科学既是一种探索的方法，也是一种开放、积极的研究过程。因而，科学教育不应只让学生记忆、背诵教科书上的内容、术语、公式，应该让学生亲自去做、去搜集、去找寻并解决问题。
因此，科学教育应该是以问题探索为中心。科学教育包括科学知识、科学方法、科学精神、科学态度、科学价值等五个方面。
（一）科学知识
从认识的角度看，知识是人脑对客观规律的反映，是人类认识自然界、认识社会和人的精神产物；是人类在经验基础上的系统概括。
从本体论的角度看，知识又是大自然进化到一定阶段生命物质与非生命物质相互作用所产生的特殊资源。从人类的角度看，知识又是“人类向大自然索取馈赠”的有力工具。人类通过实践和认识活动，把大自然的信息分别储存于生命物质载体（脑细胞）和非生命物质载体（竹、木简、纸等）上，这样便产生了知识或科学性知识。知识本质上是自然的、客观的。简单地说，所谓知识，是人们通过实践获得的关于外部世界的一种认识，也即是对外部世界的事物、现象和过程的反映。由于反映的深度不同，也就有不同的知识，如一般生活常识知识、经验知识、科学知识等。
科学知识不同于其他知识，它是对外部世界各种现象和过程本质的或规律性的反映。普通的经验知识和常识对客观事物的反映一般来说还只是一些直观的判断，其中包含现象，也有一些知识能反映客观事物的个别方面和外部关系，却不能提供事物的本质的规律性认识。
（二）科学方法
进行科学活动，必须运用一定的方法。“方法”这个词在希腊文中的含义是沿着正确的道路运动。科学方法是人们在认识和改造客观世界的实践活动中，总结出来的正确的思维方式和行为方式。科学方法从本质上说就是认识世界、改造世界的方法，是人们认识和改造自然的有效工具。
（三）科学精神
1.怀疑
善于提出问题，在一般人看来没有问题的地方提出问题。有些人能够对异常现象迅速提出问题，任何异常现象都是鼓励更多地对此感兴趣的学生去研究这种现象的机会。怀疑同公开一样，是科学所具有的特性。尽管提出一种新理论会受到人们的注意，但是要一下能得到科学上广泛承认的却寥寥无几。为此，新理论提出者要向别人表明新理论可以得到证明。新理论的说服力超过了竞争对手的理论，而且新理论有助于形成新知识。由于绝大多数的科学家对新理论都持怀疑态度，所以在人们接受新理论之前，常常需要花费几年甚至几十年的时间进行批评、验证工作。科学教育应该帮助学生认识到系统怀疑的社会价值，并培养学生在公开观点和怀疑之间形成健康的平衡。
2.求实
一切从实际出发，科学不能有半点虚假，科学教育的理性思维过程离不开事物的实际，也离不开现实生活的实际。因此，科学教育是培养学生具有实事求是的优良品质的重要途径。
3.进取(www.xing528.com)
永无休止的进取精神，这是现代科学技术的本质。基沃斯博士说，现代科技人才必须具有三个条件，其中的重要一条就是要有强烈的进取和探索精神。
4.创新
就是凭借自己的智能去发现、掌握他所尚未知晓的知识，并能运用。科学知识概念会发展，结论会深入，任何时候知识总有局限性，永远不会有尽头。科学教育在继承基础知识的同时，要特别重视培养学生的创新精神。
5.严谨
对待科学要求严谨。严谨是现代科学技术的生命，科学发展的精密要求是极其严格的，不能有丝毫差错。
6.公正
公正就是客观公平，没有偏向性。
7.合作
目前的科技活动，工业的创新，都趋于大型化，不再是偶发性个人天才的表演，而是大规模、有组织的群体活动，是企业化行为，因此合作尤其重要。实践证明，科学精神是个人的、社会的重要精神财富，它对于促进人的良好个性品质的形成和社会的进步起着十分重要的作用。
（四）科学态度
科学态度是科学教育的重要学习目标。简单地说，科学态度就是面对实际问题，能够遵循事物本身的脉络，实事求是。科学态度是理性、客观而公平、精益求精、存诚务实，从发现问题到设计实验、验证假设，不可凭主观看法草率做结论。凡事皆以全面事实为根据，依靠合乎逻辑的理性思维，不虚假、不作伪，不臆断、不迎合他人，而是以理性分析，将零碎、孤立的信息结合成为一个整体，从而达到追求新知识或解决问题的终极目的。
（五）科学价值
价值这个概念是人们思考、选择、评价和实行的各种信念、目的、行为、态度等。科学价值即对科学有一个共同的基本信念和做法。
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