吴大猷先生在《物理学的历史和哲学》一书中写到：“科学的目的是寻求’真理’。这个问题不存在争议，争议在于物理学中‘真理’概念的含义。就拿苹果落地这个简单的、基本的现象来说吧。我不知道在牛顿之前这种现象是如何解释的，很可能其解释和‘真理’在不同文化中是不同的。人们普遍同意在牛顿之后的两个世纪之中，物理学家中确定无疑地认为，‘真理’是地球的重力吸引造成了物体的落地。但是，随着爱因斯坦‘引力理论’的提出（其预言与牛顿理论略有偏离，而实验所得的结果支持了爱因斯坦引力理论）似乎显示出‘真理’已经改变了……由此足以说明，在物理学中和科学中，‘绝对真理’之说并不总是有意义的。”[8]
现代科学哲学关于科学知识的观点，绘我们指出了逻辑实证主义是有一定缺陷的。我们在向学生介绍科学知识时，应当阐明科学理论的这些特点，即尽管科学上的多数主要概念已经经过了大量的实验和观察的证实，这些概念在未来似乎不可能发生重大变化，但所有的科学观念都不是最终的真理，原则上要接受变更和改进的。当科学家们遇到与已有的解释不一致的新的实验证据时，他们的确要改变有关自然界的概念，而事实上他们也已经是这样做的。不再将知识作为绝对真理来呈现，这将有利于学生怀疑的态度和科学精神的培养。
2．对科学认识论的认识。
科学主义对科学认识的过程持归纳法的观点，即科学认识来自观察，科学理论来自对某种现象的特定例证的大量观察，在每一个例证中都可以找到某种特征。例如，人们注意到：只要气体受热，它的体积就会膨胀。借助观察和实验，在一种事件（气体1受热膨胀）与另一种事件（气体2受热膨胀）之间就可以建立某种联系，这种联系（假设）可表示为：所有气体受热都会膨胀，也即所有的事件Ｐ也是事件Ｑ。只要有大量的肯定例证，而没有否定的例证，对这些现象共同特征的概括（假设）就是一种自然法则，它不仅适用于已观察过的事例，也可应用到尚未观察到或无法观察到的事例上。这就是归纳法主张的假设来自观察，即通过大量已观察到的事件来确立一种理论。
然而，波普尔却主张观察来自假设。我们还是用“所有气体受热都会膨胀”作为例子，他认为，一般来讲，人们在系统地收集证据之前就构造了一个假设（Ｈ：所有的气体受热都会膨胀），然后根据假设（Ｈ）进行演绎推理（Ｄ）：假如Ｈ是该事件（所有的气体受热都会膨胀），那么在特定的条件下，Ｒ（每种观察到的气体都受热膨胀）就是该事例。下一步不是寻找这些结果（每种观察到的气体都受热膨胀），而是寻找在规定的条件下（气体受热）这些结果（气体体积就会膨胀）不会发生的事例。据此，波普尔指出没有任何一个肯定的证据能够证实某一个假设是真的，更为重要的是，我们从未发现一个否定的事例。因此，观察和实验的目的，与其说是积累肯定证据，还不如说是找出否定的证据。如果它确实存在的话，那么假说从哪里来呢？波普尔认为，它来自爱因斯坦所说的“自由创造”或“创造的直觉”。
科学认识的归纳过程，在科学发展的历史上确实起了极大的作用。为此也深深地影响着中学科学教育，科学教育工作者对发现法的推崇，显然与归纳法所主张的科学认识来自无偏见的观察是一脉相承的。于是，在科学教育中，尤其是在科学实验教学中，强调仔细、精确、彻底的观察，规范的操作，准确的报告实验结果，识别各种规则和模式，然后得出结论。认为通过这样的训练，学生在将来就能顺利地从事科学发明了，创造能力也就培养出来了。事实上，这种发现法只能合理地探索已有概念之间的关系，却不一定能形成新的概念。
波普尔关于科学认识的观点是反归纳的，他告诉我们，任何意义上的发现都需先前概念的支持，离开了头脑中原有的概念，不可能指望有任何发现，同时还需“创造的直觉”。波普尔的反归纳论还提示我们，在科学的认识过程中，是不可能将主观的人排除在外的，没有无偏见的观察，人们总是带着一定的观念开始进行科学研究的，因此，人是科学认识的主体。
虽然波普尔的观点有些偏激，但确能提醒我们：科学认识的过程不是惟一的一种途径。如吴大猷先生认为“物理定律的表述基本上是一个归纳的过程，而物理理论则不是。物理理论的创立依赖物理学家的想象、直觉和创造力，尽管一些经验物理事实的知识是必要的。”[9]吴大猷先生的看法是介于上述两者之间的。科学认识过程应当是多元的，但有一点却是可以肯定的，那就是科学的认识都起源于问题，不需要进行解释的新问题，也就没有科学研究和探索的目标，就不可能有假说和进一步的证明。
为此，在科学课程内容的选择中，我们应当将科学的两种知识结合起来，即概念原理性知识和过程性知识结合起来，因为两者是相互依存的、相互作用的。我们不仅应当将科学结论告诉学生，还应当将为什么从事这些结论的研究，这些结论的获得过程及在获得过程中所经历的种种曲折的过程，不同科学工作者、不同科学团体对某一结论所进行的种种针锋相对的争论、冲突和斗争告诉学生，要重视科学史的价值。科学的知识和探究过程都具有重要的教育价值和方法论的价值，这种知识和过程的结合，将使学生敢于对科学研究成果、实验、观察、理论模型和科学家所提出的解释进行评价和质疑，发展学生对已有理论或新理论的形成过程和结论进行评价的能力，使学生敢于探索和创造，并使他们的个性得到发展。
3对自然观的认识。
科学主义是与近代科学相伴产生的，它秉承的是机械自然观的二元论思想，认为万物皆自然，人也是自然的一部分，只要知道宇宙的本性就能通晓人的本性，反对把自然和人进行区别对待，反对主观意志的投入和作用。在它所构造的图景中，漠视或删去了他自己、他的人性和认识主体。在这种自然观的指导下，学生得到的是一个破碎的自然图景，很可能会使人类从自然环境中游离出来，使人际关系变得冷漠，使人丧失本应具有的人性。
现代科学自然观是整体论和有机论，它坚持人与自然的相互限定，相互依赖和相互包容，坚持人与自然的密切联系，他们是内在统一的，不可分离的。在这种人与自然和谐统一的自然观指导下，我们就有可能在综合理科课程中将科学主义和人文主义进行整合。使科学不再是“价值中立”的，不再与价值分割、与生活世界剥离，使科学不再成为“迷途的羔羊”，成为控制人类的工具，这样也能很好地进行社会价值观的调适。
（二）对社会因素的思考
在我国传统的科学教育课程中，对学校和社会的关系的认识，基本上是持“学校教育工具论”的观点，强调学生应当适应社会生活的需要，教育要为社会的某项任务服务等。这种观点带有很强的功利性，没有充分考虑教育也是社会不可或缺的一种主体，这极易造成学校教育的波动，不利于教育的发展。同时，在课程内容选择上，被动地适应社会生活，将课程内容作为社会经验的复制，虽然解决了继承的问题，然而“个性的多样性，自主性和首创精神”又从何谈起呢？而恰恰“这一切都是进行创造和革新的保证”，这样怎么能培养出富有创新精神和实践能力的新一代呢？因此，新的综合理科课程应持超越论的观点，将学校教育视为火热的社会实践的一部分，应当主动选择社会生活经验，参与社会价值观的调适，并对社会生活经验不断地进行批判和超越，通过培养具有“新质”的人，丰富新的社会生活经验。
（三）对学生因素的考虑
要强调创新精神和实践能力的培养，就必须将学生置于主体的地位，发展学生的个性。我们认为，学生的人格发展不是在真空中进行的，是在特定的文化知识的陶冶中、在特定的社会生活经验的熏陶下进行的。或者说，只有当这些文化知识和社会生活经验被学生所选择、所认同的时候，即它不再是外在的事物时，才能对其人格发展产生积极的影响。学习者的经验即学习经验，是指学生与外部环境的相互作用，而不是一门课程所涉及的内容，也不等同于教师所从事的活动。学习是通过学生的主动行为发生的，学生的学习取决于他做了什么，而不是教师呈现了什么内容。决定学习的质和量的是学生而不是教材，学生是一个主动的参与者。学习者是主体，学习者参与学习是因为环境中某些特征吸引他，学生是对这些特征进行反应，也就是学习者经验的选择过程在本质上是每一个学习者的自我选择的过程。由于学习者对课程内容的理解取决于学习者的心理建构，从某种意义说，学习者已有的认知结构的情感特征对课程的内容起到支配作用，因此课程是受学习者控制的，而不是受教师或学科专家控制的。新世纪的综合理科课程在设计中应当更注重学生的个人经验，应当考虑大多数学生仍处于具体运算阶段而只有少数学生处于形式运算阶段这一现实，以兼顾学生具有具体运算和形式运算的认知能力为原则，并努力从学生已有的知识和技能出发，选择科学基础知识和社会生活经验作为教学内容，从而真正体现学生是课程的主体。
综上所述，面向新世纪的综合理科课程应当在知识观、社会观和学生观上有所超越。在课程设计的取向上，应当将学生作为课程开发的主体，整合社会的实践，同时注重科学主义与人文主义的统合、知识与过程的统一。
三、综合理科课程内容的选择和组织
课程设计的取向应在课程内容的选择和课程的组织方面得到落实和体现，图1所示的就是笔者认为能较好体现上述综合理科课程设计取向的课程结构。
（一）课程的结构
综合理科课程设计是以学生作为课程开发的主体，以学生的经验来整合科学知识和社会实践，如何来整合？显然以学生生活中的一些问题和学生关心的一些科技问题加以展开是最好的。这是由以下三方面的原因决定的：1．科学的认识来自问题，有了问题才可以进行探究活动，进行假设和进一步的研究；2．生活中的问题和科技问题也正是社会中的问题，因而具有整合社会实践的功能，具有将科学主义和人文主义统合的功能以及对社会价值观进行调适的功能；3．我们有可能选择那些基于学生已有的知识和技能基础上的问题，这样能很好地引发学生学习科学的兴趣并取得成功。这种成功是可贵的，它可将学生导向掌握科学的知识和过程的探究境地，从而理解科学。
当然，问题的选择应当是十分谨慎的，应当是从科学、技术和社会的关系角度考虑，选择学生生活中的问题和他们普遍关心的科技问题，解决这些问题的能力最好是刚处于他们力所能及的范围，即处于最近发展区，这些问题对学生具有吸引力，能促使他们主动地探究和学习。
由于这些问题多数是不可能只涉及单一学科领域的知识，对每个问题的研究必然要涉及科学领域中的诸多学科知识。我们可以围绕问题，同时根据学生进行探究过程所遇到的困难，从自然科学的各分支学科包括物理科学（物理学和化学）、生命科学和地球空间科学中选取适当概念原理知识和过程方法知识提供支持，使学生获得成功。对于概念原理知识除了分支学科的内容外，还应与一些将科学各分支学科统一起来的普适性的概念结合起来，如“系统”“平衡”“信息”“演化和变异”“结构和功能”“能量”“自然界的随机现象”“事件出现的概率”等，因为它们为学生理解自然是统一整体提供了强有力的思想武器。对于科学的过程方法知识，即科学认识过程的知识，我们应当摒弃那种将科学知识完全由归纳得来的归纳主义的思想，而应引入科学认识过程应当是多元的思想，正如吴大猷先生所言的，有许多重要的科学原理是需要科学家的想象、直觉和创造力，而非只是根据观察直接推导得出的，尽管一些经验事实的知识是必要的。因此，学生对问题的探究过程并不全是实证的过程，还需要学生运用已掌握的科学上的一些抽象的理论和概念来解决或提出假设及通过实践来测试其准确性。
（二）构建阶梯状的问题系列
根据上述课程结构，就会设计出一系列问题，而每一个问题又都应有图1所示的结构，都是由问题出发、由学生已有的知识和技能出发，通过学生的探究活动以及提供必要的概念原理性知识和过程性知识的支持，使每个学生都能获得成功。随着认识能力的提高，可逐步增加问题的难度，这样就可以形成一系列呈现为阶梯状的问题。最初的问题可能是学生熟知的、具有一定知识和技能基础的问题，而后面的问题则是建立在前面问题解决后所发展出的心智基础上的，但又是学生能够解决的。这些问题解决的过程是科学的概念原理知识与相应的过程方法知识相结合的过程，是充满了事件和冲突的过程，是对社会生活经验进行整合和发展的过程，这将使学生的心智和整个精神世界获得实质性的发展和提升。伴随着对这些问题的解决，也将逐步引导学生成功地迈进抽象的认识，所获得的知识也将是一种开放式的、更具良好结构的体系，它能使学生更好地接受新知识和形成新技能，有利于他们继续学习。这种较为平衡的综合理科课程能提高全体学生的创新精神和实践能力，使他们成为具有较高科学素质的公民，并为终身学习奠定基础。
综合理科课程的设计不能不涉及课程的可行性问题，不能不考虑实施的问题。应更多地倾听实施者——教师的意见，让教师和学生都参与到课程的设计中来，这样才能确保课程更具合理性，也更具生命力。
