在研究科学知识这个问题时，我们应该注意传统教育对知识的错误理解。传统教育认为：1、知识是被动接受的；2、知识的学习过程主要是记忆过程；3、知识的学习带有社会强制性。这些特征对现代科学和科学学习有如下的影响：1、重结果甚于重过程；2、重标准答案甚于智慧开发；3、重教育者对科学知识的重要性的看法甚于重社会、市场对科学知识的需要。
二、技能
技能是主体在已有知识经验的基础上，经练习形成的执行某种任务的活动方式。操作技能亦称“动作技能”。在操作性知识指导下，经练习而形成，是由人体动作构成的合法则的随意行动方式，是培养人的技术能力或才能的重要因素。
三、科学方法和思维方法
科学方法是人们在科学研究中所遵循的途径和所运用的各种方法和手段的总称。科学方法通常指各个科学部门中较为通用的一般科学方法。科学方法是人们揭示客观世界奥秘、获得新知识、探索真理的工具。
哲学方法是最高层次、应用最普遍的方法，能够运用于以自然界、社会和思维为研究对象的所有科学部门，可以视为科学方法的组成部分。科学方法还可以按照适用范围的大小，区分为一般科学方法和特殊科学法、理论性科学方法和横向学科方法三类。经验性科学方法是获取经验材料或科学事实的一般方法，如观察方法、实验方法、调查方法、测量方法等。理论性科学方法，包括分析、综合、归纳、演绎、类比等逻辑方法以及假设方法、思想实验、理想化方法等。横向学科方法指的是由数学、一般系统论、信息论等横向学科抽取出来的一般方法，如各种数学方法和系统方法、黑箱方法、反馈方法、信息方法等。特殊科学方法是个别科学领域或学科所运用的各种特殊方法，如物理中的光谱分析法，化学中的电解法，生物中的同位素示踪法、医学中的免疫法，心理学中的精神分析法，人口学中的人口普查法等。现代科学方法建立在实践经验和经实践检验过的科学理论的基础上。
思维方法是人们认识世界和改造世界的精神活动形式、方式和程序的总称。人的一切活动，无论认识活动还是实践活动，都离不开思维和思维方法。思维方法的类型是与思维类型相对应的。按照思维活动所运用的信息形式，思维方法区分为抽象思维方法和意象思维方法。按照思维结构的程式化程度，思维方法区分为逻辑思维方法和直觉思维方法。按照思维过程的方向性，思维方法区分为逆向思维方法、侧向思维方法、发散思维方法、收敛思维方法等。
科学过程或过程技能(Science Process or Process Skills)。
西方特别是美国把对科学过程的理解作为科学素养的一个重要成分。有的学者把科学过程（或科学过程技能）称为科学家学习和研究时所做的事情。科学过程技能是产生内容的载体以及概念借以形成的方法。
根据美国1979年出版的，由芬克等5人撰写的《学习科学过程技能》一书，科学过程技能分为基本科学技能和综合科学过程技能两大类：前后包括观察、分类、交流，米制测量，预测和推理；后者包括鉴定变数，作数据表，作图表，叙述变量间的关系，获得和处理数据，分析研究，作出假说，在运算上规定变数，设计研究和进行实验。
把这16个科学过程技能逐一分析，得出结论是，它们都相当于科学方法和思维方法，主要是科学方法。
四、价值观
在复杂的问题，多重价值及多元文化的社会中，具有科学素养的人要能进行价值判断，并在冲突的观念中寻找妥协的途径，要具有与人、与自然进行协商的能力，尊重他人的意见。
五、解决社会及日常问题的决策
能鉴定作为全国和地方的决策的基础的科学问题以及表示在科学上和技术上有见识的观点。一个有素养的市民必须能够在科学信息的资源以及用来产生它们的方法的基础上来评价科学信息的质量。科学素养也意指提出和评价基于证据的争论的能力以及合适地从这样的争论来应用结论。
六、创新精神
对创新教育内容的看法目前很不一致。
有学者认为，创新精神指创新能力中的非智力因素，如求知欲、创新意识、勇敢精神、顽强精神、科学态度等。对于创新意识，有学者认为，可包括推崇创新、追求创新、以创新为荣，产生创新动机，树立创新目标，发挥创新潜力，释放创新激情。
有学者认为，创新思维即发明或发现一种新方式以处理某种事情或事物的思维过程。
对于创新能力，在要求上讨论更多。
有学者认为，创新能力绝不仅仅是一种智力特征，更是一种人格特征，是一种精神状态，是一种综合素质。是否重视创新能力的培养，是传统教育与现代教育的根本区别之一。有学者认为，创新能力包括创造智慧能力，包括超常力、进取力、想像力、综合力、选择力、批判力、敏捷性以及创造操作能力。
扎实的知识是创新能力形成的基础。合理的能力结构是创新活动必不可少的条件。合理的能力结构包括发现问题的能力、明确问题的能力、组织和分析问题的能力、解决问题的能力。
有学者介绍，国外研究表明，培养创新能力的办法有三百多种，其中常用的有一百多种。
七、科学、技术、社会及其相互关系
科学提供知识，技术提供应用这些知识的方法，社会则要求我们的价值观念指导我们应如何地去对待科学与技术。1989年在德国基尔召开的世界科学和技术教育倾向的专题讨论会上，提解出STS的意义通常理为在技术和社会环境的可靠的范围内教授科学内容。
STS的相互关系是STS教育的一个核心问题。在上述的专题讨论会上，有学者提出科学、技术与社会三者的关系是：学生趋向于把他们对自然世界环境（科学内容）的个人理解跟人工构造环境（技术）和他们的日常经验的社会环境（社会）二者结合起来。这也是STS教育的实质。
八、科学精神
国内近几年的文献中，讨论科学精神的甚多，但看法纷纭，只有某几点看法是基本一致的。
1、求真、求实、客观精神。
主张客观真理，即认识到真理是可重复的，可检验的；主张实事求是，亦即认识要从“实事”而不是从“虚事”出发，找出事物发展的规律；科学的本质并不是证实真理，而是不断发现以前真理的错误，不断更新真理。主张理论与实践一致。
2、合理怀疑和批判精神、创新精神。
主张解放思想，破除一切迷信。提倡凡事要问一个“为什么”，问一个理由何在。善于在没有问题的地方产生问题，在没有现成答案的地方寻找答案。不盲从潮流，不迷信权威，不把偶然性当成必然性，不把局部看做整体。不轻易相信未在严密方法下经过反复证明的严格科学推理的所谓新发现。创新是科学的生命；没有创新，就没有科学；没有创新，科学将停滞不前。具体的真理都是相对真理，是可以突破的。创新精神是科学精神的重要组成部分。创新应当在继承的基础上进行。
3、民主、平等、自由合作精神。
科学是社会有组织的群体活动。因此，团队精神、民主作风、合作意识、百家争鸣等都是科学精神的组成部分。
4、人文精神。
科学与人文是相辅相成的，不该有分裂和隔阂。没有人文的科学是跛脚的，没有科学的人文是盲目的。科学工作者应该关注人类的命运和社会的进步，力所能及地参与从街道、城镇、国家到全世界大大小小的社区中与科学相关的事务中去。将科学作为绝对权威来推崇，会形成科学崇拜，必然会导致人文的失陷。人文失陷的后果会导致科学发展与人类精神相对立，轻则造成生态环境恶化，重则用于制造杀人武器。
5、不断求知精神。
世界的发展、变化是无穷无尽的，因此认识的任务是无穷无尽的。还要有求证精神。
6、超功利精神。
7、探索精神。
8、原理精神。
9、独立精神。
10、群众参与精神。
11、高瞻远瞩、超越前人的精神。
12、宽宏大度、谦恭能达的精神。
13、顽强执著、锲而不舍的精神。
上述的科学精神中，各种文献提及较多的是前5种精神。也有把科学的性质和科学的局限性列入科学精神中的。
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