一、科學的作用
鄧公曾說過科學技術(shù)是第一生產(chǎn)力，但是這樣的說法其實會產(chǎn)生誤解，以為科學和技術(shù)是一回事。其實不是的，科學和技術(shù)其實是兩回事，比如中國古代沒有科學，但是技術(shù)非常發(fā)達，直到清朝前期一直是領(lǐng)先全世界的。沒有科學也可以有技術(shù)，因為兩者的作用是不一樣的。科學的作用是解釋，技術(shù)的作用是改變。舉個例子，毛巾廠要把毛巾做的粗糙，以方便擦拭的時候能夠更加干凈，讓毛巾變粗糙這就是技術(shù)，但是衛(wèi)什么粗糙的毛巾可以擦得更干凈呢，這就需要解釋，因為越粗糙的物體摩擦力會越大，摩擦力大對污漬的擦洗效果越好，這就是解釋。由此我們可以看到其實科學和技術(shù)是在不同的領(lǐng)域起作用。
當然有科學支撐的技術(shù)會發(fā)展的非常迅速，沒有科學支撐的技術(shù)就發(fā)展的非常緩慢。這里我舉一個我上課的案例來說明：在上陶瓷品這節(jié)課的時候我經(jīng)常會講述瓷器的歷史。瓷器是中國發(fā)明的，中國的瓷器技術(shù)在世界一直是領(lǐng)先的，但是到了歐洲文藝復興之后，科學興起，歐洲人開始自己制造瓷器。他們使用科學實驗的方法，很快就掌握了中國幾千年的掌握的制瓷技術(shù)，到最后甚至大大超越了中國。到今天為止中國的制瓷技術(shù)也還遠遠落后于歐洲，現(xiàn)在世界最著名的瓷器廠商都是外國的。這就是科學方法對技術(shù)進步的促進。
二、什么是科學解釋
解釋世界是人類都有的智力活動，但是并不是所有的解釋都是科學解釋，比如古人用天狗食月解釋月食現(xiàn)象，這就不是科學解釋。科學解釋需要三個部分組成：
1、基本假設(shè)
科學的解釋必須要有一個基本的假設(shè)，這個假設(shè)其實并不需要是真的。只要這個假設(shè)能夠解釋現(xiàn)象就可以了。比如物理學有一個基本概念叫做力，力是改變物體遠動狀態(tài)的原因，但是其實力這個概念是人們想象出來的，現(xiàn)實中誰也沒有觀察到力，人們看到的是物體運動狀態(tài)的變化。還有“內(nèi)部”這個概念也是如此，一個磚塊有沒有“內(nèi)部”呢，其實是沒有辦法看到的，因為一旦切開磚塊的“內(nèi)部”，“內(nèi)部”就變成外部了。這些概念都是一些基本假設(shè)，他們都不是事實，自然就不是真的。但是誰又能說這些概念不能解釋現(xiàn)象呢？
2、邏輯推理出的理論
只有基本假設(shè)是不能做解釋的，必須要從基本假設(shè)開始運用邏輯推出一系列理論，這些理論才能夠解釋現(xiàn)象。比如解釋汽車為什么會改變運動狀態(tài)，就不能用力是改變物體遠動狀態(tài)的原因來解釋，為什么不能這么解釋呢？仔細看這個解釋：汽車為什么會改變運動狀態(tài)，因為汽車受力了，如何知道汽車受力了，因為汽車改變了運動狀態(tài)。簡化一下就是：為什么A，因為B，為什么B，因為A。這就是循環(huán)論證，英文叫tautology，張五常將其翻譯成套套邏輯，我認為這個翻譯非常傳神，兼具有音譯和意譯的功能。這樣的解釋永遠對，但是沒有解釋力，她似乎能解釋所有問題，但是其實什么問題也解釋不了。
所以真的要解釋問題就必須要有理論，而理論和基本假設(shè)的之間的區(qū)別在于，理論需要有真實的局限條件。比如牛頓第二定理就是一個理論，他就可以解釋事實，汽車為什么會以a的加速度加速，因為汽車受到的力F除以汽車的質(zhì)量M就是加速度a。而且有了理論之后不僅可以解釋，還可以預測，比如你知道了汽車受到的力F和汽車的質(zhì)量M，你就可以知道汽車將會做什么運動，你并不需要現(xiàn)場看到汽車是如何運動的。所以這里就有一個非常重要的一個結(jié)論，對已經(jīng)發(fā)生事件的解釋和對未發(fā)生事件的預測其實是一回事。
3、進行驗證
這就是科學解釋最重要的一步，就是驗證。既然要驗證那就要可以被驗證，但是因為邏輯的關(guān)系，理論只能夠被證偽，不能夠被證明。假設(shè)A是對的，那么B就會發(fā)生，在現(xiàn)實中只能觀察到B有沒有發(fā)生，如果B發(fā)生了，假設(shè)A是不一定正確的。舉個例子，下雨了（A），地上就會濕（B），但是地上濕（B）是不能推出下雨了（A）的。但是如果B沒有發(fā)生，那么可以確定A是錯的。還是下雨的例子，如果地上沒有濕（非B），那么就一定沒有下雨（非A）。這就是原命題和逆否命題的關(guān)系，所以如果要驗證只能進行證偽，不能進行證明。所以可驗證就是可證偽。
但是反過來說要證明一個理論是錯的（非A），是不能用非A推出非B的。這就是先入為主的錯誤，當然這個錯誤在自然科學中比較少，在社會科學中就非常多了，所有的行為經(jīng)濟學都犯了這個錯誤，這里先按下不表。我說一個自然科學領(lǐng)域類似問題，那就是達爾文進化理論，達爾文的進化理論簡單的說就是無方向的變異加自然選擇。但是在達爾文之前也有另一種解釋方法，就是目的論的解釋，大意就是自然界的生物也好像有智能一般會主動選擇對自己有利的方式生長。比如植物會主動的想各種方法獲得陽光，水，空氣。兩種解釋核心的不同在于變異是否是有方向的，但是如果放到一個較長時間尺度上來看，這兩種解釋都能解釋自然界中的現(xiàn)象。比如一種兔子會在冬天的時候把毛變成白色，你既可以解釋成兔子是為了防止被天敵吃掉主動變成了白色，葉可以是解釋成其實兔子變成什么顏色是隨機的，只是這種冬天變成白色的兔子更加能夠在雪地的環(huán)境中存活。只要冬天下雪這個局限條件不變，這兩種解釋就都不會被推翻。但是局限條件一旦變化，比如這個冬天沒有下雪，兔子也會變成白色。那么第一種目的論的解釋就被推翻了，而第二種解釋任然成立。但是很多老師是直接用變異是沒有方向來推翻目的論的解釋的，這就犯了先入為主的錯誤，要推翻目的論，首先要假設(shè)它是對的，然后用事實來推翻他。不能直接否定他的基本假設(shè)來推翻它。
三、教學中的實例
1、生物學是最好的教材
如果說哪一門學科是最好的教授科學方法論的學科，首推生物學。原因三點：1、生物學不需要很深的數(shù)學作基礎(chǔ)。2、生物學在現(xiàn)實中觀察的機會比較多。3、生物學比較吸引小孩的注意力。所以在一年級的植物單元的教學中充分讓學生鍛煉如何進行科學解釋。主要是通過觀看視頻，然后停下來問學生這些植物（一年級只要講植物）為什么會長成這個樣子。學生只要認真聽講，就一定能做出解釋。這里用的就是目的論，因為我認為目的論其實還是成立的，只是需要補加一些經(jīng)濟學的理論，比如機會成本，信息費用。但是這個實在是太難了，所以我會挑選那些符合目的論解釋的現(xiàn)象讓學生思考。
2、環(huán)保是最好的反面教材
環(huán)保的學習其實要到五六年級才涉及，但是我認為那是最不科學內(nèi)容，因為它是先入為主的認為環(huán)保是好的，然后推導出我們應該如何如何做。但是我覺得這恰恰是非常好的反面教材，通過科學方法找出環(huán)保理論里面的錯誤更加深刻的理解到如何運用科學方法論來解釋。
比如垃圾分類好不好，要綜合分析垃圾分類的好處與壞處，但是現(xiàn)實教學中因為教材只會給出垃圾分類的好處，讓學生誤以為垃圾分類是好的。比如日本為什么這么干凈啊，因為日本人垃圾分類的意識很高啊，所以我們也要學日本進行垃圾分類。但是用科學方法論一分析錯的一塌糊涂，因為中國的事實明顯的推翻了這種說法，中國這幾年的城市環(huán)境越來越好，但是中國并沒有進行全民的垃圾分類普及啊。說明環(huán)境的改善與是否進行垃圾分類普及沒有關(guān)系啊，經(jīng)濟發(fā)展才是主要因素。
其實中國是有垃圾分類的，但是那是那些拾荒者自己做的，因為這和他們利益相關(guān)。而且中國的垃圾分類遠遠比日本細致的多，因為拾荒者是專業(yè)干這個。在中國垃圾要分成5000多種，而日本全民普及不過是500多種。其中的差距一看便知。而且垃圾的分類也導致運輸費用的增加，同時伴隨著汽車尾氣，二氧化碳的增加。所以垃圾分類到底是保護了環(huán)境還是破壞了環(huán)境呢。事實上日本有一家專門搞垃圾回收的公司，其社長白井澈就是個堅定的日本垃圾分類無用論者，他認為垃圾分類沒有提高效率，很多人被錯誤認識支配著，進行著垃圾回收。所以當我把這些事實擺在學生面前的時候，學生的三觀就被顛覆了。
四、總結(jié)
從上面的案例中可以看到進行科學方法論的教學需要遵循兩點：1、不斷的練習。讓學生有充分的機會鍛煉自己的科學解釋能力。2、抓住能夠顛覆學生常識的教學機遇，滲透科學方法論，這樣有事半功倍的效果。
