第1章 绪论 1
1.1 科学学习是科学教育的中心 1
1.2 作为科学教育理论基础的科学哲学 2
1.3 科学哲学与科学学习 3
1.4 科学学习的四个基本维度及其关系 4
参考文献 7
第2章 科学哲学、科学教育与科学学习理论 9
2.1 科学哲学对科学教育的影响 9
2.1.1 科学教育研究中当代科学哲学的缺失 9
2.1.2 历史主义科学哲学在科学教育研究中的崛起 9
2.1.3 科学教育研究者对批判理性主义科学哲学的忽视 12
2.2 科学教育发展中的科学学习理论 14
2.2.1 早期的科学教育：受缚于古典教育的科学学习方式 14
2.2.2 进步主义时期的科学教育：“儿童中心论”与“做中学” 16
2.2.3 科学课程改革时期的科学教育：“发现学习”与“探究学习” 20
2.2.4 当代科学教育：课程标准中的科学探究与建构主义学习理论 24
参考文献 30
第3章 科学哲学的历史及脉络 33
3.1 实证主义科学哲学：从经典经验主义到逻辑实证主义 33
3.1.1 经典经验主义 33
3.1.2 实证主义 35
3.1.3 逻辑实证主义与逻辑经验主义 36
3.2 批判理性主义科学哲学：科学知识增长论 37
3.2.1 科学知识增长论产生的科学、哲学背景 38
3.2.2 科学知识增长论概述 39
3.3 历史主义科学哲学：科学发展的结构 42
3.3.1 库恩的科学发展图像 43
3.3.2 常规科学与范式 43
3.3.3 异常现象与科学危机 45
3.3.4 科学革命与范式转换 46
3.4 “三个世界”理论：世界1、2、3及其相互作用 48
3.4.1 世界1、2、3 48
3.4.2 世界3的本体论地位 49
3.4.3 三个世界的相互作用 51
3.4.4 语言、自我、科学与世界3 52
参考文献 53
第4章 科学学习的起源：学生的主观期望及其批判性反思 55
4.1 科学学习的实证主义起源 55
4.1.1 追求“确定性”：科学学习实证主义起源的基本预设 56
4.1.2 科学学习起源于学生经过“净化”的头脑 57
4.1.3 归纳的本质和重复在科学学习中的作用 60
4.2 对科学学习实证主义起源的批判性考察 63
4.2.1 确定性的终结——生理和逻辑的考察 63
4.2.2 没有无期望的重复——心理的考察 66
4.3 科学学习起源于学生的主观期望及其批判性反思 69
4.3.1 重建理性：科学的理性在于批判 70
4.3.2 主观期望是人类学习的起源 71
4.3.3 科学学习起源于学生对主观期望的批判性反思 73
参考文献 75
第5章 科学学习的过程：尝试与清除错误 77
5.1 融入科学学习：问题及其成长 77
5.1.1 理解问题先于理解理论 78
5.1.2 问题的产生 79
5.1.3 问题的成长和演变 82
5.2 尝试与清除错误 85
5.2.1 可错性是人的本性，同时也是科学的属性 85
5.2.2 学生本能的试错与科学家的试错 87
5.2.3 试错法与演绎推理 89
5.2.4 科学的预测性本质与科学学习中的实验设计 91
5.3 科学学习中的创造思维和批判思维 93
5.3.1 “大胆猜想”中的创造思维 93
5.3.2 “严格反驳”中的批判思维 96
5.3.3 科学学习过程的概念模型 98
参考文献 99
第6章 科学学习的结果：学生的概念架构 101
6.1 概念及其架构 101
6.1.1 “结构”之于《科学革命的结构》 101
6.1.2 概念的本质：以分类的方式把握自然规律 103
6.1.3 概念的结构性和扩展性 105
6.2 学生的概念架构 108
6.2.1 基本预设与概念架构 108
6.2.2 现象基元与概念碎片 110
6.2.3 学生概念与科学概念 112
6.3 促进概念转变的科学学习 114
6.3.1 概念转变的经典研究 115
6.3.2 概念转变的困难 116
6.3.3 促进概念转变的科学学习 118
参考文献 121
第7章 科学学习的本质：“三个世界”的相互作用 123
7.1 从“三个世界”的观点看科学和科学学习 123
7.1.1 科学是为使“客观知识”的第三世界发展的活动 124
7.1.2 科学学习以学生的主观世界为根本出发点和最终落脚点 126
7.1.3 世界3客体在科学学习中的存在形式 127
7.2 学生主观世界的发展：世界1、3与世界2的相互作用 130
7.2.1 物质世界与学生主观世界的相互作用 130
7.2.2 世界3客体与学生主观世界的相互作用 134
7.3 客观主义与建构主义的对立与超越——基于“三个世界”的客观主义认识论 137
7.3.1 亟待变革的客观主义认识论 138
7.3.2 科学学习中的主观主义认识论——建构主义 139
7.3.3 基于“三个世界”的客观主义认识论 140
参考文献 143
第8章 结语：必要的张力 145
8.1 本能的教条与批判的理性 145
8.2 试错的被动性与主动性 146
8.3 概念的个人性与主体间性 146
8.4 本体论上的主观性与客观性 147