎闭合的，即语言l包含了kx,t语句集的所有演绎推论。（ii）kx,t包含演绎闭合集uk（语言l的原始汇集）所有可用语言l表达的项，uk由所有逻辑真、集合论真、数学真或其他无论什么被算作“不可改”的断定所组成。因为只有这样，现实的科学研究乃至一般思维才可以实际地进行、才可以被理解。“知识的改变，或更确切地，关于什么是真、确定地真和不可误地真的承诺的变化，是从一个演绎闭合集到另一个演绎闭合集的转换。”[3]而这种转换是遵循某种逻辑程序或常规的结果。列维认为知识的变化和增长正是因此而得到合理性的辩护。列维还特别针对波普和库恩的历史主义取向指出，x修改他的知识汇集的合法性完全服从于“客观的”或“主体间的”评价；“就popper当真打算把修改知识汇集的问题作为‘主观的’或‘实用主义的’问题而取消来说，他已经使知识增长的问题变得平庸了。更糟的是，他暗中把这个领域留给了这样一些人，他们坚持人类知识的增长应该是心理学化的，社会学化的，或历史学化的——而不是合理化的。”[4]
尽管早期的逻辑实证主义者卡尔纳普等与列维等后期人物在x辩护h的具体逻辑方法方面有所不同，但就其作为解释科学知识变化的模式来说，二者是一脉相承的。其实质内含均在于，试图把科学知识的变化和增长解释为把某种逻辑方法运用于在先的确证命题或知识汇集的结果。20世纪80年代后，格登弗（p.gardenfor）在《增长中的知识》（1988）、豪森（c.howson）和阿贝奇（p.urbach）在《科学推理：贝叶斯传统》（1989）以及列维在《信念的固定及其取消》（1991）等著作中，继续坚持上述的这种逻辑主义解释模式。当然，他们在反击认知解释模式和社会解释模式的同时，也从一些方面对逻辑解释模式进行了补充和修正。
2知识变化的认知论解释模式
随着心理学在20世纪50年代后日渐从外部的行为主义转向对内部心理过程的考察、随着语言分析哲学在60年代以后逐步深入到人类心智的层面来探讨语言及其意义发生作用的机制，到70年代中期，在哲学、心理学、计算机科学、神经科学、语言学和人类学等学科的基础上，形成了以人类心智的认知现象为研究对象的认知科学（cognitivescience）。随后，认知科学的理论与方法广泛地渗透到科学哲学领域。从人类心智的认知过程和认知机制来研究解决知识的变化和增长问题便成为科学哲学家们致力研究的重要论题。p.丘奇兰德（p.churchland）、r.吉尔（r.giere）、p.萨加德（p.thagard）等都是对科学发展和知识变化进行认知解释的著名代表人物。认知科学哲学家解释科学知识变化的基本立足点是个体科学家的心理表征。这种解释与弗雷格以来的反心理主义传统背道而驰。按照认知解释，人类心智包含表征结构和表征程序，心智的表征程序对表征结构进行心理操作而产生出新的表征结构，科学知识变化的本质就是形成这种新的心理表征结构。认知解释模式可简化表示如下：
科学家们拥有一系列蕴涵在先信念的精神表征；
科学家们的认知机制包括一套计算性的精神操作程序；
当科学家们把其精神操作程序应用于其精神表征和在先的信念时，便产生出一组新的信念表征；
所以，科学家们接受这些被得到的信念表征作为知识。[5]
认知解释模式本质上是一种非逻辑—理性型的解释模式。因为它把各种非逻辑、非理性的心理表征作为科学知识变化的根本。它虽然也把类命题性的信念包括在心理表征之列，但它认为在科学知识的形成和变化中图像、映射（mapping）和视觉形象等等非命题性心理表征才是根本性的东西、才起着决定性的作用；信念的形成和接受并不是基于客观实在性和逻辑推导性而是基于信念的融贯性：信念被接受乃是在于它们的精神表征程序的操作性及其与其他信念表征的融贯一致性，而所谓融贯一致性也是指信念借助于心智的联结运算法则的可表征性。
具体地讲，认知理论家对科学知识变化的解释主要是借助于认知科学的分类、学习、概念化、范畴化和模型化理论来进行的。认知主义者认为，“对思维最恰当的理解是将其视为心智中的表征结构以及在这些结构上进行操作的计算程序。”[6]因此，科学知识的生成和变化过程就是个体科学家通过心理表征和计算操作程序把以各种方法形成的心理表征进行类别化、概念化、范畴化和模型化的过程。按照认知理论，因为“我们的认知能力在某一时间只能处理一个层次、只能认知事物在某一个认知层次上存在而在其他层次上不存在的性质。”[7]所以，当我们认知任何事物时，心智的计算性认知程序将本然地首先把认知的事物归于某个层次或某个类别。
就科学知识的变化来说，重要的是概念化过程和模型化过程。所谓概念化就是指通过内部的心理表征和计算操作程序以某个认知对象为中心形成一个新的表征图式。萨伽德在“化学革命的概念结构”（1990）一文中以拉瓦锡的氧化论为例，对科学知识形成和变化的过程进行了认知主义的概念化解释。萨伽德的说明包括两个部分，一是从心理表征层面描述了拉瓦锡形成氧化图式并以氧化图式取代燃素图式时所发生的概念图式组合过程；二是根据心理表征的融贯性对拉瓦锡选择氧化论而不选择燃素论进行了说明。在这两部分说明中，概念图式都仅仅通过内在的精神表征系统而得到，心理表征的融贯性则通过详细说明的、心理上似乎真实的计算程序来判定。[8]“关于科学知识变化的模型化理论，主要地利用（employ）认知心理学的研究资料去理解科学理论的结构，并进而阐明模型化在关于科学知识的变化发展中所起的作用。”[9]按照模型化理论，在科学知识模型的构建和变化中，心理认知的模型建构过程是以某特定表征性概念为中心向的辐射建构；对特定概念的心理表征的不同，将导致心理计算操作过程中形成一个不同的建构模型。“钟摆概念的核心内容与内容的结构模式是依赖于人们关于经典物理学的知识的。没有受过经典物理学之正规训练的人与专家（例如物理学教授）将会有很不相同的概念模型建构。”[10]总之，概念化也好，模型化也好，其根本之点均在于认为，科学知识的形成和变化过程完全是内在的心理表征和计算操作的结果。
不难发现，认知解释模式所假定的精神表征和计算理论与逻辑—理性方法有着实质性的不同，而且它把非逻辑性的精神表征和精神操作置于科学知识发展变化的根本性地位。“所以，对于提供关于科学的理解来说，认知解释模式与逻辑解释模式是相互对立和相互竞争的对手。”[11]
3知识变化的社会学解释模式
沿着库恩的《科学革命的结构》所开拓的方向，1970年代兴起了以研究科学知识变化问题为核心内容的科学知识社会学学派。与认知主义者关注于个体科学家的心理表征和认知机制不同，科学知识社会学者则把探索的目光聚焦于科学知识变化的社会学侧面，试图以此来揭示科学知识变化的本质。按照科学知识社会学理论，科学知识的发展变化本质上依赖于科学共同体的社会联系，以及科学家们从个人利益到民族情感的利益关系和权力关系；正是这种利益关系、权力关系和各种其他社会联系决定着科学家们的研究和科学知识的变化。社会学解释模式可简化为如下图式：
科学家们有在先的信念和利益；
科学家们处于社会联系和权力关系之中；
科学家们在先的信念和利益及其社会联系和权力关系引导他们得出某些知识信念；
所以，科学家们接受这些信念作为科学知识。
布鲁尔（d.bloor）和巴恩斯（b.barnes）所提出的“强纲领”典型地体现着知识之社会学解释模式的实质内含和本质特征。按照布鲁尔的看法，对科学知识产生、变化和增长的说明必须贯彻四条基本原则。[12]（1）因果性原则：对科学知识变化的解释应是因果型的，即，应涉及那些导致各种信念或知识之状态的社会性条件。（2）公正性原则：在对科学知识变化的说明中，应当公正地对待真理与谬误、成功与失败。而不能戴着“事后之明鉴”的有色眼镜去进行说明。（3）对称性原则：对科学知识变化过程中所产生的真实信念和错误信念、理性信念和非理性信念，要以同一类型的原因去解释和说明。（4）反身性原则：对知识变化的社会学说明模式必须能够运用于它自身。以这四条基本方法论原则为基础，布鲁尔、巴恩斯等人通过对科学史案例的研究，对科学知识的变化给出了社会学的说明：科学知识的产生和确立在其决定性环节上是由科学实践活动的各种社会因素决定的，“我们如何使用概念，尤其是如何扩展概念，其中起决定性作用的是社会文化因素。”[13]科学知识社会学经常引用的两个案例是巴斯德—普歇案例和拉瓦锡—普里斯特列案例。前者主要用于体现知识形成和变化的利益—权力本质，后者主要用来展示科学研究和知识传播的社会机制对知识之确立的影响。
按照早期的逻辑—理性论解释模式，巴斯德1862年的曲颈瓶试验合理性地证实了生命非自然发生学说。因为曲颈瓶试验表明：在只有纯净空气能进入培养液——肉汤的情况下，肉汤并不腐败、并不产生微生物；直颈瓶中腐败肉汤的微生物实际上并不是肉汤自身产生的，而是由不纯净的空气带入的。所以，“生命并不能由无生命物质自然生成”是逻辑—理性地确立的。布鲁尔认为对当时科学知识变化的这种逻辑—理性解释模式至少是不充分的。因为，普歇从干草浸液中培养出微生物的实验，无论是其实验方法、实验程序还是其结论，在当时的科学背景下是同样确实可靠的。巴恩斯和布鲁尔指出，拉卡托斯和劳丹等逻辑—理性论者把科学增长的合理性方面充分地用科学发现的逻辑来说明，把无法以此说明的所有问题交给社会学家去进行非合理性的解释，这“很典型地是在坚持某种形式的二元论”[14]。按照他们的看法，巴斯德的反自然发生说在当时取得胜利而普歇的自然发生说遭到失败，乃是由于它们处于不同的社会利益和权力关系之中。他们引证历史资料指出，在1864年对巴斯德—普歇争论进行评判的五个委员中有两个原本就反对自然发生说，还有两个与巴斯德相熟的成员理所当然地信仰巴斯德的理论，评判的结果自然是巴斯德的理论获胜；当然，巴斯德的理论的确是正确的，而普歇的观点的确是错误的，但这一评判是在1876年科学家发现干草浸液中有一种煮沸到100摄氏度仍不能杀死的胚芽时，才能“合乎理性地”做出的。所以，科学知识的变化实际上是社会利益和社会权力运作的结果，而不是依逻辑和理性程序运作的结果。
布鲁尔等人还以氧化学说的建构过程对知识变化的社会交流本质进行了论证。（1）拉瓦锡的氧化论主要是在与众多的朋友和合作者的社会交际和信息交流中形成的。例如，1772年马尔乌向拉瓦锡演示金属煅烧时增重的试验；1774年普里斯特列在访问巴黎时向拉瓦锡报告并展示氧化汞加热时产生气体并形成红渣的试验；拉瓦锡作为法国科学院的成员对其学术研究会议广泛参与；在拉瓦锡周围形成的质疑燃素说的那个共同体；等等。（2）拉瓦锡作为税务承包人所拥有的充足的资源和时间则为他进行研究、交际并最终建立氧化学说提供了保证。（3）法国科学在18世纪后期的制度组织方式则是氧化学说得以形成和确立的关键因素。在被高度组织化和中心化的法国科学共同体中，作为科学院成员的拉瓦锡的权威力量、正式教育的压力、集中学习的社会组织方式、科学领域的就业机会以及奖励与赞誉的竞争体系，所有这些都为氧化学说的形成和确立提供了肥沃的土壤。布鲁尔认为正是这样的社会性过程，而不是逻辑和理性，导致了氧化学说并确立了其作为科学知识的地位。
布鲁尔和巴恩斯的中心思想是，传统科学哲学对知识发展变化的合理性解释本质上建基于不公正的和有偏见的方法论，是对科学史进行典型的“辉格式解释”的结果。科学知识发展变化的社会学解释建基于丰富的科学实践，这种解释才真确地揭示了科学知识变化的本质内含。
4评价与结论
近代对科学知识及其变化寻求逻辑—理性解释的传统发端于笛卡尔。弗雷格、罗素、早期维特根斯坦和逻辑实证主义学派所建立的逻辑解释模式正是探讨知识问题的逻辑—理性传统在当代的发展。其核心在于，要求把人类认识或知识问题的研究与主体的个别心理过程和社会事务严格地区分开来，认为知识的辩明和确立的问题是一个纯粹语言—逻辑的意义运作问题，既与认识主体的个别心理过程无关，更与认识主体的各项社会事务无关。“直到1970年前后，‘被普遍接受的标准观点’仍然是：对于哲学的目的来说，科学理论是被解释的、形式的、公理的系统。一个理论的公理是原则上或为真或为假的陈述；‘定律’则被理解为普遍概括；科学理论则具有一种公理的、演绎系统的结构。”[15]
自从库恩的《科学革命的结构》（1962）发表以来，批判、否弃传统的逻辑—理性解释模式逐渐成为科学哲学的主流倾向。经过一番与传统理论的激烈论战，这一倾向终于在70年代后整合演变为关于科学知识变化的社会学解释模式和认知主义解释模式两大基本取向。
毫无疑问，认知理论家和科学知识社会学者对传统的逻辑解释模式的许多批评都是正确的。正如认知理论家所指出的，关于知识增长的认知研究提供了比逻辑传统丰富得多说明资源，非逻辑的心理表征的确在科学知识的形成和变化中起着重要作用；也正如社会学者所指出的，逻辑解释模式的确是不充分的，社会因素确实对科学知识的产生和变化起着重要作用。但问题在于，抛弃逻辑—理性因素的认知主义解释模式和社会学解释模式也不能对科学知识的形成和变化给出令人满意的解释。比如布鲁尔颇为得意的巴斯德—普歇案例，当时的科学界接受巴斯德的理论固然有诸多社会因素的作用，但逻辑—理性还是居于重要地位，而且社会因素的作用终究要让位于逻辑—理性因素；因为，即使当时的科学界由于社会因素而接受了普歇的理论，这一状况最多也只能坚持到10年后的1876年。科学不可能由于社会因素而一直“固执”下去。这正是科学成其为科学、科学区别于其他人类文化现象的本质所在。另一方面，尽管在科学家的认识过程中各种非逻辑性的精神表征及其内容起着重要作用，但所有这些精神表征都必须经过命题性的逻辑—理性环节才能落实下来、才能确立其作为科学知识的最终地位。所以，尽管科学知识社会学和认知主义理论在对传统的逻辑解释模式进行批判时显示了其优越性，但如果从建设性向度去考察它们，抛弃逻辑—理性因素后，单独的社会解释模式和单独的认知解释模式也同样不能对科学知识及其变化给出令人满意的解释。
关于激进的社会解释模式和认知解释模式，库恩的态度尤其值得我们注意。库恩虽然以其《科学革命的结构》直接开拓了当代科学哲学的社会学进路和认知论进路，但库恩对激进的社会学解释和认知主义解释并不赞同。针对布鲁尔和巴恩斯所主张的激进的科学知识社会学理论，库恩曾明确指出：“‘强纲领’已经被广泛地理解为主张权力和利益就是一切。……谈论证据或谈论从证据中引出的断定的合理性，以及谈论那些断定的真理性或可能性，被视为不过是修辞学。而在这种修辞学的背后，则是被得胜方掩盖的其权力力量。由此，被当作科学知识的东西不过是因权力而得胜的一方的信念。我站在那些人一边，他们已经发现了强纲领的主张是荒谬的：一个解构发疯的例子。”[16]库恩与认知科学之间则是一种颇为微妙的张力关系。“库恩的《科学革命的结构》出版于著名的‘认知革命’（thecognitiverevolution）的萌芽时期。库恩和认知科学所设法对付的都是知识问题、概念问题和学习问题，而且在库恩与认知科学对这些问题所提供的说明之间是一种平行共进的关系。然而，库恩却从没有使用认知科学——尤其是认知心理学——的研究资料。尽管认知科学的研究资料对库恩的范式理论将会给予有力地推进。这一情况是令人迷惑的。因为库恩对于‘心理学化’并没有传统哲学的那种憎恶；而且事实上，来自认知心理学的理论将支持《结构》中最激进的那些主张，诸如概念变化的‘格式塔转换’这一主张。的确，《结构》所描绘的研究纲领似乎本然地就是历史的、哲学的和心理学的。”[17]那么，库恩为什么从不使用认知科学的研究资料呢？这一被称为“库恩之迷”（kuhnianpuzzle）的论题近几年在科学哲学领域引起了广泛的讨论。据安德森（h.andersen）和纳塞申（n.j.nersessian）的研究，库恩之所以从未使用认知科学的研究资料，其根本原因在于，库恩并不赞成认知主义所主张的那种激进的心理表征模型。库恩的基本立足点是，“发生于科学革命、规范科学和科学学习中的那些思维并不是基于心理规则，而是基于范例。以规则为基础的关于思维的‘心的计算理论’实际上正是库恩力图排除的东西。”[18]总之，库恩虽然把个体认知维度和科学的社会维度引入了科学哲学、虽然他坚持认为科学实践包含着心理认知维度和共同体的社会维度，但他同样反对70年代后发展出的那种激进的社会学解释模式和激进的认知主义解释模式。
20世纪的最后30年是关于科学知识的逻辑—理性论遭到猛烈批判和极度挤压的时期。认知主义者和科学知识社会学派是分别从不同侧面对之进行否定性批判的集中体现。传统的逻辑—理性论解释模式的确存在诸多不足、的确必须从科学家个体的心理认知机制和科学共同体的社会性质维度加以丰富和完善，但如果抛弃逻辑—理性这一根本点，把科学完全“心理化”或“社会化”，必将模糊科学的独有特征、抹煞科学与其他人类文化的区别、最终将使人类理智的科学理性向度及其体现的逻辑—理性精神弱化、湮灭于其他文化形式之中而面临消亡的危险。在新世纪之初回过头来总结百年来科学哲学的发展、构思其未来进路时，我们不妨引用一下维特根斯坦在其最后的著作《论确定性》中关于知识的确定性问题所说的一段话：思想的河床可以移动。但我们需要区分河床中水的运动和河床本身的移动；虽然它们之间并没有明确的划分。虽然作为河床的部分泥沙会与河水一起运动，但河流在任何时候都必须有确定的河床。[19]
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心理与认知科学篇3
关键词：学科理解；化学核心素养；学科育人价值；教师专业发展
文章编号：1008-0546（2017）03-0013-03中图分类号：G632.41文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.03.004
高中化学课程的实施，强调在教师帮助与同伴互助下，使学生认识化学科学、理解化学科学，培育“宏观辨识和微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“实验探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等化学核心素养。要达成此目标，离不开教师对化学科学的认识、对化学核心素养内涵的理解、对化学科学育人价值与化学核心素养关系的把握。因此，实施基于核心素养培育的高中化学教学，强调增进化学教师对化学学科的理解，建构起对化学知识、化学认识方式等的结构化认识，进而认识到化学学科育人价值并在教学活动中自觉落实。
一、为何强调增进学科理解
学科核心素养是在相应课程学习过程中发展起来的、具有学科特质的关键能力与品质。这些关键能力与品质，包含相应学科学习与研究过程中发展起来的认识客观事物与分析解决问题的思维方式与关键能力、培育起来的情感态度和价值取向等。
各门学科因具有独特的认识对象与研究任务，体现着自身独特的学科本质特质（即学科特质），从而成为相对独立的学科。而对学科研究对象的认识与核心任务的解决，需要相应的认识方式、思维方法与能力要求。因此，不同学科将承载着发展不同关键能力与品质的功能，承载着不同的育人价值，从而发展不同的核心素养。换句话说，学科的本质特征、学科的核心任务以及学科的实施（学习）方式将制约着学科核心素养[1]。
因此，为了理解与把握学科核心素养，并在学科教学中培育学科核心素B，教师必须增进学科理解。所谓学科理解，是指教师对学科知识、认识方式和思维方法的系统化、结构化理解，其本质是建立起富有学科特点的审视认识对象与现象、分析与解决问题的思维，以及在学科思维指导下建构起来的对学科的本原性、整体性的认识。只有教师认识、理解所教的学科，把握学科本质特征、研究对象与任务、认知思路与方式方法，明确学科的功能价值等，才能把握住学科应该发展哪些关键能力、培育哪些品质，以及采用怎样的教学方式来开展课堂教学以利于学科关键能力和品质的培育，从而将核心素养的培育落到实处。
二、化学教师对化学科学应有的基本理解
化学教师理解化学科学的标志，是对学科内容知识、认识论知识和学科核心观念等方面建构起整体性认识，从而形成良好的化学知识结构[2]。从目前化学教师的学科理解情况看，强化对化学认识论知识的理解显得尤其重要，即对化学科学的基本问题、研究的水平层次、解决的基本任务及其方法论等方面形成基本的理解。
理解化学科学，首先要认识化学学科的本质特征。要认识学科的本质特征，前提是明确学科本质特征究竟是由什么决定的。实际上，一门学科的本质特征，是由这门学科的研究对象所决定[3]。因为学科研究对象不同，将导致学科研究的基本问题、研究的基本方法、研究的水平层次等有差异。这些差异共同决定着学科的本质特征。
1.化学研究对象与基本问题
化学研究的对象是什么？《普通高中化学课程标准（实验）》指出：“化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然科学，其特征是研究分子和创造分子。”因此，化学科学研究的对象是物质，并在研究物质的基础上实现对物质组成与结构、性质与应用的认识，并最终达成创造物质、服务人类、推进现代社会文明和科学技术的发展。
研究物质性质及其应用、创造新物质，离不开对化学变化这一实现物质转化途径的研究。所以，物质及其转化是化学科学的核心。对于物质及其转化的研究，首先要回答物质及其转化“有什么”或“是什么”，即探寻物质及其转化规律。在此基础上，还要回答为何会存在这样的规律。于是，化学科学在认同分子、原子等粒子客观存在前提下，立足于原子、分子水平开展物质及其转化的研究，建构科学理论，回答“为什么”的问题。因而，探寻物质及其转化的基本规律、建构物质及其转化的科学理论成为化学科学认识的两大基本问题。[4]
2.化学研究方法与学科思维
物质及其转化的基本规律是人们认识和解决问题实践活动的结果。由于化学物质的多样性和物质运动的复杂性，因而对于物质及其运动变化的基本规律的认识需要开展科学探究，需要借助实验、观察等多种手段，在获取事实和证据基础上进行加工与整理，通过比较、分类、归纳、概括等思维活动建立起实质性联系，进而得出合理的结论。因此，以实验为主的科学探究成为化学科学认识基本活动，实验成为化学研究的重要方法与手段，并在化学科学发展过程始终处于核心地位。
由于物质是由原子、分子等微粒构成的，因此物质及其转化的特点与规律总是与构成它们的微粒的种类以及连接方式有关，即物质及其转化的规律是物质微观结构的反映。因此，化学科学在所观察到的物质及其转化的事实并形成物质及其转化规律的基础上，为解释物质及其转化的事实和规律性，必须立足于分子、原子的微观水平视角，借助分析推理与合理想象，运用多种模型和化学符号来描述和解释化学现象，最终建立起物质及其转化的科学理论[5]。
因此，研究物质及其转化问题，建构物质及其转化的基本规律和科学理论，需要借助观察与实验等手段，从物质及其变化的宏观现象入手，在分子、原子等微观水平上分析研究，并运用化学符号、模型加以表征。同时，在表征物质及其变化的宏观现象、微观本质、符号模型间建立起联系与转化。所以，“宏观-微观-符号”三重表征成为化学学科特有的思维方式，化学用语、化学模型成为表征物质及其变化的独特方式。
3.基于W科理解的化学核心素养分析
化学学科的育人价值主要体现为帮助学生正确认识化学、学会研究化学和科学运用化学三个关键方面[6]。结合前述化学学科基本理解可知：正确认识化学，强调学生理解化学学科的本质特征，学会从多角度、多层面理解物质世界，建立起对物质世界本质的、整体的认识，形成科学物质观；学会研究化学，就是要建立起看待物质及其变化的世界观和方法论，形成化学基本观念，掌握科学的思维方式与方法，发展科学探究能力，形成研究的科学态度、务实的科学精神和坚毅的科学品质；科学运用化学，要求帮助学生深刻理解化学与技术、社会和环境的关系，学会运用化学知识认识和改造物质世界，学会合理利用自然资源、创造新物质，形成正确的化学价值观与科学伦理观，增进社会责任感、促进社会的可持续发展。化学核心素养作为学科育人价值的独特体现，很好地反映了化学学科的育人价值。
（1）化学核心素养反映了正确认识化学的要求
化学核心素养强调学生理解化学学科的本质特征，建立起对物质世界的本质性和整体性认识，形成科学物质观，体现了化学学科在促进学生正确认识化学的育人价值。如，“宏观辨识”“微观探析”“模型认知”强调从宏观、微观、符号“三重表征”来认识物质及其变化，使用化学符号与模型描述、解释化学现象，正确对物质及其变化进行分类并建立起物质及其转化关系的认识，从微观层面建立起物质的组成、结构和性质的联系；“变化观念”“平衡思想”强调认识物质的运动特性及其变化的条件性，认识到物质运动变化的对立统一、联系发展及动态平衡，建立起物质及其变化的特征和规律；“证据推理”“实验探究”强调理解科学探究的意义，认识到化学研究需要以实验为手段获取事实与证据，并开展基于证据的分析推理等；“科学精神”“社会责任”强调化学研究需要严谨务实、实事求是，认识到环境保护和资源开发的重要性，深刻理解化学、技术、社会和环境间的相互关系，认识到化学对社会发展、科技进步的重大共享等等。
（2）化学核心素养反映了学会研究化学的要求
化学核心素养作为学科发展起来的核心能力与品质，对如何开展化学学习研究起到很好的指导作用。其中，“宏观辨识与微观探析”强调建立“宏观-微观-符号”的化学学科思维，应用分类的方法对物质及其变化进行研究从而揭示物质及其变化的规律，建立起“结构决定性质、性质决定应用”的观念；“变化观念与平衡思想”强调从内因和外因、量变和质变等多个方面分析物质变化及其伴随的能量变化，应用对立统一、联系变化的观点考察化学反应；“证据推理与模型认识”“实验探究和创新意识”“科学精神和社会责任”强调化学研究需要务实的科学态度和敏锐的创新意识，需要缜密地假设、科学地探究，开展基于证据的分析推理、得出科学结论，运用模型描述和解释化学现象、建构解决问题的思维框架等。因此，这些素养从对化学学习研究的认识方式、认知思维、科学态度等方面提出了具体要求，体现了化学学科在促进学生学习研究化学方面的育人价值。
（3）化学核心素养反映了科学运用化学的要求
在科学运用化学方面，不仅要运用化学，还强调要科学运用。这意味着，一方面要能够自觉应用化学知识去指导工农业生产、解决与化学相关的问题，应用化学技术创造性开展工作、创造新物质，从而有效地促进人类与社会发展；另一方面，还需要深刻理解化学与技术、社会与环境的相互关系，建立起科学的伦理观、科技观和价值观，增强社会责任感，确保化学及其技术应用要能很好地促进人与自然、社会和生态的和谐发展。即在解决与化学相关的社会问题、参与社会决策时，应密切关注化学过程可能带来的各种影响，以保护环境和资源为前提，权衡利弊、秉持可持续发展和绿色化学这一解决相关问题、开发利用自然资源等的基本思路与原则。对于这些方面，“创新意识”“科学精神”“社会责任”等三个方面的核心素养得到了很好的体现。
四、结语
综上分析，化学教师只有增进化学学科理解，明确化学学科育人价值，才能把握化学核心素养的内涵，并自觉地在化学教育教学实践活动中培育学生化学核心素养。因此，教师应注重通过多种途径和方法来提高对化学学科的理解。一方面，化学教师应加强对课程标准、教科书、专业杂志的学习与研究，从理论层面提升对化学学科的理解。如高中化学课程标准，对化学课程的性质与理念、目标与价值、内容与实施等作了详细的规定，这些规定对化学学科特质做了较为详细的诠释，是从理论层面增进学科理解的最有价值的文献；而《化学教学》、《化学教育》及《中学化学教学参考》等杂志，也刊载了大量关于化学教师PCK知识、化学基本观念、化学学科思维等方面的文章，对这些文章的学习与研究，也能增进教师对化学学科的理解。另一方面，开展基于课堂教学的实践与反思活动，对增进教师的化学学科理解也具有十分重要的实践价值。具体到教学实践中，教师结合具体的教学内容进行多角度审视，借助WWWH认识论思考模型、化学核心观念的概念图等技术，增进对化学核心知识的理解，建立起各类知识间的基本关系，从而能整体性理解化学学科、理解科学的本质[7]。在此基础上，结合自己的学科理解去设计、实施课堂教学，结合课堂教学去反思自己的教学理解等等。
参考文献
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心理与认知科学篇4
一、学科中心课程的内涵诠释
学科中心课程的理论基础是理性主义。该理论把知识的来源与选择、组织与学习作为课程设计的中心问题，主要探询知识的逻辑分类、阶段划分以及生成途径等问题。夸美纽斯的“泛智课程”以及把一切知识领域中的精华灌输给儿童的思想，赫尔巴特主张学校要开设多种学科对学生进行教学的观点，这些都是理性主义的产物。它们经由斯宾塞、巴格莱、泰勒、布鲁纳等人的不断丰富、完善和发展，形成了学科中心课程理论，这种理论逐渐成为各国课程开发的首选。
人类在漫长的岁月中，积累了丰富的学问、知识、技艺等系统知识。这些知识是人类文化遗产的精华，反映了人类集体的智慧，被认为是教育内容选择的重要视点。学科中心课程旨在把人类千百年积累下来的文化科学知识传递给下一代。它强调从科学门类及分科知识体系出发，以有组织的学科内容为材料依据，按照学科结构来确定所要学习的内容，注重学科知识体系的完整性。其核心思想是：如果学习者通过学习各门学科，理解了学科知识的结构，掌握了某些深奥的原理，那么，学习者就无需知道各事物的属性，更无需与每个事物打交道。在教育价值观上，学科中心课程以满足社会的需要为目的，以学习者通过系统学习各门学科，最终把人类所积累的文化科学知识遗产传承下来作为其主要旨趣。
这种课程的特点是重视成人生活的分析，重视课程的逻辑组织和系统性，以学习者获取一定数量的知识和技能为目标，为学习者未来生活提供充足的结构化的知识准备。各门学科并列编排，教学方法上采用背诵和教师灌输，传授文化遗产和科学技术成果。它除了以逻辑方式组织教材外，还强调认知结构所具有的心理方面的因素，主要包括探究方式、认知模式的配合，学习者智能的发展，以及适当的教学程序等[2]。学科中心课程观最典型的流派包括永恒主义、要素主义等。上世纪60年代以来，布鲁纳的结构主义课程论把学科中心课程的发展推向了极致。
二、学科中心课程的理论假设
学科中心是一种历史最为悠久的课程设计价值取向之一。学科中心课程具有顽强的生命力，也是时下最基本的课程形态，这与人们对学科知识的信念密切相关。从哲学上讲，学科中心课程的基本假设是：知识的“旁观者理论”。这种理论秉持一种客观主义知识观，坚持主、客二分的观点，把知识看作是独立于人之外的客观存在，具体形式为概念、原理、规律和理论等。这种理论认为，知识实际上是人们对客观现实世界认识的结果，它不依赖于学习者而存在，不受学习者处理材料和组织经验特殊方式的影响[3]，是可以通过传送或灌输方式“给予”学习者的实体。它认为人们认识世界的目的就在于排除个人经验与偏见，从而获得关于事物的绝对真理。知识的“旁观者理论”把知识视为对实在的“静态”关注或摄取，认知的主体与对象相互分离与相互割裂。认知者不过是“旁观者”或“局外人”，只是以一种“静观”的状态来获取知识，是等待被知识“填装”的容器。这样一来，认知就被理解为一种认识“对象”呈现给认知者的事件，使得主体与客体、人与自然等形成二元对立，彼此间沦为反映与被反映、控制与被控制和主导与从属的关系。
由于如此看待知识和认知，人们就确信，借助客观的方法就能获得对客观世界的绝对知识[4]。于是客观世界就被人们分解为许多细小的知识部分，分别由不同学科来进行研究，从而形成了各门系统的知识领域。知识的“旁观者理论”反映在教育上，课程就逐步按当代各门科学的知识体系来划分，从有关科学领域中选择重要知识作为课程内容，按一定的顺序组合为各种不同的学科课程，形成了以学科知识为价值取向的课程。学科中心课程就建立在这样一个假设上：复杂知识可以还原和分解为简单知识，人们通过学习各门学科知识，就能形成关于世界的整体知识。
而在后来的课程实践中，人们逐渐发现，依据知识的专门性来不断分化学科的设置方式，不仅割裂了知识的整体联系以及知识主体的理解力，而且也使学习变为被动接受的过程。这种课程也就异化为远离学习者经验和不能对其行为发生实质上影响的东西。
三、学科中心价值取向课程的组织形式
这种按照专家研究所确定的一门门学科组织起来的课程体系，被称为学科中心设计。学科中心课程从古至今有一个长期的演变过程，存在三种最基本的组织形式，即科目设计、学术性学科设计、综合性学科设计。
1.科目设计
科目设计就是把课程内容分为众多科目，并赋予一定的价值等级，区分出不同科目对各类学习者的适合程度。科目设计课程由各自具有独立体系、彼此缺乏联系的科目所组成，是一种最古老、最广泛使用的课程组织形式。在西方，起源于古希腊、古罗马的七种自由艺术，意味着囊括了有教养者应必备的完善知识的教学科目。就我国而言，奴隶社会初期，就有“理大物博，不可阐也，圣人为之立官分守，而文字亦从而记焉”的叙议[5]。在奴隶社会的鼎盛时期便产生了以“六艺”为教育内容的科目课程。后来的永恒主义、要素主义和结构主义课程观，均强调掌握体系化了的人类经验的宝库，按照学科门类和知识结构的形式组织知识，强调心智训练。
科目设计的实质在于其组织的内在性质。每门科目都有意识地阐述专门的和同质的知识体系，注重以最有逻辑、最经济、最实用、最真实以及最易接受的形式来陈述知识，以便培养最大限度掌握知识的人。这种传统学科中心课程有三个主要特征：其一，强调知识的类别性和安排学科的计划性。它把不同科学领域的专门知识划分为不同的学科，然后根据不同教育阶段的目的任务和学生的接受能力，确定需要设置的科目，编辑各科的基本内容，分配各科的教学时间。其二，注重学科内部的逻辑性。各科内容具有内在的逻辑联系，同一学科在不同的教育阶段既有程度的差别，又有前后的衔接。其三，强调不同学科的不同价值。主张以不同价值的学科去满足不同学生的要求，强调区分和适应学生个别差异。其四，课程科目设计的范围，由需要进入课程的一系列科目所决定，也受每门科目中的内容制约。
科目设计的优点在于：科目设计是根据各学科领域中基本知识的发展情况来进行组织的，它是使学习者熟知文化遗产要素的最有效的组织形式。通过学习有组织的题材体系，有助于知识的系统化，把那些毫无联系的因而容易遗忘的事实联系起来从而增进记忆，使学习者最有效、最经济地建造自己的知识仓库。这种类化的知识还能迁移到其他情境中去，发展学习者在某个学科领域内的兴趣和能力。其优点还表现在适应性上：其一，教师和其他人通常是在使用这种设计的学校里接受教育和培训的，教师和学生家长会感到科目“在学术上的忠实可靠”，习惯于科目设计的课程。其二，现行的教学材料大多按科目来组织，学习的材料可以清晰地展开，利于人类文化的传递。其三，科目设计的内在性质和组织形式便于管理。
然而，一些课程专家也对此提出了批评：这种设计阻碍了课程计划的个体化，剥夺了学习者选择对他们最有意义的内容的权利，没有考虑大多数学生的需要、兴趣和意见，只有那些经验和兴趣与呈现的科目相吻合的学习者才有可能从这一课程中获得意义；这一设计的性质倾向于割裂知识的整体性，其设计的目标范围往往狭窄，忽略了不同学科知识之间的内在联系，也造成学习者知识与经验的分离。其三，强调学科内容，容易使课程脱离现实世界，不利于学习者在社会、心理和身体方面的全面发展。
2.学术性学科设计
学术性学科设计由科目设计发展而来，上世纪50年代迅速普及，至60年代中期达到了鼎盛时期。它以教育内容中占主导地位的科学知识的内在组织形式为根本依据，以专门的学术领域为核心，将学校所开设的课程内容对应于数学、自然科学、社会科学和人文学科的分类，并沿用这些学科的概念和逻辑体系作为课程内容的框架。
像科目设计一样，学术性学科设计的基础仍然是其内容内在的组织形式。但科目设计没有明确阐明其组织或建立科目所依据的基本原则，只是占有材料和信息，学生仅仅获得材料和信息就被认为已经掌握了知识。诸如数学、家政、驾驶等多种领域都可接纳为“科目”。而学术性学科设计则决意使标准专门化，在指向上是很特定的，它关注的是学术性学科。这种学科课程只限于传统的学术性学科，如物理、数学、化学、生物和文学等，而不包括职业性学科。学术性学科设计取向课程的主要特点是：其一，精选传统的学科内容，注重引用现代科学成果更新教材。其二，主张按照学科结构来组织课程内容，突出每门学科的基本概念及原理、原则之间的关系。其三，注重学习者理解学科独特的探究方式，并运用一些科学方法去处理信息。
学术性学科设计的基本理由在于：学科是传递文化遗产最系统、最有效的组织形式，并以合理的方式给学生提供题材，不是一套需要记忆并且在需要时回忆的事实和原理，而是来源于学生自己的活动和思维的概念、关系和理智过程。这就意味着用于学习的方法是从那些研究他们自己领域内容的学者所运用的方法推荐而来的。学术性学科设计的课程有助于开发学习者的智力，形成良好的知识结构，促进所学知识的广泛迁移，保证所学知识的系统化，在现代信息化社会中有助于学生很好地适应现代化生活。由于它在课程编制时考虑到了学习者的发展水平，能够激发他们学习的主动性和能动性，相对科目设计课程来说，学习者学习起来要容易得多，可以从中得到较多的成功体验。
尽管学术性学科设计努力克服科目课程所具有的理智被动性，但由于它内在的组织形式，仍然受到各方面的激烈批评。首先，学科的封闭性容易造成知识同一体的割裂，它呈现给学生的课程是一些“知识的碎片”，而没有提供使知识一体化的手段。其次，偏重于培养学生的智力，而很少顾及培养学习者的社会适应能力、集体观念和个性的发展等。第三，它较少考虑学生的兴趣和经验，使学习者与学习内容之间缺乏适应性。第四，它虽然在许多方面表现出改进科目设计中人为化的线性逻辑，但却坚持学科结构是组织原则，没有考虑心理学研究已经表明了的存在着的各种学习方式。最后，学术性学科设计的目标范围很有限，尽管要比科目课程的目标广泛些，但仍然是狭窄的学术和理智目标[6]。
3.综合性学科设计
综合性学科设计是试图消解由分科设计所造成的知识割裂现象，而把彼此内容相关的科目合并成单一的一个大的学习领域的设计，体现了克服科目课程的破碎形式与框架形式的努力。采用这种取向设计出来的课程，也称综合课程。例如，在小学阶段，读、写、拼、讲与作文合并为语言艺术。综合性学科设计在小学已成为基本的课程组织形式，在许多大学课程中也被采用。
综合性学科设计就是鼓励学习者通过意义建构去掌握意义或整体意义。它的主要优点在于：其一，因为它是建立在各门科目基础之上的，能够有顺序、有系统地表述文化遗产。同时，它整合了各门科目，使学习者既能理解知识的整体意义，也能够让他们认识到课程内容的不同方面和各种要素之间的联系。其二，这种设计使混合类型的内容和知识能够以动态的和不断更新的方式产生并组合成一门课程，将使学生能够自己建构和重构知识。正是这两点，一些课程专家把这种设计视为未来课程设计的主流，借以可以使学科内容“少一些分割，多一些整合。虽然传统的学科界限仍然保留，但交叉学科教材将会增多”[7]。
像其他设计一样，综合性学科设计也必定会存在一定的问题。如，有人认为它提供的只是各门科目中分散的信息，因而缺乏深度，获得的往往是一些肤浅性的认识。一些学者还针对综合性学科设计没有保证大领域之间（如普通社会研究、普通科学、语言艺术等等之间）的整合性问题，批评它在某种意义上也是破碎而割裂的。还有人质疑综合性学科设计倾向于强调的目标是内容覆盖面以及信息获得，不大提供机会来实现认知或情感方面的目标[8]。
学科中心课程历史悠久，一直是课程理论和实践的核心部分。在当前新课程改革背景下，我们既要坚持学科中心课程是素质教育实现的重要载体的观点，消除人们对学科中心课程的误解和偏见，又要正视并研究学科中心课程的局限性，并对其进行改造和完善，提升其品质。一方面要删除那些陈腐、繁难和实用性差的学科知识，另一方面要充实那些反映基础科学的某些新知识，突出各科基础知识中最基本的富于迁移性的内容，从而构成各种教材的新体系。在实施这种课程中，不能仅从单纯的学科知识着眼，而应从人的全面发展和谐发展出发，关注学习者兴趣、爱好、独立思考和主动参与的能力与习惯，研究人的感性生成、意义理解和行动反思，挖掘知识及其运用情境的教育因素，使学科知识与现实生活有机联系起来。
参考文献
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心理与认知科学篇5
而近年来全国工程教育认证标准发生较大的变化，电子科学与技术专业的电类课程设置，逐渐被光学类课程所取代，影响了各高校专业培养方案的制定。本文通过总结国内各高校电子科学与技术专业基础与核心课程设置的经验，分析本科专业对应于电子科学与技术一级学科所属的各二级学科的基础知识，对于将集成电路设计设置为电子科学与技术专业核心课程，来完善电子科学与技术专业课程体系设置进行了探讨。
1全国工程教育认证标准
全国工程教育认证是我国高等教育为了融入世界得到全球高等教育界的认可而开展的认证，自2007年开始试点实行。近些年来，全国工程教育认证标准已经成为各高校制定专业培养方案的导向标准。
2011年之前的标准2011年之前的全国工程教育认证标准指出，电子科学与技术专业的本科生运用所掌握的理论知识和技能，从事信号与信息处理的新型电子、光电子和光子材料及其元器件，以及集成电路、集成电子系统和光电子系统，包括信息光电子技术和光子器件、微纳电子器件、微光机电系统、大规模集成电路和电子信息系统芯片的理论、应用及设计和制造等方面的科研、技术开发、教育和管理等工作。
可以看出，2011年之前的全国工程教育认证标准对于电子科学与技术专业的知识要求非常强调电学方面的基础知识，特别是集成电路和集成电子系统方面的知识，光学方面的知识只是作为辅助。
2012年之后的标准2012年之后的全国工程教育认证标准指出，电子科学与技术专业包括电动力学、固体物理、微波与光导波技术、激光原理与技术等知识领域的核心内容。2012年之后的全国工程教育认证标准对于电子科学与技术专业的知识要求较以前有了大幅度的简化，同时也可以看出，电子科学与技术专业的标准更多地强调了光学方面的知识，而减少了电学方面的知识要求，对于集成电路方面的知识没有做具体要求，只是提出各高校可以根据自己的特长设置特色课程。这个标准似乎更适合光电子科学与技术这样的本科专业，当然目前国内并没有光电子科学与技术这样的本科专业，却有光信息科学与技术和光电信息科学与工程这样的本科专业，也就是说此要求跟光学专业的要求是比较接近且有所交叉重叠的。
2国内高校本科专业课程设置
《电子科学与技术分教指委本科指导性专业规范》指出，电子科学与技术专业涵盖的学科范围广阔，以数学和近代物理为基础，研究电磁波、荷电粒子及中性粒子的产生、运动、变换及其不同媒质相互作用的现象、效应、机理和规律，并在此基础上研究制造电子、光电子各种材料及元器件，以及集成电路、集成电子系统和光电子系统，并研究开发相应的设计、制造技术。
清华大学的电子科学与技术本科专业课程设置与2012年之后的全国工程教育认证标准更为接近，在对电学方面的基础知识进行要求的同时更加强调了光学方面的基础知识，而复旦、同济、上海交大、浙江大学、东南大学等众多高校的电子科学与技术本科专业更多地强调了集成电路、集成电子系统方面的知识，多数都把集成电路方面的知识作为必修的考试科目专业知识。
3学科知识体系的对应关系
《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中指出，工科类一级学科电子科学与技术，涵盖了物理电子学、电路与系统、微电子与固体电子学、电磁场与微波技术等4个二级学科。电子科学与技术本科专业应该涵盖一级学科所属各二级学科物理电子学、电路与系统、微电子与固体电子学、电磁场与微波技术等方面的基础知识，也就是说本科专业应该涵盖固体物理或半导体物理、半导体器件、集成电路、电磁场等方面的基础知识是比较合理的，这样既有利于本科学生将来在本学科领域的继续深造学习，也有利于适应社会需要而就业。
4结束语
综上所述，集成电路设计这样的课程应该作为电子科学与技术专业核心课程进行设置，有条件的高校还可以分别设置模拟集成电路设计和数字集成电路设计这样的课程作为专业核心课程。这样既能满足本科指导性专业规范的要求，也能满足为后续硕士博士研究生阶段的继续深造打下基础，还能适应国家大力发展集成电路设计与制造产业的要求。这样就需要中国工程教育认证协会对全国工程教育认证的电子科学与技术专业标准做出修改，不再过多强调光学方面的基础知识，而是更多地要求集成电路与集成电子系统方面的知识，这样能引导国内各高校回归到加强电学方面的知识教育的道路上来。
在我国大力支持集成电路设计产业发展的大环境下，本文对于将集成电路设计设置为电子科学与技术专业核心课程，来完善电子科学与技术专业课程体系设置进行了探讨。本文探讨的内容希望能够为全国工程教育认证电子科学与技术专业标准的设定提供参考，也可以为兄弟院校相关专业的课程设置提供借鉴。
参考文献
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[2]中国工程教育认证协会.工程教育认证标准[S].2012.
心理与认知科学篇6
投出石头,但是,当人们问儿童做了什么时,儿童却以为是在面对盒子时投出抛射物的:因此,有一种根据解释的可观察事实的变形,这种错误解释认为只有当运动物体被垂直投出时才能到达目标。在心理发生方面,能援引许多别的例子,但每个人都承认能在科学史上找到一种类似的态度。[5]瓦德西(J.H.Wandersee)的研究也表明,学生关于光合作用的迷思概念,历史上着名的科学家也产生过,学生对光合作用理解的过程,与科学史上光合作用概念的演变有密切的关系。[6]从这样的观点看科学史与科学知识的建构,可以认为:(1)以教师讲解或教科书写明的方式,权威地认为某事是真实的,尤其在以“定义”的方式呈现科学理论时,导致学生学习科学理论如同学习语言一般,只是记忆与复述。并且误认为只要能用公式解答问题,就是能理解甚至运用科学理论了。因此,要说明科学家是如何发现一个科学理论的,科学家是如何思考问题的,或说明某个科学理论(知识)之所以产生的情境。科学理论的理解不是以记诵为目的,更不是解题战术的落实。而是在一定的情境中,遵照科学理论形成的过程和规律,在儿童自己的科学世界中,经由学习共同体建构而成的。知识一旦剥离了产生它的过程,思考被记忆替代,理解被背诵置换。(2)强调必须让学生了解科学学习是新旧范式的转变,包括概念及方法学的转变,惟有让学生了解这种转变,才能真正了解科学知识的建构本质。从科学哲学的意义上讲知识的建构,学生在学习科学概念时,可能发生的情形是:如果学生已经具有正确的概念框架,但是并不充分,此时的教学应强调“弱重建”;如果学生的概念框架是不对的,或是与科学理论不兼容,此时的教学应强调如何引发学生的“根本重建”。然而,理论研究和教学实践表明,了解和改变学生的前概念是不容易的。而引入科学史,可以帮助学生了解自己的前概念,以提供与之相矛盾的新概念学习的情境,也可以为我们科学概念的学习顺序提供参照,以助于更适当的教学设计。基于当代建构主义理论的概念转变(con2ceptualchange)学习,就是一种具体的实施方式。科学史表明,科学的发展表示着范式的转变。如物理学,从亚里士多德(Aristotle)到相对论和量子力学的发展,需要在概念上有实质性的改变,例如力、重力、质量、行星、波和粒子等等概念。相对论和量子理论显示,物体若质量很巨大、很小、或速度很快,则牛顿理论会不适用。新的物理学理论都比它所取代的更具有解释的协调性。[7](3)从认知历史分析法看,这种分析法是结合实际科学实践的案例研究,以认知科学的分析工具和理论去创造一个新的、范围广泛的理论,说明在科学中的概念结构如何建构和改变。认知历史分析法在认知方面也反映出我们所理解的科学知识必须是心理上实际可行的,显示出具有创造力的科学家不仅是极有天赋的人类,其实他们也像所有人一样,是具有生理和社会特质的人类。就某种重要意义而言,科学是人类心智与这世界,以及人与人交互作用的一种产物,科学理论并不是先验所决定的,因此,我们应该找出人类如何以认知能力形成科学理论。以认知历史分析法探勘科学史所蕴藏的丰富认知内涵,正是用来启发学生思考的最佳科学史教材,由此,根据科学概念的历史根源,以根本重建立场的方式,让学生可以在一个身置其中的情境来学习科学课程,透过新的科学表征的建构和传达,使学生能够深刻体会科学家如何从事研究工作,进而让学生了解科学家在认知过程中所运用的思考模式和认知能力。[8]知识是如何形成的,儿童又如何习得知识,学习的本质是什么,科学教学的本质是什么等等问题,都需要重新加以考虑和认识。当然,并非要一概摒弃传统的科学哲学观点和学习理论,但基于建构主义的理念,充分利用科学史的丰富材料,用更宽广、更开放的心态,做更深入的探讨和展望是必需的。三、了解科学过程人类对事物的认识历史和儿童对事物的认知过程具有相似处。科学史为我们更好地理解儿童的认知规律和儿童认知科学世界的过程、儿童如何构建他们心目中的科学图像提供了依据。皮亚杰的研究也表明,儿童知识的增长与科学知识的增长遵循相同的机制,并以此探寻儿童思维的心理发生和科学概念的历史发展之间的连续性。德国教育学家戚勒(J.Ziller)受到生物学家海克尔(E.Haeckel)的“生物重演律”的影响,即“个体发生就是种系发生的短暂而迅速的重演”,提出教育的重演理论。从科学史看,经典物理大体经历了三个时期,渐进期、高原期、突变期。学生物理概念形成过程中心理发展的进程和走向的研究结果,表明人类探究经典物理学的进程与学生物理概念的学习进程有着内在的相似性。学习者在学习新的物理概念、规律过程中,随着学习活动的逐步开展,掌握物理概念、规律的水平也在提高(渐进期);但是学习到某一阶段,总感觉无法进步,物理概念、规律的掌握水平停滞不前(高原期);随着学习活动的进一步深入,“顿悟”、“融会贯通”的现象迟早会出现(突变期),从而准确掌握物理概念、规律。可以说学习者物理概念学习的进程是人类研究物理学进程的“复演”,是作为学习者的人在学习物理学的过程中“重演”着人类探索物理学的历史过程。一些科学教科书往往把科学研究的历程过于简化了。牛顿万有引力定律的发现过程,有的描写成是牛顿看到苹果落地后联想出来的;有的只是把开普勒(J.Kepler)第三定律和牛顿第三定律代入圆周运动向心力公式推演出来的。学生误认为万有引力定律就是这样冥思苦想或公式推演的结果,既误解了科学研究的过程,也误解了科学家。门捷列夫(D.Mendeleev)的元素周期律,认为只要根据元素的原子量,按照大小顺序排列就可以得到。这其中的科学思想,艰辛的探索过程和巧妙的方法,全都荡然无存,生动的、丰富多彩的科学发展过程变成了元素符号的排列组合,留下的只是枯燥乏味的机械记忆。科学史引入科学教育正是可以改变概念化地讲授科学,使干巴巴的叙述变得生动,并使学生“科学地”和“直觉地”思考,而不是与枯燥的最终结果打交道。当前基础教育课程改革强调学生的学习应经历过程,在体验、参与中学习。各种科学课程标准都要求让学习者通过探究去获取知识,就是要让学习者经历科学家研究科学的过程,了解科学知识形成的历史,从而达到真正理解科学知识。不但知道作为结果和结论形态的知识,而且懂得这样的结论是怎么来的,这正是提高科学素养,理解科学本质所不可缺少的内容。四、掌握科学方法在科学家举不胜举的创造性工作中显示出来的种种绝妙的方法,对学生都会有极其深刻的思维上的启示。在一般的教学中,教师讲授的是已得到的成果和经过纯化了的推理步骤,而对于研究方法却提到不多。而且,大多数科学教科书和科学教学中所强调的往往是研究中理性的、逻辑的方法,而实际研究中,科学家们却常常使用带有浓厚的非理性、非逻辑色彩的方法,如科学想像、理想实验、试探猜测、大胆假设、直觉与灵感等等。科学方法在科学教学中是一种渗透和融合,不是贴标签或强行说教,科学方法也随着科学技术的发展而不断发展,科学哲学的研究也将使我们重新认识科学方法的功能和科学方法的合理运用。科学史上的案例可以帮助学生了解科学方法的本质,理解科学家在建构科学理论时,在特定的技术背景、概念架构中所选择或创立的研究方法。布拉什(S.G.Brush)在《Science》上发表论文,曾对科学方法有一段精妙的论述:今天科学史与科学哲学的研究,极大地瓦解了传统的科学形象,科学不再被仅仅看成是对客观事实的发现,“客观性”不再是科学发展中的唯一主题,传统教科书给出的“假说—演绎”方法论(理论应该与实验事实相符合),也被许多伟大的科学家亲口否认。爱因斯坦拒绝让实验“事实”动摇他的相对论的基本假设,而是以洛仑兹(H.A.Lorentz)的理论作支持。狄拉克(P.Dirac)则说:“一个理论家宁可要一个美的方程,也不要一个丑的但结果与实验数据更一致的方程。”普朗克更有一个在科学界所传诵的“普朗克原理”:“科学的重大革新很少通过说服反对者并使他们转变立场来实现,索耳是难以变成保耳的。事实上倒是,反对者逐渐死去,新生的一代一开始就熟悉新思想。”[9]五、认识科学价值我国传统科学教育的价值取向主要在于:强调经典的学科科学体系,重现学科系统知识的习得,理解学科的基本结构、概念和符号系统,能运用这些知识解释和解决一些学科的问题,特别是运用于解题。突出基本知识和基本技能的教学。基础科学教育的主要目标,是为了培养学科专业人才和科学家,着眼于少数精英学生,对全体学生科学素养的提高比较忽视。科学教育呈学科化、精英化的倾向,忽视全体学生科学素质的提高。基础科学教育中应试教育比较严重,题海战术占有相当大的市场。不少科学教师甚至认为,科学教学就是学科知识的教学,而且是传递—接受式的灌输教学。学生发展的空间被大大压缩,思想受到严重限制。新课改三维目标的提出,是对目前基础科学教育存在弊端的拨乱反正。在基础科学教育中运用科学史,对培养学生的科学态度、情感和价值观,具有特别的意义:(1)激发学生对科学的好奇心和求知欲。很多科学家认为好奇心是科学家的重要素质,诺贝尔物理学奖获得者劳夫林(R.B.Laughlin)在回答清华学子的提问时,对好奇心特别关注,他认为“每个人从小孩起就有好奇心,但这种好奇心到成年后就减少了,要注意这种变化。如果把儿童时的好奇心全丢了,成年后就没有创造力了。所以保持儿童时的好奇心非常重要。”没有好奇心,就没有热情。没有好奇心,就没有正确的科学态度。[10]学生只有具有对科学的好奇心,才会产生科学学习的求知欲和内在动机,才可能对科学学习产生兴趣,克服学习中的困难,勤奋地学习科学。科学史中大量的科学世界的奇妙、科学发现的奇妙、科学家创造活动的伟大,将激起学生探索自然的热情,科学家献身科学,孜孜不倦追求科学真理的精神,为学生树立了光辉的榜样,将激起学生强烈的求知欲。(2)科学态度是现代公民的基本素质,是从事任何工作的基本条件。从基础科学教育的角度看,可以认为有:严谨求实、实事求是、尊重事实、勇于实践,一丝不苟、精益求精、敢于求真,谦虚宽容、善于合作、独立思考、追求自由,崇尚科学、反对迷信、勇于批判、大胆创新,关心环境、关心社会等。科学史中有大量的范例,丰富的内容,使学生受到潜移默化的浸染,并内化为学生的科学精神。(3)如何认识科学的价值,科学史揭示了科学技术被滥用或恶用的情况下,对社会、对人类所造成的危害,既要认识到科学技术与社会之间的复杂的相依关系(STS研究),也要正确地看待科学技术广泛应用后出现的负面效应,从而培养学生的社会责任感。后现代科学史中所提出的一些观点还影响到对科学技术与意识形态关系的重新认识。科学与人文的关系也是十分复杂的,尤其在科学大战(ScienceWar)以后,争论显得十分激烈,但科学史是连通两者之间的桥梁这一点,却是众所公认的。六、结论运用当代科学哲学的观点,在新课改的背景下,重新审视科学史在基础科学教育中的角色和功能。力求改变原来思维的定势,冲破固有的束缚,使这一研究变得柳暗花明,出现一片新的天地。而且,得到的研究成果,又可反作用于科学教育改革,更深刻地理解基础科学教育改革。科学史应用于基础科学教育,也存在着一定的困难和危险。前国际物理教育委员会(ICPE)主席,国际知名的物理学教育家弗伦奇(A.P.French)指出,把历史和科学结合在一起是棘手的事情。他引证了马丁·克莱因(M.Klein)的话:在试图借助于物理学史或至少是利用物理学史来教物理学时,我们都冒着使物理学或物理学史或两者受委屈的风险。[11]科亨(I.B.Cohen)也指出,许多科学教师喜欢讲一些趣闻,如科学史中最着名的轶事,即牛顿和苹果与伽利略和比萨斜塔的故事,而不会去考证这种说法的历史依据。科学教师所需要和感兴趣的常常是科学的辉格史。[12]毫无疑问,科学教科书的编写,是要照顾到学科本身的知识逻辑的,也要根据儿童的认知规律,教科书的顺序是经过纯化和处理了的知识体系。但是,学生学习科学,以为科学就是按照教科书的顺序严格依照逻辑规律发展的,这样获得的科学发展过程只会是一种被歪曲了的历史和错觉。而科学自身的发展,却是十分复杂和无确定方向的,就像大海中航行的一叶扁舟,即使最终到达了目的地,航行的轨迹也是完全无序的。科学教育是不能以这种真实的历史过程来进行的,甚至定律和公式的推演过程和表达方式也常常与历史不符,因为那样会让学生漫无头绪、莫衷一是,或冗长繁复、无法理解,找不到基本的知识内在的线索。科学教学中应用的科学史和科学史家研究的科学史是性质不同的两种科学史。科学教育中,在科学与科学史两极之间,极需保持适当的张力,在将科学史应用于科学教学之中时,必须谨慎从事。因此,要力戒科学史在基础科学教育应用中的庸俗化、技巧化的倾向。要避免引发学生对科学和科学史产生不应有的误解,不要只是在枝节上下功夫,而忘掉科学史在基础科学教育中应有的功能和承担的正当角色。目前,我国基础科学教育的大多数教师,科学史的修养还较低,对科学史的教育功能认识不足,科学史应用于基础科学教育的研究成果较少,这些都是亟待引起重视的。参考文献:
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