2002年秋季高考上海综合理科试卷中出现了这样的题目：科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识、还要注意运用科学方法。
46、在水平路面上，一个大人推一辆重车，一个小孩推一辆轻车，各自作匀加速直线运动（阻力不计）。甲、乙两同学在一起议论。甲同学说：根据牛顿运动定律，大人的推力大，小孩推力小，因此，重车的加速度大。乙同学说：根据牛顿运动定律，重车质量大，轻车质量小，因此轻车的加速度大。你认为他们的说法是否正确？请简述理由。
2002年春季高考上海综合能力测试卷中又出现了相同类型的题目：伽利略的自由落体实验和加速度实验均被选为最美的实验。
在加速度实验中，伽利略将光滑直木板槽倾斜固定，让铜球从木槽顶端沿斜面由静止滑下，并用水钟测量铜球每次下滑的时间，研究铜球的运动路程与时间的关系。亚里士多德曾预言铜球的运动速度是均匀不变的，伽利略却证明铜球运动的路程与时间的平方成正比。请将亚里士多德的预言和伽利略的结论分别用公式表示（其中路程用S、速度用V、加速度用a、时间用t表示）。亚里士多德的预言：_______________；伽利略的结论：______________________。
伽利略的两个实验之所以成功，主要原因是在自由落体实验中，忽略了空气阻力，抓住了重力这一主要因素。在加速度实验中，伽利略选用光滑直木板槽和铜球进行实验研究铜球运动，是为了减小铜球运动过程中的_____________，同时抓住_____________这一主要因素。
上述两次高考试卷中，都将科学方法的考查列入其中，无疑对考生提出了注重运用科学方法的要求。
科学是人类活动的一个范畴，它的职能是总结关于客观世界的知识并使之系统化；科学是一种社会意识形态。在历史发展中，科学可转化为社会生产力和最重要的社会建制。从广义上讲，科学的直接目的是对客观世界做理论表达。方法是主体从实践或理论上把握客体而采用的一般思维手段和操作步骤之总和。科学方法是对科学认识主体为从实践上和理论上把握科学认识客体而采用的一般思维手段和操作步骤之总和。
自然科学是迄今为止人类获得突出成就的领域，人们不仅把自然科学及其运动规律作为科学的研究对象，创立并日趋完善了物理学、化学、生物学、天文学等科学，而且把自然科学认识活动本身作为研究对象，探索了科学认识的进程和一般研究方法和其他科学门类相比，自然科学的研究方法最为成熟、最有代表性，它的一些方法体现了人类探索性认识活动的规律性。这是因为自然科学的发展历史最为悠久、最为连续，并与哲学思辩传统和工艺、经验传统有着极为密切的关系。科学认识活动在当今社会实践活动中具有重大意义。
例如，运用理想化方法，就是在抽象思维中，抓住主要因素，排除次要因素的干扰，使研究条件达到超越于现实的理想境界，使研究对象的本质得以充分暴露。诸如物理学研究中的“质点”、“刚体”、“理想气体”等科学概念，都是经过抽象的理想模型。这些模型反映了事物的主要矛盾和矛盾主要方面决定事物本质的辩证法。比较方法
体现了同一性和差异性的辨证关系；系统方法体现了整体和局部的辨证关系。在科学方法论中，归纳和演绎、分析和综合、抽象和具体等方法体现了对立统一的辨证关系。
新一轮的课程改革中，除了注重对学生知识和技能掌握情况的评价外，还要注重对过程、方法与能力的评价，注重对情感、态度与价值观的评价。
体现科学教育目标的综合能力测试试题，也应为适应这种要求，有新的变化。
例如试题：右下图是一支蜡烛的火焰。仔细观察，
它与经验中蜡烛火焰的不同点是__________________。（观察比较）在空气中这种火焰形成的条件是___________________________。（分析推理）这种火焰可能形成的环境是______________。（联想猜测）
你认为要答好类似的试题，与你的学习方式和目的有何联系？（价值观）
你认为你能答好此题的原因是什么？（归因，态度）
你认为你能更好的答出此题，还需要哪些准备？（有无激情、有无提高的愿望）
试题从观察比较，到分析推理；从分析推理到联想猜测；从联想猜测到自我评价；从自我评价到行为归因，引导学生从现象到问题，从问题到猜想，从猜想到面对问题的态度，层层深入的展示了科学探究的环节和需求。
科学教育的目的，不仅是让学生掌握科学知识，更重要的是让学生站在发现者的立场，通过学生亲自实践去发现事物的规律，使学生掌握并且会运用科学方法。什么是科学方法，日本人认为，就是让学生在与物质有关的事物和现象中发现问题，通过观察和实验，掌握收集信息、进行推理、设立假说、实行验证，通过科学的研究过程，让学生发现规律和解释自然现象的方法。他们认为常用的科学方法有：发现问题、预测、观察、实验、测定、记录、分类、图表化、推论、形成模型、设立假说和验证假说等12种。美国人认为，进行科学方法论教育的目的，不仅仅为了给学生一些科学的方法，还要培养学生对自然的正确态度，使学生形成科学的自然观，培养学生探讨自然的能力，特别是创造性的能力。把学生置于特定的科学背景下提出选题，告诉他们面临的问题和当时所能知道的一些数据和理论，让他们想办法解决。如果，学生想出很多方法，一步一步走下去，他们就知道哪些方法不切实际，哪些方法具有可行性，能进一步发展。通过这样一种学习，让学生了解科学研究的过程，就能掌握科学方法论。不懈的寻找理论的证据，敢于放弃无根据的想法等，就会体验到科学精神的重要性。
例如，在漆黑的夜里，四位旅行者来到了一座狭窄而且没有护栏的桥边。如果不借助手电筒的话，大家是无论如何也不敢过桥去的。不幸的是，四个人一共只带了一只手电筒，而桥窄得只够让两个人同时过。如果各自单独过桥的话，四人所需要的时间分别是1、2、5、8分钟；而如果两人同时过桥，所需要的时间就是走得比较慢的那个人单独行动时所需的时间。问题是，如何设计一个方案，让这四人尽快过桥。
假设这四人分别为A、B、C、D。很明显，开始两人拿着手电筒过桥后，手电筒就在桥的另一边了，此时需要已经过桥的那两人中的一个再把手电筒送回桥这边。送手电筒回来过桥也要化时间，所以要选一个跑得比较快的。一个很自然的想法就是，每次让跑得最快的A陪着另一个过桥，然后A快速地跑回来，再陪下一位过去，最后所有人就都可以过桥了。让我们来算一下这要多长时间。为了方便起见，我们把旅行者出发的桥的这一边称为“此岸”，而把旅行者想要到达的那边叫“彼岸”。在表达一个过桥方案时，我们用“←”来表示从彼岸到此岸的移动，用“→”表示从此岸到彼岸的移动。前面“A护送大家过河”的方案就可以写成：（右边数字为完成此步骤所需时间）
A B → 2
A ← 1
A C → 5
A ← 1
A D → 8
一共就是2+1+5+1+8=17分钟。
但其实有更快的办法：
A B → 2
A ← 1
C D → 8
B ← 2
A B → 2
一共是2+1+8+2+2=15分钟。
这个办法的巧妙之处在于让两个走得最慢的人同时过桥，这样花去的时间只是走得最慢的那个人花的时间，而走得次慢的那位就不用另花时间过桥了。可以把所有可能的方案都列举一遍，就会发现这是最快的方案了。现在我们把这个问题推广到N(N≥4)个人过桥的情况：如果有N个旅行者，假设他们有各自所需的过桥时间（正实数）。在只有一只手电筒的情况下，要过上述的一条桥，怎样才能找到最快的过桥方案？假设最快地把N个旅行者从此岸移动到彼岸需要f分钟时间，那么我们把所有在f分钟时间内把N个旅行者从此岸移动到彼岸的方案称为“最佳方案”。最佳方案很有可能不止一个，我们的目的是从自身具备的条件出发，寻找到一个最佳方案，并不要求把所有的最佳方案全都找出来。显然，借鉴原有的方法，是有价值的，它提示我们把学会的一种方法运用到解决更为复杂的问题当中，是学习的重要目的之一。
当代科学的发展出现了“从自然科学奔向社会科学”的潮流。自然科学的各种研究模式、手段、方法与概念正在向社会科学领域渗透。科学正在成为人类科学文化价值的重要源泉。科学知识、科学思想和科学精神，正在融入大众文化，正在对公众的人生观、世界观或价值观产生潜移默化的影响。这种影响将表现为一种强大的精神力量，推动着社会奋发进取、理性和谐。无论是从理论上或实践上，科学都是现代文化极为重要的组成部分。传播科学，应该责无旁贷的纳入国家的文化建设体系，使公众耳濡目染，感受科学之美，感悟科学之妙，抵制庸俗颓废文化，用优美的艺术和科学文化，清除取代那些还在很多地方蔓延的愚昧迷信或者有害的精神糟粕。为我国的社会发展，奠定重要的精神文化基础。 |
