VNOS：关于科学本质测量工具的历史回顾外文翻译资料

 2023-01-07 15:45:31

VNOS：关于科学本质测量工具的历史回顾

原文作者 Luis-Alfonso Ayala-Villamil , Aacute;lvaro Garciacute;a-Martiacute;nez

摘要：本文研究了“科学本质观”(VNOS)这一工具的四个关键方面；a）其一般特性；b）VNOS-A、VNOS-B、VNOS-C、VNOS-D、VNOS-D 和VNOS-E等表格的特殊特性；c)对其开放式问题的修改；最后，d)新的科学本质概念化(NOS)建构的VNOS表格的范围和局限性。研究方法以文献研究为基础。采用Scott(1990)的信度和效度标准。VNOS的开放性问题从四个归纳类别进行了分析：扩展、缩小、替换和分裂。本文的主要贡献有：1.深入研究VNOS的特性及其表格类型，使未来的NOS研究人员能够解释从VNOS表格获得的数据。因此，每一个VNOS表格确定了以NOS（直接问题）的各个方面为重点的开放式问题和以特定语境为重点的开放式问题。VNOS-C形式在特定的环境中呈现出更多的开放性问题，可能对某些人群的研究更感兴趣。显性问题和隐性问题也能被识别。VNOS-D 形式有更多的开放式问题。研究人员很可能能够找到分析单位来更容易地表征VNOS-D 表格中的NOS观点。2.将每个VNOS表格中的开放式问题和NOS方面的特点联系起来。3.将开放式问题按特征性NOS方面分组，这是研究NOS某一特定方面的兴趣所在。4.最后，特别是在VNOS与监测访谈以及“关于科学调查的观点”(VASI)工具一起使用时，强调了表征“科学方法”的观点的可能性。同样，它涉及VNOS表格的潜力，以表征来自其他NOS概念化的某些方面，特别是来自Mathews(2012)提出的“科学特征”(FOS)。所有这些，都有助于在概念上和方法上识别中小学生和他们的教师的NOS观点。这对于诊断不同社区的NOS观点、对不同教学策略的影响提出评估建议以及将NOS与其他结构联系起来是必要的，这些合在一起能够在一般人群中提升做出明智的社会科学决策的技能。

关键词：科学本质； VNOS表格； NOS观点

一、绪论

促进科学素养是许多国家教育改革的目标（Cofreacute;等人,2014年；Deboer,2000年；McComasamp;Olson,1998年；教育部,2007年；国家研究委员会,1996年；Sarkaramp;Gomes,2010年；Wangamp;Zhao,2016年）。对NOS的理解被认为是科学素养的一个结构方面（Akerson等人，2010年；Izquierdo-Aymerich等人，2016年；Ozgelen等人，2013年；Sarkar和Gomes，2010年）；此外，它已成为学校科学教育的主要目标之一（Akerson等人,2010年；美国科学促进会,1993年；Ayala-Villamil,2019年；Celik和Bayrakceken,2012年；Mesci和Schwartz,2016年；Sarkar和Gomes,2010年；Vaacute;zquez-Alonso等人,2013年；Wang和Zhao,2016年）,并因为其实用性、民主性、文化、价值论和教育理由得到支持(Aduacute;riz-Bravo和Ariza,2013年；Driver等人,1996年；Izquierdo-Aymerich等人,2016年；McComas等人,1998年；Sarkar和Gomes,2010年；Vaacute;zquez-Alonso因此，有必要考虑教师在改善学生学习中的主要用角色(Lederman，2007年；Matthews，1990年；McComas等人，1998年；Mesci和Schwartz，2016年；Rennie等人，2001年；Aikenhead和Ryan，1992年）。因为他们在帮助学生理解NOS方面起着至关重要的作用。就这样，在20世纪下半叶，许多工具被创造出来，包括VNOS。

二、研究目的

本研究的目的是描述“科学本质观”(VNOS)工具的每一种形式，并对它们进行比较，以确定VNOS表格的改编、范围和局限性。本文重点讨论以下几个问题：

VNOS-A、VNOS-B、VNOS-C、VNOS-D以及VNOS-D 和VNOS-E有何特点？

VNOS表格中修改、删除或包含了哪些问题？

VNOS表格的范围和局限是什么？

VNOS是NOS实证研究中广泛使用的工具，本文将重点放在了VNOS上（Aflalo,2014；Allchin,2011；Hodsonamp;Wong,2014；Kampourakis,2016）。这篇文章没有包括不同的VNOS工具的比较，因为这是我们希望能在不久后用到的另一篇文章的主题。

三、研究意义

本文通过VNOS表格探讨了它的特点、问题的来源、问题的转换，这是对NOS研究的一个贡献，因为它认识到了VNOS每种表格的一般和具体特征、范围和局限性。这为未来的NOS研究人员提供了：

选择与其研究相关的VNOS表格的分析工具。

以便分析和解释利用VNOS表格获得的数据。

识别不以VNOS的表格为特征的NOS的观点，以及与最新的NOS的概念相关的的观点。

四、文献综述

（一）NOS的概念

科学的本质或科学知识的本质与科学本身一样是一个多层面的复杂结构。在文献中有几种NOS的定义；例如，McComas等人。（1998年）将其定义为：“这是一个肥沃的混合舞台，它融合了包括历史学、社会学和科学哲学在内的各种科学社会研究的各个方面，以及心理学等认知科学的研究，丰富地描述了科学是什么，它是如何工作的，科学家作为一个社会群体是如何运作的，以及社会本身是如何指导和反应科学探索的。”

在这方面，不同的元科学对NOS结构都有或多或少的贡献。McComas和Olson(1998)在他们的《关于科学教育的国际标准的评论》中指出，NOS不是科学哲学的同义词；相反，科学史、科学社会学和科学心理学也为理解科学如何工作做出贡献。在图1中，圆周的面积代表了每个元科学的贡献。

在过去二十年中，关于NOS的概念化出现了有趣的辩论(Ayala-Villamil，2020年）。Abd-El-Khalick(2012)称两种方法为“通用领域方法”和“特定领域方法”。在本文件中，在一般领域方法的名义下，有“共识”观点或NOS的一般方面，为公民的科学素养着想，并将在大学之前的教育中得到发展。Lederman等人是从这一方法构思出一氧化氮合酶的研究人员之一。（2002年）、McComas（1998年）、Niaz（2009年）、Osborne等人（2003年）。

Lederman和他的合作者提出了一个研究和教学NOS的理论框架。他们认为，科学本质(NOS)和科学探究(SI)结构是不同的，但在研究中是趋同的，因为它们是密切相关的(Bartosamp;Lederman，2014年；Lederman等人，2012年；Lederman等人,2014a),对这些作者而言,NOS“指的是科学知识的特性,这些特性是从科学知识的产生方式中固有的,即科学探究”(Lederman,Antinkamp;Bartos,2014b）。具体地说，他们提出了许多方面的条例作为原则，并描述了K-12（在美国，幼儿园到12年级）科学教育背景下的NOS，但是这个条例并不是详尽无遗的(Lederman，2007年）。也就是说，原则是：

  1. 科学知识的暂定性：科学规律和理论都是易变的。
  2. 观察和推论：科学是建立在观察和推论的基础上的。科学家们把他们的观察作为描述世界自然现象的陈述。它们是通过感官或感官的延伸而产生的。相比之下，推论是从表现或效果中得到的陈述。推论能够促进模型发展和解释所观察的东西。
  3. 科学理论和定律：科学定律是关于自然界中观察到的关系的陈述，而科学理论是解释观察结果的推论。科学理论和定律是不同类型的知识。科学的理论和定律并不呈现一种层级关系，这意味着理论不是为了成为定律而被创造出来的。
  4. 创造力和想象力：知识的发展需要人的创造力和想象力来设计研究方法、分析数据、提出想法并做出解释。
  5. 科学中的主观性（负载理论）：科学知识是主观的，因为科学家有理论的保证、信念、先前的知识、训练、经验和期望。这就产生了不同的观点，这些观点介入了科学家研究的问题、使用的方法、对数据的解释以及得出的结论。
  6. 科学中的社会和文化融合：科学作为人类的行动是在文化和社会背景下发生的。科学家是这些背景下的产物。科学受文化和社会因素的影响。其中一些因素是社会结构、权力结构、政治、社会经济因素、哲学和宗教。
  7. 科学知识的经验性：科学不仅基于对自然界的观察。（Lederman等人，2012年；Lederman等人，2014a)。

此外，这些原则之间存在着相互依赖的关系（Schwartz,Lederman,amp;Crawford,2004）。另一方面，SI“指科学知识发展过程的特征，包括科学知识的发展、接受和利用所涉及的惯例”(Bartosamp;Lederman，2014年，第4页），并考虑诸如；a）科学调查总是从一个问题开始；b）科学调查没有单一的步骤或步骤顺序；c）调查所遵循的程序总是以所提的问题为指导；d）科学家遵循同样的程序不一定会得出同样的结果；e）调查中采取的程序影响随后的结果；f）得出的结论必须与收集的数据相一致；g）数据与证据不相同；h）科学解释是通过证据与已知情况相结合得出的（Bartosamp;Lederman，2014年，第5页）。

在NOS的实证研究中，一般领域方法是最常用的概念化方法(Gonzaacute;lez-Garciacute;a,Blanco-Loacute;pez,Espantilde;a-Ramos,amp;Franco-Mariscal,2019）,表1中给出了McComas（2008）、Niaz（2009）、Osborne,Collins,Ratcliffe,Millar和Duschl（2003）的建议。McComas的这份源于一组关于科学本质和（或）哲学的书籍的内容分析(McComas，2005)，与Lederman(1998)、McComas(1998)构建的适合纳入K-12课程的关键思想具有高度相关性；McComas等人（1998年）和Osborne等人（2003年）、马林等人（2013）分析了McComas和Olson(1998)，Lederman（2002）等人的NOS共识。Osborne等人（2003年），Fernaacute;ndez等人（2002年），Vaacute;zquez-Alonso等人（2004年）,通过归纳和演绎过程在这些不同的研究小组之间建立共识,这些过程通过一个称为环境系统学的类别网络（西班牙语“Sistemaacute;tica de Contextos”）相互关联。背景及其归纳类别（共识）是：

社会学背景：a）科学产生于当时的历史和社会环境；b）科学具有强烈的社会和文化含义；c）科学、技术和社会之间存在着强烈的相互作用。

“私人阶段”背景：a）创造性在发现中的重要性；b）科学家受其兴趣的影响。

“私人-公共互动阶段背景”：a）个人贡献受到专家社区的社会调节。

“论证阶段”背景：a）经验数据不是中立的，b)科学既是持久的,也是试探性的,c)进步有时是进化的，有时是革命性的，d)做科学没有一种“科学方法”，e)科学结合了归纳和演绎，f)假说的作用在经验对比中很重要（Marin等人，2013年）。

一般领域方法的评论家认为：（1）科学不能从简单的陈述中得到充分的表征；（2）一般领域方法的NOS特征不是科学所独有的,它们是人类知识的方方面面；（3）不承认不同科学学科知识发展的显著差异（生物学、化学、物理学等）（Kampourakis,2016）。因此，一般中心域产生一个限制性的、静态的、永恒的NOS视图。而且，没有证据表明这些信息对个人和社会决策有帮助。但是，当他们的教学应该是功能性的时候，他们可以产生NOS的陈述性教学（Allchin,2011）。特定领域方法作为另一种选择出现，它试图克服一般领域方法的不足。特定领域方法中的部分NOS概念化包括Aduacute;riz-Bravo(2001)《关于NOS的经典元理论问题》、Hodson(2009)的《理解科学实践》、Irzik和Nola的《家族相似性方法》(FRA) （2011年）,Matthews的《科学特征》(FOS),Allchin的《整体科学》（2011年）,Erduran和Dagher的《重新概念化的家族相似性》（2014年）,以及Vaacute;zquez-Alonso和Manassero的《四世界模型和VOSTS分类学》（2017年）对科技教育的科学与技术本质的概念化。在本文中，我们只提供其中的一些概念化，以将当前辩论的部分内容置于语境中。更详细的回顾载于《阿亚拉-维拉米尔》中(2020)。

Matthews(2012)提出,最近的NOS研究呈现出以下哲学和教育错误：a）将认识论、社会学、心理学、伦理学、商业和哲学特征混为一谈，形成一个单一的NOS列表；b）在对处于争议中的科学方法论或科学“本质”，其中一方享有特权；c）划分争议界限的特定解决方案的假设,以及d) 研究认为，可以通过学生识别一些有关NOS的陈述性语句的能力来判断和评估NOS的学习。作为另一种选择，他提出了一个理论框架，以术语和研究方法的变化为基础，对NOS进行概念化和调查，论证了从自然科学(NOS)到比较松散、语境相关的和各种各样的科学特征的转变(FOS)（Matthews,2012,第4

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