教育的核心和根本，唯有依靠儿童生命的投入，如同植物的生长必须按照自身的规律，而不在于是有意栽花还是无心插柳。对于科学教育而言，“做”科学，体验科学，感悟科学，通过体验形成情感实现知识的内化，依靠学生的生命活动去发展其自身的素质，实现知识的内化，这是科学教育的精髓之所在。学生通过自己的体验，达到领会以至感悟，这是思维的核心内容，是实现“会学”，体现“学生主体”的根本。但这不是“题海”所能抵达的地方，也不是普遍实行的“苦教苦学”所能奏效的，更不是泛泛而谈的“让学生学会学习”所能达到的境界。
1995年，派纳（William F.Pinar）的巨著《理解课程》一书出版，本书誉为当代课程理论的“”，成为课程论发展史上只可超越不可跨越的经典之作。⑴20世纪70年代自派纳的“概念重构”提出以后，“课程开发范式”被“课程理解范式”所取代，将课程视为“文本”或“对话”。提出运用现象学、存在主义、解释学、法兰克福学派、后结构主义、解构主义、后现代理论、女性主义等哲学社会思潮为基础，从的、种族的、性别的、现象学的、后现代的、自我传记的、美学的、宗教神学的、环境生态的、全球国际化的等等不同方面理解课程，形成丰富多彩的课程对话。将课程置于广泛的社会、、经济、科学、历史、文化、种族等背景上来理解，联系个人深层的精神世界和生活体验来理解课程的意义。
从上述诸方面的视角来观照我国的科学教育，极大地拓展我们的视野，对科学教育的认识将跃迁到一个新的层面。
一、我国科学教育的现实惶惑
我国从先秦开始，即重思轻辨而轻技艺，到了汉代，儒术独尊而百家罢黜，“重政务、轻自然、斥技艺”的儒学传统独霸天下，但中国古代科学技术传统却是“实用”特点明显，“经验”色彩浓厚，到头来，我国古代却“有技术而无科学”（今天意义上的科学）。这或许也可以称之为中国古代科学技术发展史中的一个悖论。
时至今日，西方科学与科学教育传入中国已有一个世纪了，我们的科学技术与世界发达国家相比，与顶尖的科学技术水平相比，许多方面依然存在着明显的差距。这又促使我们对现实的科学教育产生反思，对科学教育的现实进行考察。
1、公众科学素养低下
公众的科学素养已被认为是当代社会中一个国家兴旺与发展的关键，成为一个国家可以持续发展的根基。而中小学的科学教育又被认为对公众的科学素养培养具有基础性的、根本性的作用，中小学课堂是提高公众科学素养的主阵地。国际公众科学素养促进中心主任、美国芝加哥科学院副院长Jon D.Miller教授指出：中学时期的数学教育和科学教育（生物、化学、物理）是决定科学素养的关键。我国从1992年开始，中国科协依照国际上流行的有关公众科学素养衡量标准的指标体系，分别于1992年、1994年、1996年、1998年和2001年进行了5次调查，我国公众具备科学素养的比例十分低下，而且10年间变化不大，明显地落后于发达国家。当然原因是多方面的，但这与我国长期以来将科学教育视同于学科教育，将科学教育等同于科学知识的教育是有着深刻的内在关系的。
我国中学的科学教育，长期以来，以分科的学科教育为主，而且学科之间界线森严，不相往来。一些基础教育的教师，知识面狭窄，对科学的理解片面，在科学教育中只会照本宣科（甚至照本宣科还有错的），只关注书本知识的记诵和向标准答案的靠拢，完全忽略了知识获得的过程和方法，放弃了学生的真实体验和自然观察。科学的本质与日常知识是不一样的，但科学知识应与技术、与日常生活、与社会和自然相联系。各门学科之间，存在着复杂的交叉与内在相关性。科学的本质和功能是多方面的，应该全面理解科学。这一切，不能不引起我们的高度重视。
2、科学教育目标模糊
世界上早已将科学教育的目标从培养学科精英转向了提高公众的科学素养，我国广大基础教育教师，仍以我国从20世纪50年代沿袭下来的“双基”（基础知识、基本技能）为自豪，而且双基中又尤以基础知识为重。认为这是我国基础教育的优良传统，是我们的长处，每言及此即喜形于色，视同国宝，伤害不得。一个“有力”的证据就是我国中学生在国际几项理科奥林匹克竞赛中频频获奖，成绩骄人。我们是否深刻地思考过，我们参加国际中学生奥赛至今已20多年了，当初的中学生早已长大成人，他们在顶尖的科学研究中仍然默默无闻，难道其中没有教育的因素吗？诚然，“双基”的作用不能抹杀，基础教育课程改革中，知识与技能的教学仍是重要的目标维度，但我们如果只关注这一维度，把它作为唯一的教学目标就失之偏颇了。
我国教育的功利性十分突出，读书为求职求业，学生、特别是优秀学生，高考时对“热门”学科趋之若骛，而“热门”学科又随着市场变化，只能各领风骚三五年，这对基础教育的冲击却是不容忽视的。中学过早文理分科，形成知识的畸形。学科的越来越细分本来是科学高度发展的必然结果之一，也标志着科学的进步与成熟。但科学研究的专业细分与科学家知识结构的狭窄并非有必然的联系，因为科学细分的同时也呈现科学中的交叉渗透，出现跨学科。而科学研究的专门化功细分更不是科学教育口径越来越小的根据，更不是学校培养的人可以知识面越来越窄，兴趣越来越狭隘的遁辞。
学科之间壁垒森严，结果作茧自缚，把自己封闭了起来。3＋X考试的推行，更加剧了对侧重于言语——语言、数理逻辑智力训练学科的重视，考试科目的减少（其实并没有减少）并不等于考试压力的减轻，更不等于学生负担的减轻，反而削弱了学生其它多种智力的发展，压制了学生潜能的发挥，缩小了学生施展才能的范围。
曾有人对诺贝尔科学奖获得者的教育背景作过分析，一个普遍的规律是，他们在基础教育中打下扎实的基础的同时，形成了对自然现象的好奇心、提出和解决复杂问题的愿望、个人榜样和期望角色，在基础教育中跳跃式、渗透式学习的合理尝试，实事求是的态度、严格缜密的方法、批判怀疑的精神等。这一切，正是我们基础教育中的科学教育所严重缺乏的。
3、对科学本质理解的局限
由于历史的原因，我国对科学本质的理解是不全面的，我们长期所强调的是科学技术对社会经济的主要影响与作用，沉湎于科学功利性的神话，并以旧汤翻新的方式在不同的历史条件下以不同的面目重演。正确的科学教育基本理念的建立，是基于对科学本质的准确理解，也就是对“科学是什么”的理解。科学的本质在于探究，它是人们探究自然现象内在规律的一种特殊的活动，科学理论知识只是这种探究活动的成果。科学探究活动要有效地进行，既需要以经验事实为基础，又需要科学理论、自然观乃至一般哲学观点和社会价值取向为背景框架；既需要使用逻辑、数学等形式概念工具，又需要想象、抽象、灵感等创造性思维方法；既需要科学家们弘扬科学精神来维系，又需要科学家共同体内部进行社会调控来运作。从这样的认识出发，我国的基础教育、人文精神和科学精神都缺少深厚的根基，甚至还没有形成完善的形式，我们今天还不仅要将两者融合，更重要的问题是要将两方面建设起来，在基础教育课程中，同时加强人文精神和科学精神，成为当前基础教育课程改革必须完成的历史使命。
我们今天对科学的理解，或许还远未达到五四先哲的理解水平，[2]一方面是科学技术的赶超，另一方面是科学精神的失落。中国科学社的创始人之一任鸿隽曾说过：“（科学的发展）在少数为学而学，乐以终身之哲人，而不在多数为利而学，以学为市之华士。彼身事问学，心萦好爵，以学术为梯荣致显之具，得之则弃若敞屣，绝然不复反顾者，其不足与学问之事明矣。”从科学史上看，许多产生了巨大应用价值的科学研究成果，并非起始于目的明确的应用研究。赫兹研究电磁波时，认为它不可能用于通信；居里夫妇研究放射性时，并不知道放射性物质巨大的应用价值；爱因斯坦提出狭义相对论，得到E＝mc2的公式，并不是为了实现核能的利用；普朗克提出量子论时，万万没有料到这将导致20世纪后期信息时代的到来。科学是什么，其本质特征是什么，是每个科学教育工作者值得深思的主题。
4、科学教育与技术教育分离
长期以来，我国普通中学的科学教育实际上只有科学知识的教育，技术教育没有独立的地位，没有得到应有的重视，科学教育与技术教育是分离的。我国技术教育往往是和职业教育相关的，在职业中学和中等专业学校中实施，在人们的眼中，这种学校又常常会被认为低一等。当前，一些科技活动或技术性的学习常被纳入综合实践活动和校本课程，导致他们与正规的科学教育之间的隔离。美国国家科学院在1996年初推出了《国家科学教育标准》，2000年春又正式出版了《美国国家技术教育标准：技术学习的内容》，明确提出了技术素养的概念，对技术和技术的本质给出了严格的界定与详尽的阐释。科学的核心是探究，则技术的核心是设计，科学教学要让学生“学会探究”，技术教学是要让学生“学会动手”。科学教育与技术教育是现代科学教育的两翼，是不可分割的结合体。在谈到技术和技术教育时，立即会让人想起“双刃剑”的比喻，即技术对社会产生的负面影响。这种影响的形成，不能归咎于自然科学，也不应归咎于自然技术，而是由于社会技术（socail teachnology）或社会工程（socail engineering）不发达——从而难以有效地约束或遏制误用或恶用自然技术的个人或集团（尤其是决策者）——所致。20世纪60年代兴起于世界的STS运动与STS教育，是对此种影响的回应，从科学、技术与社会三位一体，提供给我们认识问题的新视角，也是当代世界科学教育改革的新理念。
我国科学教育一方面只重视科学知识的教育，忽视技术教育与科学技术对社会影响的教育，但同时又只关注科学教育的实用功能，这或许又可以认为是我国科学教育的一个悖论。
二、后现代引发对科学教育的思考
科学的发展有继承和积累的形式，在科学革命时期，科学家将要抛弃旧的“范式”，建构新的“范式”，这时，科学理论的发展表现出“突破”与“革命”。人类对科学本质的认识也正是在这种推进中不断深化。教育改革对科学教育将提供新的理念。人类文明的进步，不断提出新的知识观、哲学观、科学观与文化观，引领人们对学习的本质与规律不断产生新的认识。当我们以后现代的观念审视科学教育时，我们的视野将大大拓展。
1、后现代知识状况
20世纪末以来，人类知识传统发生了重大的“转型”，现行课程是现代知识状况的反映，基础教育课程改革所持的知识观必须与这种变革相一致。后现代认为不存在任何普遍有效和纯粹客观的知识，所有的知识只具有局部的、存在的或境域的（contextualizational）特性。知识既不是对世界的镜式“反映”，也不是对事物及其自身关系的一种策略。后现代知识是类型化的知识，是开放的、宽容的、理解的和对话的。知识是渗透有价值的，是价值关涉（value-relevant）的而不是价值中立（value-neutral）的，全部知识的事业，包括教育，都不是具有绝对价值、无可质疑的。学科之间的界限被打破，新的境界得以展现，一种跨学科的知识共同体正在出现。随着知识增长方式和机制的转变，社会生活中的知识霸权被解构，理性的批判成为知识进步的杠杆。因此，新课程应强调课程知识的多样性、非系统性、文化性和开放性。要培养学习者对所学知识内容的批判性态度，在批判之中使课程目标变得透明，并为更多的知识关联的出现提供条件。应增加和开发人文和社会方面的课程，帮助人们更好地理解自己和社会，摆脱由现代性带来的意识和精神危机。重视学生的个体知识和缄默知识与学科知识之间的联系。鼓励学生大胆质疑，师生之间更多地进行真实交往等。
2、建构主义理论
建构主义理论的形式众多，而且不同的学者对建构主义的谱系有不同的分类。我们一般将建构主义的理论与实践限于心理学意义上的学习理论，而很少关注学生在学习知识的过程中需要注意的除此之外的意义，特别是知识本身的形成即科学知识社会学的内容和建构主义的课程文化观。通过多方面的研究，科学知识社会学与社会建构论相结合，从经验研究的角度论证了自然科学知识也是社会建构的结果。对于自然科学中的“核心知识”和“外围知识”而言，它们所含有的社会制约因素和经验事实因素的比例是不同的。对于科学知识，从社会建构的观点看，应具有开放性、具体性、动态性、灵活性等特点。因此，在科学教育中，科学的“历史和本质”或“科学的性质”是重要的内容。科学的学习必须被看作一种社会的建构，任何科学课程设置都带有一种社会的视角。学生不仅需要学习具体的科学的知识、技能和方法，还应达到对自然科学知识与社会关系广泛而深刻的理解。要从社会、历史、哲学的角度编排科学知识，使学生认识到知识不仅仅是积累，是范式与观念变革的结果。教学中应充分利用学生的外围知识和地域知识，教学过程是在教师指导下，以问题为核心，师生共同探究知识及其社会意义的过程。学生对科学的学习是一种自主的、探究的、批判的过程。
建构主义的课程文化观赋予了课程完全不同于传统课程文化观的内涵，正如彼得?科斯洛夫斯基（P.Koslowski）所说：“文化与精神不是物与占有，而是生命与自我活动。”[4]课程作为文化传承及文化认同的逻辑化了的文化及教育的本质，违背了文化及教育的神圣使命。课程是文化发展与创造的过程，课程所提供的知识、文化素材、情境要具有疑问性、启发性，要尽可能的丰富和多样，只有这样，才有可能形成学生探究学习、自组织学习的机制，才能促进学生自主地发展。
3、后现代课程理论
当我们翻开派纳的巨著《理解课程》时，新颖的课程理解的理论扑面而来，不仅令人耳目一新，而且感到心灵的震撼。自从派纳的概念重建提出以后，种种后现代课程理论纷至沓来，我们撷取其中几点，思考它们对我国基础教育课程改革，特别是对科学教育的启示。尽管这样的选择无异于管窥蠡测，但也总可见其一斑。
多尔讨论控制是怎样自现代一开始就发挥作用的隐喻是魔鬼——出没于课程的魔鬼。“控制实际上从它一开始用于教育就体现在课程概念之中”，“控制不仅是课程中的魔鬼——运用现代主义流行的机械的隐喻——而且实际上是课程钟表运转的魔鬼，是该让这一魔鬼休息的时候了，让它平静地退隐到‘没有归途的地方’，是解放课程、让课程过上自己的生活的时候了”。为了驱逐这一魔鬼，多尔提出了课程中解释学的影响，用共同体（community）的概念提供了多角度强调的方法（multi-focused），这些新的复杂的理论为在后现代时代开发课程奠定了积极的基础。
从后结构主义看后现代课程理论，[5]包括车里霍尔姆斯（C?H?Cherryholmes）的解构性后现代课程论，多尔的建构性后现代课程论，奥利佛（D?W?Oliver）的批判性后现代课程论，都认为后现代课程迥然不同于现代课程，它应当更为开放、复杂、丰富和多元；学生有更多的互动与对话；教学语言、教学情境兼具支持性与批评性。课程设计应当摆脱学科取向的支配，从目标模式转向过程模式。当然后现代课程论的许多观念与概念仍然有待建构。
斯拉特瑞（Partrick Slattery）[6]把否定“元叙事”（rejecting meta-narratives）看成是后现代课程的一项基本原则。否定二元论（rejecting bifurcation），这应体现在沟通各课程理论之间的联系上，成功地建立起各学说之间的联系。主张后现代课程的“概念重建”须采用各种观点。
弗莱雷（Paulo Freire）基于解放教育思想，他的课程建构论重视全体成员参与、注重学生生活经验、提倡培养批判意识、强调原生主题来进行课程的建构。弗莱雷的解放教育课程建构论为我们向素质教育的转向提供了一个很好的平台。
现象——诠释学课程是“现象学运动”在课程领域的延伸。派纳提出了“概念重建主义”（reconceptualism），认为“课程是一种特别复杂的对话，课程不再是一个产品，而更是一个过程。它已成为一个动词、一种行动、一种社会实践、一种个人意义、以及一个公众希望”。寻求课程理论化，并把理论化的工作看作是创造性的智力工作。研究的目的是“发展和批判概念图式，以期不久能形成谈论课程的新方法，它们将比现有的方法更富有成效。”范梅南（M?Van Manen）更关注现象学的“反思”、“体验”和“生活世界”，开创了“现象学课程研究”（phenomenological curriculum study），明确指出，这种研究是以“生活体验”为研究对象的，其目的在于追问生活世界中教育事件的本质和意义，他认为反思所获得的知识与其它知识相比更有价值。史密斯（D?G?Smith）则把诠释学关于对话、理解的理论放在全球化这一时代背景中来思考教育和课程问题，建立起诠释学教育学（hermenutical pedagogy），他认为，教学应该使人们从课程知识中确认自己的价值，应该恢复个人真理，即对个人的价值的肯定，倡导共享的真理，即促进个体之间的相互交流与理解，寻求回家的真理，即关注事物本身，发现其内在价值。并要求教师为学生之间、师生之间的平等对话创造条件。这种理论在课程观、教学观、师生观等方面给基础教育新课程将带来多种启示。
布洛克（Alan Block）的后现代课程观认识课程的功能可能在于带领学生离开机械的、单调的、预先设定的、清晰可见的路线，而进入“迷途”，转向自己身份的创造。要重视学生如何学习、如何提问、如何寻求自己的解答，学会质询符号、学会提问。教学的重要功能在于提供改变的策略。认为课程是一种位错经历，迷失感成为促进探究和创造力的动力。
4、后现代科学理论
20世纪60、70年代以来，科学前沿出现了一大批新兴学科，这些学科从微观到宏观，由静态到动态，由存在到演化，由局部到整体，由简单到复杂，由确定到不确定，由线性到非线性。突出的如耗散结构理论、协同论、混沌理论、分形理论、突变理论、超循环理论等。这些理论是20世纪继相对论、量子论之后的又一次科学革命，它对人们的自然观、科学观产生了深刻的影响，它改变了人们的思维方式，改变了人类对自然的看法。
耗散结构理论表明了时间、空间与系统的演化、发展一样，具有复杂性内涵。强调要把历史因素引入到有关非平衡态系统演化的研究中来，因为在临界点即使是微小的涨落也可能完全不同的结果。注重系统的开放性以及系统内部元素之间及系统与外部环境的相互作用。系统在一定的条件下，可以从无序向有序发展。
混沌反映的是一种确定的系统中出现的无规则的运动。混沌理论所研究的是非线性动力学混沌，目的是要揭示貌似随机的现象背后可能隐藏的简单规律，以求发现一大类复杂问题普遍遵循的共同规律。在混沌研究中，关注对初始条件的敏感依赖性，这种研究，有力地排除了拉普拉斯决定论的可预测性的狂想。
对空间不规则性的研究形成了分形理论。对自然界的描述中增加了深刻的分数维概念，分形图具有奇特的美。运用分形可以反映自然界“形依自相似呈现无穷层次结构”。
协同论采用了不同领域分析类比的方法研究各种复杂系统共同演化规律，是以研究完全不同类型系统中存在的某种本质特征为目的的综合性横断学科。协调学认为系统的规则是自主地自发地通过子系统相互作用而产生的。协同论提出伺服原理和序参量的概念，解释复杂系统中的竞争与合作（协同），而竞争与协同的概念在自然界和社会生活的各个层面是普遍存在的。
突变理论研究自然界连续的量变是怎样引起突变的，并企图用统一的数学模型来把握它们。突变理论已成为描述许多基本非线性现象的自然科学语言，应用广泛，方法奇特，解决问题思路出人意料，对很多人们认为不可能用数学处理的奇特现象，却可以用它来把握某种本质联系从而作出合理的解释。
超循环理论认为，通过因果和多重循环作用，可以建立一个通过自我复制、自然选择而进化到高度有序水平的宏观功能性组织。这是一种研究生命起源的化学进化阶段和生物进化阶段之间的分子自组织问题的理论，但这种理论一经提出，其反响超出了生物化学界，它所涉及的自然界的循环演化、原因和结果的相互作用，决定性和随机性的相互关系，竞争和协同的结合，物理学和生物学的统一，历史方法与逻辑方法的互补等已引起哲学界的高度重视。
后现代科学理论对于教育改革、特别是基础教育课程改革将提供全方位的不同层面的启发。但我们在运用这些理论时，必须对它们有深刻而正确的理解。因为每种科学理论本身都具有艰深的数理原理，具有特定的自然科学研究对象。教育是一个具有复杂因素的巨系统，尽管这些科学理论具有广泛的适切性，但教育学科与自然科学学科之间是不能作简单的比附和随意的等同的，这就要求我们以科学的态度去深入研究，以获取其中有益的借鉴。