第二章科学的本质

第二章 科学的本质与生物学素养 2020 3 25 2 本章学习目标 1 用自己的话解释科学的本质和特征 2 举例说明科学的不同维度 3 描述一个具有科学素养的人 科学哲学家查尔斯沃思说 什么是科学 如果没有人问我 我 知道 但当我要向发问者解释时 我就不 知道了 第一节 关于自然科学 一 自然科学的本质和特征 2 定量化 1 观察与实验 3 人们在研究自然界的过程中对预期的要求 4 科学过程 5 在自我更正的过程中积累 定量化 精确的测量 以及充分 使用数学的方法 是自然科学的 特征之一 通过精确的对照实验来探究 问题 是自然科学的突出特 征 科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰 尘的书上去找 而应该在实验中和以实 验为基础的理论中去找 一切推理都必 须从观察与实验得来 伽利略 意大利 孟德尔第一定律 和 孟德尔第二定律 揭示了生物遗传的基本规律 遗传学的奠基人 观 察 实 验 定量化 检 验 科学过程 1 确认和表述问题 2 根据问题提出假设 3 为检验假设而寻找证据 4 根据证据来评价假设的真实 性 如有必要 对假设进行 修改 5 得出结论 并将结论应用于 解决相似的问题之中 探究 二 自然科学的四个维度 科学是一个知识体系 科学是一系列的思维方式 科学是一套探究的方法 科学要与技术和社会相互作用 动物学家康拉德 洛伦茨在其著作 灰雁 的时代 中写道 当我一连几个小时坐在沙 滩上 和我的鹅群呆在一起或坐在家里的热 带鱼缸前 几乎每时每刻都有出乎我意料的 现象发生 我不能马上解释这些新奇的现象 但他们确实引发我去进行更加深入的观察 同 时更频繁地着手进行研究 科学求真 是立世之基 人文求善 是为人之本 是民族存亡之根 解决自然界问题 提出假设 实验 观察 第二节 科学素养与生物科学素养 一 科学素养的概念 科学素养是指一个人对自然科学领域中核心 的基础内容的掌握情况 自然科学的核心基础包括 学生理解基本科学现象 规律 以及科学原理是如何用 于技术领域之中的 学生以在学校的学习为基础 形成终身学习的基本能力 和习惯 学生能够理解或解释发生在身边的科学现象 学生能够形成正确的态度 情感 价值观和科学的世界 观 并以此来指导自己的行为 学生应掌握一系列的相关技能 包括操作技能 科学探 究一般技能 比较 判断 分析和推理等思维技能 以及创造性 和批判性的思维方式 公众科学素养调查 公众科学素养由三部分组成 一是对科学知识的基本了解 程度 二是对科学方法的基本了解程度 三是对于科学技术对社 会和个人所产生的影响的基本了解程度 美国 日本 加拿大 原欧共体成员国等发达国家对进行集科学性 社 会性和基础性为一体的公众科学素养的调查工作十分重视 经常和定期地对 本国公众科学素养状况进行调查 分析和评估 并积累了大量的连续数据 为国家科技进步 社会经济发展有关决策打下了坚实基础 我国自 世纪 年代初开始借鉴国外公众科学素养调查 的指标体系和调查经验 逐步开展了有关调查工作 中国公众科学素养调查结果 每百个中国人仅 3 人达标 中国科协在科技会堂发布了国民科学素养 调查结果报告 2019 年中国具备基本科学素养 的公民比例达到 3 27 尽管这一比例比之前的 1 6 提高了到 1 67 个百分点 但这个水平只相 当日本 加拿大和欧盟等主要发展国家和地区 20 世纪 80 年代末 90 年代初的水平 在调查公众对封建迷信相信的程度时发现 高达 20 4 的公众相信 包括很相信和 有些相信 求签 26 6 的人相信 相面 14 75 的人相信 星座预测 4 8 的人相信 碟仙或笔仙 22 3 的人相信 周公解梦 科学素养包括了两个不同的方面 一方面是对科学知识 态度情感价值观 及科学技能的掌握情况 另一方面是在 已有基础上提高自己科学素养的能力 科学素养最基本的含义是指学生能 够合理地将所学到的科学知识运用到社 会及个人生活中 二 具有科学素养的人 1 具有良好的科学态度和科学情感 包括探索自然的 好奇心和求知欲 科学的价值观念 对科学学习的正 确态度 2 掌握了科学的基本概念和原理 3 具有基本的科学探究能力 及对事物的观察能力 思考问题的能力 创造性地解决问题的能力 具有批 判性思维的能力及在团队中的合作能力等 一个人科学素养的具体地表现 阅读科技文章 倾听并参与科学问题讨论 能将所学知识用于解决现实生活中的问题 熟 悉常见的自然现象及其规律 了解科学原理在 实用技术中的应用等 一 生物科学素养的内涵 生物科学素养是指参加社会生活 经济活动 生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探 究能力 包括理解科学 技术与社会的相互关系 理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观 它 反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的 掌握和应用水平 以及在已有基础上不断提高自身 科学素养的能力 三 生物科学素养 现实与反思 某林场的烧柴 某林场的烧柴 某林场的烧柴 刘海洋 伤熊事件 刘海洋伤熊事件 2019 年 2 月 23 日 清 华大学电机系四年级学生 刘海洋为 考证黑熊嗅觉 是否灵敏 在北京动物 园用硫酸泼向黑熊 涉嫌 以故意毁坏财物罪 被北 京西城公安机关依法刑事 拘留一个月 他于 3 月 26 日 被取保候审 刘海洋伤熊事件 近日 在北京动物园里 五头受伤的熊中伤势最轻的棕熊已经和游人见面 了 但脾气已经有了很大的改变 刘海洋伤熊事件 因用硫酸泼熊而在社会上引起轩然大波的清华大学电机系四 年级学生刘海洋 日前被学校处以留校察看处分 刘海洋伤熊事件 3 月 28 日北京电台广播了 一条新闻 伤熊学生刘海洋 通过律师 就自己的行为向 全国人民道歉 向被伤害的 黑熊道歉 黑熊无言 也不可能接受人类的道歉 向黑熊 道歉 其实是向人类自己道歉 向我们的环境道歉 这是良知的复苏 是心灵的忏悔 也是对愚蠢和无 知的反思 刘海洋事件给 你什么启示 刘海洋认为他最喜欢的是生物 为什么他反而去伤害生命呢 令人感到意外的是 刘海洋称他从小就喜欢小动物 小时候 还养过一只鹦鹉 在大学读机电系的刘海洋对所学专业兴趣一般 对生物学特别感兴趣 但既然喜欢动物为什么又要摧残动物 从书上看到熊的嗅觉特灵敏 我就想试一下 第一次用火碱没 看到熊的反应 一个月后又想试验一下熊对硫酸有什么反应 但 没想到后果这么严重 当时看到熊那么痛苦 我心里也慌了 可悲的是 刘海洋身为著名高等院校四年级的学生 却说当时并 不知道其行为是违法 我们一上大学就学了法律基础课 学了 民法 和 刑法 等 但我只知道猎杀野生动物违法 但用试 剂烧动物园里的动物是不是违法就不清楚了 但现在知道是违法 了 刘海洋认为他最喜欢的是生物 比之数理化 比之电机 这是一个与有机的生命最为密切的学科 那么 为什么他反而 去伤害生命呢 中学生物课讲授的内容 从植物 动物到人 再到 DNA 细胞 遗传变异等 注重的是 知识层面 的介绍 缺 少的是那种把 地球看作所有生命的家园的平等意识 也很少谈 人类对自然和其他生物的责任这回事 虽然最新编订的生物课 本 已经想到要 加强动物与人的关系的内容 并且重视 渗透思想感情 态度和价值观教育 可是 它的具体内容 仍然不断显露出狭隘的生物观和对动物的歧视 动物被分成有 益和有害的 对人的价值则主要是 有用 甚至在初中生物课本里就开始写上 野鸭肉味佳美 羽 毛可以作被褥的填充材料 也可以用来制作各种工艺品 蟒和其他大型蛇的皮可用来制作皮革和乐器 很多毒蛇的 毒液能够用来制作药酒 蛇胆 可以做成中药材 而 哈士蟆的输卵管风干制成的哈士蟆油是著名的滋补强壮 剂 在这样的介绍里 连国家 野生动物保护法 也不顾 了 这的确是一种压抑不住的潜意识在起作用 生物如果不 是为人所用的又有什么价值呢 教育并不是孤立存在的 一个社会对待自 然 对待生命有什么样的认识 有什么样的氛 围 都会显现到教育中来 如果说要 分析刘 海洋 的话 其实也应该同时分析一下我们的 社会对待动物的态度 很多人认为刘海洋是大学生之耻 尤其是清华这 样一个名牌学校的学生 竟然连起码的知识 常识和 爱心都不具备 固然是他自身存在问题 但是老师 家长 学校又在他的成长过程中扮演了什么样的角色 呢 教育问题又一次被凸现 人性教育 保护环境 人与自然等等命题 进入关注刘海洋事件的人们的视线 伤熊案 上演成都版 大学生微波炉中活烤小鹿犬 成都 3 月 21 日电 昨晚 一只幼犬被活生生放入微波炉中烤了一分多钟 更让人震惊的是始作俑者竟是本市某名牌大学的大四学生 刚走上动物医院二楼 记者便听见阵阵揪心惨叫 只见一只仅两个巴 掌大的咖啡色小鹿犬被绑缚在病床上痛苦地哀鸣 右耳表皮的毛已经脱落了 一大片 露出鲜红的肉 医生翻开两只狗耳朵 记者见到耳廓内已经肿起了 大大小小的水泡 小狗痛苦不安 不停地挣扎惨叫 复旦硕士生虐杀 20 余小猫 持剪刀将猫眼捅成血洞 据网友统计 自今年 7 月开始 光是 BBS 上网友送给 YuhZLL 的猫咪数量就有近 20 只 也就是说平均每 9 天他就会领养一只猫 而无一例外的是 这些小猫的下落最终都不知所踪 很快 网 友 YuhZLL 的身份被确认 是该校一名研究生三年级学生张亮亮 为了探求这些小猫的下落 有版友前往张亮亮的寝室 竟 然在他寝室的笼子里发现了一只右眼流血 脖颈皮破带伤的白 猫 而伤口都是新的 还在流血 网友赶紧用手机拍下了这张 照片 随后传到网上 这下 版友们都愤怒了 最初张亮亮竭力为自己辩护 表示这只猫当时自己从花鸟 市场上买来时就已经带伤了 然而网友经过调查后马上证明他 在撒谎 YuhZLL 最终承认 白猫的受伤是出于他之手 他表示 当天由于其他原因心情烦躁 但是白猫在旁边不停叫唤 为了 让它安静下来 就想把它抓起来 由于担心被猫爪子抓到手 他便 顺手拿了一把剪刀引开猫的注意 没想到在比划的过程中不小心划 伤了猫的眼睛 一只被张亮亮残害的猫咪 小兔子 tianyawoya 提供 这只白底黑纹 头小屁股大 最爱绕着冰箱转的小猫送给 领养人网友 YuhZLL 一个月后 下落不明 今年 9 月 小秋天 的原主人购买猫粮想上门探望时 却被张亮亮告知 小秋天 已经在他不知情时被家人强制放生了 一只被张亮亮残害的猫咪 小秋天 tianyawoya 提 供 昨天 记者采访了华东师范大学心理咨询中心的心理学家 张亚 张亚分析说 可能当事人在以前生活中也遭遇到类似被 遗弃的情景 会通过不断领养猫 再遗弃猫的手段获得心理补 偿 也有可能当事人学业和生活压力比较重 又不懂得如何排 遣 所以通过遗弃猫将压力转嫁 还有一个可能是 当事人的 人格存在偏差 通过当事人从事的学科以及爱整洁的习惯来看 他是个非常理性的人 情感世界比较淡漠 不认为猫等一些小 动物是有生命的 在对待人和物上没有太大区别 因此他才会 不断的遗弃猫 女子用高跟鞋踩碎小猫脑袋 美教师当学生面杀死兔子 被指控虐待动物 据美联社 3 月 24 日报道 美国佛罗里达州布郎特市一名名为 简 本德的高中生物老师因当着学生的面用铁铲拍死了两只刚出 生 1 天的小兔 被当地政府罚款 620 美元 调查人员称 本德在上个月当着学生的面杀死了两只刚出生 不久的兔子 然后把它们与同一窝出生的其他两只已经死去的小 兔子一起埋在了学校实验室旁的一块地里 本德称 两只小兔子 只有鸡蛋大小 她是看它们无法存活下去才动手杀了它们 本德告诉调查人员 她还叫一名学生帮她挖坑 但那名学生 拒绝与她一起埋小兔子 负责此事的调查人员麦克库劳说 我 们认为她应该被处罚 我们不希望教育别人这样对待受伤或生病 的小动物 陆峰 2019 年 03 月 25 日 17 49 新华网 国 际 动 物 福 利 的 五 个 标 准 1 免受饥饿的自由 2 免受痛苦 伤害和疾病的自由 3 免受恐惧和不安的自由 4 免受身体热度不适的自由 5 表达所有自然行为的自由 二 生物课程标准中的生物科学素养 生物科学素养是指参加社会生活 经济活动 生产实践和个人决策所需的 生物科学概念 和 科学探 究能力