结合具体情节,分析外祖父和祖父的区别外祖母“两个上帝”的异同

曾经的王国组织创始人,大千界堕落神族,不可一世的魔王阿撒兹勒,最终还是败在了主角光环之下。不仅如此,还被思想家当作一只鸟给残血收割了。

有漫迷说王国纷争篇最后的大决战有点水,这个自然是仁者见仁智者见智的问题。小明倒是觉得阿撒兹勒这个角色虽然充满了戏剧性,却还是这部作品中独一无二的存在。因为这个故事最精彩的两个情节,全部和阿撒兹勒有关

第一个情节是阿撒兹勒利用和红莲的交易,通过红莲对亚瑟神父下了诅咒,最终逃离了监狱。第二个情节就是曹仁布局十年,在关键时刻给予阿撒兹勒致命一击,最终成功毁掉了阿撒兹勒的肉身。小明认为这两个情节的出现真是太惊喜了,曹仁将军永远的神!但是,第一个情节貌似还有很多说不通的地方,这篇文章就来详细说说这个问题。

咒仕在被捏碎面具之前,先是说能够避开龙棋将神感的家伙只有大千界才有。之后又说看清了KING的灵魂,是大千界的流放者——堕落神族。阿撒兹勒后来也解释,龙棋将使用傀儡的战斗方式根本无法战胜自己,因为堕落神族早就放弃了神格,甚至不惜与人类结合,隐藏自己不被神族发觉。这里面有个细节,就是阿撒兹勒两次提到了“我们”这个词

但是如今阿撒兹勒已经被雷炮残血收割了,我们都没有见到第二个堕落神族,这是怎么一回事呢?或许这又是一个不会有答案的问题。另外,从这里开始阿撒兹勒的手掌出现了比明灯印多了一横的神格印记,后面“转移”到了前额。这里面也有一个细节,那就是最初阿撒兹勒登场的时候,前额的印记可不是这个样子的。而且,修道院的问题也不少。

漫画267话,阿撒兹勒曾经详细讲述了自己的越狱过程。在给红莲力量的同时偷偷附加了一层诅咒,之后红莲与亚瑟神父接触,诅咒就转移到了神父的身上,最终导致神父得了重病。神父因为重病导致身体越来越虚弱,困住阿撒兹勒的结界也就越弱。终于有一天,阿撒兹勒抓住结界瞬间消失的空档,将身躯留在牢笼之中,灵魂逃了出来。

不过那时候的阿撒兹勒已经十分虚弱,他将自己藏在瓶子里漂流走过了冥界之海,来到了这片全新的土地,一个他非常陌生的地方。直到有一天他遇到了曹炎冥,并最终通过交易得到了曹炎冥的身体。从此,阿撒兹勒以全新的姿态重生了。整个过程看起来非常惊艳,但是结合前面的内容来看,问题就出现了,而且还是一个很严重的问题。

首先,阿撒兹勒虽然是被关在修道院内,但是那所监牢却并不在人界。所以阿撒兹勒才会说红莲来到这儿,就已经离开了人界。而红莲之所以能够来到这里,是因为缇娜修女此时已经成了他的守护灵。也就是说,这座监牢应该是在冥界,毕竟人类是无法进入冥界的。但是,阿撒兹勒曾经明确说过自己是因为反叛上帝才被关在这里的。

漫画293话阿撒兹勒脱离曹炎冥的身体之后进入新的躯体,铁卒也说了这才是他印象中的样子。而阿撒兹勒在大千界做过的事是发动战争,这倒是对应了他自己所说的因为反抗上帝而被关押。说到这里,问题就出现了。被捏碎面具的时候咒仕是震惊的,因为他没有想到堕落神族会在冥界出现。那么,阿撒兹勒到底是被关在了哪里?是冥界还是大千界?

显然不可能是大千界,如果是这样的话那红莲就是带着自己自己刚刚拥有的守护灵就可以进入大千界。那应乘风还用召请龙棋吗?龙棋将还需要使用傀儡下界吗?其次,铁卒既然认得阿撒兹勒,又知道他在大千界发动反叛的事,难道不知道阿撒兹勒被关在哪里?

所以问题就产生了,如果说阿撒兹勒是被关在大千界,那红莲为什么可以进入?如果说阿撒兹勒是被关在冥界,那龙棋将为什么不知道?这个问题小明想了很久很久,后来终于得到一个解释。这个大千界真是一个神奇的地方,既有东方神又有西方神。既然阿撒兹勒是西方神那边的,只能解释在大千界战争结束之后,阿撒兹勒归上帝处理。所以东方神这边只知道他被上帝流放了,却并不知道去了哪里。

毕竟龙棋将下界也不见得是光明正大的,没有一份冥界旅行指南上注明了要小心堕落神族。至于阿撒兹勒漂流的冥界之海,想来是在冥界的边缘。阿撒兹勒说自己来到了一片全新的土地,可以认为我从山村来到一所大城市,或者说我出国了,那么那座城市和那个国家对于我来说,应该就算是一片全新的土地了吧!毕竟都还在地球上不是。所以,这一点倒是没什么问题。

OK!这篇文章的内容就到这里,大家觉得阿撒兹勒是被关在哪里呢?欢迎留言讨论哦!

下一篇文章来说说炎冥与龙斗的迷惑行为,敬请期待!

小明写得王国组织十骑士同人之“深红魔女”凯米拉已经更新了第二章,欢迎大家支持,指正。

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随着云原生与微服务技术的逐步发展,业界也逐步构建出一整套比较完整的微服务技术体系

面向云原生时代,微服务架构是从业人员绕不开的一个话题,腾讯云AI&腾讯优图的内容风控安全审核能力也与微服务技术息息相关。

本文总结了业内最新的技术沉淀,从相对宏观的角度去讲述微服务的问题域与挑战点,并深入细节讲述一些微服务关键技术,包括微服务拆分微服务间通信机制,分布式事务微服务,可观测安全性等。

目前微服务还在不断发展中,有很多技术还未发展到成熟阶段,希望本文能够帮助大家拥有基本的了解。

1.都是基于补偿的分布式事务实现方式,满足最终一致性,柔性事务。

3.Saga缺乏数据隔离性支持,数据不一致风险更高;TCC的try接口对数据一致性提供了支持。

4.Saga基于异步消息机制,对延迟要求高的场景下不如TCC。

07.如何获取一致性的数据视图:API组合+CQRS

采用微服务架构后,不可避免地出现,从产品功能维度看,某些客户端请求需要一次性获取多个微服务的聚合数据结果。

顾名思义,通过查询下游相关的微服务的结果,对数据进行组合返回。

1)架构层面,API组合器放在哪里来实现?有三种选择:

③独立的API组合器服务

2)如何编写有效的聚合?

需要妥善的处理执行顺序、并发执行等问题

5)缺乏数据一致性的视图

1)命令查询职责隔离。将系统分为:命令端和查询端。命令端实现CUD操作,查询端实现查询(Query)。查询端通过订阅命令端发布的事件,使其数据与命令端数据保持同步一致。

①API组合实现性能低,无法满足

②API组合功能层面的无法支持

③需要数据一致性视图的场景

3)使用场景与优缺点CQRS的优势

③优化的数据结构:命令端、查询端均可聚焦核心需求选择数据结构

④扩展性更好:命令端、查询端可以独立扩展

 ⑤职责分离带来的关注点分离

②增加延迟 ,最终一致性

首先是一个服务(service),是外部API客户端进入应用系统的入口点。

①统一接入、请求路由 

④实现非功能性的边缘功能:认证鉴权、限流、缓存、指标收集、日志等。

为每种类型的客户端实现单独的API gateway功能

每种不同的设备,需要使用功能相似却又不同的API版本

API裁剪、API组合、协议适配

较之单一通用的API接口,BFF可以解决其接口不稳定、职责不单一的问题。较之单一通用的API接口,BFF只返回所需的数据,性能更好。可以充当部分API组合器的工作,提升响应延迟。

存在大量的重复代码工作,加大了开发的工作量。

(4)分布式系统架构演进史

1)第一阶段:web应用时代

2)第二阶段 无线应用开始

3)第三阶段 无线应用高速发展

4)第四阶段 中台开放平台时代

①架构发展相对成熟,职责清晰

②API网关聚焦边缘功能

③BFF聚焦裁剪与适配

④微服务层稳定、功能聚焦

2)OpenTelemetry不提供与可观测相关的后端服务,如存储、查询、可视化等。3)OpenTelemetry支持第三方开发各种插件化的exporter将标准格式的数据导入到如Prometheus、ES甚至各种存储。

满足标准的有:天机阁(支持完整)、腾讯云APM(trace)等。

1)主要聚焦在身份验证、访问授权两块

2)HTTP协议无状态特性。

1)Http Cookie:服务器发送给浏览器的一块数据,浏览器存储在本地,再浏览器后续请求服务器时均带上Cookie信息。

1)用户信息都存储在客户端,一旦劫持全部泄露。

2)Cookie信息多,每次请求都带上,流量大。

1)Session机制:与Cookie机制将所有的用户信息存储在本地不同,Session机制将用户信息存储在服务端,给用户分配一个代表其唯一性身份的ID。客户请求带上SessionID。

①大量的Session上下文数据存储在服务端,成本大

①分片策略带来的扩展复杂

(4)Token机制:客户端存储+服务端校验

1)客户端发送登录请求到服务端。

2)服务端验证登录信息,生成Token。

3)客户端存储Token,后续请求带上Token。

4)服务端校验客户端的Token,验证通过则提取Token的信息进行后续逻辑,否则拒绝访问。

1)原理服务器认证后,生成一个 JSON 对象,发回给用户。这个Json对象可以附带关键性的用户信息,如ID、角色、过期时间等。

①过期之前,服务端无法终止用户请求

②与Token问题一样,一旦泄露,任何人均可以获取此令牌的所有权限所以实际使用时:过期时间要设置较短,采用Https安全传输

一个经过验证的安全标准,其中的关键概念包括:授权服务器、访问令牌、刷新令牌、资源服务器、客户端。

微服务的服务治理主要包含

(3)流量管理:如负载均衡、限流等。

服务网格是一个基础设施层,用于处理服务间通信。云原生应用有着复杂的服务拓扑,服务网格保证请求在这些拓扑中可靠地穿梭。在实际应用当中,服务网格通常是由一系列轻量级的网络代理组成的,它们与应用程序部署在一起,但对应用程序透明。

1)微服务之间的通信中间件

3)屏蔽应用程序网络通信的复杂性,如重试/超时、监控、追踪和服务发现等。

1)第一代开发人员要自己处理各种网络通信面临的一系列丢包、乱序、流量控制、拥塞控制等问题,实现可靠传输。

2)第二代TCP协议出现,开发人员可以从协议栈相关功能中解放出来,基于TCP/IP协议栈进行编程。

3)第三代:随着分布式系统的发展,一些面向分布式系统的技术逐步沉淀,开始出现一些如服务发现、熔断机制、限流策略等新的行业技术。

4)第四代:技术持续发展,大家开始将一些共性的技术开始进行抽象剥离,形成统一的服务框架,比较典型有Dubbo,Spring Cloud等。

5)第五代:ServiceMesh各种框架门槛高、对业务代码侵入性相对较强,且支持语言有限。

1)通过代理转发带来的通信延迟增加,系统性能损失

2)引入ServiceMesh带来的系统复杂度与运维复杂度

对技术Open心态,生产环境使用谨慎!

更多是了解技术发展背景以及背后的驱动力,开拓技术视野!

《企业IT架构转型之道》

《从Paxos到Zookeeper:分布式一致性原理与实践》


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树立正确的入党动机争取早日入党

一 树立正确的入党动机
入党动机,就是为什么要入党,这是每一名共产党员在入党前和入党后都要深深思考的问题。因为共产党不仅要在组织上入党,更要从思想上入党 。正确的入党动机是思想上入党的根本问题,是激励人们入党的主观原因, 他从根本上决定了每一个党员的素质和行为,是共产党员的世界观人生观的集中反映。因此,树立正确的入党动机是十分重要的问题。

(一)树立正确的入党动机是争取入党的首要问题

人的每一项活动都有一定的目的,都是为着实现确定的目标,而目标又使人产生动力,形成为实现这一目标而奋斗的意志。目标与实现这一目标奋斗的意志就构成了动机。党员为实现党的目标而奋斗的意志就是党的战斗力的来源。入党动机正确与否,关系到党的纯洁性和党的组织的战斗力。中国共产党是中国工人阶级的先锋队,党的最终目标是实现共产主义的社会制度,因此,对于入党的人来说,树立正确的入党动机就是要树立正确的目标即共产的理想,要坚定为实现共产主义理想而奋斗的意志,即共产主义信念。对于党来说,如果党员的奋斗目标不正确,就意味着他要谋取其他的目标,从而损害党的纯洁性,影响党的统一和行动一直,破坏党的战果党员的目标正确,但一直不坚定,在考验面前有可能动摇目标,甚至最终被李目标,同样损害党的战斗力。正因为如此,列宁指出,我们的任务是保证我们党的巩固性,坚定性和纯洁性,保证党员队伍的纯洁性。在一定意义上取决于党员的入党动机,亚春节党的队伍首先必须把住党员这一关,从思想上入手, 从动机抓起,努力防止投机分子和其他不良分子混进党内,以确保党的队伍在思想上和政治上的纯洁性,确保党的战斗力。

对于个人来说,如果入党的目标不正确,即使入了党,也难免会在严峻的考验面前迷失方向,甚至走上错误的道路,不仅给党的事业带来损失,而且毁了自己。正是因为正确的入党动机对于个人成长,对于党的发展具有重要的作用,入党动机便成为个人争取入党的首要问题,而党也把端正入党动机,从思想上入党作为对每一个党员的要求。

在改革开放的环境下,各种思潮互相激荡,社会生活也趋多样化复杂化,这就难免这样或那样地影响入党动机。

有人认为,“入党可以为自己今后的工作打好基础”有人认为“共产党是执政党,如果自己不是党员,将来会在使用提拔上受影响,不利于发挥自己的才能,施展自己的才华。”还有人认为:不懈申请书就是不进步,看到别人入党怕老师,同学说自己不要求进步,于是随大流写申请书。

入党的确是个人追求进步的途径,但是这种进步不应是为了面子和狭隘的个人目的,而应该是为了党的事业,为了个人能在历史进程中正确发挥作用,实现最大的人生目标,所以,正确的入党动机应该是:对社会主义祖国和人民充满热爱信仰和坚持马克思主义科学真理特别是邓小平理论,全心全意为人民服务,在建设有中国特色社会主义,实现中华民族的伟大复兴,服务祖国的过程中实现人生价值,积极学习科学文化知识和共产主义奋斗的信念,

每一名企盼入党的同志和每一名党员,都要时刻提醒自己,入党是为了什么,入党以后要干什么,严格以党员标准要求自己,成为名副其实的中共党员。只有这样,我们党才是一个充满希望的党。

(二)树立正确的入党动机的基本要求

入党动机基本属于思想范畴,根据人的认识和成长规律,人的正确思想是在理论上和实践的相互印证,互相促进的不断运动中形成的.所以树立正确的入党动机的基本要求:加强马克思主义理论修养,树立正确的世界观人生观和价值观,主动投身于社会实践,在改造客观世界的同时改造主观世界,培养自律意识,提高批评与自我批评的自觉性.

政治上的坚定性来源于理论上的清醒、理论清楚,才能形成正确的目标和坚定的意志,才能做出正确的选择。因此只有积极学习先进理论、以科学理论武装自己并把理论贯彻到实际行动中去,指导自己的实践,才能树立正确的入党动机。要积极学习马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论是中国共产党的行动指南,用这些理论指导自己认识客观世界,认识人类社会的历史今晨,自觉地批评、抵制错误的理论认识,真正从思想上入党。

建设有中国特色社会主义事业,在实践中磨练自己的意志,锤炼自己的才干的情操。我们学生尚未走入社会,在搞好学习的同时积极参与学校的各种活动,增长才干,锤炼意志和情操,为以后走上社会奠定坚实的基础。

(三)坚持共产党的标准

共产党员的标准就地党章中规定的第二条和第三条,党章指出:中国共产党党员是中国工人阶级的有共产主义觉悟的先锋战士,中国共产党党员必须全心全意为人民服务,不惜牺牲个人的一切,为实现共产主义奋斗终身。中国共产党员永远是劳动人民的普通一员,除了法律和政策规定的个人利益和工作权利外,所有共产党员不得谋取任何私利和特权。

1 共产党是工人阶级的有共产主义觉悟的先锋战士。

这句话集中概括了共产党员标准的主要特征,本质地鲜明地反映了共产党员应该是什么人,党章总纲指出:中国共产党是中国工人阶级地先锋队,这不是说共产党员可以凌驾于群众,而且说共产党的觉悟必须高于一般群众。

大学是培养社会主义现代化事业的建设者和接班人的重要阵地,学习是大学生的根本任务,但要积极假如中国共产党,光是学习上优秀,工作上能干,还必须有共产主义的觉悟。所以,我要努力学习,在学习、工作上起到模范带头作用,早日加入共产党。

2 共产党员全心全意为人民服务

全心全意为人民服务是我们党的根本宗旨,因为“党除了工人阶级和最广大人民群众的利益,没有自己的特殊利益。”这是我们党区别于其他政党的先进性而不惜牺牲个人的一切。

作为学生,在校期间就要从点滴做起,身体力行,把为人民服务的信念作为学习动力,关心广大学生的利益,关心学校的发展,在学习、工作和生活各方面热心帮助周围的同学,积极主动地参与集体的工作和社会实践,维护学校的改革、发展、稳定,以自己的模范行动影响和带动周围。 对科学的理解,以及他们对科学的态度,直接影响到科学教育的实施,影响到学生科学探究学习的质量。因而,在进行科学教育教师培训时,应该帮助教师回顾和整理对科学的认识。

什么是“科学”呢?通常科学指近代科学,一般把伽利略(Galileo,1564- 1642)的研究工作和他对实证方法的确立,看作是现代科学诞生的标志。科学原来指的是自然科学,上世纪九十年代联合国教科文组织重新明确了科学的范围。按照联合国教科文组织给出的定义,科学包括自然科学和社会科学。在幼儿园和小学的科学教育里,我们探究的是自然科学领域的问题。

科学和技术是两个不同的概念。虽然,它们之间有联系,我们在习惯上也经常把它们联在一起,但它们研究的内容、方法和对社会的作用有很多不同。简要地讲,科学在认识世界中发现新的知识,而技术在改造世界中发展新的手段。对学生进行科学和技术方面的教育都是很必要的。对小学科学教育课来说,主要是让学生获得科学方面有关的一些基础,但是,也会在实际动手中涉及一些技术的使用。我们鼓励在实验中考虑发展适合于学生的技能,把科学和技术结合在探究过程中。这样作对这个年龄段儿童的发展是很有好处的,如建构一些结构模型和搭建电动车等,不仅有利于发展儿童的多种感官能力,而且也有助于发展学生综合解决问题的能力。

据学者们研究,对科学的定义至少有50多种。所以,我们不必去深究“科学”的确切定义,而是去理解有关“科学”的主要含义。我们论及“科学”,至少包含科学知识、科学方法、科学精神,科学态度,还可以包括科学研究、科学素质等。

人类自古以来,就在大自然中进化、生存和发展。人类对自身生命的奥妙,以及对绚丽多彩而又复杂多变的自然界,不断地在进行探索,不断地用不同的方式进行解释,包括用诗歌、绘画、舞蹈等艺术形式,用哲学、宗教和各种假说等。但是,科学的解释与它们不同。科学的语言是基于实证的,有推理和经过归纳的,科学上力求用定量而简明朴素的语言来描述事实,表达概念和规律。

例如,在我们周围存在着许多自然界的现象,这之中包含了一些必然的因果关系,如“我们松开手,石头就会落到地上”。古代的人们试图去描述这个过程,石头和其它物体是怎样落向地面的。两千多年前,古希腊的著名学者亚里士多德(Aristotle,公元前384-322)首先把对这类现象的描述归纳成为规律,他认为,体积相等的两个物体,较重的下落的较快。他又认为,在物体下落的过程中,下落的速度是恒定的。直到伽利略以前,在近两千年的时间里,没有人对亚里士多德的主张提出疑问。

伽利略对亚里士多德的主张发生了怀疑。为此,伽利略设计了试验。传说他在二十多岁时,爬上位于意大利比萨城的比萨斜塔,做实验来证实亚里士多德关于物体下落的快慢精确地与它们的重量成正比的论断是错误的。他经过推理,对物体下落是否速度恒定也产生怀疑,为证实他对亚里斯多德主张的疑问,他用一块近十一米长的木板。木板中间刻画出一个宽为两个多厘米的沟槽,并用非常光滑的牛皮纸覆盖它,让一个光滑的铜球沿着斜面滚下,用一个带有阀门的蓄水器计时。在做了球从不同高度滚下斜面的百次左右试验后,他发现距离和时间之间的关系非常近似于z = Kt2,而不是如亚里斯多德所总结的 z = Kt ,式中K是常数,z是距离,t是时间。当时还没有可以精确计量时间的仪器,为了计量时间,伽利略在一个水桶的底部装上一个很细的管子,在做实验时,在物体沿着斜面下滑的过程中,水同时经过这根细的管子流入一个杯子,精确地称出杯子里水的重量,就可以知道不同运动时间之间的比例。

伽利略用了定量的方法来进行测量,用实证的试验方法证实了他的假定,归纳出了规律,证明物体落下是加速度不变的加速运动,而不是速度不变的匀速运动。这种因怀疑而提出问题,用具有精确定量的方法来做试验,并从事实中归纳出定律和数学模型的过程,集中体现了近代科学研究的主要特点。所以,人们一般认为近代科学从伽利略开始。

伽利略解决了物体是怎样落向地面的问题。为什么物体会落向地面,而不是远离地面呢?这个现象人们都很熟悉,但是很长时期里没有人问为什么。直到17世纪,英国科学家牛顿(Newton,1642-1727)进一步研究了石头为什么会落向地球,为什么是加速运动。他力图归纳出不仅适用于地球与地球上物体之间的作用规律,也适用于宇宙大千世界的规律。在观察了许多在自然界发生的过程以后,他从直觉的假想出发,利用数学模型归纳出适用于世上万物间作用的万有引力模型。许多不同的试验为牛顿的假想提供了实证,他的假想就成为了公认的万有引力定律。

直到20世纪初,爱因斯坦(Einstein,1879-1955)认为牛顿的定律在描述宇宙的某些现象时有局限性,他又在牛顿的基础上发展了相对论。这种对客观世界的研究进程会继续不断地深入进行下去,科学就是这样不断地肯定、否定、否定之否定,依靠实证来不断逼近自然界客观存在的真理。

总之,科学知识就是指人类经过科学研究而积累的,系统的对客观世界和人类自身的认识。这个认识在不断修正,不断深入,以逐步逼近客观存在。科学知识的表现形式有科学事实、科学概念、科学原理、科学理论和科学模型等。科学知识并不是客观不变的真理,更不是绝对的真理。通俗地说,科学知识的得来是有道理的,经过实证证明的,但是,它又是有局限性的,它在科学家不断地探究之中发展和深化。无限的客观世界是如此复杂,而且在不断地变化之中,我们人类主观的认识能力与之相比是十分有限的,人类对客观真理的探究总是不断地在曲折中前进。

实际上,在上一节中我们已经用实例介绍了科学研究的主要特点,现在我们可把科学研究的原则归纳如下。

科学研究应该符合以下的原则:

科学研究的第一原则:引出有价值的、能用实证方法来进行研究的问题。

从直觉的怀疑,到概括和界定出一个有价值的问题,对科学研究来说是很重要的。引出的问题应是为填补现存知识的缺陷;或是为了寻求新的知识;致力于鉴别某些现象的一种或多种起因;对一些假说进行规范的试验等。引出问题及为求解它而制定研究计划时,必须首先要对已有的有关理论、方法和实证工作有详尽的了解。

科学研究的第二原则:把研究与有关的理论相联系。

科学常常把建立理论作为长期的目标。这种理论不仅能解释具体的实例,也能对某类现象提供普遍化的解释。不论是以明显或是以隐含的形式出现,每一种科学探究都会与某种已存在的理论或概念的框架相联系,并用它们来指导整个研究活动。科学通过建立、修正和完善已有的理论,有时也会通过更替已有的理论,以获得新的解说,逐步积累科学知识。

科学研究的第三原则:使用能够直接对问题进行调查研究的方法

在不同的研究中,应采用不同的与之相适应的研究方法,这是很重要的,也是一个普遍的规律。特定的研究构思和方法常常仅对某一类研究和问题适用,很难适用于一系列探究中的所有问题和课题。因此,在研究某个系列问题时,经常要采用完全不同的研究方法来研究该系列问题中的不同部分。

科学研究的第四原则:提供一个连贯的、明晰的推理过程。

科学的核心是理性的推论:根据已获得的信息和对现象的观察,提出解释、结论,或预测。科学研究需要一个逻辑的推理过程:从实证到理论,然后再回到实证。这个过程是连贯的、可分享的、对怀疑者具有说服力的。

科学研究的第五原则:可重复性和可推广性。

科学研究强调对每个发现与结果进行检验、证实和校核。由于所有的研究都是基于有限的观察结果和实验之上,因而,科学上需要把特定情况下获得的发现,应用于更多的对象和情况。当某些发现能在一定范围的时间和地点被重复时,科学的知识才可以认为是被确立了。

科学研究的第六原则:公开研究情况,以便鼓励专业界的审查和批评。

科学研究只有在广泛地传播,并得到专业同行的评审后 ,才能肯定它对对知识的积累做出了贡献。这种不断进行的、合作性的、公开的批评是科学界兴旺的标志。

目前,对教育是否是科学这个问题,大家的看法并不一致。但是,如果你认为你是在做教育的科学研究,就必须遵照科学研究的原则。现在出版的相当部分的教育论文,甚至是“优秀教育科学论文”都不列出参考文献。它们就不能看作是合格的科学论文,因为任何科学研究工作都是延绵不断的人类探究活动中的一段,是前人工作的继承和发展,而你的研究结果也必须要公开接受其他人的检验。

不论人们是从事什么具体领域的科学研究,包括教育领域的科学研究,都应遵循上述科学研究的原则,这些原则也会在我们探究式科学教育中体现。

三、科学研究和试验发展

广义的讲,科学研究包括科学研究和试验发展,即我们通常讲的R&D。什么是R&D呢?

根据我国科学技术部发布的文件,科学研究与试验发展活动:指在科学技术领域,为增加知识总量、以及运用这些知识去创造新的应用而进行的系统的、创造性的活动。它包括基础研究、应用研究、试验发展三类活动。

基础研究:指为了获得新知识,而进行的实验性或理论性研究。这些新知识包括关于现象和可观察事实的基本原理,它揭示客观事物的本质、运动规律,获得新规律、新学说,它不以任何专门或特定的应用或使用为目的。

应用研究:也是为获得新知识而进行的创造性研究,主要针对某一特定的目的或目标。应用研究是为了确定基础研究成果可能具有的用途,或是为达到预定的目标,探索应采取的新方法(原理性的)或新途径。

试验发展:指利用基础研究、应用研究和实际经验所获得的已有的知识,为生产新的产品、材料和装置,建立新的工艺、系统和服务,以及对已产生和建立的上述各个项目作实质性的改进而进行的系统性工作。

科学研究主要包括基础研究和应用研究,技术发展在应用研究和试验发展中有更多的体现。而且,随着科学和技术的发展,上述三方面的活动联系越来越紧密,有时也很难区分。

在知识社会里,科学和技术的研究范畴有了扩大,不仅包含着对知识的发现和将知识应用于改造世界的技术转化,而且还包括对知识的管理和传递。知识向实用的转化不仅为满足工业上生产新产品的需要,而且应满足医疗上的需要和教育上的需要。例如像现在有关人是怎样学习的,有关儿童智力和情绪发展规律的研究结果,发展很快,可以说是日新月异,而且来自不同的学科。这些研究的成果要用在日常的教育活动中,就必须经过归纳、整理和转化。知识转化需要作为一种专业,同样需要科学研究和人才培养。今天,没有智能工具的引导我们不可能管理大量的信息,智慧和直觉经常会在浩瀚知识的海洋里遗失,因而信息的综合、运用已和生成数据本身同样重要。

四、科学精神和科学态度

什么是科学精神呢?在学术界对这个问题的讨论和争论也不少。由王大珩和于光远先生主编的“论科学精神”一书是当代中国论述科学精神相当高水平的一本著作。书的封面上还写有“新世纪初,我国学者首次深入系统的论科学精神”《1.3》。书中介绍,据樊洪业先生考证:在中文文献中最早提出“科学精神”一词的是留美学生任鸿隽先生,时间是1916年。竺可桢先生曾把科学精神归结为“求是”精神,即“只问是非,不计利害”。周光召先生在该书的序言中写道:“科学精神中最重要的,一个是实事求是,一个是追求真理,这是最根本的内容。”所以,将科学精神的核心确定为“求真”,即实事求是和追求真理是合适的。

蔡德诚先生对科学精神的内涵进行了长期的研究。他提出科学精神的内涵应该包括六个方面:客观的依据、理性的怀疑、多元的思考、平权的争论、实践的检验和宽容的激励。

他认为客观的依据是科学活动的立基之本。科学探索是需要想象力的,但是这个想象力必须立足于客观依据,富于想象力决不是凭空的幻想和乱想。第二条是理性的怀疑。人有好奇的天性,奇则察,细察则生疑。疑逐生思。冥思而深究。疑是重要的,但要基于实在的矛盾,要基于事理的逻辑。第三是多元的思考,因为客观世界是复杂的、多元的、多维的。人们需要经过充分地多元多维多方位的思考,才能产生出理性的怀疑。第四条是平权的争论。平权的争论本身也是一个保障。只有保障了争论的平等性和自由度,才能产生出理性的怀疑和多元的思考。第五条是实践的检验,在充分地自由探索和争论以后,谁是谁非,最后人人都要服从于实践检验的结果,而且要心悦诚服的服从。第六条是宽容的激励。人的探知能力是有限的,要允许失误和失败,不要以一时一事论英雄。

蔡德诚先生对科学精神的内涵的论述不仅适用于自然科学,也适用于社会科学,而且联系我国实际,比较有针对性。

在西方国家很少见到用科学精神这个词,相近的有“批判性思维。在美国先进科学协会颁布的《2061计划》中,提出通过科学教育儿童应该具有的科学态度是:

1.好奇心:善于提出问题,并且积极地去寻求答案。

2.尊重实证:思路开阔,积极主动地去考虑不同的、有冲突的实证。

3.批判地思考:权衡、观察和对观察到的事实进行评价。

4.灵活性:积极主动地接受经证实的结论和重新考虑自己的认识。

5.对变化世界敏感:有尊重生命和环境的觉悟。

对照一下,和蔡德诚先生提出的科学精神的六个方面大致一致,可以在科学教育中作为培养学生科学精神具体标准的参考。

在中国科协发布的全民科学素质大纲(2049计划)中,对中国公民的科学素质作了如下的描述:科学素质是国民素质的组成部分,是指公民了解必要的科学知识,具备科学精神和科学的世界观,以及用科学态度和科学方法判断和处理各种事物的能力。这是对中国公民素质的要求。学生在早期确立起的对科学的态度以及价值观念,对其成年时所具有的科学素质会有决定性的影响。

在经合组织进行的国际学生成绩测试项目中,对所测试学生(15岁)的科学素质定义为:科学素质是指能具有运用科学知识,识别问题,并能吸取基于实证的结论的能力,以便对自然界,以及对由于人类的活动使之产生变化的自然界,进行理解和进行决策。

在美国国家科学教育标准中认为,有科学素养就意味着一个人能识别国家和地方的决定所赖以为基础的科学问题,并且能提出有科学技术根据的见解来。

以上三方面有关科学素质定义都是强调了培养合格的公民,以及公民能够行使公民权利,不是针对从事科学工作的社会特定人群而设立的,比较合理。

在教育部颁发的科学(3-6年级)课程标准中,对科学素质所作的定义是:科学素质包括必要的科学知识和技能、科学的思维方式、对科学的理解、科学的态度与价值观,以及运用科学知识、方法解决问题的意识和能力等方面。我们认为这样的定义中关于“运用科学知识、方法解决问题的意识和能力”方面的要求以外,也是一致的。不是每个国民都应该具有科学工作者的水平,具有运用科学知识来解决问题的能力。

在科学技术飞速发展的今天,对每个提出应具有科学素质的要求,反应了知识社会的特点。公民的科学素质应该包括掌握必要的科学知识,习惯于探究的生活态度和思维方式,以及具有科学精神的价值取向。具有科学素质的社会公民可以在知识社会之中求得进一步的发展;对有关信息进行判别和选择;参与决策和讨论。
教师对科学的理解,以及他们对科学的态度,直接影响到科学教育的实施,影响到学生科学探究学习的质量。因而,在进行科学教育教师培训时,应该帮助教师回顾和整理对科学的认识。

什么是“科学”呢?通常科学指近代科学,一般把伽利略(Galileo,1564- 1642)的研究工作和他对实证方法的确立,看作是现代科学诞生的标志。科学原来指的是自然科学,上世纪九十年代联合国教科文组织重新明确了科学的范围。按照联合国教科文组织给出的定义,科学包括自然科学和社会科学。在幼儿园和小学的科学教育里,我们探究的是自然科学领域的问题。

科学和技术是两个不同的概念。虽然,它们之间有联系,我们在习惯上也经常把它们联在一起,但它们研究的内容、方法和对社会的作用有很多不同。简要地讲,科学在认识世界中发现新的知识,而技术在改造世界中发展新的手段。对学生进行科学和技术方面的教育都是很必要的。对小学科学教育课来说,主要是让学生获得科学方面有关的一些基础,但是,也会在实际动手中涉及一些技术的使用。我们鼓励在实验中考虑发展适合于学生的技能,把科学和技术结合在探究过程中。这样作对这个年龄段儿童的发展是很有好处的,如建构一些结构模型和搭建电动车等,不仅有利于发展儿童的多种感官能力,而且也有助于发展学生综合解决问题的能力。

据学者们研究,对科学的定义至少有50多种。所以,我们不必去深究“科学”的确切定义,而是去理解有关“科学”的主要含义。我们论及“科学”,至少包含科学知识、科学方法、科学精神,科学态度,还可以包括科学研究、科学素质等。

人类自古以来,就在大自然中进化、生存和发展。人类对自身生命的奥妙,以及对绚丽多彩而又复杂多变的自然界,不断地在进行探索,不断地用不同的方式进行解释,包括用诗歌、绘画、舞蹈等艺术形式,用哲学、宗教和各种假说等。但是,科学的解释与它们不同。科学的语言是基于实证的,有推理和经过归纳的,科学上力求用定量而简明朴素的语言来描述事实,表达概念和规律。

例如,在我们周围存在着许多自然界的现象,这之中包含了一些必然的因果关系,如“我们松开手,石头就会落到地上”。古代的人们试图去描述这个过程,石头和其它物体是怎样落向地面的。两千多年前,古希腊的著名学者亚里士多德(Aristotle,公元前384-322)首先把对这类现象的描述归纳成为规律,他认为,体积相等的两个物体,较重的下落的较快。他又认为,在物体下落的过程中,下落的速度是恒定的。直到伽利略以前,在近两千年的时间里,没有人对亚里士多德的主张提出疑问。

伽利略对亚里士多德的主张发生了怀疑。为此,伽利略设计了试验。传说他在二十多岁时,爬上位于意大利比萨城的比萨斜塔,做实验来证实亚里士多德关于物体下落的快慢精确地与它们的重量成正比的论断是错误的。他经过推理,对物体下落是否速度恒定也产生怀疑,为证实他对亚里斯多德主张的疑问,他用一块近十一米长的木板。木板中间刻画出一个宽为两个多厘米的沟槽,并用非常光滑的牛皮纸覆盖它,让一个光滑的铜球沿着斜面滚下,用一个带有阀门的蓄水器计时。在做了球从不同高度滚下斜面的百次左右试验后,他发现距离和时间之间的关系非常近似于z = Kt2,而不是如亚里斯多德所总结的 z = Kt ,式中K是常数,z是距离,t是时间。当时还没有可以精确计量时间的仪器,为了计量时间,伽利略在一个水桶的底部装上一个很细的管子,在做实验时,在物体沿着斜面下滑的过程中,水同时经过这根细的管子流入一个杯子,精确地称出杯子里水的重量,就可以知道不同运动时间之间的比例。

伽利略用了定量的方法来进行测量,用实证的试验方法证实了他的假定,归纳出了规律,证明物体落下是加速度不变的加速运动,而不是速度不变的匀速运动。这种因怀疑而提出问题,用具有精确定量的方法来做试验,并从事实中归纳出定律和数学模型的过程,集中体现了近代科学研究的主要特点。所以,人们一般认为近代科学从伽利略开始。

伽利略解决了物体是怎样落向地面的问题。为什么物体会落向地面,而不是远离地面呢?这个现象人们都很熟悉,但是很长时期里没有人问为什么。直到17世纪,英国科学家牛顿(Newton,1642-1727)进一步研究了石头为什么会落向地球,为什么是加速运动。他力图归纳出不仅适用于地球与地球上物体之间的作用规律,也适用于宇宙大千世界的规律。在观察了许多在自然界发生的过程以后,他从直觉的假想出发,利用数学模型归纳出适用于世上万物间作用的万有引力模型。许多不同的试验为牛顿的假想提供了实证,他的假想就成为了公认的万有引力定律。

直到20世纪初,爱因斯坦(Einstein,1879-1955)认为牛顿的定律在描述宇宙的某些现象时有局限性,他又在牛顿的基础上发展了相对论。这种对客观世界的研究进程会继续不断地深入进行下去,科学就是这样不断地肯定、否定、否定之否定,依靠实证来不断逼近自然界客观存在的真理。

总之,科学知识就是指人类经过科学研究而积累的,系统的对客观世界和人类自身的认识。这个认识在不断修正,不断深入,以逐步逼近客观存在。科学知识的表现形式有科学事实、科学概念、科学原理、科学理论和科学模型等。科学知识并不是客观不变的真理,更不是绝对的真理。通俗地说,科学知识的得来是有道理的,经过实证证明的,但是,它又是有局限性的,它在科学家不断地探究之中发展和深化。无限的客观世界是如此复杂,而且在不断地变化之中,我们人类主观的认识能力与之相比是十分有限的,人类对客观真理的探究总是不断地在曲折中前进。

实际上,在上一节中我们已经用实例介绍了科学研究的主要特点,现在我们可把科学研究的原则归纳如下。

科学研究应该符合以下的原则:

科学研究的第一原则:引出有价值的、能用实证方法来进行研究的问题。

从直觉的怀疑,到概括和界定出一个有价值的问题,对科学研究来说是很重要的。引出的问题应是为填补现存知识的缺陷;或是为了寻求新的知识;致力于鉴别某些现象的一种或多种起因;对一些假说进行规范的试验等。引出问题及为求解它而制定研究计划时,必须首先要对已有的有关理论、方法和实证工作有详尽的了解。

科学研究的第二原则:把研究与有关的理论相联系。

科学常常把建立理论作为长期的目标。这种理论不仅能解释具体的实例,也能对某类现象提供普遍化的解释。不论是以明显或是以隐含的形式出现,每一种科学探究都会与某种已存在的理论或概念的框架相联系,并用它们来指导整个研究活动。科学通过建立、修正和完善已有的理论,有时也会通过更替已有的理论,以获得新的解说,逐步积累科学知识。

科学研究的第三原则:使用能够直接对问题进行调查研究的方法

在不同的研究中,应采用不同的与之相适应的研究方法,这是很重要的,也是一个普遍的规律。特定的研究构思和方法常常仅对某一类研究和问题适用,很难适用于一系列探究中的所有问题和课题。因此,在研究某个系列问题时,经常要采用完全不同的研究方法来研究该系列问题中的不同部分。

科学研究的第四原则:提供一个连贯的、明晰的推理过程。

科学的核心是理性的推论:根据已获得的信息和对现象的观察,提出解释、结论,或预测。科学研究需要一个逻辑的推理过程:从实证到理论,然后再回到实证。这个过程是连贯的、可分享的、对怀疑者具有说服力的。

科学研究的第五原则:可重复性和可推广性。

科学研究强调对每个发现与结果进行检验、证实和校核。由于所有的研究都是基于有限的观察结果和实验之上,因而,科学上需要把特定情况下获得的发现,应用于更多的对象和情况。当某些发现能在一定范围的时间和地点被重复时,科学的知识才可以认为是被确立了。

科学研究的第六原则:公开研究情况,以便鼓励专业界的审查和批评。

科学研究只有在广泛地传播,并得到专业同行的评审后 ,才能肯定它对对知识的积累做出了贡献。这种不断进行的、合作性的、公开的批评是科学界兴旺的标志。

目前,对教育是否是科学这个问题,大家的看法并不一致。但是,如果你认为你是在做教育的科学研究,就必须遵照科学研究的原则。现在出版的相当部分的教育论文,甚至是“优秀教育科学论文”都不列出参考文献。它们就不能看作是合格的科学论文,因为任何科学研究工作都是延绵不断的人类探究活动中的一段,是前人工作的继承和发展,而你的研究结果也必须要公开接受其他人的检验。

不论人们是从事什么具体领域的科学研究,包括教育领域的科学研究,都应遵循上述科学研究的原则,这些原则也会在我们探究式科学教育中体现。

三、科学研究和试验发展

广义的讲,科学研究包括科学研究和试验发展,即我们通常讲的R&D。什么是R&D呢?

根据我国科学技术部发布的文件,科学研究与试验发展活动:指在科学技术领域,为增加知识总量、以及运用这些知识去创造新的应用而进行的系统的、创造性的活动。它包括基础研究、应用研究、试验发展三类活动。

基础研究:指为了获得新知识,而进行的实验性或理论性研究。这些新知识包括关于现象和可观察事实的基本原理,它揭示客观事物的本质、运动规律,获得新规律、新学说,它不以任何专门或特定的应用或使用为目的。

应用研究:也是为获得新知识而进行的创造性研究,主要针对某一特定的目的或目标。应用研究是为了确定基础研究成果可能具有的用途,或是为达到预定的目标,探索应采取的新方法(原理性的)或新途径。

试验发展:指利用基础研究、应用研究和实际经验所获得的已有的知识,为生产新的产品、材料和装置,建立新的工艺、系统和服务,以及对已产生和建立的上述各个项目作实质性的改进而进行的系统性工作。

科学研究主要包括基础研究和应用研究,技术发展在应用研究和试验发展中有更多的体现。而且,随着科学和技术的发展,上述三方面的活动联系越来越紧密,有时也很难区分。

在知识社会里,科学和技术的研究范畴有了扩大,不仅包含着对知识的发现和将知识应用于改造世界的技术转化,而且还包括对知识的管理和传递。知识向实用的转化不仅为满足工业上生产新产品的需要,而且应满足医疗上的需要和教育上的需要。例如像现在有关人是怎样学习的,有关儿童智力和情绪发展规律的研究结果,发展很快,可以说是日新月异,而且来自不同的学科。这些研究的成果要用在日常的教育活动中,就必须经过归纳、整理和转化。知识转化需要作为一种专业,同样需要科学研究和人才培养。今天,没有智能工具的引导我们不可能管理大量的信息,智慧和直觉经常会在浩瀚知识的海洋里遗失,因而信息的综合、运用已和生成数据本身同样重要。

四、科学精神和科学态度

什么是科学精神呢?在学术界对这个问题的讨论和争论也不少。由王大珩和于光远先生主编的“论科学精神”一书是当代中国论述科学精神相当高水平的一本著作。书的封面上还写有“新世纪初,我国学者首次深入系统的论科学精神”《1.3》。书中介绍,据樊洪业先生考证:在中文文献中最早提出“科学精神”一词的是留美学生任鸿隽先生,时间是1916年。竺可桢先生曾把科学精神归结为“求是”精神,即“只问是非,不计利害”。周光召先生在该书的序言中写道:“科学精神中最重要的,一个是实事求是,一个是追求真理,这是最根本的内容。”所以,将科学精神的核心确定为“求真”,即实事求是和追求真理是合适的。

蔡德诚先生对科学精神的内涵进行了长期的研究。他提出科学精神的内涵应该包括六个方面:客观的依据、理性的怀疑、多元的思考、平权的争论、实践的检验和宽容的激励。

他认为客观的依据是科学活动的立基之本。科学探索是需要想象力的,但是这个想象力必须立足于客观依据,富于想象力决不是凭空的幻想和乱想。第二条是理性的怀疑。人有好奇的天性,奇则察,细察则生疑。疑逐生思。冥思而深究。疑是重要的,但要基于实在的矛盾,要基于事理的逻辑。第三是多元的思考,因为客观世界是复杂的、多元的、多维的。人们需要经过充分地多元多维多方位的思考,才能产生出理性的怀疑。第四条是平权的争论。平权的争论本身也是一个保障。只有保障了争论的平等性和自由度,才能产生出理性的怀疑和多元的思考。第五条是实践的检验,在充分地自由探索和争论以后,谁是谁非,最后人人都要服从于实践检验的结果,而且要心悦诚服的服从。第六条是宽容的激励。人的探知能力是有限的,要允许失误和失败,不要以一时一事论英雄。

蔡德诚先生对科学精神的内涵的论述不仅适用于自然科学,也适用于社会科学,而且联系我国实际,比较有针对性。

在西方国家很少见到用科学精神这个词,相近的有“批判性思维。在美国先进科学协会颁布的《2061计划》中,提出通过科学教育儿童应该具有的科学态度是:

1.好奇心:善于提出问题,并且积极地去寻求答案。

2.尊重实证:思路开阔,积极主动地去考虑不同的、有冲突的实证。

3.批判地思考:权衡、观察和对观察到的事实进行评价。

4.灵活性:积极主动地接受经证实的结论和重新考虑自己的认识。

5.对变化世界敏感:有尊重生命和环境的觉悟。

对照一下,和蔡德诚先生提出的科学精神的六个方面大致一致,可以在科学教育中作为培养学生科学精神具体标准的参考。

在中国科协发布的全民科学素质大纲(2049计划)中,对中国公民的科学素质作了如下的描述:科学素质是国民素质的组成部分,是指公民了解必要的科学知识,具备科学精神和科学的世界观,以及用科学态度和科学方法判断和处理各种事物的能力。这是对中国公民素质的要求。学生在早期确立起的对科学的态度以及价值观念,对其成年时所具有的科学素质会有决定性的影响。

在经合组织进行的国际学生成绩测试项目中,对所测试学生(15岁)的科学素质定义为:科学素质是指能具有运用科学知识,识别问题,并能吸取基于实证的结论的能力,以便对自然界,以及对由于人类的活动使之产生变化的自然界,进行理解和进行决策。

在美国国家科学教育标准中认为,有科学素养就意味着一个人能识别国家和地方的决定所赖以为基础的科学问题,并且能提出有科学技术根据的见解来。

以上三方面有关科学素质定义都是强调了培养合格的公民,以及公民能够行使公民权利,不是针对从事科学工作的社会特定人群而设立的,比较合理。

在教育部颁发的科学(3-6年级)课程标准中,对科学素质所作的定义是:科学素质包括必要的科学知识和技能、科学的思维方式、对科学的理解、科学的态度与价值观,以及运用科学知识、方法解决问题的意识和能力等方面。我们认为这样的定义中关于“运用科学知识、方法解决问题的意识和能力”方面的要求以外,也是一致的。不是每个国民都应该具有科学工作者的水平,具有运用科学知识来解决问题的能力。

在科学技术飞速发展的今天,对每个提出应具有科学素质的要求,反应了知识社会的特点。公民的科学素质应该包括掌握必要的科学知识,习惯于探究的生活态度和思维方式,以及具有科学精神的价值取向。具有科学素质的社会公民可以在知识社会之中求得进一步的发展;对有关信息进行判别和选择;参与决策和讨论。
教师对科学的理解,以及他们对科学的态度,直接影响到科学教育的实施,影响到学生科学探究学习的质量。因而,在进行科学教育教师培训时,应该帮助教师回顾和整理对科学的认识。

什么是“科学”呢?通常科学指近代科学,一般把伽利略(Galileo,1564- 1642)的研究工作和他对实证方法的确立,看作是现代科学诞生的标志。科学原来指的是自然科学,上世纪九十年代联合国教科文组织重新明确了科学的范围。按照联合国教科文组织给出的定义,科学包括自然科学和社会科学。在幼儿园和小学的科学教育里,我们探究的是自然科学领域的问题。

科学和技术是两个不同的概念。虽然,它们之间有联系,我们在习惯上也经常把它们联在一起,但它们研究的内容、方法和对社会的作用有很多不同。简要地讲,科学在认识世界中发现新的知识,而技术在改造世界中发展新的手段。对学生进行科学和技术方面的教育都是很必要的。对小学科学教育课来说,主要是让学生获得科学方面有关的一些基础,但是,也会在实际动手中涉及一些技术的使用。我们鼓励在实验中考虑发展适合于学生的技能,把科学和技术结合在探究过程中。这样作对这个年龄段儿童的发展是很有好处的,如建构一些结构模型和搭建电动车等,不仅有利于发展儿童的多种感官能力,而且也有助于发展学生综合解决问题的能力。

据学者们研究,对科学的定义至少有50多种。所以,我们不必去深究“科学”的确切定义,而是去理解有关“科学”的主要含义。我们论及“科学”,至少包含科学知识、科学方法、科学精神,科学态度,还可以包括科学研究、科学素质等。

人类自古以来,就在大自然中进化、生存和发展。人类对自身生命的奥妙,以及对绚丽多彩而又复杂多变的自然界,不断地在进行探索,不断地用不同的方式进行解释,包括用诗歌、绘画、舞蹈等艺术形式,用哲学、宗教和各种假说等。但是,科学的解释与它们不同。科学的语言是基于实证的,有推理和经过归纳的,科学上力求用定量而简明朴素的语言来描述事实,表达概念和规律。

例如,在我们周围存在着许多自然界的现象,这之中包含了一些必然的因果关系,如“我们松开手,石头就会落到地上”。古代的人们试图去描述这个过程,石头和其它物体是怎样落向地面的。两千多年前,古希腊的著名学者亚里士多德(Aristotle,公元前384-322)首先把对这类现象的描述归纳成为规律,他认为,体积相等的两个物体,较重的下落的较快。他又认为,在物体下落的过程中,下落的速度是恒定的。直到伽利略以前,在近两千年的时间里,没有人对亚里士多德的主张提出疑问。

伽利略对亚里士多德的主张发生了怀疑。为此,伽利略设计了试验。传说他在二十多岁时,爬上位于意大利比萨城的比萨斜塔,做实验来证实亚里士多德关于物体下落的快慢精确地与它们的重量成正比的论断是错误的。他经过推理,对物体下落是否速度恒定也产生怀疑,为证实他对亚里斯多德主张的疑问,他用一块近十一米长的木板。木板中间刻画出一个宽为两个多厘米的沟槽,并用非常光滑的牛皮纸覆盖它,让一个光滑的铜球沿着斜面滚下,用一个带有阀门的蓄水器计时。在做了球从不同高度滚下斜面的百次左右试验后,他发现距离和时间之间的关系非常近似于z = Kt2,而不是如亚里斯多德所总结的 z = Kt ,式中K是常数,z是距离,t是时间。当时还没有可以精确计量时间的仪器,为了计量时间,伽利略在一个水桶的底部装上一个很细的管子,在做实验时,在物体沿着斜面下滑的过程中,水同时经过这根细的管子流入一个杯子,精确地称出杯子里水的重量,就可以知道不同运动时间之间的比例。

伽利略用了定量的方法来进行测量,用实证的试验方法证实了他的假定,归纳出了规律,证明物体落下是加速度不变的加速运动,而不是速度不变的匀速运动。这种因怀疑而提出问题,用具有精确定量的方法来做试验,并从事实中归纳出定律和数学模型的过程,集中体现了近代科学研究的主要特点。所以,人们一般认为近代科学从伽利略开始。

伽利略解决了物体是怎样落向地面的问题。为什么物体会落向地面,而不是远离地面呢?这个现象人们都很熟悉,但是很长时期里没有人问为什么。直到17世纪,英国科学家牛顿(Newton,1642-1727)进一步研究了石头为什么会落向地球,为什么是加速运动。他力图归纳出不仅适用于地球与地球上物体之间的作用规律,也适用于宇宙大千世界的规律。在观察了许多在自然界发生的过程以后,他从直觉的假想出发,利用数学模型归纳出适用于世上万物间作用的万有引力模型。许多不同的试验为牛顿的假想提供了实证,他的假想就成为了公认的万有引力定律。

直到20世纪初,爱因斯坦(Einstein,1879-1955)认为牛顿的定律在描述宇宙的某些现象时有局限性,他又在牛顿的基础上发展了相对论。这种对客观世界的研究进程会继续不断地深入进行下去,科学就是这样不断地肯定、否定、否定之否定,依靠实证来不断逼近自然界客观存在的真理。

总之,科学知识就是指人类经过科学研究而积累的,系统的对客观世界和人类自身的认识。这个认识在不断修正,不断深入,以逐步逼近客观存在。科学知识的表现形式有科学事实、科学概念、科学原理、科学理论和科学模型等。科学知识并不是客观不变的真理,更不是绝对的真理。通俗地说,科学知识的得来是有道理的,经过实证证明的,但是,它又是有局限性的,它在科学家不断地探究之中发展和深化。无限的客观世界是如此复杂,而且在不断地变化之中,我们人类主观的认识能力与之相比是十分有限的,人类对客观真理的探究总是不断地在曲折中前进。

实际上,在上一节中我们已经用实例介绍了科学研究的主要特点,现在我们可把科学研究的原则归纳如下。

科学研究应该符合以下的原则:

科学研究的第一原则:引出有价值的、能用实证方法来进行研究的问题。

从直觉的怀疑,到概括和界定出一个有价值的问题,对科学研究来说是很重要的。引出的问题应是为填补现存知识的缺陷;或是为了寻求新的知识;致力于鉴别某些现象的一种或多种起因;对一些假说进行规范的试验等。引出问题及为求解它而制定研究计划时,必须首先要对已有的有关理论、方法和实证工作有详尽的了解。

科学研究的第二原则:把研究与有关的理论相联系。

科学常常把建立理论作为长期的目标。这种理论不仅能解释具体的实例,也能对某类现象提供普遍化的解释。不论是以明显或是以隐含的形式出现,每一种科学探究都会与某种已存在的理论或概念的框架相联系,并用它们来指导整个研究活动。科学通过建立、修正和完善已有的理论,有时也会通过更替已有的理论,以获得新的解说,逐步积累科学知识。

科学研究的第三原则:使用能够直接对问题进行调查研究的方法

在不同的研究中,应采用不同的与之相适应的研究方法,这是很重要的,也是一个普遍的规律。特定的研究构思和方法常常仅对某一类研究和问题适用,很难适用于一系列探究中的所有问题和课题。因此,在研究某个系列问题时,经常要采用完全不同的研究方法来研究该系列问题中的不同部分。

科学研究的第四原则:提供一个连贯的、明晰的推理过程。

科学的核心是理性的推论:根据已获得的信息和对现象的观察,提出解释、结论,或预测。科学研究需要一个逻辑的推理过程:从实证到理论,然后再回到实证。这个过程是连贯的、可分享的、对怀疑者具有说服力的。

科学研究的第五原则:可重复性和可推广性。

科学研究强调对每个发现与结果进行检验、证实和校核。由于所有的研究都是基于有限的观察结果和实验之上,因而,科学上需要把特定情况下获得的发现,应用于更多的对象和情况。当某些发现能在一定范围的时间和地点被重复时,科学的知识才可以认为是被确立了。

科学研究的第六原则:公开研究情况,以便鼓励专业界的审查和批评。

科学研究只有在广泛地传播,并得到专业同行的评审后 ,才能肯定它对对知识的积累做出了贡献。这种不断进行的、合作性的、公开的批评是科学界兴旺的标志。

目前,对教育是否是科学这个问题,大家的看法并不一致。但是,如果你认为你是在做教育的科学研究,就必须遵照科学研究的原则。现在出版的相当部分的教育论文,甚至是“优秀教育科学论文”都不列出参考文献。它们就不能看作是合格的科学论文,因为任何科学研究工作都是延绵不断的人类探究活动中的一段,是前人工作的继承和发展,而你的研究结果也必须要公开接受其他人的检验。

不论人们是从事什么具体领域的科学研究,包括教育领域的科学研究,都应遵循上述科学研究的原则,这些原则也会在我们探究式科学教育中体现。

三、科学研究和试验发展

广义的讲,科学研究包括科学研究和试验发展,即我们通常讲的R&D。什么是R&D呢?

根据我国科学技术部发布的文件,科学研究与试验发展活动:指在科学技术领域,为增加知识总量、以及运用这些知识去创造新的应用而进行的系统的、创造性的活动。它包括基础研究、应用研究、试验发展三类活动。

基础研究:指为了获得新知识,而进行的实验性或理论性研究。这些新知识包括关于现象和可观察事实的基本原理,它揭示客观事物的本质、运动规律,获得新规律、新学说,它不以任何专门或特定的应用或使用为目的。

应用研究:也是为获得新知识而进行的创造性研究,主要针对某一特定的目的或目标。应用研究是为了确定基础研究成果可能具有的用途,或是为达到预定的目标,探索应采取的新方法(原理性的)或新途径。

试验发展:指利用基础研究、应用研究和实际经验所获得的已有的知识,为生产新的产品、材料和装置,建立新的工艺、系统和服务,以及对已产生和建立的上述各个项目作实质性的改进而进行的系统性工作。

科学研究主要包括基础研究和应用研究,技术发展在应用研究和试验发展中有更多的体现。而且,随着科学和技术的发展,上述三方面的活动联系越来越紧密,有时也很难区分。

在知识社会里,科学和技术的研究范畴有了扩大,不仅包含着对知识的发现和将知识应用于改造世界的技术转化,而且还包括对知识的管理和传递。知识向实用的转化不仅为满足工业上生产新产品的需要,而且应满足医疗上的需要和教育上的需要。例如像现在有关人是怎样学习的,有关儿童智力和情绪发展规律的研究结果,发展很快,可以说是日新月异,而且来自不同的学科。这些研究的成果要用在日常的教育活动中,就必须经过归纳、整理和转化。知识转化需要作为一种专业,同样需要科学研究和人才培养。今天,没有智能工具的引导我们不可能管理大量的信息,智慧和直觉经常会在浩瀚知识的海洋里遗失,因而信息的综合、运用已和生成数据本身同样重要。

四、科学精神和科学态度

什么是科学精神呢?在学术界对这个问题的讨论和争论也不少。由王大珩和于光远先生主编的“论科学精神”一书是当代中国论述科学精神相当高水平的一本著作。书的封面上还写有“新世纪初,我国学者首次深入系统的论科学精神”《1.3》。书中介绍,据樊洪业先生考证:在中文文献中最早提出“科学精神”一词的是留美学生任鸿隽先生,时间是1916年。竺可桢先生曾把科学精神归结为“求是”精神,即“只问是非,不计利害”。周光召先生在该书的序言中写道:“科学精神中最重要的,一个是实事求是,一个是追求真理,这是最根本的内容。”所以,将科学精神的核心确定为“求真”,即实事求是和追求真理是合适的。

蔡德诚先生对科学精神的内涵进行了长期的研究。他提出科学精神的内涵应该包括六个方面:客观的依据、理性的怀疑、多元的思考、平权的争论、实践的检验和宽容的激励。

他认为客观的依据是科学活动的立基之本。科学探索是需要想象力的,但是这个想象力必须立足于客观依据,富于想象力决不是凭空的幻想和乱想。第二条是理性的怀疑。人有好奇的天性,奇则察,细察则生疑。疑逐生思。冥思而深究。疑是重要的,但要基于实在的矛盾,要基于事理的逻辑。第三是多元的思考,因为客观世界是复杂的、多元的、多维的。人们需要经过充分地多元多维多方位的思考,才能产生出理性的怀疑。第四条是平权的争论。平权的争论本身也是一个保障。只有保障了争论的平等性和自由度,才能产生出理性的怀疑和多元的思考。第五条是实践的检验,在充分地自由探索和争论以后,谁是谁非,最后人人都要服从于实践检验的结果,而且要心悦诚服的服从。第六条是宽容的激励。人的探知能力是有限的,要允许失误和失败,不要以一时一事论英雄。

蔡德诚先生对科学精神的内涵的论述不仅适用于自然科学,也适用于社会科学,而且联系我国实际,比较有针对性。

在西方国家很少见到用科学精神这个词,相近的有“批判性思维。在美国先进科学协会颁布的《2061计划》中,提出通过科学教育儿童应该具有的科学态度是:

1.好奇心:善于提出问题,并且积极地去寻求答案。

2.尊重实证:思路开阔,积极主动地去考虑不同的、有冲突的实证。

3.批判地思考:权衡、观察和对观察到的事实进行评价。

4.灵活性:积极主动地接受经证实的结论和重新考虑自己的认识。

5.对变化世界敏感:有尊重生命和环境的觉悟。

对照一下,和蔡德诚先生提出的科学精神的六个方面大致一致,可以在科学教育中作为培养学生科学精神具体标准的参考。

在中国科协发布的全民科学素质大纲(2049计划)中,对中国公民的科学素质作了如下的描述:科学素质是国民素质的组成部分,是指公民了解必要的科学知识,具备科学精神和科学的世界观,以及用科学态度和科学方法判断和处理各种事物的能力。这是对中国公民素质的要求。学生在早期确立起的对科学的态度以及价值观念,对其成年时所具有的科学素质会有决定性的影响。

在经合组织进行的国际学生成绩测试项目中,对所测试学生(15岁)的科学素质定义为:科学素质是指能具有运用科学知识,识别问题,并能吸取基于实证的结论的能力,以便对自然界,以及对由于人类的活动使之产生变化的自然界,进行理解和进行决策。

在美国国家科学教育标准中认为,有科学素养就意味着一个人能识别国家和地方的决定所赖以为基础的科学问题,并且能提出有科学技术根据的见解来。

以上三方面有关科学素质定义都是强调了培养合格的公民,以及公民能够行使公民权利,不是针对从事科学工作的社会特定人群而设立的,比较合理。

在教育部颁发的科学(3-6年级)课程标准中,对科学素质所作的定义是:科学素质包括必要的科学知识和技能、科学的思维方式、对科学的理解、科学的态度与价值观,以及运用科学知识、方法解决问题的意识和能力等方面。我们认为这样的定义中关于“运用科学知识、方法解决问题的意识和能力”方面的要求以外,也是一致的。不是每个国民都应该具有科学工作者的水平,具有运用科学知识来解决问题的能力。

在科学技术飞速发展的今天,对每个提出应具有科学素质的要求,反应了知识社会的特点。公民的科学素质应该包括掌握必要的科学知识,习惯于探究的生活态度和思维方式,以及具有科学精神的价值取向。具有科学素质的社会公民可以在知识社会之中求得进一步的发展;对有关信息进行判别和选择;参与决策和讨论。

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